清华大学化学系教授郑建鸿、刘瑞雄及材料系教授林皓武组成团队在“新型双硼材料元作”突破,具有低功耗、高功率且功率衰减慢等特色,研究已登上国期期刊 Nature Photonics。

 

有机发光二极管(OLED)技术商业应用日趋成熟广泛,包括许多手机都采用 OLED 面板,但市售荧光材料 OLED 发光效率约为 5%、磷光元材料虽有 20%但得应用稀有金属价格十分高昂,清华大学化学系教授郑建鸿、刘瑞雄及材料系教授林皓武组成团队在“新型双硼材料元作”突破,具有低功耗、高功率且功率衰减慢等特色,研究已登上国际期刊 Nature Photonics。

 


有机发光二极管(OLED)具备轻薄、自发光、平面光源、色彩艳丽等优势,商业应用广泛,包括移动电话屏幕、高清显示器、照明灯饰等,产业竞争激烈,OLED 面板技术目前已有韩国三星、LG、中国和辉、华星光等企业投入,取得大量专利技术,台湾地区在 OLED 发展严重落后韩国。


市售 OLED 发光层由第一代荧光材料或是第二代磷光材料组成,发光效率分别约为 5%、20%,不过,第二代磷光材料,必须使用昂贵的金属铱、铂,因此不少实验室积极开发第三代材料,以热活化延迟荧光为主流,以低成本纯有机材料组成,发光效率可媲美磷光元件表现,但在高亮度下却遭遇很严重效率衰退问题。市售的 OLED 发光效率不佳、且部份价格昂贵。


因此,有许多实验室开发第三代的发光材料“热活化延迟荧光”以低成本纯有机材料组成,元件效率可突破传统荧光低效率限制、匹敌高效率磷光元件表现,但在高亮度下却遭遇严重的效率衰退问题。


而清大团队透过棒状分子形状,使材料在热蒸镀下倾向水平排列时,增进元件出光的效率,更一举突破传统荧光及磷选 OLED 外部量子效率限制,配合制程与变角度光谱量测技术,制作出具有 38%外部量子效率的超高效能绿光 OLED,此外也具有低效率衰减特色。


郑建鸿说,目前 OLED 制程中运用许多稀有金属,成本较高,但透过此技术运用的是有机材料成本较低,更具有低功耗、高功率、效率衰减慢等特色,目前也积极与国内外厂商洽谈技转。


郑建鸿表示,这项新型双硼材料具有第三代热活化延迟荧光特性,而棒状分子形状使材料于热蒸镀下,倾向水平排列同时增进元件出光的效率,元件结构突破传统荧光及磷光 OLED 外部量子效率限制。


理学院长刘瑞雄表示,预计约 5 年相关商品就可以问世。


团队研发成果将由刘瑞雄主持的“前瞻物质基础与应用科学中心”计划延续开发,朝材料衍生化与 OLED 寿命测试的实用性发展。刘瑞雄指出,预计约 5 年相关商品就可以问世,且他有信心竞争力不输微发光二极管(MicroLED)的产品。