日本近畿大学与大阪公立大学联合团队于2月26日宣布,成功开发出一种以白金错体为发光材料、通过磁场诱导产生有机圆偏光的新式发光二极管。该成果由近畿大学理工学部应用化学科今井喜胤教授与大阪公立大学大学院工学研究科八木繁幸教授共同领导,相关研究详情已刊登于英国王立化学会旗下专业期刊《Journal of Materials Chemistry C》。
在光学领域,光既被视为以光速直线传播的粒子,也被理解为振动的电磁波。当光波振动方向固定时称为“偏光”,若呈螺旋状旋转则称为“圆偏光”。目前,基于有机发光二极管的圆偏光技术正成为3D显示等新型显示设备研发的核心方向。然而,传统设备存在显著缺陷:由于圆偏光在电极反射后会发生旋转方向反转(反射反转),导致最终输出的圆偏光与原始光相互抵消,严重限制了器件性能。
针对这一行业痛点,研究团队创新性地提出了一种新方法:即使使用不具备旋光性的光学惰性分子,只要施加外部磁场,即可高效产生圆偏光。实验中,团队利用光学惰性的白金错体“PtOEP”作为发光材料,制备了红色有机发光二极管。结果显示,在施加外部磁力后,该器件成功以高效率发出了红色圆偏光,突破了材料本身光学性质的限制。
研究团队进一步发现,通过在阳极和阴极均采用透明电极,该单一发光二极管能够从发光层同时发出右旋和左旋两种圆偏光。这一机制表明,在有机发光二极管上施加外部磁场,有望在不降低发光亮度的前提下,显著提升圆偏光度。这意味着仅需在器件旁放置永久磁石,即可有效抑制传统设备中因反射反转导致的光强衰减问题。
日本在有机光电材料领域长期处于全球领先地位,此次利用磁场调控光偏振特性的突破,为突破现有显示技术瓶颈提供了新思路。对于中国显示行业而言,这种“磁光耦合”的低成本增效方案,或将成为下一代高亮度3D显示与光通信器件的重要技术储备,值得国内研发团队密切关注并探索本土化应用路径。
