[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font][color=#02e5b][font=Tahoma, Verdana, Arial]【日经BP社报道】[/font][/color]有机EL显示屏的大型化技术和柔性化技术在得到共同的“援军”——InGaZnO TFT的支持后，均取得了明显的进步。在柔性化领域面临的劣化问题方面，日本开发的技术有望成为突破口。[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 目前，大型有机EL显示屏的制造技术处于前所未有的“群雄割据”状态，标准制造工艺尚未确定，不同厂[/font][font=Tahoma, Verdana, Arial]商、不同画面尺寸的显示屏所利用的制造技术各不相同（图1）。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 原因在于，有机EL显示屏的大型化及4K×2K等高精细化在最近一年才突然兴起，局面稍显混乱，而且制造难度高，不能用普通的方法生产。要解决的技术课题有很多，但即使在各项课题中选择认为最佳的技术也很难稳定地生产，因此厂商必须要按照重视程度为要解决的课题排好优先顺序。实际上，不同厂商在有机EL显示屏制造中采用的技术群组合也是不同的（表1）。 [/font]
反复试验[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 例如，在大型有机EL显示屏的产品化方面领先的LG Display公司（LGD）重视的是容易制造、尤其是容易支持进一步的大型化和高精细化的技术群，TFT技术采用InGaZnO TFT，彩色显示方式采用白色发光元件+彩色滤光片（WRGB），有机EL发光元件为容易制造的底部发光型。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 不过，该公司在SID 2013上表示，做出这样的选择是经过了多次试验决定的。比如，2010年以前是利用基于FMM[/font]*[font=Tahoma, Verdana, Arial]的RGB分涂技术开发有机EL显示屏；TFT技术在2010年之前一直采用低温多晶硅（LTPS）TFT，在尝试过几种不同的制造方法后，换成了该公司的研究所从2007年开始研发的InGaZnO TFT。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial]*FMM（Fine Metal Mask，精细金属掩模）：用于RGB图案、有很多微孔的金属板。[/font][font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 彩色显示方式也是如此，最初RGB分涂方式要比WRGB发光效率高，但从2010年前后开始，WRGB的发光效率反超了RGB分涂方式，原因是采用了发光单元为两层的“串联构造”。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 玻璃基板的尺寸在2010年年底由第二代（G2）过渡到了第八代（G8），同时，由铝（Al）布线变成了铜（Cu）布线。但进行PBTS试验[/font]*[font=Tahoma, Verdana, Arial]后发现，以前只有0.7V左右的阈值电压变化量猛增到了1.72V左右。不过，“在2012年底之前又降到了0.49V左右”（LGD）。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial]*PBTS（Positive Bias Temperature Stress）试验：为TFT等加热，然后在加载正电压的条件下，测评阈值电压变化量的试验。[/font][font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] LGD最近又做了几项改进（图2）。例如，将用于TFT间布线的ITO换成了电阻值低的铜布线，估计这是为了降低2012年底时高达520W的55英寸有机EL电视的耗电量。另外，为了提高生产合格率，在InGaZnO TFT层的制造中使用的是G8玻璃基板，一次切出6块背板，而在有机EL层的制造中使用尺寸为G8一半的玻璃基板，一次切出3块。该公司表示，“近期打算把有机EL层也恢复为一次将G8玻璃基板切为6块的制造方法。另外，还计划用G8以上的玻璃基板制造55英寸以上的面板和4K×2K面板”。 [/font]
[color=#00ff][font=Tahoma, Verdana, Arial]图2：为降低耗电量和提高合格率煞费苦心[/font][/color]
[color=#00ff][font=Tahoma, Verdana, Arial]本图为LGD发布的为降低55英寸有机EL显示屏的耗电量（a）和提高合格率（b）所采取的措施。[/font][/color]
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友达光电挑战FMM开发[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 在SID 2013的会场，与率先实现大型有机EL显示屏产品化的LGD一样备受关注的，是友达光电（AUO）。LGD在演讲中强调，制造55英寸有机EL显示屏采用的工艺是“无FMM”。而随后发表演讲的友达光电宣布，利用基于FMM的RGB分涂技术制造了65英寸有机EL显示屏（图3）。一位术顾问感叹道：“友达光电的做法让我震惊，竟然用FMM制造65英寸产品。难道采购到了非常好的FMM？” [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 通常，FMM会因应变和热膨胀导致狭缝位置改变，尺寸越大就越难实现RGB精密图案。但友达光电在演讲中称该公司的开发品“均匀性很好，合格率没有特别问题”。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 友达光电采取的战略是，先制造最大型的65英寸面板，然后再提高精细度。具体计划是，首先生产精细度为34ppi、尺寸为65英寸的全高清有机EL显示屏，然后逐步全高清产品的精细度，当精细度提高至2倍时开始开发65英寸4K×2K有机EL显示屏。预定在2014年制造55英寸的4K×2K（精细度为80ppi）有机EL显示屏，2015年制造40英寸的4K×2K（精细度为110ppi）产品。不过，友达光电没有公布上述产品的上市计划。 [/font]
小型产品方面围绕400ppi展开攻防战[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 4～5英寸的小型有机EL显示屏方面，采用FMM的RGB分涂方式从一开始就是主流。不过在最近，由于这种方式的精细度已高到极限，小型产品也采用WRGB方式的厂商开始增加。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 这两种技术的分歧点好像在400ppi附近。例如，日本显示器公司在2012年的SID上发布的5.2英寸全高清有机EL显示屏利用WRGB方式实现了421ppi的精细度。在SID 2013上，友达光电在演讲中称，4.4英寸全高清有机EL显示屏“利用WRGB实现了真正的413ppi”（图4）。这与三星电子的智能手机“Galaxy S4”的4.99英寸全高清有机EL显示屏相当于441ppi的精细度不分伯仲，三星屏幕的高精细度是通过采用“Diamond Pixel排列”[/font]*[font=Tahoma, Verdana, Arial]实现的。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial]*Diamond Pixel排列：三星显示器公司开发的一种子像素排列方式，与一般被称为“拜耳排列”的子像素排列方式很像。与PenTile排列的区别在于，以45度斜向排列，而且RGB各子像素的形状和大小稍有不同。[/font][font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 生产该面板的三星显示器介绍说，Diamond Pixel排列“是最符合人眼对RGB感度的差异和视网膜构造的子像素排列方式”。不过，从RGB图案的角度来看，红色和蓝色子像素的间距比普通RGB排列要大，就技术角度而言更容易制造一些。 [/font]
WRGB也分别制作共振器[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 选择采用FMM的RGB分涂还是WRGB有时还关系到显示屏的表现力。一位技术人员在SID 2013上比较了Galaxy S4的有机EL显示屏和日本显示器的421ppi有机EL显示屏后表示，“在黑色的深度方面，三星电子的显示屏看起来更胜一筹”。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 关于这一点，友达光电的4.4英寸有机EL显示屏在利用WRGB的同时，还通过改进共振器构造，增强或削弱特定波长的光，从而降低了光损失并提高了色纯度。具体方法是，对RGB各色元件采用不同厚度的ITO，使各色发光元件的共振器长度不一。这样一来，有机EL的层构成虽然是面向白色发光，但射出光的波长会偏向长波长（红光）侧和短波长（蓝光）侧，从而能降低彩色滤光片的光损失，提高色纯度。可以说，这种方法与SEL和夏普在2012年的SID上发布的技术相似。 [/font]
中型4K×2K面板采用哪种方式[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 今后，在10英寸至40英寸的中型4K×2K有机EL显示屏方面，彩色显示方式选择哪种技术将成为各厂商技术上的竞争焦点。WRGB方式基本不存在制造难易度因面板大小而异的情况，而采用FMM的RGB分涂方式是最难兼顾FMM尺寸和所需精细度的领域。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 这个可以说是“空白区”的产品群也许会意外地存在市场需求。比如，德国证券股票调查部高级分析师兼董事总经理中根康夫指出，“如果面向22英寸左右的大型平板电脑开发4K×2K显示屏，应该会非常畅销”。4K×2K对于因处理多任务而想要分割画面使用的用户来说意义重大。（野泽哲生，《日经电子》） [/font]
