『光』の制御技術とその応用 事例集

タッチパネル、有機EL、LED、カメラ、太陽電池など

『光』の制御技術とその応用 事例集

反射、屈折、取り出し、拡散・収束、波長変換

  • 要求される“ハイレベルな光学特性”と“加工のしやすさ、大面積化、コスト低減”!
    この二律背反を克服する樹脂改質、フィラー配合、微細加工技術を徹底解説!
価格 95,000円+税 出版社 技術情報協会
発刊日 2014年03月17日 体裁 A4判 601ページ

本書のポイント


透明性の低下を防ぐ!透明を上げる!

  • 透明性が損なわれる原因とその対策
  • 樹脂の曇り・濁りの対策、防曇性付与のための表面処理
  • 樹脂別の光学特性比較、物性の違い
  • フィルム、射出成形品...形状の違いと光学特性の変化

光の反射をコントロールする!

  • ドライプロセス、ウェットプロセスによる反射防止膜形成と膜厚制御
  • ナノインプリントによる微細パターン形成と反射防止フィルムへの応用
  • 反射防止膜の基材へのダメージレス化と密着性向上
  • 太陽光の反射技術と遮熱材料への応用

屈折率を高める!複屈折を防ぐ!

  • 意図した屈折率を発揮する材料の組み合わせ
  • ナノ粒子分散による高屈折コーティング材料の作製
  • 高屈折率化と高透明性の両立、屈折分散率の安定化技術
  • 高屈折率材料の成膜技術と密着性の向上

内部の光を効率よく取り出す!!

  • 光の内部反射と熱変換・損失のメカニズム
  • 微細凹凸構造の制御と量産化技術
  • 表面プラズモン効果の光取り出し効率向上のための利用法
  • シミュレーション解析によるデバイスの光取り出し効率の予測

光を集める!広げる!

  • 光拡散フィルム・シートによる光ムラの低減化
  • 微粒子の光拡散性能の比較と添加量の低減
  • 集光シートの太陽電池、バックライトへの応用と集光効果の実証
  • 光学フィルムの組み合わせ最適化

光の波長を変える!

  • 蛍光体の分散の最適化
  • コーティング、印刷による波長変換膜の作成
  • 波長変換技術における有機物質の光劣化特性とその抑制
  • 実用化されている蛍光体と今後実用化が期待される蛍光体

執筆者

※敬称略

野田 哲也
三菱レイヨン(株)
後藤 幸平
後藤技術事務所
柿沼 孝一郎
バイエルマテリアルサイエンス(株)
清水 康寛
日本ゼオン(株)
岡本 敏
住友化学(株)
能木 雅也
大阪大学
谷尾 宣久
千歳科学技術大学
葭原 法
ポリマーテク研究所
池田 功一
日本ゼオン(株)
橋本 浩介
日油(株)
大幸 裕介
名古屋工業大学
南保 幸男
南保技術研究所
佐藤 勝昭
(独)科学技術振興機構
田淵 穣
DIC(株)
尾山 卓司
旭硝子(株)
羽山 秀和
(株)KRI
井上 知晶
東海光学(株)
吉田 知弘
ダイキン工業(株)
真田 和俊
戸田工業(株)
上川 直文
千葉大学
清水 亮作
(財)日本塗料検査協会
宮内 昭浩
(株)日立製作所
益田 秀樹
首都大学東京
谷口 淳
東京理科大学
依田 浩敏
近畿大学
齊藤 正
関西大学
滝沢 國治
成蹊大学
木下 岳司
慶應義塾大学
大越 豊
信州大学
田中 拓男
(独)理化学研究所
工藤 宏人
関西大学
村瀬 裕明
大阪ガス(株)
小野 浩司
長岡技術科学大学
森 秀晴
山形大学
院去 貢
寿工業(株)
落合 文吾
山形大学
山原 基裕
住友化学(株)
谷口 孝
住友化学(株)
鈴木 正義
(株)巴川製紙所)
山内 一美
NTTアドバンステクノロジ(株)
藤野 茂
九州大学
根岸 智明
HOYA(株)
下間 靖彦
京都大学
田村 耕平
日本分光(株)
島田 竜太郎
(株)東京インスツルメンツ
岡田 裕之
富山大学
安井 勉
ナガセケムテックス(株)
王 学論
(独)産業技術総合研究所
三上 明義
金沢工業大学
岡本 隆之
(独)理化学研究所
井上智晴
(株)イノックス
西本 陽一郎
三菱電機(株)
元垣内 敦司
三重大学
西村 涼
JX日鉱日石エネルギー(株)
安達 千波矢
九州大学
井上 振一郎
(独)情報通信研究機構
小久保 光典
東芝機械(株)
川島 一政
サイバネットシステム(株)
岡本 晃一
九州大学
久保田 繁
山形大学
戸谷 健朗
東京農工大学
斎藤 直彦
東亞合成(株)
西澤 真裕
東北大学
荒木 建次
大同特殊鋼(株)
山口 美則
五洋紙工(株)
陶山 史朗
徳島大学
岡田博司
日東樹脂工業(株)
大久保 和明
大塚電子(株)
岩永 敏秀
東京都立産業技術研究センター
越部 茂
(有)アイパック
福田 武司
埼玉大学
磯部 徹彦
慶應義塾大学
田部 勢津久
京都大学
吉田 勝平
高知大学
山田幸司
北海道大学
中西 貴之
北海道大学
村上 陽一
東京工業大学
松尾 直人
兵庫県立大学
山田 淳
九州大学
池田篤志
奈良先端科学技術大学院大学
三ツ石 方也
東北大学

