成果報告書詳細
管理番号20120000000260
タイトル平成21年度~平成23年度成果報告書 「省エネルギー革新技術開発事業/実用化開発/有機EL照明用高効率アウトカップリングフィルムの研究開発」
公開日2012/7/26
報告書年度2009 - 2011
委託先名株式会社オプトメイト
プロジェクト番号P09015
部署名省エネルギー部
和文要約件名:平成21年度?平成23年度成果報告書 有機EL照明用アウトカップリングフィルムの研究開発
本プロジェクトの目的は有機EL照明の高効率化を光取り出し効率を改善することにより達成することである。光取り出し効率を改善するためにアウトカップリングフィルムとよばれるマイクロレンズフィルムを用いることは既に知られており、株式会社オプトメイトは平成18年頃よりヨーロッパの開発研究機関、開発メーカー、等の要望をふまえ開発を行い、平成20年には10μmφの半球レンズをその表面に無数に形成、その裏面には粘着材層を有するアウトカップリングフィルムを作成し提供を行った。本プロジェクトではこの技術を更に深化させ上述したアウトカップリングフィルムを基準とし、さらに10%の光取り出しを向上するフィルムの実用化をはかることを目的として実施した。本プロジェクトは光取り出しに最適化された(1)高効率レンズ形状研究開発(2)レンズフィルム材料研究開発(3)(1)のレンズ形状を得るために必要な高精度マイクロレンズ金型作成技術研究開発(4)実用的にマイクロレンズフィルムを作成する高精度マイクロレンズフィルム加工技術研究開発の4つのサブテーマにわけ進めた。(3)については北海道大学電子科学研究所に研究委託した。より具体的には(1)高効率レンズ形状研究開発については光学シミュレーション及びマクロレンズを用いたモデル実験をふまえ75種のマイクロレンズ形状を作成、評価用デバイスに貼り付けその光取り出し効率を評価した。(2)レンズフィルム材料研究開発についてはレンズ層、粘着材層の屈折率、厚み、ヘイズ値、その他を変化させたフィルムを作成し(1)のマイクロレンズ形状探索にて得られたいくつかのレンズ構造を作成し、評価用デバイスに貼り付けその光取り出し効率を評価した。(3)高精度マイクロレンズ金型作成技術研究開発については北海道大学電子研究所においてダイナミックマスクレスリソグラフィー技術を応用しマイクロレンズ用精密金型の作成方法を検討した。同時により実用的サイズの金型の作成/複製技術についても調査、検討を実施した。(4)高精度マイクロレンズフィルム加工技術研究開発についてはマイクロレンズ加工を連続的にロールTOロールで実施できる装置を設計、導入しマイクロレンズ加工に最適な温度、圧力、時間、その他のパラメーターを変化させ最適化を行った。光取り出し効率を評価する際に使用した評価用デバイスは平成23年度においては発光層が単層及び積層タイプ、発光材料が蛍光材料タイプ、全燐光材料タイプを含め複数種のデバイスにて評価した。以上の検討の結果、レンズ形状、レンズ材料及び粘着材料を組み合わせて作成した複数種のアウトカップリングフィルムが特定の有機ELデバイスにおいて本プロジェクトの目標である平成20年に開発したアウトカップリングフィルム比+10%の光取り出し向上をさせることが認められた。さらにこれらのフィルムを実用的価格で量産する目途を得た。本プロジェクトにて開発されたフィルムは世界の20を超える照明用EL開発メーカー/研究機関に提供しており、複数の提供先は開発品を用いた学会発表/プレスリリース/展示、等を実施している。
英文要約Title: Development of High Efficient Outcoupling films for White OLEDs.(FY2009-FY2011) Final Report
Outcoupling films are well known that improve the light efficiency of white organic light-emitting diodes(OLEDs). Optmate developed outcoupling films in 2008 and provided them to some research and development teams of universities, institutes and companies in Europe and Japan.Under this project Optmate challenged to improve outcoupling films to get the higher efficiency compared with the conventional films that we developed and provided in 2008.The target of this project is to develop the films is up 10% higher efficiency from that of the conventional and have productivity will be available for many white OLEDs makers in 2012.We studied and developed the following fields.(1)Searching the better shapes of microlens for outcoupling efficiency.We made over 70 kinds of microlens structures, referring from the computer simulation and macrolens models and evaluated the outcoupling efficiency. (2)Searching the better materials of lens layer and adhesive layer for outcoupling efficiency.We made films consisting lens layer and adhesive and each layer has different kinds of refractive index, haze value, thickness and other factors and evaluated the outcoupling efficiency.(3)Searching the manufacturing process of fine patterning mold.We did by ourselves and also outsourced some parts of this program to Hokkaido University.We made fine patterning molds and also large size molds to be used in the production.(4)Developing the process of fine patterning films for the production of outcoupling films.We designed the equipment that can made microlens pattern on the surface of adhesive films.By tuning the condition of pressing time, temperature, pressure and others, we prepared the production lines of outcoupling films.In this project, we used many kinds of white OLEDs for our film evaluation. Some OLEDs have stack layers structure and others are one layer. Some OLEDs use all phosphorescene and others are not.As the result, we achieved the target. Several films, having some shape of lenses, some kind of lens materials and adhesives. And the manufacturing process of films are also prepared.The films are available for white OLEDs makers in 2012.
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