第107期 2015年5月刊
 
 
 
发行人:林恭如所长  编辑委员:吴肇欣教授  主编:林筱文  发行日期:2015.05.30
 
 
本所5月份演讲公告:

日期

讲者简介 讲题 地点 时间

光电所专题演讲

5/29 (Fri) 张焕正博士
中央研究院原子与分子科学研究所
Fluorescence Imaging and Quantum Sensing Using Nitrogen-Vacancy Centers in Nanodiamonds 电机二馆
105演讲厅
16:30~18:00

 

 

 

 
 
4月份「光电所专题演讲」花絮(花絮整理:姚力琪)
时间: 2015年4月24日(星期五)下午4点30分
讲者: 邱尔德教授(阳明大学生医光电研究所)
讲题: Optical Biomicrorheology: A Powerful Tool for Cell Mechanics
  邱尔德教授于4月24日(星期五)莅临本所访问,并于博理馆101演讲厅发表演说。邱教授本次演讲题目为「Optical Biomicrorheology: A Powerful Tool for Cell Mechanics」。本所教师及学生皆热烈参与演讲活动,演说内容丰富精彩,与现场同学互动佳,师生皆获益良多。
 

邱尔德教授(右)与本场演讲主持人孙启光教授(左)合影

 

~ 光电所实验场所小型紧急应变演练 ~

(时间:2015年5月4日,下午2:17~3:00)

撰文:陈姿妤

演练地点:电机二馆405室

演练内容:

本次演练主要目的为实验室意外灾害事故发生时,使抢救人员各司其责,采取正确而有效方式控制灾害,并落实实验室人员具备紧急逃生之观念,以提高紧急状况时的应变能力进行疏散。本次演练假设实验室发生火灾,同时伴随毒化物外泄意外(此部分为配合台北市环保局毒化物灾害无预警测试)。

下午2时17分于电机二馆405实验室发生火灾,火势当场已控制,但同时间学生正操作甲醛毒化物实验,发生外泄意外,初步进行毒化物安全防护措施后,即紧急通报光电所办公室人员,并通报实验室附近人员尽速进行疏散。本所人员接获通报后,即刻连系馆舍系办人员协助广播疏散;同时连系本所环安卫委员教师(蔡睿哲教授)、实验室负责教师(林清富教授)、所长(林恭如教授)、副所长(黄建璋教授)前往电机二馆西侧广场前集合并设置指挥站(本次演练设置指挥站于电机二馆455室旁),并持续依本校校总区通报流程通报相关单位寻求支持。

指挥站由本所环安卫委员教师担任指挥班总指挥,集结相关人员进行任务编组,掌握事故现场状况,指派相关任务,并确核各班任务是否完成;各班人员完成任务后,立即进行回报。任务编组包括通报班、避难引导班、安全防护班、灭火班、救护班,任务包括:于出口引导疏散人员尽速远离馆舍、设置人员禁止进入标示、确认火势控制、设置救护站等。所长、副所长、环安卫委员掌握现场状况并进行指挥调度,并确核实验室全部人员疏散完毕。待环安卫中心送达B级防护衣等相关支持物品后,总指挥指示实验室人员穿戴防护衣进入实验室内进行相关废弃物封存,并于完成任务后进行回报。后续演练状况解除,请通报班人员回报所办公室,由所办人员向相关单位回报,顺利完成本次演练。

本次演练加强了大家在意外发生时,能实时进行紧急应变的能力,感谢教师、同仁及同学们的全力配合。

当日环保署随行人员提供以下建议事项:

      1. 实验室内应备有防护衣,以便能迅速立即对毒化物外泄进行处置。
      2. 指挥站应设置于馆舍外。
      3. 应尽速进行校内疏散通报。
      4. 任务编组:应先于指挥站集结人员并分派任务。
      5. 防护衣穿戴平时应多加练习。
      6. 设定管制区域,应禁止人员进出。
 

