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日本开发出“液晶的接班人”有机EL新材料

2013-06-10 06:40
汉水狂客
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  OFweek节能网讯:有机EL(电致发光)屏公认是智能手机等产品使用的新一代屏幕的主流技术。具有加载电压后有机材料本身发光的特点。

  与必须使用背照灯才能显示的液晶屏相比,有机EL屏不仅图像清晰,而且更容易实现薄型化。未来,可弯折的产品也有望投入实用,可应用于智能手机、电视、照明等诸多用途。

  现在,有机EL屏已经得到了智能手机等部分小型产品的采用。例如,韩国三星电子将为NTTDoCoMo面向夏季商战推出的新款智能手机“GALAXYS4”配备支持高清影像显示的5英寸有机EL屏。

  然而,与市场热切的期望相悖,现如今,真正采用有机EL屏的手机,还仅限于大力宣传高画质的部分高端机型。在大屏幕市场上,有机EL还没有表现出取代液晶的普及势头。其原因在于成本高和耗电量大。

  九州大学最尖端有机光电子研究中心(OPERA)取得了一个突破。该中心是九州大学率京都大学、奈良先端科学技术大学院大学、松下、日本显示器、三菱丽阳等27家大学、研究机构和企业共同设立的产官学合作团队。

  加盟该中心的大学和企业发挥各自在材料、器件、商品化技术经验等领域的强项,在开放的平台上,实施着从基础到应用的一系列研究。与“日本国家队项目”有着异曲同工之妙。2012年12月,OPERA宣布开发出了划时代的新材料。

  新材料的特点是发光效率高,把有机EL材料加载电压时产生的电能转化成光能的效率接近100%,成本则不到原来的10分之1。

  如果投入实用,制造出的屏幕除了显示性能好、薄、柔软之外,还能减少耗电量和成本,正可谓“终极屏幕”。使用这样的屏幕,可以生产出价格便宜、画质好,而且待机时间长的智能手机。

  不使用稀有金属

  新型有机EL材料与现有材料有哪些区别?

  现有的有机EL材料包括两类,加载电压后发光时间短的“萤光材料”,以及发光时间长的“磷光材料”。而OPERA开发的发光材料,称得上是继二者之后的“第3类发光材料”(OPERA中心主任安达千波矢教授)。

  三类材料发光的基本原理相同。都是在正极与负极之间设置厚度约为100纳米(纳为10亿分之1)的发光层,向发光层加载电压。这样一来,正极将发生带正电荷的“空穴”,负极将发生带负电荷的“电子”。

  在二者相互吸引,相互结合之后,发光材料将进入具有高能量的“激发态”。随着时间的推移,受到激发的发光材料会逐渐释放能量,恢复到原来的状态。其间,发光材料将释放出光和热。其中的光以图像等形态进入我们的眼睛。

  萤光材料与磷光材料相比,荧光材料成本更低,但发光效率差。加载电压产生的电能中,只有25%能够用于发光。剩余的75%则转化成热能释放,因此,电池很快就会耗尽。

  磷光材料能够把电能100%用于发光,能够把萤光材料转化成热能舍弃的75%的能量全部转化成光能。发挥转化功能的,是作为添加材料使用的“铂、铱等稀有金属”(OPERA中心主任安达千波矢教授)。

  但这些稀有金属价格贵,而且分布不均,采购也不稳定。大量使用难免会增加成本和稳定生产方面的风险。现在,磷光材料的成本还极其高昂,是萤光材料的10倍以上。

  萤光材料与磷光材料各有所长,都缺乏决定性的“撒手锏”。这样下去,有机EL的竞争力很难超过液晶。

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