東京工業大學科學技術創成研究院前緣材料研究所/大阪大學接合科學研究所的伊澤誠一郎副教授、富山大學工學部的森本勝大副教授、靜岡大學學術院工學領域的藤本圭佑助教等人組成的研究團隊發佈研究成果稱，成功開發出了只需一節乾電池（1.5V）就可以發光的藍色有機EL。該驅動電壓爲目前世界最低，此次開發的有機EL能夠在1.26V電壓下發出462nm的藍光，並在1.97V電壓下達到與顯示裝置相當的輝度。作爲以世界最低電壓發光的藍色發光元件，該成果有望促進有機EL電視、智慧型手機顯示裝置的節能化。相關成果已發表在9月20日的《Nature Communications》上。
圖1 僅需一節乾電池（1.5V）就能發光的有機EL（供圖：東京工業大學副教授伊澤誠一郎）。
有機EL已在電視和智慧型手機顯示裝置等中投入實際應用，但存在驅動電壓高和功耗大的問題。尤其是紅、綠、藍三原色光中能量最高的藍光最難獲得，通常需要4V左右的電壓。
此次，研究團隊在2種有機分子的界面利用可引發上轉換程序（從低能激發態產生高能激發態的程序）的獨有發光原理，成功開發出能在超低電壓下發光的藍色有機EL。
爲驗證所開發元件的穩定性，研究人員把在1000cd/m2的發光度下連續驅動時的輝度下降情況與之前報導的藍色磷光有機EL元件進行了比較。
結果發現，該元件的壽命比傳統藍色磷光元件長約90倍。
由於藍光的能量較高，因此被指容易引起發光有機分子的分解，從而導致穩定性較低的問題。另一方面，此次所開發元件的發光機制是從低能三重態激子中誘導藍光產生，因此應答在穩定性方面具有優勢。
圖2.（a）開發的藍色有機EL的（a）發光光譜和（b）輝度-電壓特性，以及（c）僅用單節乾電池（1.5V）發出藍光的照片。（供圖：東京工業大學副教授伊澤誠一郎）
開發出能夠大幅降低三基色中佔顯示裝置功耗比例最大的藍色有機EL的驅動電壓的新技術，對於降低電視和智慧型手機等使用有機EL的顯示裝置件的功耗是一個很大的進步。
今後，爲了將該技術應用於顯示裝置件，研究人員將致力於在低電壓下實施更高色純度和更窄光譜寬度的藍色發光。此外，透過將發光顏色轉變爲白色，有望開發出在超低電壓下發光的白色有機EL照明。
伊澤副教授表示：「雖然我們利用獨有的發光原理實施了超低電壓下的藍色發光，但在尋找產生這種藍光的分子時花了很大的功夫。這種發光機制的關鍵是2種分子的界面，因此透過闡明界面的性質，我們找到了能夠在低電壓下高效產生藍光的分子組合。今後，我們的目標是在低電壓下產生色彩純度更高的藍光，以促進顯示裝置領域的應用。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Nature Communications
論文：Blue Organic Light-Emitting Diode with a Turn-on Voltage of 1.47 V
DOI：10.1038/s41467-023-41208-7(External site)
