富山大学、乾電池1本で発光する高輝度で低電圧な有機ELを開発

富山大学分子科学研究所は、乾電池1本分の起電力でディスプレイ並みの明るさで光る世界最小電圧の有機ELを開発したと発表した。これにより市販の有機EL製品の駆動電圧を大幅に低減でき、省エネルギー化につながる可能性がある。
有機ELは、PCやスマートフォンなどの高画質な画像を映し出すディスプレイとしてだけでなく、面発光光源でもあり、柔軟な被膜への製膜も容易ということで次世代照明としても期待されているが、駆動電圧が高い。
600nm程度のオレンジ色の光をPCのディスプレイと同等の明るさ（100cd/m2。100カンデラ毎平方メートル）で点灯させるには、およを4.5Vの電圧（乾電池3本分）が必要となる。これに対して伊澤誠一郎助教らによる研究グループは、乾電池1本分のおよそ1.5Vでその明るさを得ることに成功した。

研究グループが開発した方式は、2種類の有機半導体材料（発光層と電子輸送層）を重ね合わせたその境界でアップコンバージョン（電子と正孔が結合した励起子が衝突して高エネルギーの励起子となって発光する過程）を起こさせるというもの。
ちなみに従来の方式は、発光層を電子輸送層と正孔輸送層で挟んでアップコンバージョンさせている。富山大学の方式では、さらに電子輸送層に結晶性の高いペリレンジイミドを使いて界面での有機分子同士の相互作用をコントロールし、発光層にペリレン蛍光体を加えて発光を促進させるといった工夫で、従来方式に比べて約70倍の発光効率を実現させた。
研究グループでは、発光プロセスの変換効率のさらなる向上、駆動電圧の低減と発光効率の「高いレベルでの両立」を目指すと話している。

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