マルチスケール光学解析を用いた高効率白色有機EL素子の実践的研究

• 研究課題/領域番号: 22550168
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 金沢工業大学
• 研究代表者: 三上 明義 金沢工業大学, 工学部, 教授 (70319036)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 有機 EL / 照明装置 / 電気・電子材料 / シミュレーション工学 / 有機ＥＬ / 発光素子 / 光物性 / シミュレーション / 有機EL

研究概要

青色系発光層と赤色系発光層を組合せた白色発光有機EL素子を作製し、光学設計に基づく素子構造の最適化により発光効率の改善を検討した。このため、波動光学、電磁光学、近接場光学を統合化したマルチスケール光学解析手法を開発し、表面プラズモン損失の低減および薄膜導波光の外部放射光への転換方法を開発した結果、電力効率195lm/W、外部量子効率47%、光取り出し効率に換算して約50%以上の高効率有機EL素子が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Optical Design of High Efficiency Organic Light Emitti ng Devices, Optical, Optics-Photonics (2012)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi Mikami
  • 雑誌名: Design and Fabrication 巻: 7 ページ: 407-410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Design of Enhanced Light Extraction Efficiency in Multi-Stacked OLEDs Coupled with High Refractive-Index Medium and Back-Cavity Structure (2012)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi Mikmai
  • 雑誌名: Technical Papers of Information Display 巻: Vol.43 ページ: 683-686
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical design of enhanced light extraction efficiency in organic light emitting device with an optically controlled surface plasmon coupling (2012)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi Mikami
  • 雑誌名: Journal of Light & Visual Environment 巻: Vol.13 ページ: 105-108
  • NAID: 130004439763
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有機EL素子の光学解析技術と 高効率化手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 雑誌名: 応用物理学会誌 巻: 80 ページ: 277-283
  • NAID: 10027969705
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical design of200-lm/Whigh efficiency phosphorescent organic light emitting devices based on the high refractive index substrate (2011)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi Mikami
  • 雑誌名: Phys. Status Solidi 巻: C8, No.9 ページ: 2899-2902
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of Light Extraction from Waveguide Mode by High Refractive Index Intermediate Layer in Organic Light Emitting Device with Back-Cavity, Technical Papers of Society for (2011)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi Mikami
  • 雑誌名: Information Display 巻: 30 ページ: 13-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有機EL素子の光学解析技術と高効率化手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 雑誌名: 応用物理学会誌 巻: 80巻 ページ: 277-283
  • NAID: 10027969705
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical design of 200-lm/Whigh efficiency phosphorescent organic light emitting devices based on the high refractive index substrate (2011)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi Mikami
  • 雑誌名: Phys.Status Solidi 巻: C8, No.9 号: 9 ページ: 2899-2902
  • DOI: 10.1002/pssc.201084041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of Light Extraction from Waveguide Mode by High Refractive Index Intermediate Layer in Organic Light Emitting Device with Back-Cavity (2011)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi Mikami
  • 雑誌名: Technical Digest of International Research Conference 巻: Vol.30 S6-4 ページ: 13-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Design of High Efficiency Organic Light Emitting Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi Mikami
  • 雑誌名: Technical Digest of Optics-Photonics Design and Fabrication 巻: Vol.7 ページ: 407-410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Design of High Efficiency Phosphorescent Organic Light Emitting Devices Based on Improvement of Light Extraction Technique (2010)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi Mikami, Takahiro Koyanagi, Yuji Sawatari
