日企Konica量產(chǎn)OLED照明面板 月產(chǎn)100萬(wàn)片

　　柯尼卡美能達(dá)(Konica Minolta)開發(fā)的OLED照明具有革新性特點(diǎn)。那就是比包括LED照明在內(nèi)的其他照明器具都要薄很多：OLED照明面板(白色)僅厚0.35mm，跟紙一樣薄。由非常薄的有機(jī)物層疊而成，各層的厚度僅數(shù)百nm，不到頭發(fā)絲的千分之一。

　　柯尼卡美能達(dá)的OLED照明面板采用樹脂基板，因此厚度僅有原來(lái)采用玻璃基板制品的約五分之一。重量也非常輕，一片150mm×60mm的面板僅重約5g。由于使用柔軟的樹脂基板，還可以彎曲。

　　利用這種特點(diǎn)，可以開拓傳統(tǒng)照明難以實(shí)現(xiàn)的新用途，諸如車用品可貼在汽車車頂部分等。

　　但柯尼卡美能達(dá)采用樹脂基板的OLED照明的量產(chǎn)之路并非坦途。

　　柯尼卡美能達(dá)的OLED開發(fā)始于1990年代中期。最初瞄準(zhǔn)的是顯示器和照明兩種用途。但在顯示器用途上，除日本企業(yè)外，三星電子等韓國(guó)企業(yè)也在加快開發(fā)。因此，柯尼卡美能達(dá)的研究所2000年代初制定了專注于開發(fā)OLED照明的方針。

　　運(yùn)用了膠片的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)

　　因?yàn)镺LED照明利用輕、薄，加上與LED不同的整面發(fā)光的特點(diǎn)，有望實(shí)現(xiàn)高增長(zhǎng)。并且，還可以充分利用柯尼卡美能達(dá)在膠片生產(chǎn)上積累的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

　　那就是“卷對(duì)卷”技術(shù)：在像食品保鮮膜那樣卷成卷狀的薄樹脂基板上，薄薄地涂上材料等，形成發(fā)光的有機(jī)層、保護(hù)膜及電路等。由于可簡(jiǎn)化制造工藝，因此可以低成本制造OLED照明面板。

　　因此，柯尼卡美能達(dá)運(yùn)用在膠片上積累的感光材料等技術(shù)，加快開發(fā)藍(lán)色磷光材料。2006年，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)時(shí)全球最高的發(fā)光效率——64lm/W。這引起了跨國(guó)照明廠商美國(guó)通用電氣的關(guān)注。2007年，兩公司決定合作，共同開發(fā)OLED照明面板。

　　然而，各種難題不斷涌現(xiàn)，生產(chǎn)工藝的成品率無(wú)法提高。并且，提高發(fā)光效率及延長(zhǎng)面板壽命的技術(shù)開發(fā)也需要時(shí)間。在這種情況下，柯尼卡美能達(dá)于2010年決定取消與GE的合作。

　　采用樹脂基板的OLED照明面板量產(chǎn)技術(shù)有3大障礙。

　　首先是提高發(fā)光效率。OLED的發(fā)光原理很簡(jiǎn)單。就是向有機(jī)物加載電壓，從兩個(gè)電極注入帶正電荷的“空穴”和帶負(fù)電荷的“電子”。兩者在發(fā)光層合體時(shí)，發(fā)光層的有機(jī)物會(huì)達(dá)到高能量狀態(tài)(激發(fā)狀態(tài))。當(dāng)從這種狀態(tài)恢復(fù)到原來(lái)的低能量狀態(tài)(基態(tài))時(shí)，有機(jī)層(發(fā)光層)就將能量作為光釋放出來(lái)。

　　OLED照明的發(fā)光原理

　　要提高發(fā)光效率，需要將該有機(jī)層發(fā)的光導(dǎo)出時(shí)的效率提高，而2010年時(shí)只能導(dǎo)出約20%的光。針對(duì)該問(wèn)題，柯尼卡美能達(dá)開發(fā)出了可使光發(fā)生散射從而容易導(dǎo)出的“內(nèi)部光導(dǎo)出層”。增加導(dǎo)光層后，可以導(dǎo)出40%的光。從而實(shí)現(xiàn)了139lm/W的全球最高效率的OLED照明。據(jù)稱，此為高于普通LED照明器具發(fā)光效率的水平。

　　另一個(gè)是延長(zhǎng)壽命。要使OLED照明發(fā)光，除發(fā)光材料(客體材料)外，還需要將電子和空穴輸送到發(fā)光材料上的主體材料。主體材料含有微量的發(fā)光材料，與客體材料互相影響。

　　柯尼卡美能達(dá)通過(guò)不斷模擬改進(jìn)主體材料的設(shè)計(jì)，將藍(lán)色發(fā)光材料的壽命延長(zhǎng)到了原來(lái)的5倍。OLED照明面板的壽命從2010年的2萬(wàn)小時(shí)延長(zhǎng)到了2012年的10萬(wàn)小時(shí)。

　　月產(chǎn)100萬(wàn)片

　　最后的難關(guān)是阻隔膜開發(fā)。OLED的發(fā)光層不耐水和氧氣，因此需要高性能阻隔膜。而且，為使光透過(guò)，還要求透明，技術(shù)開發(fā)難度高，性能要達(dá)到食品包裝用阻隔膜的10萬(wàn)倍。

　　柯尼卡美能達(dá)的開發(fā)團(tuán)隊(duì)給出的解答是，不用單層無(wú)機(jī)膜而用無(wú)機(jī)層與聚合物層疊的阻隔膜。如果只是加厚單層無(wú)機(jī)層，則在出現(xiàn)缺陷時(shí)，會(huì)有開孔容易透過(guò)水蒸氣。而將無(wú)機(jī)層和有機(jī)層像三明治那樣重疊多層，即使某個(gè)部分出現(xiàn)缺陷，其它層仍可阻隔。

　　柯尼卡美能達(dá)的府川表示“通過(guò)采用層疊結(jié)構(gòu)，阻隔膜的性能有飛躍性提高”。

　　跨越了三道障礙后，量產(chǎn)化道路終于開拓了出來(lái)。位于日本山梨縣的柯尼卡美能達(dá)工廠已從2014年秋季開始面向客戶企業(yè)量產(chǎn)采用樹脂基板的OLED照明面板。

　　該工廠投資100億日元，月產(chǎn)能為100萬(wàn)片。雖然今后能否開拓出新市場(chǎng)雖仍是未知數(shù)，但該公司準(zhǔn)備向辦公室、汽車及飛機(jī)的照明器具用途銷售面板。