目次

第1章 光学樹脂の透明化と透明性が損なわれるメカニズム

第1節 アクリル/PMMAの透明性向上
  • 1.PMMA/アクリルの屈折率
  • 2.PMMA/アクリルの光線透過率
  • 3.PMMA/アクリルの光散乱挙動
  • 4.PMMA/アクリルの誘電的性質
  • 5.PMMA/アクリルの電気的性質
  • 6.PMMA/アクリルの熱的性質
  • 7.PMMA/アクリルの化学的安定性
  • 8.PMMA/アクリルの機械的性質
第2節 ポリイミドの透明化技術
  • 1.ポリイミドの耐熱性と透明性機能付与への期待
  • 2.ポリイミドの着色の原因
  • 3.ポリイミドを透明にする考え方
  • 4.ポリイミドの透明性発現の機能設計の具体例
  • 4.1 芳香族ポリイミド
  • -芳香環の電子密度の低下
  • -整列しにくい構造の導入
  • 4.2 脂環族系ポリイミド
  • 5.最近のトピックス
  • 5.1 低線膨張係数
  • 5.2 高屈折率
第3節 ポリカーボネート
  • 1.ポリカーボネート樹脂について
  • 2.ポリカーボネートフィルムについて
第4節 シクロオレフィンポリマーの透明性向上
  • 1.シクロオレフィンポリマー
  • 2.COPの特性
  • 3.COPの低複屈折化
  • 3.1 複屈折性について
  • 3.2 COPの複屈折について
  • 4.COPの薄肉成形性向上
  • 4.1 薄肉成形性について
  • 4.2 COPの薄肉成形性向上について
  • 5.COPの耐光性向上
  • 5.1 耐光性向上について
  • 5.2 COPの耐光性向上について
  • 6.COPの成形方法
  • 6.1 酸化劣化メカニズム
  • 6.2 COPの予備乾燥
  • 6.3 低酸素濃度下での成形
第5節 PESの透明性向上
  • 1.ポリエーテルスルホン(PES)について
  • 2.PESの特性
  • 2.1 耐熱性
  • -連続使用温度
  • -弾性率の温度依存性
  • -熱水・耐スチーム特性
  • 2.2 機械的性質
  • -引張り・曲げ特性
  • -クリープ
  • -衝撃強度
  • 2.3 透明性
  • 2.4 流動特性と発生ガス
  • 2.5 寸法安定性
  • 2.6 燃焼特性
  • 3.PESの用途
  • 3.1 電子部品分野
  • 3.2 OA・AV機器部品
  • 3.3 電気機器分野
  • 3.4 耐熱水性利用分野
  • 3.5 医療分野
  • 3.6 半導体製造用工具
  • 3.7 耐熱塗料
  • 3.8 航空機用途
  • 3.9 機能性分離膜(平膜、中空糸膜)
  • 4.PESの高機能化
  • 4.1 スルホン化
  • 4.2 高流動化
  • 4.3 高摺動化
  • 4.4 高寸法安定化
  • 4.5 特殊パウダー
  • 4.6 低比重化
  • 4.7 高透明化
第6節 セルロースナノファイバーの透明性向上
  • 1.セルロースナノファイバーの製造方法
  • 2.透明ナノペーパーが透明になる理由
  • 3.機械的解繊処理した透明ナノペーパーの物性
  • 4.機械的解繊処理により得られた高透明ナノペーパー
  • 4.1 製造方法
  • 4.2 高透明性
  • 4.3 加熱しても保持される高い透明性
第7節 光学樹脂の高透明化と光学特性の経時変化
  • 1.高透明化
  • 1.1 高透明化のための高次構造制御
  • 1.2 高透明化のための分子設計
  • 1.3 光学ポリマーの透明性予測システム
  • 2.光学ポリマーのエイジング
  • 2.1 エイジングに伴う屈折率変化
  • 2.2 エイジングに伴う複屈折変化
  • 2.3 エイジングと透明性
第8節 成形加工プロセスにおけるヘーズ発生メカニズムとその対策
  • 1.ヘーズ(曇度)とは
  • 2.ヘーズの試験方法
  • 3.ヘーズの発現機構
  • 4.外部ヘーズ制御
  • 5.フイルムの成形条件とヘーズ
第9節 湿度による透明性の低下とその対策
  • 1.光学部品用透明ポリマーの分子設計
  • 1.1 透明性
  • 1.2 耐湿性
  • 1.2 耐熱性
  • -吸湿性試験
  • -高温高湿性(85℃、85%RH)
第10節 曇りの発生メカニズムと防曇性付与
  • 1.湿度による透明性の損失現象“曇り”とは
  • 2.曇りの正体
  • 3.曇り発生のメカニズム
  • 4.曇りが発生する条件
  • 5.曇りを防ぐ方法~防曇性~
  • 6.防曇ハードコート
第11節 表面処理による防曇性付与技術
  • 1.濡れ性を決定する因子
  • 1.1 表面組成と分子構造(化学因子)
  • 1.2 表面粗さ(構造因子)
  • 2.水滴と光の屈折
  • 2.1 スネルの法則
  • 2.2 全反射
  • 2.3 水滴の生成
  • 2.4 防曇性の経時変化
第12節 光透過性の向上のためのバイオミメティクコーティング加工技術
  • 1.ナノシリカコーティングの特徴について
  • 1.1 超親水化加工
  • 2.光透過性の評価
  • 2.1 評価方法

第2章 光の反射を制御するには?

