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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Development of next generation OLED materials by triplet energy control

Research Project

Project/Area Number 26288095
Research InstitutionKwansei Gakuin University

Principal Investigator

畠山 琢次  関西学院大学, 理工学部, 准教授 (90432319)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords有機合成 / 有機EL / 熱活性化遅延蛍光 / 多重共鳴効果 / 有機導体
Outline of Annual Research Achievements

熱活性化遅延蛍光(TADF)材料はドナー部位とアクセプター部位からなり,各々にHOMOとLUMOが局在化することで,励起一重項と励起三重項のエネルギー差が抑制され,効率的な逆項間交差が可能となる。しかし,ドナー・アクセプター分子は,励起状態での構造緩和が大きくなり,発光スペクトルがブロードになるという問題がある。これに対し本研究では,ホウ素と窒素の多重共鳴効果により,剛直な同一の芳香環上の隣り合う炭素にHOMOとLUMOを局在化させることで,半値幅が30 nm以下の極めて色純度の高い発光スペクトルを示すTADF材料の開発に成功している。本年度は,本TADF材料の分散膜が光ポンピング条件下で誘導放出による光増幅を示すことを見出した。TADF材料としては初めての光増幅であり,有機半導体レーザーとしての応用が期待できる。過渡吸収分光法により一重項励起状態と三重項励起状態の吸収スペクトルの類似性が高く,レーザー発振に有利であることも明らかとなった。また,その多重共鳴効果をさらに強め合う誘導体の合成を進め,逆項間交差速度定数の大幅な向上を達成した。これにより,高輝度領域でのロールオフが抑制され,実用輝度でも高い外部量子効率が可能となった。さらに,有機EL素子のパフォーマンスを最大化するために,周辺材料の開発も進めた結果,含リンπ共役分子が,優れた正孔・励起子阻止材料となることを見出した。本材料を用いることで,有機EL素子の外部量子効率と素子寿命のさらなる向上が期待できる。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 8 results)

  • [Journal Article] 5,9-Dioxa-13b-Oxophosphanaphtho[3,2,1-de]anthracenes Prepared by Tandem Phospha-Friedel?Crafts Reaction as Hole-/Exciton-Blocking Materials for OLEDs2017

    • Author(s)
      Nakatsuka Soichiro、Gotoh Hajime、Kageyama Akiko、Sasada Yasuyuki、Ikuta Toshiaki、Hatakeyama Takuji
    • Journal Title

      Organometallics

      Volume: 36 Pages: 2622~2631

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.7b00242

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] One-Shot Multiple Borylation toward BN-Doped Nanographenes2017

    • Author(s)
      Matsui Kohei、Oda Susumu、Yoshiura Kazuki、Nakajima Kiichi、Yasuda Nobuhiro、Hatakeyama Takuji
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 140 Pages: 1195~1198

    • DOI

      10.1021/jacs.7b10578

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Light Amplification in Molecules Exhibiting Thermally Activated Delayed Fluorescence2017

    • Author(s)
      Nakanotani Hajime、Furukawa Taro、Hosokai Takuya、Hatakeyama Takuji、Adachi Chihaya
    • Journal Title

      Adv. Opt. Mater.

      Volume: 5 Pages: 1700051~1700051

    • DOI

      10.1002/adom.201700051

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 超高色純度熱活性化遅延蛍光材料の開発2018

    • Author(s)
      畠山琢次
    • Organizer
      エレクトライドに関するJST ACCELシンポジウム -触媒とOLED-
    • Invited
  • [Presentation] 多重共鳴効果を鍵とした高色純度TADF材料の分子設計2018

    • Author(s)
      畠山琢次
    • Organizer
      日本化学会第98回春季年会
    • Invited
  • [Presentation] 多重共鳴効果を鍵とした高効率有機EL素子の開発2017

    • Author(s)
      畠山琢次
    • Organizer
      日本学術振興会「分子系の複合電子機能」第181委員会 第27回研究会
    • Invited
  • [Presentation] タンデムボラFriedel-Crafts反応を鍵とした有機エレクトロニクス材料の開発2017

    • Author(s)
      畠山琢次
    • Organizer
      九州大学先導物質化学研究所講演会
    • Invited
  • [Presentation] 多重共鳴効果を鍵とした高効率有機EL材料の開発2017

    • Author(s)
      畠山琢次
    • Organizer
      第66回高分子討論会
    • Invited
  • [Presentation] タンデムヘテロFriedel-Crafts反応を基盤とした新材料化学2017

    • Author(s)
      畠山琢次
    • Organizer
      ITbM/IGER Organic Chemistry Workshop 2017
    • Invited
  • [Presentation] Development of Optoelectronic Materials through Borylation Reactions2017

    • Author(s)
      Takuji Hatakeyama
    • Organizer
      10th China-Japan Joint Symposium on Functional Supramolecular Architectures
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] HOMO-LUMO Separation by Multiple Resonance Effect toward Ultrapure Blue TADF Materials2017

    • Author(s)
      Takuji Hatakeyama
    • Organizer
      2nd International TADF Workshop
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2021-01-27  

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