清大研发OLED新技术! 「便宜有效率」打破世界纪录

▲清大化学系材料研究团队开发出新一代OLED技术。左起为清大黄佩芸同学周子喻同学、材料系林皓武教授科技部自然司长俊杰、清大化学系郑建鸿国家讲座教授、陈信文副校长、化学系刘瑞雄教授、黄敏杰博士吴典霖博士。(图/翻摄科技部官网

生活中心/综合报导

台湾有机发光二极体(OLED)技术严重落后日、韩,大陆甚至扩建OLED面板产线国外大厂更在近十年内已取得大量相关专利技术,清大化学系教授郑建鸿与刘瑞雄、材料系教授林皓武在压力之下,共同研发「新型双硼发光材料元件」,效能打破目前世界纪录,给台湾的面板界带来新一波高峰

OLED技术的商业应用广泛,包括行动装置荧幕高画质显示器、各种照明灯饰,轻薄、自发光、平面光源、色彩艳丽的优势,加上显示器的可弯曲性、透明度的「特异功能」,还有接轨VR(虚拟实境)与AR(扩增实境)的能力,卷轴般的显示器与车窗上的智慧荧幕,不再是遥不可及的梦想

目前台湾LCD面板产业面临产业转型技术升级转捩点,郑建鸿、刘瑞雄、林皓武组成的团队,成功地在「新型双硼发光材料元件」研究上有重大突破,成果登上国际光电领域排名第一的《自然光电(Nature Photonics)》期刊,在台湾获得专利、并已申请美、日、陆专利。

▲OLED可以运用在许多面板上面。(图/取自LG)

市售OLED发光层由第一代萤光材料或第二代磷光材料所组成,其中萤光元件的发光效率约为5%,而磷光元件为20%,但必须使用昂贵的稀有金属──铱、铂,也让OLED面板的价格昂贵;双硼材料以热活化延迟萤光(Thermally activated delayed fluorescence,TADF)为主流,由常见的低成本、有机材料碳氢硼氮元素所组成,合成的步骤精简容易,甚至更大量的制备皆可在实验室完成,节省许多成本。

虽然效率与高效率磷光元件表现相同,但却在亮度下却遭遇了很严重效率衰退问题,此新型双硼材料由吴典霖博士进行合成与设计棒状分子形状让材料在热蒸镀下倾向水平排列,同时增进元件出光的效率,再经由林致均博士设计的元件结构、配合团队纯熟元件制程与变角度光谱量测技术,制作出超高效能绿光OLED元件,具有高达38%的外部量子效率,在亮度1000 cd/m2下仅有0.3%的效率衰减,打破目前世界纪录。

刘瑞雄主持的「前瞻物质基础与应用科学中心」计划,会延续开发这项突破性的发现,朝材料衍生化与OLED寿命测试实用性发展,材料商业化时程将可推进至2年内完成。未来将推广研究成果深化至产业链结,引领开创台湾OLED产业的新方向。