  • 雑誌名: Technical Digest Optical, Opto E Lectronic and Photonic Materials and Applications 巻: Vol.4 ページ: 71-71
  • 査読あり
• [学会発表] High-Efficiency Green PhosphorescentOrganic Light-Emitting Diodes withDouble-Emission Layer and ThickN-doped Electron Transport Layer (2012)
  • 著者名/発表者名: Shunichirou Nobuki, Akiyoshi Mikami
  • 学会等名: 10th International Conference onNano-Molecular Electronics
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場、淡路
  • 年月日: 2012-12-13
• [学会発表] Enhancement ofLight Extraction Efficiency in Organic Light Emitting Devices with Multi-Stacked Cathode and High Refractive-Index Anode, stic (2012)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi Mikami
  • 学会等名: Electronics Conference(招待講演)
  • 発表場所: Messe Dresden, Dresden, Germany
  • 年月日: 2012-10-09
• [学会発表] Optical Analysis of Surface-Plasmon Coupling in Organic Light Emitting Devices with Multi-Stacked Cathode Structure (2012)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi Mikami
  • 学会等名: 10th International Conference on Optics-Photonics Design & Fabrication
  • 発表場所: Vissarion Belinsky, St.Pertersburg, Russia
  • 年月日: 2012-07-04
• [学会発表] Optical design of enhanced light extraction efficiency in organic light emitting device with an optically controlled surface plasmon coupling (2012)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi Mikami
  • 学会等名: 13th International Symposium on the Science and Technology of Lighting(招待講演)
  • 発表場所: Rensselaer Polytechnic Institute, Toroy, USA
  • 年月日: 2012-06-25
• [学会発表] 有機ELの光学過程と高効率 化に向けた光学設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 学会等名: 有機EL討論会第13回例会
  • 発表場所: 大阪大学(大 阪)
  • 年月日: 2011-11-21
• [学会発表] 有機ELの光学過程と高効率化に向けた光学設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 学会等名: 有機EL討論会第13回例会予稿
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-21
• [学会発表] マイク ロレンズを用いた有機EL素子の光取り出 し効果に及ぼす背面反射率の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大橋卓巳,佐渡裕児、三上明義
  • 学会等名: 応用物理学会北陸信越支部大会
  • 発表場所: 金沢歌舞伎座(石川)
  • 年月日: 2011-11-18
• [学会発表] マイクロレンズを用いた有機EL素子の光取り出し効果に及ぼす背面反射率の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大橋卓巳, 佐渡裕児、三上明義
  • 学会等名: 応用物理学会北陸信越支部大会
  • 発表場所: 金沢歌舞伎座(石川県)
  • 年月日: 2011-11-18
• [学会発表] バックキャビティ 構造を用いた有機EL素子の表面プラズ モン損失の低減 (2011)
  • 著者名/発表者名: 後藤隆男、三上明義
  • 学会等名: 電子情報通信学会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] バックキャビティ構造を用いた有機EL素子の表面プラズモン損失の低減 (2011)
  • 著者名/発表者名: 後藤隆男、三上明義
  • 学会等名: 電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] 有機EL素子の光学デザイン - 無損失光源へのアプローチ (2011)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 学会等名: 第72回応用 物理学会学術講演会(招待講演)
  • 発表場所: 山形大学(山形)
  • 年月日: 2011-08-29
• [学会発表] 有機EL素子の光学デザイン-無損失光源へのアプローチ (2011)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形県)(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-29
• [学会発表] 有機EL素子の光 取り出し効率に及ぼす背面反射率の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐渡裕児、三上明義
  • 学会等名: 有機EL討論会第12回例会
  • 発表場所: 日本科学未来館(東京)
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] 有機EL素子の光取り出し効率に及ぼす背面反射率の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐渡裕児、三上明義
  • 学会等名: 有機EL討論会第12回例会
  • 発表場所: 日本科学未来館(東京都)
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] 有機E L素子における表面プラズモン損失の膜 厚依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐渡裕児、安川晃司、三上明義
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎)
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] 有機EL素子における表面プラズモン損失の膜厚依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐渡裕児、安川晃司、三上明義
