得益于密歇根大学物理学家和工程师的创新，灯很快就会使用全彩的高效有机发光二极管(OLED)，可持续数万小时。

UM团队的新型磷光OLED(通常称为PHOLED)可以保持90%的蓝光强度，时间比其他发出类似深蓝色的设计长10-14倍。这样的寿命最终可以使蓝色PHOLED足够坚固，能够在满足能源部50,000小时寿命目标的灯中实现商业可行性。如果没有稳定的蓝色PHOLED，OLED灯需要使用效率较低的技术来产生白光。

目前，新型蓝色PHOLED的寿命仅够用作照明，但相同的设计原理可以与其他发光材料相结合，制造出足够耐用的蓝色PHOLED，用于电视、手机屏幕和电脑显示器。采用蓝色PHOLED的显示屏可能会将设备的电池寿命延长30%。

“20多年来，实现长寿命的蓝色PHOLED一直是显示器和照明行业的关注焦点。这可能是有机电子领域面临的最重要和最紧迫的挑战，”彼得·弗兰肯杰出大学的StephenForrest说道。密歇根大学电气与计算机工程教授。他也是《自然》杂志上发表的《使用极化子增强珀塞尔效应的稳定蓝色磷光有机LED》研究的通讯作者。

PHOLED具有近100%的内量子效率，这意味着进入设备的所有电力都用于产生光。因此，配备PHOLED的灯和显示屏可以在更长的时间内显示更明亮的颜色，同时减少能耗和碳排放。

在密歇根大学团队进行研究之前，最好的蓝色PHOLED不够耐用，无法用于照明或显示器。目前，只有红色和绿色PHOLED足够稳定，可以在设备中使用，但需要蓝色来完成OLED“RGB”显示器和白色OLED灯中的三种颜色。红光、绿光和蓝光可以以不同的相对亮度组合，以产生显示像素和光面板所需的任何颜色。

到目前为止，OLED显示器的解决方法是使用较旧的荧光OLED来产生蓝色，但该技术的内部量子效率要低得多。进入蓝色荧光装置的电流中只有四分之一会产生光。

“显示行业的许多解决方案都是荧光OLED的升级，这仍然是一种替代解决方案，”该研究的第一作者、物理、电气和计算机工程博士生赵浩楠说。“我认为，如果有选择的话，很多公司更愿意使用蓝色PHOLED。”

为了产生蓝光，电激发含有重金属的磷光有机分子。有时，受激分子在发光之前会发生接触，将所有储存的能量转移到一个分子中。由于蓝光的能量如此之高，所转移的能量是单个受激分子能量的两倍，可以破坏化学键并降解有机材料。

解决这个问题的一种方法是使用发射更宽光谱的材料，从而降低激发态的总能量。但此类材料呈现青色甚至绿色，而不是深蓝色。

密歇根大学团队通过将青色材料夹在两个镜子之间解决了这个问题。通过完美调整镜子之间的空间，只有最深的蓝色光波才能持续存在并最终从镜室中发射出来。

进一步调整有机发光层与相邻金属电极的光学特性，引入了一种新的量子力学状态，称为等离子体激子极化子(PEP)。这种新状态允许有机材料非常快地发光，从而进一步减少激发态碰撞和破坏发光材料的机会。

“在我们的设备中，引入PEP是因为电子传输材料中的激发态与金属阴极中的光波和电子振动同步，”该研究的合著者、物理学、电气和电子学博士生克莱尔·阿内森(ClaireArneson)说。计算机工程。