| 研究領域 | 動的エキシトンの学理構築と機能開拓 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05408
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 関西学院大学 |
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研究代表者 |
小田 晋 関西学院大学, 理学部, 助教 (00789901)
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| 研究期間 (年度) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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| キーワード | 熱活性化遅延蛍光 / 有機EL / 色純度 / 有機ホウ素化合物 / 多重共鳴効果 / 有機ホウ素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，100%近い内部量子効率（IQE）が可能な熱活性化遅延蛍光（TADF）材料の開発が盛んに行われている。応募者は，ホウ素と窒素の多重共鳴効果により，最大IQEが100%に達しながら，スペクトル半値幅が小さく色純度に優れた青色TADF材料の開発に成功している。しかし，蛍光材料を用いた有機EL素子と比較すると素子寿命が短く，TADF材料としての実用には至っていない。そこで，本研究では，動的エキシトンの制御により，最高レベルのエネルギー変換効率と実用レベルの耐久性を兼ね備えた青色TADF素子を開発する。
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| 研究実績の概要 |
有機 EL 素子は，応答速度やコントラスト比に優れており，ディスプレイ分野での実用化が進んでいるが，エネルギー変換効率に課題を残している。そこで近年，100% 近い内部量子効率（IQE）が可能な熱活性化遅延蛍光（TADF）材料の開発が盛んに行われている。しかし，TADF 材料は，一般に幅広な発光スペクトルを示すことから，照明には適しているが，高い色純度を必要とするディスプレイには不向きである。これに対し研究代表者の所属研究室では，ホウ素と窒素の「多重共鳴効果」により，励起一重項状態と励起三重項状態のエネルギー差の縮小と励起状態における構造変化の抑制に成功し，最大 IQEが100%に達しながら，スペクトル半値幅が小さく極めて色純度に優れた青色発光を示す TADF 材料（DABNA）の開発に成功した。しかし，蛍光材料を用いた素子と比較すると素子寿命が短く，TADF 材料としての実用には至っていない。そこで，本研究では，動的エキシトンの制御により，最高レベルのエネルギー変換効率と実用レベルの耐久性を兼ね備えた青色TADF 素子の開発を行った。
まず，逆項間交差速度定数の向上を目的として，DABNAの縮環三量体構造をもつ含BN拡張ヘリセン（V-DABNA）の合成を行った。V-DABNAは半値幅の小さいスカイブルー発光を示し，逆項間交差速度定数の向上に成功した。また，V-DABNAにフッ素原子を導入することによって，発光波長は短波長化し，高色純度の深青色TADFを示した。これらを発光材料として用いた有機EL素子は，高い色純度を維持しつつ，高い最大外部量子効率（26%）およびロールオフの抑制を達成した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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