世界最小電圧で発光する有機ELの聞発: 界面アップコンバージョンによる駆動電圧の低減: 界面アップコンバージョンによる駆動電圧の低減

摘要

有機EL（OLED）は高コントラストな映像を映し出せることから、スマートフォンや大画面テレビなどに使われ既に市販されている。さらに、面発光光源であり、軽量でフレキシブル薄膜上への製膜も容易であるため、次世代照明としても期待されている。OLEDの発光効率は既に最適化されており、デバイス表面から光が取り出される過程までの効率（外部量子収率：EQE）は20%を超え、デバイス内で電流を光に変換する効率（内部量子収率：IQE）は既に100%に到達している。これらの高効率な発光過程は、電荷注入によって75%の割合で生成する非発光な三重項励起状態を発光に至らせることができる燐光分子や熱活性化遅延蛍光分子の開発などによって成されてきた。一方で、OLEDの駆動電圧は依然として高いままである。例えば、600nm程度のオレンジ色の光をスマートフォンディスプレイ程度の発光輝度である100cd/m~2で発光させるためには、4.5V程度の電圧（乾電池3本分）が必要である。これは、一般的なOLEDにアモルファス材料が用いられ、その電荷移動度は10~(-3)～10~(-5)cm~2/Vs程度と低いこと、また、失活プロセスを抑制するために電荷輸送層、励起子ブロック層などを積層した多層のデバイス構造が用いられることが原因で印加電圧が増大する。今後、OLEDの省エネルギー化に向けては、この駆動電圧を大幅に低減する必要がある。