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

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。

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。