乾電池１本で発光する有機ELデバイスへの挑戦

• 研究課題/領域番号: 26620202
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: デバイス関連化学
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 笹部 久宏 山形大学, 理工学研究科, 助教 (10570731)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 有機EL / リン光 / 熱活性化遅延蛍光 / 低電圧化 / 電子輸送材料 / ホスト材料 / 低電圧 / リン光発光材料 / 熱活性化遅延蛍光材料 / 分子配向 / 弱い分子間水素結合 / 燐光発光材料

研究成果の概要

有機ELデバイスは、低炭素社会を実現する次世代照明用光源としても期待されている。本研究では、有機ELデバイスの低電圧化に取り組み、以下の成果を得た。①トリアジン骨格を有する新規材料を設計・合成、多入射角分光エリプソメトリーによる分子配向、デバイス特性を評価した。②青色リン光素子の低電圧化に取り組んだ。デバイスを作製・評価したところ、輝度1 cd/m2時に駆動電圧2.49 Vの発光開始電圧を示し，輝度1000 cd/m2時には，駆動電圧3.25 V，電力効率86/lm W，外部量子効率32.5%を示した。③エキサイプレックスを利用して緑色熱活性化遅延蛍光素子の大幅な低電圧化に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Simultaneous realization of high EQE of 30%, low drive voltage, and low efficiency roll-off at high brightness in blue phosphorescent OLEDs (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Udagawa, H. Sasabe, F. Igarashi, and Junji Kido
  • 雑誌名: Adv Opt Mater 巻: 4 号: 1 ページ: 86-90
  • DOI: 10.1002/adom.201500462
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High-Performance Green OLEDs Using Thermally Activated Delayed Fluorescence with a Power Efficiency of over 100 lm W-1 (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuki Seino, Susumu Inomata, Hisahiro Sasabe, Yong-Jin Pu, Junji Kido
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 28 号: 13 ページ: 2638-2638
  • DOI: 10.1002/adma.201503782
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis, Properties, and OLED Characteristics of 2,2'- Bipyridine-Based Electron-Transport Materials: Synergistic Effect of Molecular Shape Anisotropy and a Weak Hydrogen- Bonding Network on Molecular Orientation (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Watanabe, H. Sasabe, D. Yokoyama, T. Beppu, H. Katagiri, J. Kido.
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry C 巻: in print 号: 17 ページ: 3699-3704
  • DOI: 10.1039/c5tc03737a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A series of Fluorine-Substituted Phenylpyridine-Based Electron-Transporters for High Performance Blue Phosphorescent OLEDs (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Kamata, H. Sasabe, Y. Watanabe, D. Yokoyama, H. Katagiri, J. Kido,
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry C 巻: 4 号: 5 ページ: 1104-1110
  • DOI: 10.1039/c5tc03879k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-Blue Thermally Activated Delayed Fluorescent Emitters Realizing a High External Quantum Efficiency of 25% and Unprecedented Low Drive Voltages in OLEDs (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Komatsu, H. Sasabe, Y. Seino, K Nakao, J. Kido
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. C 巻: 4 号: 12 ページ: 2274-2278
  • DOI: 10.1039/c5tc04057d
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High efficiency solution processed OLEDs using a thermally activated delayed fluorescence emitter (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Komatsu, H. Sasabe, S. Inomata, Y.-J. Pu, J. Kido
  • 雑誌名: Synth. Met. 巻: 202 ページ: 165-168
  • DOI: 10.1016/j.synthmet.2015.02.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous Manipulation of Intramolecular and Intermolecular Hydrogen Bonds in n-Type Organic Semiconductor Layers: Realization of Horizontal Orientation in OLEDs (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Watanabe, H. Sasabe, D. Yokoyama, T. Beppu, H. Katagiri, Y.-J. Pu, J. Kido
  • 雑誌名: Adv Opt Mater 巻: 3 号: 6 ページ: 769-773
  • DOI: 10.1002/adom.201400532
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Bisanthracene-Based Donor-Acceptor type Light-Emitting Dopants: Highly Efficient Deep-Blue Emission in Organic Light-Emitting Devices (2014)
