九大,狭帯域発光フルカラー有機ELを実現

九州大学は,汎用的な含窒素環とホウ素を適切に組み合わせることで,青色から赤色までの幅広い波長領域において高効率かつ高色純度の発光を示す有機発光材料の開発に成功し,狭帯域発光フルカラー有機ELを初めて実現した(ニュースリリース)。

高い色純度を有するフルカラー(赤・緑・青色)発光材料は,高精細ディスプレーの開発に不可欠。窒化ガリウムや半導体量子ドットなどの無機材料を用いたLEDでは高い色純度(発光スペクトル半値全幅が約40nm以下)が実現されているが,有機ELに用いる有機発光材料の発光スペクトルは一般に半値全幅が広く色純度が低いという欠点があった。

そのため,通常,有機ELでは光学フィルター等により不要な発光色成分を除去して色純度を向上させる必要があり,結果的に発光効率が大きく低下してしまう問題があった。

研究グループは,汎用的で安価な含窒素芳香族化合物であるカルバゾールとホウ素をモジュールとして適切に組み合わせた縮合多環構造を有する新規発光材料群を開発し,発光スペクトルの半値全幅が狭く,高効率で,かつ可視全域をカバーするフルカラー発光を得ることに成功した。また,これらの発光材料を用いたフルカラー有機ELが,22~32%の極めて高い外部EL量子効率を示すことも明らかにした。

開発した有機発光材料は,市販試薬から2~3段階のステップで合成できる上,高色純度といった優れた特長を有している。研究グループは,光の三原色である赤・緑・青色の発光を高いクオリティで実現できることから,今後のさらなる研究開発により,有機ELディスプレーの高色域化,高輝度化,低消費電力化,ブルーライトの低減などへの貢献が期待されるとしている。

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