カルボランを基盤とする高輝度固体発光材料の創出

• 研究課題/領域番号: 15H03856
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 有機・ハイブリッド材料
• 研究機関: 関西学院大学
• 研究代表者: 森崎 泰弘 関西学院大学, 理工学部, 教授 (60332730)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円); 2017年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
• キーワード: カルボラン / 凝集誘起型発光 / 固体発光材料 / 固体発光

研究成果の概要

本研究では、これまでに得られたカルボラン含有π共役系の発光性に関する知見を基にして、多環芳香族化合物とオルト-カルボランを組合せ、高輝度固体発光材料を開発することを第一の目的として検討を行った。その結果、例えば多環芳香族としてアントラセンを選択し、カルボランと組み合わせることにより、固体状態において励起すると官能基が回転して分子内電荷移動発光するTICT分子を合成することができた。また、固体状態において発光効率が99％に達する分子の合成にも成功した。アントラセンとカルボラン二つからなる分子では、可逆的なベイパークロミズム・サーモクロミズム・メカノクロミズムを示すことを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Modulation of Luminescent Chromic Behaviors and Environment-Responsive Intensity Changes by Substituents in Bis-o-carborane-Substituted Conjugated Molecules (2018)
  • 著者名/発表者名: Mori, H.; Nishino, K.; Wada, K.; Morisaki, Y.; Tanaka, K.; Chujo Y.
  • 雑誌名: Mater. Chem. Front. 巻: 2 号: 3 ページ: 573-579
  • DOI: 10.1039/c7qm00486a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modulation of the cis- and trans-Conformations in the Bis-o-carborane Substituted Benzodithiophenes and Emission Enhancement Effect on Luminescent Efficiency by Solidification (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishino, K.; Uemura, K.; Tanaka, K.; Morisaki, Y.; Chujo Y.
  • 雑誌名: Eur. J. Org. Chem. 巻: 2018 号: 12 ページ: 1507-1512
  • DOI: 10.1002/ejoc.201701641
  • NAID: 120006537102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement to Luminescent Efficiencies by Thermal Rearrangement from ortho- to meta-Carborane in Bis-Carborane-Substituted Acenes (2018)
  • 著者名/発表者名: Naito, H.; Morisaki, Y.; Tanaka, K.; Chujo Y.
  • 雑誌名: Eur. J. Org. Chem. 巻: 2018 号: 16 ページ: 1885-1890
  • DOI: 10.1002/ejoc.201800151
  • NAID: 120006537103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Luminescence Color Tuning of Stable Luminescent Solid Materials from Blue to NIR Based on Bis-o-Carborane-Substituted Oligoacenes (2017)
  • 著者名/発表者名: Naito, H.; Nishino, K.; Morisaki, Y.; Tanaka, K.; Chujo Y.
  • 雑誌名: Chem.-Asian J. 巻: 53 号: 16 ページ: 2134-2138
  • DOI: 10.1002/asia.201700815
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly-Efficient Solid-State Emissions of the Anthracene－o-Carborane Dyads with Various Substituents and Their Thermochromic Luminescent Properties (2017)
  • 著者名/発表者名: Naito, H.; Nishino, K.; Morisaki, Y.; Tanaka, K.; Chujo Y.
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. C 巻: 5 号: 38 ページ: 10047-10054
  • DOI: 10.1039/c7tc02682j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron-Donating Abilities and Luminescent Properties of Tolane-Substituted nido-Carboranes (2017)
  • 著者名/発表者名: Nishino, K.; Morisaki, Y.; Tanaka, K.; Chujo Y.
  • 雑誌名: New J. Chem. 巻: 41 号: 19 ページ: 10550-10554
  • DOI: 10.1039/c7nj02438j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solid-State Emissions of the Anthracene-o-Carborane Dyad from the Twisted-Intramolecular Charge Transfer State in the Crystalline State (2017)
  • 著者名/発表者名: Naito, H.; Nishino, K.; Morisaki, Y.; Tanaka, K.; Chujo Y.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 56 号: 1 ページ: 254-259
  • DOI: 10.1002/anie.201609656
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Properties of Highly-Rigid Conjugation System Based on Bi(benzo[b]thiophene)-Fused o-Carborane (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishino, K.; Hashimoto, K.; Tanaka, K.; Morisaki, Y.; Chujo, Y.
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 巻: 57 号: 19 ページ: 2025-2028
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2016.03.069
  • 査読あり
