哈佛大學研究人員已設(shè)計超過1,000種藍光分子,用于OLED時能夠大幅提升OLED電視、智慧手機以及平板的顯示功效。
哈佛大學等研究人員利用機器習得方式篩選可能可以使用的藍光OLED分子,未來可望實現(xiàn)低成本OLED。
OLED屏幕使用發(fā)光有機分子,電流通過時會發(fā)光。與常見的液晶不同,OLED屏幕不需要背光裝置,也就是說OLED顯示器具薄型且彈性的特色,就像一片塑膠片一樣簡單。OLED顯示上的每一個像素都能夠獨立開、關(guān),大幅增進屏幕顏色對比和能耗效率。在高階消費產(chǎn)品中,OLED正逐漸取代LCDs,但是OLED的低穩(wěn)定性和藍光材料不足的問題也造成OLED在大尺寸顯示如電視等領(lǐng)域競爭力降低。
哈佛研究人員的跨專業(yè)團隊,與麻省理工以及三星合作發(fā)展大尺寸、用電腦控制的篩選過程,他們稱此為“分子太空梭(MolecularSpaceShuttle)”,加入研發(fā)階段的化學制程、機器習得和化學資訊(cheminformatics)以快速找出符合或者優(yōu)于業(yè)界標準的新OLED分子。
化學生物學系教授AlánAspuru-Guzik表示:“一般相信OLED的原子僅限于一個很校區(qū)域的分子空間,但是借由繁復的分子制造器(MolecularBuilder),輔以最先進的機器習得并加上研究人員的專長我們發(fā)現(xiàn)很大一部分高效率藍光OLED原料。”
最大的挑戰(zhàn)在于生產(chǎn)符合成本的藍光OLED。
和液晶技術(shù)一樣,OLED利用綠、紅和藍色子像素制造所有屏幕上肉眼所見的顏色。但是一直以來,要生產(chǎn)能夠發(fā)出藍光的OLED都相當困難。為了提升效率,OLED的制造商制造出有機金屬錯合物分子,利用銥等轉(zhuǎn)換用的貴金屬通過磷光加強分子。
這個制成造價不菲且仍然未能達成穩(wěn)定的OLED藍光效果。
Aspuru-Guzik和其團隊正在尋求這些有機金屬錯和物系統(tǒng)的替方案,希望能夠達到完全只使用有機分子。
研究團隊從打造超過16億前在分子的資料庫著手,并逐漸縮小范圍。由資訊工程學系助理教授RyanAdams所帶領(lǐng)的哈佛哈佛大學約翰·保爾森工程與應(yīng)用科學學院研究團隊發(fā)展出新的機器習得演算法,能夠預測哪些分子可能產(chǎn)生出可用效果,并且優(yōu)先選擇對這些分子進行測試。這項創(chuàng)舉大幅減少研究的運算費用。
這種篩選原子的方法不只能夠運用在OLED上。
Aspuru-Guzil教授表示:“這項研究只是一個中繼點,以期激發(fā)更多高階有機原子能夠應(yīng)用于液流電池、太陽能電池、有機雷射以及更多其他領(lǐng)域中。加速分子動力學的設(shè)計的未來發(fā)展令人感到興奮。”
這項研究由三星先進技術(shù)研究院贊助完成。