Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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。
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。
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2023 2022 2021
All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results)
Advanced Materials
Volume: 34 Issue: 32 Pages: 2201778-2201778
10.1002/adma.202201778
Journal of the American Chemical Society
Volume: 145 Issue: 3 Pages: 1505-1511
10.1021/jacs.2c10946
Volume: 144 Issue: 1 Pages: 106-112
10.1021/jacs.1c11659
