液晶的接班人—OLED螢幕的新發光材料已經登場。這種材料解決了OLED耗電量大、成本高的課題,有望吹響OLED全面普及的號角。對於甘拜南韓企業後塵的日本企業而言,這將成為反擊的強力武器。

OLED公認是智慧手機等產品使用的新一代螢幕的主流技術。具有載入電壓後有機材料本身發光的特點。

日本對抗三星的祕密武器

與必須使用背照燈才能顯示的液晶螢幕相比,OLED不僅圖像清晰,而且更容易實現薄型化。未來,可彎折的產品也有望投入實用,可應用於智慧手機、電視、照明等諸多用途。

現在,OLED已經得到了智慧手機等部分小型產品的採用。例如,南韓三星電子將為NTT DoCoMo面向夏季商戰推出的新款智慧手機「GALAXY S4」配備支援高畫質影像顯示的5吋OLED。

然而,與市場熱切的期望相悖,現如今,真正採用OLED的手機,還僅限於大力宣傳高畫質的部分高端機型。在大螢幕市場上,OLED還沒有表現出取代液晶的普及勢頭。其原因在於成本高和耗電量大。

九州大學最尖端有機光電子研究中心(OPERA)取得了一個突破。該中心是九大率京都大學、奈良先端科學技術大學院大學、松下、日本顯示器、三菱麗陽等27家大學、研究機構和企業共同設立的產官學合作團隊。

加盟該中心的大學和企業發揮各自在材料、器件、商品化技術經驗等領域的強項,在開放的平台上,實施著從基礎到應用的一系列研究。與「日本國家隊項目」有著異曲同工之妙。2012年12月,OPERA宣佈了開發出了劃時代新材料的消息。

新材料的特點是發光效率高,把OLED材料載入電壓時產生的電能轉化成光能的效率接近100%,成本則不到原來的10分之1。

如果投入實用,製造出的螢幕除了顯示性能好、薄、柔軟之外,還能減少耗電量和成本,正可謂終極螢幕。使用這樣的螢幕,可以生產出價格便宜、畫質好,而且待機時間長的智慧手機。

不使用稀有金屬

新型OLED材料與現有材料有哪些區別?

現有的OLED材料包括兩類,載入電壓後發光時間短的「螢光材料」,以及發光時間長的「磷光材料」。OPERA中心主任安達千波矢教授表示,OPERA開發的發光材料,稱得上是繼二者之後的「第3類發光材料」。

三類材料發光的基本原理相同。都是在正極與負極之間設置厚度約為100奈米(納為10億分之1)的發光層,向發光層載入電壓。這樣一來,正極將發生帶正電荷的「空穴」,負極將發生帶負電荷的「電子」。

在二者相互吸引,相互結合之後,發光材料將進入具有高能量的「激發態」。隨著時間的推移,受到激發的發光材料會逐漸釋放能量,恢復到原來的狀態。其間,發光材料將釋放出光和熱。其中的光以圖像等形態進入我們的眼睛。

螢光材料與磷光材料相比,螢光材料成本更低,但發光效率差。載入電壓產生的電能中,只有25%能夠用於發光。剩餘的75%則轉化成熱能釋放,因此,電池很快就會耗盡。

磷光材料能夠把電能100%用於發光,能夠把螢光材料轉化成熱能捨棄的75%的能量全部轉化成光能。OPERA的安達教授發揮轉化功能的,是作為添加材料使用的「鉑、銥等稀有金屬」。