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围绕“金矿”展开开发竞争[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 有机EL显示屏制造技术的竞争并不仅仅存在于传统的平面超薄产品显示屏领域，围绕可灵活弯曲的柔性有机EL显示屏的实用化，日韩厂商等展开了激烈的开发竞争（表2）。有观点认为，柔性显示屏将成为一个巨大的新市场，对各厂商来说是个大金矿。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 韩国厂商在该领域的行动十分迅速。三星电子为平板电脑“Galaxy Note 3”采用了在2013年1月举办的展会“2013 International CES”上公开的柔性有机EL显示屏“Youm”，估计Note 3最早将在2013年9月于德国举办的展会“IFA 2013”上发布。有报道称，LG电子也将在2013年底推出采用柔性有机EL显示屏的智能手机。 [/font]
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目前以剥离、转印方式为主流[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 不过，虽然是柔性显示屏，但好像还没有厂商采用卷到卷的制造方法。TFT技术大多都采用InGaZnO TFT及其改良版。在玻璃基板上用树脂薄膜制作显示屏后，剥离玻璃基板，然后转印到其他薄膜基板上的方法也基本是通用的（图5）。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 各厂商选择的不同技术之间的区别主要在于以下几方面：（1）像素数和精细度、（2）采用哪种树脂基板、（3）实际制造出来的显示屏的缺陷是否明显等。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 像素数和精细度都比较高的是东芝。该公司在10.2英寸的柔性有机EL显示屏上实现了1920×1080像素的全高清显示。东芝表示，“此次将SID 2012上发布的94ppi的精细度提高到了223ppi”。该公司采用聚酰亚胺作为树脂基板。聚酰亚胺一般颜色略微偏黄，不过该公司称“找到了透明的聚酰亚胺”。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 树脂基板的选择以及工艺温度与InGaZnO TFT的品质息息相关。具体来说，在工艺温度较低的话，可以利用PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）和PEN（聚萘二甲酸乙二醇酯）等低成本树脂，但InGaZnO TFT退火温度可能会过低。相反，工艺温度高的话，虽然InGaZnO TFT退火温度足够高，但树脂基板就必须要采用昂贵的聚酰亚胺。东芝的最高工艺温度估计高达约300℃，可见该公司重视的是InGaZnO TFT的品质。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 而美国亚利桑那州立大学（ASU）和松下等采用了PEN基板。松下发现，“工艺温度越低，越容易从玻璃基板剥离”，因此选择了低温工艺。该公司好像还在讨论使用比PEN成本更低的PET。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 不过，在SID 2013会场上利用试制品实际显示了影像的，只有日本半导体能源研究所（SEL）等。SEL的3.4英寸柔性有机EL显示屏的精细度高达326ppi，制造品质非常高，根本看不到缺陷。而其他厂商的试制品有很多仅从照片上就能发现明显缺陷。 [/font]
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大气稳定性是最后的课题[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 柔性有机EL显示屏实用化面临的最后一个课题是如何确保大气稳定性。如果是平面超薄、轻微弯曲的显示屏，面板正反面都可以利用玻璃，导致显示屏劣化的水蒸气和氧气基本都能隔离。但要想实现轻量、可灵活弯曲的产品，就很难利用玻璃，只能用树脂封装，这就带来了问题。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 普通树脂薄膜中，水蒸气和氧气隔离性较高的产品的水蒸气透过性为平均每天10[/font]－4[font=Tahoma, Verdana, Arial]g/m[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]左右。而要想实现与玻璃相当的隔离性，水蒸气透过性必须在平均每天10[/font]－6[font=Tahoma, Verdana, Arial]g/m[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]以下。虽然也有几款具备这样高的隔离性的树脂薄膜，但属于特种材料，价格非常昂贵。 [/font]
利用新EIL解决劣化问题[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] NHK和日本触媒在SID 2013上发布了解决这一问题的其他方法（图6），那就是把造成有机EL元件劣化的主要原因——电子注入层（EIL）的材料改为难以被氧化的材料。改变材料后，还出于制造工艺整合性的考虑改进了元件构造，采用相对于光提取方向使阳极和阴极顺序颠倒的“倒置有机EL”（iOLED）构造。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 在比较了这种显示屏与单面用水蒸气透过性为10[/font]－4[font=Tahoma, Verdana, Arial]g/m[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]的树脂薄膜封装的、采用普通构造的有机EL屏的大气稳定性后发现，经过100天后，采用普通构造的屏幕严重劣化，而采用新构造的屏幕没有出现劣化。由此，无需使用隔离性非常高的昂贵的树脂薄膜，只需改变元件内部的材料就能够确保大气稳定性。 [/font]
[color=#00ff][font=Tahoma, Verdana, Arial]图6：通过改进元件构造实现较高的大气稳定性[/font][/color]
[color=#00ff][font=Tahoma, Verdana, Arial]NHK和日本触媒开发的大气稳定性较高的、采用新构造的有机EL元件的概要（a～b）。东工大和旭硝子也发布了类似的技术及采用新技术的EIL材料（c）。[/font][/color]
与InGaZnO匹配性良好[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 此次，NHK等没有公布EIL材料的详情。东京工业大学和旭硝子也在2013年春季的“第60届应用物理学会春季学会演讲会”和本届SID 2013上发布了构造基本相同的柔性有机EL屏，利用的EIL材料为“C12A7电子化合物”（图6（c））。这种物质也就是东京工业大学细野秀雄教授的研发小组在2002年开发的“导电的透明胶结物”[/font]注1[font=Tahoma, Verdana, Arial]）。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial]注1） C12A7电子化合物开发之初还打算用于FED（场发光）型显示屏的电子枪材料等。但由于FED本身的开发日渐衰退，因此最终未能问世。[/font][font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 旭硝子和NHK均表示，“iOLED构造有机EL元件与n型TFT的整合性很高”。这是因为，在电子能级方面，InGaZnO TFT与有机EL元件的电极整合性高，电流容易流过。另外，据NHK介绍，iOLED在像素驱动电路中的连接位置与原来不同，能增加流经有机EL元件的电流的稳定性，这也是一个优点。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] InGaZnO TFT为n型TFT。如果C12A7电子化合物真的被用作EIL材料，那么细野教授将在TFT技术和EIL材料这两方面为有机EL的实现做出巨大贡献。 [/font]
有望取代磷光材料的新材料备受关注[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 在SID 2013上，还有一位日本研究人员受到了极大关注。那就是九州大学教授、主管最尖端有机光电子研究中心（OPERA）的安达千波矢（图7）。2012年，OPERA从名为热活性型延迟荧光（TADF）的材料群中，发现了发光效率与磷光材料相当的材料。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 在SID 2013上就有机EL的新一代材料发表演讲的麻省理工学院（MIT）电气工程系教授Marc Baldo称，“安达教授开发的TADF有望成为取代磷光材料的新的发光材料群”。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 安达教授也在SID 2013上就TADF发表了演讲。包括Baldo的演讲在内，与会者提出的主要问题是，“TADF能否用蓝色材料实现发光寿命长的产品”，安达教授对此回答说“Promising（非常有希望）”。（记者：野泽哲生，《日经电子》） [/font]
