科学家发现的新型铜配合物，有望降低智能手机和电视机的成本

铱用于在智能手机和电视屏幕中产生光和色，但这是地球上的稀有贵金属；南加州大学科学家发现了一种铜配合物，能够发挥类似作用。

南加州大学化学家们已发现使智能手机和电视屏幕产生光和色的更经济方式，可降低制造商和消费者成本，同时不影响视觉质量。

答案就是铜，他们已于星期五将成果发表在《科学》杂志上。

南加州大学Dornsife文理学院的化学家Mark Thompson说道：“目前，使用有机LED屏幕的三星Galaxy手机、高端苹果iPhone和LG电视所采用的技术都依赖于铱化合物产生颜色和光。”

Thompson说道：“我们一直使用的是金属铱，因为它能高效发射光，但它是地球上最稀有的自然元素。找到产量更高的替代元素是我们面临的挑战之一。”

之前曾尝试制造铜基有机的LED或OLED，但很遗憾失败了。这些研究中的铜配合物结构较弱。分子不稳定，寿命比铱化合物短。

铱与恐龙之间的联系

铜无疑可以解决这个问题，因为铜金属在全球范围内储量丰富。而铱只在少数几个地方发现，主要位于南非和亚洲部分地区。

最广为接受的铱的稀少性及其起源的假说是流星说，即铱通过一颗流星来到地球——就是6500万年前导致恐龙灭绝的那颗流星。

除非像这样的另一颗流星撞击地球，否则铱的供应量将继续减少。随着智能手机、电视和其他配备LED屏幕设备的普及，对铱的需求只会越来越大。

OLED已经取代了LED液晶显示屏。在OLED屏幕中每个像素都能自发光，而液晶显屏幕是使用LED背光照亮其像素的。

蓝光化学

除了LED技术中所用的铱的稀少性，它还有另一个缺点困扰了化学家二十多年：发出蓝光的分子较弱。

Thompson说道：“铱化合物中的分子被激发时，就会非常高效、快速地发出LED屏幕所需的两个基色——红色和绿色，而且在各种设备中使用寿命非常长。”他的实验室设计了铱基的红色和绿色分子。

而所需的第三个颜色——蓝色，一直是OLED技术的根源短板，因为蓝光发射OLED的使用寿命很短。Thompson解释说，这是因为蓝色分子中的化学键容易断裂。蓝色分子也需要更多电力以供能。蓝色作为 LED的基色之一，若其性能不佳，就会影响到屏幕上发出的包含蓝色的任何颜色。

制造成本更低的智能手机和电视：刚性铜配合物

Thompson团队似乎也通过他们的新型铜配合物解决了这个问题，这比以前的较弱铜配合物的分子配合物更具刚性。化学家们发现，这种新化合物的发光速度与铱相当，因此能有效地将能量转换成光和颜色。

该研究的主要作者兼南加州大学Dornsife文理学院化学系校友Rasha Hamze说道：“我们的论文阐述了使用铜来实现类铱发光效率的基本设计原则，颜色范围从蓝到绿和黄。如果使用铜配合物实现蓝光有效发射，则可为解决蓝色发光材料寿命短的问题带来全新可能性。”

Hamze最近进入了环宇显示技术公司(Universal Display Corp.)工作，该公司是OLED技术的开发、制造和服务商。

南加州大学Dornsife文理学院的研究小组已就他们的铜配合物提交了专利申请。

Thompson表示，接下来，他希望了解这些刚性铜配合物的发光是否能更节能。

该研究的共同作者包括南加州大学Dornsife文理学院的化学家Jesse L. Peltier、Daniel Sylvinson、Moonchul Jung、Jose Cardenas、Ralf Haiges和Peter I. Djurovich，以及加利福尼亚大学圣迭戈分校的研究人员Michele Soleilhavoup、Rodolphe Jazzar和Guy Bertrand。

该项研究由Hamze所在的环宇显示技术公司（Universal Display Corp.）以及美国国家科学基金会（National Science Foundation）提供资助，编号为DGE-1650112（授予Peltier）和CHE-1661518。

编辑：Emily Gersema

头图：化学家Mark E. Thompson与化学家小组发明了一种新型的铜基LED，已申请专利。（摄影/由Mark E. Thompson友情提供）