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高次三重項経由蛍光機構による第4世代有機EL素子の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K05261
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分35030:有機機能材料関連
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)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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
研究成果の概要

高効率な深青色ELを発現するDABNAと呼ばれる分子の発光機構が、FvHT機構によるものであることを示し、新規なFvHT分子を設計・合成・評価した。また、ホスト分子の振電相互作用解析ならびに蛍光とリン光のスペクトルのシミュレーションを行い、発光分子との組み合わせによる機能発現を解明した。さらに、固体中での励起子生成の過程に着目し、自発的対称性の破れによる電荷分離状態の形成を明らかにするとともに、凝集誘起発光増強がエキシマーの局所的対称性に由来するものであることを明らかにした。また、crude adiabatic近似に基づく内部転換速度定数を計算する理論を構築し、発光性有機ラジカルに適用した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

電流や光により高エネルギーとなった分子は、多くの場合、そのエネルギーを熱として放出してしまい、高エネルギーな電子状態を利用可能なほど長寿命保つことが出来ない。本研究の成果により、分子が電流や光により高いエネルギー状態となった電子状態を長寿命に保つための合理的な分子設計が可能となる。本手法により、高効率な有機EL素子や有機薄膜太陽電池などを実現することができる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 3件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 産業財産権 (6件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] A theoretical investigation into the role of catalyst support and regioselectivity of molecular adsorption on a metal oxide surface: NO reduction on Cu/γ-alumina2021

    • 著者名/発表者名
      Ota Wataru、Kojima Yasuro、Hosokawa Saburo、Teramura Kentaro、Tanaka Tsunehiro、Sato Tohru
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 23 号: 4 ページ: 2575-2585

    • DOI

      10.1039/d0cp04895j

    • NAID

      120006958086

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Open-shell, Luminescent, Two-Dimensional Coordination Polymer with a Honeycomb Lattice and Triangular Organic Radical2021

    • 著者名/発表者名
      S. Kimura, M. Uejima, W. Ota, T. Sato, S. Kusaka, R. Matsuda, H. Nishihara, T. Kusamoto
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 143 号: 11 ページ: 4329-4338

    • DOI

      10.1021/jacs.0c13310

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Origin of aggregation-induced enhanced emission: role of pseudo-degenerate electronic states of excimers formed in aggregation phases2020

    • 著者名/発表者名
      Ota, K. Takahashi, K. Higashiguchi, K. Matsuda, T. Sato
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C

      巻: 8 号: 24 ページ: 8036-8046

    • DOI

      10.1039/c9tc07067b

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Force-Induced Dissolution of Imaginary Mode in Mechanochemical Reaction: Dibenzophenazine Synthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Naoki Haruta, Paulo Filho Marques de Oliveira, Tohru Sato, Kazuyoshi Tanaka, Michel Baron
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 123 号: 35 ページ: 21581-21587

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.9b05582

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Model building of metal oxide surfaces and vibronic coupling density as a reactivity index: Regioselectivity of CO2 adsorption on Ag-loaded Ga2O32019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kojima W. Ota K. Teramura S. Hosokawa T. Tanaka T. Sato
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 715 ページ: 239-243

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2018.11.036

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Absence of delayed fluorescence and triplet-triplet annihilation in organic light emitting diodes with spatially orthogonal bianthracenes2019

    • 著者名/発表者名
      Y-J. Pu R. Satake Y. Koyama T. Otomo R. Hayashi N. Haruta H. Katagiri D. Otsuki D. Kim T. Sato
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C

      巻: 7 号: 9 ページ: 2541-2547

    • DOI

      10.1039/c8tc05817b

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [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
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Applications of Vibronic Coupling Density2018

    • 著者名/発表者名
      W. Ota T. Sato
    • 雑誌名

      J. Phys. Conf.

      巻: 1148 ページ: 0120041-13

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1148/1/012004

    • NAID

      120006697644

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near Infrared Light Induced Plasmonic Hot Hole Transfer at a Nano-Heterointerface2018

    • 著者名/発表者名
      Z. Lian M. Sakamoto H. Matsunaga J. J. M. Vequizo A. Yamakata M. Haruta H. Kurata W. Ota T. Sato T. Teranishi
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 9 号: 1 ページ: 23141-7

    • DOI

      10.1038/s41467-018-04630-w

    • NAID

      120006488580

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Quadratic Jahn-Teller effect of fullerene anions2018

    • 著者名/発表者名
      D. Liu Y. Niwa N. Iwahara T. Sato L. F. Chibotaru
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 98 号: 3 ページ: 0354021-9

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.035402

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Regioselectivity of H<sub>2</sub> Adsorption on Ga<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Surface Based on Vibronic Coupling Density Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      W. Ota K. Teramura S. Hosokawa T. Tanaka T. Sato
    • 雑誌名

      Journal of Computer Chemistry, Japan

      巻: 17 号: 3 ページ: 138-141

    • DOI

      10.2477/jccj.2018-0033

    • NAID

      130007499478

    • ISSN
      1347-1767, 1347-3824
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Origin of Aggregation-Induced Enhanced Emission: A Role of Pseudo-Degenerate Electronic States of Excimers Formed in Aggregation Phases2021

    • 著者名/発表者名
      Wataru Ota, Ken Takahashi, Kenji Higashiguchi, Kenji Matsuda, and Tohru Sato
    • 学会等名
      京都大学福井謙一記念研究センターオンラインシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] A Theoretical Investigation into the Role of Catalyst Support and Regioselectivity of Molecular Adsorption on a Metal Oxide Surface: NO Reduction on Cu/γ-Alumina2021

