OLED瞄準(zhǔn)照明領(lǐng)域“主角”：發(fā)光效率迅速追趕白色
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有機(jī)EL將成為有機(jī)電子領(lǐng)域的支柱產(chǎn)業(yè)
之所以有很多其他行業(yè)的企業(yè)涉足，理由不僅僅在于潛在市場規(guī)模大?；谟袡C(jī)材料的有機(jī)電子技術(shù)有望應(yīng)用于照明領(lǐng)域，也是一個(gè)很重要的理由。
有機(jī)EL照明與有機(jī)EL顯示器在技術(shù)上有許多共通點(diǎn)。與有機(jī)晶體管及有機(jī)薄膜太陽能電池等也存在著互為表里的關(guān)系。只要某一領(lǐng)域取得進(jìn)展，就有望給其他用途帶來促進(jìn)效應(yīng)。所以從其他用途進(jìn)行轉(zhuǎn)換也比較容易。德國歐司朗光電半導(dǎo)體（OSRAM Opto Semiconductors GmbH）已決定，于2007年7月將此前的單純矩陣型有機(jī)EL面板開發(fā)部門整體轉(zhuǎn)型為照明業(yè)務(wù)。德國Novaled AG等廠商所采用的業(yè)務(wù)模式則是，將所開發(fā)的材料及元件結(jié)構(gòu)提供給生產(chǎn)不同用途產(chǎn)品的公司 注3）?！耙郧笆且燥@示器業(yè)務(wù)為主，而近年來，照明及太陽能電池業(yè)務(wù)的發(fā)展前景越來越光明。特別是照明業(yè)務(wù)，如今已經(jīng)變得與顯示器同等重要了”（Novaled首席執(zhí)行官Gildas Sorin）。
注3） Novaled在采用有機(jī)TFT的顯示器業(yè)務(wù)方面向Plastic Logic、在太陽能電池業(yè)務(wù)方面向Heliatek提供元件技術(shù)。這兩家企業(yè)的出資公司也是相同的。
著眼于有機(jī)材料的應(yīng)用，不惜賭上公司命運(yùn)的柯尼卡美能達(dá)已率先開始投放廣告。該公司2007年3月與GE在有機(jī)EL照明業(yè)務(wù)上展開合作，“除銷售渠道以外，我們在照片相關(guān)業(yè)務(wù)中積累的有機(jī)材料技術(shù)及光學(xué)系統(tǒng)技術(shù)都大有用武之地”（柯尼卡美能達(dá)董事長兼尖端材料技術(shù)研究所所長駒村大和良）。具體用途為：照片感光材料方面的經(jīng)驗(yàn)可用于發(fā)光材料等的開發(fā)中；鏡頭等光學(xué)系統(tǒng)技術(shù)可用于光輸出用途；能夠制造出多達(dá)15層的多層負(fù)片技術(shù)可用于卷對卷（Roll-to-roll）制造技術(shù)。
對柯尼卡美能達(dá)而言，“能夠匯集該公司已經(jīng)撤出的照片業(yè)務(wù)的人才及經(jīng)驗(yàn)的就是有機(jī)EL照明業(yè)務(wù)”（該公司董事兼LA業(yè)務(wù)推進(jìn)室長得丸祥）。
基礎(chǔ)開發(fā)日本領(lǐng)先
柯尼卡美能達(dá)的雄心壯志還表現(xiàn)在專利申請數(shù)量上。在有關(guān)有機(jī)EL照明的專利中，日本的申請數(shù)占了全球的近2/3，大大領(lǐng)先于美國等其他國家。其原因之一，就是因?yàn)榭履峥滥苓_(dá)的申請數(shù)量很多。尤其是藍(lán)光磷光*材料相關(guān)專利，柯尼卡美能達(dá)的申請數(shù)量占到了整體的近3/4 注4）。
圖 日本廠商在開發(fā)方面領(lǐng)先圖為Cintelliq公司就以實(shí)現(xiàn)有機(jī)EL照明為目的的專利申請數(shù)所做調(diào)查的結(jié)果。按申請地劃分，日本為56％，大大超出排在第2位的美國，遙遙領(lǐng)先（a）。在本圖中，1994～2006年的專利申請數(shù)通過2003年以后的文獻(xiàn)調(diào)查得到。按不同組織劃分，柯尼卡美能達(dá)集團(tuán)為176件，排在第1位（b）。大約3/4的專利與藍(lán)色磷光材料有關(guān)。（b）為2003～2007年有機(jī)EL照明（包括背照燈）專利按組織劃分的申請數(shù)(前10家公司）及主要領(lǐng)域。由于按組織劃分的日本專利申請數(shù)數(shù)據(jù)中不包含2007年第2季度以后的數(shù)據(jù)，因此，實(shí)際上日本企業(yè)的申請數(shù)有可能更多。 本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/200718.htm
