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能环保成为全球关注的热门话题，具有节能环保等特性的第四代光源─发光二极管(LED)成为业界新宠，相关研究更是层出不穷。香港浸会大学黄维扬教授，近日凭其研发的新型金属有机磷光材料，製作单层白光有机发光二极管(OLED)等相关研究，一举夺得国家自然科学二等奖。
随着白光LED的出现，发光二极管因其具有效率高，寿命长，不易破损等传统光源无可比拟的优点，而逐渐被誉为21世纪的新型光源。然而，在有机发光二极管领域实现白光发射，由于不同种类的发光层使用寿命不同导致的器件颜色调控是业界普遍面对的问题。浸大化学系讲座教授黄维扬，就採用磷光材料代替传统的荧光材料发射白光，不仅提高了有机发光二极管的能量转换效率，还简化器件製作过程并降低了製作成本。
开关处不需大电压
黄维扬过去从事传统金属有机化学的基础研究，2005年起开始研究能量转换问题，并先从由电能变成光能的有机发光二极管入手。他指出，有机发光二极管与普通发光二极管相比，开关处不需要太大的电压，可以节电。同时前者更有弹性，可以因应不同需要製作不同的形状。但利用OLED发出照明白光的研究仍有很多需要解决的问题。“传统的白光是由红、绿和蓝光材料结合而产生，但我的研究是使用蓝色与橙色或者蓝色与黄色相结合，製作双层的白光OLED。”这一过程不仅减少了製作所需的材料，还提高了传统荧光的能量转化效率由25%提高至100%。
在此基础之上，黄教授的研究团队进一步创新，提出磷光材料发光颜色调节的新理论，研发只需单层的白光有机发光二极管。“製作OLED灯最主要的是颜色调控、能量转换效率及其寿命。”他透露，其团队研发的技术将蓝加橙或者蓝加黄两种颜色混合后，製作单层有机发光二极管。
降低成本三分之一
“这种做法不需要三种颜色，即不需要三种材料，成本大概可以降低三分之一。另外製作的过程也相应简化。”黄维扬解释，製作有机发光二极管所需的层数越多，需要考虑的因素就越多且复杂。关键是每一层之间的表面化学反应很复杂，直接影响OLED最后的发光性能。“单层的有机发光二极管还能简化製作过程，可以利用类似喷墨打印技术来製造白光OLED器件，有利于製作大面积的白光OLED。”
不过该技术尚未进入实践应用阶段。黄教授指，多层白光有机发光二极管的能量转换效率已经超过荧光灯。至于单层的OLED，黄维扬表示，2009年他发表第一篇关于单层OLED材料。当时的能量转换效率远不能达到荧光灯的转换效率。直至2013年，其能量转换效率仅略微超过现时传统荧光灯的最低能量转换效率。他希望，未来有机发光二极管所作出的白光照明系统，可以与荧光灯媲美。
编辑：刘海
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