有機－金属酸化物ハイブリッドナノ粒子を用いた塗布型マルチフォトン有機ＥＬの開発

• 研究課題/領域番号: 13J10532
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 相澤 直矢 山形大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
• キーワード: 有機EL / 塗布型 / 金属酸化物 / 塗布型有機EL / マルチフォトンエミッション構造

研究実績の概要

本研究では、金属酸化物ナノ粒子の表面を有機物で修飾した有機ー金属酸化物ハイブリッドナノ粒子からなる機能性材料により、塗布型マルチフォトンエミッション（MPE）有機EL素子の開発を行った。
まず、Polyethylenimine ethoxylated（PEIE）と酸化亜鉛（ZnO）ナノ粒子からなる有機ー金属酸化物ハイブリッドナノ粒子を設計し、塗布積層可能な電子注入層の開発を行った。ハイブリッド化の方法として、溶媒に分散したZnOナノ粒子の表面にPEIEを修飾する方法と、有機EL素子の作製過程にて、ZnOナノ粒子を成膜後、薄膜表面にPEIEを修飾する方法を検討した。その結果、後者においてPEIEーZnOハイブリッドナノ粒子が、塗布積層可能な電子注入層として機能することを見出した。
次に、上記のPEIEーZnOハイブリッドナノ粒子からなる電子注入層を用いて、塗布型MPE有機EL素子を作製した。この際に、リンモリブデン酸とアリールアミン系ポリマーからなる電荷発生層を介して、2つのELユニットを塗布により積層した。輝度100 cd/m2において、作製したMPE素子の駆動電圧が、対応する1ユニットのみからなる素子の駆動電圧の足し合わせとなった。同様に、MPE素子の外部量子効率も、1ユニット素子の効率を足し合わせた値を示した。以上のことから、塗布型有機EL素子において、MPE構造の原理実証に成功した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Fabrication of organic light-emitting devices comprising stacked light-emitting units by solution-based processes (2015)
  • 著者名/発表者名: Pu, Y.-J. Chiba, T., Ideta, K., Takahashi, S., Aizawa, N., Hikichi, T. Kido, J.
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 27 号: 8 ページ: 1327-1332
  • DOI: 10.1002/adma.201403973
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solution-processed multilayer small-molecule light-emitting devices with high-efficiency white-light emission (2014)
  • 著者名/発表者名: Aizawa, N., Pu, Y.-J., Watanabe, M., Chiba, T., Ideta, K., Toyota, N., Igarashi M., Suzuri, Y., Sasabe, H., Kido, J.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 5756-5756
  • DOI: 10.1038/ncomms6756
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Instant low-temperature cross-linking of poly(N-vinylcarbazole) for solution-processed multilayer blue phosphorescent organic light-emitting devices (2014)
  • 著者名/発表者名: Aizawa, N., Pu, Y.-J., Chiba, T., Kawata, S., Sasabe, H., Kido
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 26 号: 45 ページ: 7543-7546
  • DOI: 10.1002/adma.201402726
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 2,6-Bis(arylsulfonyl)anilines as Fluorescent Scaffolds through Intramolecular Hydrogen Bonds : Solid-State Fluorescence Materials and Turn-On-Type Probes Based on Aggregation-Induced Emission (2014)
  • 著者名/発表者名: Beppu, T., Kawata, S., Aizawa, N., Pu, Y. -J., Abe, Y., Ohba, Y., Katagiri
  • 雑誌名: ChemPlusChem 巻: 79 号: 4 ページ: 536-545
  • DOI: 10.1002/cplu.201300428
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multilayered Organic Light-Emitting Devices by Solution-Process (2013)
  • 著者名/発表者名: Pu, Y. -J., Chiba, T., Aizawa, N., Sasabe, H., Kido
  • 雑誌名: Journal of Photopolymer Science and Technology 巻: 26 号: 3 ページ: 403-410
  • DOI: 10.2494/photopolymer.26.403
  • NAID: 130004721130
  • ISSN: 0914-9244, 1349-6336
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermally Cross-Linkable Host Materials for Enabling Solution-Processed Multilayer Stacks in Organic Light-Emitting Devices (2013)
  • 著者名/発表者名: Aizawa, N., Pu, Y. -J., Sasabe, H., Kido, J.
  • 雑誌名: Org. Electron. 巻: 14 号: 6 ページ: 1614-1620
  • DOI: 10.1016/j.orgel.2013.03.028
  • 査読あり
• [学会発表] Instant low-temperature cross-linking poly(N-vinylcarbazole) for solution-processed multilayer organic light-emitting devices (2014)
  • 著者名/発表者名: Aizawa, N.
  • 学会等名: The Optical Society (OSA) Light, Energy and the Environment Congress
  • 発表場所: Canberra, Australia
  • 年月日: 2014-12-03
• [学会発表] Solution-processed multilayer small molecule light-emitting diodes : white emission with high efficiencies (2013)
  • 著者名/発表者名: Aizawa, N., Pu, Y. -J., Watanabe, M., Suzuri, Y., Sasabe, H., Kido, J.
  • 学会等名: 2013 Materials Research Society Fall Meeting
  • 発表場所: 米国ボストン Hynes convention center
  • 年月日: 2013-12-03
• [学会発表] 多層構造を有する低分子塗布型白色有機EL素子の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 相澤直矢、夫勇進、渡邉倫健、硯里善幸、笹部久宏、城戸淳二
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 京都 同志社大学
  • 年月日: 2013-09-18
• [備考] 多層構造を持つ低分子塗布型有機ＥＬ素子の開発に成功
  • URL: http://www.jst.go.jp/pr/announce/20141218/
• [備考] 多層構造を持つ低分子塗布型有機ＥＬ素子の開発に成功
  • URL: http://www.yamagata-u.ac.jp/jpn/yu/modules/bulletin4/article.php?storyid=28
• [備考]
  • URL: http://oled.yz.yamagata-u.ac.jp
• [備考]
  • URL: http://pu.yz.yamagata-u.ac.jp
• [産業財産権] ポリマー架橋膜及びその製造方法並びにそれを用いた有機電子デバイス (2014)
  • 発明者名: 夫勇進、相澤直矢、城戸淳二
  • 権利者名: 山形大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-03-31
• [産業財産権] 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法 (2014)
  • 発明者名: 夫勇進、相澤直矢、城戸淳二
  • 権利者名: 山形大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-02-13