图一、电机二馆405室实验室人员操作甲醛毒化物,发生外泄意外。

图二、意外事故实验室人员进行通报。

图三、所办人员接获实验室通报并进行相关联系。

图四、意外事故实验室人员向邻近实验室通报并要求疏散。

图五、意外事故实验室人员设置禁止进入区域,并通知附近人员疏散。

图六、设置指挥站,意外事故实验室人员于指挥站向总指挥报告状况,总指挥指示相关编组任务 。

图七、所办人员向环保局通报寻求支持 。

图八、环安卫中心送达防护衣等相关支持物品后,由总指挥指示人员穿戴B级防护衣进入实验室内进行废弃物封存 。

图九、意外事故实验室人员穿戴B级防护衣。

图十、意外事故实验室人员穿戴B级防护衣进入实验室内进行相关废弃物封存。

图十一、意外事故实验室人员完成任务后进行回报。

图十二、环保署随行人员于演练结束后提供建议。

 

 
 
     
 

~ 光电所与中强光电公司春季产学论坛 ~

(时间:2015年4月20日;地点:台湾大学博理馆201会议室)

撰文:陈姿妤

本所于2015年4月20日(星期一)举办与中强光电公司春季产学论坛,中强光电公司庄福明副总经理当日协同研发部门同仁谢启堂协理、林为敏资深处长、萧淳中处长、卢东宏处长等来访,与本所教师进行研究合作磋商。中强光电公司进行研究合作主题说明后,接续由本所教师黄建璋副所长、林清富教授、彭隆瀚教授、邱奕鹏教授、苏国栋副教授、吴育任副教授、林晃岩教授(由涂时雨博士生代为简报)、吴肇欣助理教授(由李奕德硕士生代为简报)等教师进行研究主题相关简报,后续双方进行研究合作意见交流讨论,增进计划合作媒合机会。

 

光电所参与欧盟 European Master of Science in Photonics (EMSP) 硕士双学位计划  系列报导 ~

【之六】

撰文:光电所硕士班学生李伟任

或许大家梦想中在国外留学生活应该是整天跟一群外国学生在课堂中讨论、跟外国室友一起煮饭吃饭,或是跟外国朋友出游运动等等这些场景,但这些不是没有,只是很少!在课堂中光要听懂各国口音与课程内容脑袋就昏花,而且基于亚洲人或是更精确来说台湾人怕犯错不敢举手发言的个性使然,上课讨论常常都是外国学生跟教授们之间的交流。跟外国室友一起煮饭吃饭?在宿舍厨房几乎都是华人在使用,大部分外国室友都只用微波炉跟烤箱快速解决他们的三餐,偶尔心血来潮或开趴才会开伙,当然也有室友会直接去学校餐厅吃。在文化背景不同的情况之下,大家对彼此一开始或许觉得新奇,但长时间相处下来,好朋友们往往还是那群文化背景相似或是语言相通的华人们。其实也不用感到太气馁,西方人对于朋友或感情的概念不像亚洲或华人有那么深的羁绊,而且讨论的话题也常常不太搭嘎,因此要与外国人成为好朋友而不仅是点头之交的话必须下点功夫,但这也是看个人造化并不强求。一开始的确很好聊,因为光是身家调查或是各国家之间风俗民情等系列问答便可以畅聊许久绝不冷场,在聊天的过程中可能就需要去观察现在欧洲在流行什么、大家谈论的话题是什么,多去接触了解,自然而然话题也会变多,像是天气、足球、啤酒等都是他们很常谈论的话题。

在学习上,亦师亦友,完全可以描述在国外与教授或长辈们的相处模式,不管是课堂间、私底下或是做研究的时候,大部分的教授或学长姐都很愿意与我们讨论,也很欢迎我们提出新的想法,在过程中,师长与晚辈的界线也变得模糊,以往对于教授或师长的距离感也拉近许多。在讨论的过程中,教授们往往不会直接给予答案,反倒是提出一些看法跟建议,或是引导我们往更正确的方向思考。

与外国朋友相处必须主动,在这边大家都是独来独往,在聚会或活动中,若要有效交流并且认识更多朋友就必须积极,太害羞的话大概就是会常常被冷落,只能喝喝饮料、听听大家的对话练听力了。每次聚会或跟外国人相处都是一种练习—练习怎么表达自己的想法与意见,练习怎么去包容不同的文化背景,练习自己的英文。

当然同是在国外打拚念书的同学们也常常会有种革命情感,即使在欧洲旅行的途中,还是很容易认识许多在欧洲各地求学、工作或是交换的台湾朋友。像是在比利时的时候,每逢过年、端午以及中秋节,比利时台湾同乡会就会在布鲁塞尔一家台湾人开的餐厅内聚会,一起分享旅外生活。【精彩内容,下期待续~】