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[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]有机EL照明中已经出现发光效率和发光寿命与LED照明器具不相上下的面板。目前，研究开发正朝着进一步提高发光效率，以及发挥柔性化和透明化等有机EL独特的特点这两个方向推进。
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 松下环境方案公司核心技术开发中心技术总监菰田卓哉在SID 2013的演讲中宣告：“有机EL照明进入了新时代”。之所以这样说，是因为该公司开发的白色有机EL照明面板在亮度为1000cd/m[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]时实现了最大高达114lm/W的发光效率，8cm见方的较大面板在亮度为3000cd/m[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]时的发光效率最大高达88lm/W，超过了普通LED照明器具的80lm/W（图1）注1）。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial]注1）很多白色LED产品的发光效率都高达140～170lm/W，美国科锐公司更是实现了非常高的数值，实际产品为208lm/W，在实验室水平为276lm/W。但LED照明器具因控制电路的耗电量和灯罩等扩散板会造成损失，因此发光效率的值较低。不过，部分LED照明器具也有发光效率超过120lm/W的产品。有机EL照明因为面板本身就是照明器具，所以器具造成的光损失较小。[/font][font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 而3年前的2010年前后，尺寸为数cm见方的面板能实现比白炽灯泡稍高的30lm/W就非常不易了。如此低的发光效率，无论有机EL多么有特色，用途都非常有限。只有在确保了作为照明的基本性能之后，才能发挥其本来的特点。 [/font]
日本家电厂商纷纷涉足[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 最近一年左右，发光效率迅速提高，最近除松下外，其他厂商也接连发布了具备高发光效率的有机EL照明面板和柔性基板。例如，NEC照明和山形大学2013年3月宣布，2mm见方的白色有机EL元件在亮度为1000cd/m[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]时实现了156lm/W的高发光效率。发光部尺寸为88mm见方的面板，虽然发光效率只有75lm/W，但技术潜力高。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 除此之外，东芝2012年开发出了发光效率为91lm/W的面板。日立制作所开发出了利用自主涂布工艺，通过一次涂布和干燥层积红色（R）、绿色（B）、蓝色（B）三种颜色的技术。利用该技术制作的有机EL照明面板的发光效率为70lm/W。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 日本半导体能源研究所（SEL）和夏普等也发布了高发光效率的有机EL照明面板和柔性基板，日本的大型家电厂商基本都涉足了该领域。另外，韩国LG化学和南京第壹有机光电（First O-Lite）也开发了高水平的有机EL照明面板，可见国内外的技术水平都得到了显著提高。 [/font]
发光寿命也与LED照明器具不相上下[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 得到提高的不仅仅是发光效率。发光寿命也大幅延长（表1）。松下和LG化学开发的产品，表示亮度降至初期70％的指标——“LT70”长达4万～5万小时（约5年左右）。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 这一发光寿命与LED照明器具不相上下。2012年，相同面板的LT70只有1万小时左右，而用1年的时间就延长了约4倍。可以说有机EL照明在发光效率和发光寿命两方面都接近了LED照明器具。用玻璃封装的面板基本解决了有机EL照明长期以来发光寿命短的课题。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 据美国IHS公司（原Displaybank）调查，预计全球有机EL照明市场2014年将达到10亿美元的规模。之后仍会顺利扩大，2020年预计将突破50亿美元的大关。到2020年，有机EL照明的主要用途为医院占3成以上，其次是店铺的设计照明，然后是住宅等。 [/font]
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可弯曲有机EL照明即将上市[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 随着发光性能的提高，与有机EL显示器一样，有机EL照明面板也实现了弯曲（图2）。LG化学最早将于2013年7月上市采用玻璃基板但可弯曲的有机EL照明面板。尺寸为200mm×50mm等，发光效率最大为45lm/W。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 柯尼卡美能达与设计公司Takram也于2013年3月开发出了在树脂基板上制作的、“像纸一样轻柔”（柯尼卡美能达）的有机EL照明面板。双方未公布发光性能和实用化时间等。该面板的特点是，由于非常轻，因此能像鸟儿的翅膀一样扇动。“这仅仅是开始。今后会不断进化”（KONICA MINOLTA ADVANCED LAYERS OLED事业推进中心中心长辻村隆俊）。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] SID 2013上令技术人员震惊的是，SEL的子公司Advanced Film Device Inc（AFD Inc.）与SEL发布的360mm×300mm（发光部为298mm×227mm）柔性有机EL照明面板。该产品首先在玻璃基板上制作有机EL照明面板，然后，从照明面板上剥离玻璃基板即可实现弯曲。 [/font]
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2015年实现135lm/W的发光效率[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 在SID 2013上，很多厂商发布了研发结果和试制品，而LG化学发布了即将上市的有机EL照明面板的详情，该面板在亮度为3000cd/m2时的发光效率为80lm/W（图3）。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] LG化学2012年全球率先量产供货了发光效率为60lm/W的有机EL照明面板。发光效率为80lm/W的面板计划2013年下半年供货。另外，该公司还宣布，2014年将开发发光效率为100lm/W的面板，2015年开发135lm/W的面板。如果这些产品能实现，那么目前LG化学的产品将成为有机EL照明的标准和性能基准，跟不上步伐的厂商也可能在早期就被淘汰。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] LG化学的有机EL照明面板的特点是，即使加载大电流以高亮度发光，发光性能也很稳定。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 比如，电流密度为5mA/cm[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]，以1万cd/m[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]以上的高亮度发光时，发光效率也高达70lm/W。亮度均匀性在电流密度为5mA/cm[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]以下时仍为97％。而且，即使亮度大幅改变，光谱形状也基本不会变化。这意味着色彩不会变化。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 作为实现以上特点的理由之一，LG化学提到了采用3层发光单元的元件构造。单元层数越多，越有望实现低电流值、低耗电量和长寿命化。但发光单元多层化之后，发光色容易出现角度依赖性。不过，LG化学称此次的开发品基本不存在这种角度依赖性。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 另外，LG化学还提到了在透明电极ITO上形成的金属总线布线。通过设置总线布线，“即使发光元件的尺寸从2mm见方扩大至87mm见方，驱动电压也只是从5.90V增加到6.05V”（LG化学）。[/font]
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推进新一代有机EL照明的开发[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]的确，有机EL照明的发光效率和寿命等基本性能已经接近现有LED照明器具。但对于后起之秀的有机EL照明而言，仅靠这些还不能克敌制胜。[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 要想实现跃进，并不能止步不前，需要在进一步提高发光效率和延长寿命的基础上，开发充分发挥有机EL照明特有特点的产品。SID 2013上就有很多这种旨在实现进一步飞跃的研究发表。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 比如，SEL与夏普，以及上述AFD Inc.与SEL的有机EL照明相关研究发表就备受参与者关注。原因之一是，SEL等实现了非常高的发光效率，面积为8100mm[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]的面板，发光效率达到了105lm/W，尺寸为56mm×42mm的柔性基板，发光效率达到了130.6lm/W。而且发光寿命均长达几十万小时。 [/font]
