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光学測定による新規熱活性化遅延蛍光材料薄膜の光物性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15J12038
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 電子・電気材料工学
研究機関大阪府立大学

研究代表者

丹羽 顕嗣  大阪府立大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード有機EL / 熱活性化遅延蛍光材料 / 光物性 / 熱活性化遅延蛍光 / 有機EL / 有機発光材料
研究実績の概要

フルカラーディスプレイや白色光照明を実現するためには、青、緑、赤色の発光材料が必要であり、それらの光物性を評価、比較することは重要である。これまでに、緑色発光を示す熱活性化遅延蛍光(TADF)材料である4CzIPNについて発光特性の温度依存性を調べ、励起状態の緩和過程に高次の三重項励起状態(Tn)が重要な役割を果たすことを示した。
当該年度は、当初の研究の目的に従って、緑色発光を示す4CzIPNだけでなく、赤色発光、青色発光を示すcarbazolyl dicyanobenzene系TADF材料(4CzTPN、2CzPN)の発光特性を調べ、励起状態構造の違いについて明らかにした。4CzTPN薄膜、2CzPN薄膜における発光緩和速度の温度依存性は、最低一重項励起状態(S1)と最低三重項励起状態(T1)と基底状態(S0)を考慮した3準位モデルでは説明できず、S1とT1の間に位置するTnを考慮した4準位モデルにより矛盾なく説明できることが分かった。緩和速度の温度依存性に、4準位モデルによる速度方程式から導いた解をfittingすることで、S1-T1間、Tn-T1間のエネルギーギャップ(ΔE{S1-T1}、ΔE{Tn-T1})を求め、4CzIPN、4CzTPN、2CzPNの励起状態構造を決定した。4CzIPNと4CzTPN では蛍光波長は異なるが、S1、T1、Tnの励起状態構造がほとんど同じであることが明らかとなった。2CzPNでは、ΔE{S1-T1}、ΔE{Tn-T1}が4CzIPN、4CzTPNに比べて2倍程度大きいことが分かった。以上より、carbazolyl dicyanobenzene系TADF材料(4CzIPN、4CzTPN、2CzPN)の緩和過程におけるTnの寄与を示すことができ、励起状態構造を明らかにすることができた。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 8件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Emission properties of thermally activated delayed fluorescence emitters: analysis based on a four level model considering a higher triplet excited state2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kobayashi, Akitsugu Niwa, Shota Haseyama, Kensho Takaki, Takashi Nagase, Kenichi Goushi, Chihaya Adachi, Hiroyoshi Naito
    • 雑誌名

      Journal of Photonics for Energy

      巻: 8 号: 03 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1117/1.jpe.8.032104

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of the Singlet - Triplet Energy Gap in a Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitter by Using a Polar Host Matrix2017

    • 著者名/発表者名
      S. Haseyama, A. Niwa, A. T. Kobayashi, T. Nagase, K. Goushi, C. Adachi, H. Naito
    • 雑誌名

      Nanoscale Research Letters

      巻: 12 号: 1 ページ: 268-268

    • DOI

      10.1186/s11671-017-2012-1

    • 関連する報告書
      2017 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] Contributions of a higher triplet excited state to the emission properties of a thermally activated delayed-fluorescence emitter2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kobayashi, A. Niwa, K. Takaki, S. Haseyama, T. Nagase, K. Goushi, C. Adachi, H. Naito
    • 雑誌名

      Physical Review Applied

      巻: 7 号: 3 ページ: 034002-034002

    • DOI

      10.1103/physrevapplied.7.034002

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photoluminescence in a thermally activated delayed fluorescence emitter for organic light-emitting diodes2016

    • 著者名/発表者名
      A. Niwa, K. Takaki, T. Kobayashi, T. Nagase, K. Goushi, C. Adachi, H. Naito
    • 雑誌名

      Journal of the Imaging Society of Japan

      巻: 55 ページ: 143-148

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 四準位モデルに基づく4CzIPNの緩和速度の検討2018

    • 著者名/発表者名
      川手 大輔、丹羽 顕嗣、石井 智也、小林 隆史、永瀬 隆、合志 憲一、安達 千波矢、内藤 裕義
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 発光緩和過程におけるスカイブルー発光を示す熱活性化遅延蛍光材料の高次の三重項励起状態の寄与2018