第1節 光の反射メカニズム
  • 1.光の伝搬と学定数
  • 2.斜め入射の場合の反射の法則
  • 3.垂直入射の場合の反射の法則
  • 4.クラマース・クローニヒの関係式
  • 5.金属の反射の古典電子論
  • 6.イオン結晶のレストラーレン反射
  • 7.金色の石の反射のメカニズム
第2節 シリカナノ粒子を用いた反射防止技術とその評価
  • 1.反射防止膜の原理
  • 2.反射防止膜の設計
  • 3.低屈折率薄膜を得るには
  • 4.PMPS/シリカナノ粒子 ハイブリッド薄膜の作製
  • 5.PMPS/シリカナノ粒子 ハイブリッド薄膜の反射防止膜への展開
  • 6.反射防止膜に求められる特性
第3節 スパッタリング法による反射防止膜の作製と密着性向上
  • 1.SiO2の安定高速成膜技術の開発
  • 1.1 アーキングの解消
  • 1.2 高速成膜
  • 2.光吸収性反射防止膜
  • 2.1 理論的解析
  • 2.2 Glass/TiNxOy/SiO2
  • 3.PETフィルムへの適用
第4節 塗布法による反射防止膜の作製
  • 1.反射防止処理の種類と反射防止の原理
  • 1.1 AG処理
  • 1.2 ARコート
  • 1.3 AR+AGコート
  • 2.塗布法による反射防止膜の作製
  • 3.反射スペクトルシミュレーションによる反射防止膜の設計
第5節 プラスチック基板に対する反射防止膜の設計
  • 1.光学プラスチック
  • 2.反射防止膜の設計
  • 2.1 単層反射防止膜
  • 3.真空蒸着材料
  • 4.評価
  • 4.1 光学特性
  • 4.2 耐環境性
  • 5.成膜品質
  • 5.1 外観
  • 5.2 変形
  • 6.環境試験評価時の不具合と対策例
  • 6.1 テープ剥離試験
  • 6.2 高温試験
  • 6.3 恒温恒湿試験
第6節 フッ素化合物による反射防止剤の設計
  • 1.フッ素化合物の屈折率制御
  • 1.1 屈折率の予測
  • 1.2 ポリマー主鎖による屈折率制御
  • 2.UV硬化性フッ素ポリマー
  • 2.1 反射防止の原理
  • 2.2 UV硬化性フッ素ポリマーの特徴
  • 2.3 UV硬化性
  • 2.4 反応率と硬度の関係
  • 3.反射防止コーティング剤への応用
  • 3.1 反射防止膜材料
  • 3.2 反射防止フィルムの光学設計
  • 3.3 反射防止フィルムへの応用
第7節 太陽光高反射顔料
  • 1.環境省の環境技術実証結果
  • 2.日本屋根の色彩分布
  • 3.黒濃色での高反射率材料(顔料)の必要性
  • 4.塗膜の反射理論
  • 5.N6灰色 高反射塗料の暴露結果
  • 6.無機・複合無機顔料の特性
  • 7.各色の分光反射スペクトルと日射反射率
第8節 紫外線遮断材剤用酸化物ナノ粒子の低温合成および分散技術
  • 1.酸化セリウム(CeO2)ナノ粒子の溶液法による合成について
  • 1.1 酸化セリウムの紫外線遮断効果について
  • 1.2 ポリエチレングリコールを用いたCeO2ナノ粒子の合成法
  • 1.3 ポリエチレングリコール溶液の組成とCeO2ナノ粒子の粒子形態の関係
  • 1.4 ポリエチレングリコール溶液の組成とCeO2ナノ粒子の光吸収特性の関係
  • 2.CeO2ナノ粒子安定分散ゾルの合成法について
  • 2.1 CeO2ナノ粒子分散ゾルの合成法
  • 2.2 CeO2ナノ粒子分散ゾルのキャラクタリゼーション
第9節 太陽熱(光)高反射塗料の評価技術
  • 1.太陽光高反射率塗料の技術原理と評価手法
  • 1.1 太陽光に含まれている光成分(スペクトル)と可視光波長域
  • 1.2 一般塗料と太陽光高反射率塗料
  • 1.3 塗料の日射反射率と温度上昇
  • 2.JIS K 5602「塗膜の日射反射率の求め方」の難解点
  • 2.1 太陽日射と波長範囲
  • 2.2 塗膜の正反射成分と測定の入射角
  • 2.3 反射標準物質(スペクトラロン)
  • 2.4 分光光度計の校正
  • 2.5 日射反射率の算出式
第10節 ナノインプリントプロセスによるフィルムへの微細凹凸構造形成
  • 1.光ナノインプリントによるフィルムへの微細構造形成
  • 2.熱ナノインプリントによるフィルムへの微細構造形成
第11節 高規則性ポーラスアルミナを用いたナノインプリント法による反射防止構造形成
  • 1.高規則性ポーラスアルミナを用いたナノインプリント
  • 2.ポーラスアルミナモールドを用いた反射防止構造の形成
第12節 イオンビーム照射によるモスアイ構造の作製技術
  • 1.モスアイ構造加工の実験装置および方法
  • 1.1 加速電圧を変化させた加工
  • 1.2 加工時間による形状の変化
  • 2.加工されたモスアイ構造の評価結果
  • 2.1 加速電圧を変化させた加工
  • 2.2 加工時間による形状の変化
  • 3.ナノインプリント技術によるモスアイ構造の転写
  • 3.1 ナノインプリントとは
  • 3.2 ナノインプリント技術により作製されたモスアイ構造フィルム
第13節 太陽光発電システム効率向上のための反射板活用技術
  • 1.集光による効率向上
  • 2.固定方式と追尾方式によるパネル面日射量の比較
  • 3.反射板を設置した場合の日射量(追尾方式)
  • 3.1 反射板設置時の計算概要
  • 3.2 上部反射板の設置角度の検討
  • 3.3 追尾方式における反射日射と影の長さの検討
  • 3.4 下部反射板の検討
第14節 有機薄膜太陽電池の高効率化に向けた反射防止技術
  • 1.有機薄膜太陽電池の反射防止技術
  • 2.ロバスト最適化法に基づく多層反射防止膜の開発
第15節 導波光の反射防止技術
  • 1.平面波光に対する反射防止膜1)
  • 2.光導波路端面に対する反射防止膜2)
  • 3.斜め端面構造
  • 4.窓端面構造

