清大研發OLED新技術! 「便宜有效率」打破世界紀錄

▲清大化學系材料研究團隊開發出新一代OLED技術。左起爲清大黃佩芸同學周子喻同學、材料系林皓武教授科技部自然司長俊傑、清大化學系鄭建鴻國家講座教授、陳信文副校長、化學系劉瑞雄教授、黃敏傑博士吳典霖博士。(圖/翻攝科技部官網

生活中心/綜合報導

臺灣有機發光二極體(OLED)技術嚴重落後日、韓,大陸甚至擴建OLED面板產線國外大廠更在近十年內已取得大量相關專利技術,清大化學系教授鄭建鴻與劉瑞雄、材料系教授林皓武在壓力之下,共同研發「新型雙硼發光材料元件」,效能打破目前世界紀錄,給臺灣的面板界帶來新一波高峰

OLED技術的商業應用廣泛,包括行動裝置熒幕高畫質顯示器、各種照明燈飾,輕薄、自發光、平面光源、色彩豔麗的優勢,加上顯示器的可彎曲性、透明度的「特異功能」,還有接軌VR(虛擬實境)與AR(擴增實境)的能力,卷軸般的顯示器與車窗上的智慧熒幕,不再是遙不可及的夢想

目前臺灣LCD面板產業面臨產業轉型技術升級轉捩點,鄭建鴻、劉瑞雄、林皓武組成的團隊,成功地在「新型雙硼發光材料元件」研究上有重大突破,成果登上國際光電領域排名第一的《自然光電(Nature Photonics)》期刊,在臺灣獲得專利、並已申請美、日、陸專利。

▲OLED可以運用在許多面板上面。(圖/取自LG)

市售OLED發光層由第一代螢光材料或第二代磷光材料所組成,其中螢光元件的發光效率約爲5%,而磷光元件爲20%,但必須使用昂貴的稀有金屬──銥、鉑,也讓OLED面板的價格昂貴;雙硼材料以熱活化延遲螢光(Thermally activated delayed fluorescence,TADF)爲主流,由常見的低成本、有機材料碳氫硼氮元素所組成,合成的步驟精簡容易,甚至更大量的製備皆可在實驗室完成,節省許多成本。

雖然效率與高效率磷光元件表現相同,但卻在亮度下卻遭遇了很嚴重效率衰退問題,此新型雙硼材料由吳典霖博士進行合成與設計棒狀分子形狀讓材料在熱蒸鍍下傾向水平排列,同時增進元件出光的效率,再經由林致均博士設計的元件結構、配合團隊純熟元件製程與變角度光譜量測技術,製作出超高效能綠光OLED元件,具有高達38%的外部量子效率,在亮度1000 cd/m2下僅有0.3%的效率衰減,打破目前世界紀錄。

劉瑞雄主持的「前瞻物質基礎與應用科學中心」計劃,會延續開發這項突破性的發現,朝材料衍生化與OLED壽命測試實用性發展,材料商業化時程將可推進至2年內完成。未來將推廣研究成果深化至產業鏈結,引領開創臺灣OLED產業的新方向。