  • 著者名/発表者名: J.-Y. Hu, Y.-J. Pu, F. Satoh, S. Kawata, H. Katagiri, H. Sasabe, J. Kido
  • 雑誌名: Adv. Funct. Mater. 巻: 24 号: 14 ページ: 2064-2071
  • DOI: 10.1002/adfm.201302907
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Performance Blue Phosphorescent OLEDs Using Energy transfer from Exciplex (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuki Seino, Hisahiro Sasabe, Yong-Jin Pu, Junji Kido
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 26 号: 10 ページ: 1612-1616
  • DOI: 10.1002/adma.201304253
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low Driving Voltage Blue Phosphorescent Organic Light-emitting Devices with External Quantum Efficiency of 30% (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Udagawa, H. Sasabe, C. Cai, J. Kido
  • 雑誌名: Adv. Mater. 巻: 26 号: 29 ページ: 5062-5066
  • DOI: 10.1002/adma.201401621
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lithium phenolate complexes with pyridine-containing polymer for solution-processable electron injection layers in PLEDs (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Chiba, S. Takahashi, Y.-J. Pu, H. Sasabe, J. Kido
  • 雑誌名: Adv. Funct. Mater. 巻: 24 号: 38 ページ: 6038-6045
  • DOI: 10.1002/adfm.201401060
  • 査読あり
• [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] A donor-acceptor type host material for solution-processed phosphorescent organic light emitting devices showing high efficiency (2014)
  • 著者名/発表者名: C.-H. Jun, Y.-J. Pu, M. Igarashi, T. Chiba, H. Sasabe, J. Kido
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 43 号: 12 ページ: 1935-1936
  • DOI: 10.1246/cl.140807
  • NAID: 130004693840
  • 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
• [学会発表] 分子形状に異方性を施した2,2′-ビピリジン誘導体電子輸送材料の合成，物性及び有機EL特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 渡邊雄一郎、笹部久宏、横山大輔、別部輝生、片桐洋史、城戸淳二
  • 学会等名: 日本化学会 第96春季年会
  • 発表場所: 京田辺、同志社大学
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] 分子間水素結合能を有するn型有機半導体群および高性能有機ELデバイスの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 笹部久宏, 渡邊雄一郎，鎌田嵩弘，宇田川和男，横山大輔，片桐洋史，城戸淳二
  • 学会等名: 日本学術振興会「情報科学用有機材料第142委員会」A部会（液晶材料）第137回・B部会（インテリジェント有機材料）第127回・C部会（有機光エレクトロニクス）第66回合同研究会
  • 発表場所: 東京、神楽坂、PORTA（ポルタ）神楽坂7F会議室
  • 年月日: 2015-11-20
  • 招待講演
• [学会発表] Realizing low-drive-voltage organic light-emitting devices with high external quantum efficiency of 30% (2015)
  • 著者名/発表者名: Hisahiro Sasabe, Junji Kido
  • 学会等名: The 7th Asian Conference on Organic Electronics
  • 発表場所: 北京大学、北京、中国
  • 年月日: 2015-10-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 低電圧青色リン光素子を実現するフッ素置換フェニルピリジン誘導体電子輸送材料群の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鎌田嵩弘、笹部久宏、渡邊雄一郎、横山大輔、片桐洋史、夫勇進、城戸淳二
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 宮城、東北大学
  • 年月日: 2015-09-17
• [学会発表] 分子間水素結合能を有するn型有機半導体群および高性能有機ELデバイスの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 笹部久宏、横山大輔、片桐洋史、夫勇進、城戸淳二
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 宮城、東北大学川内キャンパス
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] 弱い分子間水素結合能を有する 2,2’-ビピリジン誘導体電子輸送材料の開発と有機EL特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡邊雄一郎、笹部久宏、横山大輔、別部輝生、片桐洋史、夫勇進、城戸淳二
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 宮城、東北大学川内キャンパス
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] Realizing low-drive-voltage organic light-emitting devices with high external quantum efficiency of 30% (2015)
  • 著者名/発表者名: Hisahiro Sasabe, Junji Kido
  • 学会等名: 12th International Symposium on Functional -Electron Systems
  • 発表場所: ワシントン大学、シアトル、アメリカ
  • 年月日: 2015-07-21
