横結合型色変換方式を用いた照明用高効率白色有機EL素子とその光学理論の研究

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19550182
• 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): 2007 – 2009
• 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

研究概要

青色系有機EL素子と赤色系色変換材料を組合せ、薄膜内を伝搬する導波モード光を効率良く外部に取り出す"横結合型色変換方式"に基づく白色有機ELの高性能化を進めると共に、同素子内部の光伝搬現象、光学モード分布を定量化するための独自の光学解析ソフトウェアを開発した。同素子の構造設計を光学解析に基づいて最適化した結果、発光効率39-lm/W、外部量子効率19%、色度座標(0.29,0.41)の白色発光が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] High Efficiency 200-lm/W Green light E mitting Organic Devices Prepared on Hi gh-Index of Refraction Substrate (2009)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi Mikami, Takahiro Koyanagi
  • 雑誌名: Technical Papers of Society for Information Display Vol.40 ページ: 907-910
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of Light Extraction Efficiency in Green light Emitting Organic Devices Prepared on High-Index of Refraction Substrate (2009)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi Mikami, Takahiro Koyanagi
  • 雑誌名: Proceedings of Internation al Display Research Conference Vol.29 ページ: 162-165
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有機elの光学的効果を利用した高効率デバイス設計技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 雑誌名: 月刊ディスプレイ 15巻 ページ: 22-26
• [雑誌論文] 有機elの高性能化を実現するマルチスケール光学設計技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 雑誌名: 映像情報メディア学会誌 39巻 ページ: 1364-1365
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light Extraction Techniques in High Efficiency 200-lm/W Organic Light Emitting Devices Coupled with High-Refractive-Index Substrate (2009)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi Mikami
  • 雑誌名: Proceedings of International Display Workshop Vol.16 ページ: 447-450
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Efficiency Ultraviolet Light Emitting Organic Devices and Its Application to White Light Source (2008)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi Mikami, Yuki Mizuno, Shigeyuki Takeda
  • 雑誌名: Technical Papers of Society for Information Display Vol.39 ページ: 215-218
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有機elの最新技術動向 (2008)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 雑誌名: KEC情報協会誌 No.206 ページ: 25-33
• [雑誌論文] White Emission by Ultraviolet Light Emitting Organic Devices Combined with Color Conversion Layers (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Mikami, Yuki Mizuno, S. Takeda
  • 雑誌名: Proceedings of 14th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence Vol.14 ページ: 57-60
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of Out-Coupling Efficiency in Organic Light Emitting Devices Stacked with High Refractive Index of Porous Light Scat tering Layers (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Koyanagi, A. Mikami
  • 雑誌名: Proceedings of The 15th International Display Workshop Vol.15 ページ: 1025-1028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Analysis on the Influence of Anode Structure upon Luminance in Thin Film Stacked Organic Light Emitting Devices (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Yamana, M. Nakamura, N. Ito, Y. Mitsutake, T. Yamaki, A. Mikami
  • 雑誌名: Proceedings of The 15th International Display Workshop Vol.15 ページ: 1033-1036
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Efficiency Red-Light-Emitting Phosphorescent Organic Devices Having a Very Thin Polymer Layer (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Imamura, S. Takeda, A. Mikami
  • 雑誌名: Proceedings of International Display Workshop Vol.14 ページ: 1061-1064
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Efficiency Deep-Blue Organic Light Emitting Devices Having a Very Thin Hole-Transporting Polymer Layer (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Mikami, T. Koshiyama, T. Saito
