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植物から抽出した天然カロテノイド系色素を用いる有機発光ダイオードの高性能化

研究課題

研究課題/領域番号 16K06322
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 電子デバイス・電子機器
研究機関同志社大学

研究代表者

大谷 直毅  同志社大学, 理工学部, 教授 (80359067)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード植物色素 / 発光ダイオード / 色素増感太陽電池 / 抗酸化作用 / カロテノイド / アントシアニン / クロマトグラフィー / カラムクロマトグラフィ / ほうれん草 / アオダモ / 蛍光寿命 / 天然色素 / 電子デバイス・機器 / 電子・電気材料 / 光物性
研究成果の概要

ほうれんそうより単離精製したクロロフィルにより赤色LEDを作製し、同時に単離精製したβカロテンの抗酸化作用による素子動作寿命の改善を実現し、そのメカニズムを解明した。また、βカロテン添加による発光波長のブルーシフトと発光強度の増加についても検討した。青色蛍光色素はアオダモの枝から抽出可能であり、緑色蛍光色素はミニトマトからカラムクロマトグラフィーにより抽出することに成功した。以上の成果は、光三原色の発光が植物色素で実現できることを示す。
植物色素を利用する色素増感太陽電池を作製し、ベリー系くだものに含まれるアントシアニン使用時に良好な光電変換効率を実現できることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物から抽出した天然βカロテンおよびアントシアニン系色素などの抗酸化作用による蛍光高分子の発光特性の変調については他の研究機関ではまったく行われておらず、その学術的独自性と創造性は極めて高い。また本研究は、天然色素の抗酸化作用のメカニズムと工業製品の効率化を結びつける学際的な位置付けにあり、新たな学問分野を喚起する可能性あがる。さらに、産業応用への波及効果も大きく、豊富な天然資源を利用できれば安価で低環境負荷の工業製品を量産できるので、資源に乏しい我が国にとってそのメリットはとても大きい。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 学会発表 (14件) (うち国際学会 10件)

  • [学会発表] Separation of blue fluorescent pigments contained in Fraxinus lanuginosa f. serrata using reverse-phase column chromatography and investigation of luminescent properties2019

    • 著者名/発表者名
      T. Ohtsu, Y. Kinou, and N. Ohtani
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of isolation method of green fluorescent pigments contained in cherry tomatoes using column chromatography2019

    • 著者名/発表者名
      A. Noma and N. Ohtani
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoluminescence properties of emissive polymer MEH-PPV affected by antioxidant effect of natural beta-carotene extracted from spinach2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Magata, S. Imada, and N. Ohtani
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高分子蛍光材料の発光特性におけるβカロテン混合の影響2018

    • 著者名/発表者名
      今田 駿,大谷直毅
    • 学会等名
      2018年秋季第79回応用物理学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アオダモに含まれる青色蛍光色素の抽出方法と発光特性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      貴納悠介,大谷直毅
    • 学会等名
      2018年秋季第79回応用物理学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Natural dye-sensitized solar cells containing anthocyanin dyes extracted from frozen blueberry using column chromatography method2018

    • 著者名/発表者名
      A. Mizuno, G. Yamada, and N. Ohtani
    • 学会等名
      the 7th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modulation of photoluminescence properties of emissive polymers induced by mixing of β-carotene2018

    • 著者名/発表者名
      S. Imada, B. Diodoro, and N. Ohtani
    • 学会等名
      International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on extraction method of blue emissive pigments contained in fraxinus lanuginose2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Kinou and N. Ohtani
    • 学会等名
      International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Blue-color photoluminescence from natural pigments extracted from fraxinus lanuginosa2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kinou and Naoki Ohtani
    • 学会等名
      6th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2017)
    • 発表場所
      AOSSA、福井県、福井市
    • 年月日
      2017-06-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Antioxidant effect of β-carotene and lutein isolated and purified from spinach on photoluminescence lifetime of organic emissive materials2017

    • 著者名/発表者名
      Shun Imada, Takato Ito, and Naoki Ohtani
    • 学会等名
      6th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2017)
    • 発表場所
      AOSSA、福井県、福井市
    • 年月日
      2017-06-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Antioxidant effect of β-carotene and lutein isolated and purified from spinach on photoluminescence lifetime of organic emissive materials2017

    • 著者名/発表者名
      S. Imada, T. Ito, and N. Ohtani
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Blue-color photoluminescence from natural pigments extracted from Fraxinus lanuginosa2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kinou and N. Ohtani
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アオダモに含まれる青色蛍光色素の抽出方法と発光特性の検討2017

    • 著者名/発表者名
      貴納悠介,大谷直毅
    • 学会等名
      2017年秋季第78回応用物理学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] MDMO-PPV の発光スペクトルに対するβカロテン混合の影響2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤嵩人, 大谷直毅
    • 学会等名
      2016年秋季第77回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ、新潟県、新潟市
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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