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三星联手哈佛、MIT发明蓝光分子 大幅降低OLED成本

日期:2016-08-11

 

来自哈佛大学的研究人员已经设计出超过1000个用于有机发光二极管(OLED)的蓝光分子,这项成果将能大幅降低OLED的生产成本,并提升使用OLED屏幕的电视、智能手机和平板电脑的效能。

这个项目是由哈佛大学的研究人员联合麻省理工学院和三星共同开展的,这是一个结合了理论与实验化学、机器学习和化学信息学的大规模计算机辅助筛选流程,项目的目标是找出性能高于现有产业标准的OLED分子。

跟液晶屏幕(LCD)不一样的是,OLED屏幕不需要背光,而且可以做得像塑料片一样轻薄柔韧。OLED在通电之后可以实现单个像素的开关和发光。虽然越来越多的智能手机和电视都开始采用OLED,这种屏幕已经慢慢向消费者市场普及。

“人们曾经认为这种有机发光分子只可能来自一个范围很小的分子领域。”这个研究项目的负责人哈佛大学化学与化学生物专业的教授Alán Aspuru-Guzik说道,“但是通过研发精密的分子构建器,采用最先进的机器学习技术,以及吸取实验专家的建议,我们发现了更多高性能的蓝光OLED材料。”

根据项目研究人员的说法,降低OLED生产成本的一个主要困难是蓝色的呈现。OLED跟LCD一样也需要绿、红、蓝三种颜色的子像素组合来实现屏幕上所有颜色。但是有机分子很难有效地发出蓝光。为了提升蓝光的强度,OLED制造商会使用一些过渡金属(比如铱)来生产一种有机金属分子。虽然这种做法能够达到目标,但是成本过于高昂。

在项目开始时,研究人员先建立出一个含有超过160万个候选分子的分子库,然后利用机器学习算法估算哪些分子更有可能达到良好的效果,缩小选择范围。化学和机器学习的结合让研究人员更容易地预测分子的颜色和亮度。

“分子就像是运动员一样。”Aspuru-Guzik说道,“你可以很容易找到分别擅长跑步、游泳和骑车的人,但是你很难找到一个三项全能选手。我们的目标分子必须做到三项全能——它们要足够蓝、足够稳定和足够明亮。”

为了找出这些超级分子,研究人员结合使用理论模型和实验实践建立了一个网页应用,让合作人员研究超过50万条量子化学模拟结果。在这一阶段完成之后,研究团队选定了数百个能够超出现有无金属OLED水平的分子。(YIVIAN)

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