| 研究課題/領域番号 |
19K04465
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 富山大学 |
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研究代表者 |
森本 勝大 富山大学, 学術研究部工学系, 准教授 (90717290)
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| 研究分担者 |
中 茂樹 富山大学, 学術研究部工学系, 教授 (50242483)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 有機EL / 極性分子 / ダイポール / 注入障壁 / P(VDF/TrFE) / キャリア注入 / PEI |
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| 研究開始時の研究の概要 |
テレビやスマートフォンで使用される有機ELデバイスは様々な層構造によって構成されている。その中の1つであるキャリア注入層は非常に薄い層であるが、デバイス駆動時の電圧低下や発光性能向上に重要な層である。本研究ではこのキャリア注入層に従来使われていなかった極性分子を、正極・負極どちらにも適応可能なキャリア注入層として利用し、有機ELデバイスの性能向上を目指すものである。
これらは新たな材料系によるキャリア注入評価になるため、注入に必要なエネルギーである注入障壁を測定温度を変化させながら評価することで詳細に解析する。
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| 研究成果の概要 |
有機ELデバイスは近年急速に普及しており、ディスプレイ用途だけでなく照明やレーザーなど幅広い用途へ応用が期待されている。デバイス駆動のためには電極から有機半導体層へ電子や正孔の注入が不可欠であるが、その効率にはまだまだ課題が多い。本研究では電気双極子(ダイポール)を電極と有機半導体の間（界面）に配置することで、電荷の注入向上を目的にしている。研究成果として、界面ダイポールを有するデバイスは性能向上が達成でき、ダイポールの構造制御により更なる向上が確認できた。また、電荷注入時のエネルギー障壁を様々な測定により算出でき、デバイスだけでなく物理化学的アプローチによる裏付けも得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では広く利用されている有機ELデバイスの課題の一つである、電極からのキャリア注入効率向上を目的にしている。電極/半導体界面の電荷移動は有機半導体に限らず無機半導体においても長く議論されてきた課題であり、課題解決にともなうデバイス性能向上には大きく期待できる。研究結果からもデバイス性能向上が示唆されており、爆発的な普及を遂げつつある有機ELデバイスへの影響は計り知れない。本成果は特殊な極性材料を用いた成果に加え、汎用的なポリマー材料においても同様の成果が得られており、今後のデバイス設計指針の一つになり得るだろう。
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