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三重項励起子の高効率利用を目指した軽原子のみから構成される新規有機EL材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 14J04794
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 デバイス関連化学
研究機関京都大学

研究代表者

鈴木 克明  京都大学, 化学研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード有機EL / 有機半導体 / 分子配向 / 固体NMR / 熱活性遅延蛍光 / ホウ素化学 / 固体発光 / 有機エレクトロルミネッセンス
研究実績の概要

分子内B-N配位結合を持つ四配位ホウ素骨格を利用した、TADF骨格を開発し、その分子構造と蛍光特性を調べた。最大外部量子効率は13.1%と高い値を示した。このニート膜における高い外部量子効率は、その高い蛍光量子収率に対応しており、本研究で開発した四配位ホウ素材料が濃度消光をほとんど示さない材料であることが明らかとなった。
昨年度までの研究から、有機非晶膜中の分子配向が有機半導体デバイスの特性を大きく左右することが明らかとなってきた。そこでの本年度は固体NMRを用いた有機非晶膜の分子配向解析に取り組んだ。これまで分子配向測定法として主に用いられてきた、角度依存蛍光測定や多入射角分光エリプソメトリー法は、膜内の分子配向をその平均値であるオーダーパラメータとして求めることが可能である。これら手法と比較すると、固体NMR法は、オーダーパラメータのみでなく、その「角度分布」を含めた評価が可能な有力な手法である。
本研究ではNMRスペクトルの感度向上法として近年注目を集めている動的核偏極(DNP)-固体NMR法を用いて有機半導体材料POPy2の配向解析を行った。その結果、DNP固体NMR測定を用いることにより、通常のNMR測定ではノイズレベルのシグナルしか得られなかったのに対し、マイクロ波を照射することにより、スペクトルの大きな感度向上が認められた。得られたスペクトルについて、ルジャンドル多項式を用いたフィッティングを行い、POPy2の配向解析を行った。その結果有機非晶膜中において、POPy2のP=O軸が基板上に垂直に配向する傾向があるのに対し、ドロップキャスト膜はP=O軸がランダムに分布していることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Combined Inter- and Intramolecular Charge-Transfer Processes for Highly Efficient Fluorescent Organic Light-Emitting Diodes with Reduced Triplet Exciton Quenching2017

    • 著者名/発表者名
      Chang-Ki Moon, Katsuaki Suzuki, Katsuyuki Shizu, Chihaya Adachi, Hironori Kaji, Jang-Joo Kim
    • 雑誌名

      Advanced materials

      巻: - 号: 17

    • DOI

      10.1002/adma.201606448

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Purely organic electroluminescent material realizing 100% conversion from electricity to light2015

    • 著者名/発表者名
      Hironori Kaji, Hajime Suzuki, Tatsuya Fukushima, Katsuyuki Shizu, Katsuaki Suzuki, Shosei Kubo, Takeshi Komino, Hajime Oiwa, Furitsu Suzuki, Atsushi Wakamiya, Yasujiro Murata, and Chihaya Adachi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 6 号: 1 ページ: 84761-8

    • DOI

      10.1038/ncomms9476

    • NAID

      120005663313

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Highly Efficient Electroluminescence from a Solution-Processable Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitter2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Wada, Katsuyuki Shizu, Shosei Kubo, Katsuaki Suzuki, Hiroyuki Tanaka, Chihaya Adachi and Hironori Kaji
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 107 号: 18 ページ: 1833031-4

    • DOI

      10.1063/1.4935237

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Triarylboron-based Fluorescent Organic Light-emitting Diodes with External Quantum Efficiencies Exceeding 20%2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Suzuki, Shosei Kubo, Katsuyuki Shizu, Tatsuya Fukushima, Atsushi Wakamiya, Yasujiro Murata, Chihaya Adachi, Hironori Kaji
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 54 号: 50 ページ: 15231-15235

    • DOI

      10.1002/anie.201508270

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 動的核偏極固体NMRによる有機半導体非晶膜の配向解析2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木克明,久保勝誠,Fabien Aussenac,Frank Engelke,福島達也,梶弘典
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 三配位ホウ素骨格に基づいた熱活性化遅延蛍光材料の開発2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木克明、久保勝誠、志津功將、福島達也、若宮淳志、村田靖次郎、安達千波矢、 梶弘典
    • 学会等名
      第63会応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Highly efficient organic light emitting diodes using donor-acceptor type triaryl-boron compounds showing thermally activated delayed fluorescence2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Suzuki, Shosei Kubo, Katsuyuki Shizu, Atsushi Wakamiya, Tatsuya Fukushima, Yasujiro Murata, Chihaya Adachi, and Hironori Kaji
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] COMPOUND, LUMINESCENT MATERIAL, AND ORGANIC LUMINESCENT ELEMENT2014

    • 発明者名
      佐藤 徹 他11名
    • 権利者名
      佐藤 徹 他11名
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-05-13
    • 取得年月日
      2014-11-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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