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2021 年度 研究成果報告書

次世代高輝度有機発光デバイスの動作機構解明

研究課題

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研究課題/領域番号 19K21955
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分21:電気電子工学およびその関連分野
研究機関筑波大学

研究代表者

丸本 一弘  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (50293668)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2022-03-31
キーワード有機発光デバイス / 素子動作機構 / 電子スピン共鳴 / 発光電気化学セル / 有機イオントロ二クス
研究成果の概要

本研究では、青色発光Hostポリマー、三重項-三重項消滅(TTA)ポリマー、それらブレンド膜のMixedポリマーを用いた発光電気化学セル(LEC)の素子駆動時(オペランド状態)での電子スピン共鳴(ESR)研究を行った。素子構造はITO透明陽極/発光層/Ag陰極である。オペランドESRにより、素子駆動時に電気化学ドーピングにより発光層にドーピングされた電荷由来のスピンを直接観測した。ESR解析からドーピング電荷の種類を同定し、その絶対数を評価し、LEC駆動時の電荷ドーピング進行過程を明らかにした。また、HostポリマーとTTAポリマーの比を変えたときの三重項励起子の形成状態と動作機構を研究した。

自由記述の分野

有機無機半導体

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究成果の学術的意義は、これまでの有機発光デバイスの研究では殆ど用いられていなかった電子スピン共鳴(ESR)分光を活用し、素子内部を微視的な視点から非破壊で素子動作時(オペランド状態)に観測し、素子動作機構を分子レベルで解明できるようになる点が挙げられる。従来手法では電荷ドーピング状態や形成過程等について直接的な観測が出来ず、素子中の電荷状態や動作機構等を微視的な視点から明らかに出来ない問題点があった。
研究成果の社会的意義は、オペランドESR研究から得られた素子動作機構に基づいて、分子・素子構造の最適化を行え、素子の高特性化が容易となる点が挙げられる。

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公開日: 2023-01-30  

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