第3章 光を屈折させるには?

第1節 光の屈折メカニズムと定義
  • 1.屈折率と比誘電率の関係
  • 2.気体の屈折率
  • 3.気体の複素屈折率
  • 4.屈折率方程式の拡張
  • 5.固体の屈折率分散方程式
  • 6.屈折率分散方程式の使い方
第2節 複屈折の発生メカニズム
  • 1.光学的異方性
  • 2.複屈折
  • 3.力学モデル
  • 4.異方性屈折率の分類
  • 5.複屈折が起こるしくみ
  • 6.屈折率楕円体
第3節 分子配向による複屈折の制御
  • 1.分子配向と複屈折
  • 2.偏光と複屈折
  • 3.延伸による分子配向・複屈折制御
  • 4.配向結晶化と複屈折
  • 5.配向形態と複屈折
第4節 メタマテリアルを用いた屈折率制御
  • 1.誘電率を制御するメタマテリアル
  • 2.メタマテリアルによる透磁率制御
  • 3.メタマテリアルを用いた屈折率制御技術の応用
  • 3.1 反射抑制素子への応用
  • 3.2 メタマテリアルを用いた屈折率制御
第5節 化学反応による屈折率変換技術
  • 1.光反応による屈折率変換官能基
  • 1.1 屈折率変化
  • 1.2 光異性化反応性基を有するポリマーの屈折率変化
  • 1.3 光二量化反応性基を有するポリマー薄膜の屈折率変化
  • 1.4 カリックスアレーンを基盤とした屈折率変化
  • 1.5 ポリシルセスキオキサンを基盤とした屈折率変化材料
  • 1.6 屈折率上昇変化材料
  • 2.温度と屈折率特性
第6節 高屈折フルオレン材料の特性とその応用
  • 1.一般的な光学プラスチック材料の特徴
  • 2.光学特性向上のための指針
  • 3.フルオレン誘導体
  • 4.フルオレン系熱可塑性樹脂(OKP)
  • 5.フルオレン系熱硬化性樹脂
  • 6.UV硬化型樹脂
第7節 液晶高分子材料を利用した複屈折の制御技術
  • 1.光配向による複屈折制御
  • 1.1 偏光照射による軸選択的光反応と光配向
  • 1.2 液晶性の導入による分子協調配向と誘起複屈折の増幅
  • 2.ナノインプリントによる構造性複屈折と光配向の組合せによる複屈折高度制御
  • 2.1 構造性複屈折
  • 2.2 光配向の組合せによる複屈折高度制御
第8節 シルセスキオキサン微粒子による屈折率の制御
  • 1.機能性シルセスキオキサン微粒子の合成
  • 2.シルセスキオキサン微粒子による高屈折率化
  • 3.シルセスキオキサン微粒子による低屈折率化
第9節 分散機を用いたナノコンポジット材料の光学特性制御
  • 1.ナノコンポジット作製
  • 1.1 ナノコンポジット作製工程
  • 1.2 微小ビーズ対応ミルによる酸化チタンナノ粒子の分散
  • 1.3 重合反応によるナノコンポジット化
  • 1.4 ナノコンポジットの特性評価
  • 2.結果と考察
  • 2.1 化学修飾の必要性
  • -分散過程でシランカップリング剤有りの場合の分散性能
  • 2.2 視覚観察と紫外可視分光測定の結果
  • 2.3 酸化チタン-PMMAナノコンポジット
  • 2.4 酸化チタン-PMMAナノコンポジットの熱重量分析
  • 2.5 酸化チタン-PMMAナノコンポジットの屈折率
第10節 亜鉛ビス類の重合と高屈折化剤への応用
  • 1.三官能性メルカプトチオウレタンと亜鉛塩の反応による
  • 有機イオウ亜鉛ハイブリッドポリマーの合成と光学材料としての応用
  • 2.亜鉛ビス(ジアリルジチオカルバメート)の合成と光学材料としての応用
第11節 偏光・位相差フィルムによる偏光状態の変換制御
  • 1.光学フィルム
  • 1.1 位相差フィルムと複屈折
  • 1.2 斜め視角の複屈折
