三重項発光高分子エレクトロルミネッセンス素子における発光効率決定因子の解明

• 研究課題/領域番号: 21350102
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 藤田 克彦 九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (20281644)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円); 2011年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2010年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2009年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
• キーワード: 有機EL / 超薄膜 / 有機半導体 / ディスプレイ / ナノ材料

研究概要

有機エレクトロルミネッセンス(EL)では、電子準位の異なる有機薄膜を積層したり、三重項発光中心を導入することで発光量子効率を飛躍的に向上させることができる。低分子系有機ELでは高効率化材料設計指針の解明が進んでいるが、湿式プロセスによる高分子半導体を用いたEL素子では、構造制御の難しさからこれらの解明はほとんど進んでいない。本研究では湿式プロセスでの有機ELの高性能化指針を得ることを目的とし、超希薄溶液濃縮スプレイ(ESDUS)法による有機半導体の膜厚方向の成分分布制御と高分子ELの高効率化指針を得ることを目指した。ポリチオフェンに対しフラーレン誘導体をドープした薄膜について、ドーピング領域と無ドープの領域を膜厚方向に2onmで制御した薄膜を作成、電子デバイス応用が可能な品質であることを、太陽電池を作成することで示した。次に、発光性ポリマーF8BT薄膜中に赤色発光色素ナイルレッドを2onm単位で制御したドーピングを施し、高分子ELでの発光領域が膜内で従来考えられていたものより広いことを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Inverted Organic Photovoltaic Cells having Stacked Structure of a Bulk Heterojunction Layer and a Donor Layer J (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawanami A, Fujita K
  • 雑誌名: Photopolym. Sci. Technol. 巻: 24巻 ページ: 321-324
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inverted Organic Photovoltaic Cells having Stacked Structure of a Bulk Heterojunction Layer and a Donor Layer (2011)
  • 著者名/発表者名: Akito Kawanami, Fujita Katsuhiko
  • 雑誌名: Journal of Photopolymer Science and Technology 巻: 24 号: 3 ページ: 321-324
  • DOI: 10.2494/photopolymer.24.321
  • NAID: 130004464897
  • ISSN: 0914-9244, 1349-6336
  • 査読あり
• [雑誌論文] BulkHeterojunction PhotovoltaicCells with DonorAcceptor RatioVaried a cross the Film Preparedby Evaporative Spray DepositionUsing Ultradilute Solution Method (2010)
  • 著者名/発表者名: Shakutsui M, Iwamoto T, Fujita K
  • 雑誌名: JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 巻: 49巻 ページ: 60207-60211
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anode Buffer Layer containing Au Nanoparticles for High Stability Organic Solar Cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Morioka a R, Yasui K, Ozawa odordoi K, Ichikawa H, Fujita
  • 雑誌名: J. Photopolym. Sci. Technol 巻: 23巻 ページ: 313-316
  • NAID: 130004464812
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bulk-Heterojunction PhotovoltaicCells with Donor-Acceptor RatioVaried across the Film Preparedby Evaporative Spray DepositionUsing Ultradilute Solution Method (2010)
  • 著者名/発表者名: Shakutsui Masato, Iwamoto Tadashi, Fujita Katsuhiko
  • 雑誌名: JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 巻: 49 ページ: 60207-60211
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anode Buffer Layer containing Au Nanoparticles for High Stability Organic Solar Cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Morioka Ryo, Yasui Kei, Ozawa Masaaki, Odoi Keisuke, Ichikawa Hisashi, Fujita Katsuhiko
  • 雑誌名: JOURNAL OF PHOTOPOLYMER SCIENCE AND TECHNOLOGY 巻: 23 ページ: 313-316
  • NAID: 130004464812
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improved efficiency of polymer light-emitting diodes by inserting a holetransport layer formed without thermal treatment above glass transition temperature (2009)
  • 著者名/発表者名: Shakutsui M, Matsuura H, Fujita K
  • 雑誌名: Organic Electronics 巻: 10巻 ページ: 493-496
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stacking layered structure polymer lightght emitting diodes prepared byevaporative spray deposition usingultradilute solution fbr improving carrierbalance (2009)
  • 著者名/発表者名: Aoki Y, Shakutsui M, Fuiita K.