中秋节与外国室友们一起制作月饼

 

撰文:光电所硕士班学生陈井一

留学期间,能有机会与不同文化背景的外国朋友相处其实是相当有趣及充满挑战的。我们在圣安住在Fife Park House,屋里住了6人,大家都来自不同的国家,有西班牙、巴基斯坦、葡萄牙等。刚开始不熟,会比较含蓄,但外国人都很热情,加上天天都要下厨煮饭碰面,一回生,二回熟,很快就能闲话家常了。大家都来自世界不同的角落,话题其实是多样化的,可以从语言、生活背景、各国食物…,聊到文化差异,甚至是对一些事物的看法与政治课题等。

另外在课堂上认识的同学或老师也都非常好相处。还记得上课的第一天,教授为了让大家能更快速地熟悉班上同学,就让我们各自找一个不认识的同学互相聊天熟悉一下,然后再一个一个轮流向全班同学介绍你刚认识的那一位同学,过程相当有趣。一开始比较不熟,见面都是寒暄问候几句,但随着碰面的机会越来越多,下课后互相聊天、互相讨论作业和实验等,相处的时间也会越来越多。

在师长方面,个人觉得只要你愿意主动去找老师,无论是聊与课业有关,或是生活上的问题,甚至是闲聊,老师其实都很乐于讨论分享。有些时候,老师甚至会主动过来关心你在进行的实验,聊聊你对实验的想法等,其实过程并不会太过于严肃或拘谨,就能很自然地对话,师长们重视的是你个人的意见与看法。总之,无论是与师长们或是朋友同学们相处,最重要的还是不要太在意会说错,也不用太刻意地去想该如何相处,勇敢地用自己最舒服的方式去让大家认识你,自然就会发现当中的乐趣。【精彩内容,下期待续~】

 

撰文:光电所硕士班学生林诗颖

我们这届EMSP同学中,来自台湾的学生反而占了大多数,其余有来自比利时、白俄罗斯、西班牙、哥伦比亚…等,由于我们是直接加入第二年的课程,因此在一开始时,其它人都已经互相熟识,当了一年的同学了。不过,或许是因为大家都来自各地,所以对不同文化都很包容,对初到欧洲的我们也很亲切。记得开学的第一天,大家就一同到镇上和海边散步,聊聊各自的暑假生活和近况,对初入陌生环境的我们而言,是一个很温暖的开始。在和外国同学的相处中,文化差异其实扮演了很重要的角色,彼此介绍各自的文化,不论是食物、政治、语言或是节日,都是很有趣的话题。在St. Andrews度过的第一个节日—中秋节,我们决定自己动手做月饼,满足思乡之情,也满足口腹之欲,制作的过程繁琐而费时,但外国同学也很有兴趣地一同参与,甚至一时兴起做了他们的传统蛋糕一同分享。记得我们将月饼和左邻右舍分享时,他们惊奇地赞不绝口,纷纷询问是什么、该怎么做,那一刻,真的深深以我们的文化为荣呢!大家一起相处的时间其实并不长,但不论是课业上或是三不五时的玩笑话都让人很喜欢这些朋友,可惜的是第二个学期就要各自分飞到不同的大学做研究了。

在比利时的一学期则是到了一个全新的环境,因此也认识了新的朋友们。由于欧洲的硕士生人数相对于台大的硕士生人数是很少的,一届大约只有十多个,因此要认识全所的硕士生并非难事。平时,我们都会待在共同的thesis room,因此可以常常相互讨论,了解彼此的研究,遇到困难时亦可一起讨论,这样一起工作、互相帮忙也让我们更容易认识彼此。很幸运地,我们今年碰巧遇上世界杯足球赛,因此,晚上一起看球赛成了共同的休闲娱乐,在酒吧中点上一杯比利时啤酒,聚精会神地盯着电视转播,大声为自己支持的球队加油,也感染了欧洲人的疯狂基因,这样的气氛应该是很难在台湾感受到的,特别是帮哥伦比亚同学一同加油时,看见他在胜利后大声欢唱、挥舞国旗,都不禁被这样的喜悦感染。除了同学外,室友们也是生活中最常相处的,虽然只待了短短一学期,但很幸运认识来自爱尔兰的可爱女生,每每遇到总是挂着笑脸,也不断在我沮丧时鼓励我。另外,也认识一位热爱中国文化的捷克大男孩,犹记得当我拿出台湾高山茶和他分享时,他很兴奋地拿出珍藏的中国雕龙茶壶,很自豪地和我说他觉得自己是龙!不过,更令我惊艳的是他居然能用中文和我简单闲聊呢!也许,就是这些文化的差异,让我们对自己的国家更有归属感,也同时对对方的文化更有包容力,从最初的认识到渐渐地喜欢周遭来自世界各地的人们。【精彩内容,下期待续~】