  • 1.2.1 軸上の視角における複屈折
  • 1.2.2 軸から外れた視角における複屈折
  • 1.3 偏光フィルム
  • 2.偏光変換技術
  • 2.1 視野角補償の実態
  • 2.2 広帯域λ/4板付偏光板
  • 2.3 パターンリターダー
  • 2.4 波長分散特性
第12節 精密光学用プラスチックレンズの光学特性の制御
  • 1.光学用プラスチック
  • 1.1 透明プラスチック材料
  • 1.2 精密光学用プラスチックレンズ材料
  • -耐光性
  • -耐摩耗性
  • -光学特性
  • -成型性
  • -表面加工
  • -生体適合性
第13節 光ファイバ配線・接続におけるフィルムによる屈折率整合技術
  • 1.屈折率整合フィルムの必要性
  • 2.特徴
  • 2.1 基本特性および光学特性
  • 2.2 光ファイバ接続特性
第14節 光部品の結合用接着剤の屈折率制御
  • 1.光路結合用接着剤の屈折率制御
  • 1.1 光路結合用接着剤の適用箇所と要求される特性
  • 2.接着剤の屈折率制御方法
  • 2.1 接着剤の配合による屈折率制御
  • 2.2 硬化前後の屈折率の変化
  • 2.3 接着剤の硬化条件、接着部の構造による屈折率の変動
  • 2.4 屈折率の波長依存性
  • 2.5 屈折率の温度依存性
第15節 メソポーラス多孔体を用いた透明シリカガラスの微細加工技術と屈折率の制御
  • 1.SiO2-PVAナノコンポジットの作製と低温焼成によるガラス化
  • 2.室温インプリントによる微細構造の形成
  • 3.ドーピングによる光機能性の付与
第16節 Ta量を削減した高屈折率低分散光学ガラスの開発
  • 1.光学特性とガラス組成
  • 2.高屈折率低分散光学ガラスにおけるTaの役割
  • 2.1 屈折率
  • 2.2 分散(アッベ数)
  • 2.3 透過率
  • 3.Taフリー・レス高屈折率低分散光学ガラスの開発
  • 3.1 ガラス安定性
  • 3.2 高屈折率化の検討
  • 3.3 低分散化の検討
  • 3.4 透過率の検討
  • 4.Taフリー・レス高屈折率低分散光学ガラス
第17節 ナノ構造制御によるガラスの屈折率の制御
  • 1.フェムト秒レーザーパルス光と物質との相互作用
  • 2.ガラス内部における三次元ナノ周期構造の自己組織化
  • 3.石英ガラス内部の局所構造性複屈折の形成ダイナミックス
第18節 ラマン分光光度計による偏光測定手法
  • 1.ラマン分光法の概要
  • 2.主な測定事例
  • 2.1 有機物・高分子材料の分析
  • -ブレンドポリマーの分散状態の評価
  • -微小異物の分析
  • -蛍光を発する物質(絵の具)の分析
  • 3.分子配向等の評価事例
  • 3.1 ラマン分光法における偏光測定の概要
  • 3.2 測定事例
  • -PETの密度(結晶化度)の評価
  • -偏光フィルターの評価
第19節 複屈折の観察と定量化技術
  • 1.複屈折
  • 1.1 リタデーションと光学軸
  • 1.2 分散
  • 1.3 高次複屈折
  • 2.偏光状態の計算
  • 2.1 ストークスベクトル
  • 2.2 ミュラー行列
  • 2.3 偏光の計算
  • 3.クロスニコル法による複屈折の観察
  • 4.セナルモン法によるリタデーションの測定
  • 5.光弾性変調器を使った測定
  • 6.自動偏光測定装置
  • 6.1 自動複屈折測定装置
  • 6.2 ミュラー行列ポラリメーター
  • 6.3 分光ストークスポラリメーター
  • 6.4 ストークスポラリメーターによる分光ミュラー行列測定

第4章 光取り出し・利用効率を上げるには?