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 518巻 ページ: 493-496
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improved efficiency of polymer light-emitting diodes by inserting a hole transport layer formed without thermal treatment above glass transition temperature (2009)
  • 著者名/発表者名: Shakutsui M, Matsuura H, Fujita K
  • 雑誌名: Organic Electronics 10 ページ: 834-842
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stacking layered structure of polymer light emitting diodes prepared by evaporative spray deposition using ultradilute solution for improving carrier balance (2009)
  • 著者名/発表者名: Aoki Y, Shakutsui M, Fujita K
  • 雑誌名: Thin Solid Films 518 ページ: 493-496
  • 査読あり
• [学会発表] 2種類のドナーポリマーとPCBMによるバルクヘテロ接合太陽電池 (2012)
  • 著者名/発表者名: 上田紘平、藤田克彦
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] π共役系高分子薄膜の調製法と発光特性との相関 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松岡健一、松浦大海、藤田克彦
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] π共役系高分子薄膜の調製法と発光特性との相関 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松岡健一、松浦大海、藤田克彦
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山市)
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] ドナー・アクセプタの分布制御されたInve rted型バルクヘテロ接合有機太陽電池 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川浪明土、藤田克彦
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山)
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] ドナー・アクセプタの分布制御されたInverted型バルクヘテロ接合有機太陽電池 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川浪明土、藤田克彦
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山市)
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] Inverted organic photovoltaic cells having a bulk heterojunction layer and a PsHT layer (2011)
  • 著者名/発表者名: Akito Kawanami, Katsuhiko Fujita
  • 学会等名: The 3rd Asian Symposium on Advanced Materials(ASAMs)
  • 発表場所: 九州大学(福岡県)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Inverted organic photovoltaic cells having a bulk heterojunction layer and a P3HT layer (2011)
  • 著者名/発表者名: Akito Kawanami, Katsuhiko Fujita
  • 学会等名: The 3rd Asian Symposium on Advanced Materials (ASAM3)
  • 発表場所: 九州大学(福岡県)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] he Performance Improvement in OLEDs by Employing an HyperbranchedPolymer Protecting Au Nanoparticle Layer (2011)
  • 著者名/発表者名: Dan Wan, Katsuhiko Fujita
  • 学会等名: KIF International Conference on Organic Materi ars for Electronics and Photonics(KJF2011)
  • 発表場所: HYUNDAI Hotel(大韓民国)慶州
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] The Performance Improvement in OLEDs by Employing an Hyper-branchedPolymer Protecting Au Nanoparticle Layer (2011)
  • 著者名/発表者名: Dan Wan, Katsuhiko Fujita
  • 学会等名: KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics (KJF2011)
  • 発表場所: 慶州HYUNDAI Hotel(大韓民国)
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] Inverted型バルクヘテロ接合有機i太陽電池でのドナー・アクセプタ分布制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川浪明土、藤田克彦
  • 学会等名: 第28回国際フォトポリマーコンファレンス
  • 発表場所: 千葉大学(千葉県)
  • 年月日: 2011-06-24
• [学会発表] Inverted型バルクヘテロ接合有機太陽電池でのドナー・アクセプタ分布制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川浪明土、藤田克彦
  • 学会等名: 第28回国際フォトポリマーコンファレンス
  • 発表場所: 千葉大学(千葉県)
  • 年月日: 2011-06-24
• [学会発表] ESDUS法による作成した有機薄膜デバイス (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤田克彦、相根浩二、野田武史
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎市)
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] ESDUS法による作成した有機薄膜デバイス (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤田克彦、相根浩二、野田武史
  • 学会等名: 第71回 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎市)
