研究发现新分子,未来可望实现低成本OLED

哈佛大学研究人员已设计超过1,000种蓝光分子,用于OLED时能够大幅提升OLED电视、智慧手机以及平板的显示功效。

哈佛大学等研究人员利用机器习得方式筛选可能可以使用的蓝光OLED分子,未来可望实现低成本OLED。(图片来源:哈佛大学)

OLED屏幕使用发光有机分子,电流通过时会发光。与常见的液晶不同,OLED屏幕不需要背光装置,也就是说OLED显示器具薄型且弹性的特色,就像一片塑胶片一样简单。OLED显示上的每一个像素都能够独立开、关,大幅增进屏幕颜色对比和能耗效率。在高阶消费产品中,OLED正逐渐取代LCDs,但是OLED的低稳定性和蓝光材料不足的问题也造成OLED在大尺寸显示如电视等领域竞争力降低。

哈佛研究人员的跨专业团队,与麻省理工以及三星合作发展大尺寸、用电脑控制的筛选过程,他们称此为“分子太空梭(Molecular Space Shuttle)”,加入研发阶段的化学制程、机器习得和化学资讯(cheminformatics)以快速找出符合或者优于业界标准的新OLED分子。

化学生物学系教授Alán Aspuru-Guzik表示:“一般相信OLED的原子仅限于一个很校区域的分子空间,但是借由繁复的分子制造器(Molecular Builder),辅以最先进的机器习得并加上研究人员的专长我们发现很大一部分高效率蓝光OLED原料。”

最大的挑战在于生产符合成本的蓝光OLED。

和液晶技术一样,OLED利用绿、红和蓝色子像素制造所有屏幕上肉眼所见的颜色。但是一直以来,要生产能够发出蓝光的OLED都相当困难。为了提升效率,OLED的制造商制造出有机金属错合物分子,利用铱等转换用的贵金属通过磷光加强分子。

这个制成造价不菲且仍然未能达成稳定的OLED蓝光效果。

Aspuru-Guzik和其团队正在寻求这些有机金属错和物系统的替方案,希望能够达到完全只使用有机分子。

研究团队从打造超过16亿前在分子的资料库着手,并逐渐缩小范围。由资讯工程学系助理教授Ryan Adams所带领的哈佛哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院研究团队发展出新的机器习得演算法,能够预测哪些分子可能产生出可用效果,并且优先选择对这些分子进行测试。这项创举大幅减少研究的运算费用。

这种筛选原子的方法不只能够运用在OLED上。

Aspuru-Guzil教授表示:“这项研究只是一个中继点,以期激发更多高阶有机原子能够应用于液流电池、太阳能电池、有机雷射以及更多其他领域中。加速分子动力学的设计的未来发展令人感到兴奋。”

这项研究由三星先进技术研究院赞助完成。


 

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