牺牲显色指数[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 不过，聆听演讲的技术人员中也有人感到很失望，认为“发光色基本是黄色，演色指数（CRI）也很低。与其他白色发光的有机EL照明根本没法比”。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] CRI的高低是决定有机EL照明能否产品化的重要指标，这也是与有机EL显示器的要求条件最大的不同之一。显示器的话，只需注意RGB三色的色坐标即可，而在照明用途，RGB各色的光谱形状左右着CRI的值。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 关于高发光效率，也有人批判称，“要是CRI那么低都行，我们也能实现”（某技术人员）。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 之所以这样说是因为，如果是接近单色的发光，因光提取元件的设计较为简单等，提高发光效率并不难。2009年，日本金泽工业大学工学部电子信息通信工学科教授三上明义的研发小组曾试制过以绿色单色发光实现210lm/W高发光效率的有机EL元件。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 但也有技术人员对SEL等的发表给予了好评。其中颇受好评的一点是，在并非玻璃基板的大面积柔性基板上实现了非常高的发光效率。以往的单色发光高效率有机EL元件大多都只有几mm见方。在名为“开发人员见面会”的试制品演示现场，由于用手触摸该基板几乎感觉不到热，令很多技术人员发出了惊叹声。 [/font]
开发发光材料的制作方法
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 此次，SEL等的演讲中最重要的并非试制面板和基板作为照明产品的完成度，而是开发出了具备高发光效率的新发光材料及其制作方法。比如，通过利用“激基复合物（Exciplex）”机制，首次确认能获得超过现有材料的高发光效率（图4）。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 激基复合物是指，根据不同分子间的电子迁移的发光机理或材料。以往的发光材料为了实现带隙所需的值，需要在1个分子中进行设计然后合成。而激基复合物可根据分子的组合设计带隙、即发光波长，所以引起了关注。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 此次的开发通过将此前空穴运输层使用的材料混入发光层，在空穴运输层和发光层的主体材料间形成了激基复合物。因此，空穴运输层作为一种催化剂发挥作用，驱动元件的电压降低，发光效率大幅提高。SEL称“当初是偶然发现的”。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] SEL等还宣布，利用该方法制作的红色发光材料和黄绿色发光材料实现了非常高的发光效率。黄绿色发光材料相对于电流的130cd/A的发光效率与美国环宇显示技术（UDC）提供的绿色发光中发光效率最高的磷光材料相匹敌。 [/font]
无法实现蓝色发光
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 但该方法也有课题。那就是难以用于蓝色发光材料。通过此次的方法获得的发光波长，要比空穴运输材料和发光层主体材料的固有发光波长大幅偏向长波长侧。这意味着，要想用此次的激基复合物实现蓝色发光材料，原来的空穴运输材料和主体材料必须是能在波长比所期望的蓝色短的蓝色或紫外范围高效发光的材料。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] SEL表示，“目前基本没有能高效发光的蓝色发光材料，因此激基复合物在蓝色发光材料中的应用尚无眉目”。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 此次，SEL等的面板和基板的发光色为黄色，而且CRI值较低也是因为未能获得高效发光的蓝色发光材料。蓝色发光材料在照明用途可能也只能寄希望于TADF（热活性延迟萤光）材料。 [/font]
开始挑战控制发光方向[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 除此之外，SID 2013上还有很多关于新一代有机EL照明用发光材料的发表。其中最受关注的，是通过选择发光材料的形状和配向有望大幅提高光提取效率的研究（图5）。由德国奥格斯堡大学和出光兴产等以相关主题进行了发表。该研究主题才刚刚实施5年左右，不过，有望成为一大技术趋势注2）。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial]注2）最先着手该研究的人是原来在九州大学安达千波矢研究室、现在在山形大学理工学研究科任副教授的横山大辅。[/font][font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 在一般的有机EL元件中，发光层的分子方向是随机的，分子发出的光的方向也是随机的。这种情况下，发光层垂直方向发出的光可能会直接到达元件外部，与发光层几乎平行的方向发出的光像弹球一样在各层的界面反复进行全反射，很难到达元件外部。最近数年，通过改进元件构造和折射率将这种光提取到元件外部的研究开发一直在继续。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 另外，如果能控制发光分子的形状和配向，使分子发出的光的朝向最初就与发光层垂直，就有望大幅提高光提取效率。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 具体而言，采用了设计平面形状而非球状的发光分子，并使分子配向一致来形成发光层的方法。出光兴产在蓝色发光材料中尝试了这种方法，确认光提取效率会因分子的形状和配向而大幅改变。另外，奥格斯堡大学宣布，理论上，光提取效率不用改进元件构造和控制折射率就能最大提高46％。 [/font]
开发单面发光的透明面板
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 如果能自由控制光的提取方向，不但能提高发光效率，有机EL照明的应用范围也会进一步扩大。虽然分子水平的控制技术才刚要展开开发，不过已经有厂商用其他方法使有机EL面板发出的光朝向同一个方向，成功开发出了透明面板。比如东芝等（图6）。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 东芝指出，以往的透明有机EL照明面板实现实用化还存在几个课题。比如，阴极和阳极都利用透明电极的普通透明有机EL照明面板如果用于窗户，由于面板两侧都会发光，因此不仅是房间内，房间外也会被照亮。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 另外，发光时看不到面板的对面侧，好不容易实现的透明也失去了一半的价值。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 此次，东芝开发出了“透过型单面发光有机EL面板”，通过只在普通有机EL的阴极形成条纹同时解决了这两个课题。有机EL元件中有阴极的部分只向阳极方向发光。而没有阴极的部分向任何一个方向都发光，因此从面板的阴极侧来看，亮灯时也是透明的。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 阴极的宽度为100μm，以500μm的间距配置。“利用蒸镀技术采用金属掩模制作，并不简单”（东芝）。 [/font]
有望用于更广泛领域[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 东芝计划在不久的将来使该透过型单面发光面板实现实用化，有望用于与普通有机EL面板和透明有机EL面板不同的用途。比如，一边用面板照射物体，一边从面板后面观察该物体的用途等。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 如果在放大镜上安装该面板，可在用一个放大镜均匀照射想观察的物体的同时，进行放大观察。另外，如果安装到橱窗和水槽的透明面板上，灭灯时几乎不会阻挡视线，因此一点也不显眼，夜晚点灯时，看不到光源就可以均匀照射展品。如果不用于照明用途，将发光面朝向窗户外侧，还可以代替窗帘使用。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 东芝已经试制出了“发光海报”以及使眼镜镜片发光的“发光眼镜”。还考虑用于牙齿治疗，或用于水槽和陈列橱等。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 日本山形县产业技术振兴机构也发现了这方面的用途，制作出了近拍用照明面板。不过，该机构的阴极为格子状，而且是以毫米为单位形成间距，因此阴极非常醒目。（全文完，记者：野泽哲生，《日经电子》） [/font]
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[font=Tahoma, Verdana, Arial] 目前，大型有机EL显示屏的制造技术处于前所未有的“群雄割据”状态，标准制造工艺尚未确定，不同厂[/font][font=Tahoma, Verdana, Arial]商、不同画面尺寸的显示屏所利用的制造技术各不相同（图1）。 [/font]
| 图1：没有在各个方面都达到最优的方案 本图为目前有机EL显示屏面临的主要课题及解决方法。很多情况下，对于某个问题非常有用的对策对于其他问题可能会适得其反。 |
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 原因在于，有机EL显示屏的大型化及4K×2K等高精细化在最近一年才突然兴起，局面稍显混乱，而且制造难度高，不能用普通的方法生产。要解决的技术课题有很多，但即使在各项课题中选择认为最佳的技术也很难稳定地生产，因此厂商必须要按照重视程度为要解决的课题排好优先顺序。实际上，不同厂商在有机EL显示屏制造中采用的技术群组合也是不同的（表1）。 [/font]