 

撰文:光电所硕士班学生曾千芳

在欧洲生活的这一年里,体悟最深的无非是语言的重要性。无论在圣安或者是瑞士,英语能力都是不可或缺的要素。英语能力占了生活几乎绝大部分的比重,虽然说一直以来在台湾英文算是不错的了,但是到了国外还是因为它吃尽了苦头。刚开始到圣安的时候,一下子就从一个全中文的环境跳到一个全英文授课的环境,更麻烦的是教授们大多是从欧洲各地来的,各自操着不同的口音,用着各自不同的节奏快速地讲课。印象最深的是西班牙和苏格兰籍的老师,即便非常认真地想要听课作笔记也很困难,常常回家要花加倍的时间自己念书理解内容。反观欧洲的学生,却是很习惯这种情形,可能因为以前用到英文的机会很多,或是语系比较相近,以及语言学习方式不同的关系。英语听说方面的不足尤其反映在亚洲学生身上,我们每次的presentation,都常常因为英语口说流畅度跟表达能力而比欧洲同学差一些。和台湾不同,欧洲的课程很多时候都会用口试,不管是实验报告还是期中期末上台;由于口试常常有时限的关系,常常都只有短短12分钟,要在短时间内对于一个论文或topic有足够的阐释,甚至是生动的演绎,最需要的就是流畅的口语表达能力和对于题目本身的深入理解。刚开始觉得挫折,因为语速跟表达能力的关系,感觉讲了12分钟的内容只讲了其它欧洲同学的一半;由于以前学习方式的不同,对于题目理解的深入程度有时也是略逊一些。另外由于作业很多的关系,所以快速阅读理解英文论文及写报告的能力也非常重要。英文真的是到了要用的时候才会深深体会到它的重要性。对我来说,口说及报告训练的不足,最后都是用亚洲学生最擅长的笔试来拿分。不过现在回想,真的非常庆幸自己有这三个半月密集充实的课程,会实质感受到自己的英文不论在听说读写方面都有长足的进步,对于日后在瑞士的生活,或是回台湾以后的英语能力都有很大的帮助。

到了瑞士以后,英语对我来说最大的影响是交朋友和人际沟通方面。由于在圣安大多时间都用在上课及回家写作业,跟高中生的生活没有差很多,加上又有一些湾同学,常常会一起行动,所以不会对日常生活有很大影响。但是到了瑞士以后不再修课,多的反而是和实验室的互动,无论是和指导教授讨论题目或是和合作同学沟通讨论,都是工作上很重要的课题。想起刚去实验室的时候,大家中午一起吃饭,由于大家语速太快以及对议题的不熟悉,有时要插上一句话都很困难,加上那边是法语区,我们实验室有很多来自欧洲各地的人,主要是法国和瑞士,因此讲话很多带有法国腔。那时候我才发现,原来英文好是不够的,不但要熟悉腔调,还要了解各国时势和历史,这样才能快速跟大家对谈。记得每天吃饭都有不同的议题,印象深刻的有瑞士的公投、移民问题,或是欧盟的议题(瑞士不在欧盟内),也曾讨论到死刑的人权问题,或是二战的议题等等。有时候他们对于湾主权问题跟两岸议题也很有兴趣,聊到一半辞穷的时候就会发现自己以前对于公共议题的无知和冷感。好在实验室的人对我都很亲切,可能知道是亚洲人的关系,和我说话会稍稍放慢语速,我也很神奇地交到很多好朋友。有的时候我会思考我为什么能在瑞士交到好朋友们,除了幸运之外,也有一些我觉得有用的小秘诀,希望这些建议能帮助交友刚开始有困难的人:1. 真心诚意地交朋友。就像字面上的意思,不要在乎语言能力的不足,努力表达你想表达的,因为你真心想交朋友,不只是为了练习英文的目的,也不只是因为你需要社交的联系,就跟在湾一样交友即可。2. 让别人知道你是个怎样的人。我觉得这非常重要,因为大家都是因为性格相投才会成为朋友,所以即使是用有限的英文能力,也要传达出你是个怎么样的人,让别人有接近你的依据。3. 对于不熟悉的事物抱持拥抱态度。欧洲的文化背景和生活方式其实和湾差很多,有些想法和价值观要马上接受并不是很容易的事情。对我来说,我处理的方式是在自己可容忍的范围内做最大的调适,让自己更融入欧洲文化,但是同时又要保持自己原有的性格。这些是我观察的结果,在和形形色色的朋友交往之后,发现自己英文能力不但进步许多,对于认识陌生人这件事也感到有趣,之前觉得麻烦的社交场合渐渐变得不再讨厌,因为可以学习到很多新的文化和知识。

