有機レーザーの実現を目指した機能分離型有機発光トランジスタの開発

１．1,2-bis(carbazol-9-yl)-4,5-dicyanobenzene (2CzPN)、3-(9,9-dimethylacridin-10(9H)-yl)- 9H-xanthen-9-one (ACRXTN)といった熱活性化遅延蛍光(TADF)材料を用いた有機固体薄膜デバイスにおいて、TADF材料の分子内緩和過程を明らかにし、発光効率低下の原因である一重項－三重項相互作用による励起子失活(STA)、三重項－三重項相互作用による励起子失活(TTA)に与える影響について明らかにした。興味深いことに、計算的手法によって求めた三重項励起子密度に対する発光効率の値は検討した二種のTADF材料間で同様の依存性を示した。このことから発光効率の減少には電流密度というよりもむしろ三重項励起子密度が明確に寄与していることが明らかとなった。TADF材料における三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差過程の速度定数が大きいほど三重項励起子密度を迅速に減少させ、STAやTTAを抑制できることを実験及び理論の両面から明らかにした。２．低いASE発振閾値と高励起子密度下での励起子失活抑制を両立させる材料を見出すために、従来、極めて低いASE発振閾値を示すことが明らかとなっている4,4’-Bis[(N-carbazole)styryl] biphenyl(BSB-Cz)を中心とした種々のレーザー材料について光学的、電気的に検討を行った。その結果、Ter(9,9’-spirobifluorene) (TSBF)がBSB-Czと同等のASE発振閾値を示す一方で、高励起下において優れた励起子失活の抑制効果を有していることを明らかにした。これは、TSBFが有する速い発光速度定数と小さな三重項励起状態吸収に主に由来すると結論付けた。

１．1,2-bis(carbazol-9-yl)-4,5-dicyanobenzene (2CzPN)、3-(9,9-dimethylacridin-10(9H)-yl)- 9H-xanthen-9-one (ACRXTN)といった熱活性化遅延蛍光(TADF)材料を用いた有機固体薄膜デバイスにおいて、TADF材料の分子内緩和過程を明らかにし、発光効率低下の原因である一重項－三重項相互作用による励起子失活(STA)、三重項－三重項相互作用による励起子失活(TTA)に与える影響について明らかにした。興味深いことに、計算的手法によって求めた三重項励起子密度に対する発光効率の値は検討した二種のTADF材料間で同様の依存性を示した。このことから発光効率の減少には電流密度というよりもむしろ三重項励起子密度が明確に寄与していることが明らかとなった。TADF材料における三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差過程の速度定数が大きいほど三重項励起子密度を迅速に減少させ、STAやTTAを抑制できることを実験及び理論の両面から明らかにした。２．低いASE発振閾値と高励起子密度下での励起子失活抑制を両立させる材料を見出すために、従来、極めて低いASE発振閾値を示すことが明らかとなっている4,4’-Bis[(N-carbazole)styryl] biphenyl(BSB-Cz)を中心とした種々のレーザー材料について光学的、電気的に検討を行った。その結果、Ter(9,9’-spirobifluorene) (TSBF)がBSB-Czと同等のASE発振閾値を示す一方で、高励起下において優れた励起子失活の抑制効果を有していることを明らかにした。これは、TSBFが有する速い発光速度定数と小さな三重項励起状態吸収に主に由来すると結論付けた。