「邪魔者」を利用した、世界最小電圧で光る有機EL

2つの励起状態をぶつけ、大きな励起状態へ

有機ELの省エネルギー化を図るため、有機半導体界面で「アップコンバージョン」という過程を経て発光させる手法が研究されています。先頃、世界最小電圧（乾電池1本分）で液晶ディスプレイ並みの明るさに発光する有機EL素子が開発されました。これは、電子と正孔とが2種類の有機半導体の界面で再結合する際に生成される2つの三重項励起状態（分子が光を吸収して、高いエネルギー状態へ励起した状態）を衝突させ、よりエネルギーが大きい励起状態を生み出す手法です。

乾電池1本でRGB全色の発光

異なる分子間を電子が遷移する際の発光を「エキサイプレックス」と呼び、有機EL素子では発光効率を低下させるというのが定説でした。しかし、先頃開発された有機EL素子は、電子輸送層や発光層に、既存の有機EL素子には使われていない分子や蛍光体を用いることで、邪魔者だったエキサイプレックスを有効活用することに成功しています。
今のところ、乾電池1本で明るく光らせることができるのは波長が長い（エネルギーが低い）オレンジで、青や紫の光には、さらに高い電圧が必要になります。そこで現在、光の三原色（RGB）のそれぞれを乾電池1本分で発光させられる有機EL素子の開発が目標になっています。

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富山大学工学部工学科電気電子工学コース准教授森本勝大先生

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応用化学、物理化学、電気電子工学

先生が目指すSDGs

メッセージ

理科系科目について、「物理を選択しているから、化学や生物を勉強する必要はない」などと思っていませんか。選択科目の勉強に力を入れることは大切ですが、知識の幅を領域で区切る考えには賛成できません。
例えば、私の専門である有機ELの研究には、化学・物理の両分野の専門知識が必要不可欠です。スマホ用ディスプレイなどの非常に身近な製品でさえ、新技術の開発には複数領域の知識が必要なのです。勉強に割ける時間には限りがありますが、分野・領域を越えて知識を得る気持ちを持ちましょう。

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