最新有機電子工学

 

 　　　　 
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 

２　謀  攻

「目的は勝利であって戦いではない」

戦争は目的ではなく手段なのだ。したがって、戦わずに勝つのが最高の勝ち方である。それ
が「謀攻」にほかならない。謀攻は単に小手先の術策ではなく、法則性に順った頬辺のない
勝ち方をいう。

兵力に応じた戦い方

戦争に際しては、次の原則を守らなければならない。すなわち、十倍の兵力があるときには、
敵軍を包囲する。五倍の兵力があるときには、敵軍を攻めまくる。二倍の兵力があるときに
は、敵軍を分断して戦う。互角の兵力であるときには、全力を尽くして戦う。劣った兵力で
あるときには、退却する。勝算がないときには、戦わない。もしこの原則を無視し、自軍が
弱小であるにもかかわらず強気一点ばりで戦うとすれば、むざむざ強大な敵の餌食になるだ
けである。

     

❦　なぜ、かまぼこ屋がエネルギーのことを考えたのか　❦ No.22     

●　対談５　新しい現実をつくる　 

『ネイチャー・テクノロジーで未来を拓くパラダイムシフトを』 

　　石田秀輝　東北大学教授工学博士

１９５３年岡山県生まれ。２００４年㈱－ＮＡＸ（現ＬＩＸＩＬ）取締役ＣＴＯを経て現職。
ものづくりのパラダイムシフトに向けて国内外で多くの発信を続けている。２００４年から
は、自然のすごさを賢く活かすあたらしいものづくり「ネイチャー・テクノロジー」を提唱。
また、環境戦略・政策を横断的に実践できる社会人の人材育成や、子どもたちの環境教育に
も積極的に取り組んでいる。ネイチャーテック研究会代表、ＮＰＯ法人サステナブル・ゾリ
ューションズ理事長、ものづくり生命文明機構理事、アースウォッチ・ジャパン理事ほか。
著書に『ヤモリの指から不思議なテープ』（アリス館／２０１１）『未来の働き方をデザイ
ンしよう』（日刊工業新聞社／２０１１）『自然に学ぶ！ネイチャー・テクノロジー』（Ｇ
ａｋｋｅｎＭｏｏｋ／２００９）『地球が教える奇跡の技術』（祥伝社／２０１０）など多数。

 Dec. 21, 2016　　

自然は唯一、持続可能な社会をつくっている

鈴木　本日は東北大学大学院環境科学研究科石田先生の研究室にお邪魔しています。すごく
広くて、それでいてオモチャ箱みたいな感じです。ネイチャー・テクノロジーを用いたシス
テムの模型が並んでいて、ほんとうに楽しい研究室です。一軒の家の電球がネイチャーこア
クノロジーが生み出した電気でまかなえて、しかも安いという画期的なシステムを開発され
たとかで、その模型が展示されております。石田先生のご専門はそうしたネイチャーこアク
ノロジーですので、ご専門の観点からエネルギーについて語っていただきたいと思って研究
室におうかがいしました。

石田　そもそもネイチャーこアクノロジーというのは、自然のすごさを賢く活かす、自然は
完璧な循環をもっとも小さな子不ルギーで駆動している、すなわち自然のなかにはゴミがな
い。自然はわれわれが知る唯一、持続可能な社会をつくっているわけです。
鈴木　自然のなかにすでにつくられているわけですね。

石田　そうです。すでにあるわけです。１９９２年のリオのサミット以来、私たちは「持続
可能な社会をつくろう」といって一生懸命努力したんですが、努力すればするほど理想から
乖離してしまう。であるならば、自然というものに頭を垂れて、持続可能な社会をつくるた
めには何か必要か、自然のなかのメカニズムやシステムをもう一回見直して、新しい暮らし
方とものづくりを考えるのがネイチャー・テクノロジーで、新しいテクノロジーをつくるた
めにまずライフスタイルをつくることから始めます。私たちが何もしないと２０３０年には
たいへんきびしい状態になるのは目に見えていますから、きびしい制約環境のなかでも心豊
かに暮らせる、そういう暮らし方のイメージをいまからつくっていく。そのときに必要にな
るテクノロジーは何でしょうか、という問いの答えを、自然のなかから抽出して、サステナ
ブルなかたちにデザインし直して、新しいテクノロジーに変えていく。それがネイチャー・
テクノロジーの本質です。

