USC Dornsife -kemister har hittat ett billigare sätt att tända smartphone- och TV -skärmar, vilket kan spara tillverkare och konsumenter pengar utan att påverka visuell kvalitet.

Koppar är svaret, enligt deras studie, publicerad 8 februari i tidningen Vetenskap .

"Den nuvarande tekniken som finns i varje Samsung Galaxy -telefon, avancerad Apple iPhone och LG TV förlitar sig på iridiumföreningar för färger och ljus på OLED-skärmar, "säger Mark E. Thompson, en kemist vid USC Dornsife College of Letters, Konst och vetenskap och strålen. R. Irani Ordförande för Occidental Petroleum Corporation ordförande i kemi.

"Vi har använt iridium eftersom du får ett mycket effektivt ljusutsläpp, men det är det sällsynta naturligt förekommande elementet på jorden, "Säger Thompson." En av våra utmaningar har varit att komma på ett alternativ som är rikare. "

Tidigare försök att generera en kopparbaserad OLED misslyckades. Kopparkomplexen i dessa studier hade svagare strukturer. Molekylerna var instabila, med kortare livstid än iridiumföreningarna.

Iridiums länk till dinosaurier

Koppar löser definitivt problemet med tillgänglighet eftersom det är en riklig metall över hela världen. Iridium, å andra sidan, finns bara på några få ställen - mestadels Sydafrika och delar av Asien.

Den mest accepterade hypotesen som förklarar iridiums knapphet och dess ursprung är att den reste hit på en meteor-samma som utplånade dinosaurierna för 65 miljoner år sedan.

Om inte en annan sådan meteor träffar jorden, iridium kommer att fortsätta minska i utbudet. Efterfrågan på det ökar bara som smartphones, TV -apparater och andra enheter med OLED -skärmar blir populära.

OLED har kommit för att ersätta LED LCD -skärmar. På en OLED -skärm, varje pixel genererar ljus, på LCD -skärmarna, pixlar belyses av en LED -bakgrundsbelysning.

Blå kemi

Förutom sin knapphet, iridium har en annan nackdel med OLED -teknik som har förvirrat kemister i mer än två decennier:svagare molekyler för att generera blått ljus.

När molekylerna från iridiumföreningarna exciteras, de genererar två av OLED -skärmens primära färger - rött och grönt - mycket effektivt, snabbt och i enheter som ger mycket lång livslängd, säger Thompson, vars laboratorium konstruerade de iridiumbaserade röda och gröna molekylerna.

Den tredje nödvändiga färgen, blå, har varit banan för OLED -teknik eftersom blåa emitterande OLED:er har en kort livslängd. Thompson förklarade att bindningarna i de blå molekylerna tenderar att brytas ner. Blå molekyler kräver också mer elektricitet än de gröna och röda molekylerna för att ge dem energi. Eftersom blått är bland de primära färgerna för OLED, dess dåliga prestanda kan påverka ett antal färger som du ser på en skärm som innehåller blått.

Thompsons team kan ha löst det, för, med sitt nya kopparkomplex - ett mer styvt molekylkomplex än det tidigare, misslyckade typer av kopparföreningar, som var svagare. Den nya föreningens ljusemissionshastighet matchar också iridium, så energin omvandlas effektivt till ljus och färg, kemisterna hittade.

"Vårt papper beskriver de grundläggande konstruktionsreglerna för att få iridiumliknande utsläppseffektivitet ur koppar, med färger från blått till grönt och gult, sa Rasha Hamze, studiens huvudförfattare och en USC Dornsife -alumna som nyligen började arbeta för Universal Display Corporation.

"Att uppnå ett effektivt blått utsläpp av kopparföreningar öppnar helt nya möjligheter för att hantera problemet med korta livstider i blå enheter."

Teamet på USC har lämnat in en patentansökan på deras kopparförening.

Thompson säger att nästa, han vill se om dessa kopparföreningar också kan leda till skapandet av mer energieffektiv belysning.