反复试验[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 例如，在大型有机EL显示屏的产品化方面领先的LG Display公司（LGD）重视的是容易制造、尤其是容易支持进一步的大型化和高精细化的技术群，TFT技术采用InGaZnO TFT，彩色显示方式采用白色发光元件+彩色滤光片（WRGB），有机EL发光元件为容易制造的底部发光型。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 不过，该公司在SID 2013上表示，做出这样的选择是经过了多次试验决定的。比如，2010年以前是利用基于FMM[/font]*[font=Tahoma, Verdana, Arial]的RGB分涂技术开发有机EL显示屏；TFT技术在2010年之前一直采用低温多晶硅（LTPS）TFT，在尝试过几种不同的制造方法后，换成了该公司的研究所从2007年开始研发的InGaZnO TFT。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial]*FMM（Fine Metal Mask，精细金属掩模）：用于RGB图案、有很多微孔的金属板。[/font][font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 彩色显示方式也是如此，最初RGB分涂方式要比WRGB发光效率高，但从2010年前后开始，WRGB的发光效率反超了RGB分涂方式，原因是采用了发光单元为两层的“串联构造”。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 玻璃基板的尺寸在2010年年底由第二代（G2）过渡到了第八代（G8），同时，由铝（Al）布线变成了铜（Cu）布线。但进行PBTS试验[/font]*[font=Tahoma, Verdana, Arial]后发现，以前只有0.7V左右的阈值电压变化量猛增到了1.72V左右。不过，“在2012年底之前又降到了0.49V左右”（LGD）。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial]*PBTS（Positive Bias Temperature Stress）试验：为TFT等加热，然后在加载正电压的条件下，测评阈值电压变化量的试验。[/font][font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] LGD最近又做了几项改进（图2）。例如，将用于TFT间布线的ITO换成了电阻值低的铜布线，估计这是为了降低2012年底时高达520W的55英寸有机EL电视的耗电量。另外，为了提高生产合格率，在InGaZnO TFT层的制造中使用的是G8玻璃基板，一次切出6块背板，而在有机EL层的制造中使用尺寸为G8一半的玻璃基板，一次切出3块。该公司表示，“近期打算把有机EL层也恢复为一次将G8玻璃基板切为6块的制造方法。另外，还计划用G8以上的玻璃基板制造55英寸以上的面板和4K×2K面板”。 [/font]
[color=#00ff][font=Tahoma, Verdana, Arial]图2：为降低耗电量和提高合格率煞费苦心[/font][/color]
[color=#00ff][font=Tahoma, Verdana, Arial]本图为LGD发布的为降低55英寸有机EL显示屏的耗电量（a）和提高合格率（b）所采取的措施。[/font][/color]
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友达光电挑战FMM开发[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 在SID 2013的会场，与率先实现大型有机EL显示屏产品化的LGD一样备受关注的，是友达光电（AUO）。LGD在演讲中强调，制造55英寸有机EL显示屏采用的工艺是“无FMM”。而随后发表演讲的友达光电宣布，利用基于FMM的RGB分涂技术制造了65英寸有机EL显示屏（图3）。一位术顾问感叹道：“友达光电的做法让我震惊，竟然用FMM制造65英寸产品。难道采购到了非常好的FMM？” [/font]
| 图3：友达光电通过FMM挑战大型化和高精细化 本图为友达光电针对65英寸有机EL显示屏的元件构造所采取的措施（a），以及利用FMM制作的有机EL显示屏的开发蓝图（b）。 |
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 友达光电采取的战略是，先制造最大型的65英寸面板，然后再提高精细度。具体计划是，首先生产精细度为34ppi、尺寸为65英寸的全高清有机EL显示屏，然后逐步全高清产品的精细度，当精细度提高至2倍时开始开发65英寸4K×2K有机EL显示屏。预定在2014年制造55英寸的4K×2K（精细度为80ppi）有机EL显示屏，2015年制造40英寸的4K×2K（精细度为110ppi）产品。不过，友达光电没有公布上述产品的上市计划。 [/font]
小型产品方面围绕400ppi展开攻防战[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 4～5英寸的小型有机EL显示屏方面，采用FMM的RGB分涂方式从一开始就是主流。不过在最近，由于这种方式的精细度已高到极限，小型产品也采用WRGB方式的厂商开始增加。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 这两种技术的分歧点好像在400ppi附近。例如，日本显示器公司在2012年的SID上发布的5.2英寸全高清有机EL显示屏利用WRGB方式实现了421ppi的精细度。在SID 2013上，友达光电在演讲中称，4.4英寸全高清有机EL显示屏“利用WRGB实现了真正的413ppi”（图4）。这与三星电子的智能手机“Galaxy S4”的4.99英寸全高清有机EL显示屏相当于441ppi的精细度不分伯仲，三星屏幕的高精细度是通过采用“Diamond Pixel排列”[/font]*[font=Tahoma, Verdana, Arial]实现的。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial]*Diamond Pixel排列：三星显示器公司开发的一种子像素排列方式，与一般被称为“拜耳排列”的子像素排列方式很像。与PenTile排列的区别在于，以45度斜向排列，而且RGB各子像素的形状和大小稍有不同。[/font][font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 生产该面板的三星显示器介绍说，Diamond Pixel排列“是最符合人眼对RGB感度的差异和视网膜构造的子像素排列方式”。不过，从RGB图案的角度来看，红色和蓝色子像素的间距比普通RGB排列要大，就技术角度而言更容易制造一些。 [/font]
| 图4：高精细方面“实质上的分辨率”与“真正的分辨率”展开竞争 （a）为三星电子的“Galaxy S4”采用的精细度相当于441ppi的子像素构造，（b）为友达光电试制的精细度为413ppi的子像素构造。 |
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 选择采用FMM的RGB分涂还是WRGB有时还关系到显示屏的表现力。一位技术人员在SID 2013上比较了Galaxy S4的有机EL显示屏和日本显示器的421ppi有机EL显示屏后表示，“在黑色的深度方面，三星电子的显示屏看起来更胜一筹”。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 关于这一点，友达光电的4.4英寸有机EL显示屏在利用WRGB的同时，还通过改进共振器构造，增强或削弱特定波长的光，从而降低了光损失并提高了色纯度。具体方法是，对RGB各色元件采用不同厚度的ITO，使各色发光元件的共振器长度不一。这样一来，有机EL的层构成虽然是面向白色发光，但射出光的波长会偏向长波长（红光）侧和短波长（蓝光）侧，从而能降低彩色滤光片的光损失，提高色纯度。可以说，这种方法与SEL和夏普在2012年的SID上发布的技术相似。 [/font]
中型4K×2K面板采用哪种方式[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 今后，在10英寸至40英寸的中型4K×2K有机EL显示屏方面，彩色显示方式选择哪种技术将成为各厂商技术上的竞争焦点。WRGB方式基本不存在制造难易度因面板大小而异的情况，而采用FMM的RGB分涂方式是最难兼顾FMM尺寸和所需精细度的领域。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 这个可以说是“空白区”的产品群也许会意外地存在市场需求。比如，德国证券股票调查部高级分析师兼董事总经理中根康夫指出，“如果面向22英寸左右的大型平板电脑开发4K×2K显示屏，应该会非常畅销”。4K×2K对于因处理多任务而想要分割画面使用的用户来说意义重大。（野泽哲生，《日经电子》） [/font]
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围绕“金矿”展开开发竞争[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 有机EL显示屏制造技术的竞争并不仅仅存在于传统的平面超薄产品显示屏领域，围绕可灵活弯曲的柔性有机EL显示屏的实用化，日韩厂商等展开了激烈的开发竞争（表2）。有观点认为，柔性显示屏将成为一个巨大的新市场，对各厂商来说是个大金矿。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 韩国厂商在该领域的行动十分迅速。三星电子为平板电脑“Galaxy Note 3”采用了在2013年1月举办的展会“2013 International CES”上公开的柔性有机EL显示屏“Youm”，估计Note 3最早将在2013年9月于德国举办的展会“IFA 2013”上发布。有报道称，LG电子也将在2013年底推出采用柔性有机EL显示屏的智能手机。 [/font]