第1節 屈折・位相差による有機EL素子の光取出し向上技術
  • 1.有機EL素子高効率化の指針
  • 2.有機EL素子内部での光学計算
  • 2.1 有機多層膜での光学計算法
  • 2.2 多重反射を考慮した有機EL素子からの外部放射光
  • 2.3 有機EL素子での実例
  • 3.有機EL素子の特性改善例
  • 3.1 Cap層を持つトップエミッション有機EL素子
  • 3.2 ランダムドットを持つ有機EL素子
第2節 光取出し効率向上のための高屈折率材料
  • 1.高屈折率材料と光取り出し効率
  • 2.チタン酸化物を主骨格にもつ高屈折率材料
第3節 微小表面リッジ構造によるLED光取出し高効率化技術
  • 1.微小リッジ構造におけるエバネッセント光の結合現象
  • 2.GaInP/AlGaInP赤色LEDの試作
第4節 有機ELの光学モード分布解析と高屈折率基板を用いた光取り出し効率の向上
  • 1.有機EL素子における様々な光学現象とその解析方法
  • 2.光学モードの波数依存性
  • 3.各種の素子構造と光取り出し効率の関係
  • 4.高屈折率材料を用いた光取り出し技術
  • 5.その他の光取り出し技術
第5節 プラズモニック構造を利用した有機ELの光取り出し技術
  • 1.表面プラズモンへのエネルギー散逸の割合
  • 2.プラズモニック結晶による光取り出し
  • 3.大面積化と白色有機発光ダイオードにおける光取り出し
第6節 ナノインプリントによる反射防止加工と光取り出し効率の向上
  • 1.ナノインプリントによる反射防止加工
  • 1.1 多層膜による反射防止
  • 1.2 モスアイ構造による反射防止
  • 1.3 ナノインプリントによる微細加工
  • -ナノインプリントとは
  • -干渉リソグラフィとは
  • -量産加工技術
  • 2.ナノインプリントによる光取り出し効率向上
  • 2.1 光損失
  • 2.2 最表面に配置されたモスアイ構造による影響
  • -臨界角への影響
  • -全反射を加味した光取り出し効果
  • -最表面に配置されたマイクロレンズ構造による影響
第7節 テクスチャー形成による光閉じ込め技術
  • 1.テクスチャーとは
  • 2.結晶系Si太陽電池に用いられるTex.
  • 3.各種Tex.の形成方法
  • 3.1 アルカリによるTex.形成
  • 3.2 酸によるTex.形成(Isotexture)
  • 3.3 金属触媒Tex.
第8節 樹脂フィルムを用いたバイナリ型回折凹レンズによるLEDの配光制御
  • 1.背景と目的
  • 2.バイナリ型回折レンズの設計と作製方法
  • 2.1 バイナリ型回折レンズの設計
  • 2.2 バイナリ型回折レンズの作製
  • 3.結果と考察
  • 3.1 バイナリ型回折凸レンズ
  • 3.2 バイナリ型回折凹レンズ
第9節 コルゲート構造素子による光取り出し効率の向上
  • 1.有機EL照明の課題
  • 2.有機ELにおける光取り出し技術
  • 3.コルゲート構造による光取り出し技術
  • 4.擬似周期パターンを用いたコルゲート構造
  • 5.微細凹凸構造の量産技術の開発
  • 6.コルゲート素子の電気光学特性
第10節 有機ナノ構造の制御による有機ELの光取り出し向上技術
  • 1.分子配向を利用した導波による損失モードの軽減
  • 1.1 配向性評価
  • 1.2 分子の配向性と有機ELデバイス特性
第11節 深紫外LEDの光取出しフォトニック構造の作製と評価
  • 1.有機フォトニック結晶の開発
  • 2.スローライト技術を駆使した非線形光学制御、光利用効率の向上
  • 2.1 光スイッチングデバイス
  • 2.2 波長変換デバイス
  • 2.3 2光子励起蛍光デバイス
  • 3.有機・シリコン融合型オンチップ光変調デバイス
第12節 光取り出し向上に向けたナノインプリントによるレンズ・フィルムへの微細転写成形技術
  • 1.LEDの高輝度化-内部量子効率と外部量子効率-
  • 2.ナノインプリント技術
  • 3.サファイア基板へのナノインプリント
  • 4.フィルムタイプの樹脂モールド(フィルムモールド)の作製方法
  • 5.微細パターン形成
第13節 LED/有機EL(OLED)の光取り出し効率の解析
  • 1.光線追跡法の光学シミュレーションソフト
  • 1.1 評価
  • 1.2 設計
  • 1.3 解析
  • 2.FDTD法の光学シミュレーションソフト
  • 2.1 高度な解析機能(RSoftの他の製品との連携)
  • 2.2 連携機能(他のシミュレーションソフトとの連携)
  • 3.有機EL・有機太陽電池のシミュレーションソフト
  • 3.1 光学モデルの解析機能
  • 3.2 電気モデルの解析機能
  • 3.3 高度な解析機能
第14節 プラズモニクスによる超薄膜太陽電池の高効率化
  • 1.表面プラズモンと光波の共鳴
  • 2.プラズモニクスによる青色発光の高効率化
  • 3.高効率プラズモニックLEDの可能性と問題点
  • 4.プラズモニクスの高効率太陽電池への応用
第15節 ファイバーを用いた非吸収型偏光板による高効率化技術
  • 1.非吸収型偏光板と偏光の再利用
  • 2.幾何光学を利用して偏光を分離する方法
  • 2.1 幾何光学で用いられる法則
  • 3.異方性材料の複屈折を利用して偏光を分離する方法
  • 4.ブレンド延伸材料と繊維による偏光板の特性
  • 4.1 高分子ブレンド材料、繊維を用いた非吸収型偏光板の作製方法
  • 4.2 高分子ブレンド材料、および繊維の特性の比較
  • 5.繊維を用いた偏光板の特性
  • 5.1 一軸繊維を用いた偏光板としての特性
  • 6.一軸繊維の形状と拡散特性
  • 6.1 繊維単体による比較
  • 6.2 円繊維、三角繊維で作製した偏光板フィルムの特性比較
  • 7.偏光の拡散面
  • 7.1 偏光面と拡散する偏光の関係
  • 7.2 結合型素子の偏光特性

第5章 光の拡散、収束を制御するには?

