Development of Highly Efficient Room Temperature Phosphorescent Materials via Thermal Activation Process

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K18960
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 33:Organic chemistry and related fields
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Takeda Youhei 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (60608785)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: 室温リン光 / 汎用元素 / 電荷移動 / 電子ドナー・アクセプター / 有機EL / ケイ素 / 発光

Outline of Final Research Achievements

Materials that display phosphorescence at room temperature are utilized as light-emitting materials in organic electroluminescence (EL) devices, because they can convert excitons generated by current excitation into light energy with an internal conversion efficiency of up to 100%. However, the studies on materials composed only of abundant elements and exhibiting room-temperature phosphorescence are still in infancy. In this study, the principal investigator has succeeded in developing novel room-temperature phosphorescent (RTP) materials based on donor-acceptor-donor structure composed of only abundant elements. The materials exhibit RTP via a thermally activated mechanism and serves as a light-emitting material for high-efficiency organic EL devices.

Free Research Field

有機合成化学、材料化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

RTPの発現には、トレードオフの関係にある効率的なスピン反転、熱失活の抑制を同時に達成する必要がある。今回採用した分子設計は、熱活性化により生成する高次励起三重項状態を活用することで、D-A間の揺らぎは保持したまま室温リン光を実現した。すなわち、凝集状態における分子間相互作用を活用する既存のアプローチとは一線を画している特徴的な研究である。また、希少金属の材料供給の懸念を払拭できることから、産業的にも波及効果の高い研究である。