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ACS Nano
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Versatile Thermally Activated Delayed Fluorescence Material Enabling High Efficiencies in both Photodynamic Therapy and Deep-Red/NIR Electroluminescence
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物質:
- 熱活性化遅延蛍光 (TADF) 材料
- QCN-SAC
- ナノ粒子
- 活性酸素種 (ROS)
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方法:
- 励起子ダイナミクスの戦略的操作によるTADF材料の設計
- QCN-SACの設計と合成
- 集積誘導深赤色/近赤外発光の評価
- 酸素フリー条件下での高放射率の測定
- QCN-SACベースの非ドープ有機発光ダイオード (OLED) の製造と評価
- 重原子効果を利用せずに高い系間交差率を達成
- 画像誘導光線力学療法 (PDT) のためのROS生成の促進
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新発見:
- QCN-SACが酸素フリー条件下でほぼ100%の励起子利用を示すこと
- QCN-SACベースのOLEDが16.4%の外部量子効率を達成し、ピーク波長が708 nmであること
- QCN-SACが高い系間交差率を示し、PDTにおけるROS生成を促進すること
- OLEDおよびPDTアプリケーション向けの高性能なオールインワンTADF分子の設計に関する基本原理の提示
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Adv Mater.
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Bifunctional Group Modulation Strategy Enables MR-TADF Electroluminescence Toward BT.2020 Green Light Standard
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物質:
- DBNDS-TPh
- DBNDS-DFPh
- DBNDS-CNPh
- ジベンゾ[b,d]チオフェン
- 1,1':3',1″-トリフェニル
- 1,3-ジフルオロベンゼン
- ベンゾニトリル
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方法:
- 並列「二官能基」変調法の提案
- 発光波長と半値全幅 (FWHM) の制御変調
- DBNDS-TPh、DBNDS-DFPh、DBNDS-CNPhの設計と合成
- ジベンゾ[b,d]チオフェンユニットによるバンドギャップの縮小と三重項状態エネルギーの向上
- 1,1':3',1″-トリフェニルおよび電子受容体(1,3-ジフルオロベンゼン、ベンゾニトリル)によるHOMOおよびLUMOレベルの深化
- 希薄トルエン溶液中でのCIE座標の測定
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新発見:
- 希薄トルエン溶液中でCIEy値0.77を達成した初の事例
- DBNDS-TPhおよびDBNDS-DFPhに基づく非感光純緑色OLEDが、それぞれ35.0%および34.5%のピークEQEを示し、CIE座標が(0.18, 0.75)、(0.17, 0.76)に達したこと
- 底面発光デバイス構造でCIEy値0.76に達した初の緑色OLED
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Angew Chem Int Ed Engl
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Excited-State and Steric Hindrances Engineering Enable Fast Spin-Flip Narrowband Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitters with Enhanced Quenching Resistance
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物質:
- 多共鳴熱活性化遅延蛍光 (MR-TADF) 材料
- 5Cz-BNO
- 5Cz-BN
- カルバゾールドナー
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方法:
- MR-TADF材料の狭帯域発光特性を利用したUHD OLEDディスプレイへの応用
- 平面骨格と比較的大きなΔESTによるACQ効果と遅い三重項から一重項へのスピンフリッププロセスの課題
- 親MR部分に複数のカルバゾールドナーを組み込む戦略の提案
- 励起状態と立体障害の協調的な工学によるスピンフリッププロセスと消光抵抗の強化
- 5Cz-BNOおよび5Cz-BNの設計と合成
- 5Cz-BNOおよび5Cz-BNをベースにしたOLEDの製造と評価
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新発見:
- 5Cz-BNOおよび5Cz-BNが明るい青色および緑色の発光を示し、FWHMが約23 nmと狭いこと
- 逆系間交差 (RISC) 率の大幅な改善
- 5Cz-BNOおよび5Cz-BNをベースにしたOLEDが、5~20 wt%のドーピング濃度で30%を超える高い最大外部量子効率 (EQEmax) を達成し、効率のロールオフが抑制され、動作安定性が向上すること
- 励起状態と立体障害の工学を統合することで、ドーピングに敏感でない青色および緑色のMR-TADF材料の設計に対する効果的なアプローチの提供
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Solution-Processed Blue Narrowband OLED Devices with External Quantum Efficiency Beyond 35 % through Horizontal Dipole Orientation Induced by Electrostatic Interaction
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物質:
- 多共鳴熱活性化遅延蛍光 (MR-TADF) デバイス
- 樹状ホスト
- 樹状エミッター
- テトラフェニルシリコン
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方法:
- 溶液プロセス中の発光双極子の水平配向を制御するための新しい戦略の提案
- 高い正の静電ポテンシャル (ESP) を持つ樹状ホストと複数の負のESPサイトを持つ樹状エミッター間の静電相互作用
- 樹状ホストの最大平面が基板に固定され、露出したテトラフェニルシリコンの強い正の静電サイトが樹状エミッターの複数の負の静電サイトを引き付ける
- 樹状ホストの高度にねじれた構造とエミッターのデンドロンカプセル化による凝集の抑制
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新発見:
- 溶液プロセスされたフィルムでの高い水平双極子比 (Θ||) の達成 (最大83.0%)
