2020 年度研究成果報告書

励起子生成効率200%を示す近赤外有機EL素子の創成

研究課題

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研究課題/領域番号	18H02047
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
審査区分	小区分35030:有機機能材料関連
研究機関	九州大学
研究代表者	中野谷一九州大学, 工学研究院, 准教授 (90633412)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	有機EL / 一重項励起子開裂 / 近赤外有機EL / 熱活性化遅延蛍光
研究成果の概要	本研究では、(1) 熱活性化遅延蛍光（TADF）過程の利用、(2) 一重項励起子開裂（SF）過程の二つの異なるスピン変換機構を融合することで、有機EL素子（OLED）における励起子生成効率の飛躍的な向上を目標とした。本研究期間中に、SF過程を示す分子をOLEDに組み込むことで、励起子生成効率が100%を超える世界初のSF型OLEDを実現した。また、TADF過程の基礎物理を、実験・理論の両側面から明らかにし、実用的なアプリケーションにも適用可能な高効率・高耐久性なNIR-OLEDの開発にも成功した。本研究課題を通し、「励起子生成効率200%を示すOLED」の実現可能性が得られた。
自由記述の分野	有機光エレクトロニクス
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究課題において、SF過程を示す分子をOLEDにおけるホスト材料として用いることで、励起子生成効率が100%を超える世界初のSF型OLEDを実現した。また、TADF過程の基礎物理を明らかにした。そしてこれらの学術的知見を基に、TADF過程とSF過程という二つの異なるスピン変換機構を融合することで、従来信じられていた励起子生成効率の理論限界値を超えることができる可能性を見出した。これにより、OLEDの特徴を生かしつつ、その発光強度は飛躍的に向上し、これまで想定されてきた用途のみならず、センサ光源や通信用光源等の新たな有機エレクトロニクス分野の学術・産業領域を開拓・創成できると期待される。