注4） 在柯尼卡與美能達(dá)合并之前的1999年，柯尼卡內(nèi)部就已經(jīng)開始對有機(jī)EL照明的研發(fā)。當(dāng)時(shí)，雖然有機(jī)EL元件材料的主流是穩(wěn)定性較高的熒光材料，但該公司斷定，想要用于照明用途的話，熒光材料的效率過低，因此開始著手磷光材料、特別是將開發(fā)未能取得進(jìn)展的藍(lán)色磷光材料作為重點(diǎn)。
*磷光＝從經(jīng)驗(yàn)上說，是指在受到紫外線等光線照射后自發(fā)光的材料中發(fā)光時(shí)間較長的光。時(shí)間較短的稱為熒光。近年來的定義則將其定義為，電子對能夠從“三重項(xiàng)”狀態(tài)向更低能級(jí)躍遷的材料所發(fā)出的光。如果向材料施加紫外線及電流等能量，則電子對會(huì)向較高的能級(jí)移動(dòng)，但其狀態(tài)可分為：自旋必定趨于相互抵銷的“單重項(xiàng)”狀態(tài)，以及趨勢不確定的三重項(xiàng)狀態(tài)。這兩種狀態(tài)的存在幾率為1比3，由于熒光材料只能在單重項(xiàng)狀態(tài)發(fā)光，因而量子效率最大也只有25％。
松下電工很早也就開始開發(fā)有機(jī)EL照明，2001年通過與山形大學(xué)的聯(lián)合研究，實(shí)現(xiàn)了在當(dāng)時(shí)來說最高的、15lm/W的發(fā)光效率。
可以說，有機(jī)EL照明技術(shù)是日本企業(yè)率先啟動(dòng)的。但是，這并不能保證日本在今后依然能夠處于領(lǐng)先地位。原因在于，歐美各廠商已開始與政府?dāng)y手推進(jìn)有機(jī)EL照明的開發(fā)，并且不斷取得成果 注5）。廠商間及地區(qū)間的技術(shù)競爭不斷加劇，這也加快了有機(jī)EL照明的發(fā)展。
注5） 開發(fā)項(xiàng)目方面，歐洲有7個(gè)、美國有10個(gè)以上的項(xiàng)目正在推進(jìn)之中。政府機(jī)構(gòu)的資助額大多為3年內(nèi)數(shù)億～30億日元的規(guī)模，德國“OPAL（Organic Phosphorescent lights for Applications in the Lighting market）”項(xiàng)目為5年內(nèi)1億歐元（約合140億日元），遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于其他項(xiàng)目。
在發(fā)光效率方面迅速追趕白色LED
有機(jī)EL照明雖然具有一些獨(dú)特的特點(diǎn)，但考慮到實(shí)際影后，還是避免不了在發(fā)光效率、使用壽命、成本等基本性能上與白色LED及現(xiàn)有照明技術(shù)一決高低。近來有機(jī)EL照明的性能得到了大幅提高。
首先是發(fā)光效率。目前，有機(jī)EL照明在研發(fā)水平上比白色LED約落后約2年。2008年6月美國Universal Display（UDC）發(fā)布的“102lm/W”的發(fā)光效率，與2006年3月日本日亞化學(xué)工業(yè)發(fā)布的白色LED的發(fā)光效率不相上下。山形大學(xué)的城戶表示，“已經(jīng)看到了實(shí)現(xiàn)200lm/W的曙光” 注6）。
圖 效率方面與白色LED僅有“約2年的差距” 圖為有機(jī)EL照明發(fā)光效率的變化走勢與白色LED研發(fā)品的對比。2000年前后，實(shí)際上白色LED與有機(jī)EL照明的發(fā)光效率幾乎沒有差距。其后的4～5年，在有機(jī)EL照明開發(fā)沒有大的進(jìn)展的情況下，被白色LED遠(yuǎn)遠(yuǎn)落在后面。目前，有機(jī)EL照明的研發(fā)如火如荼，2008年6月實(shí)現(xiàn)了高達(dá)102lm/W的發(fā)光效率。其與白色LED的差距，在發(fā)光效率方面縮小到了大約2年。
注6） 受有機(jī)EL照明發(fā)光效率迅猛增勢的影響，最近，美國能源部將此前“到2025年力爭實(shí)現(xiàn)150lm/W的發(fā)光效率”的開發(fā)目標(biāo)，大幅提前到了“2012年實(shí)現(xiàn)”。
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