OLED照明キーテクノロジーの優位性と展望分析
白色OLEDの利点は非常に高く、近年、半導体照明の分野で研究のホットスポットと焦点となっています。 フィリップス、オスラム、ゼネラル エレクトリックの世界 3 大照明メーカーも、OLED 照明アプリケーションの研究に参加しています。 2010 年には、日本の Lumiotech も OLED 照明製品を発売しました。 中国には、Visionox、南京第一有機照明、北京 BOE などもあり、OLED 照明パネルの研究開発と産業化に積極的に投資しています。
有機エレクトロルミネッセンス デバイス (OLED) は、全固体、自己発光、低動作電圧、低消費電力という特徴を持ち、フレキシブル基板に使用できます。 それに注目する研究者も増えています。 無機発光ダイオード (LED) に続いて、OLED 照明技術は研究のホットスポットとなり、近年半導体照明の分野で注目されています。
2000 年以来、米国エネルギー省は、OLED 照明技術の研究開発に年間 3,000 万ドルを投資してきました。 世界の3大照明メーカーであるフィリップス(Philips)、オスラム(Osram)、ゼネラル・エレクトリック(GE)もOLED照明アプリケーションの研究に参加した。 2010 年には、日本の Lumiotech も OLED 照明製品を発売しました。 中国には、Visionox、南京第一有機照明、北京 BOE などもあり、OLED 照明パネルの研究開発と産業化に積極的に投資しています。
白色有機EL照明のメリット
LEDと比較して、OLEDは軽さ、柔軟性、目の保護などの点でより多くの利点があります。特に大面積の屋内照明に適しており、将来の照明分野で魅力的なアプリケーションの見通しがあります。 さらに、フィルター技術と組み合わせた白色OLEDにより、フルカラーディスプレイを実現できます。 ほぼ 20 年間の開発の後、蛍光灯の発光効率に近い白色光 OLED デバイスの性能と理論的研究において大きな進歩が見られ、大きな応用の可能性を示し、潜在的な新世代の半導体であると考えられています。光源。
(1)表面の輝き
他の種類の人工光源技術と比較して、OLED 技術の木材には独自の利点があり、これまでのところ最高の光源です。 有機EL照明の大きな特徴は、光源自体が面から発光することです。 LED 照明を含む既存の照明は、点光源と線光源を利用して空間を照らします。 面照明が必要な場合は、点光源や線光源を必ず複数並べ、外側をパネル状のランプシェードで覆います。 白色光 OLED 技術を使用すると、表面全体の照明を直接実現でき、大規模で均一な照明に適した器具を作成できます。
(2) フレキシブル
白色光 OLED はフレキシブル基板上に作製されるため、曲面光源を実現でき、柔軟性があり、壊れないという特徴があり、これまでの想像を超える新しい照明製品と応用技術をもたらします。
(3) 環境保護
環境保護への意識がますます高まる中、白熱灯や蛍光灯は徐々に置き換えられ、LED 光源が主力となり、OLED 照明はそのユニークな特徴から注目を集めている新しい照明技術になると予想されます。利点。 日本の山形大学科学技術研究所の城戸淳二教授の推定によると、OLED 照明の使用により、2020 年までに二酸化炭素排出量が 670 万トンまたは約 2.3% 削減されると予想されています。
高効率白色OLEDデバイスの性能
高効率、長寿命、低コストは、白色 OLED 光源の工業化の鍵です。 その中で、効率は電気エネルギーを光エネルギーに変換する能力を反映しており、寿命はその実用性を反映しており、コストは市場で広く適用されるための前提となっています。 . 材料の選択とデバイス構造の設計を考慮して、高効率の白色発光を得るために、蛍光青色光材料と黄色または赤色および緑色のリン光材料の組み合わせが使用されます。 光取り出し技術により、電力効率が大幅に向上し、スタックが使用されます。 この構造により、デバイスの安定性が向上し、実用的な耐用年数が得られます。これは、現在の WOLED に適した選択肢です。 同時に、新世代の有機発光材料として熱遅延蛍光材料が注目され、研究者の急速なフォローアップが行われています。
