圖：浸會大學積極參與國家科研發(fā)展

節(jié)能環(huán)保成為全球關注的熱門話題，具有節(jié)能環(huán)保等特性的第四代光源─發(fā)光二極管(LED)成為業(yè)界新寵，相關研究更是層出不窮。香港浸會大學黃維揚教授，近日憑其研發(fā)的新型金屬有機磷光材料，製作單層白光有機發(fā)光二極管(OLED)等相關研究，一舉奪得國家自然科學二等獎。

隨?白光LED的出現(xiàn)，發(fā)光二極管因其具有效率高，壽命長，不易破損等傳統(tǒng)光源無可比擬的優(yōu)點，而逐漸被譽為21世紀的新型光源。然而，在有機發(fā)光二極管領域實現(xiàn)白光發(fā)射，由于不同種類的發(fā)光層使用壽命不同導致的器件顏色調控是業(yè)界普遍面對的問題。浸大化學系講座教授黃維揚，就採用磷光材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熒光材料發(fā)射白光，不僅提高了有機發(fā)光二極管的能量轉換效率，還簡化器件製作過程并降低了製作成本。

開關處不需大電壓

黃維揚過去從事傳統(tǒng)金屬有機化學的基礎研究，2005年起開始研究能量轉換問題，并先從由電能變成光能的有機發(fā)光二極管入手。他指出，有機發(fā)光二極管與普通發(fā)光二極管相比，開關處不需要太大的電壓，可以節(jié)電。同時前者更有彈性，可以因應不同需要製作不同的形狀。但利用OLED發(fā)出照明白光的研究仍有很多需要解決的問題。“傳統(tǒng)的白光是由紅、綠和藍光材料結合而產生，但我的研究是使用藍色與橙色或者藍色與黃色相結合，製作雙層的白光OLED。”這一過程不僅減少了製作所需的材料，還提高了傳統(tǒng)熒光的能量轉化效率由25%提高至100%。

在此基礎之上，黃教授的研究團隊進一步創(chuàng)新，提出磷光材料發(fā)光顏色調節(jié)的新理論，研發(fā)只需單層的白光有機發(fā)光二極管。“製作OLED燈最主要的是顏色調控、能量轉換效率及其壽命。”他透露，其團隊研發(fā)的技術將藍加橙或者藍加黃兩種顏色混合后，製作單層有機發(fā)光二極管。

降低成本三分之一

“這種做法不需要三種顏色，即不需要三種材料，成本大概可以降低三分之一。另外製作的過程也相應簡化。”黃維揚解釋，製作有機發(fā)光二極管所需的層數(shù)越多，需要考慮的因素就越多且復雜。關鍵是每一層之間的表面化學反應很復雜，直接影響OLED最后的發(fā)光性能。“單層的有機發(fā)光二極管還能簡化製作過程，可以利用類似噴墨打印技術來製造白光OLED器件，有利于製作大面積的白光OLED。”

不過該技術尚未進入實踐應用階段。黃教授指，多層白光有機發(fā)光二極管的能量轉換效率已經(jīng)超過熒光燈。至于單層的OLED，黃維揚表示，2009年他發(fā)表第一篇關于單層OLED材料。當時的能量轉換效率遠不能達到熒光燈的轉換效率。直至2013年，其能量轉換效率僅略微超過現(xiàn)時傳統(tǒng)熒光燈的最低能量轉換效率。他希望，未來有機發(fā)光二極管所作出的白光照明系統(tǒng)，可以與熒光燈媲美。