發光二極體（LED）逐漸發展為固態照明主流技術，並廣泛應用於照明、顯示器背光、汽車照明產業等，而進階可撓式 LED 技術也吸引愈來愈多人投入研發。據國際光學期刊《Optics Express》最新刊載內容，台灣的交通大學研究團隊研發出高效率可撓式白光 LED 薄片，未來可望應用在大面積照明燈具、穿戴式裝置、顯示器等領域。

通常在提到可撓曲片狀光源時，較為人熟知的是有機發光二極體（OLED）。交大光電系統所副教授林建中表示，可撓式 LED 與 OLED 相比，前者不僅效率較高、壽命較長，而且成本較低極具競爭力。

這次刊載於《Optics Express》的可撓式白光 LED 尺寸約 5 x 5 cm，採用聚亞醯胺（Polyimide，PI）軟性基板，上面覆蓋一層銅箔，透過微影（photolithography）製程與氧電漿蝕刻製作電極圖案。

研究團隊利用覆晶接合技術，將 81 顆 1.143 x 1.143 mm 大小的藍光 LED 晶片，以異方性導電膠（anisotropic conductive film）黏著於基板上。 而為了產生白光，LED 晶片上需再添加一層聚二甲基矽氧烷（Polydimethylsiloxane，PDMS）螢光粉薄膜，含黃色螢光體「Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺」與紅色螢光體「CaAlSiN₃:Eu²⁺」。PDMS 無毒且不可燃，具有高透光度、高穩定性與高柔韌性等特點。

▲ 可撓式白光 LED 薄片結構

藉由覆晶 LED、PI 基板與 PDMS 螢光粉薄膜，成功打造出厚度約 6 mm 的可撓式白光 LED 薄片，可散發暖白或冷白光。在色溫 3,000 K 與 5,000 K 下，最大發光效率分別可達 81 lm/W 與 120 lm/W，不僅發光效率高，所產生的光源分布也均勻一致，均勻度達 85 ％。至於可撓曲程度，曲率半徑可達 15 mm。

▲ 光通量表現在撓曲變化下並無太大影響，適用於可撓式顯示器及照明燈具上

此外，可撓式白光 LED 以室內溫度攝氏 25 度，進行 1,000 小時使用壽命測試，實測結果為發光效率耗損 2.5 ％，預估 1 萬小時將耗損 22 ％。儘管使用壽命不如一般 LED 照明來得耐久，在持續提升可撓式白光 LED 整體表現下，可望進一步突破技術，未來實際導入更多應用當中。

來源：科技新報

題圖來源：

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