    • 著者名/発表者名
      石井 智也、丹羽 顕嗣、川手 大輔、小林 隆史、永瀬 隆、合志 憲一、安達 千波矢、内藤 裕義
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 時間相関単一光子計数法を用いたTADF材料の蛍光寿命測定2017

    • 著者名/発表者名
      丹羽顕嗣, 長谷山翔太, 小林隆史, 永瀬 隆, 合志憲一, 安達千波矢, 内藤裕義
    • 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] TADF材料における発光減衰測定 -高次三重項励起準位を考慮した4準位モデルによる解析-2017

    • 著者名/発表者名
      丹羽 顕嗣、川手 大輔、小林 隆史、永瀬 隆、合志 憲一、安達 千波矢、内藤 裕義
    • 学会等名
      有機EL討論会第24回例会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 4CzIPNにおける緩和速度定数の溶媒極性依存性2017

    • 著者名/発表者名
      丹羽 顕嗣、川手 大輔、小林 隆史、永瀬 隆、合志 憲一、安達 千波矢、内藤 裕義
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 熱活性遅延蛍光材料の項間交差速度の評価2017

    • 著者名/発表者名
      川手 大輔、丹羽 顕嗣、小林 隆史、永瀬 隆、合志 憲一、安達 千波矢、内藤 裕義
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 熱活性化遅延蛍光材料における発光ダイナミクス -高次三重項励起状態を考慮した解析-2017

    • 著者名/発表者名
      小林 隆史、丹羽 顕嗣、高木 絢生、長谷山 翔太、永瀬 隆、合志 憲一、安達 千波矢、内藤 裕義
    • 学会等名
      日本学術振興会第142委員会 有機光エレクトロニクス部会 第77回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 熱活性遅延蛍光材料の項間交差の温度依存性2017

    • 著者名/発表者名
      川手 大輔、丹羽 顕嗣、石井 智也、小林 隆史、永瀬 隆、合志 憲一、安達 千波矢、内藤 裕義
    • 学会等名
      有機EL討論会第25回例会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] TADF材料の項間交差速度の温度依存性2017

    • 著者名/発表者名
      川手 大輔、丹羽 顕嗣、石井 智也、小林 隆史、永瀬 隆、合志 憲一、安達 千波矢、内藤 裕義
    • 学会等名
      大阪府立大学21世紀科学研究機構分子エレクトロニックデバイス研究所第19回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] カルバゾールジシアノベンゼン系TADF材料の項間交差速度の温度依存性2017

    • 著者名/発表者名
      川手 大輔、丹羽 顕嗣、石井 智也、小林 隆史、永瀬 隆、合志 憲一、安達 千波矢、内藤 裕義
    • 学会等名
      第28回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Control of the singlet-triplet energy gap in a thermally activated delayed fluorescence emitter by the use of a polar host matrix2016

    • 著者名/発表者名
      S. Haseyama, A. Niwa, T. Kobayashi, T. Nagase, K. Goushi, C. Adachi, and H. Naito
    • 学会等名
      12th International Conference on Nano-Molecular Electronics
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center(Kobe. Hyogo)
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Triplet-Triplet Annihilation in Thermally Activated Delayed Fluorescence Doped Thin Films with Low-Doping Concentrations2016

    • 著者名/発表者名
      A. Niwa, S. Haseyama, T. Kobayashi, T. Nagase, K. Goushi, C. Adachi, and H. Naito
    • 学会等名
      The 8th Asian Conference on Organic Electronics
    • 発表場所
      Kyoto University(Uji, Kyoto)
    • 年月日
      2016-12-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 熱活性化遅延蛍光薄膜におけるフェルスター型エネルギー移動に基づく三重項対消滅2016

    • 著者名/発表者名
      丹羽顕嗣, 長谷山翔太, 小林隆史, 永瀬 隆, 合志憲一, 安達千波矢, 内藤裕義
    • 学会等名
      第27回光物性研究会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 定常発光時のスペクトルシフトに着目した低濃度TADF薄膜における三重項対消滅2016

