九州大学の最先端有機光エレクトロニクス研究センター（ＯＰＥＲＡ）は2012年12月、低消費電力で超薄型のパネルができる有機ＥＬ用の第３世代の発光新材料を開発したと発表した。発光を効率化する分子を独自に設計し、電子を光にほぼ100％変換することに成功した。レアメタルのイリジウムなどを使わないので、材料コストを10分の１にできるとみている。日本は有機ＥＬパネルでかつて世界の先頭集団にいたが、韓国のサムスン電子などに置いていかれた。新材料で日本は巻き返せるか。
ＯＰＥＲＡは京都大、千葉大、北陸先端科学技術大学院大学などのサテライト機関と新日鉄住金化学、パナソニック、東京エレクトロン、ジャパンディスプレイなど14社が参加、メーカーの技術者が九大伊都キャンパス（福岡市）に常駐するオールジャパンの産学連携研究組織だ。
有機ＥＬは電圧をかけると画素自らが発光するため、液晶のように後ろから照らす光源（バックライト）がいらない。このため消費電力が少なくより薄いパネルができる。省エネの優等生であり、動画などの表示に優れているとされる。
「ハイパーフルオレッセンス」と名付けた新材料は蛍光材料を使う第１世代、リン光材料を使う第２世代の両方の長所を併せ持つ。具体的には蛍光とリン光のエネルギーの差をなくす分子を作り、熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）と呼ぶ、新しい発光原理を実現した。発光効率は高いが材料価格が高いリン光のエネルギーを、安価だが発光効率の低い蛍光のルートで取り出す。
今回九大は緑色の光で内部の発光効率が100％に当たる外部発光効率20％を達成した。リン光では難しいとされる青色でも内部発光効率が50％程度になったという。数千時間の寿命を持ち、新材料を使った小型の有機ＥＬパネルも試作した。
開発を主導する九大教授の安達千波矢ＯＰＥＲＡセンター長は「こんな分子でいいのかというくらいシンプルな構造だが、自由に設計できる有機化合物は無限の可能性を持つ」と指摘する。
安達教授によるとＴＡＤＦの考え方は「光化学の教科書に載っている」という。ただ、それを実現する分子を設計するのに苦労した。約10年前に着想したが、当初は効率がなかなか上がらず「論文を出しても世界で見向きもされなかった」という。
転機は09年。ある日、学生が「5.3％の外部発光効率が出ました」と駆け込んできた。これは蛍光材料の発光効率の限界である5.0％を超えており、ＴＡＤＦが一部実現したことを示していた。安達教授は「この分子構造の周辺の分子を一斉に当たれ」とメンバーに指示。それまで半信半疑の部分もあったが「5.3％が出たことでみんなを引っ張ることができた」と振り返る。
それまでの蓄積も大きい。10年４月にスタートしたＯＰＥＲＡは、約1400個の材料の候補分子を保有しており、参加企業も情報を提供した。すでに有効な材料について数十件の特許を申請済みだ
ＯＰＥＲＡは各社からの研究者が自由に意見を述べ合う「オープン・イノベーション」の世界。安達教授は自民党の麻生太郎政権時代に日本の若手研究者30人に選ばれ、民主党政権で減額されたものの、30億円強の研究資金が認められた。発光材料のほかデバイスの微細加工、薄膜のプロセス開発、液体の有機ＥＬなど様々なテーマが動いている。今回の新材料はその中の最大の成果だ。
実用化が見えてくるとオープンだけではすまなくなる。そこで九大伊都キャンパスの近くに有機光エレクトロニクス実用化開発センターの施設が年度内にも完成する。ここでは個別に企業と秘密保持契約を結び、試作などを進めていく。
安達教授は新材料の実用化について「３年後では遅い。１年後には使えるメドをつけたい」と語る。実用化開発センターとは別に新材料の実用化に向けた大学発ベンチャーを年度内にも立ち上げるべく準備に入った。
さらに先をにらむ。有機ＥＬなど分子システム科学の国際リーダーを育成するため大学院に新しいリーディングプログラムを来年度開設するのだ。研究者としての能力に加え、企画力やマネジメント・リーダーシップ能力を養成する。現在、インターンシップや国際性、コミュニケーション能力などを養うカリキュラムを練っている。
第３世代の有機ＥＬ発光材料はまずはスマートフォン（スマホ）などでの利用を想定、「有機ＥＬは最終的には紙のようなディスプレーになる」と予想している。韓国などすでに海外から多数の問い合わせが来ているが「基本的に日本メーカーを第一に優先したい」という。
ＯＰＥＲＡにはパナソニックなどのほか東芝、日本化薬、保土谷化学、三菱レイヨン、リコー、富士フイルムなどが入っている。材料メーカーは「サムスンは大事なお客さん」だが、電機メーカーにとっては最大のライバル。
先週、米ラスベガスで開かれた家電見本市「コンシューマー・エレクトロニクス・ショー」では、各社が発表したフルハイビジョンの約４倍の解像度を持つ「４Ｋ」テレビとともに、大型の有機ＥＬパネルが注目された。発光新材料はパナソニックやソニー、東芝などの日本勢がサムスンやＬＧ電子を追撃する武器になりうる。
