日企Konica量產(chǎn)OLED照明面板 月產(chǎn)100萬片

　　柯尼卡美能達(dá)(Konica Minolta)開發(fā)的OLED照明具有革新性特點。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，可以開拓傳統(tǒng)照明難以實現(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。

　　運用了膠片的技術(shù)經(jīng)驗

　　因為OLED照明利用輕、薄，加上與LED不同的整面發(fā)光的特點，有望實現(xiàn)高增長。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。

　　那就是“卷對卷”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)光的有機層、保護(hù)膜及電路等。由于可簡化制造工藝，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，實現(xiàn)了當(dāng)時全球最高的發(fā)光效率——64lm/W。這引起了跨國照明廠商美國通用電氣的關(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)工藝的成品率無法提高。并且，提高發(fā)光效率及延長面板壽命的技術(shù)開發(fā)也需要時間。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)光原理很簡單。就是向有機物加載電壓，從兩個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，發(fā)光層的有機物會達(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)到原來的低能量狀態(tài)(基態(tài))時，有機層(發(fā)光層)就將能量作為光釋放出來。

　　OLED照明的發(fā)光原理

　　要提高發(fā)光效率，需要將該有機層發(fā)的光導(dǎo)出時的效率提高，而2010年時只能導(dǎo)出約20%的光。針對該問題，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。

　　另一個是延長壽命。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)通過不斷模擬改進(jìn)主體材料的設(shè)計，將藍(lán)色發(fā)光材料的壽命延長到了原來的5倍。OLED照明面板的壽命從2010年的2萬小時延長到了2012年的10萬小時。

　　月產(chǎn)100萬片

　　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，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10萬倍。

　　柯尼卡美能達(dá)的開發(fā)團(tuán)隊給出的解答是，不用單層無機膜而用無機層與聚合物層疊的阻隔膜。如果只是加厚單層無機層，則在出現(xiàn)缺陷時，會有開孔容易透過水蒸氣。而將無機層和有機層像三明治那樣重疊多層，即使某個部分出現(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。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100萬片。雖然今后能否開拓出新市場雖仍是未知數(shù)，但該公司準(zhǔn)備向辦公室、汽車及飛機的照明器具用途銷售面板。