  • 国際学会
• [学会発表] 分子内／分子間の弱い水素結合を有する, 高配向性n型有機半導体材料の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡邊雄一郎、笹部久宏、横山大輔、別部輝生、片桐洋史、夫勇進、城戸淳二
  • 学会等名: 高分子学会第64回年次大会
  • 発表場所: 北海道、札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2015-05-27
• [学会発表] 弱い水素結合を利用した高配向性電子輸送材料の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡邊雄一郎、笹部久宏、横山大輔、別部輝生、片桐洋史、夫勇進、城戸淳二
  • 学会等名: 日本化学会第95回春季年会
  • 発表場所: 千葉、日本大学理工学部船橋キャンパス
  • 年月日: 2015-03-26
• [学会発表] 高効率白色有機ELデバイスの開発, (2015)
  • 著者名/発表者名: 宇田川和勇、笹部久宏、五十嵐史彬、城戸淳二
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川、東海大学
  • 年月日: 2015-03-11
• [学会発表] 95 lm/W 超の電力効率を示す低駆動電圧緑色TADF有機ELデバイスの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 猪股晋、清野雄基、笹部久宏、夫勇進、城戸淳二
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川、東海大学
  • 年月日: 2015-03-11
• [学会発表] A Series of Fluorine-Substituted Phenylpyridine-Based Electron-Transporters for High Performance Blue Phosphorescent OLED (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Kamata, Hisahiro Sasabe, Daisuke Yokoyama, Yong-Jin Pu, Junji Kido
  • 学会等名: Materials Research Society Fall 2014 Meeting;
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2014-12-01
• [学会発表] High-Efficiency Green OLEDs Using Thermally Activated Delayed Fluorescence with Power Efficiency of Over 70 lm W–1 (2014)
  • 著者名/発表者名: Susumu Inomata, Hisahiro Sasabe, Yuki Seino, Yong-Jin Pu, Junji Kido
  • 学会等名: Materials Research Society Fall 2014 Meeting;
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2014-12-01
• [学会発表] 高性能有機ELデバイスを実現するフェニルピリジン誘導体ワイドギャップ電子輸送材料の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 笹部久宏
  • 学会等名: 高分子学会 関東支部 湘北地区懇話会
  • 発表場所: 神奈川大学横浜キャンパス
  • 年月日: 2014-11-21
  • 招待講演
• [学会発表] High efficiency solution processed OLEDs using a thermally activated delayed fluorescence emitter (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryutaro Komatsu, Hisahiro Sasabe, Susumu Inomata, Yong-Jin Pu, Junji Kido,
  • 学会等名: 6th Asian Conference on Organic Electronics, P-23,
  • 発表場所: Tainan, Taiwan
  • 年月日: 2014-11-12 – 2014-11-14
• [学会発表] Efficient deep red phosphorescent organic light-emitting devices (2014)
  • 著者名/発表者名: Jun Takahashi, Hisahiro Sasabe, Yong-Jin Pu, Junji Kido,
  • 学会等名: 6th Asian Conference on Organic Electronics
  • 発表場所: Tainan, Taiwan
  • 年月日: 2014-11-12 – 2014-11-14
• [学会発表] High-performance blue phosphorescent organic light-emitting devices incorporating a tris-cyclometalated iridium complex with a phenylimidazole ligand (2014)
  • 著者名/発表者名: Hisahiro Sasabe, Kazuo Udagawa, Yong-Jin Pu, Junji Kido
  • 学会等名: 6th Asian Conference on Organic Electronics
  • 発表場所: Tainan, Taiwan
  • 年月日: 2014-11-12 – 2014-11-14
• [学会発表] フェニルピリジン誘導体電子輸送材料群による有機ELデバイスの超低電圧化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 笹部久宏
  • 学会等名: 化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 山形県米沢市、山形大学、
  • 年月日: 2014-09-21
  • 招待講演
• [学会発表] 高性能照明用有機EL材料・デバイスの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 笹部久宏
  • 学会等名: 日本照明学会全国大会
  • 発表場所: 埼玉県さいたま市、埼玉大学
  • 年月日: 2014-09-04
  • 招待講演
• [学会発表] 電力効率 70 lm/W 超を実現する熱活性化遅延蛍光緑色有機ELデバイス (2014)
  • 著者名/発表者名: 猪股晋、笹部久宏、清野雄基、夫勇進、城戸淳二
  • 学会等名: 第63回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 愛知、名古屋国際会議場
  • 年月日: 2014-05-28
• [学会発表] 熱活性化遅延蛍光材料を用いた高効率塗布型有機EL素子 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小松龍太郎、笹部久宏、猪股晋、夫勇進、城戸淳二
  • 学会等名: 第63回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 愛知、名古屋国際会議場
  • 年月日: 2014-05-28
• [図書] 未来のあかり：有機ELが世界を照らす―材料とデバイス開発の最前線 (2014)
  • 著者名/発表者名: 笹部久宏, 城戸淳二
  • 総ページ数: 3
  • 出版者: 化学と工業
• [備考] 城戸・笹部研究室ホームページ
  • URL: http://oled.yz.yamagata-u.ac.jp/index.html