    • 著者名/発表者名
      Wataru Ota, Yasuro Kojima, Saburo Hosokawa, Kentaro Teramura, Tsunehiro Tanaka, and Tohru Sato
    • 学会等名
      京都大学福井謙一記念研究センターオンラインシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 振電相互作用解析を用いたアザボリン骨格深青蛍光分子の開発2021

    • 著者名/発表者名
      大田 航, 平 翔太, 上島 基之, 藤原 絵美子, 佐藤 忠久, 坂上 恵, 佐藤 徹
    • 学会等名
      京都大学福井謙一記念研究センターオンラインシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ジフェニルフルベンとマレイミドのメカノケミカル反応における立体選択性の起源2020

    • 著者名/発表者名
      伊奈稚菜, Lori Gonnet, 春田直毅, 佐藤徹, Michel Baron
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会(2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 三元触媒Pd/SrTiO3のスラブモデルおよびクラスターモデルの構築と領域選択性2020

    • 著者名/発表者名
      安間洋太・大田航・細川三郎・寺村謙太郎・田中庸裕・佐藤徹
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会(2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 四面体対称クラスターA10における動的対称性2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤 徹, 春田 直毅
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] フェノキサジン-トリフェニルトリアジン誘導体を用いたOLEDにおける高効率EL機構:高 次三重項経由蛍光2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤俊介, 上島基之, 佐藤徹
    • 学会等名
      2019年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] メカノケミカル反応の発現条件に関する理論的研究2019

    • 著者名/発表者名
      伊奈稚菜, Lori Gonnet、春田直毅, Michel Baron, 佐藤徹
    • 学会等名
      日本化学会秋季事業第9回CSJフェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ジフェニルフルベンとマレイミドのメカノケミカル反応における立体選択性の起源2019

    • 著者名/発表者名
      伊奈稚菜, Lori Gonnet, 春田直毅, 佐藤徹, Michel Baron
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2019秋季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] DABNAを用いたOLEDにおける高効率発光機構: トポロジカル擬縮退による高次三重項経由蛍光2019

    • 著者名/発表者名
      大田 航, 上島 基之, 平岡 拓, 伊藤 俊介, 畠山 琢次, 佐藤 徹
    • 学会等名
      有機EL討論会第29回例会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 振電相互作用制御による機能性分子の合理的設計2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤徹
    • 学会等名
      新潟大学コアステーション 「ユビキタスグリーンケミカル エネルギー連携教育研究センター」第10 回研究シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] カルバゾール-ベンゾニトリル誘導体を用いたOLEDにおける高効率有機ELの発光機構: 高次三重項経由蛍光2019

    • 著者名/発表者名
      大田 航, 細貝 拓也, 上島 基之, 佐藤 徹
    • 学会等名
      2019年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] (6,5)カーボンナノチューブの成長機構:エッジ構造と領域選択性2019

    • 著者名/発表者名
      西川智裕, 佐藤徹,,春田直毅,,兒玉健,阿知波洋次
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 表面反応の領域選択性の反応性指標としての振電相互作用密度2018

    • 著者名/発表者名
      ○大田 航 小島 弥朗 佐藤 徹
    • 学会等名
      日本コンピューター化学会2018春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 半無限固体表面上における吸着分子の有効電子ハミルトニアン2018

    • 著者名/発表者名
      ○大田 航 佐藤 徹
    • 学会等名
      日本コンピューター化学会2018秋季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Growth Mechanism of (62018

    • 著者名/発表者名
      ○西川智裕 佐藤 徹 春田 直毅 兒玉 健 阿知波 洋次
    • 学会等名
      5) Carbon Nanotube: Edge Structures and their Regioselectivities 第55回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Vibronic Coupling Densities in Excited States and Their Applications2018

    • 著者名/発表者名
      ○T. Sato
    • 学会等名
      XXIVth International Symposium on the Jahn-Teller Effect (JT2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 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
      応用物理学会関西支部セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] Vibronic Coupling Density2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhisa Kato, Naoki Haruta, Tohru Sato
    • 総ページ数
      114
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] 化合物、発光材料および有機発光素子2020

    • 発明者名
      佐藤徹, 大田航, 平翔太, 上島基之, 藤原絵美子, 坂上恵
    • 権利者名
      国立大学法人京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-135008
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] 発光材料、有機無機ハイブリッド発光素子およびディスプレイ2020

    • 発明者名
      佐藤 徹, 坂本 雅典, 春田 直殻, 大田 航, 平岡 拓
    • 権利者名
      国立大学法人京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-144967
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] 化合物、発光材料および有機発光素子2020

    • 発明者名
      佐藤徹,大田航,平翔太,上島基之,坂上恵,藤原絵美子,佐藤 忠久
    • 権利者名
      国立大学法人京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-015129
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 発光材料、有機発光素子および化合物2020

    • 発明者名
      佐藤徹,大田航,平翔太,上島基之,坂上恵,佐藤忠久
    • 権利者名
      国立大学法人京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-222973
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 化合物、発光材料および有機発光素子2020

    • 発明者名
      佐藤徹, 大田航, 平翔太, 上島基之, 坂上恵, 佐藤忠久
    • 権利者名
      国立大学法人京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-015129
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 化合物、発光材料および有機発光素子2019

    • 発明者名
      佐藤徹, 大田航, 平翔太, 上島基之, 坂上恵, 佐藤忠久
    • 権利者名
      国立大学法人京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-222973
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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