- 高い光ルミネッセンス量子収率 (98.6%) の達成
- 溶液プロセスされた青色MR-TADFデバイスが、外部量子効率35.3%、帯域幅17 nm、純青色 (CIE座標 (0.137, 0.176)) を示すこと
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Chemistry
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AIE-Active Circularly Polarized Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitters for Stable Solution-Processed Circularly Polarized Electroluminescence
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物質:
- 円偏光有機発光ダイオード (CP-OLED)
- 熱活性化遅延蛍光 (TADF) エナンチオマー
- (R/S)-N-5-TPA
- (R/S)-N-4-TPA
- フタルイミド (アクセプター)
- トリフェニルアミン (ドナー)
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方法:
- 異性体工学を通じたTADFエナンチオマーの設計と合成
- フタルイミドの第5および第4置換部位にトリフェニルアミンを導入
- 集積誘導発光 (AIE) 特性の評価
- 溶液プロセスによるCP-OLEDデバイスの製造
- 最大電流効率、外部量子効率、低効率ロールオフの測定
- CP-EL信号のgEL値の測定
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新発見:
- 溶液プロセスで製造されたCP-OLEDデバイスが鮮やかな青緑色および緑色の発光を示し、最大電流効率が7.4および29.6 cd A^-1、外部量子効率が2.7%および10.2%、低効率ロールオフが3.7%および16.7%であること
- CP-EL信号のgEL値が+6.61 × 10^-4 /-6.84 × 10^-4および+1.13 × 10^-3 /-1.25 × 10^-3を示すこと
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J Phys Chem Lett.
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The Best of Both Worlds: ΔDFT Describes Multiresonance TADF Emitters with Wave-Function Accuracy at Density-Functional Cost
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物質:
- 多共鳴熱活性化遅延蛍光 (MR-TADF) 発光体
- 一重項-三重項 (ST) エネルギーギャップ
- 蛍光エネルギー
- 時間依存密度汎関数理論 (TD-DFT)
- 近似二次カップルドクラスター (CC2)
- 状態特異的ΔDFTアプローチ
- 非制限コーン-シャム (ΔUKS)
- LC-ωPBE汎関数
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方法:
- MR-TADF発光体の狭帯域発光、高い量子収率、優れた化学的安定性の評価
- TD-DFTとCC2の比較
- 状態特異的ΔDFTアプローチの提案と評価
- 35種類のMR-TADF発光体の多様なベンチマークセットでのΔUKSの性能評価
- LC-ωPBE汎関数の調整と組み合わせ
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新発見:
- ΔUKSアプローチがCC2と同等またはそれ以上の性能を発揮し、実験的なSTギャップを小さな計算コストで回復すること
- LC-ωPBE汎関数と組み合わせることで、MR-TADFおよびドナー-アクセプターTADF発光体、さらには逆STギャップを持つ分子 (INVEST) の蛍光エネルギーとSTギャップに対しても優れた性能を示すこと
- 有機エレクトロニクスのための万能アプローチとしてのΔUKSの可能性
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J Phys Chem A.
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Thermally Activated Delayed Fluorescence in B,N-Substituted Tetracene Derivatives: A Theoretical Pathway to Enhanced OLED Materials
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物質:
- 多環芳香族炭化水素 (PAHs)
- テトラセン
- ホウ素-窒素 (B,N) ペア
- 77種類のB,N置換テトラセン誘導体
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方法:
- B,Nペアを導入してアセンの炭素-炭素ペアを置換し、電子構造を変化させる
- 熱活性化遅延蛍光 (TADF) 現象の系統的探索
- 多構成法を用いた計算量子化学による広範な調査
- 励起エネルギー、芳香族性の調和振動子モデル (HOMA)、および分数占有数加重密度 (FOD) の評価
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新発見:
- B,N置換がアセン誘導体に与える影響の理解の深化
- TADF特性を示す可能性のある分子の特定
- 純粋なテトラセンと同等の安定性を持つ5つの候補分子の特定
- 選択された分子の特性を活用して有機エレクトロニクスの開発を促進する可能性
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Nat Commun
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Sulfur-locked multiple resonance emitters for high performance orange-red/deep-red OLEDs
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物質
- Multiple resonance thermally activated delayed fluorescence (MR-TADF) 材料
- 硫黄(S)を組み込んだ新しい発光体「S-BN」と「2S-BN」
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方法
- MR構造の外側のフェニル基を、分子内硫黄ロックを用いて接続する設計概念を提案
- MR母核の平面構造を活用し、強力な電荷移動状態の形成を抑制
- 非放射減衰プロセスを抑制するための設計
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新発見
- S-BNと2S-BNは、それぞれ594 nm(オレンジ赤)と671 nm(ディープレッド)の発光波長を持つ
- フォトルミネッセンス量子効率が約100%と高い
- 迅速な放射減衰速度(約10⁷ s⁻¹)および高い逆項間交差速度(約10⁵ s⁻¹)を示す
- 典型的な平面OLED構造において、最大外部量子効率39.9%(S-BN、オレンジ赤)および29.3%(2S-BN、ディープレッド)を達成
- 効率ロールオフの改善が確認された