日本企業の動きコミュの126.有機ＥＬ、九大が低コスト発光新材料　オール日本で巻き返し

　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。

http://www.nikkei.com/article/DGXNASDD100SL_R10C13A1000000/

　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。

（産業部　三浦義和）
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