发光二极管（LED）逐渐发展为固态照明主流技术，并广泛应用于照明、显示器背光、汽车照明产业等，而进阶可挠式 LED 技术也吸引愈来愈多人投入研发。据国际光学期刊《Optics Express》最新刊载内容，国立交通大学研究团队研发出高效率可挠式白光 LED 薄片，未来可望应用在大面积照明灯具、穿戴式装置、显示器等领域。
通常在提到可挠曲片状光源时，较为人熟知的是有机发光二极管（OLED）。交大光电系统所副教授林建中表示，可挠式 LED 与 OLED 相比，前者不仅效率较高、寿命较长，而且成本较低极具竞争力。
这次刊载于《Optics Express》的可挠式白光 LED 尺寸约 5 x 5 cm，采用聚亚酰胺（Polyimide，PI）软性基板，上面覆盖一层铜箔，透过微影（photolithography）制程与氧电浆蚀刻制作电极图案。研究团队利用覆晶接合技术，将 81 颗 1.143 x 1.143 mm 大小的蓝光 LED 芯片，以异方性导电胶（anisotropic conductive film）黏着于基板上。
而为了产生白光，LED 芯片上需再添加一层聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane，PDMS）萤光粉薄膜，含黄色萤光体“Y3Al5O12:Ce3+”与红色萤光体“CaAlSiN3:Eu2+”。PDMS 无毒且不可燃，具有高透光度、高稳定性与高柔韧性等特点。
▲ 可挠式白光 LED 薄片结构
借由覆晶 LED、PI 基板与 PDMS 萤光粉薄膜，成功打造出厚度约 6 mm 的可挠式白光 LED 薄片，可散发暖白或冷白光。在色温 3,000 K 与 5,000 K 下，最大发光效率分别可达 81 lm/W 与 120 lm/W，不仅发光效率高，所产生的光源分布也均匀一致，均匀度达 85 ％。至于可挠曲程度，曲率半径可达 15 mm。
▲ 光通量表现在挠曲变化下并无太大影响，适用于可挠式显示器及照明灯具上
此外，可挠式白光 LED 以室内温度摄氏 25 度，进行 1,000 小时使用寿命测试，实测结果为发光效率耗损 2.5 ％，预估 1 万小时将耗损 22 ％。尽管使用寿命不如一般 LED 照明来得耐久，在持续提升可挠式白光 LED 整体表现下，可望进一步突破技术，未来实际导入更多应用当中。
题图来源：
- LED シートのフレキシブル化、寿命に课题か
- Large-area, uniform white light LED source on a flexible substrate
- A New Design for an Easily Fabricated, Flexible and Wearable White-Light LED
延伸阅读：
- 世界最薄 LED 灯！3D 打印“光纸”照亮你的家
