柯尼卡（Konica Minolta）開發的OLED照明具有革新性特點。那就是比包括LED照明在內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，各層的厚度僅數百nm，不到頭髮絲的千分之一。

柯尼卡的OLED照明面板採用樹脂基板，因此厚度僅有原來採用玻璃基板製品的約五分之一。重量也非常輕，一片150mm×60mm的面板僅重約5g。由於使用柔軟的樹脂基板，還可以彎曲。

利用這種特點，可以開拓傳統照明難以實現的新用途，諸如車用品可貼在汽車車頂部分等。

但柯尼卡採用樹脂基板的OLED照明的量產之路並非坦途。

柯尼卡的OLED開發始於1990年代中期。最初瞄準的是顯示器和照明兩種用途。但在顯示器用途上，除日本企業外，三星電子等韓國企業也在加快開發。因此，柯尼卡的研究所2000年代初制定了專注於開發OLED照明的方針。

運用了膠片的技術經驗

因為OLED照明利用輕、薄，加上與LED不同的整面發光的特點，有望實現高增長。並且，還可以充分利用柯尼卡在膠片生產上積累的技術經驗。

那就是「卷對卷」技術：在像食品保鮮膜那樣捲成卷狀的薄樹脂基板上，薄薄地塗上材料等，形成發光的有機層、保護膜及電路等。由於可簡化製造工藝，因此可以低成本製造OLED照明面板。
 
因此，柯尼卡運用在膠片上積累的感光材料等技術，加快開發藍色磷光材料。2006年，實現了當時全球最高的發光效率——64lm/W。這引起了跨國照明廠商美國通用電氣的關注。2007年，兩公司決定合作，共同開發OLED照明面板。

然而，各種難題不斷湧現，生產工藝的成品率無法提高。並且，提高發光效率及延長面板壽命的技術開發也需要時間。在這種情況下，柯尼卡於2010年決定取消與GE的合作。

採用樹脂基板的OLED照明面板量產技術有3大障礙。

首先是提高發光效率。OLED的發光原理很簡單。就是向有機物加載電壓，從兩個電極注入帶正電荷的「空穴」和帶負電荷的「電子」。兩者在發光層合體時，發光層的有機物會達到高能量狀態（激發狀態）。當從這種狀態恢復到原來的低能量狀態（基態）時，有機層（發光層）就將能量作為光釋放出來。


OLED照明的發光原理

要提高發光效率，需要將該有機層發的光導出時的效率提高，而2010年時只能導出約20%的光。針對該問題，柯尼卡開發出了可使光發生散射從而容易導出的「內部光導出層」。增加導光層後，可以導出40%的光。從而實現了139lm/W的全球最高效率的OLED照明。據稱，此為高於普通LED照明器具發光效率的水平。

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

柯尼卡通過不斷模擬改進主體材料的設計，將藍色發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100萬片

最後的難關是阻隔膜開發。OLED的發光層不耐水和氧氣，因此需要高性能阻隔膜。而且，為使光透過，還要求透明，技術開發難度高，性能要達到食品包裝用阻隔膜的10萬倍。

柯尼卡的開發團隊給出的解答是，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，即使某個部分出現缺陷，其它層仍可阻隔。

柯尼卡的府川表示「通過採用層疊結構，阻隔膜的性能有飛躍性提高」。

跨越了三道障礙後，量產化道路終於開拓了出來。位於日本山梨縣的柯尼卡工廠已從2014年秋季開始面向客戶企業量產採用樹脂基板的OLED照明面板。

該工廠投資100億日元，月產能為100萬片。雖然今後能否開拓出新市場雖仍是未知數，但該公司準備向辦公室、汽車及飛機的照明器具用途銷售面板。
 

來源：日經技術在線

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