    • 著者名/発表者名
      丹羽顕嗣, 長谷山翔太, 小林隆史, 永瀬 隆, 合志憲一, 安達千波矢, 内藤裕義
    • 学会等名
      有機EL討論会第23回例会
    • 発表場所
      富山市民プラザ(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 熱活性化遅延蛍光薄膜における三重項対消滅について -発光スペクトルの励起光強度依存性-2016

    • 著者名/発表者名
      丹羽顕嗣, 長谷山翔太, 小林隆史, 永瀬 隆, 合志憲一, 安達千波矢, 内藤裕義
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Singlet-Triplet Annihilation Process in a Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitter2016

    • 著者名/発表者名
      A. Niwa, S. Haseyama, K. Takaki, T. Kobayashi, T. Nagase, K. Goushi, C. Adachi, and H. Naito
    • 学会等名
      The 7th international conference on flexible and printed electronics
    • 発表場所
      山形大学(山形県米沢市)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoluminescence properties of a thermally activated delayed fluorescence emitter doped in a host matrix containing a polar molecule2016

    • 著者名/発表者名
      S. Haseyama, A. Niwa, T. Kobayashi, T. Nagase, K. Goushi, C. Adachi, and H. Naito
    • 学会等名
      Korea-Japan Joint Forum International Conference on Organic Materials for Electronics and Photobnics
    • 発表場所
      アクロス福岡(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 熱活性化遅延蛍光材料の塗布膜の光学的特性について2016

    • 著者名/発表者名
      丹羽顕嗣, 長谷山翔太, 高木絢生, 小林隆史, 永瀬 隆, 合志憲一, 安達千波矢, 内藤裕義
    • 学会等名
      第11回有機デバイス院生研究会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-07-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Photoexcitation Intensity Dependence of Triplet Exciton Density for a Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitter by Means of Photoinduced Absorption Spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      A. Niwa, S. Haseyama, K. Takaki, T. Kobayashi, T. Nagase, K. Goushi, C. Adachi, and H. Naito
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Optical Optoelectronic and Photonic Materials and Applications
    • 発表場所
      Polytechnique Montreal(Montreal, Canada)
    • 年月日
      2016-06-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TADF材料の発光特性に及ぼす極性ホスト材料の影響2016

    • 著者名/発表者名
      長谷山翔太, 丹羽顕嗣, 小林隆史, 永瀬 隆, 合志憲一, 安達千波矢, 内藤裕義
    • 学会等名
      第117回日本画像学会年次大会
    • 発表場所
      東京工業大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] スカイブルー発光TADF材料2CzPNにおける光誘導吸収測定2016

    • 著者名/発表者名
      丹羽顕嗣, 長谷山翔太, 高木絢生, 小林隆史, 永瀬 隆, 合志憲一, 安達千波矢, 内藤裕義
    • 学会等名
      第63回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(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 電荷移動励起状態を持つTADF材料における高次三重項励起状態の影響2016

    • 著者名/発表者名
      長谷山翔太,高木絢生,丹羽顕嗣,小林隆史,永瀬 隆,合志憲一,安達千波矢,内藤裕義
    • 学会等名
      第63回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(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 熱活性化遅延蛍光材料の励起状態構造について2016

    • 著者名/発表者名
      丹羽顕嗣, 長谷山翔太, 高木絢生, 小林隆史, 永瀬 隆, 合志憲一, 安達千波矢, 内藤裕義
    • 学会等名
      第304回電気材料技術懇談会若手研究発表会
    • 発表場所
      菱高商事 保健センター(兵庫県伊丹市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 熱活性化遅延蛍光薄膜の発光特性におけるホストマトリックスの誘電率変化の効果2016

    • 著者名/発表者名
      長谷山翔太, 丹羽顕嗣, 小林隆史, 永瀬 隆, 合志憲一, 安達千波矢, 内藤裕義
    • 学会等名
      応用物理学会関西支部平成28年度第2回講演会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県西宮市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] カルバゾールジシアノベンゼン系TADF材料の発光特性に及ぼす高次の三重項励起状態の影響2015

