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Head-to-Tail型カルバゾールを基盤とした高効率発光材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H02801
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分35020:高分子材料関連
研究機関九州大学

研究代表者

山下 建 (アルブレヒト建)  九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (50599561)

研究分担者 藤田 克彦  九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (20281644)
細貝 拓也  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (90613513)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
キーワードデンドリマー / 熱活性化遅延蛍光 / カルバゾール / ラジカル / 有機EL
研究開始時の研究の概要

本研究ではカルバゾールがHead-to-Tail型に結合し、分極した電子構造を有するデンドリマーもしくは線状オリゴマーの特徴を活かし、高効率な発光材料を開発することを目的とする。特にこれまでよりも嵩高い置換基を導入したカルバゾールデンドリマーと種々のアクセプターを接続することで様々な発光色で熱活性化遅延蛍光(TADF)を示す発光材料を開発する。開発した発光材料は有機ELの塗布型発光層として展開し、有機層全塗布型有機EL素子の作製を目指す。

研究成果の概要

本研究ではカルバゾールデンドリマー及びオリゴマーというHead-to-Tail型分子を活用することで高効率な熱活性化遅延蛍光(TADF)材料及びラジカル発光材料の開発を行った。嵩高い置換基を末端に導入することでニート膜状態でのTADF特性を制御して高い発光量子収率を実現できることが明らかとなった。発光ラジカルの高効率化にもHead-to-Tai型デンドリマーが活用できることが明らかとなった。線状のオリゴマーをアクセプターに結合することで細長い分子を設計したがスピンコート膜での分子配向は見られなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究ではカルバゾールデンドリマー及びオリゴマーというHead-to-Tail型分子を活用することで高効率な熱活性化遅延蛍光(TADF)材料及びラジカル発光材料の開発を行った。これらの発光材料は有機EL素子や電気化学発光素子といった電界発光デバイスへの応用が期待できる。構造-機能相関の解明によって高効率材料を設計するための指針が明らかとなり、今後の材料開発に有用な知見が得られた。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Dhuram Univeristy(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Technical University of Munich(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Dhuram Univeristy(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Malaga(スペイン)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Carbazole‐Dendronized Luminescent Radicals2023

    • 著者名/発表者名
      Xiaotian Rui、Ota Wataru、Sato Tohru、Furukori Minori、Nakayama Yasuo、Hosokai Takuya、Hisamura Eri、Nakamura Kazuhiro、Matsuda Kenshiro、Nakao Kohei、Monkman Andrew、Albrecht Ken
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: - 号: 28

    • DOI

      10.1002/anie.202302550

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dendri-LEC family: Establishing the bright future for dendrimer emitters in traditional and graphene-based light-emitting electrochemical cells2023

    • 著者名/発表者名
      Luca M. Cavinato, Keiko Yamaoka, Sophia Lipinski, Vladimir Calvi, Dominique Wehenkel, Richard van Rijn, Ken Albrecht, Ruben D. Costa
    • 雑誌名

      Advanced Functional Mterials

      巻: - 号: 35

    • DOI

      10.1002/adfm.202302483

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Photostability of luminescent tris(2,4,6-trichlorophenyl)methyl radical enhanced by terminal modification of carbazole donor2022

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Kenshiro、Xiaotian Rui、Nakamura Kazuhiro、Furukori Minori、Hosokai Takuya、Anraku Kosuke、Nakao Kohei、Albrecht Ken
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 58 号: 97 ページ: 13443-13446

    • DOI

      10.1039/d2cc04481a

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermally activated delayed fluorescence of carbazole-benzophenone dendrimers with bulky substituents2022

    • 著者名/発表者名
      Albrecht Ken、Hisamura Eri、Furukori Minori、Nakayama Yasuo、Hosokai Takuya、Nakao Kohei、Ikebe Hiroki、Nakayama Akira
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 13 号: 16 ページ: 2277-2284

    • DOI

      10.1039/d2py00255h

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sigmoidally hydrochromic molecular porous crystal with rotatable dendrons2020