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目前以剥离、转印方式为主流[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 不过，虽然是柔性显示屏，但好像还没有厂商采用卷到卷的制造方法。TFT技术大多都采用InGaZnO TFT及其改良版。在玻璃基板上用树脂薄膜制作显示屏后，剥离玻璃基板，然后转印到其他薄膜基板上的方法也基本是通用的（图5）。 [/font]
| 图5：柔性化方面越来越多地采用转印方式 本图为SID 2013上发布的柔性有机EL基板的元件构造示例，以及从玻璃基板剥离的方法。（（c）由ASU拍摄） |
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 各厂商选择的不同技术之间的区别主要在于以下几方面：（1）像素数和精细度、（2）采用哪种树脂基板、（3）实际制造出来的显示屏的缺陷是否明显等。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 像素数和精细度都比较高的是东芝。该公司在10.2英寸的柔性有机EL显示屏上实现了1920×1080像素的全高清显示。东芝表示，“此次将SID 2012上发布的94ppi的精细度提高到了223ppi”。该公司采用聚酰亚胺作为树脂基板。聚酰亚胺一般颜色略微偏黄，不过该公司称“找到了透明的聚酰亚胺”。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 树脂基板的选择以及工艺温度与InGaZnO TFT的品质息息相关。具体来说，在工艺温度较低的话，可以利用PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）和PEN（聚萘二甲酸乙二醇酯）等低成本树脂，但InGaZnO TFT退火温度可能会过低。相反，工艺温度高的话，虽然InGaZnO TFT退火温度足够高，但树脂基板就必须要采用昂贵的聚酰亚胺。东芝的最高工艺温度估计高达约300℃，可见该公司重视的是InGaZnO TFT的品质。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 而美国亚利桑那州立大学（ASU）和松下等采用了PEN基板。松下发现，“工艺温度越低，越容易从玻璃基板剥离”，因此选择了低温工艺。该公司好像还在讨论使用比PEN成本更低的PET。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 不过，在SID 2013会场上利用试制品实际显示了影像的，只有日本半导体能源研究所（SEL）等。SEL的3.4英寸柔性有机EL显示屏的精细度高达326ppi，制造品质非常高，根本看不到缺陷。而其他厂商的试制品有很多仅从照片上就能发现明显缺陷。 [/font]
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大气稳定性是最后的课题[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 柔性有机EL显示屏实用化面临的最后一个课题是如何确保大气稳定性。如果是平面超薄、轻微弯曲的显示屏，面板正反面都可以利用玻璃，导致显示屏劣化的水蒸气和氧气基本都能隔离。但要想实现轻量、可灵活弯曲的产品，就很难利用玻璃，只能用树脂封装，这就带来了问题。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 普通树脂薄膜中，水蒸气和氧气隔离性较高的产品的水蒸气透过性为平均每天10[/font]－4[font=Tahoma, Verdana, Arial]g/m[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]左右。而要想实现与玻璃相当的隔离性，水蒸气透过性必须在平均每天10[/font]－6[font=Tahoma, Verdana, Arial]g/m[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]以下。虽然也有几款具备这样高的隔离性的树脂薄膜，但属于特种材料，价格非常昂贵。 [/font]
利用新EIL解决劣化问题[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] NHK和日本触媒在SID 2013上发布了解决这一问题的其他方法（图6），那就是把造成有机EL元件劣化的主要原因——电子注入层（EIL）的材料改为难以被氧化的材料。改变材料后，还出于制造工艺整合性的考虑改进了元件构造，采用相对于光提取方向使阳极和阴极顺序颠倒的“倒置有机EL”（iOLED）构造。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 在比较了这种显示屏与单面用水蒸气透过性为10[/font]－4[font=Tahoma, Verdana, Arial]g/m[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]的树脂薄膜封装的、采用普通构造的有机EL屏的大气稳定性后发现，经过100天后，采用普通构造的屏幕严重劣化，而采用新构造的屏幕没有出现劣化。由此，无需使用隔离性非常高的昂贵的树脂薄膜，只需改变元件内部的材料就能够确保大气稳定性。 [/font]
[color=#00ff][font=Tahoma, Verdana, Arial]图6：通过改进元件构造实现较高的大气稳定性[/font][/color]
[color=#00ff][font=Tahoma, Verdana, Arial]NHK和日本触媒开发的大气稳定性较高的、采用新构造的有机EL元件的概要（a～b）。东工大和旭硝子也发布了类似的技术及采用新技术的EIL材料（c）。[/font][/color]
与InGaZnO匹配性良好[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 此次，NHK等没有公布EIL材料的详情。东京工业大学和旭硝子也在2013年春季的“第60届应用物理学会春季学会演讲会”和本届SID 2013上发布了构造基本相同的柔性有机EL屏，利用的EIL材料为“C12A7电子化合物”（图6（c））。这种物质也就是东京工业大学细野秀雄教授的研发小组在2002年开发的“导电的透明胶结物”[/font]注1[font=Tahoma, Verdana, Arial]）。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial]注1） C12A7电子化合物开发之初还打算用于FED（场发光）型显示屏的电子枪材料等。但由于FED本身的开发日渐衰退，因此最终未能问世。[/font][font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 旭硝子和NHK均表示，“iOLED构造有机EL元件与n型TFT的整合性很高”。这是因为，在电子能级方面，InGaZnO TFT与有机EL元件的电极整合性高，电流容易流过。另外，据NHK介绍，iOLED在像素驱动电路中的连接位置与原来不同，能增加流经有机EL元件的电流的稳定性，这也是一个优点。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] InGaZnO TFT为n型TFT。如果C12A7电子化合物真的被用作EIL材料，那么细野教授将在TFT技术和EIL材料这两方面为有机EL的实现做出巨大贡献。 [/font]
有望取代磷光材料的新材料备受关注[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 在SID 2013上，还有一位日本研究人员受到了极大关注。那就是九州大学教授、主管最尖端有机光电子研究中心（OPERA）的安达千波矢（图7）。2012年，OPERA从名为热活性型延迟荧光（TADF）的材料群中，发现了发光效率与磷光材料相当的材料。 [/font]
| 图7：日本开发的“第三代发光材料”备受关注 本图为九州大学的OPERA开发的有机EL元件的新型发光材料“TADF”的优点及采用TADF制作的显示屏试制品。 |
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 在SID 2013上就有机EL的新一代材料发表演讲的麻省理工学院（MIT）电气工程系教授Marc Baldo称，“安达教授开发的TADF有望成为取代磷光材料的新的发光材料群”。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 安达教授也在SID 2013上就TADF发表了演讲。包括Baldo的演讲在内，与会者提出的主要问题是，“TADF能否用蓝色材料实现发光寿命长的产品”，安达教授对此回答说“Promising（非常有希望）”。（记者：野泽哲生，《日经电子》） [/font]
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[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]有机EL照明中已经出现发光效率和发光寿命与LED照明器具不相上下的面板。目前，研究开发正朝着进一步提高发光效率，以及发挥柔性化和透明化等有机EL独特的特点这两个方向推进。
