산업기술종합연구소와 규슈대학 최첨단 유기광전자학연구센터는 5월 11일 공동으로 차세대형 유기 일렉트로루미네센스(유기EL) 소자용 발광 재료로 주목되는 열 활성화 지연 형광(TADF) )를 내는 분자(TADF 분자)의 발광 메카니즘을 해명했다고 발표했다.

 최근 경량으로 플렉서블, 고휘도, 고화질, 저소비 전력 등의 특징을 겸비한 새로운 디스플레이나 조명용 면상 광원으로 유기 EL이 기대되고 있다.그러나, 발광 효율을 높이기 위한 인광 재료는 비용이 많이 들고 자원적으로 불리하다.이 때문에, 고효율이고 저비용의 차세대 유기 EL 재료의 개발이 요망되고 있다.

 이번 양자는 규슈대학이 설계·개발한 유기분자에 대해 펌프·프로브 과도흡수 분광법을 이용하여 이들의 발광 메카니즘을 상세하게 해명하기 위해 연구를 실시했다.특히, 지금까지의 연구에서는 간과되어 온 각 분자의 일중항 상태와 삼중항 상태의 종류(여기종)와 에너지에 주목하여 검토를 실시했다. 8종류의 분자에 대해 유기 EL의 발광량을 조사한 결과, TADF를 강하게 발광하는 분자군은 모두 파라체이며, 이 분자 구조가 TADF의 발광에 관여하고 있는 것을 시사하고 있는 것을 알 수 있었다. .

 이러한 결과, 다양한 발광색으로 높은 발광 효율과 재료의 내구성을 겸비한 보다 고성능인 TADF 분자를 탐색·제작할 수 있는 것으로 생각되어, 유기 EL 디바이스의 큰 저비용화, 나아가서는 유기 반도체 레이저 등의 차세대 광 디바이스의 실현이 기대된다고 한다.

 앞으로는 TADF 분자의 여기 상태 변환 과정을 더욱 상세히 관찰하고 여기 상태의 변환이 고효율로 일어나는 TADF 분자의 체계적인 설계 지침을 구축한다.또한 이러한 지견을 TADF 분자의 설계에 피드백하여 높은 발광 효율과 내구성을 겸비한 TADF 재료의 개발을 지원한다고 한다.

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