第143期 2018年8月刊
 
 
 
发行人:林恭如所长  编辑委员:李翔杰教授  主编:林筱文  发行日期:2018.08.30
 
 

本所曾雪峰教授获选为「2022年高登生医光学研讨会The Gordon Research Conferences (GRC): Lasers in Medicine and Biology (LMB)」主席,特此恭贺!

此世界顶尖生医光学双年会向来只邀请优秀研究员,而曾教授和众多欧美学者经三轮激烈投票后胜出,成为自1965年创会以来首位亚洲地区遴选主席。

LMB网页

曾教授母校西北大学电机系官网报导

台大Facebook专访

 

 

 

 
 

Powerful LED-based train headlight optimized for energy savings

Professor Guo-Dung J. Su's laboratory

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 苏国栋教授

A new LED-based train headlight that uses a tenth of the energy required for headlights using conventional light sources has been designed. If operated 8 hours every day, the electricity savings of the new design would reduce emissions of the greenhouse gas carbon dioxide by about 152 kilograms per year.

Train headlights not only illuminate the tracks ahead, they also play an important role in rail transportation. Because trains are difficult to stop, the headlights must be visible from a distance far enough away to give people or vehicles on the tracks ample time to move out of the way. Traditional train headlights, which use incandescent or halogen bulbs, are bright enough to meet safety regulations but are not very energy efficient because most of the energy powering the light is converted into heat rather than visible light.

We were approached by the engineering and design company Lab H2 Inc., to design locomotive headlights that use LEDs as a light source. In addition to requiring less energy, LEDs also last longer and are smaller and more rugged than traditional light sources.

Fig. 1 new train headlight design uses two half-circular parabolic, or cup-shaped, aluminized reflectors with high-efficiency LEDs placed in the plane where the two reflectors come together. Combining the strong beams from each reflector generates the light intensity necessary to meet safety guidelines. Image Credit: Wei-Lun Liang, National Taiwan University.

 

 

Transient carrier trapping effect in organic light-emitting diode

Professor Jiun-Haw Lee

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

台湾大学光电所 李君浩教授

Transient carrier trapping and de-trapping effect in an organic light-emitting diode (OLED) was studied under different voltage waveforms. As shown in Fig. 1 (a), with 1-kHz voltage pulse at 6 V during on-period of 30 μs and different reverse bias (0 V to -14 V) during the off-period (970 μs), the luminance increased with increasing reverse bias up to 36% due to the trapping effect of positive charge at the cathode and the electron transporting layer (ETL), which was proved by the shift of threshold voltage (Vth) in displacement current measurement with different driving waveforms, as shown in Fig. 1 (b).

Fig. 1. (a) Transient luminance responses with different reverse bias under the off-period. (b) Injection trace from -2 V to 4.5 V of displacement current measurement with different waveforms.

 

 

     
 
 
论文题目:有机发光二极管中载子的传输机制研究

姓名:刘家伟   指导教授:吴志毅教授

 

摘要

本论文是关于有机发光二极管的研究,分成四个部分,主要是有关于电洞注入层与电子传输层方面。首先是利用自组装氧化钼作为电洞注入层的研究,如图一所示。我们发现这种自组装的方法比起传统的热蒸镀更能有效提升有机发光二极管组件的效率。第二部分是将氧化钼镶嵌在硫化钼的奈米溶液利用旋转涂布在阳极基板上做为电洞注入层,我们发现此种氧化钼硫化钼的合成材料能有效提高原本功函数不高的硫化钼且能同时保持硫化钼的导电性。第三部分则是研究不同电子传输层对于磷光发光组件性能的影响,我们发现电子传输层对于效率和寿命的影响是成反比关系,但是如果能进一步的使用双层电子传输层结构的话则可以选择适合的电子传输层搭配以达到效率和寿命取舍的最佳化。最后第四部份则是分析不同电洞传输层的能阶位置对组件寿命的影响,我们发现使用具有深层价带能带结构的电子传输层能有效的提高组件寿命。我们推测其原因在于因其导带十分接近组件的费米能阶进而产生了不同的传输机制使得电荷能避免受到阳极与有机材料间缺陷的影响,如图二所示。

图一
图二

 
 
 

— 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、孟庆棠 —

消除色盲

用具有合适窄带吸收的染料涂布于隐形眼镜可帮助色盲的人更能好好地区分色彩。这是来自正在开始找寻临床试验与将方法申请专利之英国伯明翰大学研究员的发现(Adv. Healthcare Mater. https://doi.org/10.1002/adhm.201800152; in the press)。

Haider Butt和他的团队藉由浸渍或滴式处理,将市售的荧光罗丹明染料(来自Sigma-Aldrich的Atto 565)添加到自制的聚酯纤维(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)表面和市售有机硅隐形眼镜的表面(如图一)。该染料在波长545和575奈米之间有强烈吸收且在565奈米处有最高吸收(如图二),相对应于经历红绿色盲的区域。这个概念是滤除这个重迭的波长带应该有助于改善色彩的感知。这种方法已经被证明于市售的有色眼镜,但现在这个想法被应用于隐形眼镜。Butt解释说:「有几家公司已经开始销售色盲患者的眼镜,并且在他们提出隐形眼镜之前与时间赛跑。」

 
图一、市售的荧光罗丹明染料(来自Sigma-Aldrich的Atto 565)添加到自制的聚酯纤维(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)表面和市售有机硅隐形眼镜的表面。

图二、染料吸收频谱

在这项最新的研究中,20名视力正常的志愿者和50名最普遍的红绿色盲者,被要求利用染色过的隐形眼镜看着一系列石原试验幻灯片(标准色盲试验)。然后要求他们评论它如何改变他们对测试幻灯片的看法。所有参与者,包括视力正常的参与者都有改善,但改善的程度因人而异,尤其是针对那些有色盲的人。

受到这个结果的刺激,Butt的团队现在正在开始临床试验,并正在与合作伙伴进行讨论,以实现该想法的商业化。「我们刚刚获得了该研究的道德批准并很快地开始试用,」 Butt评论道,「商业伙伴(Johnson&Johnson)和伯明翰大学商业部门之间正在进行讨论。我们希望该计划的下一阶段涉及将商业隐形眼镜上的染料进行交互联结且获得专利保护。」

 Butt的研究已经藉由将染色隐形眼镜浸入人角膜上皮细胞和人角膜成纤维细胞的培养物中来测试其生物兼容性。在两种情况下,没有观察到毒性迹象且72小时后,99%的细胞仍然存活。

 现在着手于使用其它染料来帮助解决红绿色盲外的色盲缺陷。Butt说:「我们发现一些罗丹明染料的衍生物可以活跃地吸收480奈米附近的波长带并可用于制造紫蓝色盲的镜片。我们现在正在生产用于紫蓝色盲的镜片,并且还将多种染料整合到隐形眼镜上,以使它们同时适用于红绿和紫蓝色盲。」

 

 

参考资料

[1] Oliver Graydon, Combating colour blindness, Nature Photonics 12, 261 (2018)
https://www.nature.com/articles/s41566-018-0173-9

DOI: 10.1038/s41566-018-0173-9

[2] Abdel‐Rahman Badawy, Muhammad Umair Hassan, Mohamed Elsherif, Zubair Ahmed, Ali K. Yetisen, Haider Butt, Contact Lenses for Color Blindness, Adv. Healthcare Mater.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adhm.201800152

DOI: 10.1002/adhm.201800152

   
 
 
 
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