現在、世界の白色OLEDデバイスの性能は日々変化しており、新しいレポートが次々と発表されています。 過去 2 年間にリリースされた白色光 OLED デバイスの実験室レベルを上の表 1 に示します。 2013 年に SID (Society for Information Display) 会議で報告された LG のスタック デバイスは、80 lm/W の効率と長寿命を示しました。 パナソニックが報告した全リン光 WOLED デバイスの効率は 100 lm/W を超えます。 2014 年、Nanjing First Organic Optoelectronics は、最大 117 lm/W の効率を持つ 3- ユニット積層構造を発表しました。 その中でも、外部光取り出し技術を用いた3-ユニット積層構造は、生産ラインでの量産化に成功し、1000cd/m2の効率は80lm/Wを超え、効率は3000cd以下/m2 は 60 lm/W を超え、製品性能は国際レベルに達しています。
白色光OLED技術の展望
材料とデバイス構造に加えて、白色OLEDの効率を改善するための重要な技術、すなわち光抽出技術とパッケージング技術もあります。 また、OLEDの大きな利点は、フレキシブルなデバイスを作成できることです。 現在、フレキシブルOLED技術も最も人気のある研究テーマの1つになっています。
(1) 光取り出し技術
通常の透明基板上に作成された OLED デバイスの場合、最適化された光の取り出し効率はわずか約 20% です。これは、デバイス内部で生成された光の 80% 以上が、デバイスのフィルム層で制限または失われ、使用されないことを意味します。 . . 高効率の白色光OLEDを得るためには、デバイスの光抽出効率を大幅に改善する必要があるため、光抽出技術の開発は特に重要です。
光取り出し効率を向上させるデバイス改造技術はすでに数多くあり、主に外部取り出し方式（外部取り出し方式、EES）と内部取り出し方式（内部取り出し方式、IES）に分けられます。 EES は基板の外面に向けられ、IES は基板と透明電極の間に向けられます。 EES は準備が比較的簡単で、マイクロレンズ技術、コーティングされた散乱層、成形基板技術、ナノパターン、ナノ多孔質膜が実際の大量生産製品に使用されています。 対照的に、IESの光取り出し率の向上はEESよりも大きいですが、調製が困難でプロセスが複雑であるため、技術を使用して低屈折率層を挿入する実験段階にすぎません。デバイスの ITO/有機領域は、波形、フォトニック結晶などに加工されます。
さらに、合理的に設計されたマイクロキャビティをOLEDデバイスに組み込むことで、光抽出効率を向上させることができます。 これまで、研究者は多くの光抽出技術を開発してきましたが、アプリケーションの要件を実際に満たすことができるものは多くありません。 主な理由は、プロセスの複雑さと大面積の問題によるコストの問題です。
(2) 包装技術 木材
OLEDの寿命に関わる重要な技術の1つがパッケージング技術です。 従来のOLEDパッケージング方法は、金属カバーまたはガラスカバーを使用しています。 従来のOLEDパッケージング技術は効果的ですが、扱いにくく、高価です。 さらに、そのようなカバーシートがフレキシブルデバイスのパッケージングに適していないことは明らかです。 さらに、薄膜封止技術が登場。 薄膜封止は、封止材料によって、無機薄膜封止、有機薄膜封止、無機・有機複合薄膜封止に分けられます。
(3) フレキシブルテクノロジーウッド
フレキシブル ディスプレイ技術は常に人々の夢であり、OLED 技術の最もユニークな利点でもあります。 フレキシブルOLEDデバイスの研究は、主に基板側陽極の改良とフレキシブル基板の研究に焦点を当てています。 従来の ITO プロセスは、高度な準備プロセスのために、基板としてプラスチック材料を使用するフレキシブル デバイスには適していません。 また、インジウム資源が不足しているため、ITO に代わる透明な陽極材料を見つけることが研究のホットスポットになっています。 現在、主な有機導電膜材料はカーボンナノチューブです。 PET、PES、PEN、金属基板などのプラスチック基板はすべて、フレキシブル OLED デバイスの製造に使用できます。
研究の深化に伴い、白色光 OLED の効率、寿命、および輝度は徐々に改善されており、大面積、高信頼性、高効率、および柔軟性に向けて発展するでしょう。 一方、OLED 照明の産業化の幕開けが始まり、高品質の白色光 OLED 製品が間もなく登場し、より快適で完璧な楽しみがもたらされるでしょう。