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] ESDUS法による有機デバイスの作成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤田克彦、森岡諒、岩本匡,野田武史、赤封真人
  • 学会等名: 電気学会誘電・絶縁材料研究会
  • 発表場所: 帝人(株)先端技術開発センター(山口県岩国市)
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] ESDUS法による有機デバイスの作成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤田克彦、森岡諒、岩本匡、野田武史、赤對真人
  • 学会等名: 電気学会 誘電・絶縁材料研究会
  • 発表場所: 帝人(株)先端技術開発センター(山口県岩国市)
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] ESDUS法による色素ドープ高分子薄膜の調製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松浦大海、藤田克彦
  • 学会等名: 第47回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 九州国際会議場(北九州市)
  • 年月日: 2010-07-10
• [学会発表] Polymer Thin Films for the Devices Prepared by ESDUS (2010)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Fujita
  • 学会等名: International Conference on Science and Technolo gy of Synthetic Metals 2010(ICSM2010)
  • 発表場所: 京都国際会館(京都府)
  • 年月日: 2010-07-08
• [学会発表] Polymer Thin Films for the Devices Prepared by ESDUS (2010)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Fujita
  • 学会等名: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010(ICSM2010)
  • 発表場所: 京都国際会館(京都府)
  • 年月日: 2010-07-08
• [学会発表] Preparation of a polyfluorene film by ESDUS (2010)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Fujita, Takeshi Noda, Kouji Sagane
  • 学会等名: 第59回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] 超希薄溶液濃縮スプレイ法(ESDUS)による有機ELの作成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤田克彦
  • 学会等名: 日本化学会第90回春季年会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] 高安定性有機太陽電池を目指した電極界面修飾 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森岡諒・安井圭・小澤雅昭・大土井啓祐・市川央・藤田克彦
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] Evaporative Spray Deposition using Ultradilute Solution(ESDUS)法で調製した高分子薄膜とその有機デバイスへの応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤田克彦
  • 学会等名: 応用物理学会九州支部講演会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-11-22
• [学会発表] Evaporative Spray Deposition using Vitradilute Solution(ESDVS)法で調整した高分子薄膜とその有機デバイスへの応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤田克彦
  • 学会等名: 応用物理学会九州支部講演会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-11-22
• [学会発表] Polymer Light Emitting Diodes prep ared by Evaporative Spray Depositi on using Ultradilute Solution(ESDUS) (2009)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Fujita, Masato Shakutsui, Hiromi Matsuura
  • 学会等名: Polymer Light Emitting Diodes prep ared by Evaporative Spray Depositi on using Ultradilute Solution(ESDUS)
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] Polymer Light Emitting Diodes prepared by Evaporative Spray Deposition using Ultradilute Solution(ESDUS) (2009)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Fujita, Masato Shakutsui, Hiromi Matsuura
  • 学会等名: 1^<st> FAPS polymer Congress
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] Polymer Field Effect Transistors pre pared by Evaporative Spray Depositi on using Ultradilute Solution (2009)
  • 著者名/発表者名: Koji Sagane, Masato Shakutsui, Kat suhiko Fujita
  • 学会等名: Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: 仙台国際ホテル
  • 年月日: 2009-10-09
• [学会発表] Polymer Field Effect Transistors prepared by Evaporative Spray Deposition using Ultradilute Solution (2009)
  • 著者名/発表者名: Koji Sagane, Masato Shakutsui, Katsuhiko Fujita
  • 学会等名: Solid State Devices and Materials 2009
  • 発表場所: 仙台国際ホテル
  • 年月日: 2009-10-09
• [学会発表] ESDUS法で製膜したポリフルオレン薄膜の構造とFET特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 野田武史・相根浩二・藤田克彦
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-09
• [産業財産権] 光電変換素子 (2012)
  • 発明者名: 藤田克彦、川浪明土、三宅邦明
  • 権利者名: 九州大学、住友化学
  • 産業財産権番号: 2012-042118
  • 出願年月日: 2012-02-28