清大團隊首將雙硼材料用於 OLED 元件,效能破世界紀錄

作者 | 發布日期 2018 年 03 月 21 日 13:35 | 分類 尖端科技 , 材料 , 零組件 follow us in feedly

台灣之「光」!清大團隊成功以雙硼材料設計出新 OLED 元件,出光率超越 30%、成本較第二代磷光材料降五分之一,且高亮度操作下效率僅衰退 0.3%,成果已發表在國際期刊《自然─光電》,連期刊審委會都驚豔連連,讚不絕口。



有機發光二極體(OLED)商業應用日漸廣泛,從 Samsung Galaxy、iPhone X 行動裝置螢幕、高畫質電視到車燈等都能見到 OLED 技術。

市售 OLED 發光層主要由第一代「螢光材料」或第二代「磷光材料」組成,但第一代出光率太低(僅 5%),第二代價格又太昂貴(使用貴重稀有金屬如銥、鉑等,1g 售價可達 5 萬元),因此許多實驗室都在積極開發全由低成本有機材料組成的第三代「熱活化延遲螢光」(TADF)發光材料。

清大化學系教授鄭建鴻、化學系教授劉瑞雄與材料系教授林皓武組成的團隊,此番便是領全球首創第三代「雙硼材料」,讓元件發光效率突破 30% 且擁有極低元件效率滾降(操作亮度 1000 cd m-2 下僅衰退 0.3%),而成本卻較第二代材料減少 5 倍以上,研究成果榮登《自然─光電(Nature Photonics)》期刊,預計引來不少廠商注意。

▲  清大化學系教授鄭建鴻(中)、化學系教授劉瑞雄(右一)與材料系教授林皓武(左一)。

據團隊研究人員吳典霖博士描述,期刊審委會在檢視這份論文後也相當驚豔,甚至回函表示此效能已突破世界紀錄。

雙硼材料由吳典霖進行合成設計,棒狀分子形狀可使材料於熱蒸鍍下傾向水平排列(84% 都乖乖平躺),如此一來便增加元件出光率;林致均博士設計的元件結構則突破了傳統螢光、磷光 OLED 的外部量子效率限制,高達 38%。

▲ 雙硼材料之分子結構與發光藝術圖。(Source:清大提供)

OLED 面板產業競爭激烈,目前技術最強的莫屬韓國三星和 LG,不過中國近年急起直追擴建 OLED 面板產線,投入的研發資金已經超越韓國,如京東方、和輝、華星光等,相較之下台灣 OLED 面板發展進度嚴重落後。清大團隊設計之雙硼材料合成步驟少、易量產、提升元件發光效率將近 2 倍,大幅降低發光材料成本,但若要推進台灣面板產業升級,仍需產學研多方合作,讓材料盡速商業化。

(首圖來源:科技新報)

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