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白色有機EL照明技術(普及版)

  • Technologies of White OLEDs for Lighting Application(Popular Edition)
  • NEW
2011年刊「白色有機EL照明技術」の普及版!白色有機ELについて、材料、構造設計、取り出し、長寿命、成膜プロセスといった基礎・開発技術から照明のデザイン設計、市場、応用まで網羅し解説!!

商品コード: B1215

  • 監修: 三上明義
  • 発行日: 2017年8月8日
  • 価格(税込): 5,292 円
  • 体裁: B5判、244ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-1208-8

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  • 実用化がはじまった次世代照明-白色有機EL照明 / 白色有機EL材料技術 / 白色パネル構造設計技術 / 白色有機EL光取り出し技術 / 白色有機ELの長寿命・高信頼化

刊行にあたって

 白色有機ELは白熱電球や蛍光灯を代替可能な次世代照明用の固体光源として重要な位置付けにある。高い発光効率,低電圧直流駆動,面光源という有機ELの本質的な特徴を生かして,光利用効率の高い照明装置がつくれると共に,蛍光灯で使用されている水銀,ガラス管,変圧器,昇圧器,反射板などが省けることから,廃棄物のない環境に優しい照明装置が実現できる。更に,薄型化,軽量化,フレキシブル化に適した有機素材を使用することから,設計の自由度が増し多様なデザインの照明装置の開発が可能になる。
 本書は白色有機EL照明を実現するための技術課題を中心に,材料,デバイス設計,周辺技術,製造プロセス,実用化・照明デザインなど最新技術を集成することを目的とした。有機EL照明の事業化を目指す企業の多くは,2020年までに100 lm/Wの発光効率を達成するという経産省が掲げた数値目標を前倒しする計画で開発を進めている。本書が,有機EL照明の向かうべき技術開発の方向性を示し,その実現を夢見る技術者・研究者に少しでも有益な情報が提供できれば幸いである。同時に有機EL照明の成功が,その後に到来するであろう「有機エレクトロニクスの世界」の"さきがけ"となることを期待したい。
(本書「はじめに」より一部抜粋)

<普及版の刊行にあたって>

 本書は2011年に『白色有機EL照明技術』として刊行されました。普及版の刊行にあたり、内容は当時のままであり加筆・訂正などの手は加えておりませんので、ご了承ください。

2017年8月  シーエムシー出版 編集部

著者一覧

三上明義   金沢工業大学 
秋山誠治   (株)三菱化学科学技術研究センター 
仲矢忠雄   大阪市立大学
荒金崇士   出光興産(株) 
坂上恵   九州大学 
内田孝幸   東京工芸大学 
河村幸則   富士電機(株) 
森竜雄   名古屋大学 
中村伸宏   旭硝子(株) 
岡本隆之   (独)理化学研究所 
三崎雅裕   神戸大学 
吉田郵司   (独)産業技術総合研究所 
内藤裕義   大阪府立大学
皆川正寛   長岡工業高等専門学校 
松本栄一   トッキ(株) 
大森 裕   大阪大学 
中茂樹   富山大学 
岡田裕之   富山大学
菰田卓哉   パナソニック電工(株) 
赤星治   (株)アイエスジェー 
長根寛   東京デザインパーティー 
増田淳三   IHSアイサプライ・ジャパン(株) 
金谷末子   (株)ビジュアル・テクノロジー研究所 

執筆者の所属表記は、2011年当時のものを使用しております。

目次

はじめに

第1編 白色有機EL材料技術   
第1章 有機EL発光材料
1 はじめに
2 蛍光材料
2.1 縮合多環芳香族炭化水素
2.2 ビニレン系色素
2.3 複素環
3 りん光材料
3.1 イリジウム錯体の構造的特徴
3.2 アニオン性2座配位子
3.2.1 発光性2座配位子と発光波長との相関関係
3.2.2 発光性2座配位子の置換基効果
3.2.3 補助配位子と発光波長との相関関係
3.2.4 アニオン性3座配位子の可能性
3.3 イリジウム錯体の有機EL特性
4 おわりに