でも、いま、快適に暮らすためにはエアコンがないといけないとか、いろんな注文がつく。
エアコンはどんどんエコになっているんですが、どれだけエコになっても電気代はかかる。
エアコンをつくるための子不ルギーが要る。だから、視点を変えて、２０３０年になったと
き、どんな快適な暮らし方ができるのかというと、たとえば電気を使わないで、壁や床や天
井が家のなかの空気の湿度や温度を自動的に検知して一定に保つ、そういう材料を可能なか
ぎり活用したら、電源なしでも快適な暮らしができるわけです。そういうライフスタイルを
つくるために私たちは自然のドアをノックするのです。

鈴木　ああ、なるほど、すごいですね。
石田　自然のなかにそういうテクノロジーがあるだろうと考える。私の場合はサバンナ地帯
のシロアリの巣を見つけました。昼間は50度、夜は零度と寒暖の差が大きいにもかかわらず
巣のなかは30度、プラスマイナス１度に保たれています。それを日本という高温多湿のモン
スーン地帯で使おうとするとき、一番いいのは湿度を調整することです。どのような土にも
いえることですが、実は土の中には３～10ナノメーターというものすごく小さな孔が大量に
開いていて、その孔が湿度を調整してくれるわけです。そういうメカニズムをコンパクトに
すればよいわけです。

 July 6, 2017

たとえば（実物を手に持って）これは厚さ５ミリの板なんですが、実はこれがエアコンなん
です。上ですけれども、無数の小さな孔が開いていて、これを壁に貼るだけで人間が快適と
感じられるレベルに湿度が調整される仕組みなんです。そうすると体感温度がたとえば、夏
なら実際の温度より３度か４度下がるわけです。それだけで快適なんです。

鈴木　まさに、土壁のエアコンですね。
石田　土蔵をずっとシンプルにしたわけです。なんだ、日本には土蔵があるじゃないかとあ
とから気がつきました。ネイチャー・テクノロジーというのは我慢するのではなく、心豊か
に暮らすとしてもエネルギー資源を極力使わないようにしていく、それがネイチャー・テク
ノロジーの本質的なシステムの一つです。いま、電源を必要としないエアコンの導入で家庭
のエネルギー消費は、だいたい、２割か３割かは節減できると思います。

鈴木　まさかの「灯台下暗し」でした。
石田　自然はまさに宝ものの集まりです。たとえば、ヤモリの足の接着能力は強力で、ハガ
キー枚分の大きさで、約２００キロの重量に耐えられます。軽四自動車のタイヤー本の接地
面積が、だいたいハガキー枚分ですから、４枚あれば車１台を吊り下げることができる。ヤ
モリの足の指には50万本もの毛が生えていて、さらにその毛の先が敷百本に分かれていて、
こすった下敷きに髪の毛がくっつくように、ナノメートルサイズの絹かく分かれた毛一本一
本と天井村との間に分子と分子が引きつけ合うファンデルワールスカが慟いてくっつく。こ
うしたヤモリの接着メカニズムがわかれば天井を走る車ができてしまう。

鈴木　驚くべきことです。
石田　汚れにくい表面を持つ材料を発見してタイルをつくったことがあります。タイルの表
面はカタツムリの殼から学びました。カタツムリの殼が汚れていることはほとんどありませ
ん。常にピカピカしています。ニワトリの卵も同じです。卵が鶏糞で汚れていても水で洗う
とつるっと落ちてしまいます。そういう表面を持ったタイルに油性ペンで線を引いたとしま
す。普通、油性ペンの跡を消そうとしたら、ベンジンやアルコール、強力な洗剤などを使わ
なければなりませんが、水で洗うだけできれいに落ちてしまいます。タイルの表面に油より
も水と結びつく性質を強く持たせたためです。カタツムリの殼の表面はタンパク質と炭酸カ
ルシウムが絡み合った複雑な構造をしていて、殼の表面の子不ルギーと水の表面のエネルギ
ーの差が殼と汚れ（油）のエネルギーの差よりも小さいために、殼と水のほうがよくなじみ、
結果として油と殼の間に水が入るので、油を浮かし汚れを落としてしまうわけです。ただし
、カタツムリの殼の表面は非常に複雑な構造ですから単純に真似るとなるとものすごいエネ
ルギーが必要になってきます。自然のすごさを大きな子不ルギーを使ってつくるとしたら本
末転倒ですから、そのまま模倣するのではなくリデザインしてエネルギーの消費を小さくす
るのがネイチャー・テクノロジーです。

