電気化学発光と電解析出銀のプラズモン共鳴による多色発光・反射制御デバイス

利用电解沉积银的电化学发光和等离子体共振的多色发光/反射控制装置

基本信息

批准号：
17J09387
负责人：
常安翔太
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

電気化学発光(ECL)とは、電気化学的に生成された発光材料の励起状態からの発光現象である。ECL現象を利用した発光デバイスは、電極表面に形成される電気二重層の非常に大きな電位勾配によって電荷注入を行うため、電極の金属種を選ばず厚膜化、フレキシブル化も容易であり、自由度の極めて高いデバイスへの展開が期待されている。これまでに、ECLを誘起する電気化学反応を利用し、発光のみならず、エレクトロクロミズム(EC)や液晶の駆動による反射表示も制御することで、単一素子内にて発光と反射が制御可能な「デュアルモード表示素子(DMD)」について研究を行ってきた。また、交流駆動によるECL(AC-ECL)の特色を活かしたAC-ECLの高機能化、駆動原理の解明・実証も行ってきた。本研究では、周波数によるAC-ECLの複数色発光制御ならびに、様々な色に変化する多色発色制御可能な革新的DMDデバイスの実現を目的としている。本年度の研究では、Ru(bpy)32+錯体系AC-ECLと銀析出型ECの両機構を単一素子内に共存させることで、印加電圧による発光と複数色の発色制御の実証と動作機構の解析を行った。また、同機構をアセン系青色ECL材料へと展開し、透明状態から青色AC-ECLとECによる複数色の発色制御可能な発光・反射制御デバイスの構築を実現した。さらに、金属錯体など発光材料の特性向上が期待できるDNAにRu(bpy)32+錯体を複合した系のECL特性についても検討し、サブミリ秒以下という従来系では達成できなかったECLの超高速駆動の実現にも成功した。

电化学发光（ECL）是电化学产生的发光材料激发态的发光现象。利用ECL现象的发光设备是由在电极表面形成的电动双层潜在梯度极大的梯度充电的，因此，它们易于使较厚和柔韧性在不选择电极的金属类型的情况下使其更柔软，使其更灵活，并且预期具有极高的自由度的设备。到目前为止，我们一直在研究“双重模式显示元件（DMD）”，可以通过使用诱导ECL的电化学反应来控制单个元素内的光发射和反射，这不仅是光发射，而且还可以通过液体晶体驱动而引起的反射性显示。我们还通过利用AC-ECLS（AC-ECLS）的特征来使它们更具功能和阐明原理来充分利用AC-ECL。这项研究旨在按频率控制AC-ECL的多种颜色排放，并实现创新的DMD设备，这些设备可以控制可以改变各种颜色的多色开发。在今年的研究中，我们通过与单个元素中的RU（BPY）32+复杂系统AC-ECL和银沉积的EC机制共存，证明了多种颜色的光发射和颜色开发，并分析了操作机制。该机理还发展为基于ASCEN的蓝色ECL材料，并建立了发光和反射控制装置，该装置可以使用透明状态的蓝色AC-ECL和EC来控制多种颜色的颜色开发。此外，我们还研究了RU（BPY）32+复合物与DNA结合使用的系统的ECL性能，可以预期，这可以提高发光材料（例如金属复合物）的性能，并且也成功地实现了超高速ECL DRIVE，与最低的亚米核糖量相关的常规系统无法实现，这是不可能的。