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研究成果

公開日:2017.05.11

次世代有機EL用発光材料の発光メカニズムの謎を解明!
-有機ELデバイスの高効率化を目指して-

研究成果 工学

 国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】(以下「産総研」という)分析計測標準研究部門【研究部門長 野中 秀彦】ナノ分光計測研究グループ 細貝 拓也 研究員、松﨑 弘幸 主任研究員と、国立大学法人 九州大学【総長 久保 千春】(以下「九大」という) 最先端有機光エレクトロニクス研究センター 中野谷 一 准教授、安達 千波矢 教授らは共同で、次世代型の有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)素子用の発光材料として注目される熱活性化遅延蛍光(TADF)を出す分子(TADF分子)の発光メカニズムを解明しました。

 有機ELは、有機分子が電流によってエネルギーの高い励起状態になり、それがエネルギーの低い基底状態に戻る際に発光する現象を利用しています。TADFは、室温の熱エネルギーの助けを受けて有機EL分子が放出する蛍光のことで、現在の有機ELに不可欠な希少金属が不要なことから低コスト化、高効率化の切り札とされています。TADF発光には分子の二つの励起状態が関わり、それらの状態間のエネルギー差ΔESTが室温の熱エネルギー近くまで小さいほど、発光効率が高いと考えられています。しかし、室温の熱エネルギーではTADFの発光が困難なはずの分子でも、100%に近い高い発光効率を示す事例が報告されるようになり、発光メカニズムの詳細な解明が求められていました。

 今回、産総研が開発した先端分光技術を駆使して、九大が開発したさまざまなTADF分子の発光過程を調べ、TADF発光メカニズムの詳細を解明し、発光効率を大幅に高める分子構造の特徴を突き止めました。今回解明したメカニズムは、次世代有機EL材料の新しい設計指針として貢献するとともに、次世代材料を用いた低コストで高効率な有機ELディスプレーや有機EL照明などの普及への貢献が期待されます。この成果の詳細は、平成29年5月10日(米国東部夏時間)、米国の電子科学誌Science Advancesに掲載されました。

TADF発光の従来考えられてきたメカニズム(左)と、今回明らかになったメカニズム(右)の模式図

研究に関するお問い合わせ先

最先端有機光エレクトロニクス研究センター 中野谷 一 准教授
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