Exploration of New Non-Toxic Metal Halides for Optoelectronic Applications

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15655
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 36010:Inorganic compounds and inorganic materials chemistry-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Kim Junghwan 東京工業大学, 元素戦略研究センター, 助教 (90780586)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ハロゲン化物発光体 / ペロブスカイト / ＥＬ / 毒性元素フリー / 青色発光

Outline of Final Research Achievements

In this study, new blue-emitting Pb-free Cs5Cu3I6Cl2 was successfully developed. Very high PQLY of 95% and satisfactory air-stability were confirmed. On the other hand, it was clarified that both charge transportability and PQLY were equally important to achieve high performance PeLEDs. To achieve this purpose, novel method of utilizing charge transport layers to strongly confine exciton in emission layer was proposed. As a result, high performance PeLEDs were successfully developed. Low driving voltage: 10,000 cd/m2 at 2.9V, maxim luminance: 500,000 cd/m2.

Free Research Field

電子材料および電子デバイス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで太陽電池や発光素子として注目されていたハロゲン化物はほとんどが鉛を含んたペロブスカイト型であった。しかし、鉛のような毒性元素を排除することが非常に重要な課題であり、本研究では実際に、鉛を含まない、Cs-Cu-Cl-Iで構成されている新たな発光体の開発に成功した。ＰＬＱＹ95％、優れた大気安定性などのように非常に有望な性能を示すことから、実用可能な材料ともいえる。また、本研究で実証されたペロブスカイトＥＬは、今後、高性能ＰｅＬＥＤを実現するための指針が明確に得られたことを示唆する。