自然から学ぶことはまだあります。１匹のクモが吐き出す糸は大きく分けると７種類ありま
すが、そのうち一番強度があるのが自分の体をぶら下げる牽引糸で、断面積を１平方ミリに
換算すると、10トン以上も吊り下げる力があって、クモは自分の体重の２倍くらいは余裕た
っぷりに吊り下げることができるわけです。さらにもっとすごいのは、その糸を常に２本出
していることです。１本が切れても落ちないようにもう１本でセルフビレイ（自己確保）し
ているわけです。

鈴木　ファーブル昆虫記のテクノロジー版ですね。石
田　自然のなかの虫たちが人間と同じ大きさだったら、それこそ尋常じゃない世界になりま
す。たとえばグンタイアリを人間の大きさに置き換えると重さ約４、５トンのものを口にく
わえながら時速１２０キロで疾走していることになります。それで「疲れた」などと言わな
いで一日中歩き続けているわけですから、まるで化け物の世界です。

　Oct. 17, 2016

エコのテクノロジーが消費の免罪符になっている「エコジレンマ」

鈴木　いつまでも聞いていたい気がしますが、先へ進ませていただきます。過去20年ぐらい
の間に、日本の電気使用量は３割ぐらい増えてまして、家庭用と産業用に分けたとき、工場
などで使う電気の量は大企業を中心とした省エネの取り組みなどでそれほど増えていないの
に、家庭用とか、業務用とかが増えているために全体の使用量が押し上げられています。技
術革新が進んで省エネ家電に切り替わったために、たとえば家庭用電気冷蔵庫の使用電力量
は10年前に比べて半分になりました。なぜ、省子エネ家電になって個々の使用量が減ったと
いうのに家庭用全体の使用量が増えてしまうのか不思議でならないわけです。

石田　それをエコジレンマといっています。エアコンと冷蔵庫だけみても、冷蔵庫の電気使
用量は15年前の２割弱、エアコンは15年前の６割です。省エネ家電が大量に市販されて家庭
に入っているのに、家庭用のエネルギー消費は１９９０年に調べて１・３倍以上なんです。
日本は世界最高レベルのエコテクノロジーを持ち、日本人は世界最高レベルのエコ意識を持
っているのですが、これらを合わせると、環境劣化が加速してしまう。これがエコジレンマ
なんです。

この構造というのは、わかってしまえば当たり前のことですが、耳もとで「これとこれがエ
コ」とささやかれると「エコなんだから、エアコンをもう１台買おうか」「テレビもエコな
んだから、もう少し大きくしてみようか」「エコカー質ったんだから、週末には遠乗りして
みようか」となってしまう。エコによって増える消費のほうが、エコの技術によって環境の
劣化を抑える力よりもはるかに大きい。エコのテクノロジーが消費の免罪符になっているわ
けです。エコポイントだとか、高速道路の週末割引で、「国のお墨付きまでついたんだから
質っていいでしょ」ということになっていく。

Aug. 10, 2016

鈴木　結局、冷蔵庫をもう１台買ってしまったとか、テレビを大きくしてしまうとか、エア
コンを各部屋につけてしまうとか、われわれはそれが快適で豊かな暮らしだと思ってきたわ
けですね。その結果として電気使用量が増えてしまった。ところが、「３・１１」後の冬、
家族でリビングルームで過ごす時間を増やして、個室の電灯やエアコンをできるだけ使わな
いようにしました。いままで忘れていた団欒を取り戻したわけですが、「これって、なかな
か豊かじゃないか」と実感しました。そういうふうに改めて気がついた部分があります。

石田　私たちが享受してきた豊かさは「物質的な豊かさ」なんですね。そして、いま、日本
人は物質的に豊かさの頂点にいる。ところが、人間は物質的に豊かになるとさらに豊かにな
ろうとする。それを否定するわけではないんですが、従来と同じ方向で豊かになろうとして
も、資源も、エネルギーも、やがてなくなるとわかっているわけですから、これはきびしい。
豊かさの価値観そのものを変えないといけないのに、変わっていないというか、どういうふ
うにみたらよいかわからないというのが問題なんです。

いま、まさにおっしゃったように、豊かであるというのはエコ商材がいっぱいあることだと
宣伝もするし、物質以外の豊かさを感じる機会が私たちにはあまりなかった。都会から地方
に来たり、自然が好きだとか、現実にそういう兆候が現れてきてはいますが、まだ具体的に
豊かさのかたちになってはいないんですね。だから、いまは「何かと何かを置き換えて、豊
かさを実感する」という段階に留まっていて、いわば足し算なんです。
「資源も、エネルギーも、もうないですよ」といわれながら足し算という選択肢しかないわ
けです。そうではなくて、豊かさを具体的なかたちにするような新しい価値観の足場という
ものを考えていかないといけないのです。