    • 著者名/発表者名
      Yamagishi Hiroshi、Nakajima Sae、Yoo Jooyoung、Okazaki Masato、Takeda Youhei、Minakata Satoshi、Albrecht Ken、Yamamoto Kimihisa、Bad?a-Dom?nguez Irene、Oliva Maria Moreno、Delgado M. Carmen Ruiz、Ikemoto Yuka、Sato Hiroyasu、Imoto Kenta、Nakagawa Kosuke、Tokoro Hiroko、Ohkoshi Shin-ichi、Yamamoto Yohei
    • 雑誌名

      Communications Chemistry

      巻: 3 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1038/s42004-020-00364-3

    • NAID

      120007161329

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Single-crystalline Optical Microcavities from Luminescent Dendrimers2020

    • 著者名/発表者名
      K. Iwai, H. Yamagishi, C. Herzberger, Y. Sato, H. Tsuji, K. Albrecht, K. Yamamoto, F. Sasaki, H. Sato, A. Asaithambi, A. Lorke, Y. Yamamoto
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: - 号: 31 ページ: 12674-12679

    • DOI

      10.1002/anie.202000712

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 嵩高い置換基を有するカルバゾール-トリアジンデンドリマーTADF材料の創製2023

    • 著者名/発表者名
      池辺 大樹, 中尾 晃平, 古郡 美紀, 中山 泰生, 細貝 拓也, アルブレヒト 建
    • 学会等名
      第70回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 塗布型有機EL素子の高性能化に資するフッ素置換したアルミニウム錯体をコアとするカルバゾールデンドリマー群2023

    • 著者名/発表者名
      中尾 晃平, 古郡美紀, 細貝 拓也, 劉冠廷, 楊旻朗, 安田琢麿, アルブレヒト建
    • 学会等名
      第70回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 嵩高い置換基を有するデンドリマー型TADF材料の創製2022

    • 著者名/発表者名
      池辺 大樹, 中尾 晃平, アルブレヒト 建, 細貝 拓也, 古郡 美紀
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Carbazole Dendronized Luminescencent Radicals2022

    • 著者名/発表者名
      Ken Albrecht
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry Kota Kinabalu (ICPAC KK 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 単核アルミニウム錯体をコアとする対称性の異なるカルバゾールデンドリマーの創製2022

    • 著者名/発表者名
      中尾 晃平、古郡 美紀、細貝 拓也、アルブレヒト 建
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 嵩高い置換基を有するデンドリマー型TADF材料の創製2022

    • 著者名/発表者名
      池辺 大樹, 中尾 晃平, アルブレヒト 建, 古郡 美紀, 細貝 拓也
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 発光ラジカルをコアとするカルバゾールデンドリマーの創製2022

    • 著者名/発表者名
      Rui Xiaotian, 大田 航, 佐藤 徹, 中山 泰生, 古郡 美紀, 細貝 拓也, 久村 絵理, Andrew Monkman, アルブレヒト 建
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Development of Carbazole Dendronized Doublet Emitters2021

    • 著者名/発表者名
      Ken Albrecht
    • 学会等名
      Maximising the rISC VR Workshop on Thermally Activated Delayed Fluorescence
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 有機EL素子応用を目指した蛍光色素ドープ熱活性化遅延蛍光デンドリマーの発光特性2021

    • 著者名/発表者名
      李 欣妍, 久村 絵理, アルブレヒト 建
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 二重項励起発光ラジカルをコアとするカルバゾールデンドリマーの設計・合成・物性測定2021

    • 著者名/発表者名
      Rui XIaotian, アルブレヒト 建
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Head-to-Tail 型カルバゾールを基盤とした機能材料の開発2020

    • 著者名/発表者名
      アルブレヒト 建
    • 学会等名
      2020年日本化学会九州支部秋期研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Head-to-Tail Carbazole Derivatives as Photonic and Electronic Materials2020

    • 著者名/発表者名
      Ken Albrecht
    • 学会等名
      SNU-KYUSHU Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 双極子集積型 Head-to-Tail分子の創製と光・電子機能2020

    • 著者名/発表者名
      アルブレヒト 建
    • 学会等名
      第81回 応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] アルブレヒト研究室HP

    • URL

      https://www.alken-lab.com/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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