2012年12月06日09:20 來源：人民網-財經頻道
相關新聞：
對元件的背面電極也大膽加以改造
另一方面，金澤工業大學教授三上指出，要想進一步提高光提取效率，光憑元件表面設置的光提取層是不夠的（圖7）。因為根據三上的模擬實驗，元件內部產生的光子中，有約50％因表面等離子體共振而喪失。這種現象是在元件發光面的反面電極（陰極）表面發生的。
圖7：通過控制表面等離子體將發光效率提高到2倍以上
據金澤工業大學教授三上介紹，沒有對光提取做改進的有機EL元件內部產生的光有約50％以表面等離子體損失消失。三上等人發現了對金屬電極採用薄電極和反射層等多級構造，可大幅降低表面等離子體損失，從而提高發光效率的方法。（圖由《日經電子》根據三上的資料制作）
三上認為，積極設法抑制這種（表面等離子體）損失，有助於進一步提高光提取效率，因此大膽改變了陰極的構造。這就是“多陰極構造”。試制的既具備這種構造又具備元件表面光提取層的綠色發光有機EL元件，其表面等離子體損失由約50％大幅降至約10％，發光效率由85lm/W提高到了2倍以上的185lm/W。光提取效率約為47％，作為薄型元件是很高的值。
各廠商也開始針對元件陰極採取措施。例如，東芝公司在SID 2012上發布的發光效率為91lm/W的元件，沒有在元件正面一側設置特別的光提取層。而是將陰極材料由原來的鋁換成了其他高反射率材料。東芝稱“並不能說明效率的提高全靠反射率，表面等離子體損失的降低等或許也發揮了作用”。
藍色材料的效率提高前景也光明
提高有機EL照明發光效率的第三個重點是藍色發光材料的大幅改善。此前，藍色發光材料與紅色和綠色發光材料相比，在發光效率和發光壽命上的開發很遲緩。比如，尚沒有具備足夠“深度”和發光壽命的磷光發光藍色材料。
光是深藍色的話可以利用螢光材料，但螢光材料原理上的內部量子效率還不到25％。而磷光材料最大高達100％。藍色發光隻能使用螢光材料是進一步提高有機EL照明發光效率的巨大障礙。
最近，能打破這種界限的研究開發取得了進展。雖然尚未發現深藍色磷光發光材料。但“推進了第3代發光材料的開發”（九州大學最尖端有機光電子研究中心教授安達千波矢的研發小組）（圖8）。第1代為螢光材料，第2代為磷光材料，而新材料為第3代。
圖8：超過藍色螢光材料的“極限”
圖中所示為超越此前激子利用效率為25％的螢光材料極限的兩種技術。TTA/TTF通過使3重態狀態（T1）的2個激子碰撞交換能量，變成1重態狀態（S1）激子有可能發光（a）。而TADF以熱使T1的激子移向S1有可能發光。（圖（a）由《日經電子》根據出光興產的資料制作，（b）由《日經電子》根據安達研究室的資料制作。（b）攝影：安達研究室）
不過，新材料實際上是螢光發光材料。與以往的不同在於，具備將此前以熱等形式散失的能量用於螢光發光的機制。該機制主要有兩種。
一種是九州大學安達的研發小組發現的“熱活性型延遲螢光（TADF）”（圖8）。從原理上來說，材料的內部發光效率可實現100％。截至目前已經確認實現了62％。最近還開發出了名為“pure blue”（安達研究室）的深藍色TADF材料。
另一種是出光興產公司和住友化學公司等正在開發的在螢光材料中發生稱為“3重態-3重態消滅”（TTA）或“3重態-3重態融合”（TTF）現象的機制（圖8））。出光興產稱為TTF，住友化學稱為TTA。同一種現象有兩種名稱是因為，以前在磷光發光材料中增加電流密度時，TTA是導致發光效率降低的因素。而在螢光材料中則是提高發光效率的因素，因此出光興產認為“融合（fusion）比消滅（annihilation）更恰當”，所以命名為TTF。不過，理論上材料的內部發光效率最大隻有40％，與內部發光效率為100％的TADF有很大差距。出光興產已經開發出效率接近理論極限的TTF材料，但該公司電子材料部電子材料開發中心主任研究員熊均表示：“不會被理論束縛，還在為進一步提高效率而繼續開發。”
元件構造自主性的競爭
在有機EL照明技術上，除了改善光提取效率和發光材料外，也有一連串旨在提高發光效率和顯色指數等的技術開發。比如，在元件構造和制造方法等的技術革新方面，各廠商的創意就是一個奪人眼球的領域。
圖9：各公司在元件構造和制造工藝上也發揮自主性
ASON TECHNOLOGY、KONICA MINOLTA ADVANCED LAYERS、住友化學、三菱化學和先鋒、昭和電工各自的元件構造和特點。（（e）：昭和電工）
說能將“發光單元做成10層”的，是風險企業ASON TECHNOLOGY代表董事社長中川幸和（圖1（f）和圖9（a））。該公司專務董事鬆本敏男因與山形大學教授城戶淳二因開發了有機EL發光單元重疊起來的元件構造“MPE（multiple photon emission）”而聞名）。將發光單元做成多層的好處是，容易實現高亮度和長壽命以及可大幅改善發光的均勻性。層數增加后，各層的厚度不均在元件整體可以抵消，從而可提高發光的均勻性。在其他公司開始在量產面板中採用MPE技術的情況下，ASON TECHNOLOGY則計劃以令MPE有進一步發展的自主技術為武器，2013年開始量產大型有機EL照明面板。（日經技術在線！ 供稿）