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 松下环境方案公司核心技术开发中心技术总监菰田卓哉在SID 2013的演讲中宣告：“有机EL照明进入了新时代”。之所以这样说，是因为该公司开发的白色有机EL照明面板在亮度为1000cd/m[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]时实现了最大高达114lm/W的发光效率，8cm见方的较大面板在亮度为3000cd/m[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]时的发光效率最大高达88lm/W，超过了普通LED照明器具的80lm/W（图1）注1）。 [/font]
| 图1：发光效率与LED照明器具不相上下 具备高发光效率的有机EL照明面板示例。松下和LG化学的面板演色指数（CRI）高达80左右。而SEL和夏普的面板只有40。 |
[font=Tahoma, Verdana, Arial]注1）很多白色LED产品的发光效率都高达140～170lm/W，美国科锐公司更是实现了非常高的数值，实际产品为208lm/W，在实验室水平为276lm/W。但LED照明器具因控制电路的耗电量和灯罩等扩散板会造成损失，因此发光效率的值较低。不过，部分LED照明器具也有发光效率超过120lm/W的产品。有机EL照明因为面板本身就是照明器具，所以器具造成的光损失较小。[/font][font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 而3年前的2010年前后，尺寸为数cm见方的面板能实现比白炽灯泡稍高的30lm/W就非常不易了。如此低的发光效率，无论有机EL多么有特色，用途都非常有限。只有在确保了作为照明的基本性能之后，才能发挥其本来的特点。 [/font]
日本家电厂商纷纷涉足[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 最近一年左右，发光效率迅速提高，最近除松下外，其他厂商也接连发布了具备高发光效率的有机EL照明面板和柔性基板。例如，NEC照明和山形大学2013年3月宣布，2mm见方的白色有机EL元件在亮度为1000cd/m[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]时实现了156lm/W的高发光效率。发光部尺寸为88mm见方的面板，虽然发光效率只有75lm/W，但技术潜力高。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 除此之外，东芝2012年开发出了发光效率为91lm/W的面板。日立制作所开发出了利用自主涂布工艺，通过一次涂布和干燥层积红色（R）、绿色（B）、蓝色（B）三种颜色的技术。利用该技术制作的有机EL照明面板的发光效率为70lm/W。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 日本半导体能源研究所（SEL）和夏普等也发布了高发光效率的有机EL照明面板和柔性基板，日本的大型家电厂商基本都涉足了该领域。另外，韩国LG化学和南京第壹有机光电（First O-Lite）也开发了高水平的有机EL照明面板，可见国内外的技术水平都得到了显著提高。 [/font]
发光寿命也与LED照明器具不相上下[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 得到提高的不仅仅是发光效率。发光寿命也大幅延长（表1）。松下和LG化学开发的产品，表示亮度降至初期70％的指标——“LT70”长达4万～5万小时（约5年左右）。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 这一发光寿命与LED照明器具不相上下。2012年，相同面板的LT70只有1万小时左右，而用1年的时间就延长了约4倍。可以说有机EL照明在发光效率和发光寿命两方面都接近了LED照明器具。用玻璃封装的面板基本解决了有机EL照明长期以来发光寿命短的课题。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 据美国IHS公司（原Displaybank）调查，预计全球有机EL照明市场2014年将达到10亿美元的规模。之后仍会顺利扩大，2020年预计将突破50亿美元的大关。到2020年，有机EL照明的主要用途为医院占3成以上，其次是店铺的设计照明，然后是住宅等。 [/font]
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可弯曲有机EL照明即将上市[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 随着发光性能的提高，与有机EL显示器一样，有机EL照明面板也实现了弯曲（图2）。LG化学最早将于2013年7月上市采用玻璃基板但可弯曲的有机EL照明面板。尺寸为200mm×50mm等，发光效率最大为45lm/W。 [/font]
| 图2：柔性有机EL照明也即将实用化 柔性有机EL照明面板示例。LG化学宣布2013年7月上市（a）面板。（c）面板的尺寸较大，为360mm×300mm。（（a）由LG化学拍摄） |
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 柯尼卡美能达与设计公司Takram也于2013年3月开发出了在树脂基板上制作的、“像纸一样轻柔”（柯尼卡美能达）的有机EL照明面板。双方未公布发光性能和实用化时间等。该面板的特点是，由于非常轻，因此能像鸟儿的翅膀一样扇动。“这仅仅是开始。今后会不断进化”（KONICA MINOLTA ADVANCED LAYERS OLED事业推进中心中心长辻村隆俊）。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] SID 2013上令技术人员震惊的是，SEL的子公司Advanced Film Device Inc（AFD Inc.）与SEL发布的360mm×300mm（发光部为298mm×227mm）柔性有机EL照明面板。该产品首先在玻璃基板上制作有机EL照明面板，然后，从照明面板上剥离玻璃基板即可实现弯曲。 [/font]
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2015年实现135lm/W的发光效率[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 在SID 2013上，很多厂商发布了研发结果和试制品，而LG化学发布了即将上市的有机EL照明面板的详情，该面板在亮度为3000cd/m2时的发光效率为80lm/W（图3）。 [/font]
| 图3：高亮度时也能实现高发光效率 LG化学在“SID 2013”上发布的80lm/W面板的特点。通过在ITO上制作金属总线布线，即使面板尺寸扩大至100mm见方，驱动电压也与小尺寸单元基本一致（a）。亮度提高到1万cd/m2以上时，发光效率也高达约70lm/W（b），光谱基本没有变化（c） |
[font=Tahoma, Verdana, Arial] LG化学2012年全球率先量产供货了发光效率为60lm/W的有机EL照明面板。发光效率为80lm/W的面板计划2013年下半年供货。另外，该公司还宣布，2014年将开发发光效率为100lm/W的面板，2015年开发135lm/W的面板。如果这些产品能实现，那么目前LG化学的产品将成为有机EL照明的标准和性能基准，跟不上步伐的厂商也可能在早期就被淘汰。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] LG化学的有机EL照明面板的特点是，即使加载大电流以高亮度发光，发光性能也很稳定。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 比如，电流密度为5mA/cm[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]，以1万cd/m[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]以上的高亮度发光时，发光效率也高达70lm/W。亮度均匀性在电流密度为5mA/cm[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]以下时仍为97％。而且，即使亮度大幅改变，光谱形状也基本不会变化。这意味着色彩不会变化。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 作为实现以上特点的理由之一，LG化学提到了采用3层发光单元的元件构造。单元层数越多，越有望实现低电流值、低耗电量和长寿命化。但发光单元多层化之后，发光色容易出现角度依赖性。不过，LG化学称此次的开发品基本不存在这种角度依赖性。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 另外，LG化学还提到了在透明电极ITO上形成的金属总线布线。通过设置总线布线，“即使发光元件的尺寸从2mm见方扩大至87mm见方，驱动电压也只是从5.90V增加到6.05V”（LG化学）。[/font]
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推进新一代有机EL照明的开发[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]的确，有机EL照明的发光效率和寿命等基本性能已经接近现有LED照明器具。但对于后起之秀的有机EL照明而言，仅靠这些还不能克敌制胜。[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 要想实现跃进，并不能止步不前，需要在进一步提高发光效率和延长寿命的基础上，开发充分发挥有机EL照明特有特点的产品。SID 2013上就有很多这种旨在实现进一步飞跃的研究发表。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 比如，SEL与夏普，以及上述AFD Inc.与SEL的有机EL照明相关研究发表就备受参与者关注。原因之一是，SEL等实现了非常高的发光效率，面积为8100mm[/font]2[font=Tahoma, Verdana, Arial]的面板，发光效率达到了105lm/W，尺寸为56mm×42mm的柔性基板，发光效率达到了130.6lm/W。而且发光寿命均长达几十万小时。 [/font]