再者谈到法语。洛桑是瑞士的法语区,其实除了学校以外,街坊的人们都是讲法文,不太会讲英文。学习基本的问好和道谢,其实很必要。法文是一个非常讲求礼貌的语言,不同情境适用不同问候语,由于刚开始去的时候几乎完全不会的关系,常常让人误会很冷漠或是没礼貌。对于一个母语非英语系的国家,其实适度地了解该母语是非常重要的一环,比如去超市采买,满是法文的标识可能会让人花上好一段时间还买到错误的东西。另外我一开始在找房子的时候也吃尽苦头,因为大部分的房东都不会讲英文,这样在了解合约或是住宿环境上都是很麻烦的。欧洲的朋友很多都会讲四、五种语言,而且都很精通,这时候真的会发现语言的重要性。语言这种东西,就是你永远不知道自己什么时候会用到,但是一旦要用到的时候,才发现自己不会,就会有点太晚。所以真的鼓励大家有空的时候多学语言,这种东西只会少不会多,多学绝对是好事。【精彩内容,下期待续~】

 

 

 

 
     
 
 

Cancer Cell Uptake Behavior of Au Nanoring and Its Localized Surface Plasmon Resonance Induced Cell Inactivation

Professor C. C. (Chih-Chung) Yang

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 杨志忠教授

Au nanorings (NRIs), which have the localized surface plasmon resonance (LSPR) wavelength around 1058 nm, either with or without linked antibodies, are applied to SAS oral cancer cells for cell inactivation through the LSPR-induced photothermal effect when they are illuminated by a laser of 1065 nm in wavelength. Different incubation times of cells with Au NRIs are considered for observing the variations of cell uptake efficiency of Au NRI and the threshold laser intensity for cell inactivation. In each case of incubation time, cell sample is washed for evaluating the total Au NRI number per cell adsorbed and internalized by the cells based on inductively coupled plasma mass spectrometry measurement. Also, the Au NRIs remaining on cell membrane are etched with KI/I2 solution to evaluate the internalized Au NRI number per cell. The threshold laser intensities for cell inactivation before washout, after washout, and after KI/I2 etching are calibrated from the circular area sizes of inactivated cells around the illuminated laser spot center with various laser power levels. By using Au NRIs with antibodies (NRI-AB), the internalized Au NRI number per cell increases monotonically with incubation time up to 24 hrs. However, the number of Au NRI remaining on cell membrane reaches a maximum at 12 hrs in incubation time. The cell uptake behavior of an Au NRI without antibodies (NRI-control) is similar to that with antibodies except that the uptake NRI number is significantly smaller and the incubation time for the maximum NRI number remaining on cell membrane is delayed to 20 hrs. By comparing the threshold laser intensities before and after KI/I2 etching, it is found that the Au NRIs remaining on cell membrane cause more effective cancer cell inactivation, when compared with the internalized Au NRIs.

Fig. 1 Normalized extinction spectrum  of the fabricated Au NRIs in PBS. The  inset shows the SEM image of the Au NRIs before liftoff.

Fig. 2 (a)-(d): Microscopic images of cells after laser illumination with the laser powers of 230, 200, 200, and 180 mW, respectively, under the pre-washout condition when NRI-AB is applied to the cells and the incubation time is 16 hrs. (e)-(h) and (i)-(l): Corresponding microscopic images under the post-washout and after-etching conditions, respectively.

Fig. 3 Threshold laser intensities under the pre-washout, post-washout, and after-etching conditions for various incubation times when NRI-AB is applied to the cells.

