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oled屏幕缺点那么多为什么还要用

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博科园:本文为材料科学类

南加州大学化学家发现了一种更便宜的方法来点亮智能手机和电视屏幕,这可以在不影响视觉质量的情况下为制造商和消费者省钱。根据他们2019年2月8日发表在《科学》上的研究,铜就是答案。南加州大学多恩西夫文理学院(USC Dornsife College of Letters, Arts and sciences and The Ray)的化学家马克·e·汤普森(Mark E. Thompson)说:目前三星Galaxy手机、高端苹果iPhone和LG电视的技术都依赖于铱化合物来制造OLED屏幕上的颜色和光线。一直在使用铱,因为它能发出高效的光,但它是地球上最稀有的自然元素,面临的挑战之一是找到一个更丰富的替代方案。之前尝试生成基于铜的OLED的尝试失败了,这些研究中的铜配合物具有较弱的结构。分子不稳定,寿命短于铱化合物。

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博科园-科学科普:铜无疑解决了供应问题,因为它是世界上储量丰富的金属。另一方面,铱只存在于少数几个地方——主要是南非和亚洲部分地区。解释铱的稀缺性及其起源最被广泛接受的假设是,它是在一颗小行星上来到地球的,而这颗小行星在6500万年前曾毁灭过恐龙。除非另一颗像那样的小行星撞击地球,否则铱的供应将继续减少。随着智能手机、电视和其他采用OLED屏幕的设备越来越受欢迎,对它的需求只会越来越大。oled已经取代了LED液晶显示屏。在OLED屏幕上,每个像素都会发光,而在LCD屏幕上,像素会被LED背光照亮。除了它的稀缺性,铱在OLED技术上还有一个让化学家困惑了20多年的缺点:产生蓝光的分子更弱。

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  • 化学家马克·e·汤普森(Mark E. Thompson)持有他和一组化学家发明的新型铜基发光二极管,这种发光二极管在电视和智能手机屏幕上产生这种颜色(包括蓝色)和光的成本可能更低。目前,该行业依靠昂贵的贵金属铱来制造LED灯和LED灯的颜色。图片:Mark E. Thompson, USC Dornsife

当铱化合物的分子被激发时,它们会产生OLED屏幕的两种主要颜色(红色和绿色)非常高效、快速,而且在设备中使用寿命很长。汤普森的实验室设计了这种基于铱的红色和绿色分子。第三种必需的颜色,蓝色,一直是OLED技术的祸根,因为蓝色发射OLED的寿命很短。蓝色分子内部的化学键往往会断裂。蓝色分子比绿色和红色的分子需要更多电来提供能量。由于蓝色是OLED的原色之一,其糟糕的性能会影响屏幕上包含任何蓝色的颜色范围。研究团队可能也已经用他们的新铜络合物解决了这个问题,这种新的铜络合物是一种比之前失败的更弱铜化合物分子复合物,具有更强的刚性。

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化学家们发现,这种新化合物的发光速度也与铱的发光速度相匹配,因此这种能量可以有效地转化为光和颜色。该研究的第一作者、南加州大学多恩西夫分校(USC Dornsife)校友拉莎哈姆泽(Rasha Hamze)说:论文列出了从铜中获得类铱发射效率的基本设计规则,铜的颜色从蓝色到绿色和黄色不等。从铜化合物中实现高效的蓝色排放,为解决蓝色设备寿命短的问题开辟了全新的可能性。南加州大学的研究小组已经为他们的铜化合物提交了专利申请。下一步,是想看看这些铜化合物是否也能带来更节能的照明。

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