第2章 白色発光単一有機化合物(低分子・高分子)―究極の白色発光体―
1 はじめに
2 炭素(C)とケイ素(Si)はどこが違うのか
3 π-電子共役系化合物が有機半導体材料に使われるのはなぜか
4 有機ELから有機スピンELへ
5 単一白色発光,キナクリドン誘導体の発見
6 その他の白色発光単一有機低分子
7 白色発光単一高分子
8 その他の白色発光単一高分子
9 フルカラー表示
10 おわりに

第3章 低分子型有機EL材料
1 はじめに
2 低分子型有機EL素子の構成
3 有機EL材料の開発経緯
4 高効率化に向けた取組み
4.1 再結合確率の向上~新規電荷輸送材料の開発~
4.2 Triplet-Triplet Fusionによる高効率化
4.3 三重項励起子の活用
5 白色有機ELへの適用
6 おわりに

第4章 駆動電圧の低減化に向けた材料・デバイス設計
1 有機ELデバイスの構造と電荷の注入
2 低電圧化に向けた取り組み
2.1 エネルギー障壁の低減
3 白色有機ELデバイス
4 おわりに

第5章 大面積白色有機ELと透明電極材料
1 はじめに 
2 アモルファス透明導電膜
3 AZO,GZO
4 マルチフォトンエミッション素子
5 導電性高分子を用いた電極
6 その他の電極
7 まとめ

第2編 白色パネル構造設計技術
第1章 色変換方式有機ELディスプレイ
1 有機ELディスプレイの課題
2 色変換法
2.1 有機ELのフルカラー化技術
2.2 色変換法(CCM法)の特長
2.3 大面積化に適したAdvanced CCM技術
3 今後のAdvanced CCM技術の展開

第2章 有機ELの白色化方式とその技術課題
1 はじめに―白色光とは―
2 白色EL素子の発光層構造
3 照明用有機EL素子の課題
4 おわりに

第3編 白色有機EL光取り出し向上化技術
第1章 有機EL素子の光学モード解析と光取り出し向上化技術
1 はじめに
2 有機EL素子における様々な光学現象とその解析方法
3 非伝搬光の光学モード分布と表面プラズモン損失
4 伝搬光の光学モード分布と光取り出し効率
5 光学モード分布の素子構造依存性
6 種々の光取り出し効率向上化技術
6.1 光散乱・屈折効果を利用した光取り出し技術
6.1.1 光散乱層方式
6.1.2 マイクロレンズ方式
6.1.3 低屈折率層方式
6.1.4 高屈折率層
6.2 回折効果・干渉効果を利用した光取り出し技術
6.2.1 回折格子方式
6.2.2 マイクロキャビティ方式
6.3 フォトニック効果を利用した光取り出し技術
6.3.1 サブ波長周期構造
6.3.2 表面プラズモンによる電場増強効果
6.4 その他の光取り出し技術
6.4.1 横伝搬型色変換方式
6.4.2 メサ型基板方式
7 まとめ

第2章 光散乱効果を利用した光取り出し技術
1 はじめに
2 光取り出し基板の構成と原理
3 高屈折率散乱層の要件
4 散乱層用ガラス材料及びプロセス
5 光取り出し効率
6 その他の効果
7 まとめ

第3章 表面プラズモン効果を利用した光取り出し技術
1 はじめに
2 表面プラズモンへのエネルギー散逸の割合
3 プラズモニック結晶による光取り出し
4 白色有機ELにおける光取り出し
5 大面積金属陰極表面への凹凸構造の導入
6 おわりに

第4章 分子配向制御による光取り出し技術
1 はじめに
2 低分子の分子配向制御
2.1 分子配向と光学的異方性
2.2 オリゴフェニレンの一軸配向制御
2.3 オリゴフェニレンの偏光有機EL
3 高分子の分子配向制御
3.1 ポリフルオレンの摩擦転写膜
3.2 ポリフルオレンの偏光有機EL
4 おわりに

第4編 白色有機ELの長寿命・高信頼化技術
第1章インピーダンス分光による有機デバイスの電子物性評価
1 はじめに
2 インピーダンス分光(IS)
3 等価回路
3.1 単一電荷注入機構
3.2 複注入機構
4 移動度評価
4.1 走行時間効果によるサセプタンスの極大値からの移動度評価法(-ΔB法)
4.2 走行時間効果によるコンダクタンス変化からの移動度評価法(ωΔG法)
5 トラップ分布評価
6 おわりに