Fig. 4 Threshold laser intensities similar to those in Fig.3 when NRI-control is applied to the cells.

 

Enhancements of the emission and light extraction of a radiating dipole coupled with localized surface plasmon induced on a surface metal nanoparticle in a light-emitting device

Professor Y. W. Kiang’s Laboratory

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 江衍伟教授

The radiated power enhancement and more congregated radiation of a radiating dipole within a GaN material when it is coupled with the localized surface plasmon (LSP) resonance modes induced on a surface Ag nanoparticle (NP) are numerically demonstrated. The numerical study is based on an algorithm including the induction of LSP resonance on the Ag NP by the source dipole and the feedback effect of the LSP resonance field on the source dipole behavior. The spectral peaks of radiated power enhancement correspond to the substrate LSP resonance modes with mode fields mainly distributed around the bottom of the Ag NP such that the coupling system radiates mainly into the GaN half-space. By moving the radiating dipole laterally away from the bottom of the Ag NP, the spectral peaks of radiated power enhancement red shift and their levels diminish with increasing lateral distance. The radiation patterns in the GaN half-space show more congregated radiation around the vertical direction, indicating that the light extraction efficiency can be enhanced in an LSP-coupled light-emitting device with surface metal NPs.

 

Fig. 1 Demonstration of the problem geometry, in which an Ag NP is placed on the surface of a thick GaN layer with an embedded thin QW layer at the depth of d. A radiating dipole, which is represented by a thick (red) arrow, is located in the QW layer.

Fig. 2 Normalized downward radiated powers of the NP-dipole coupling system as functions of wavelength for d = 30, 50, 70, 90, and 120 nm when the dipole is located exactly below the Ag NP, i.e., at x = 0. The Ag NP is surrounded by air in the upper-half-space. For comparison, the result in the case of no Ag NP at the air/GaN interface with d = 70 nm is also plotted as the dashed curve.

     
 
 
论文题目:以溅镀法制备p型氧化铜半导体与电子组件之应用

姓名:陈巍中   指导教授:吴忠帜教授

 

摘要

氧化物半导体由于可在低温制作并成长高质量薄膜,近年来已受到相当的瞩目并且迅速的发展。凭借这些优点且可适用在各式基板上的特性,已被视为下一世代的显示及软性电子产品之关键材料。虽然n型氧化物半导体上的研究已经相当广泛,在p型氧化物半导体的探讨仍十分需要。因为欲实现高性能的互补式金属氧化物半导体电路及有机发光二极管驱动电路,p型氧化物半导体则扮演着关键性的角色。由目前已发表的文献可知,氧化铜是p型氧化物半导体中具潜力可以实现高效能p型组件的材料之一,然而其薄膜与组件特性尚无法达实际应用需求,因此氧化铜半导体的薄膜特性与组件制作需要更深入的探讨。本论文中首先使用磁控溅镀技术并搭配氧化铜靶材,在不同的溅镀功率、溅镀气压及后退火条件下,研究氧化物薄膜的结晶结构、成份、表面粗糙度、化学键结与导电特性及p型氧化铜薄膜晶体管 (p-type CuXO TFTs) 特性。接下来并利用p型氧化铜薄膜的溅镀制程技术,在室温下成长p型氧化铜薄膜及n型氧化铟镓锌薄膜,于软性塑料基板上制备p-n异质接面二极管,并将此p-n异质接面二极管成功整合于弯曲情况下仍可正常操作的软性高频整流器。

图一、p-type CuXO oxide TFTs的输出特性曲线图 图二、软性p-n异质接面二极管组件
图三、软性二极管整流器其频率响应量测图

 

 

论文题目:高效率有机发光组件之研究

姓名:黄奕翔   指导教授:吴忠帜教授


摘要

随着能源意识的提升,以及携带型装置的应用,有机发光组件因具有自发光、省电、高反应速度、可挠曲等特性,因而成为下一代显示器的发展重点,在本研究,我们提出具有潜力的高效率有机发光组件结构,并藉由组件的制作与理论计算结果相比较来确认其有效性。

