USC Dornsife-chemici hebben een goedkopere manier gevonden om smartphone- en tv-schermen te verlichten, die fabrikanten en consumenten geld kunnen besparen zonder de visuele kwaliteit aan te tasten.

Koper is het antwoord, volgens hun studie, gepubliceerd op 8 februari in het tijdschrift Wetenschap .

"De huidige technologie die in elke Samsung Galaxy-telefoon zit, high-end Apple iPhone en LG TV vertrouwen op iridiumverbindingen voor de kleuren en het licht op OLED-schermen, " zegt Mark E. Thompson, een chemicus aan het USC Dornsife College of Letters, Kunsten en Wetenschappen en de Ray. R. Irani Voorzitter van de leerstoel Chemie van de Occidental Petroleum Corporation.

"We gebruiken iridium omdat je een zeer efficiënte lichtemissie krijgt, maar het is het zeldzaamste natuurlijk voorkomende element op aarde, ", zegt Thompson. "Een van onze uitdagingen was om met een alternatief te komen dat overvloediger is."

Eerdere pogingen om een ​​op koper gebaseerde OLED te genereren mislukten. De kopercomplexen in die studies hadden zwakkere structuren. De moleculen waren instabiel, met een kortere levensduur dan de iridiumverbindingen.

Iridium's link naar dinosaurussen

Koper lost absoluut het probleem van beschikbaarheid op, omdat het wereldwijd een overvloedig metaal is. Iridium, anderzijds, komt maar op een paar plaatsen voor, voornamelijk in Zuid-Afrika en delen van Azië.

De meest algemeen aanvaarde hypothese die de schaarste en de oorsprong van iridium verklaart, is dat het hier op een meteoor is gereisd - dezelfde die 65 miljoen jaar geleden de dinosauriërs heeft uitgeroeid.

Tenzij nog zo'n meteoor de aarde raakt, iridium zal blijven afnemen in het aanbod. De vraag ernaar neemt alleen maar toe naarmate smartphones, Tv's en andere apparaten met OLED-schermen winnen aan populariteit.

OLED's zijn gekomen om LED LCD-schermen te vervangen. Op een OLED-scherm elke pixel genereert licht, terwijl in de LCD-schermen, pixels worden verlicht door een LED-achtergrondverlichting.

Blauwe chemie

Naast de schaarste, iridium heeft nog een nadeel voor OLED-technologie die chemici al meer dan twee decennia verbijstert:zwakkere moleculen voor het genereren van blauw licht.

Wanneer de moleculen van de iridiumverbindingen worden geëxciteerd, ze genereren twee van de primaire kleuren van het OLED-scherm - rood en groen - zeer efficiënt, snel en in apparaten die een zeer lange operationele levensduur hebben, zegt Thompson, wiens lab de op iridium gebaseerde rode en groene moleculen heeft ontwikkeld.

De derde vereiste kleur, blauw, is de vloek van OLED-technologie geweest omdat blauwe emitterende OLED's een korte levensduur hebben. Thompson legde uit dat de bindingen in de blauwe moleculen de neiging hebben om af te breken. Blauwe moleculen hebben ook meer elektriciteit nodig dan de groene en rode moleculen om ze van energie te voorzien. Omdat blauw een van de primaire kleuren is voor OLED, de slechte prestaties kunnen van invloed zijn op een reeks kleuren die u op een scherm ziet dat blauw bevat.

Het team van Thompson heeft dat misschien opgelost, te, met hun nieuwe kopercomplex - een stijver moleculair complex dan het vorige, mislukte soorten koperverbindingen, die zwakker waren. De lichtemissiesnelheid van de nieuwe verbinding komt ook overeen met die van iridium, zodat de energie efficiënt wordt omgezet in licht en kleur, vonden de chemici.

"Ons artikel beschrijft de basisontwerpregels voor het verkrijgen van iridium-achtige emissie-efficiënties uit koper, met kleuren variërend van blauw tot groen en geel, " zei Rasha Hamze, de hoofdauteur van het onderzoek en een USC Dornsife-alumna die onlangs begon te werken voor Universal Display Corporation.

"Het bereiken van efficiënte blauwe emissie uit koperverbindingen opent geheel nieuwe mogelijkheden om het probleem van korte levensduur in blauwe apparaten aan te pakken."

Het team van het USC heeft een patentaanvraag ingediend voor hun koperverbinding.

Thompson zegt dat volgende, hij wil kijken of deze koperverbindingen ook kunnen leiden tot energiezuinigere verlichting.