2022 Fiscal Year Annual Research Report
Virtual screening of "dynamic excitions" for OLED materials
Publicly Offered Research
| Project Area | Dynamic Exciton: Emerging Science and Innovation |
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| Project/Area Number |
21H05413
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
相澤 直矢 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (60754918)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| Keywords | 遅延蛍光 / 有機EL / 仮想スクリーニング / 量子化学計算 / 励起状態 / 動的エキシトン / 逆項間交差 / スピンー軌道相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
次世代の有機EL材料として注目さている熱活性化遅延蛍光（TADF）材料は、通常発光しない励起三重項状態から発光可能な励起一重項状態への遷移である逆項間交差（RISC）により、有機ELの内部量子効率を100%まで高めることが可能である。しかし、吸熱的な遷移であるRISCがTADFを律速し、その寿命は通常の蛍光と比べて非常に長いマイクロ秒に留まっている。本研究では、スピン-軌道相互作用に代表される動的エキシトン効果を考慮した量子化学計算とベイズ最適化により、高いRISC速度定数(kRISC)を示す有機分子の仮想スクリーニングを行った。その結果、理論上10^7 s^-1以上の高いkRISCを示す分子を58種類見出した。また、機械学習後の非線形回帰モデルを用いて、kRISCの極大値周辺における分子フィンガープリントの重要度を定量した。さらに、仮想スクリーニングで見出した分子を合成し、光物性を評価したところ、804 nsの短い遅延蛍光寿命と8.3 × 10^7 s^-1の高いkRISCを示すことを明らかにした。この高いkRISCに由来して、本材料を用いた有機ELデバイスは、5000 cd m^-2の高輝度時においても22.8％の高い外部量子効率を示した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Delayed fluorescence from inverted singlet and triplet excited states2022
Author(s)
Naoya Aizawa, Yong-Jin Pu, Yu Harabuchi, Atsuko Nihonyanagi, Ryotaro Ibuka, Hiroyuki Inuzuka, Barun Dhara, Yuki Koyama, Ken-ichi Nakayama, Satoshi Maeda, Fumito Araoka, Daigo Miyajima
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Journal Title
Nature
Volume: 609
Pages: 502-506
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Dual-acceptor thermally activated delayed fluorescence emitters: Achieving high efficiency and long lifetime in orange-red OLEDs2022
Author(s)
Xiaoxiao Hu, Naoya Aizawa, Minjun Kim, Miaofei Huang, Zhiyi Li, Guanhao Liu, Honglei Gao, Teng Gao, Xiangyu Dong, Yong Zhang, Jianjun Liu, Pengfei Wang, Yuanping Yi, Yong-Jin Pu, Ying Wang
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Journal Title
Chemical Engineering Journal
Volume: 434
Pages: 134728
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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