我们使用透明高分子导体PEDOT:PSS取代传统ITO作为有机发光组件透明阳极来制作具有高出光效率ITO-free有机发光组件。PEDOT:PSS具有高穿透度 (~90%)、高导电率 (1000 S/cm)等可比拟ITO作为阳极的优异特性。不仅如此PEDOT:PSS可低温制备适用于不耐高温塑料基板之软性组件制作,另一方面更可降低传统ITO阳极中贵重金属铟的稀缺性所造成制作价格提升。

由我们的计算得知,使用PEDOT:PSS来取代ITO作为电极可有效减少波导膜态并增加总出光的效率比例(可达60.1%,高于ITO组件之51.3%)。实验结果显示,使用PEDOT:PSS作为透明阳极并搭配出光透镜,OLED总外部效率可达~44.1%,能量效率 (Power Efficiency) 达183 lm/W。(图1以及图2)。

图一、使用透明高分子导体PEDOT:PSS取代传统ITO作为有机发光组件透明阳极所制作具有高出光效率ITO-free有机发光组件

图二、PEDOT:PSS组件与ITO组件之EL光谱比较
 

 
 
 

— 资料提供:影像显示科技知识平台 (DTKP, Display Technology Knowledge Platform) —

— 整理:林晃岩教授、廖玮珅 —

光印刷技术

一种利用紫外线驱动氧化还原染料反应(redox dye reactions)的可擦写化学纸,可能变成一个更环保的纸用来取代传统用纸。由加州大学河滨分校Yadong Yin的研发团队开发一种由二氧化钛奈米晶体(TiO2 nanocrystals)薄膜、氧化还原染料如亚甲基蓝(methylene blue, MB)、羟乙基纤维素(hydroxyethyl cellulose, HEC)所组成的新型纸张。(Nature Commun. 5, 5459; 2014)。

其中重要的是,MB染料可以经由二氧化钛暴露在紫外光然后释放电子所发生还原反应,而在一般蓝色态和无色态(leuco form, LMB)之间作切换(图一)。因此,如同文字或图像的蓝白色图案(图二),能藉由紫外光通过适合的屏蔽(mask)或是光束扫描的方式写入薄膜(图三)。
 

图一、TiO2/MB/HEC复合薄膜切换颜色的可逆氧化还原反应。MB(蓝色,氧化形式)和LMB(无色,还原形式)分子藉由氢键环绕HEC分子呈现稳定状态。

图二、在可擦写纸上印刷复杂图案。

图三、(a)在可擦写纸上使用光罩和紫外光照射写入字母示意图,(b)可擦写纸上写入、擦拭示意图,比例尺:5毫米。

加热薄膜至115°C经过10分钟,可促进染料的氧化并将之转换成原来的蓝色态,亦即消除印刷的白色部分。经过数日,未经由擦拭程序(erase process)的写入的图像尚可保持清晰(图四)。长时间稳定的图像归因于HEC的使用,其功能是帮助稳定染料且阻挡氧气在薄膜内的扩散。
 

图四、在空气中经过(a)10分钟;(b)1天;(c)3天;(d)5天图案变化情况。

测试结果指出:写入与擦拭的动作可以被重复执行超过20次,且影像没有明显的对比度及分辨率损失。透过使用适合的精密屏蔽,研究团队已经能够印出小至几十微米(micrometers)尺寸,锐利且轮廓分明的图像,显示此系统具有高分辨率印刷的潜力。

据发明者表示,此可擦写纸具有低成本且无毒的潜在益处,如二氧化钛及MB均被广泛地使用在化妆品和医疗产品。除此之外,其它颜色染料(如图五的中性红(neutral red)和酸性绿(acid green))的存在,意味着擦写纸使用三原色写入是可能的,尽管彩色图案的印刷尚未被展示。
 

图五、RGB光印刷字母。(a)中性红;(b)酸性绿;(c)亚甲基蓝,比例尺为5毫米。

 

参考资料:

1. Oliver Graydon, Chemical paper: Writing with light, Nature Photonics 9, 80 (2015)

doi:10.1038/nphoton.2015.10

http://www.nature.com/nphoton/journal/v9/n2/full/nphoton.2015.10.html

2. Wenshou Wang, Ning Xie, Le He and Yadong Yin, Photocatalytic colour switching of redox dyes for ink-free light-printable rewritable paper, Nature Communications 5, Article number: 5459

doi:10.1038/ncomms6459

http://www.nature.com/ncomms/2014/141202/ncomms6459/full/ncomms6459.html

   
 
 
 
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