2020 年度研究成果報告書

毒性元素を含まない新規ハロゲン化物発光材料の探索およびEL素子の作製

研究課題

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研究課題/領域番号	19K15655
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
研究機関	東京工業大学
研究代表者	金正煥東京工業大学, 元素戦略研究センター, 助教 (90780586)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード	ハロゲン化物発光体 / ペロブスカイト / ＥＬ / 毒性元素フリー / 青色発光
研究成果の概要	本研究では新たな毒性元素フリー青色発光体のCs5Cu3I6Cl2を見出すことに成功、非常に高い発光量子効率(90%以上)や大気安定性を実証した。また、ペロブスカイトEL素子において、発光特性と電荷輸送特性の両立が非常に重要であることを見出し、新たな方法として電荷輸送層を用いた励起子束縛を実証した。その結果、超高輝度低電圧駆動ペロブスカイトELの実証に成功した。2.9Vの低電圧で、10,000 cd/m2と33 lm/wの電力効率を示し、最高輝度は500,000 cd/m2を記録した。
自由記述の分野	電子材料および電子デバイス
研究成果の学術的意義や社会的意義	これまで太陽電池や発光素子として注目されていたハロゲン化物はほとんどが鉛を含んたペロブスカイト型であった。しかし、鉛のような毒性元素を排除することが非常に重要な課題であり、本研究では実際に、鉛を含まない、Cs-Cu-Cl-Iで構成されている新たな発光体の開発に成功した。ＰＬＱＹ95％、優れた大気安定性などのように非常に有望な性能を示すことから、実用可能な材料ともいえる。また、本研究で実証されたペロブスカイトＥＬは、今後、高性能ＰｅＬＥＤを実現するための指針が明確に得られたことを示唆する。