研究人員開(kāi)發(fā)出理論模型，預(yù)測(cè)通過(guò)利用名為極化激元的新型量子態(tài)，可大幅提升有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）的亮度。要將極化激元有效整合到OLED中，需發(fā)現(xiàn)新型材料，這使得實(shí)際應(yīng)用成為激動(dòng)人心的挑戰(zhàn)。

OLED技術(shù)已成為智能手機(jī)、筆記本電腦、電視和智能手表等高端顯示設(shè)備的常見(jiàn)光源。盡管OLED憑借其柔性和環(huán)保特性正在重塑照明應(yīng)用，但其將電流轉(zhuǎn)換為光的過(guò)程效率較低，僅有25%的概率能快速高效地發(fā)射光子。后者是提升OLED亮度的重要條件，當(dāng)前OLED的亮度通常低于其他照明技術(shù)。

來(lái)自芬蘭圖爾庫(kù)大學(xué)和美國(guó)康奈爾大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)提出了解決這一問(wèn)題的預(yù)測(cè)模型，相關(guān)成果發(fā)表于《先進(jìn)光學(xué)材料》。OLED是由有機(jī)碳基化合物制成的電子元件，通電時(shí)發(fā)光。與依賴LED背光的液晶顯示器不同，OLED顯示屏的像素可自主發(fā)光。

圖片:搜狗截圖20250225082001.png

當(dāng)有機(jī)發(fā)光材料被夾在兩個(gè)半透明反射鏡之間時(shí)，可與受限光場(chǎng)耦合，形成光與物質(zhì)雜化的新態(tài)——極化激元。通過(guò)微調(diào)這些狀態(tài)，可找到使剩余75%暗態(tài)轉(zhuǎn)化為明亮極化激元的最佳平衡點(diǎn)。

圖爾庫(kù)大學(xué)副教授Konstantinos Daskalakis表示："雖然將極化激元應(yīng)用于OLED技術(shù)并非全新概念，但此前缺乏對(duì)性能增益邊界的理論研究。我們系統(tǒng)分析了不同場(chǎng)景下極化激元的最佳作用點(diǎn)。"博士后研究員Olli Siltanen補(bǔ)充："研究發(fā)現(xiàn)極化激元效應(yīng)強(qiáng)度與耦合分子數(shù)量成反比。我們研究的單分子耦合體系效率顯著提升，暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)化率最高可提升千萬(wàn)倍。"

當(dāng)分子數(shù)量較多時(shí)，極化激元效應(yīng)可忽略不計(jì)。因此，現(xiàn)有OLED僅通過(guò)增加反射鏡無(wú)法提升暗態(tài)轉(zhuǎn)化率。Daskalakis指出："下一步挑戰(zhàn)是開(kāi)發(fā)支持單分子強(qiáng)耦合的可行架構(gòu)，或設(shè)計(jì)專用于極化激元OLED的新型分子。雖然兩種途徑均具挑戰(zhàn)性，但成功后將大幅提升OLED的效率和亮度。"

盡管效率問(wèn)題制約了OLED的普及，但更關(guān)鍵的瓶頸在于亮度限制，尤其是與傳統(tǒng)無(wú)機(jī)LED相比。該研究為OLED發(fā)展指明方向，不僅為提升效率奠定基礎(chǔ)，更突破了以往認(rèn)為不可企及的性能天花板。

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