    • 著者名/発表者名
      長谷山翔太,高木絢生,丹羽顕嗣,小林隆史,永瀬 隆,合志憲一,安達千波矢,内藤裕義
    • 学会等名
      第26回光物性研究会
    • 発表場所
      神戸大学百年記念会館(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] カルバゾールジシアノベンゼン系TADF材料の発光特性における高次の三重項励起状態の影響2015

    • 著者名/発表者名
      長谷山翔太,高木絢生,丹羽顕嗣,小林隆史,永瀬 隆,合志憲一,安達千波矢,内藤裕義
    • 学会等名
      有機 EL 討論会第21回例会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス椎木講堂(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] TADF材料のPL特性に及ぼすホスト材料の三重項励起準位の影響2015

    • 著者名/発表者名
      長谷山翔太,高木絢生,丹羽顕嗣,小林隆史,永瀬 隆,合志憲一,安達千波矢,内藤裕義
    • 学会等名
      大阪府立大学21世紀科学研究機構分子エレクトロニックデバイス研究所第17回研究会
    • 発表場所
      大阪府立大学学術交流会館(大阪府堺市)
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] TADF薄膜の光誘導吸収温度依存における高次三重項励起状態の影響2015

    • 著者名/発表者名
      丹羽顕嗣, 高木絢生, 小林隆史, 永瀬 隆, 合志憲一, 安達千波矢, 内藤裕義
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] スカイブルー発光 TADF 分子の発光特性における高次の三重項励起状態の影響2015

    • 著者名/発表者名
      高木絢生, 丹羽顕嗣, 長谷山翔太, 小林隆史, 永瀬 隆, 合志憲一, 安達千波矢, 内藤裕義
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ホスト材料の三重項励起準位によるTADF材料のPL特性への影響2015

    • 著者名/発表者名
      長谷山翔太,高木絢生,丹羽顕嗣,小林隆史,永瀬 隆,合志憲一,安達千波矢,内藤裕義
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Photoinduced absorption in a thermally activated delayed fluorescence emitter2015

    • 著者名/発表者名
      A. Niwa, K. Takaki, T. Kobayashi, T. Nagase, K. Goushi, C. Adachi, H. Naito
    • 学会等名
      13th European Conference of Molecular Electronics
    • 発表場所
      University of Strasbourg, Strasbourg, France
    • 年月日
      2015-09-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高効率熱活性化遅延蛍光材料の光物性2015

    • 著者名/発表者名
      丹羽顕嗣
    • 学会等名
      第299回電気材料技術懇談会若手研究発表会
    • 発表場所
      大阪大学中之島センター(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-07-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] TADF 材料の発光特性に及ぼす高次の三重項励起状態の影響2015

    • 著者名/発表者名
      高木絢生, 丹羽顕嗣, 小林隆史, 永瀬 隆, 合志憲一, 安達千波矢, 内藤裕義
    • 学会等名
      有機EL討論会第20回例会
    • 発表場所
      千葉大学けやき会館(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2015-06-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Photoluminescence in a thermally activated delayed fluorescence emitter for organic light-emitting diodes2015

    • 著者名/発表者名
      A. Niwa, K. Takaki, T. Kobayashi, T. Nagase, K. Goushi, C. Adachi, H. Naito
    • 学会等名
      The 1st International Conference on Advanced Imaging
    • 発表場所
      National Center of Science, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-06-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoinduced absorption study of a thermally activated delayed fluorescence emitter2015

    • 著者名/発表者名
      A. Niwa, K. Takaki, T. Kobayashi, T. Nagase, K. Goushi, C. Adachi, H. Naito
    • 学会等名
      11th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed Matter and Nano Materials
    • 発表場所
      Polytechnique Montreal, Montreal, Canada
    • 年月日
      2015-05-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 大阪府立大学大学院 工学研究科 電子・数物系専攻 有機半導体工学研究グループ

    • URL

      http://pe3.pe.osakafu-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 大阪府立大学大学院 工学研究科 電子・数物系専攻 内藤研究室 ホームページ

    • URL

      http://pe3.pe.osakafu-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 大阪府立大学大学院 工学研究科 電子・数物系専攻 内藤研究室 ホームページ

    • URL

      http://pe3.pe.osakafu-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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