  • 雑誌名: Asian Symposium Information Display(ISBN:978-981-05-8143-5) Vol.10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of Optical Efficiency in White Light Emitting Organic Devices by Lateral Color Conversion (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Mikami, T. Koyanagi
  • 雑誌名: Proceedings of International Display Research Conference Vol.27 ページ: 116-119
  • 査読あり
• [学会発表] 高効率燐光有機el素子の光学モード解析と構造設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 学会等名: 電気化学会第77回大会
  • 発表場所: 富山大学、富山
  • 年月日: 2010-03-31
• [学会発表] マルチスケール光学解析による高効率有機el素子の構造設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学、神奈川
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] 有機EL照明に向けた高効率デバイス設計技術 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 学会等名: 学振131&162合同研究会
  • 発表場所: 主婦会館、東京
  • 年月日: 2010-03-05
• [学会発表] 有機ELの光学的効果を利用した高効率デバイス設計技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 学会等名: 日本光学会、光設計研究グループ第41回研究会
  • 発表場所: 大阪商工会議所、大阪
  • 年月日: 2009-04-16
• [学会発表] 有機EL素子の光学シミュレーション解析と光取り出し向上化技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 日本大学、東京
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 有機ELの光学的効果と高効率化技術 (2008)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 学会等名: 学振125委員会EL分科会第34回研究会
  • 発表場所: 東京キャンバスイノベーションセンター、東京
  • 年月日: 2008-12-19
• [学会発表] 青緑色系燐光有機ELを光源とした色変換型白色有機発光の高効率化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 今村彰宏、小柳貴裕、徳永淳、鈴木豪、三上明義
  • 学会等名: 有機EL討論会
  • 発表場所: 金沢市文化ホール、石川
  • 年月日: 2008-11-20
• [学会発表] フレネル理論の展開による光取り出し効率の限界特性解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小柳貴裕、徳永淳、鈴木豪、今村彰宏、三上明義
  • 学会等名: 有機EL討論会
  • 発表場所: 金沢市文化ホール、石川
  • 年月日: 2008-11-20
• [学会発表] 有機ELのマルチスケール光学解析と高効率化に向けたデバイス設計 (2008)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 学会等名: 応用物理学会 有機分子・バイオエレクトロニクス分科会
  • 発表場所: 東京大学、東京
  • 年月日: 2008-11-11
• [学会発表] 高効率有機ELの開発動向と光学的効果が及ぼす影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 学会等名: 日本光学会年次学術講演会、特別シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場、茨城
  • 年月日: 2008-11-04
• [学会発表] 二波長型マルチレイヤー構造を用いた燐光白色有機ELの構造設計 (2008)
  • 著者名/発表者名: 今村彰宏、鈴木豪、三上明義
  • 学会等名: 第68回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学、東京
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] 高屈折率多孔質散乱層を用いた有機ELの光取り出し効率の改善 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小柳貴裕, 三上明義
  • 学会等名: 有機EL討論会
  • 発表場所: 日本未来科学館、東京
  • 年月日: 2008-06-12
• [学会発表] ゲスト・ホスト型発光層を用いた白色有機ELの発光特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 齊藤貴文、竹田茂幸、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、静岡
  • 年月日: 2008-01-24
• [学会発表] 紫外光を利用した色変換方式白色有機ELの発光特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 竹田茂幸、水野祐希、三上明義
  • 学会等名: 映像情報メディア学会冬季大会
  • 発表場所: 工学院大学、東京
  • 年月日: 2007-12-18
• [学会発表] フレネル理論の展開による有機ELの光学シミュレーション解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小柳貴裕、三上明義
  • 学会等名: 有機EL討論会
  • 発表場所: 九州大学、福岡
  • 年月日: 2007-11-15
• [学会発表] 紫外発光有機ELの高効率化と白色光源への応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 水野祐希、三上明義
  • 学会等名: 電子情報通信学会、有機エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 新潟大学、新潟
  • 年月日: 2007-11-09
• [学会発表] 高屈折率基板上に形成した有機ELの光学特性とシミュレーション解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小柳貴裕, 三上明義
  • 学会等名: 第67回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 北海道工業大学、北海道
  • 年月日: 2007-09-05
• [学会発表] 紫外発光有機ELの高効率化と白色化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 水野祐希、三上明義
  • 学会等名: 有機EL討論会
  • 発表場所: 日本未来科学館、東京
  • 年月日: 2007-06-08
• [図書] 照明用有機EL最新動向 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 総ページ数: 90
  • 出版者: (株)電子ジャーナル
• [図書] 有機EL技術開発の最前線 (2008)
  • 著者名/発表者名: 三上明義(監修)
  • 総ページ数: 406
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] 発光と受光の物理と応用、(共著、監修:小林洋志) (2008)
  • 著者名/発表者名: 三上明義
  • 総ページ数: 423
  • 出版者: 培風館
• [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ト素子、照明装置および表示装置 (2008)
  • 発明者名: 三上明義
  • 権利者名: 金沢工業大学、住友化学株式会社
  • 産業財産権番号: 特許願, 2008-81569
  • 出願年月日: 2008-03-26
  • 取得年月日: 2008-03-26
• [産業財産権] 無機電界発光素子およびその成膜方法 (2007)
  • 発明者名: 三上明義
  • 権利者名: 三洋電機株式会社
  • 産業財産権番号: 特許・4047095
  • 出願年月日: 2007-11-30
  • 取得年月日: 2007-11-30