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OLED瞄准照明领域“主角”:发光效率迅速追赶白色

作者: 时间:2010-01-02 来源:网络 收藏
正是因为具有上述特点,所以有机EL的潜在市场规模非常大。现有业务的市场方面,全球总体规模为6万亿~12万亿日元,日本大约为8500亿~1万亿日元稍强 注2)。即使只将其中的一部分替换为有机EL,对照明产业而言,也将带来巨大的效应。例如,日本的调查公司富士经济预计,有机EL照明的日本国内市场规模到2011年将超过100亿日元,超过白炽灯的市场规模。在全球市场方面,有关估算数据显示,到2015年将达到5000亿日元以上,到2020年达到1.4万亿日元 。这相当于在今后的10多年内,照明市场整体的1~2成将被有机EL照明所替代。
有机EL将成为有机电子领域的支柱产业

之所以有很多其他行业的企业涉足,理由不仅仅在于潜在市场规模大。基于有机材料的有机电子技术有望应用于照明领域,也是一个很重要的理由。

有机EL照明与有机EL显示器在技术上有许多共通点。与有机晶体管及有机薄膜太阳能电池等也存在着互为表里的关系。只要某一领域取得进展,就有望给其他用途带来促进效应。所以从其他用途进行转换也比较容易。德国欧司朗光电半导体(OSRAM Opto Semiconductors GmbH)已决定,于2007年7月将此前的单纯矩阵型有机EL面板开发部门整体转型为照明业务。德国Novaled AG等厂商所采用的业务模式则是,将所开发的材料及元件结构提供给生产不同用途产品的公司 注3)。“以前是以显示器业务为主,而近年来,照明及太阳能电池业务的发展前景越来越光明。特别是照明业务,如今已经变得与显示器同等重要了”(Novaled首席执行官Gildas Sorin)。

注3) Novaled在采用有机TFT的显示器业务方面向Plastic Logic、在太阳能电池业务方面向Heliatek提供元件技术。这两家企业的出资公司也是相同的。

着眼于有机材料的应用,不惜赌上公司命运的柯尼卡美能达已率先开始投放广告。该公司2007年3月与GE在有机EL照明业务上展开合作,“除销售渠道以外,我们在照片相关业务中积累的有机材料技术及光学系统技术都大有用武之地”(柯尼卡美能达董事长兼尖端材料技术研究所所长驹村大和良)。具体用途为:照片感光材料方面的经验可用于发光材料等的开发中;镜头等光学系统技术可用于光输出用途;能够制造出多达15层的多层负片技术可用于卷对卷(Roll-to-roll)制造技术。

对柯尼卡美能达而言,“能够汇集该公司已经撤出的照片业务的人才及经验的就是有机EL照明业务”(该公司董事兼LA业务推进室长得丸祥)。

基础开发日本领先

柯尼卡美能达的雄心壮志还表现在专利申请数量上。在有关有机EL照明的专利中,日本的申请数占了全球的近2/3,大大领先于美国等其他国家。其原因之一,就是因为柯尼卡美能达的申请数量很多。尤其是蓝光磷光*材料相关专利,柯尼卡美能达的申请数量占到了整体的近3/4 注4)。


图 日本厂商在开发方面领先图为Cintelliq公司就以实现有机EL照明为目的的专利申请数所做调查的结果。按申请地划分,日本为56%,大大超出排在第2位的美国,遥遥领先(a)。在本图中,1994~2006年的专利申请数通过2003年以后的文献调查得到。按不同组织划分,柯尼卡美能达集团为176件,排在第1位(b)。大约3/4的专利与蓝色磷光材料有关。(b)为2003~2007年有机EL照明(包括背照灯)专利按组织划分的申请数(前10家公司)及主要领域。由于按组织划分的日本专利申请数数据中不包含2007年第2季度以后的数据,因此,实际上日本企业的申请数有可能更多。

本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/200718.htm


注4) 在柯尼卡与美能达合并之前的1999年,柯尼卡内部就已经开始对有机EL照明的研发。当时,虽然有机EL元件材料的主流是稳定性较高的荧光材料,但该公司断定,想要用于照明用途的话,荧光材料的效率过低,因此开始着手磷光材料、特别是将开发未能取得进展的蓝色磷光材料作为重点。

*磷光=从经验上说,是指在受到紫外线等光线照射后自发光的材料中发光时间较长的光。时间较短的称为荧光。近年来的定义则将其定义为,电子对能够从“三重项”状态向更低能级跃迁的材料所发出的光。如果向材料施加紫外线及电流等能量,则电子对会向较高的能级移动,但其状态可分为:自旋必定趋于相互抵销的“单重项”状态,以及趋势不确定的三重项状态。这两种状态的存在几率为1比3,由于荧光材料只能在单重项状态发光,因而量子效率最大也只有25%。

松下电工很早也就开始开发有机EL照明,2001年通过与山形大学的联合研究,实现了在当时来说最高的、15lm/W的

可以说,有机EL照明技术是日本企业率先启动的。但是,这并不能保证日本在今后依然能够处于领先地位。原因在于,欧美各厂商已开始与政府携手推进有机EL照明的开发,并且不断取得成果 注5)。厂商间及地区间的技术竞争不断加剧,这也加快了有机EL照明的发展。

注5) 开发项目方面,欧洲有7个、美国有10个以上的项目正在推进之中。政府机构的资助额大多为3年内数亿~30亿日元的规模,德国“OPAL(Organic Phosphorescent lights for Applications in the Lighting market)”项目为5年内1亿欧元(约合140亿日元),远远多于其他项目。

方面迅速追赶白色

有机EL照明虽然具有一些独特的特点,但考虑到实际影后,还是避免不了在、使用寿命、成本等基本性能上与白色及现有照明技术一决高低。近来有机EL照明的性能得到了大幅提高。

首先是发光效率。目前,有机EL照明在研发水平上比白色约落后约2年。2008年6月美国Universal Display(UDC)发布的“102lm/W”的发光效率,与2006年3月日本日亚化学工业发布的白色LED的发光效率不相上下。山形大学的城户表示,“已经看到了实现200lm/W的曙光” 注6)。


图 效率方面与白色LED仅有“约2年的差距” 图为有机EL照明发光效率的变化走势与白色LED研发品的对比。2000年前后,实际上白色LED与有机EL照明的发光效率几乎没有差距。其后的4~5年,在有机EL照明开发没有大的进展的情况下,被白色LED远远落在后面。目前,有机EL照明的研发如火如荼,2008年6月实现了高达102lm/W的发光效率。其与白色LED的差距,在发光效率方面缩小到了大约2年。


注6) 受有机EL照明发光效率迅猛增势的影响,最近,美国能源部将此前“到2025年力争实现150lm/W的发光效率”的开发目标,大幅提前到了“2012年实现”。



关键词: OLED LED 照明 发光效率

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