有機ELの電位分布を測定する手法が寿命と効率を向上させる

有機ELディスプレイの未来に向けた新技術

千葉大学大学院工学研究院の宮前孝行教授とその研究チームは、すでに多くのデバイスで使用されている有機EL（OLED）技術の進化に寄与する新しい計測手法を開発しました。これにより、有機デバイスに電圧をかけた状態で内部の電位分布を調べることが可能となり、ディスプレイ技術のさらなる進化が期待されています。

背景と技術の設定

近年、薄型テレビやスマートフォンに使われる有機ELは、その薄さと柔軟性から注目されています。これらのディスプレイは、異なる発光色の有機層と電荷を輸送するための層が何重にも重ねられた構造を持ちます。これらのデバイスをさらに高機能化し、省エネルギー性能を向上させるためには、内部の電荷挙動を詳細に観察する必要がありますが、密閉された構造のため、その挙動を調べるのは非常に困難でした。

新技術の開発

宮前教授らは、これまでの研究を基に、和周波発生分光法（SFG分光法）を改良し、電子和周波発生分光（ESFG分光）と呼ばれる新技術を開発しました。この手法では、可視光と近赤外光を試料に照射し、内部の電荷の動きをリアルタイムで計測することが可能になります。特に、試料に電界が生じた際には、その強さや向きに応じて信号が変化するため、内部の電荷移動を高感度で観察できます。

研究成果と発見

研究チームは、異なる材料を用いて構成された有機EL素子をESFGによって分析しました。その結果、各素子の内部電位分布が異なり、特にBAlqという分子を用いることで、発光効率が向上し、素子の寿命も延びることが判明しました。BAlqを挿入した素子では、発光する位置が移動し、過度な電荷集中が解消されることで、電流効率が高まることが示されたのです。