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2018 年度 実施状況報告書

高次三重項経由蛍光機構による第4世代有機EL素子の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K05261
研究機関京都大学

研究代表者

佐藤 徹  京都大学, 福井謙一記念研究センター, 教授 (70303865)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード有機EL / 発光分子 / 振電相互作用 / 振電相互作用密度 / 輻射遷移 / 無輻射遷移 / 熱活性型遅延蛍光
研究実績の概要

高効率青色発光する長寿命の有機EL素子の実現は依然として重要な課題であり、その実現には基礎理論からの再検討が不可欠である。外部量子効率を決める因子のうち発光分子の設計に関わる因子である蛍光量子収率と励起子利用効率は、振電相互作用密度の概念により制御可能である。第四世代の発光機構として提案している高次三重項状態からの逆系間交差を経由して一重項状態に転換し蛍光発光させる高次三重項経由蛍光(FvHT)機構は第三世代のTADF機構にある欠点を持たない上、roll-offが小さく実用上も有利な発光機構である。本研究ではFvHT機構による発光分子を発光層に含む高効率青色有機EL素子を実現することを目指し、公知のFvHT機構の可能性のある発光分子やホスト材料分子の励起電子構造と振電相互作用の解明を通じて、励起子間相互作用における振電相互作用をも考慮に入れて、発光分子とホスト分子の両方を適切な組み合わせとして新規に設計することを目的とする。
今年度はF8BTのように原因不明の高い励起子利用効率を示す発光分子や4CzIPNやDABNAなどTADF機構とされてはいるが励起電子構造に擬縮退を持つと考えられる公知の発光分子を含む有機EL素子について、発光分子とホスト材料分子について励起電子構造ならびに励起状態のVCD解析を行い、FvHT機構の可能性について再検討し、高次三重項励起状態が逆系間交差の過程で関与していることが示唆された。

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

計画通りに進展している。

今後の研究の推進方策

FvHT機構が期待できる新規発光分子あるはFvHT機構が疑われる発光分子を用いた新規EL素子の実現を目指す。

次年度使用額が生じた理由

計算機を新規に購入せず既存の計算機で実施したため、物品費からの支出がなかった。次年度に購入の予定である。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Model building of metal oxide surfaces and vibronic coupling density as a reactivity index: Regioselectivity of CO2 adsorption on Ag-loaded Ga2O32019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kojima W. Ota K. Teramura S. Hosokawa T. Tanaka T. Sato
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 715 ページ: 239-243

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2018.11.036

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Absence of delayed fluorescence and triplet-triplet annihilation in organic light emitting diodes with spatially orthogonal bianthracenes2019

    • 著者名/発表者名
      Y-J. Pu R. Satake Y. Koyama T. Otomo R. Hayashi N. Haruta H. Katagiri D. Otsuki D. Kim T. Sato
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C

      巻: 7 ページ: 2541-2547

    • DOI

      10.1039/c8tc05817b

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Luminescent Organic Radical with Two Pyridyl Groups: High Photostability and Dual Stimuliresponsive Properties with Theoretical Analyses of Photophysical Processes2018

    • 著者名/発表者名
      S. Kimura A. Tanushi T. Kusamoto S. Kochi T. Sato H. Nishihara
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 9 ページ: 1996-2007

    • DOI

      10.1039/c7sc04034b

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Applications of Vibronic Coupling Density2018

    • 著者名/発表者名
      W. Ota T. Sato
    • 雑誌名

      J. Phys. Conf.

      巻: 1148 ページ: 012004 1-13

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1148/1/012004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near Infrared Light Induced Plasmonic Hot Hole Transfer at a Nano-Heterointerface2018

    • 著者名/発表者名
      Z. Lian M. Sakamoto H. Matsunaga J. J. M. Vequizo A. Yamakata M. Haruta H. Kurata W. Ota T. Sato T. Teranishi
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 9 ページ: 2314 1-7

    • DOI

      10.1038/s41467-018-04630-w

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quadratic Jahn-Teller effect of fullerene anions2018

    • 著者名/発表者名
      D. Liu Y. Niwa N. Iwahara T. Sato L. F. Chibotaru
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 98 ページ: 035402 1-9

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.98.035402

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Regioselectivity of H2 Adsorption on Ga2O3 Surface Based on Vibronic Coupling Density Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      W. Ota K. Teramura S. Hosokawa T. Tanaka T. Sato
    • 雑誌名

      J. Comput. Chem. Jpn.

      巻: 17 ページ: 138-141

    • DOI

      10.2477/jccj.2018-0033

    • 査読あり
  • [学会発表] 表面反応の領域選択性の反応性指標としての振電相互作用密度2018

    • 著者名/発表者名
      ○大田 航 小島 弥朗 佐藤 徹
    • 学会等名
      日本コンピューター化学会2018春季年会
  • [学会発表] 半無限固体表面上における吸着分子の有効電子ハミルトニアン2018

    • 著者名/発表者名
      ○大田 航 佐藤 徹
    • 学会等名
      日本コンピューター化学会2018秋季年会
  • [学会発表] Growth Mechanism of (62018

    • 著者名/発表者名
      ○西川智裕 佐藤 徹 春田 直毅 兒玉 健 阿知波 洋次
    • 学会等名
      5) Carbon Nanotube: Edge Structures and their Regioselectivities 第55回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • [学会発表] Vibronic Coupling Densities in Excited States and Their Applications2018

    • 著者名/発表者名
      ○T. Sato
    • 学会等名
      XXIVth International Symposium on the Jahn-Teller Effect (JT2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] 高次三重項状態からの逆系間交差を利用した発光分子の理論設計2018

    • 著者名/発表者名
      ○佐藤 徹
    • 学会等名
      関西学院大学理工学部講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 高次三重項状態からの逆系間交差を利用した発光分子の理論設計2018

    • 著者名/発表者名
      ○佐藤 徹
    • 学会等名
      応用物理学会関西支部セミナー
    • 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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