| 研究課題/領域番号 |
17H03131
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
笹部 久宏 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 准教授 (10570731)
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| 研究分担者 |
横山 大輔 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 准教授 (00518821)
片桐 洋史 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (40447206)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 有機合成化学 / 光化学 / 有機半導体材料 / 有機半導体デバイス / 有機EL |
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| 研究実績の概要 |
希少な金属を使わずに有機ELの飛躍的な性能向上を実現する分子内電荷移動 (ICT) 発光材料、熱活性化遅延蛍光発光 (TADF） 材料が注目されている。申請者はごく最近、エキサイプレックスのエネルギー移動を利用し、低消費電力と高輝度下での効率の低ロールオフを実現するTADF素子を開発した。本研究では、エキサイプレックスのアップコンバージョンと続くエネルギー移動により、TADF材料の長い遅延蛍光寿命が引き起こす問題を解決し、超低消費電力・長寿命有機EL素子を実現する。
初年度である本年は、高い発光量子収率と基板水平配向を両立する高性能発光材料群の開発を行った。スピロビアクリジン骨格を有する一連の水平配向性TADF材料群を開発、水色発光材料 TZ-SBA は光取出技術を用いずに CIE色度座標 (0.24, 0.46) と最大外部量子効率35%を実現した。純青色材料 PX-SBA も CIE色度座標 (0.16, 0.15) と高い外部量子効率20%を実現し、スピロビアクリジン誘導体がTADF発光材料として極めて有用であることが示された。分子配向について角度依存PL測定にて詳細に検証した結果、新たに開発した材料群は水平配向度は86-93%と高い値を示した。また、ピリミジン系青色TADF材料群の開発を行った。新たに開発した青色材料 Ac-3MHPM は、深青色発光 CIE色度座標(0.16,0.15) を示し、最大外部量子効率18 %、最大電力効率20 lm/W、低駆動電圧 3.25 V @1 cd/m2時が実現し、これまでに報告されている深青色発光領域において世界最高水準の効率を示した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究の目標は、超低消費電力・長寿命有機EL素子の実現であり、そのために、①高性能発光材料群の開発、②ワイドギャップエキサイプレックスホストの開発、③超低電圧・長寿命素子の開発を行う必要がある。
初年度には、①と③の検証を行い、外部量子効率35%の世界最高水準の外部量子効率を示す新たな材料の開発に成功した。また、深青色領域においても高い外部量子効率と低駆動電圧化が実現できており、研究は順調に進展していると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度は、①ワイドギャップエキサイプレックスの開発による低消費電力TADF素子の開発、②分子配向に必要な普遍的な設計指針の獲得、③TADF素子の長寿命化を行う予定である。引き続き、新たな発光材料群の開発にも取り組み、得られた成果を取りまとめ、成果の発表を適時行う。
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