Innovative light emitting device using chiral induced spin selective effects
| Project/Area Number |
20K21167
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 32:Physical chemistry, functional solid state chemistry, and related fields
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
西川 浩之 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (40264585)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
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| Keywords | 円偏光発光 / キラル誘起スピン選択 / キラル伝導体 / 発光デバイス / CP-OLED / キラル輸送材料 / キラリティ / 有機薄膜 / キラル誘起スピン選択性 |
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| Outline of Research at the Start |
円偏光発光（CPL）材料を用いた発光デバイスは，三次元表示ディスプレイや医療診断への応用など幅広い分野への応用が期待されている。CPLを発する有機ELの報告例はあるものの，円偏光性の度合いを表す値であるg値が小さく，実用研究への障害となっている。本研究では，有機ELデバイスの電荷輸送層にキラル誘起スピン選択性効果を利用することにより，高い円偏光特性を示す円偏光有機発光ダイオードの開発を目的とする。本研究は，有機ELデバイスに光学遷移過程におけるスピン選択性の概念を電荷輸送層に適用した，従来のデバイスとは根本的に異なる構造を持つ革新的デバイスの開発を目指した研究である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は円偏光を発光する円偏光有機発光ダイオード（CP-OLED）の電荷輸送層にキラル誘起スピン選択性（CISS）効果を導入することにより，高い電界円偏光発光特性を示すCP-OLEDの開発を目的とする。CISS効果を示す輸送層として，ｐ型半導体であるポリチオフェンの側鎖にキラリティを導入したキラル半導体を新たに合成し，それをホール輸送材料に用いることを検討する。また，電子輸送層としてはｎ型半導体であるペリレンジイミド誘導体にキラリティを導入した材料として，比較的発光効率が低いナフチル置換キラルペリレンジイミド誘導体を検討する計画である。昨年度はホール輸送材料に利用されているPEDOTのエチレンジオキシ部位にアルキルスルホ基を導入したキラル輸送材料（R-/S-PEDOT-S）を合成し，その輸送特性を評価した。
本年度は，キラルPEDOT-Sを輸送材料に用いた発光デバイスを作製した。CP-OLEDの素子構造は，ホール輸送層にS-PEDOT-S，発光層にPFO，電子輸送層にDPEPOからなり，PFOの発光波長に予備的ではあるが，非対称性因子g値の値が10^-2台のCPELの発現に成功した。また，CISS層としてキラルなメチルベンジルアンモニウムイオンを挿入した有機‐無機ハイブリッドペロブスカイトをホール輸送層と発光層の間に挿入したデバイスの作製を検討した。発光層にF8BT，電子輸送層にDPEPOを用いたデバイスでg値が10^-3～10^-4台のCPELが観測された。
昨年度に引き続き，凝集誘起円偏光増強発光を示すキラルペリレンジイミドをキラルドープしたPFO薄膜に関して，薄膜の作製条件およびアニール温度を検討した結果，デバイス構造においてもCPLを示す薄膜の作製に成功した。この薄膜を用いたCP-OLEDを作成したところ，CPELのg値が10^-2台を示すデバイスの開発に成功した。
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Report
(4 results)
Research Products
(82 results)
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[Journal Article] Aggregation-induced circularly polarized phosphorescence of Pt(II) complexes with and axially chiral BINOL ligand2023
Author(s)
D. Tauchi, T. Koida, Y. Nojima, M. Hasegawa, Y. Mazaki, A. Inagaki, K. Sugiura, Y. Nagaya, K. Tsubaki, T. Shiga, Y. Nagata, H. Nishikawa
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Journal Title
Chem. Commun.
Volume: 59
Issue: 27
Pages: 4004-4007
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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