中國臺灣有機發光二極管(OLED)技術嚴重落后日、韓,中國大陸甚至擴建OLED面板產線,國際上的大企業更在近十年內已取得大量相關專利技術,目前,臺灣清大化學系教授鄭建鴻與劉瑞雄、材料系教授林皓武共同研發的“新型雙硼發光材料組件”,效能打破目前世界紀錄,給臺灣的面板界帶來新一波高峰。
目前臺灣LCD面板產業面臨產業轉型與技術升級的轉折點,鄭建鴻、劉瑞雄、林皓武組成的團隊,成功地在“新型雙硼發光材料組件”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、并已申請美、日、中國大陸專利。
鄭建鴻說,市售OLED發光層由第一代熒光材料或第二代磷光材料組成,其中熒光組件發光效率約5%,而磷光組件為20%,目前OLED材料以銥、鉑等稀少貴重金屬,導致面板價格較為昂貴,清大團隊在科技部支助下,開發出利用硼這種較便宜材料的新型雙硼材料極致效能OLED,突破傳統熒光與磷光OLED的外部量子效率限制。
因此,有許多實驗室開發第三代的發光材料“熱活化延遲熒光”以低成本純有機材料組成,元件效率可突破傳統熒光低效率限制、匹敵高效率磷光元件表現,但在高亮度下卻遭遇嚴重的效率衰退問題。
而清大團隊透過棒狀分子形狀,使材料在熱蒸鍍下傾向水平排列時,增進元件出光的效率,更一舉突破傳統熒光及磷選OLED外部量子效率限制,配合制程與變角度光譜量測技術,制作出具有38%外部量子效率的超高效能綠光OLED,此外也具有低效率衰減特色。
鄭建鴻分析,配合團隊純熟組件制程與相關技術,制作出超高效能的綠光OLED組件,具有高達38%的外部量子效率,遠高于第一代5%、第二代的20至30%,加上合成的步驟精簡且容易,又可大量生產,大幅降低關鍵發光材料的成本,且這次研發以材料為主,可應用在各種OLED組件上,即使大量生產也沒問題,目前已經申請專利,估計2年內可完成材料商業化。
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