东京科学大学的研究人员近期成功开发出工作电压低于 1.5 伏的白色 OLED,有望为未来先进显示器的能耗降低带来新的转机,尤其对 XR 头显等设备意义重大。
OLED 技术凭借其能够为 XR 设备等一系列产品赋予鲜艳色彩和时尚设计的优势,在显示领域占据着重要地位。它所提供的视觉质量,让用户沉浸在逼真的虚拟世界中。然而,白色 OLED 却一直存在一个关键限制,即功耗相对较高,严重阻碍了它在小型电池供能设备中的广泛应用。
白色 OLED 的高耗电问题主要源于产生白光所需的高电压。目前,常见的白色 OLED 技术通常需要超过 2.5 伏的电压才能正常工作。尽管业界在提高白色 OLED 效率和色彩质量方面投入了大量的研究精力,也取得了一定的进展,但降低其工作电压始终是一个难以攻克的重大挑战。
东京科学大学的研究小组在之前的研究基础上,利用三重态 - 三重态湮灭的转换工艺,成功创造了低压蓝色 OLED。具体来说,他们的策略是使用低电压来驱动层状有机半导体器件内负电荷和正电荷的运动。当这些电荷在器件中相遇并重新组合时,就会产生三重态的激发态。随后,这些三重态激发态通过相互“摧毁”的方式,产生更高能量的单重态,而单重态在衰变过程中就会发出蓝光。
为了获得所需的白光,研究人员在半导体器件的发射层中引入了两种不同颜色的掺杂剂,分别是天蓝色掺杂剂和黄色掺杂剂。当主材料中的高能单重态激发这些掺杂剂时,掺杂剂会发出各自颜色的光。由于黄色和蓝色是互补色,最终产生的光就呈现为白色。不过,为了精确调整输出的“白度”,研究人员需要仔细把控每种掺杂剂的比例,经过反复试验和优化,才达到了理想的显示效果。
新开发的白色 OLED 开启电压低于 1.5 伏,这一极低的电压要求意味着它可以通过一个 1.5 伏的干电池直接驱动工作。这对于便携式电子产品来说,无疑是一个巨大的福音。通过在白色 OLED 中实现更低的工作电压,这项研究为便携式电子产品的显示设计开辟了全新的可能性。
当然,任何一项新技术从实验室走向实际应用,都需要经历不断的完善和改进。目前,研究团队还需要继续攻克一系列遗留挑战,如进一步提高效率、增强色彩稳定性等。但可以预见的是,随着研究的不断深入,这项技术有望在未来得到广泛应用,为 XR 显示等领域带来更加节能、高效的解决方案,推动整个显示行业迈向新的发展阶段。