発電できる有機EL素子の開発に成功～自立駆動型ディスプレイなど次世代の統合型アプリケーションへの道を拓く

　千葉大学先進科学センターの深川弘彦 特任教授、NHK放送技術研究所、京都大学大学院理学研究科の畠山琢次 教授ら共同研究チームは、一つの素子で「発光」と「太陽光発電」の機能を併せ持つ「発電できる有機EL素子^注1）」の開発に成功しました。これまで、有機半導体^注2）を用いたデバイスにおいて、発光と発電は逆過程であるため、これらを高い次元で両立することは困難とされていました。本研究では、高い発光効率と強い光吸収を併せ持つMR-TADF材料^注3）を用い、素子内部のエネルギーを精密に制御することで、発光・発電効率のトレードオフを克服しました(図1)。さらに、青色から赤色、白色までの全可視光領域での動作を実現しました。この成果により、ディスプレイの消費電力削減や、外部電源を必要としないセンサー・情報セキュリティデバイスなどへの応用が期待されます。
　本研究成果は、2026年１月20日に、国際学術誌Nature Communicationsで公開されました。

■用語解説
注１）有機EL素子：薄くて柔軟な有機半導体を使い、電流で発光するディスプレイ技術。バックライト不要で自己発光し、高い色再現性と反応速度がある。主にディスプレイに利用され、薄型で鮮やかな表示が可能。
注２）有機半導体：電気が流れる有機物。1940 年代に発見され、1997年に有機半導体を使った初の有機 EL 素子が実用化し、高性能ディスプレイとして普及している。今後、さらに発展が期待される次世代半導体。
注3）MR-TADF材料：多重共鳴（MR）構造により、濁りの少ない純度の高い光、特に青色を効率よく発光できる新型の有機発光材料。熱活性化遅延蛍光（TADF）材料により、本来は発光に寄与できない状態のエネルギーを熱で再利用し、高い発光効率を実現。分子の骨格が剛直で色純度が高い発光を示すため、次世代の発光材料として注目されている。

■論文情報
タイトル：A pathway to coexistence of electroluminescence and photovoltaic conversion in organic devices
著者：Taku Oono, Yusuke Aoki, Tsubasa Sasaki, Haruto Shoji, Takuya Okada, Takahisa Shimizu, Takuji Hatakeyama, Hirohiko Fukagawa
雑誌名：Nature Communications
DOI：10.1038/s41467-025-67332-0