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領先世界高效能 清大研究成功:雙硼用於OLED發光層

清大化學系教授展示高效能OLED研究成果。(記者楊綿傑攝)

清大化學系教授展示高效能OLED研究成果。(記者楊綿傑攝)

2018/03/21 12:22

〔記者楊綿傑/台北報導〕常用於手機螢幕、車燈的有機發光二極體(OLED)技術出現大躍進,清大研究團隊今於科技部發表將新型雙硼材料使用於OLED發光層,不僅元件效能創下世界紀錄,也登上國際光電領域排名第一的自然光電(Nature Photonics)期刊,目前已申請多國專利,具有大幅降低成本、減少污染的優勢,研究團隊對於未來發展效益表示樂觀。

該計畫由清大化學系教授鄭建鴻、劉瑞雄,以及清大材料系教授林皓武組成的團隊共同發表,經費則由科技部自由型卓越學研計畫與攻頂計畫支持。目前台灣LCD面板產業在日、韓甚至中國的外在競爭下,已經面臨產業轉型與技術升級的轉捩點,因此這項技術突破不僅在學術上有貢獻、對工業有應用性,對台灣產業更可能有所助益。

OLED應用的範圍廣泛,鄭建鴻指出,目前最多是使用於手機、穿戴式裝置,此外也使用於車燈、大尺寸OLED TV及照明,至於未來則可以使用於如科幻電影中,透明且可彎曲的夢幻顯示器,也可應用於VR虛擬實境及AR擴增實境應用。目前一年全球產值可以高達200億美金,且還在一直增加中。

至於此次的研究內容,鄭建鴻說,OLED元件結構包括一正一負兩個電極,中間則有電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層,而這次的研究著眼於發光層中占比5%至10%的材料,功能在於主控發光效率及顏色。而目前市售OLED發光層由第一代螢光材料或第二代磷光材料組成,常須使用昂貴且稀有金屬銥或鉑,而新一代的材料以熱活化延遲螢光(TADF)為主流,元件效率雖然可突破,但遇到高亮度環境其效率有嚴重衰退問題。

不過清大團隊的新技術在這些方面都有突破,鄭建鴻說,這是首次將雙硼應用於OLED製程中,其發光效率達38%,遠超過螢光的5%,及磷光的20%,且面對較高亮度環境時,發光效率減損也只有30%,而由於不使用貴重金屬,在成本上來說僅須原來約5分之1,對環境污染也大大降低,目前已經申請國內外專利。鄭建鴻也說,此技術未來是可以大量生產的,對於未來市場及廠商合作意願,持審慎樂觀態度。

高效能OLED研究團隊。(記者楊綿傑攝)

高效能OLED研究團隊。(記者楊綿傑攝)

高效能OLED不僅發光效率提高,在高亮度環境減損也降低。(記者楊綿傑攝)

高效能OLED不僅發光效率提高,在高亮度環境減損也降低。(記者楊綿傑攝)

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