第2章 白色有機ELパネルの長寿命化技術
1 はじめに
2 車載向け有機ELディスプレイに求められる性能
3 有機EL素子の寿命特性
4 有機EL素子の長寿命化技術
5 今後に向けて

第5編 白色有機EL成膜プロセス・新規技術
第1章 真空成膜技術による有機ELの製作
1 はじめに
2 低分子材料の真空蒸着技術
2.1 低分子材料の蒸発特性
2.2 真空度
2.3 蒸発源
2.4 レートコントロール技術
2.5 ドーピング蒸着技術
2.6 膜厚均一性
2.7 材料使用効率
3 金属材料の真空蒸着技術
3.1 アルミニウムの蒸発特性
3.2 アルミニウム用蒸発源
3.3 アルカリ金属用の量産用蒸発源
4 パターニング技術
4.1 アライメント機構
4.2 マスク蒸着技術
5 有機ELの真空成膜装置
5.1 実験装置
5.2 量産装置
6 おわりに

第2章 印刷・塗布技術による有機ELの作製
1 はじめに
2 高分子有機EL発光材料
3 ポリフルオレン高分子を用いた有機ELと白色発光
4 まとめ

第3章 溶液プロセスを用いた低分子系有機ELの作製
1 はじめに
2 有機EL用薄膜に求められる条件
3 スピンコート法による有機EL素子の作製
4 スプレイ法による白色有機EL素子の作製
5 自己整合IJPマルチカラー有機EL素子
6 まとめ

第6編 白色有機EL照明の応用技術
第1章 照明用白色有機ELの現状
1 はじめに
2 照明デバイスとしての有機EL
3 高演色性マルチユニット白色有機ELパネル
3.1 デバイス構造
3.2 白色有機ELの開発事例
4 省資源型有機EL製造技術
4.1 高速薄膜塗布プロセス
4.2 高速・高材料使用効率蒸着プロセス
5 結論

第2章 白色有機ELパネルの生産技術と性能改善―量産経験の開発知見から―
1 はじめに
2 OLED開発および事業化の現状
3 性能における問題点
4 生産における問題点
4.1 ガラス封止におけるリスク要因
5 課題と今後の対策
6 性能向上への対応方法と課題
6.1 膜封止のメリット
7 おわりに

第3章 デザインからみる有機EL照明―照明デザイナーからの視点を活かしフロンティアを獲得する―
1 はじめに
2 照明デザインとは何か?
3 なぜ光が大事なんだろう?
3.1 「照明って大事だよね!」
4 光の活用とは?
5 有機EL照明器具『ELRING』
6 有機EL照明実用化に向けての課題
6.1 技術面1:照度アップ/寿命アップ/低コストについて
6.2 技術面2:実用に耐えうる生産方法の確立
6.3 供給面:製作会社不足と流通形態
6.4 ソフト:使用目的による開発の方向性
6.5 社会性:有機EL照明の宣伝と基準
7 有機EL照明の将来性
8 デザイン例
8.1 病院の大部屋の例
8.2 ホテルの客室の例

第4章 有機ELディスプレイ市場と有機EL照明の展望
1 はじめに
2 有機ELディスプレイ―小型は普及した,大型開発はこれから―
2.1 有機ELディスプレイの構造
2.2 有機ELディスプレイの市場動向
2.2.1 アクティブ型
  (1)小型サイズ市場
   ①タッチパネルと有機ELの相性
   ②低消費電力
  (2)大型サイズ市場
2.2.2 パッシブ型
  (1)自動車関連
  (2)兆大型パッシブ型有機ELディスプレイ
2.3 まとめ
3 有機ELディスプレイ照明の市場展望―光環境の視点から―
3.1 はじめに
3.2 照明システム効率
3.3 光環境要件に関連する国内外の動向
3.4 居住空間における照明の要件
3.5 省エネルギー対策と新しい照明方式
3.6 「照度設計」から空間の「アピアランス設計」へ
3.7 白色有機EL照明と創る,あかり新時代
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