三重項から一重項励起状態への逆エネルギー移動機構を用いた新機構有機電界発光素子

利用三重态到单重态激发态反向能量转移机制的新机制有机电致发光器件

基本信息

批准号：
21655070
负责人：
安達千波矢
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

OLEDは、通常、蛍光分子では75%の三重項励起子は熱失活してしまい、25%の一重項励起子しかEL発光には利用できないが、三重項励起状態からの発光を使えば、究極の効率が得られることになる。このことは電流励起下において、スピン統計則に則り、一重項励起子と三重項励起子が1:3の割合で生成され、更に一重項準位から三重項準位への項間交差(ISC)が100%の確率で生じることにより、三重項励起子の生成効率が100%まで達していることを意味している。このように、りん光デバイスは優れたOLED性能を有することから、従来の蛍光性発光材料に代わり、OLEDの基幹発光材料となり、現実に実用化が進んでいる。一方、このような優れた発光特性を有するものの、高電流密度領域では発光効率が急激に減少するTriplet-Triplet Annihilation (TTA)やTriplet-Polaron Annihilation (TPA)等の励起子失活の発生や、化合物がIr、Pt等の貴金属を含有する化合物に限定されるなどの問題点があり、再度、基本に戻った幅広い材料開発が必要とされていた。本研究では、蛍光材料の励起子生成効率を熱活性遅延蛍光(TADF)により上昇させる新しいEL発光機構を実現した。π-π^*遷移性の化合物において、HOMOとLUMOの軌道の重なりの小さい分子を設計することにより、小さな一重項と三重項エネルギー差(ΔE_<ST>)を有し、かつ高い発光効率を両立させる分子2-biphenyl-4,6-bis(12-phenylindolo[2,3-a]carbazole-11-y1)-1,3,5-triazine(PIC-TRZ)を実現した。この分子の逆エネルギー移動効率は30%に達し、OLEDにおいても10%に迫る高い効率が得られた。

在OLED中，通常在荧光分子中热灭活了75％的三重态激子，只有25％的单元激子可以用于EL发射，但是使用三胞胎激发态的发射将提供最终的效率。这意味着，在当前的激发下，根据自旋统计定律以1：3的比率生成单元激激体和三重态激子，以及从单线级别到三重态的术语交叉点（ISC）以100％的概率发生，从而导致三胞胎效率的产生效率达到100％。如上所述，磷光设备具有出色的OLED性能，并且已成为OLED的核心发光材料，而不是常规的荧光发射材料，并且在实际使用方面变得更加实用。 On the other hand, despite having such excellent luminescence properties, there are problems such as the occurrence of exciton deactivation such as Triplet-Triplet Annihilation (TTA) and Triplet-Polaron Annihilation (TPA) in which the luminous efficiency decreases rapidly in the high current density region, and the compounds are limited to compounds containing precious metals such as Ir and Pt, and there has been a need for a wide range恢复基础知识的要开发的材料。在这项研究中，我们意识到了一种新的EL发光机制，该机制通过热活动延迟荧光（TADF）提高了荧光材料的激子产生效率。 In a π-π^* transitional compound, by designing molecules with small overlapping of HOMO and LUMO orbitals, we realized the molecule 2-biphenyl-4,6-bis(12-phenylindolo[2,3-a]carbazole-11-y1)-1,3,5-triazine (PIC-TRZ) having small singlet and triplet energy differences (ΔE_<ST>) and达到高发光效率。该分子的反向能量转移效率达到30％，并且OLED也以高效率达到了接近10％的效率。