Highly Efficient Organic Long-persistent Luminescent System by Improving Photo-Induced Charge Separation process
Project/Area Number |
21H02020
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 35030:Organic functional materials-related
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Research Institution | Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University |
Principal Investigator |
嘉部 量太 沖縄科学技術大学院大学, 有機光エレクトロニクスユニット, 准教授 (00726490)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
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Keywords | 蓄光 / 電荷分離 / 電荷蓄積 / 有機半導体 / 蛍光 / 電荷移動 / フォトルミネッセンス / 有機蓄光 / 有機エレクトロニクス |
Outline of Research at the Start |
有機蓄光材料は、既存の無機蓄光材料に比べて、持続可能性、励起波長、柔軟性や可溶性といった面で利点があるが、その効率は無機蓄光材料の1/100程度に留まっている。 本研究では有機電子ドナー・アクセプター界面における電荷分離の効率を向上させ、安定な電荷分離状態を形成することで、実用レベルの有機蓄光材料を実現する。
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Outline of Annual Research Achievements |
蓄光材料は吸収した光エネルギーを電荷として蓄え、徐々に再結合することによって長時間の発光を可能とする。無機結晶にドーパントを加えた既存の無機蓄光材料に対して、我々が開発した有機蓄光材料はアモルファス状態で機能し、溶解性・柔軟性といった無機材料とは異なる機能を有する。一方で、無機材料に比べてキャリア間のクーロン相互作用が大きい有機材料では電荷分離効率が悪く、蓄光発光も向きに比べて弱い。 本年度は、これまでに蓄光発光が確認されたTPP分子に加えて、様々な光触媒材料について電子ドナーまたはアクセプターへの応用を検討した。電荷移動が可能となる適切なホスト材料を選択した場合、いくつかの光触媒分子で蓄光を確認することができた。レドックス安定な光触媒の蓄光への有用性が確認された。 この結果をもとに、ドナーユニットとアクセプターユニットのランダム共重合ポリマーを作成した。ドナー・アクセプター低分子の混合物の場合、相溶性や融点の差など、成膜プロセスの影響を受けるほか、時間変化によるドナー・アクセプター分子の相分離や凝集の可能性がある。ポリマー型の場合は、これらの問題点を解決可能である。ドナー・アクセプターを含むポリマー単体の発光特性を確認した結果、蓄光発光を確認することができた。膜の均一性から熱物性解析にも適しており、低分子混合膜に比べても良好な熱刺激発光特性を観測することができ、トラップ深さの解析や発光メカニズムの解明にもつながった。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
様々な光触媒分子を利用した蓄光発光を確認し、レドックスの安定な分子が蓄光発光に有用であることを見いだした。また計画通り、この分子構造を利用したポリマーの合成に成功し、ポリマー単体からの蓄光発光を実現している。
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Strategy for Future Research Activity |
今後は蓄光ポリマーに添加蛍光剤・トラップ材料を添加することでさらなる高性能化を目指す。またトラップ材料も共重合することで、より安定な蓄光ポリマーを実現する。微粒子化および汎用ポリマーとの混練によって、安定なポリマー型有機蓄光を実現する。
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Report
(2 results)
Research Products
(19 results)