成果報告書詳細
管理番号20110000001356
タイトル平成21年度~平成22年度成果報告書 次世代高効率・高品質照明の基盤技術開発 有機EL照明の高効率・高品質化に係る基盤技術開発(2)
公開日2011/12/13
報告書年度2009 - 2010
委託先名コニカミノルタテクノロジーセンター株式会社
プロジェクト番号P09024
部署名電子・材料・ナノテクノロジー部
和文要約発光面積 100cm2以上、高効率発光効率 130lm/W以上、高品質平均演色評価指数 80以上、輝度 1,000cd/m2以上、輝度半減寿命 4万時間以上を実現する有機照明デバイス技術開発を行うステージツー。委託開発事業において、上記有機EL照明実現の技術課題を明確にして、具体化する実行計画を策定し遂行した。 平成22年度の目標を 発光面積 25cm2以上、発光効率 50lm/W以上、平均演色評価指数 80以上、輝度 1,000cd/m2以上、輝度半減寿命 10,000時間以上ステージワンとした。 理論解析光学シミュレーション等により実現方式の光学設計を行い、青色燐光材料開発に着手し、本燐光材料を適用して、上記目標を引き出す層設計技術光取出し技術を開発する事により、発光面積25cm2以上、発光効率 61lm/W、平均演色評価指数 83、輝度 1,000cd/m2、輝度半減寿命 20,000時間のサンプルを作製し、ステージワン目標が達成できる事を実証した。 一方、ラボ条件のスケールアップを含め塗布型ロールツーロール製造プロセスに必要な生産技術を導入したパイロットラインを平成22年晩秋に稼働させた。このパイロットラインを用いて、塗布型デバイスの試作検証を行い、ロールツーロール製造プロセスの量産化に向けた生産技術開発課題が、1 高速製膜積層化技術、2 高速電極形成技術、3 高速洗浄技術、4 高速封止技術、5 高速搬送技術、6 高速ベーク技術、及び7 高速品証技術にある事を確認し、それらの達成技術開発にも着手した。 ステージツーに向けた要素技術開発にも着手した。材料層設計技術開発の材料技術においては、独自の分子計算法を開発し、発光性予測が可能となり、ドーパント及びホストの組み合わせに着目した分子設計が可能となった。層設計技術においては、燐光素子劣化主要因を絞込み対策指針を策定した。光取出し技術においては、燐光素子光学特性解析を完了し、性能向上指針を策定した。評価解析法技術において、燐光有機EL素子劣化機構についてはモデル素子を用いて、通電キャリアによる劣化の基本解析法を確立したり、発光層が主因である事も明らかとした。
英文要約Title : Fundamental reserch projects for developing next generation high efficiency and high quality lightings and high efficiency and high performance OLED lightings (FY2009 - FY2010) Intermediate report
Final target of this national project is to realize the organic light emitting diode (OLED) features high efficiency (high power efficiency;≧130 lm/W ), high quality (general color rendering index;≧80, luminance;≧1,000 cd/m2 and life time of luminance;≧40,000 hours ) with emitting area of ≧100 cm2 . It is named Stage II. In the mean time we made the plan detailed to realize it at first then executed it after we made the challenges clear to do it. The target of fiscal year 2010 was determined to be high efficiency (≧50 lm/W), general color rendering index (≧80), luminance (≧1,000 cd/m2) and life time of luminance (≧10,000 hours) with emitting area of ≧25cm2. It was called Stage I. The theoretical analysis, the optical simulation mainly enabled to make the design of layers concerning optical properties. We embarked on the development of phosphorescent materials in parallel with it. So new phosphorescent materials, new layer design and the technology of extraction efficiency resulted in producing the OLED featured high power efficiency of 61 lm/W, general color rendering index of 83, luminance of 1,000 cd/cm2 and life time of luminance of 20,000 hours with emitting area of 25 cm2so that it proved we could realize Stage I of OLED. On the other hands pilot line started up in the end of last fall. It was poured by several technologies of the fundamental product engineering for Roll to Roll process. It was operated to produce samples of OLED device to find out the challenges for building the mass production plant. So 7 challenges needed to be developed were found out such as (1) high speed multi-layer coating technology (2) high rate electrode deposition technology (3) high speed precision cleaning technology (4) high speed sealing technology (5) high speed web transportation technology (6) high rate inline baking technology (7) high speed inline inspection technology. We started on development of them. We also embarked upon the development of the technologies for Stage II. We developed the calculating method of the molecular design in the technology of developing materials so that it was possible to expect the emitting properties of device by using it. In addition it was possible to design the molecular formation regarding the combination of dopant and host. We narrowed the causes of deteriorating phosphorescent materials down to design the multi layer. So we singled out the countermeasure and road map for it. In the technology of extraction efficiency we completed analyzing the photo properties of phosphorescent device. We made road map for improving the extraction efficiency. In the technology of evaluation and analysis particularly concerning the mechanism of degrading phosphorescent devices we developed the fundamental method of analyzing it by using the certain model device. So we established the analyzing method of deteriorating luminance during operation. We proved the property of the emitting layer to be the main cause as well.
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