接近自然光、光线柔和舒适,可肉眼直视的OLED有机二极管照明技术,被视为新世代照明的新星。工研院IEK指出,2020年全球固态照明组件市场规模将达240亿美元,其中OLED照明达56亿美元,约占固态照明市场的四分之一。
然而,最受产业期待的白光OLED材料,却存在着一个长久以来的难题──目前国内外研发白光OLED照明主要采用的蓝光磷材料,效率高,但是平均寿命仅有数百个小时,成为产业化最大的瓶颈。
国内外各家公司及单位长期投入庞大研发资源,总是无法找到理想解决方案。而来自工研院研发团队的「蓝光一现」,却为这个各界束手无策的问题找到釜底抽薪的解决之道,可以不使用任何蓝光材料,以前瞻的技术让绿光材料成为蓝光来源。
工研院PCOLED(Plasmon-coupled Organic LED)的 OLED表面电浆耦合增益技术,让OLED材料的寿命可延长达20倍之多,并以此项技术获得2015年美国百大科技研发奖,成为照亮台湾OLED照明产业的契机。研发团队的灵魂人物工研院绿能所经理陈世溥表示,OLED材料表面电浆耦合增益技术,原本只是实验中偶然一现的巧合。「这实在是一次美丽的偶然,我们是在进行绿光材料的发光结构实验时,发现绿光材料居然发出了不可能的蓝光。」陈世溥博士笑谈当初的发现,「我们惊觉这或许就是改变白光OLED材料命运的一大契机,因为绿光材料的寿命较蓝光长了许多。」
然而实验室中的偶然,要成为产业需要的必然,还得经过重重的验证才行。「为了建立再现性,我们进行了物理原理验证、设计绿光材料的特殊结构、不断调整参数,终于归纳出当初绿光材料发出蓝光的原因及方法。」团队成员李中裕博士强调,「过去许多方法都是采用化学途径,却总是无法突破,但我们采用物理思维来解释现象,才促成了这次突破。」工研院来自物理、材料、光电、化学等多重领域背景的研发团队抓住这个瞬间发现,透过多元思考、跳脱框架的尝试,钻研绿光材料的特殊结构、完成物理原理验证,终于设计出在超薄的OLED结构中,利用两层金属夹有机材料来产生平面型电浆耦合效应,成功让长寿命、高效率绿光材料的发光频谱转换为蓝光!
目前工研院掌握OLED材料关键材料以及制程技术,已成功点亮10cm x 10cm大面积白光模块,成为产业化的基础。更布局了此项技术的台湾、德国、美国及中国大陆等国专利。在产业化方面,也与国内第二大PMOLED厂智晶光电技术合作,预计2016年推动建置PCOLED量产线的计划。工研院PCOLED技术能够促成发光效率更高、材料寿命更长、成本更低的OLED材料,未来若进一步导入车用、穿戴式装置、医疗、商场、广告、高阶室内照明等领域,将可为产业带来更多商机。