OLED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。
    Oled照明与OLED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OLED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Oled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Oled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Oled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（图5）。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5　日本厂商在开发方面领先图为Cintelliq公司就以实现Oled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Oled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。 
    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Oled照明的研发。当时，虽然OLED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Oled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的发光效率。 
    可以说，Oled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Oled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Oled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。 
    在发光效率方面迅速追赶白色led 
    Oled照明虽然具有一些独特的特点，但考虑到实际影后，还是避免不了在发光效率、使用寿命、成本等基本性能上与白色led及现有照明技术一决高低。近来Oled照明的性能得到了大幅提高。 
    首先是发光效率。目前，Oled照明在研发水平上比白色led约落后约2年（图6）。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6　效率方面与白色led仅有“约2年的差距” 图为Oled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Oled照明的发光效率几乎没有差距。其后的4～5年，在Oled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，Oled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Oled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”。 
    此前Oled照明的进展比白色led落后了约5年的时间。在Oled照明的研发过程中，发光效率几乎未能提高的时期持续了大约5年。其深层原因是，发光层采用了理论上内部量子效率只有不到25％的荧光材料，而且，荧光材料已经接近开发的极限。而内部量子效率高达100％的磷光材料，由于结构不稳定且使用寿命较短，再加上蓝色发光材料中没有特性较好的材料，因而很难用于白色照明用途 注7）。 
    注7） 白色光通常可由红色、绿色或黄色、蓝色这3色光混合产生。当缺少某一种颜色时，往往会产生其他的颜色。 
    这种停滞状况之所以发生了改变，是因为发现了特性较好的磷光材料。特别是柯尼卡美能达于2006年6月宣布，在红（R）、绿（G）蓝（B）色发光层上全部采用磷光材料，并实现了64lm/W的发光效率和1万小时的亮度半衰期，这一消息震惊了业内人士 注8）、2）。 
    注8） 蓝色磷光材料是柯尼卡美能达自主开发出来的。“是通过对多达5000种化合物的特性进行理论计算，确定了开发方向后制造出来的”（该公司）。而红色及绿色的磷材料则采用了UDC开发的产品。在第二年2007年5月的SID 2007研讨会上，柯尼卡美能达发布了此项开发成果。在此之前，不相信这一结果的研究人员相当多。 
    即便在目前，在蓝色发光层上采用磷光材料的厂商也不多，只有柯尼卡美能达及UDC。不过，在红色及绿色磷光材料方面，各厂商正不断开发出特性较好的材料，“如果在其中加入蓝色，那么发光效率将与白色led不相上下”（松下电工的菰田）。 
    使用寿命的问题基本解决
    以往的Oled照明，使用寿命短是比发光效率更严重的问题。目前，使用寿命已大幅延长，“如果亮度保持在1000cd/m2就行的话，Oled照明的使用寿命已不是大问题”（松下电工的菰田）。 
                                           

    图7　着眼于“100年的使用寿命” 图为Oled照明自初始亮度1000cd/m2开始的使用寿命（亮度半衰期）变化走势。2006年中期超过1万小时、2008年超过10万小时的开发品报告相继发布。如果仅限于特定颜色的话，相当于连续使用100年的、具有超过100万小时使用寿命的元件已成为现实。图表中荧光灯及白炽灯的使用寿命，不是通常的“亮度降至初始的70％的时间”，而是指亮度半衰期。
    使用寿命之所以能够延长，是因为材料以及不易老化的元件结构的开发在近2年取得了迅猛的进步（图7）。 
    2007年3月发布的大日本印刷与日本有机电子研究所的联合研究成果，将2006年1万小时左右的使用寿命（初始亮度1000cd/m2下的亮度半衰期）增加到了10万小时（同上），一下子提高了10倍 注9）。另外，2008年5月，UDC在SID研讨会上发布了20万小时（同上）的实验结果 3）。有的报告甚至表示，如果仅限于红色荧光材料的话，已实现了相当于连续使用100年的“100万小时以上”的使用寿命（Novaled，初始亮度为1000cd/m2下的亮度半衰期） 注10）。 
    注9） 由于“在元件中的空穴输送层及电子输送层上采用了相同的材料”（日本有机电子研究所所长、山形大学的城户），使得材料老化很难发生。 
    注10） 上述使用寿命定义为亮度半衰期，与此不同，普通照明器具的使用寿命定义为“亮度降低到初始亮度的70%时”。对此，欧洲大型照明厂商认为“应尽快使Oled照明与其他照明方式统一标准”。 
    不过，Oled照明的光源使用寿命与其亮度大体成反比例。当需要比1000cd/m2高得多的亮度时，则必需采取其他对策。