有機ＥＬでかつて先行していた日本が韓国に抜かれたことについて、ＯＰＥＲＡの産学関係者は「必要な時に巨額の投資に踏み切れなかった」。「実際に金をかけて作らないと改善できない問題がある」。「円高で日本でものづくりをできる状況になかった」と要因を挙げる。
九大の新材料は基礎研究の域を超え、試作、初期量産と今後飛躍的に金のかかる時期に入る。リーマン・ショック以降、窮地に陥った日本の電機産業に対し、化学・材料分野の国際競争力は高いとされる。有機ＥＬ発光新材料をデバイス、プロセス、パネル開発につなげて、家電産業が引き継ぐことがニッポン復活のカギとなるだろう。
http://www.nikkei.com/article/DGXNASDD100SL_R10C13A1000000/?df=2&dg=1
ＯＰＥＲＡはクリーンルームの設備を持つ
有機ＥＬ材料の候補分子を手にする安達教授
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出来上がった技術を加工するのは、設備があれば何処でも出来ます。
日本の強みは原理を追求し発見・開発する基礎技術です。
新しい優れた素材があれば、更なる革新が生まれます。これが日本のノーベル賞受賞の源泉であり、
商売で後れを取っても新たな金の卵を生み出す力なのです。
記事にもあるように、今度は液晶・電子部品の轍を踏まないよう、知的権利の確保と戦略的な技術展開をするようです。
最大の利益は開発した日本に。
韓国は何時まで笑っていられるでしょうか？
큐슈 대학의 최첨단 유기광엘렉트로닉스 연구 센터(OPERA)는 2012년 12월, 저소비 전력으로 초엷은 틀의 패널이 생기는유기 EL용의 제3세대의 발광 신재료를 개발했다고 발표했다.발광을 효율화하는 분자를 독자적으로 설계해, 전자를 빛에 거의 100％변환하는 것에 성공했다.레어 메탈의 이리듐등을 사용하지 않기 때문에, 재료 코스트를10분의 1으로 할 수 있다고 보고 있다.일본은 유기 EL패널로 일찌기 세계의 선두 집단에 있었지만, 한국의 삼성 전자 등에 두고 갈 수 있었다.신재료로 일본은 반격할 수 있을까.
OPERA는 쿄토대, 치바대, 호쿠리쿠 첨단 과학기술 대학원 대학등의 새틀라이트 기관과 신일본 제철주금 화학, 파나소닉, 토쿄 일렉트론, 재팬 디스플레이 등 14사가 참가, 메이커의 기술자가 9대이토 캠퍼스(후쿠오카시)에 상주하는 올 재팬의 산학 제휴 연구 조직이다.
유기 EL는 전압을 걸면 화소 스스로가 발광하기 위해(때문에),액정과 같이 뒤에서 비추는 광원(백 라이트)이 필요 없다.이 때문에 소비 전력이 적고보다 얇은 패널이 생긴다.에너지 절약의 우등생이며, 동영상등의 표시가 뛰어난다고 여겨진다.
「하이파후르오렛센스」라고 이름 붙인 신재료는 형광 재료를 사용하는 제1세대, 인광재료를 사용하는 제2세대의 양쪽 모두의 장점을 겸비한다.구체적으로는 형광과 인빛의 에너지의 차이를 없애는 분자를 만들어, 열활성화 지연 형광(TADF)이라고 부르는, 새로운 발광 원리를 실현했다.발광 효율은 높지만 재료 가격이 비싼 인빛의 에너지를, 염가이지만 발광 효율의 낮은 형광의 루트로 꺼낸다.
이번 9대는 녹색의 빛으로 내부의 발광 효율이 100％에 해당되는 외부 발광 효율 20％을 달성했다.인빛에서는 어렵다고 여겨지는 청색으로도 내부 발광 효율이 50％정도가 되었다고 한다.수천 시간의 수명을 가져, 신재료를 사용한 소형의 유기 EL패널도 시작했다.
개발을 주도하는 9대교수 아다치천파시OPERA 센터장은 「이런 분자로 좋은 것인지라고 할 정도로 심플한 구조이지만, 자유롭게 설계할 수 있는 유기 화합물은 무한의 가능성을 가진다」라고 지적한다.
아다치 교수에 의하면 TADF의 생각은 「광화학의 교과서에 실려 있다」라고 한다.단지, 그것을 실현하는 분자를 설계하는데 고생했다.약 10년전에 착상 했지만, 당초는 효율이 좀처럼 오르지 않고 「논문을 보내도 세계에서 봐 방향도 되지 않았다」라고 한다.
전환기는 09년.어느 날, 학생이 「5.3％의 외부 발광 효율이 나왔습니다」라고 뛰어들어 왔다.이것은 형광 재료의 발광 효율의 한계인 5.0％을 넘고 있어 TADF가 일부 실현된 것을 가리키고 있었다.아다치 교수는 「이 분자 구조의 주변의 분자를 일제히 맞을 수 있다」라고 멤버에게 지시.그것까지 반신반의의 부분도 있었지만 「5.3％이 나온 것으로 모두를 끌어들일 수 있었다」라고 되돌아 본다.
