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中研院研發出OLED藍色磷光材料 發光效率更佳

【大紀元4月19日報導】(中央社記者翁翠萍台北十九日電)中央研究院化學研究所實驗室最近研發出藍色磷光「OLED:有機發光二極體」的藍光色純度高磷光材料,並搭配開發出「三重態能階」比較高又不會結晶的高效能宿主材料,供藍色磷光有機發光二極體使用,預期是下一世代替代友達、奇美電的面板TFT-LCD顯示器的第一小部分改進成果。

中研院今天舉行九十五年第二場學術研究成果發表會,由院長李遠哲主持,化學研究所研究員陳錦地說明「有機發光二極體的藍色磷光材料與其宿主材料」研究成果。

陳錦地說,馬路紅綠燈已普遍用LED光二極管製造,較難做的藍色發光二極體已有無機製造的商品,有機發光二極體OLED已陸續用在汽車音響操作面板、手機、PDA、MP3等電器用品顯示器,但在製造電視大型平面顯示器與照明燈具上,仍有一些與材料有關的技術問題有待克服。

分析指出,有機發光二極體OLED的發光基本原理,是在陰陽兩電極中間放發光材料,陰陽電子從兩極向中間互動結合會產生能量,再移轉成光能,就有顏色,發光材料是什麼顏色就呈現什麼顏色。

藍色是LED發光最差的顏色,且壽命不夠久,用在MP3 、手機、筆記型電腦,可以撐到換新的兩三年時間,最多只能撐到四、五年,若要製成全彩大銀幕電視,一般需求至少十年,OLED還無法撐到十年,OLED電視用久了就會暗掉,剩下紅光與綠光。

主要原因是目前有機藍色發光材料是Firpic,帶綠不夠藍,且無法單獨使用,須搭配宿主材料,中研院化學所實驗室透過結構設計發展出另外的Firtaz、Firtaz兩種材料,且發展出新的宿主材料,即加矽的SimCP,其三重態能量即能階超過藍色磷光材料,可有效保持藍色磷光發光,而可供藍色磷光材料使用。

陳錦地說,目前OLED藍色磷光材料的宿主材料融化溫度是攝氏五十度C,愈接近室溫時愈容易結塊,固態時就容易結晶起霧,變成似灰色,浪費電能,會使藍光削弱不發光。

他又說,壽命不夠久是目前OLED有機發光二極體還沒有解決的困難,關鍵在藍色發光效率遠落後於紅光與綠光可達的程度,而現在可用的藍色磷光OLED藍光色純度也不理想,中研院化學所研發出來的SimCP宿主材料融化溫度提高為攝氏一百度C,遠離室溫,不易結晶結塊,不會影響三重態能階,三重態能階夠高,融化溫度也夠高,壽命也可夠久,藍光就更藍。

不過,OLED若要形成新的產業,陳錦地指還有很多技術要克服,前述研究成果只是一小部分改進,目前還由業者測試中,美國學界與業界也在研究更藍的發光材料,仍列為商業機密,很難打探,夢想雖然是可替代TFT-LCD,但仍有待努力。