電荷蓄積機構を用いた高効率有機蓄光システムの構築

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18H02049
• 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: 沖縄科学技術大学院大学 (2019-2020); 九州大学 (2018)
• 研究代表者: 嘉部 量太 沖縄科学技術大学院大学, 有機光エレクトロニクスユニット, 准教授 (00726490)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 蓄光 / 電荷分離 / フォトルミネッセンス / エキシトン / 有機半導体

研究成果の概要

有機蓄光システムは電子ドナーと電子アクセプターから構成される、レアメタルを含まない蓄光材料であり、柔軟性や持続可能性といった観点で既存の無機蓄光には無い特色を持つ。しかし、その効率は無機蓄光の1／100以下である。
本課題では有機蓄光の詳細なメカニズムを解明し、電子ドナー材料とアクセプター材料の材料選択に重要な因子を解明した。成膜手法の影響や高分子材料の開発にも成功した。また、エネルギー移動メカニズムと電荷トラップメカニズムの2つを取り入れることで、有機蓄光の効率を従来の6倍まで向上させた。

自由記述の分野

有機エレクトロニクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機蓄光はレアメタルを含まず、柔軟で塗布可能な蓄光材料として注目を集めている。本課題により、このような蓄光現象は電子ドナーとアクセプターの混合物において一般的に生じることが確認された。また、電荷トラップ機構とエネルギー移動機構により効率は6倍に向上した。さらなる材料の最適化により、実用レベルの有機蓄光実現が期待される。
また、有機蓄光システムで生じる安定な電荷分離状態の解明、多くの有機半導体デバイスで重要なエキシトンを解明する上でも役立つことが期待される。