【講演主旨】

■本セミナーの主題および状況
★有機ELと有機太陽電池に共通するエネルギー準位と界面設計を軸に、低仕事関数材料による電子注入障壁の低減、1.5V青色発光を示す単純積層OLED、発光と発電を両立する素子設計へと展開する講座です。さらに、ドナー／アクセプター界面で形成される CT状態と実効束縛エネルギーを用いて電荷分離条件も解説、材料選択から電極・界面・素子構造までの設計指針を解説します。

■注目ポイント
★IE・EA・仕事関数・CT状態を用いた有機デバイスのエネルギー準位図の読み解き方について学習できる！

★低仕事関数電子注入材料の設計原理と、電子注入／回収障壁の低減手法について学習できる！

★単純積層OLEDの低電圧駆動とCT状態の関係について学習できる！

★MR-TADF材料を活用した発光・発電両立素子の設計の考え方について学習できる！

★実効CT束縛エネルギーと電荷分離条件を区別して評価する視点について学習できる！

★材料、電極、有機／有機界面、素子構造を一体として最適化する考え方について学習できる！

講座担当：齋藤　順

≪こちらの講座は、WEB上での開催のオンライン講座になります≫


【主旨】
　有機ELと有機太陽電池は光と電気を相互に変換するデバイスですが、通常は異なる設計思想で開発されています。本講座では、両者に共通する「エネルギー準位」と「界面」の考え方から出発し、電子注入障壁を低減する低仕事関数材料、単純構造な積層構造により1.5Vで発光する青色有機EL、発光と発電を一つの素子で両立するデバイスへと展開。さらに、ドナー・アクセプター界面で生じる電荷移動（CT）状態のエネルギーや実効束縛エネルギーから電荷分離の成立条件を考察します。実際の研究成果を通じて、材料選択から電極・界面設計、素子構造までを一貫して捉える設計指針を解説します。

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【プログラム】

1．有機光電変換の基礎と電子注入界面の設計
 　 1.1 有機ELと有機太陽電池の共通点・相違点
 　 1.2 イオン化エネルギー(IE)・電子親和力(EA)・仕事関数とエネルギー準位接合、電荷注入・取り出し障壁
  　1.3 水素結合・配位結合を利用した低仕事関数電極の形成
 　 1.4 電子注入・電子回収特性への効果と界面評価

2．単純積層OLEDから発光・発電両立素子へ
 　 2.1 ドナー／アクセプター単純積層OLEDとCT状態
  　2.2 発光エネルギー・CT状態・低電圧駆動の相関
 　 2.3 実効CT束縛エネルギーと1.5 Vで青色発光が得られる機構の理解
 　 2.4 発光と発電のトレードオフ、多重共鳴型熱活性化遅延蛍光(MR-TADF)材料による両立
  　2.5 低EAアクセプターと低仕事関数電極による電子回収障壁の低減

3．高効率電荷分離を実現するエネルギー設計と総合討論
  　3.1 光励起からCT状態形成・自由電荷生成まで
 　 3.2 ドナーIE、アクセプターEA、CTエネルギーの設計
 　 3.3 電荷分離における実効CT束縛エネルギーと熱力学的境界
  　3.4 発光・発電・電荷分離に共通する設計指針と相違点
  　3.5 材料・界面・素子構造の最適化に向けた課題
 
質疑応答


【キーワード】　
　有機光電変換、有機EL（OLED）、有機太陽電池（OPV）、発光・発電両立、MR-TADF、電荷分離、電荷移動（CT）状態、励起子束縛エネルギー、実効CT束縛エネルギー、エネルギー準位接合、電子親和力（EA）、低仕事関数電極、電子注入、界面制御、低電圧駆動、単純積層構造

【講演の最大のＰＲポイント】
　有機ELの電子注入材料開発から、低電圧駆動OLED、発光・発電両立素子、高効率電荷分離機構の解明まで、講演者自身の研究成果を横断して解説します。低仕事関数電極とCT状態を共通軸とし、材料物性を実際のデバイス特性につなぐ点が特長です。

【習得できる知識】
　・IE・EA・仕事関数・CT状態を用いた有機デバイスのエネルギー準位図の読み解き方
　・低仕事関数電子注入材料の設計原理と、電子注入／回収障壁の低減手法
　・単純積層OLEDの低電圧駆動とCT状態の関係
　・MR-TADF材料を活用した発光・発電両立素子の設計の考え方
　・実効CT束縛エネルギーと電荷分離条件を区別して評価する視点
　・材料、電極、有機／有機界面、素子構造を一体として最適化する考え方