东京工业大学科学技术创成研究院前沿材料研究所/大阪大学接合科学研究所的伊泽诚一郎副教授、富山大学工学部的森本胜大副教授、静冈大学学术院工学领域的藤本圭佑助教等人组成的研究团队发布研究成果称，成功开发出了只需一节干电池（1.5V）就可以发光的蓝色有机EL。该驱动电压为目前世界最低，此次开发的有机EL能够在1.26V电压下发出462nm的蓝光，并在1.97V电压下达到与显示器相当的亮度。作为以世界最低电压发光的蓝色发光元件，该成果有望促进有机EL电视、智能手机显示器的节能化。相关成果已发表在9月20日的《Nature Communications》上。
图1 仅需一节干电池（1.5V）就能发光的有机EL（供图：东京工业大学副教授伊泽诚一郎）。
有机EL已在电视和智能手机显示器等中投入实际应用，但存在驱动电压高和功耗大的问题。尤其是红、绿、蓝三原色光中能量最高的蓝光最难获得，通常需要4V左右的电压。
此次，研究团队在2种有机分子的界面利用可引发上转换过程（从低能激发态产生高能激发态的过程）的独有发光原理，成功开发出能在超低电压下发光的蓝色有机EL。
为验证所开发元件的稳定性，研究人员把在1000cd/m2的发光亮度下连续驱动时的亮度下降情况与之前报道的蓝色磷光有机EL元件进行了比较。
结果发现，该元件的寿命比传统蓝色磷光元件长约90倍。
由于蓝光的能量较高，因此被指容易引起发光有机分子的分解，从而导致稳定性较低的问题。另一方面，此次所开发元件的发光机制是从低能三重态激子中诱导蓝光产生，因此确认在稳定性方面具有优势。
图2.（a）开发的蓝色有机EL的（a）发光光谱和（b）亮度-电压特性，以及（c）仅用单节干电池（1.5V）发出蓝光的照片。（供图：东京工业大学副教授伊泽诚一郎）
开发出能够大幅降低三基色中占显示器功耗比例最大的蓝色有机EL的驱动电压的新技术，对于降低电视和智能手机等使用有机EL的显示器件的功耗是一个很大的进步。
今后，为了将该技术应用于显示器件，研究人员将致力于在低电压下实现更高色纯度和更窄光谱宽度的蓝色发光。此外，通过将发光颜色转变为白色，有望开发出在超低电压下发光的白色有机EL照明。
伊泽副教授表示：“虽然我们利用独有的发光原理实现了超低电压下的蓝色发光，但在寻找产生这种蓝光的分子时花了很大的功夫。这种发光机制的关键是2种分子的界面，因此通过阐明界面的性质，我们找到了能够在低电压下高效产生蓝光的分子组合。今后，我们的目标是在低电压下产生色彩纯度更高的蓝光，以促进显示器领域的应用。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Nature Communications
论文：Blue Organic Light-Emitting Diode with a Turn-on Voltage of 1.47 V
DOI：10.1038/s41467-023-41208-7(External site)