鈴木　そうですよね。身のまわりに物を持つことが豊かさだと信じ込まされてきて、結果と
して物はたくさんあるけれども豊かな感じはあまりなくて、一生懸命やっている割には「こ
れでいいの？」みたいに疑問符がついてしまう。

『エコジレンマ』ですかこれは面白い。エコトリレンマ、クワトロレンマもあるかもしれま
せんね。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項つづく

 

   No.174

【最新有機電子工学】

●　視認性抜群の小型有機ＥＬパネル

❑　特許事例１

特開 2018-028996
有機ＥＬ素子用の保護膜の形成方法、表示装置の製造方法および表示装置

【概説】

エレクトロルミネッセンスを利用した有機エレクトロルミネッセンス素子（organic electrolu-
minescence device）の開発が進み、この素子は、有機ＥＬ素子と呼称され、電圧を印加した
際に発光する電流注入型デバイスであり、ダイオード特性を示めす有機発光ダイオード（
Organic Light Emitting Diode：OLED）とも呼ばれている。有機ＥＬ素子は、水分に弱いため、
有機ＥＬ素子を覆うように保護膜を形成して、有機ＥＬ素子への水分の伝達を防ぐことが望
ましい。有機ＥＬ素子用の保護膜においても、性能を向上させることが望まれる。本件は、
下図のように、有機ＥＬ素子を有する表示装置の製造方法で、基板１１上に有機ＥＬ素子を
形成する工程と、有機ＥＬ素子を覆うように保護膜１６を形成する工程と、を有する。保護
膜１６は、Ｓｉを含有する絶縁膜１６ａと、Ａｌを含有する絶縁膜１６ｂと、Ｓｉを含有す
る絶縁膜１６ｃとを有する積層膜からなる。保護膜１６を形成する工程は、有機ＥＬ素子を
覆うように絶縁膜１６ａをプラズマＣＶＤ法を用いて形成する工程と、絶縁膜１６ａ上に絶
縁膜１６ｂをＡＬＤ法を用いて形成する工程と、絶縁膜１６ｂ上に絶縁膜１６ｃをプラズマ
ＣＶＤ法を用いて形成する工程を経て、有機ＥＬ素子用の保護膜の性能の向上させる製造方
法を提供している。

図３　表示装置の要部断面図
図４　表示装置の製造工程を示す工程フロー図
図５　同保護膜形成工程を示す工程フロー図
図６　表示装置の製造工程中の要部断面図
図22　保護膜の水分透過率について実験した結果を示すグラフ

【符号の説明】

１  表示装置　２  表示部　３  回路部　９  ガラス基板　１０  基板　１１  基板　１２ 
パッシベーション膜　１３  電極層　１４  有機層　１５  電極層　１６  保護膜　１６ａ，
１６ｂ，１６ｃ  絶縁膜　１７  樹脂膜　２１  成膜装置　２２  ロードロック室　２３ 
トランスファチャンバ　２４，２５，２６  チャンバ　２７  処理対象物　３１  ステージ
３２  シャワーヘッド　３３  アンテナ　３４  排気部　４１  ステージ　４２  上部電極
４３  排気部　４４  ガス導入部　４５  ガス排出部　ＰＨ  ピンホール

尚、図２２には、試料Ａ、試料Ｂおよび試料Ｃについて、WVTR（Water Vapor Transmission
Rate）をＣａ法（カルシウム法）で測定した結果が示す。試料Ａは、プラズマＣＶＤ法で形
成した窒化シリコン膜の単層により保護膜を形成した場合に対応している。試料Ｂは、プラ
ズマＣＶＤ法で形成した窒化シリコン膜と、その上にＡＬＤ法で形成した酸化アルミニウム
膜との２層により保護膜を形成した場合に対応している。試料Ｃは、プラズマＣＶＤ法で形
成した窒化シリコン膜と、その上にＡＬＤ法で形成した酸化アルミニウム膜と、その上にプ
ラズマＣＶＤ法で形成した窒化シリコン膜との３層により保護膜を形成した場合に対応して
いる。試料Ａと試料Ｂと試料Ｃでは、それぞれ、基板上に保護膜を形成してあり、その保護
膜のＷＶＴＲをＣａ法で測定している。また、試料Ａと試料Ｂと試料Ｃとで、保護膜の厚さ
は同じにしてある。なお、試料Ａと試料Ｂは、上記「検討の経緯」の欄で述べた保護膜に相
当し、試料Ｃが、本実施の形態の保護膜１６に相当。

