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埋め込み型低屈折率格子を用いた有機発光デバイスの光取り出し効率の向上

Nature Photonics 2, 8 doi: 10.1038/nphoton.2008.132

<p>有機発光デバイスは効率が高いので、このデバイスを用いて、現在年間2,300億ドルかかっている屋内照明のエネルギー消費を減らすことに関心が集まっている。実際、内部量子効率<f><italic>η</italic><inf><roman>IQE</roman></inf></f>が100%のリン光有機発光デバイスは、既に蛍光灯の効率に匹敵するものとなっている。しかし、有機材料の屈折率が高く、光閉じ込めや内部反射が起こるため、従来型有機発光デバイスの光取り出し効率<f><italic>η</italic><inf><roman>out</roman></inf></f>は、20%程度に限られていた。今回我々は、低屈折率格子を有機層に埋め込むことによって、スペクトル歪を生じさせずに導波光の取り出し効率を向上できることを実証した。ガラスモードを取り出すマイクロレンズを組み合わせると、白色有機発光デバイスの外部量子効率<f><italic>η</italic><inf><roman>EQE</roman></inf></f>は34 ± 2%に、電力効率は<f>68 ± 4 <roman>lm</roman> <roman>W</roman><SUP>–1</SUP></f>に向上した。得られた<f><italic>η</italic><inf><roman>out</roman></inf></f>は、比較のために用いた従来型有機発光デバイスの<f>2.3 ± 0.2</f>倍である。シミュレーションから、その効率を<f>3.4 ± 0.2</f>倍にまで高められることが示されている。</p>

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