第1節 拡散フィルムによる消費電力削減
  • -拡散フィルムの例
  • -拡散フィルム透過後の光源イメージ
  • -レンズフィルムによる拡散の例
第2節 光拡散剤を用いた光拡散技術
  • 1.拡散剤の製法と光学特性評価
  • 1.1 拡散剤の製法
  • -シリコーン樹脂微粒子
  • -アクリル系/スチレン系樹脂微粒子
  • 1.2 拡散板の製造とその光学特性評価
  • 2.光散乱概説
  • 2.1 ミー散乱
  • 2.2 最適粒径の予想
  • 3.各種微粒子の拡散性能
  • 3.1 粒径の異なる単分散微粒子の拡散性能
  • 3.2 屈折率、粒度分布が異なる拡散剤の拡散性能比較
第3節 高分子ジブロック共重合体による光拡散特性の制御
  • 1.2次元光コントロール
  • 1.1 2次元方向への光コントロールとは
  • 1.2 面内均一照射のメリット
  • 2.フィルムの合成と計測、光拡散測定
  • 3.1次元、0次元光コントロール
  • 3.1 1次元光コントロール(異方性拡散)フィルム
  • 3.2 0次元光コントロール(等方性拡散)フィルム
  • 4.2次元光コントロールフィルムの合成
  • 4.1 LEDを使った面状紫外線光源
  • 4.2 LEDによる擬似棒状光源
  • 4.3 光分布コントロールの2次元への拡張
  • 4.4 四角形状光拡散
  • 4.5 六角形状光拡散
第4節 集光パネルを用いた光制御技術
  • 1.集光型太陽電池の概要
  • 2.集光型太陽電池に用いられる集光光学系の事例
  • 3.集光型太陽電池に用いられる集光光学系の設計のポイント
第5節 液晶ディスプレイ用集光シート表面への加工技術
  • 1.LCDバックライト集光シート表面の形状とその役割
  • 2.集光シート表面へのレンズ形状賦与方法
  • 2.1 UV硬化樹脂と平金型を用いた集光シート
  • 2.2 平板金型を用いた熱板プレス方式
  • 2.3 ロール ツー ロール方式による集光シートの製造方法
  • 3.集光用レンズシートの裏面の形状賦与について
第6節 プリズム現象の発生原理
  • 1.プリズムの機能とアクティブ・プリズム技術
  • 1.1 プリズムの機能
  • 1.2 アクティブ・プリズム技術
  • 1.3 二周波型液晶デバイス
  • 1.4 二倍波振動型液晶デバイス
第7節 プリズムシートによる光制御技術
  • 1.全反射方式VWBSバックライト
  • 2.SLICS高輝度プリズムシート
  • 2.1 SLICS高輝度プリズムシートの基本構造
  • 2.2 SLICS高輝度プリズムシートの基本設計
  • 2.3 SLICS高輝度プリズムシートの種類
  • 2.4 SLICS高輝度プリズムシートの特徴
  • 3.SLICS高輝度プリズムシートの実用例
第8節 LEDバックライト/拡散板の全光束、配光測定技術
  • 1.光束と全光束
  • 2.積分球を用いた光源の全光束測定
  • 2.1 積分球の原理3)
  • 2.2 積分球壁面で光源を点灯する場合3)
  • 2.3 積分半球の構造と原理3)8)
  • 2.4 積分球の受光器5)
  • 2.5 光源の自己吸収補正
  • 2.6 全光束の測定方法
  • 3.光源の配光測定
  • 3.1 配光測定とは
  • 3.2 球帯係数法の原理
  • 3.3 球帯係数法が使用できる光源の配光の例
  • 3.4 配光測定装置における測定距離
  • 3.5 配光測定装置
  • 3.6 配光測定の材料評価への応用
第9節 測光量・測色値の測定技術
  • 1.測光の概要
  • 1.1 視感度と光束
  • 1.2 測色
  • 2.照明用光源や照明器具の測光・測色方法
  • 2.1 概要
  • 2.2 異色測光誤差
  • 2.3 光度の測定方法
  • 2.4 配光の測定方法
  • 2.5 全光束の測定方法
  • 2.6 測色方法

第6章 光の波長を変換するには?

