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熱活性型遅延蛍光現象の解明と次世代有機ELへの応用を目指した分子設計

研究課題

研究課題/領域番号 15K05607
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 有機・ハイブリッド材料
研究機関京都大学

研究代表者

佐藤 徹  京都大学, 福井謙一記念研究センター, 教授 (70303865)

連携研究者 梶 弘典  京都大学, 化学研究所, 教授 (30263148)
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 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード有機EL / 発光分子 / 振電相互作用 / 振電相互作用密度 / 輻射遷移 / 無輻射遷移 / 熱活性型遅延蛍光 / 内部転換 / 分子設計
研究成果の概要

最近、有機EL素子(OLED)の発光機構として熱活性型遅延蛍光(TADF)が注目されている。しかし、TADF機構では深青色発光に実現が困難である。本研究では、研究代表者が提案している振電相互作用密度を用いて、高次三重項状態Tnからの逆系間交差を経由する高次三重項経由蛍光FvHT機構を提案し、その分子の設計指針を提案した。この設計指針に基づき非蛍光性であるトリフェニルアミンを出発骨格として非発光性の置換基を導入した新規発光分子を理論設計し、蛍光OLEDの限界を超えた励起子利用効率65%の発光を観測した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 1件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] A luminescent organic radical with two pyridyl groups: high photostability and dual stimuli-responsive properties, with theoretical analyses of photophysical processes2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura Shun、Tanushi Akira、Kusamoto Tetsuro、Kochi Shuntaro、Sato Tohru、Nishihara Hiroshi
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 9 号: 7 ページ: 1996-2007

    • DOI

      10.1039/c7sc04034b

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorescence via Reverse Intersystem Crossing from Higher Triplet States in a Bisanthracene Derivative2017

    • 著者名/発表者名
      Tohru Sato, Rika Hayashi , Naoki Haruta, Yong-Jin Pu
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 7 号: 1 ページ: 48201-9

    • DOI

      10.1038/s41598-017-05007-7

    • NAID

      120006323737

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synergistic luminescence enhancement of a pyridyl-substituted triarylmethyl radical based on fluorine substitution and coordination to gold2016

    • 著者名/発表者名
      Yohei Hattori, Tetsuro Kusamoto, Tohru Sato, Hiroshi Nishihara
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 52 号: 91 ページ: 13393-13396

    • DOI

      10.1039/c6cc07898b

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermodynamical vibronic coupling constant and density: Chemical potential and vibronic coupling in reactions2016

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, N. Haruta, K. Tanaka
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 652 ページ: 157-161

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2016.04.047

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fluorescence behavior of 5,10-disubstituted [5]helicene derivatives in solution and the effect of self-assembly on their radiative and non-radiative rate constants2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hirose, Natsuki Ito, Hiromu Kubo, Tohru Sato, Kenji Matsuda
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C

      巻: 4 号: 14 ページ: 2811-2819

    • DOI

      10.1039/c5tc03675e

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fluorescence via Reverse Intersystem Crossing from Higher Triplet States2016

    • 著者名/発表者名
      Tohru Sato
    • 雑誌名

      Journal of Computer Chemistry, Japan

      巻: 14 号: 6 ページ: 189-192

    • DOI

      10.2477/jccj.2015-0072

    • NAID

      130005118965

    • ISSN
      1347-1767, 1347-3824
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reactivity of Endohedral Metallofullerene La$_{2}$@C$_{80}$ in Nucleophilic and Electrophilic Attacks: Vibronic Coupling Density Approach2015

    • 著者名/発表者名
      Naoki Haruta Tohru Sato Kazuyoshi Tanaka
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 80 号: 1 ページ: 141-147

    • DOI

      10.1021/jo502208t

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reactivity Index for Diels-Alder Cycloadditions to Large Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Using Vibronic Coupling Density2015

    • 著者名/発表者名
      Naoki Haruta Tohru Sato Kazuyoshi Tanaka
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett.

      巻: 56 号: 4 ページ: 590-594

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2014.12.027

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strategy for Designing Electron Donors for Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitters2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shizu, H. Tanaka, M. Uejima, T. Sato, K. Tanaka, H. Kaji, C. Adachi
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 119 号: 3 ページ: 1291-1297

    • DOI

      10.1021/jp511061t

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced electroluminescence from a thermally activated delayed-fluorescence emitter by suppressing nonradiative decay2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuyuki Shizu Motoyuki Uejima Hiroko Nakamura Tohru Sato Kazuyoshi Tanaka Hironori Kaji Chihaya Adachi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Appl.