• [雑誌論文] o-Carborane-based Anthracene: A Variety of Emission Behaviors (2015)
  • 著者名/発表者名: Naito, H.; Morisaki, Y.; Chujo Y.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 54 号: 17 ページ: 5084-5087
  • DOI: 10.1002/anie.201500129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis, Characterization, and Optoelectronic Study of Three Biaryl-Fused closo-o-Carboranes and Their nido-[C2B9]– Species (2015)
  • 著者名/発表者名: Tominaga, M.; Nishino, K.; Morisaki, Y.; Chujo Y.
  • 雑誌名: J. Organomet. Chem. 巻: 798 ページ: 165-170
  • DOI: 10.1016/j.jorganchem.2015.06.002
  • 査読あり
• [学会発表] Synthesis and Solid-state Emission Behaviors of o-Carborane-based Compounds (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Morisaki, Hirofumi Naito, Kenta Nishino, Kazuo Tanaka, Yoshiki Chujo
  • 学会等名: 9th International Conference on Materials for Advanced Technologies
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Synthesis and Emission Behaviors of Optically Active Polymers and Dendrimers (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Morisaki
  • 学会等名: 2nd Annual World Congress of Smart Materials 2016
  • 発表場所: Grand Copthorne Waterfront Hotel, Singapore (Singapore)
  • 年月日: 2016-03-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Synthesis and Luminescence Properties of Optically Active Conjugated Compounds (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Morisaki
  • 学会等名: Pure and Applied Chemistry International Conference 2016
  • 発表場所: Bangkok International Trade & Exhibition Centre, Bangkok (Thailand)
  • 年月日: 2016-02-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 11-Vertex nido-カルボランの隣接置換基による光学特性への影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西野健太・田中一生・森崎泰弘・中條善樹
  • 学会等名: 第３４回無機高分子討論会
  • 発表場所: 東京理科大学（東京都、新宿区）
  • 年月日: 2015-11-05
  • 招待講演
• [学会発表] 新規有機円偏光発光材料の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森崎泰弘
  • 学会等名: 光ナノサイエンス特別講義
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学（奈良県、生駒市）
  • 年月日: 2015-10-16
  • 招待講演
• [学会発表] o-カルボランを置換したπ共役系の構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森裕貴・田中一生・森崎泰弘・中條善樹
  • 学会等名: 第２６回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 愛媛大学、松山大学（愛媛県、松山市）
  • 年月日: 2015-09-24
• [学会発表] o-カルボランを置換したπ共役系の合成と光学特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森裕貴・田中一生・森崎泰弘・中條善樹
  • 学会等名: 第６４回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県、仙台市）
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] 11-Vertex nido-carboraneを基盤とした共役系の光学特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西野健太・田中一生・森崎泰弘・中條善樹
  • 学会等名: 第６４回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県、仙台市）
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] 新しい概念に基づく有機円偏光発光材料の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森崎泰弘
  • 学会等名: 化成品工業協会講演会
  • 発表場所: 福吉坂ビル4階（東京都、港区）
  • 年月日: 2015-08-03
  • 招待講演
• [学会発表] ベンゾチオフェンを導入した芳香環縮環型ベンゾカルボランの合成とその特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 橋本和司・西野健太・森崎泰弘・中條善樹
  • 学会等名: 第６１回高分子研究発表会
  • 発表場所: 兵庫県民会館（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-17
• [学会発表] o-カルボランを側鎖に有するπ共役系の構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森裕貴・森崎泰弘・中條善樹
  • 学会等名: 第６４回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道、札幌市）
  • 年月日: 2015-05-27
• [学会発表] ベンゾチオフェン縮環ベンゾカルボランの合成とその特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 橋本和司・西野健太・森崎泰弘・中條善樹
  • 学会等名: 第６４回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道、札幌市）
  • 年月日: 2015-05-27
• [学会発表] イオン性ホウ素クラスターを基盤とした共役系の光学特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西野健太・森崎泰弘・中條善樹
  • 学会等名: 第６４回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道、札幌市）
  • 年月日: 2015-05-27