時任宣博 化学研究所教授、吾郷友宏 茨城大学准教授、安田琢麿 九州大学教授らの研究グループは、酸素原子を導入した有機ホウ素化合物を活用することで、優れた発光効率と色純度を併せ持つ有機EL用の青色蛍光体の開発に成功しました。
有機ELは次世代のフラットパネルディスプレイや照明装置の開発に向けて世界的に活発に研究されています。近年では熱活性化遅延蛍光（TADF）という現象を活用した有機ELの開発が進められ、特に青色を発光するTADF材料については、高輝度時の発光効率の低下などの問題を解決する新しい分子デザインが求められていました。
本研究では、「ラダー構造」と呼ばれる梯子状に縮環した分子骨格に、ホウ素・酸素原子を埋め込んだMCz-BOBOと、ホウ素・硫黄を埋め込んだMCz-BSBSという2種類の分子を合成し、TADF材料としての特性を調査しました。その結果、MCz-BOBOの方が、発光効率が高輝度領域までほとんど低下せず、発光色も純粋な青色を示すなど、青色EL材料として良好な特性を持つことが明らかになりました。このことは、ホウ素と酸素を埋め込んだラダー構造が、優れた青色発光特性の発現に重要であることを明らかにしたものです。
今後は有機EL材料としての実用化を目指したさらなる研究とともに、青色以外の様々な波長域への展開を図り、EL照明を始めとする様々な応用を目指します。
本研究成果は、2019年11月22日に、国際学術誌「ACS Materials Letters」のオンライン版に掲載されました。
図：本研究で開発した2つの「ラダー構造」分子。MCz-BOBOの方が青色EL材料として良好な特性を示した。
詳しい研究内容について
書誌情報
【DOI】 https://doi.org/10.1021/acsmaterialslett.9b00433
Tomohiro Agou, Kyohei Matsuo, Rei Kawano, In Seob Park, Takaaki Hosoya, Hiroki Fukumoto, Toshio Kubota, Yoshiyuki Mizuhata, Yoshiyuki Mizuhata, Norihiro Tokitoh, Takuma Yasuda (2020). Pentacyclic Ladder-Heteraborin Emitters Exhibiting High-Efficiency Blue Thermally Activated Delayed Fluorescence with an Ultrashort Emission Lifetime. ACS Materials Letters, 2(1), 28-34.