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会予稿集
  • 発表場所: 長崎大学、長崎
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] 有機ELの偏光特性に及ぼす表面プラズモン損 失の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三上明義、安川晃司、小柳貴裕
  • 学会等名: 有機EL討論会第10回例会
  • 発表場所: 日本未来科学館(東京)
  • 年月日: 2010-06-18
• [学会発表] 有機ELの偏光特性に及ぼす表面プラズモン損失の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三上明義、安川晃司、小柳貴裕
  • 学会等名: 有機EL討論会 第10回例会
  • 発表場所: 日本未来科学館、東京
  • 年月日: 2010-06-18
• [学会発表] 有機ELの光取り出しの基礎 と最近の話題 (招待講演) (2010)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 学会等名: ニュー・フロ ンティア材料研究会第220回講演会
  • 発表場所: 大阪府立大学(大阪)
  • 年月日: 2010-06-11
• [学会発表] 有機ELの光取り出しの基礎と最近の話題 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 学会等名: ニュー・フロンティア材料研究会 第220回講演会
  • 発表場所: 大阪府立大学、大阪(招待講演)
  • 年月日: 2010-06-11
• [学会発表] Optical design of enhanced light extraction efficiency in organic light emitting device with an optically controlled surface plasmon coupling
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi Mikami
  • 学会等名: 13th International Symposium on the Science and Technologyof Lighting
  • 発表場所: Rensselaer Polytechnic Institute, Toroy, USA
  • 招待講演
• [学会発表] 有機ELの光学過程と高効率化に向けた光学設計技術
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 学会等名: 環瀬戸内海光源研究会
  • 発表場所: 龍谷大学、京都
  • 招待講演
• [学会発表] 有機ELの光学過程とその表示特性に及ぼす影響
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 学会等名: 超臨場感立体表示技術研究会
  • 発表場所: テレコム先端技術研究センター、東京
  • 招待講演
• [学会発表] マイクロレンズシートを用いた有機EL 素子の光学特性解析
  • 著者名/発表者名: 大橋卓巳、三上明義
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学、松山
• [学会発表] Enhancement of Light Extraction Efficiency in Organic Light Emitting Devices with Multi-Stacked Cathode and High Refractive-Index Anode
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi Mikami
  • 学会等名: Plastic Electronics Conference
  • 発表場所: Messe Dresden, Dresden, Germany
  • 招待講演
• [学会発表] 有機LEDの基礎
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 学会等名: 日本学術振興会光電相互変換第125委員会研究会
  • 発表場所: 明治大学、東京
  • 招待講演
• [学会発表] 有機ＥＬの光学デザイン
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 学会等名: 有機EL討論会 第15回例会
  • 発表場所: くにびきメッセ、松江
  • 招待講演
• [学会発表] High-Efficiency Green Phosphorescent Organic Light-Emitting Diodes with Double-Emission Layer and Thick N-doped Electron Transport Layer
  • 著者名/発表者名: Shunichirou Nobuki, Akiyoshi Mikami
  • 学会等名: 10th International Conference on Nano-Molecular Electronics
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場、淡路
• [学会発表] プローブドーピング法を用いた緑色燐光有機EL素子の発光領域解析
  • 著者名/発表者名: 櫻井誠也、三上明義
  • 学会等名: 電子情報通信学会 電子ディスプレイ研究会
  • 発表場所: 静岡大学、浜松
• [図書] これからの畜・省エネルギー材料の開発における機能性付与技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三上明義(分担執筆)
  • 出版者: (株)技術情報協会
• [図書] これからの畜・省エネルギー材料の開発における機能性付与技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 出版者: ㈱技術情報協会出版
• [図書] 白色有機EL照明技術 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三上明義(監修)
  • 総ページ数: 244
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] プラ ズモン基礎理解の徹底と応用展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三上明義 (分担執筆)
  • 出版者: (株)情報機構
• [図書] プラズモン基礎理解の徹底と応用展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三上明義(分担執筆)
  • 総ページ数: 360
  • 出版者: (株)情報機構
• [備考]
  • URL: http://kitnet10.kanazawa-it.ac.jp/researcherdb/researcher/RJJAAG.html
• [備考]
  • URL: http://kitnet10.kanazawa-it.ac.jp/researcherdb/researcher/RJJAAG.html
• [備考]
  • URL: http://kitnet10.kanazawa-it.ac.jp/researcherdb/researcher/RJJAAG.html
• [産業財産権] 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置および表示装置 (2012)
  • 発明者名: 三上明義
  • 権利者名: 住友化学株式会社、三上明義
  • 出願年月日: 2012-09-21