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蓄光材料は時計文字盤や避難誘導灯などへ実用化されている。既存の材料は全て無機材料で構成されるのに対して、我々は有機物から構成される有機蓄光を報告した。しかし有機蓄光の光誘起電荷分離・電荷蓄積・電荷再結合発光過程の解明・制御には至っていない。本研究ではこれら過程のアクティブな制御を目指して、材料開発およびメカニズムの解明を行った。
有機蓄光システムは電子ドナー材料と電子アクセプター材料の２成分から構成されるが、その材料は一部のフォスフィンオキシドに限定されていた。しかし、有機蓄光の発光システムから考えると多くの組み合わせで蓄光発光が得られると考えられる。そこで種々の電子ドナー・電子アクセプターの組み合わせについて検討した結果、多くの組み合わせが有機蓄光を示すことを見出した。また、ほとんどは電荷移動励起状態からの発光に相当するため、その発光色はドナー材料のHOMO準位とアクセプターの LUMO 準位の差に相当することを見出した。一方で、各材料の三重項励起準位も影響し、これら準位が電荷移動励起準位より十分に低い場合、三重項から蓄光発光が得られることを見出した。
発光機構の詳細解明のために単結晶系の開発も進めているが、これら材料自体の三重項励起準位の制御が困難なことが実現に至っていない原因であると考えられる。また、蓄積電荷の挙動を解明するために、熱ルミネッセンス測定を進めた結果、無機蓄光と同様に電荷蓄積による発光が観測された。
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