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電気化学反応を利用した新規な反射/発光型デュアルモードディスプレイ材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 13J07191
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 機能材料・デバイス
研究機関千葉大学

研究代表者

金澤 賢司  千葉大学, 大学院融合科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013 – 2014
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード発光制御 / エレクトロクロミズム / エネルギー移動 / ユーロピウム錯体 / ビオロゲン / 固定化 / 機能性修飾電極 / フォトルミネッセンス / ビオロゲン誘導体 / 希土類錯体
研究実績の概要

本研究は、電気化学反応による光励起エネルギー移動反応を制御することで反射・発光表示を自由に切り替え可能なデュアルモードディスプレイ(DMD)材料の開発を目指す研究である。
DMDは直流電圧印加によって可逆な色調変化を示すエレクトロクロミック(EC)材料と紫外光照射によりフォトルミネッセンス(PL)を示すPL材料の組み合わせによって、着色と発光色を自由に設定することが可能である。これまでPL材料として希土類錯体であるユーロピウム錯体、EC材料としてビオロゲン誘導体を単一素子内に混合させ、ビオロゲン誘導体のEC反応により、ユーロピウム錯体の発光が制御可能であることを明らかにしてきた。しかしながら、DMD素子の反射・発光表示応答性は10秒程度であり、繰り返し安定性は1,500回程度確認したものの、実用化に向け、更なる特性向上が必要であった。
本研究では、新規機能性材料導入により、これら課題の達成(応答性1秒以内、、耐久性1万回)を目指した。これら素子特性の実現に向け、発光材料とEC材料が近接しており、スムーズなエネルギー移動を実現すること、EC材料が安定的に酸化還元反応を繰り返すことが求められる。前年度は、酸化チタン膜上に化学結合によってEC分子であるビオロゲンとPL分子であるユーロピウム錯体の固定化に成功した。
本年度は、昨年度固定化に成功した修飾電極のエレクトロクロミズムによるユーロピウム錯体の発光制御メカニズムの解明および素子特性の検討を行った。その結果、ユーロピウムの発光制御は、酸化チタンとユーロピウム間の光誘起電子移動に伴うことが明らかとなった。また、ユーロピウム錯体存在下においても、ビオロゲンのエレクトロクロミズムおよびユーロピウム錯体の発光が得られることも明らかとなった。本修飾電極は、発消色および発光スイッチングが2秒、さらに元の発光強度に戻るのに3秒程で完了することがわかった。

現在までの達成度 (段落)

本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。

今後の研究の推進方策

本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] High-contrast electroswitching of emission and coloration based on single-molecular fluoran derivatives2014

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kanazawa, Kazuki Nakamura, Norihisa Kobayashi
    • 雑誌名

      Journal of physical chemistry A

      巻: 118 ページ: 6026-6033

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dual emissive-reflective display materials with large emission switching using highly luminescent lanthanide (III) complex and electrochromic material2013

    • 著者名/発表者名
      K. Kanazawa, K. Nakamura, N. Kobayashi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 52 号: 5S1 ページ: 05DA14-05DA14

    • DOI

      10.7567/jjap.52.05da14

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemically-switchable emission and absorption by using uminescent Lanthanide (III) complex and electrochromic molecule toward novel display device with dual emissive and reflective mode2013

    • 著者名/発表者名
      K. Nakamura, K. Kanazawa, N. Kobayashi
    • 雑誌名

      Displays

      巻: 34 号: 5 ページ: 389-395

    • DOI

      10.1016/j.displa.2013.08.009

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermoswitchable emission and coloration of a composite material containing europium (iii) complex and a fluoran dye2013

    • 著者名/発表者名
      K. Nakamura, Y. Kobayashi, K. Kanazawa, N. Kobayashi
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C

      巻: 1 号: 4 ページ: 617-620

    • DOI

      10.1039/c2tc00439a

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Novel electrochemical switching of emission and coloration in fluoran molecule2014

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kanazawa, Kazuki Nakamura, Norihisa Kobayashi
    • 学会等名
      The 42th Korean Society for Imaging Science and Technology
    • 発表場所
      韓国、Busan university
    • 年月日
      2014-11-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Electrochemically modulation of both coloration and emission using fluoran derivatives2014

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kanazawa, Kazuki Nakamura, Norihisa Kobayashi
    • 学会等名
      The 11 the International Meeting on Electrochromism(IME-11)
    • 発表場所
      台湾、National taiwan university
    • 年月日
      2014-09-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Electro-switching of red emission from europium(iii) β-diketonato complex by electrochromism of viologen derivatives2014

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kanazawa, Kazuki Nakamura, Norihisa Kobayashi
    • 学会等名
      27the Rare earth research conference 2014
    • 発表場所
      アメリカ、スコーバレー
    • 年月日
      2014-06-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学反応によるフルオラン分子の発光および発色制御と新規表示材料としての展開2014

    • 著者名/発表者名
      金澤賢司, 中村一希, 小林範久
    • 学会等名
      日本画像学会2014年春季大会
    • 発表場所
      東京工業大学 すずかけ台キャンパス
    • 年月日
      2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] エレクトロクロミズムによるフルオラン色素誘導体の蛍光スイッチング2013

    • 著者名/発表者名
      金澤 賢司、中村 一希、小林 範久
    • 学会等名
      2013年光化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2013-09-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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