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科学家的发现可能意味着更便宜的智能手机和电视

南加州大学的化学家们已经找到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前提下为制造商和消费者省钱。

根据他们周五发表在《科学》杂志上的研究,铜是答案。

南加州大学多恩西夫文学院(USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences)的化学家马克·汤普森(Mark Thompson)表示:“目前,三星Galaxy手机、苹果(Apple)高端iPhone和LG电视的技术都依赖于有机LED屏幕上的铱化合物来提供颜色和光线。”

汤普森说:“我们一直在使用铱,因为它能产生高效的光发射,但它是地球上最稀有的自然元素。”“我们面临的挑战之一,是找到一个更丰富的替代方案。”

此前曾尝试生产一种基于铜的有机发光二极管(OLED),但均以失败告终。这些研究中的铜配合物具有较弱的结构。这些分子不稳定,寿命比铱化合物短。

铱与恐龙的关系

铜无疑解决了这个问题,因为它是一种世界范围内储量丰富的金属。另一方面,铱只在少数几个地方被发现——主要是南非和亚洲部分地区。

解释铱的稀少及其起源的最广为接受的假说是,它是通过一颗流星来到这里的——与6500万年前灭绝恐龙的那颗流星是同一颗。

除非另一颗类似的流星撞击地球,否则铱的供应将继续减少。随着智能手机、电视和其他配备LED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,每个像素产生光,而在LCD屏幕上,像素由LED背光照明。

蓝色的化学

除了缺乏铱,LED技术还有另一个困扰化学家20多年的缺点:产生蓝光的较弱分子。

汤普森说:“当铱化合物中的分子受到激发时,它们就会非常高效、快速地产生LED屏幕上的两种基色——红色和绿色。而且,在使用寿命非常长的设备上,这两种基色都是LED屏幕上的基色。”他的实验室设计了基于铱的红色和绿色分子。

第三个需要的颜色是蓝色,这一直是OLED技术的祸根,因为蓝色发射OLED的寿命很短。汤普森解释说,蓝色分子中的键容易断裂。蓝色分子也需要更多的电来提供能量。由于蓝色是LED的基色之一,它的糟糕性能会影响你在屏幕上看到的任何蓝色。

更便宜的智能手机和电视:坚硬的铜化合物

汤普森的团队似乎也用他们的新铜化合物解决了这个问题,这种新的铜化合物比以前的较弱的铜化合物更具刚性。化学家们发现,这种新化合物的发光速度与铱相当,因此能有效地转换成光和颜色。

“我们的论文列出了从铜中获得类似铱的排放效率的基本设计规则,铜的颜色从蓝色到绿色和黄色不等,”该研究的第一作者、南加州大学多恩西弗化学系的拉莎哈姆泽(Rasha Hamze)说。“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。”

哈姆兹最近开始为环球显示公司(Universal Display Corp.)工作,该公司开发、制造和服务OLED技术。

南加州大学多恩西夫分校的研究小组已经为他们的铜化合物提交了一份专利申请。

汤普森说,下一步,他想看看这些坚硬的铜化合物是否也能带来更节能的照明。


该研究的共同作者包括南加州大学多恩西铁化学家杰西·l·佩尔蒂埃、丹尼尔·西尔文森、孟丘·荣格、何塞·卡德纳斯、拉尔夫·海格斯和彼得·迪罗维奇,以及加州大学圣地亚哥分校的研究人员米歇尔·索莱哈武普、鲁道夫·贾兹扎尔和盖伊·伯特兰。

这项工作由哈姆兹现在工作的环球展示公司和国家科学基金会资助的dg -1650112(佩尔蒂埃)和CHE-1661518。

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新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.usc.edu/154142/usc-less-expensive-smartphones-tvs/