      巻: 3 号: 1 ページ: 0140011-7

    • DOI

      10.1103/physrevapplied.3.014001

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly Efficient Blue Electroluminescence Using Delayed- Fluorescence Emitters with Large Overlap Density between Luminescent and Ground States2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuyuki Shizu, Hiroki Noda, Hiroyuki Tanaka, Masatsugu Taneda, Motoyuki Uejima, Tohru Sato, Kazuyoshi Tanaka, Hironori Kaji, Chihaya Adachi
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 119 号: 47 ページ: 26283-26289

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b07798

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiscale simulation of charge transport in a host material, N,N0-dicarbazole-3,5-benzene (mCP), for organic light-emitting diodes2015

    • 著者名/発表者名
      Furitsu Suzuki, Katsuyuki Shizu, Hisafumi Kawaguchi, Shinya Furukawa, Tohru Sato, Kazuyoshi Tanaka, Hironori Kaji
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C

      巻: 3 号: 21 ページ: 5549-5555

    • DOI

      10.1039/c5tc00543d

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pseudo Jahn-Teller Origin of Buckling Distortions in Two-Dimensional Triazine-Based Graphitic Carbon Nitride (g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>) Sheets2015

    • 著者名/発表者名
      Alexander Ivanov, Evan Miller, Alexander Boldyrev, Yuichiro Kameoka, Tohru Sato, Kazuyoshi Tanaka
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 119 号: 21 ページ: 12008-12015

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b02299

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Light-Emitting Mechanism for Organic Light-Emitting Diodes: Molecular Design for Inverted Singlet-Triplet Structure and Symmetry-Controlled Thermally Activated Delayed Fluorescence2014

    • 著者名/発表者名
      Tohru Sato Motoyuki Uejima Kazuyoshi Tanaka Hironori Kaji Chihaya Adachi
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C

      巻: 3 号: 4 ページ: 870-878

    • DOI

      10.1039/c4tc02320j

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Low-Lying Electronic States in Bismuth Trimer Bi3 as Revealed by Laser Induced NIR Emission Spectroscopy in Solid Ne2014

    • 著者名/発表者名
      T.Wakabayashi, Y.Wada, K.Nakajima, Y.Morisawa, S.Kuma, Y.Miyamoto, N.Sasao, M.Yoshimura, T.Sato, K.Kawaguchi
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.A

      巻: 119 号: 11 ページ: 2644-2650

    • DOI

      10.1021/jp509714f

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高次三重項状態からの逆系間交差を利用した 発光分子の理論設計2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤徹
    • 学会等名
      応用物理学会関西支部セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高次三重項状態を利用した 有機EL素子の新規発光機構2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤徹
    • 学会等名
      スーパーコンピュータワークショップ2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高次三重項状態からの逆系間交差を利用した 発光分子の理論設計2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤徹
    • 学会等名
      関西学院大学理工学部講演会・関学有機化学セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Vibronic Coupling Density and Its Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Tohru Sato
    • 学会等名
      2nd Annual Meeting and Conference of the European Joint Doctorate in Theoretical Chemistry and Computational Modelling
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ビスアントラセン誘導体を発光層とする有機EL素子における高次三重項経由蛍光と発光分子の設計2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤徹
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ビスアントラセン誘導体における高次三重項経由蛍光と分子設計2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤徹
    • 学会等名
      2017年分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高次三重項状態からの逆系間交差を経由した蛍光を発現する発光分子の設計指針2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤徹
    • 学会等名
      2017年高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] カルバゾール-トリアジン誘導体を発光層に用いた有機EL 素子における発光機構2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤徹
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2017秋季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] DACT-II の発光機構における高次三重項状態の寄与2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤徹
    • 学会等名
      有機EL討論会第25回例会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 振電相互作用制御に基づく新規EL発光機構の理論設計2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 徹
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 無輻射遷移の抑制による高次三重項状態が関与する新規EL発光機構2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 徹
    • 学会等名
      2016年光化学討論会
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Efficient emitting molecules in organic light-emitting diodes on the basis of the control of vibronic couplings2016

    • 著者名/発表者名
      Tohru Sato
    • 学会等名
      XXIII International Symposium on the Jahn-Teller Effect
    • 発表場所
      Dorpat Hotel Conference Center, Tartu, Estonia
    • 年月日
      2016-08-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PTZ-BZP における高次三重項状態からの逆系間交差を経由する高効率発光2016

    • 著者名/発表者名
      ○佐藤徹
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス(京都府京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 高次三重項状態の関与する発光: ビスアントラセン誘導体の高次三重項状態からの無輻射遷移の抑制2015

    • 著者名/発表者名
      林里香, ○佐藤 徹, 春田 直毅, 佐藤 啓文, 夫 勇進
    • 学会等名
      有機EL討論会第21回例会
    • 発表場所
      九州大学 伊都キャンパス 椎木講堂(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 高い三重項状態を経由する熱活性型遅延蛍光2015

    • 著者名/発表者名
      ○佐藤徹
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2015秋季年会
    • 発表場所
      函館市地域交流まちづくりセンター(北海道函館市)
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 蛍光量子収率向上を目指した分子設計:蛍光性トリフェニルアミン誘導体2015

    • 著者名/発表者名
      ○佐藤 徹・亀岡優一郎・上辺将士・伊藤彰浩・田中一義
    • 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
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 振電相互作用制御による発光分子の理論設計2015

    • 著者名/発表者名
      ○佐藤徹
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学 川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 分子設計方法、プログラム、ホスト材料、発光分子および有機発光素子2017

    • 発明者名
      佐藤徹、上辺将士、鈴木克明、伊藤彰浩、梶弘典
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-214686
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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