照明革命

劃時代的發明「高亮度藍色發光二極體」（High-Brightness Blue LED，HBBLED），由天野浩與赤崎勇、中村修二所共同提出且獲得2014年諾貝爾物理學獎，發明帶來了節能明亮的白色光源。

被譽為「愛迪生之後的第二次照明革命」、號稱「不懈追求更加光明世界」的HBBLED，是什麼原理？

他們的團隊成功研製出氮化鎵（Gallium）晶體，電流通入晶體發光，透過藍光能量最高的特性，激發其他材料發出不同顏色的光：利用能量較強的藍光，引發螢光粉，便能發出黃光；黃光被藍光激發出來以後，它們一起從LED裏照出來，就可以混成白光。

但這也引來新的健康解讀。暖光色溫低，冷光色溫高，色溫愈高的照明燈具，其藍光峰值也就愈明顯。

根據光譜能量分布圖所示，色溫較高的白光LED，其放射高峰值約在450nm左右，同時也在波長550nm到650nm之間，呈現另一波峰值。

大部分藍光量，都是來自400nm到480nm的光源，色溫愈冷藍光量就會愈大，尤其白光LED。

色溫偏暖的燈具，藍光減少，這也是為什麼有抗藍光的眼鏡會將鏡片或者熒幕改成偏橘色調。

照明亮光過大、局部亮度太大的產品，或是頻閃低於1000的產品，使視網膜產生亮區和暗區，會引致瞳孔劇烈變化，容易造成眼睛酸脹疲勞，甚至影響未成年兒童的視力。

HBBLED在智慧手機、手錶和電視等現代技術中無處不在 ，由於其高解析度、高色彩品質、快速回應、能效和靈活性等優勢。如今，穩定高效的高亮度藍色磷光HBBLED的發展對於推動增強現實（AR）和虛擬實境（VR）顯示技術的發展至關重要。這些顯示器需要高解析度、高亮度的解決方案，以提供沉浸式且逼真的視覺體驗。對於高解析度顯示器來說，高亮度對於確保圖像的可見性和清晰度至關重要，尤其是在增強現實應用中，顯示幕必須與現實光線競爭。藍光發射的不足會導致圖像品質差和色彩失真。儘管商業化紅、黃、綠發射器取得了成功藍色HBBLED在效率、穩定性和亮度方面歷來面臨挑戰，因此必須解決這些問題，以滿足下一代高端顯示應用的需求。藍色HBBLED壽命短可能導致以下幾個關鍵問題：（i）藍色光子能量高於紅色或綠色光子;（ii）連續設備運行過程中有機材料的降解；iii）由於激發分子承受高能量導致穩定性差；（iv）緊密複合域內載流子平衡不足，導致嚴重的效率滑落效率衰減主要由三重態——三重態湮滅（TTA）和三重態——極子湮滅（TPA）引起，而三重態激子壽命長（可達100微秒）及其高濃度使這些現象更加嚴重。

HBBLED發射體中加入重金屬原子促進自旋軌道耦合（SOC），實現快速的單重態——三重態互換，理想內部效率高達100%。三重態發射體（如Au（III））的最新發展，第二部分以及Pd（II）複合體顯示出顯著提升的效率和穩定性。其他提高效率的措施還包括加厚發光層，並利用雙極宿主以及形成胚胎的共同宿主。至於磷光發射體，鉑（II）（Pt（II））配合物在色彩純度和器件穩定性方面取得了顯著優勢。 “純”藍色發射的PtON7-dtb在CIE下表現出高達24.8%的高EQE_y值為0。078。此外，結合PtON5-dbp-tBu（BD02）的協宿系統，基於Pt的HBBLED展現出了卓越的設備穩定性，實現了LT的使用壽命在亮度為1000 cd m時，光速為1113小時 ，而基於Ir（III）配合物的HBBLED已展現出高效率 高亮度下效率衰減的挑戰依然存在。已有大量努力致力於提升基於Ir（III）的藍色HBBLED的設備效率和穩定性。例如，通過氘化可以有效提升穩定性以及摻入嘧啶配體。通過在C^N配體上加入厚重的三甲基矽基（TMS）取代基，增強分子間相互作用和π-π相互作用，藍色HBBLED性能可有效提升至超過30%的EQE，而LT₅₀在200 CD m亮度下僅有5小時 。Sang Ook Kang 等人證明，異核 Ir（III） 複合物的輔助配體中的分子內氫鍵可以在初始亮度 400 cd m 下穩定藍色磷光 34.3 小時 為進一步提升器件穩定性，通過引入名為DBF-DMS的新型窄帶主材料，探索了器件架構優化，以實現1000 cd m時實際高達19.6%的等離子體以及一名中尉₅₀最高可達122小時。Jun Yeob Lee等人設計了一系列空穴輸運型激子阻斷層，將EQE提升至24.8%，LT₅₀140小時，500 CD 米分別。Forrest等人通過梯度摻雜實現了熱激發態的有效管理，以增強器件穩定性，實現了LT₈₀在初始亮度1000 cd m時，為334小時 。最近，他們還在深藍色 HBBLED 中展示了極化子增強的 Purcel 效應，導致了 LT₉₀最高可達140小時。其他策略，如控制激子誘導的電子轉移以及用於高效能量傳遞的勵磁共宿主系統這些產品被積極引入以提升設備穩定性。然而，高效率和高亮度通常會嚴重縮短設備的工作壽命。因此，開發具有高效率和高亮度穩定性的本質穩定藍光發射體仍面臨關鍵挑戰，以進一步推動藍色HBBLED在傳統顯示和照明應用之外的成功。