牺牲显色指数[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 不过，聆听演讲的技术人员中也有人感到很失望，认为“发光色基本是黄色，演色指数（CRI）也很低。与其他白色发光的有机EL照明根本没法比”。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] CRI的高低是决定有机EL照明能否产品化的重要指标，这也是与有机EL显示器的要求条件最大的不同之一。显示器的话，只需注意RGB三色的色坐标即可，而在照明用途，RGB各色的光谱形状左右着CRI的值。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 关于高发光效率，也有人批判称，“要是CRI那么低都行，我们也能实现”（某技术人员）。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 之所以这样说是因为，如果是接近单色的发光，因光提取元件的设计较为简单等，提高发光效率并不难。2009年，日本金泽工业大学工学部电子信息通信工学科教授三上明义的研发小组曾试制过以绿色单色发光实现210lm/W高发光效率的有机EL元件。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 但也有技术人员对SEL等的发表给予了好评。其中颇受好评的一点是，在并非玻璃基板的大面积柔性基板上实现了非常高的发光效率。以往的单色发光高效率有机EL元件大多都只有几mm见方。在名为“开发人员见面会”的试制品演示现场，由于用手触摸该基板几乎感觉不到热，令很多技术人员发出了惊叹声。 [/font]
开发发光材料的制作方法
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 此次，SEL等的演讲中最重要的并非试制面板和基板作为照明产品的完成度，而是开发出了具备高发光效率的新发光材料及其制作方法。比如，通过利用“激基复合物（Exciplex）”机制，首次确认能获得超过现有材料的高发光效率（图4）。 [/font]
| 图4：在中长波长的发光方面开发出高效率材料群 本图为SEL、夏普、AFD Inc.发布的新高效率发光元件的构成。即使是HOMO较深的主体材料，如果混合适当的空穴运输材料使用，在主体材料和空穴运输材料间也会发生电子迁移的“激基复合物”现象，从而降低驱动电压。发光波长偏向长波长侧。 |
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 激基复合物是指，根据不同分子间的电子迁移的发光机理或材料。以往的发光材料为了实现带隙所需的值，需要在1个分子中进行设计然后合成。而激基复合物可根据分子的组合设计带隙、即发光波长，所以引起了关注。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 此次的开发通过将此前空穴运输层使用的材料混入发光层，在空穴运输层和发光层的主体材料间形成了激基复合物。因此，空穴运输层作为一种催化剂发挥作用，驱动元件的电压降低，发光效率大幅提高。SEL称“当初是偶然发现的”。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] SEL等还宣布，利用该方法制作的红色发光材料和黄绿色发光材料实现了非常高的发光效率。黄绿色发光材料相对于电流的130cd/A的发光效率与美国环宇显示技术（UDC）提供的绿色发光中发光效率最高的磷光材料相匹敌。 [/font]
无法实现蓝色发光
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 但该方法也有课题。那就是难以用于蓝色发光材料。通过此次的方法获得的发光波长，要比空穴运输材料和发光层主体材料的固有发光波长大幅偏向长波长侧。这意味着，要想用此次的激基复合物实现蓝色发光材料，原来的空穴运输材料和主体材料必须是能在波长比所期望的蓝色短的蓝色或紫外范围高效发光的材料。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] SEL表示，“目前基本没有能高效发光的蓝色发光材料，因此激基复合物在蓝色发光材料中的应用尚无眉目”。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 此次，SEL等的面板和基板的发光色为黄色，而且CRI值较低也是因为未能获得高效发光的蓝色发光材料。蓝色发光材料在照明用途可能也只能寄希望于TADF（热活性延迟萤光）材料。 [/font]
开始挑战控制发光方向[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 除此之外，SID 2013上还有很多关于新一代有机EL照明用发光材料的发表。其中最受关注的，是通过选择发光材料的形状和配向有望大幅提高光提取效率的研究（图5）。由德国奥格斯堡大学和出光兴产等以相关主题进行了发表。该研究主题才刚刚实施5年左右，不过，有望成为一大技术趋势注2）。 [/font]
| 图5：发光分子的朝向控制受到关注 本图为在提高光提取效率方面备受关注的、控制发光材料的分子形状和朝向的方法。平坦的分子在薄膜中容易使朝向一致，因此发出的光的方向也一致。 |
[font=Tahoma, Verdana, Arial]注2）最先着手该研究的人是原来在九州大学安达千波矢研究室、现在在山形大学理工学研究科任副教授的横山大辅。[/font][font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 在一般的有机EL元件中，发光层的分子方向是随机的，分子发出的光的方向也是随机的。这种情况下，发光层垂直方向发出的光可能会直接到达元件外部，与发光层几乎平行的方向发出的光像弹球一样在各层的界面反复进行全反射，很难到达元件外部。最近数年，通过改进元件构造和折射率将这种光提取到元件外部的研究开发一直在继续。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 另外，如果能控制发光分子的形状和配向，使分子发出的光的朝向最初就与发光层垂直，就有望大幅提高光提取效率。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 具体而言，采用了设计平面形状而非球状的发光分子，并使分子配向一致来形成发光层的方法。出光兴产在蓝色发光材料中尝试了这种方法，确认光提取效率会因分子的形状和配向而大幅改变。另外，奥格斯堡大学宣布，理论上，光提取效率不用改进元件构造和控制折射率就能最大提高46％。 [/font]
开发单面发光的透明面板
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 如果能自由控制光的提取方向，不但能提高发光效率，有机EL照明的应用范围也会进一步扩大。虽然分子水平的控制技术才刚要展开开发，不过已经有厂商用其他方法使有机EL面板发出的光朝向同一个方向，成功开发出了透明面板。比如东芝等（图6）。 [/font]
| 图6：透明时也能控制光的方向 本图为东芝和山形县产业技术振兴机构各自开发的、在灭灯时为透明状，而发光时仅单面发光的有机EL面板的概要。发光时从阴极看面板也是透明的，可以看到面板对面被照亮的样子。（（e～f）由东芝拍摄） |
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 东芝指出，以往的透明有机EL照明面板实现实用化还存在几个课题。比如，阴极和阳极都利用透明电极的普通透明有机EL照明面板如果用于窗户，由于面板两侧都会发光，因此不仅是房间内，房间外也会被照亮。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 另外，发光时看不到面板的对面侧，好不容易实现的透明也失去了一半的价值。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 此次，东芝开发出了“透过型单面发光有机EL面板”，通过只在普通有机EL的阴极形成条纹同时解决了这两个课题。有机EL元件中有阴极的部分只向阳极方向发光。而没有阴极的部分向任何一个方向都发光，因此从面板的阴极侧来看，亮灯时也是透明的。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 阴极的宽度为100μm，以500μm的间距配置。“利用蒸镀技术采用金属掩模制作，并不简单”（东芝）。 [/font]
有望用于更广泛领域[font=Tahoma, Verdana, Arial] [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 东芝计划在不久的将来使该透过型单面发光面板实现实用化，有望用于与普通有机EL面板和透明有机EL面板不同的用途。比如，一边用面板照射物体，一边从面板后面观察该物体的用途等。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 如果在放大镜上安装该面板，可在用一个放大镜均匀照射想观察的物体的同时，进行放大观察。另外，如果安装到橱窗和水槽的透明面板上，灭灯时几乎不会阻挡视线，因此一点也不显眼，夜晚点灯时，看不到光源就可以均匀照射展品。如果不用于照明用途，将发光面朝向窗户外侧，还可以代替窗帘使用。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 东芝已经试制出了“发光海报”以及使眼镜镜片发光的“发光眼镜”。还考虑用于牙齿治疗，或用于水槽和陈列橱等。 [/font]
[font=Tahoma, Verdana, Arial] 日本山形县产业技术振兴机构也发现了这方面的用途，制作出了近拍用照明面板。不过，该机构的阴极为格子状，而且是以毫米为单位形成间距，因此阴极非常醒目。（全文完，记者：野泽哲生，《日经电子》） [/font]
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