Establishment of the method to regulate emission colors in aggregation systems using molecular movement

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02813
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 35030:Organic functional materials-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Takeda Youhei 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (60608785)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: メカノクロミズム / 立体配座 / ドナー・アクセプター / 外部刺激応答性 / 有機EL / セレン / テルル / 発光

Outline of Final Research Achievements

Using the twisted electron donor-acceptor-donor (D-A-D) platform that have been developed by the principle investigator, novel D-A-D molecules that can have conformational diversity and degrees of freedom in molecular rotation and vibration were designed and sythesized as luminescent mechanochromic molecules. To construct D-A-D molecules, dibenzophenazine was employed as an electron acceptor, and a heteroatom-bridged diarylamines that can have conformational flexibility was selected as the electron donor. Synthesized molecules exhibited distinct luminescent mechanochromism. The developed compounds have been also applied to emissive material in highly efficient organic light-emitting diodes.

Free Research Field

有機合成化学、材料化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

発光性メカノクロミズム分子の設計は、発光性の付与と分子集合状態制御とを両立させる必要があることから、困難である。世界中で様々な研究者が勢力的に独自の分子骨格に意匠をこらして分子凝集系における発光特性制御法を開拓している。しかし、いずれも水素結合や金属ー金属相互作用など分子間相互作用を介した分子配列制御法にもとづく設計であり、これに対して本研究で得られた成果は、明確に異なる立体配座の相互変換による発光メカノクロミズム特性の発現が可能であることを示しており、既存の多色発光性メカノクロミズムの分子設計と原理的に全く異なっている点で学術的意義が高い。