有機－金属酸化物ハイブリッドナノ粒子を用いた塗布型マルチフォトン有機ＥＬの開発

• Project/Area Number: 13J10532
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Functional materials/Devices
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 相澤 直矢 山形大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 有機EL / 塗布型 / 金属酸化物 / 塗布型有機EL / マルチフォトンエミッション構造

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、金属酸化物ナノ粒子の表面を有機物で修飾した有機ー金属酸化物ハイブリッドナノ粒子からなる機能性材料により、塗布型マルチフォトンエミッション（MPE）有機EL素子の開発を行った。
まず、Polyethylenimine ethoxylated（PEIE）と酸化亜鉛（ZnO）ナノ粒子からなる有機ー金属酸化物ハイブリッドナノ粒子を設計し、塗布積層可能な電子注入層の開発を行った。ハイブリッド化の方法として、溶媒に分散したZnOナノ粒子の表面にPEIEを修飾する方法と、有機EL素子の作製過程にて、ZnOナノ粒子を成膜後、薄膜表面にPEIEを修飾する方法を検討した。その結果、後者においてPEIEーZnOハイブリッドナノ粒子が、塗布積層可能な電子注入層として機能することを見出した。
次に、上記のPEIEーZnOハイブリッドナノ粒子からなる電子注入層を用いて、塗布型MPE有機EL素子を作製した。この際に、リンモリブデン酸とアリールアミン系ポリマーからなる電荷発生層を介して、2つのELユニットを塗布により積層した。輝度100 cd/m2において、作製したMPE素子の駆動電圧が、対応する1ユニットのみからなる素子の駆動電圧の足し合わせとなった。同様に、MPE素子の外部量子効率も、1ユニット素子の効率を足し合わせた値を示した。以上のことから、塗布型有機EL素子において、MPE構造の原理実証に成功した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Fabrication of organic light-emitting devices comprising stacked light-emitting units by solution-based processes (2015)
  • Author(s): Pu, Y.-J. Chiba, T., Ideta, K., Takahashi, S., Aizawa, N., Hikichi, T. Kido, J.
  • Journal Title: Advanced Materials Volume: 27 Issue: 8 Pages: 1327-1332
  • DOI: 10.1002/adma.201403973
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Solution-processed multilayer small-molecule light-emitting devices with high-efficiency white-light emission (2014)
  • Author(s): Aizawa, N., Pu, Y.-J., Watanabe, M., Chiba, T., Ideta, K., Toyota, N., Igarashi M., Suzuri, Y., Sasabe, H., Kido, J.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 5 Issue: 1 Pages: 5756-5756
  • DOI: 10.1038/ncomms6756
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Instant low-temperature cross-linking of poly(N-vinylcarbazole) for solution-processed multilayer blue phosphorescent organic light-emitting devices (2014)
  • Author(s): Aizawa, N., Pu, Y.-J., Chiba, T., Kawata, S., Sasabe, H., Kido
  • Journal Title: Advanced Materials Volume: 26 Issue: 45 Pages: 7543-7546
  • DOI: 10.1002/adma.201402726
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 2,6-Bis(arylsulfonyl)anilines as Fluorescent Scaffolds through Intramolecular Hydrogen Bonds : Solid-State Fluorescence Materials and Turn-On-Type Probes Based on Aggregation-Induced Emission (2014)
  • Author(s): Beppu, T., Kawata, S., Aizawa, N., Pu, Y. -J., Abe, Y., Ohba, Y., Katagiri
  • Journal Title: ChemPlusChem Volume: 79 Issue: 4 Pages: 536-545
  • DOI: 10.1002/cplu.201300428
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Multilayered Organic Light-Emitting Devices by Solution-Process (2013)
  • Author(s): Pu, Y. -J., Chiba, T., Aizawa, N., Sasabe, H., Kido
  • Journal Title: Journal of Photopolymer Science and Technology Volume: 26 Issue: 3 Pages: 403-410
  • DOI: 10.2494/photopolymer.26.403
  • NAID: 130004721130
  • ISSN: 0914-9244, 1349-6336
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Thermally Cross-Linkable Host Materials for Enabling Solution-Processed Multilayer Stacks in Organic Light-Emitting Devices (2013)
  • Author(s): Aizawa, N., Pu, Y. -J., Sasabe, H., Kido, J.
  • Journal Title: Org. Electron. Volume: 14 Issue: 6 Pages: 1614-1620
  • DOI: 10.1016/j.orgel.2013.03.028
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Instant low-temperature cross-linking poly(N-vinylcarbazole) for solution-processed multilayer organic light-emitting devices (2014)
  • Author(s): Aizawa, N.
  • Organizer: The Optical Society (OSA) Light, Energy and the Environment Congress
  • Place of Presentation: Canberra, Australia
  • Year and Date: 2014-12-03
• [Presentation] Solution-processed multilayer small molecule light-emitting diodes : white emission with high efficiencies (2013)
  • Author(s): Aizawa, N., Pu, Y. -J., Watanabe, M., Suzuri, Y., Sasabe, H., Kido, J.
  • Organizer: 2013 Materials Research Society Fall Meeting
  • Place of Presentation: 米国ボストン Hynes convention center
  • Year and Date: 2013-12-03
• [Presentation] 多層構造を有する低分子塗布型白色有機EL素子の作製 (2013)
  • Author(s): 相澤直矢、夫勇進、渡邉倫健、硯里善幸、笹部久宏、城戸淳二
  • Organizer: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 京都 同志社大学
  • Year and Date: 2013-09-18
• [Remarks] 多層構造を持つ低分子塗布型有機ＥＬ素子の開発に成功
  • URL: http://www.jst.go.jp/pr/announce/20141218/
• [Remarks] 多層構造を持つ低分子塗布型有機ＥＬ素子の開発に成功
  • URL: http://www.yamagata-u.ac.jp/jpn/yu/modules/bulletin4/article.php?storyid=28
• [Remarks]
  • URL: http://oled.yz.yamagata-u.ac.jp
• [Remarks]
  • URL: http://pu.yz.yamagata-u.ac.jp
• [Patent(Industrial Property Rights)] ポリマー架橋膜及びその製造方法並びにそれを用いた有機電子デバイス (2014)
  • Inventor(s): 夫勇進、相澤直矢、城戸淳二
  • Industrial Property Rights Holder: 山形大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2014-03-31
• [Patent(Industrial Property Rights)] 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法 (2014)
  • Inventor(s): 夫勇進、相澤直矢、城戸淳二
  • Industrial Property Rights Holder: 山形大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2014-02-13