掲載日：2018.10.02

⾼性能ペロブスカイト量⼦ドットLED を開発
～外部量⼦効率20％を超える⾼効率と⾼⾊純度の⾚⾊発光を実現～

 山 形 大 学
科学技術振興機構（JST）

本件のポイント

• 次世代発光材料のペロブスカイト量子ドットを用いたLEDへの応用と高性能化が注目を集めています。
• 赤色LED用としては初めて、「ハロゲンアニオン交換法」による材料製法を開発し、ペロブスカイト量子ドットLEDで初めて20%を超える高い外部量子効率と非常に高い色純度を実現しました。
• 高い色再現性が求められるディスプレイや照明など、次世代型発光デバイスへの応用が期待されます。

概要

山形大学学術研究院の千葉貴之助教、城戸淳二教授らは、ペロブスカイト量子ドットの新たな製法を開発し、ペロブスカイト量子ドットLEDで世界最高水準の外部量子効率20％を超える発光効率を実現しました。

山形大学では次世代型発光デバイスの開発に向け、ペロブスカイト量子ドットに電荷を注入して発光させる、「ペロブスカイト量子ドットLED」（LED = 発光ダイオード）の研究を進めています。今回開発した製法は、ハロゲンアニオン交換という方法で、結晶構造が安定なCsPbBr₃というペロブスカイト材料の一部を液中で置換することにより、発光波長や発光効率が異なる、CsPb(Br/I)₃を合成する方法です。本製法により、発光色を緑色から深赤色へ大きくシフトさせると同時に、この材料を用いた赤色ペロブスカイト量子ドットLEDで、21.3％と非常に高い外部量子効率を得ることに成功しました。

また、色度座標では（0.72, 0.28）という非常に色純度の高い赤色発光を得ることができました。これは高い色再現を目指した、超高精細度テレビジョン（UHDTV）の国際規格（BT.2020）の範囲をカバーするものです。
今後、本材料系のさらなる高性能化により、ディスプレイや照明への応用が期待されます。

なお、本研究の一部は、科学技術振興機構（JST）センター・オブ・イノベーション（COI）プログラムの支援を受けて行われました。また本研究成果は、Nature Publishing Groupが発行する「Nature Photonics」に掲載されました。

詳しくは、こちらの資料をご覧ください。

関連リンク

• 大学院有機材料システム研究科
• 城戸・笹部・千葉研究室
• 山形大学COIプログラム「フロンティア有機システムイノベーション拠点」

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