지금까지의 축적도 크다.10년 4월에 스타트 한 OPERA는, 약 1400개의 재료의 후보 분자를 보유하고 있어, 참가 기업도 정보를 제공했다.벌써 유효한 재료에 대해 수십건의 특허를 신청필이다
OPERA는 각사로부터의 연구자가 자유롭게 의견을 서로 말하는 「오픈·이노베이션(innovation)」의 세계.아다치 교수는 자민당의 아소우 타로 정권 시대에 일본의 신진 연구자 30명으로 선택되어 민주당 정권으로 감액되었지만, 30억엔 남짓의 연구 자금이 인정되었다.발광재료외 디바이스의 미세 가공, 박막의 프로세스 개발, 액체의 유기 EL등 여러가지 테마가 움직이고 있다.이번 신재료는 그 중의 최대의 성과다.
실용화가 보여 오면 오픈만으로는 미안하게 된다.거기서 9대이토 캠퍼스의 근처에 유기광엘렉트로닉스 실용화 개발 센터의 시설이 연도내에도 완성한다.여기에서는 개별적으로 기업과 비밀 보관 유지 계약을 맺어, 시작등을 진행시켜 나간다.
아다치 교수는 신재료의실용화에 대해 「3년 다음에는 늦다.1년 후에는 사용할 수 있는 전망을 보이고 싶다」라고 말한다.실용화 개발 센터와는 별도로 신재료의 실용화를 향한 대학발벤처를 연도내에도 시작할 수 있도록 준비에 들어갔다.
한층 더 앞을 노려본다.유기 EL 등 분자 시스템 과학의 국제 리더를 육성하기 위해(때문에) 대학원에 새로운 리딩 프로그램을 내년도 개설한다.연구자로서의 능력에 가세해기획력이나 매니지먼트·리더쉽 능력을 양성한다.현재, 인턴쉽이나 국제성, 커뮤니케이션 능력등을 기르는 커리큘럼을 가다듬고 있다.
제3세대의 유기 EL발광재료는 우선은스마트 폰(스마호)등에서의 이용을 상정, 「유기EL는 최종적으로는 종이와 같은 디스플레이가 된다」라고 예상하고 있다.한국등 벌써 해외로부터 다수의 문의가 와있지만「기본적으로 일본 메이커를 제일에 우선하고 싶다」라고 한다.
OPERA에는 파나소닉등의 외 토시바, 일본 화약, 보토곡화학, 미츠비시 레이욘, 리코, 후지 필림등이 들어가 있다.재료 메이커는 「삼성은 소중한 손님」이지만, 전기 메이커에 있어서는 최대의 라이벌.
지난 주, 미 라스베가스에서 열린 가전 상품 전시회 「컨슈머·엘렉트로닉스·쇼」에서는, 각사가 발표한 풀하이비젼의 약 4배의 해상도를 가지는 「4 K」TV와 함께, 대형의 유기 EL패널이 주목받았다.발광 신재료는 파나소닉이나 소니, 토시바등의 일본세가 삼성이나 LG전자를 추격 하는 무기가 될 수 있다.
유기 EL로 일찌기 선행하고 있던 일본이 한국에 뽑아졌던 것에 대해서, OPERA의 산학 관계자는 「필요한 때에 거액의 투자를 단행할 수 없었다」.「실제로 돈을 들여 만들지 않으면 개선할 수 없는 문제가 있다」.「엔고로 일본에서 만들기를 할 수 있는 상황에 없었다」라고 요인을 든다.
9대의신재료는 기초 연구의 역을 넘어 시작, 초기 양산과 향후 비약적으로 돈이 들어가는 시기에 들어간다.리만·쇼크 이후, 궁지에 빠진 일본의 전기 산업에 대해,화학·재료 분야의 국제 경쟁력은 높다고 여겨진다.유기 EL발광 신재료를 디바이스, 프로세스, 패널 개발에 연결하고, 가전 산업이 계승하는 것이 일본 부활의 열쇠가 될 것이다.
http://www.nikkei.com/article/DGXNASDD100SL_R10C13A1000000/?df=2&dg=1
OPERA는 클린 룸의 설비를 가진다
유기 EL재료의 후보 분자를 손에 넣는 아다치 교수
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완성된 기술을 가공하는 것은, 설비가 있으면 어디에서도 할 수 있습니다.
일본의 강점은 원리를 추구해 발견·개발하는 기초 기술입니다.
새로운 뛰어난 소재가 있으면, 한층 더 혁신이 태어납니다.이것이 일본의 노벨상 수상의 원천이며,
장사로 뒤져도 새로운 돈의 알을 낳는 힘입니다.
기사에도 있도록(듯이), 이번은 액정·전자 부품이 전철을 밟지 않게, 지적 권리의 확보와 전략적인 기술 전개를 하는 것 같습니다.
최대의 이익은 개발한 일본에.
한국은 몇 시까지 웃어 있을 수 있을까요？