第1節 波長変換材料及びその製造方法
  • 1.波長変換と用途
  • 1.1 光通信分野
  • 1.2 電気分野
  • -LED照明
  • -太陽光発電
  • 1.3 農業分野
  • 2.波長変換技術
  • 2.1 素子変換
  • 2.2 色変換体
  • 2.3 光学変換
  • 3.波長変換材料の製造方法
  • 3.1 分散装置
  • 3.2 フィルム化装置
  • 3.3 波長変換材料の分散性評価
  • -分散性の評価方法
第2節 有機-無機ハイブリッド蛍光体による波長変換材料
  • 1.太陽電池用波長変換フィルムの原理
  • 2.熱処理によるEu錯体の信頼性向上手法
  • 3.溶媒中の熱処理を行なったEu錯体の信頼性向上
第3節 ナノ蛍光体波長変換膜の作製技術
  • 1.ナノ蛍光体
  • 2.ナノ粒子の分散制御と表面改質
  • 3.ナノ蛍光体波長変換膜のマトリクスに求められる特性
  • 4.ナノ蛍光体を利用した波長変換膜の作成方法
  • 4.1 ディップコーティング
  • 4.2 スピンコーティング
  • 4.3 スクリーン印刷・インクジェット印刷
  • 4.4 エレクトロスピニング法
  • 4.5 交互吸着法
  • 4.6 電気泳動堆積法
  • 4.7 Langmuir Blodgett法
  • 4.8 鋳型成形
  • 5.ナノ蛍光体波長変換膜の特徴と応用
  • 5.1 ナノ蛍光体波長変換膜の特徴
  • 5.2 ナノ蛍光体波長変換膜の応用
第4節 希土類イオンを添加した量子切断波長変換材料による変換効率の向上
  • 1.ダウンシフティングによる波長変換材料
  • 1.1 希土類イオンの吸収・発光遷移を利用した波長変換材料
  • 1.2 ホストバンド間吸収と希土類イオンの発光遷移を利用した波長変換材料
第5節 波長変換型フィルム用発光色素の特徴
  • 1.波長変換用蛍光色素の分子設計・合成設計
  • 2.新規D-π-A型複素多環系蛍光色素の特徴
  • 2.1 複素多環キノール系蛍光色素
  • 2.2 複素多環オキサゾール系蛍光色素
  • 2.3 複素多環フェナジン系蛍光色素
  • 2.4 複素多環アゾ-ホウ素錯体系蛍光色素
  • 3.蛍光フィルムの波長変換機能評価
第6節 蛍光ソルバトクロミック色素の特徴とその応用
  • 1.蛍光ソルバトクロミズムとは
  • 2.蛍光ソルバトクロミック色素の分子構造と改良
  • 3.蛍光ソルバトクロミック色素の応用
第7節 蓄光性結晶ガラスを用いた波長変換技術
  • 1.フローズン・ソルベ法
  • 2.Eu2+ドープSrAl2O4結晶ガラス
  • 2.1 微細構造評価
  • 2.2 蓄光機能評価
第8節 光アップコンバージョンによる光変換効率の向上技術
  • 1.光アップコンバージョン(UC)の従来技術
  • 2.三重項-三重項消滅(TTA)を利用したUC技術
  • 2.1 経過の概略
  • 2.2 TTA方式の動作原理
  • 2.3 TTA方式の特徴
  • 2.4 従来TTA方式の問題点
  • 3.イオン液体を用いた光アップコンバーターの開発
  • 3.1 着想と予想された困難
  • 3.2 開発した試料作製法
  • 3.3 試料安定性の確認と安定化メカニズムの提案
  • 3.4 イオン液体を使用することの利点および展望

第7章 光を効率的に利用するには?

第1節 アモルファス酸素欠損型酸化チタンを用いた環境浄化膜の形成技術
  • 1.アモルファス酸素欠損型酸化チタン薄膜の形成方法
  • 2.ハイブリッドパルスプラズマコーティング(HPPC)装置について
  • 3.環境浄化膜としての光触媒の特徴について
  • 4.評価の実施
  • 5.光分解特性の評価
  • 5.1 酸素供給量の変化による光触媒機能の評価
  • 5.2 実験装置
  • 5.3 測定方法
  • 5.4 結果
第2節 窒化酸化インジウムInN1-xOx薄膜を用いた可視光応答光触媒技術
  • 1.窒化酸化インジウムInN1-xOx(0<x<1)成膜方法について
  • 2.薄膜を成長させる基材について
  • 3.光触媒機能の評価について
  • 3.1 InN1-xOx膜の形成について
  • -InN1-xOx膜の分析について
  • -悪臭成分の分解による光触媒機能の評価
第3節 Si系薄膜太陽電池における光吸収特性向上
  • 1.背景
  • 2.素子構造と動作原理
  • 3.動作シミュレーションと実素子への応用
  • 4.今後の展望と課題
第4節 銀微粒子による光の吸収向上技術
  • 1.LSPRとは
  • 2.光学特性の理論的な見積もりとその方法
  • 3.微粒子の吸収・散乱とその特徴
  • 4.微粒子の配置が光学特性に及ぼす影響
  • 5.異方性微粒子による波長選択性
  • 6.異方性微粒子の配向・配列の制御
第5節 交互積層法を利用した光電変換素子の開発
  • 1.交互積層を用いた光電変換素子の作製
  • 1.1 静電相互作用によるフラーレンの積層
  • 1.2 交互積層法による多元系への展開
  • 1.3 包接錯体によるポルフィリンの孤立化
第6節 金属ナノ粒子/半導体ナノ粒子による光電変換技術
  • 1.金属ナノ粒子を含むハイブリッド高分子ナノ集積体による発光増強
  • 2.ハイブリッド高分子ナノ集積体の非線形光学効果による光変換
  • 3.ハイブリッド高分子ナノ集積体による半導体ナノ粒子の発光制御