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2015 Fiscal Year Research-status Report

弱い相互作用による三重項励起子の制御と有機半導体デバイスへの応用

Research Project

Project/Area Number 15K21220
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

嘉部 量太  九州大学, 最先端有機光エレクトロニクス研究センター, 助教 (00726490)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords長寿命りん光 / 有機EL / 分子間相互作用 / 有機半導体 / 蓄光 / エレクトロルミネッセンス
Outline of Annual Research Achievements

リン光は遷移過程でスピン反転を伴うため放射速度が遅く、一般的な有機分子においては三重項からの非放射失活が支配的であるため、極低温など非放射失活が低減された環境でのみリン光が観測される。室温付近でリン光を観測するには重原子によるスピン軌道相互作用を利用するか、発光材料を強固なホスト媒体に閉じ込め、分子運動による非放射失活を抑制する必要がある。しかしながら、既存の強固なホスト媒体は全て絶縁体であり、三重項励起子の活用が重要な有機半導体デバイスには応用できない。そこで本研究では、半導体性・真空蒸着可能な特性を有し、かつゲストの非放射失活を抑制可能なホスト材料として、疎水性ステロイドに半導体性カルバゾールを修飾した新規ホスト材料を合成した。この新規ホスト材料は真空蒸着可能で有り、室温でアモルファス膜を形成するため有機ELのホスト材料として利用できることが確認された。このホスト材料に発光材料を分散させた結果、室温で青色蛍光と緑色長寿命リン光が同時に観測された。この混合膜を発光層とするOLEDを作製した結果、電流励起中は青色蛍光、電流印加後は長寿命の緑色リン光を有する残光OLEDの開発に初めて成功した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

これまでに、有機ホスト材料に飽和炭化水素置換基を入れることでゲストの非放射失活を抑制できることを見い出した。この結果を基に半導体性ホスト材料を設計した結果、有機ELにおいて、蛍光とリン光の二重発光取り出し、および長寿命リン光による残光発光という非常に新しいデバイスを実現することに成功している。このように、当初の予定を達成することが出来ているため、順調に進展しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

これまでの結果から、有機半導体ホストにおける非放射失活抑制の基本的な考えは確立されたが、非放射失活抑制効果はまだ不十分である。そこで今年度は、種々の半導体性ホスト媒体についても検討を行い、有機固体薄膜において、非放射失活抑制に最も重要な因子の解明に取り組む予定である。
また、三重項励起子を長時間蓄積することが可能であるため、今後はこの励起子を熱などの外的因子を用いて制御することに取り組む。

Causes of Carryover

旅費の一部を招待講演や外部資金によって支払ったため次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

生じた次年度使用額については、今年度の試薬代金に割り当てる予定である。

  • Research Products

    (13 results)

All 2016 2015

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Afterglow Organic Light-Emitting Diode2016

    • Author(s)
      Ryota Kabe; Naoto Notsuka; Kou Yoshida; Chihaya Adachi
    • Journal Title

      Advanced Material

      Volume: 28 Pages: 655 - 660

    • DOI

      10.1002/adma.201504321

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Afterglow organic light emitting diode2016

    • Author(s)
      R. Kabe, N. Notsuka, K. Yoshida, C. Adachi
    • Organizer
      2016 MRS Spring Meeting & Exhibit
    • Place of Presentation
      Arizona, USA
    • Year and Date
      2016-03-28 – 2016-04-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Improved Light-Emitting Properties of Luminescent Molecules Hosted within Nanoporous Metal-Organic Frameworks2016

    • Author(s)
      H. Mieno, R. Kabe, N. Notsuka, V. Stavila, M. E. Foster, M. D. Allendorf, C. Adachi
    • Organizer
      2016 MRS Spring Meeting & Exhibit
    • Place of Presentation
      Arizona, USA
    • Year and Date
      2016-03-28 – 2016-04-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dual emission of both fluorescence and phosphorescence from single-emitter OLED2016

    • Author(s)
      R. Kabe, N. Notsuka, K. Yoshida, C. Adachi
    • Organizer
      International Symposium on Functional Materials 2016
    • Place of Presentation
      OIST, Okinawa
    • Year and Date
      2016-01-25 – 2016-01-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Suppression of nonradioactive decay from triplet excited stated by weak intermolecular interactions2015

    • Author(s)
      R. Kabe, N. Notsuka, C. Adachi
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Room temperature phosphorescence from Coronene@ZIF-82015

    • Author(s)
      H. Mieno, R. Kabe, N. Notsuka, C. Adachi
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
  • [Presentation] Long-lived phosphorescence organic light emitting diodes2015

    • Author(s)
      N. Notsuka, R. Kabe, C. Adachi
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
  • [Presentation] 有機媒体による非放射失活の抑制とその応用2015

    • Author(s)
      嘉部量太、安達千波矢
    • Organizer
      情報科学用有機材料第142委員会 第66回研究会
    • Place of Presentation
      東京理科大学、東京
    • Year and Date
      2015-11-20 – 2015-11-20
    • Invited
  • [Presentation] ホスト材料による非放射失活抑制効果と残光性有機ELへの応用2015

    • Author(s)
      嘉部 量太、能塚直人、吉田巧、安達千波矢
    • Organizer
      有機EL討論会第21回例会
    • Place of Presentation
      九州大学、福岡
    • Year and Date
      2015-11-12 – 2015-11-13
  • [Presentation] 未来を切り開く長寿命励起子 -有機媒体の設計とデバイス展開-2015

    • Author(s)
      嘉部量太、安達千波矢
    • Organizer
      九州大学共進化社会システム創成拠点COIプログラム情報モビリティユニットワークショップ
    • Place of Presentation
      九州大学、福岡
    • Year and Date
      2015-09-28 – 2015-09-28
    • Invited
  • [Presentation] 残光性有機発光ダイオード(OLED)のEL特性2015

    • Author(s)
      能塚直人、嘉部量太、吉田巧、安達千波矢
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋大学、愛知
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動方法および照明装置2015

    • Inventor(s)
      嘉部量太、能塚直人、安達千波矢
    • Industrial Property Rights Holder
      嘉部量太、能塚直人、安達千波矢
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2015-000122
    • Filing Date
      2015-06-30
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 燐光発光材料、燐光発光体から燐光を放射させる方法、燐光発光材料の製 造方法、有機発光素子およびガスセンサー2015

    • Inventor(s)
      三重野寛之、嘉部量太、能塚直人、安達千波矢
    • Industrial Property Rights Holder
      三重野寛之、嘉部量太、能塚直人、安達千波矢
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2015-115012
    • Filing Date
      2015-06-05

URL: 

Published: 2017-01-06  

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