2015 Fiscal Year Research-status Report
熱活性型遅延蛍光現象の解明と次世代有機ELへの応用を目指した分子設計
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15K05607
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
佐藤 徹 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70303865)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 有機EL / 発光分子 / 振電相互作用 / 振電相互作用密度 / 輻射遷移 / 無輻射遷移 / 熱活性型遅延蛍光 / 分子設計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最近、新たな有機EL素子(OLED)の発光機構として熱活性型遅延蛍光(TADF)が注目されている。電流励起の場合、スピン統計により電荷再結合の際に発光層において25%が一重項励起子に75%が三重項励起子となると考えられている。第一世代OLEDでは一重項励起子からの蛍光が利用され、第二世代では三重項励起子からの利用が検討されてきた。TADF分子においては、最低一重項励起状態S1と最低三重項励起状態T1のエネルギー差を分子設計により小さくすることにより、T1からS1への逆系間交差を利用することで電荷再結合により生成したS1とT1の両方を利用できる。安達らは、HOMOとLUMOの重なりを低減したドナー・アクセプター(DA)型分子を用いて、多数の高い外部量子効率を示すOLEDを報告している。
しかし、S1とT1のエネルギー差が小さくないにもかかわらずTADFに匹敵する外部量子効率を示す素子がいくつか報告されている。PuらはDA型ではないビスアントラセン誘導体において、非常に高い外部量子効率を報告している。また、Yaoらフェノチアジン-ベンゾジチアゾール連結系においてTADF機構では説明のできない外部量子効率を報告している。
平成27年度は、これらのOLEDにおいて高次三重項状態Tnを経由する逆系間交差が発光に寄与していることを示し、この新規な発光機構にもとずく発光分子の設計指針を提案した。この機構においてTnより下の三重項状態への輻射/無輻射遷移が抑制されていることが本質的である。このような励起電子構造を実現する設計指針として電子状態の擬縮退を利用することを提案した。このような解析には、研究代表者が提案している振電相互作用密度を用いた。
DA型分子では発光スペクトルが幅広になる蛍光があるが、本機構ではDA型に限らないため、色純度の高い発光分子の設計が可能であると期待できる。
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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
現時点でC60におけるTADF機構の解明は遅れているが、平成27年度は別の系での高い外部量子効率の解明に成功した。C60においては、状況は複雑であるが同様の機構でTADFが発現していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
解明した機構に基づく新規分子の理論設計を行い、素子作成・測定を行い設計指針の有効性を検証する。また、C60におけるTADF発現機構の解明を引き続き行う。
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| Causes of Carryover |
大規模計算が必要となるC60の解析を延期したため、平成27年度は現有計算機で研究を行ったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は大規模計算が必要となるため、計算資源の確保のためこの次年度使用額を合わせて使用する予定である。
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Research Products
(16 results)
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[Journal Article] Multiscale simulation of charge transport in a host material, N,N0-dicarbazole-3,5-benzene (mCP), for organic light-emitting diodes2015
Author(s)
Furitsu Suzuki, Katsuyuki Shizu, Hisafumi Kawaguchi, Shinya Furukawa, Tohru Sato, Kazuyoshi Tanaka, Hironori Kaji
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Journal Title
J. Mater. Chem. C
Volume: 3
Pages: 5549--5555
DOI
Peer Reviewed
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