2019 Fiscal Year Annual Research Report
A new strategy for evaluation of the triplet-triplet annihilation rate
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17K18993
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
小林 隆史 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10342784)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 三重項三重項対消滅 / 有機EL素子 / ホスト・ゲスト系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
三重項三重項対消滅（triplet-triplet annihilationまたはTTA）は電子交換によって生じるため、波動関数が重なり合うほど（数オングストローム程度に）接近した分子間で起こると予想される。しかし現実には、離れた分子間でのTTAも報告されている。例えば、ホストマトリックス中に低濃度でドープされたゲスト分子間ではデクスター半径の10倍以上の間隔がありながらTTAが起こるとされている。このようなホスト・ゲスト系は有機EL素子の発光層として用いられ、TTAは高電流注入時における効率低下の一因となることが知られている。本研究では、低コストと高効率の両立した有機EL素子に用いられる発光材料に着目し、対消滅レートを定量的に評価する方法を構築し、さらにその性質を明らかにすることを目的としている。最終年度は、前年度に構築した定量的評価法をいくつかの材料に適用し、測定結果を比較検討した。その結果、以下の二つが明らかとなった。（１）本研究で対象とした材料系で見られたTTAは、デクスター機構ではなく、フェルスター機構に基づくTTAである可能性が高い。このタイプのTTAは、励起状態の拡散を抑制してもゼロにはできないため、対消滅レートの下限を与えるものと考えられる。（２）過渡発光で見られるべき乗則に従う減衰は、通常TTAの特徴とされているが、全く別のメカニズムによって類似の発光減衰が観測されることが分かった。これは測定対象の一部で見られたものであるが、高次三重項励起状態からホスト材料へ逆エネルギー移動が起こる場合に観測された。このような逆エネルギー移動は有機ELの効率低下の一因となる可能性があるため、その対策を講じる必要がある。
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