洪加城 | 特約編輯 (臺灣大學化學系碩士生)
於 1950 年代,法國南錫大學的安德烈‧伯納諾斯 (André Bernanose) 在吖啶橙 (acridine orange) 材料通入高壓交流電,首次觀察到了分子材料的電致發光 (electroluminescent) 現象。1960 年代,紐約大學的馬丁‧鲍勃 (Martin Pope) 成功用 400V 的直流電,使純蒽單晶和摻雜並四苯的蒽晶體發光。1987 年,柯達公司的化學家鄧青雲和史蒂夫・范・斯萊克 (Steven Van Slyke) 發明了實用的 OLED。這個 OLED 採用雙層結構,具有獨立的電洞傳輸層和電子傳輸層,電子電洞的結合和發生放光的有機層。這個設計,使所需的工作電壓降低和放光效率提高。
OLED 的放光是一個電致發光 (electroluminescent) 的過程,大致分成4個步驟。首先,透過外加電壓,陰陽極上的電荷,會從電極端分別流入電子傳輸層與電洞傳輸層,隨後傳輸層上的電荷,會被轉移到中間的有機發光材料,並在有機發光材料上形成激子 (exciton),最後激子會釋放它的能量並放出我們看到的光。
然而,有機分子的放光大多落在紫外光的範圍。而 OLED 電視中的有機發光材料,之所以能夠發出人眼可見的可見光,是因為採用的發光分子中有許多的電子共軛結構。這些共軛結構存有電子共振的性質,當有機分子中共軛結構越長,電子可以自由移動的範圍就越長。藉由量子力學中簡單的盒中粒子模型,我們知道電子可以自由移動的範圍越長,激發態與基態之間的能量差就越小,便可以放出波長比紫外光長的可見光。因此,這些用於 OLED 的有機材料都需要有共軛結構,讓其放出的光是在可見光範圍,而化學家也可以透過控制這些分子的結構,設計出可以在不同顏色放光的有機發光材料。
黃文滔|特約編輯
在生活中常用的數位相機等光學設備需要影像傳感器(image sensor)將光訊號轉為電子訊號,接著透過電腦處理才變成我們看到的影像…
第一次量子科技革命運用了量子力學的基本原理,改變了人們對於物質世界的觀點也擴散至各個科學與技術領域,促成了電晶…
黃俊銓|特約編輯
光在許多控制技術中都扮演著重要的角色,像是利用光子精確的控制原子位置等等。然而控制光子所需的儀器往往是需要佔據相當大的空間的…
孫欣|特約編輯
量子感測是透過運用干涉及糾纏等量子特性達到高解析度訊號的技術。然而,由於硬體上的限制…
黃俊銓|特約編輯
IonQ日前宣布該公司2022年的量子電腦開發,將使用鋇-133作為製造離子的材料,用以取代原本的鐿…
楊允中 | 特約編輯
量子位元是量子電腦用來儲存和處理資訊的基本單元。近年的研究顯示,在半導體量子點中的電子可用於構建量子處理器…