2017 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical studies on thermally-activated delayed fluorescence and molecular design for next generation organic light-emitting diodes
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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, 福井謙一記念研究センター, 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 |
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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。
平成28年度までに、研究代表者が提案している振電相互作用密度を用いて、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。この設計指針に基づき非蛍光性であるトリフェニルアミンを出発骨格として非発光性の置換基を導入した新規発光分子を理論設計し、共同研究により合成・素子作成ならびに素子特性の測定を行い、蛍光OLEDの限界を超えた励起子利用効率65%の発光を観測した。設計した分子のT1はS1よりも低くTADFである可能性は考えられず、高次三重項状態の寄与が考えられる。平成29年度はビスアントラセン誘導体の高効率発光の機構が高次三重項に由来するものであることを明らかにした。
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Research Products
(12 results)