また、 図２２のグラフに示されるように、ＷＶＴＲ（単位：ｇ・ｍ－２・day－１）は、試料
Ａが１．７×１０－３で、試料Ｂが３×１０－４であるのに対して、試料Ｃは、検出限界以下
であり、１×１０－６以下であった。この結果から、試料Ａおよび試料Ｂに比べて試料Ｃは、
保護膜の水分透過率が非常に小さくなっていることが分かる。これは、保護膜１６に相当す
る試料Ｃの保護膜が、試料Ａや試料Ｂの保護膜に比べて、水分を通過させにくく、水分の侵
入を防止する膜として非常に優れていることを示す。上述のように、絶縁膜１６ａとその上
の絶縁膜１６ｂとその上の絶縁膜１６ｃとの積層膜を、水分防止膜として用いることで、有
機ＥＬ素子に水分が伝達されるのを的確に防止することができる。

     

❑　特許事例２

特開 2018-04161018　有機ＥＬ表示装置 

【概説】

有機ＥＬ表示装置は、例えば、液晶表示装置と比較して、自発光体を用いているため、視認
性、応答速度の点で優れているだけでなく、バックライトのような照明装置を要しないため、
薄型化が可能となっている。有機ＥＬ表示装置では、発光効率を向上させるため、種々の検
討がなされている。例えば、特許文献（特開2006-302879号）に開示されるように、キャッピ
ング層を設ける方法が提案されている。この方法によれば、有機発光ダイオードからの光を
効率良く外部に出射させて発光効率を向上させ得るが、さらなる発光効率の向上が求められ
ている。そこで、本発明は、発光効率に優れた有機ＥＬ表示装置を実現にあって、下図３の
ように、有機ＥＬ表示装置であって、有機ＥＬ層と、有機ＥＬ層の光の出射側に配置される
上部電極と、発光材料を含み、上部電極の有機ＥＬ層が配置される側とは反対側に配置され
る発光材料含有層とを有し、発光材料が有機ＥＬ層から発光した光により発光する構成構造
／構造技術が提供されている。

図１　有機ＥＬ表示装置の回路構成の一例を示す概要図
図２　有機ＥＬ表示装置の回路図の一例を示す図
図３　有機ＥＬ素子構造の断面の一部を示す断面図
図４　有機ＥＬ表示装置の各発光素子を対比して示す層構成図

【符号の説明】

１０  有機ＥＬ表示装置、１１  表示領域、１２  データ駆動回路、１３  走査駆動回路、
１４  走査線、１５  データ線、１６  電位配線、１７  第１の電位供給配線、１８  第２
の電位供給配線、２０  ドライバトランジスタ、２１  ソース電極、３０  スイッチトラン
ジスタ、４０  蓄積容量、５０  付加容量、６０  有機発光ダイオード、１００  基板、
２０１  第１の発光素子、２０２  第２の発光素子、２０３  第３の発光素子、４０１ 
ＴＦＴ層、４０２  平坦層、４０３  金属層、４０４  絶縁層、４０５  アノード電極、
４０６  バンク層、４０７  有機ＥＬ層、４０８  カソード電極、４０９  第１の封止膜、
４１０  第２の封止膜、４１１  第３の封止膜、４２１  第１のキャッピング層、４２２ 
第２のキャッピング層、４２０  発光材料含有層

 Mar. 19, 2018  The Washington Post

●　今夜の寸評：世界の反動リスク

ぼんくらや偏重のリーダーが世界を跋扈しガチャガチャするのはするのはいいが、その責任
は取れない（取らない）リスクが残こされるだけである。ここでの肝は「易きに衝かず」だ
が、それができればことは丸く収まる。

  ●　今夜の一曲

『YELL』　いきものがかり　作詞／作曲:水野良樹

「“わたしば”、今とこに在るの」と

踏みしめた足跡を何度も見つめ返す

枯葉を抱合秋め<窓辺に

かじかんだ指先で夢を描いた

翼はあるのに飛べずにいるんだ

ひと引こなるのが恐<てつらくて

優しいひだまりに肩寄せる日々を

越えて僕ら孤往な夢へと歩<

サヨナラは悲しい言葉じゃない

それそれの夢へと僕らを繋ぐYELL

ともに過ごした日々を胸に抱いて

飛び立つよ独りで未来(つぎ)の空へ.....