動的エキシトン制御による高色純度青色TADF材料の開発
Publicly Offered Research
| Project Area | Dynamic Exciton: Emerging Science and Innovation |
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| Project/Area Number |
21H05408
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
小田 晋 関西学院大学, 理学部, 助教 (00789901)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 熱活性化遅延蛍光 / 有機EL / 色純度 / 有機ホウ素化合物 / 多重共鳴効果 / 有機ホウ素 |
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| Outline of Research at the Start |
近年，100%近い内部量子効率（IQE）が可能な熱活性化遅延蛍光（TADF）材料の開発が盛んに行われている。応募者は，ホウ素と窒素の多重共鳴効果により，最大IQEが100%に達しながら，スペクトル半値幅が小さく色純度に優れた青色TADF材料の開発に成功している。しかし，蛍光材料を用いた有機EL素子と比較すると素子寿命が短く，TADF材料としての実用には至っていない。そこで，本研究では，動的エキシトンの制御により，最高レベルのエネルギー変換効率と実用レベルの耐久性を兼ね備えた青色TADF素子を開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機 EL 素子は，応答速度やコントラスト比に優れており，ディスプレイ分野での実用化が進んでいるが，エネルギー変換効率に課題を残している。そこで近年，100% 近い内部量子効率（IQE）が可能な熱活性化遅延蛍光（TADF）材料の開発が盛んに行われている。しかし，TADF 材料は，一般に幅広な発光スペクトルを示すことから，照明には適しているが，高い色純度を必要とするディスプレイには不向きである。これに対し研究代表者の所属研究室では，ホウ素と窒素の「多重共鳴効果」により，励起一重項状態と励起三重項状態のエネルギー差の縮小と励起状態における構造変化の抑制に成功し，最大 IQEが100%に達しながら，スペクトル半値幅が小さく極めて色純度に優れた青色発光を示す TADF 材料（DABNA）の開発に成功した。しかし，蛍光材料を用いた素子と比較すると素子寿命が短く，TADF 材料としての実用には至っていない。そこで，本研究では，動的エキシトンの制御により，最高レベルのエネルギー変換効率と実用レベルの耐久性を兼ね備えた青色TADF 素子の開発を行った。
まず，逆項間交差速度定数の向上を目的として，DABNAの縮環三量体構造をもつ含BN拡張ヘリセン（V-DABNA）の合成を行った。V-DABNAは半値幅の小さいスカイブルー発光を示し，逆項間交差速度定数の向上に成功した。また，V-DABNAにフッ素原子を導入することによって，発光波長は短波長化し，高色純度の深青色TADFを示した。これらを発光材料として用いた有機EL素子は，高い色純度を維持しつつ，高い最大外部量子効率（26%）およびロールオフの抑制を達成した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
