2015 Fiscal Year Annual Research Report
光学測定による新規熱活性化遅延蛍光材料薄膜の光物性に関する研究
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15J12038
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
丹羽 顕嗣 大阪府立大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | 熱活性化遅延蛍光 / 有機発光材料 / 光物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
熱活性化遅延蛍光（TADF）材料は、イリジウムなどの貴金属を使うことなく、内部量子効率が100%を示すことから、非常に注目されている。しかしながら、TADF材料の緩和過程は、部分的な理解こそ進んでいるものの最近では高次の励起状態や異なる励起状態もその緩和過程に大きく関与している可能性が理論計算により指摘されるなど、未だ明らかでない点が非常に多い。本研究は、実用上重要なTADF薄膜に対して、励起状態の緩和過程を明らかにすることを目的としている。
当該年度は、励起寿命や励起子対消滅速度を見積もることを目指し、本研究を遂行するために必要となる高効率発光材料に対する光誘導吸収測定系を構築した。構築した系を用いて最も基本的な光物性である光誘導吸収スペクトルを得ることに成功した。さらに、一般にTADF材料では一重項励起状態（S1）と三重項励起状態（T1）を区別することは困難であるが、構築した系を駆使した変調周波数測定から励起寿命は数百m秒と見積もられ、T1に関する情報のみを選択的に得られることが分かった。また、そのT1密度の励起光強度依存性および温度依存性は、前述のように近年重要性の指摘されている高次三重項励起状態の影響や、S1-T1消滅（STA）やT1対消滅（TTA）などの励起子相互作用の影響を考慮した速度方程式による解析解を用いて説明できることが分かった。以上のような解析により、代表的なTADF材料である4CzIPNをホスト材料であるm-CPにドープした薄膜においてSTA、TTA速度は10-11、10-16 cm3s-1程度と見積もられた。なお、比較検討のため4CzIPNのみのneat膜においても光誘導吸収測定による評価を行ったところ、ドープ膜とは異なる励起状態構造を有することが分かった。さらに、neat膜で得られた特性についても上記のような解析により説明できることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
高効率発光材料のための光誘導吸収測定系を構築し、本手法をTADF薄膜に適用した結果、三重項励起状態に由来する光誘導吸収スペクトルを得ることに成功したため。また、得られた測定結果を速度方程式から導出した解析解を用いて説明できたため。以上のことから、（2）おおむね順調にしている、とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はTADF薄膜における極性材料の影響に関する知見を得ることを目指す。当初の全体の研究計画に沿って、本年度得られた知見をもとにTADF材料における励起状態の緩和過程の解明に向け研究を進める予定である。
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