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三重項から一重項励起状態への逆エネルギー移動機構を用いた新機構有機電界発光素子

Research Project

Project/Area Number 21655070
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Functional materials/Devices
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

安達 千波矢  九州大学, 工学研究院, 教授 (30283245)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2009: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywords有機EL / 逆エネルギー移動 / HOMO / LUMO / 遅延蛍光 / 熱活性化 / 発光デバイス / トリアジン / 熱活性化遅延蛍光 / 三重項励起子 / TADF / トリアジン誘導体 / 系間交差 / リン光 / 蛍光
Research Abstract

OLEDは、通常、蛍光分子では75%の三重項励起子は熱失活してしまい、25%の一重項励起子しかEL発光には利用できないが、三重項励起状態からの発光を使えば、究極の効率が得られることになる。このことは電流励起下において、スピン統計則に則り、一重項励起子と三重項励起子が1:3の割合で生成され、更に一重項準位から三重項準位への項間交差(ISC)が100%の確率で生じることにより、三重項励起子の生成効率が100%まで達していることを意味している。このように、りん光デバイスは優れたOLED性能を有することから、従来の蛍光性発光材料に代わり、OLEDの基幹発光材料となり、現実に実用化が進んでいる。一方、このような優れた発光特性を有するものの、高電流密度領域では発光効率が急激に減少するTriplet-Triplet Annihilation (TTA)やTriplet-Polaron Annihilation (TPA)等の励起子失活の発生や、化合物がIr、Pt等の貴金属を含有する化合物に限定されるなどの問題点があり、再度、基本に戻った幅広い材料開発が必要とされていた。本研究では、蛍光材料の励起子生成効率を熱活性遅延蛍光(TADF)により上昇させる新しいEL発光機構を実現した。π-π^*遷移性の化合物において、HOMOとLUMOの軌道の重なりの小さい分子を設計することにより、小さな一重項と三重項エネルギー差(ΔE_<ST>)を有し、かつ高い発光効率を両立させる分子2-biphenyl-4,6-bis(12-phenylindolo[2,3-a]carbazole-11-y1)-1,3,5-triazine(PIC-TRZ)を実現した。この分子の逆エネルギー移動効率は30%に達し、OLEDにおいても10%に迫る高い効率が得られた。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2011 2010 2009

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Efficient up-conversion of triplet excitons into a singlet state and its application for organic light emitting diodes2011

    • Author(s)
      Ayataka Endo, Keigo Sato, Kazuaki Yoshimura, Takahiro Kai, Atsushi Kawada, Hiroshi Miyazaki, Chihaya Adachi
    • Journal Title

      Appl.Phys.Lett.

      Volume: 98 Pages: 83302-83302

    • NAID

      120002816353

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermally activated delayed fluorescence from Sn4+-porphyrin complexes and their application to organic light emitting diodes-a novel mechanism for electroluminescence2009

    • Author(s)
      Ayataka Endo, Mai Ogasawara, Atsushi Takahashi, Daisuke Yokoyama, Yoshimine Kato, Chihaya Adachi
    • Journal Title

      Advanced Materials 21

      Pages: 4802-4906

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 金属錯体の特異な光物性とOLEDへの応用2009

    • Author(s)
      安達千波矢, 遠藤礼隆
    • Journal Title

      高分子 58

      Pages: 797-800

    • NAID

      10025526254

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 高効率熱活性化遅延蛍光材料のPL特性及びOLEDへの応用2010

    • Author(s)
      遠藤礼隆
    • Organizer
      第57回 応用物理学会関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-19
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 高効率熱活性化遅延蛍光現象の発光機構解析2010

    • Author(s)
      佐藤圭悟
    • Organizer
      第57回 応用物理学会関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-19
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Organic Light Emitting Diodes Using Exciton Up-Conversion Mechanism of Thermally Stimulated Delayed Fluorescence2010

    • Author(s)
      Chihaya Adachi, Ayataka Endo, Keigo Sato
    • Organizer
      ICSM2010
    • Place of Presentation
      京都国際会議場
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 高効率熱活性化遅延蛍光の発現とOLEDへの応用2010

    • Author(s)
      佐藤圭悟、遠藤礼隆、安達千波矢
    • Organizer
      有機EL討論会(第10回)
    • Place of Presentation
      日本未来科学館
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Thermally activated delayed fluorescence from Sn4+-porphyrin complexes and their application to organic light emitting diodes-a novel mechanism for electroluminescence2009

    • Author(s)
      Ayataka Endo, Mai Ogasawara, Atsushi Takahashi, Daisuke Yokoyama, Yoshimine Kato, Chihaya Adachi
    • Organizer
      Materials Research Society(MRS)
    • Place of Presentation
      ボストン
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Book] 新しい電流励起用有機発光材料の創製2011

    • Author(s)
      安達千波矢、佐藤圭悟、遠藤礼隆、甲斐孝弘
    • Total Pages
      308
    • Publisher
      (社)応用物理学会誌
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 有機発光材料及び有機発光光素子2009

    • Inventor(s)
      遠藤礼隆, 安達千波矢, 吉村和明, 川田敦志, 宮崎浩, 甲斐孝弘
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人九州大学新日鐵化学株式会社
    • Industrial Property Number
      2009-277838
    • Filing Date
      2009-12-07
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

URL: 

Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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