日刊ケミカルニュース発行 株式会社科学企画出版社
2019年12月13日
JNCと関西学院大学は11日、本社で次世代有機EL青色発光材料「ν‐DABNA」の技術説明会を開催した。JNCの松下哲也常務は「短期間で上市できたのは畠山教授のご指導に加え、産学連携により基礎研究と実用化開発の両輪が上手く機能した成果だ。有機ELデバイスの表示特性を向上させたことで、低消費電力化に貢献できたと自負している」と語った。
JNCは2011年から同大学の畠山琢次教授（当時京都大学）との共同研究を開始。2014年にはホウ素系青色ドーパントの開発に成功し、2016年に世界最高レベルの効率と色純度を持つ熱活性化遅延蛍光（TADF）材料として論文を発表。2018年にホウ素系青色ドーパント「DABNA」を上市し、大手ディスプレイメーカーのスマートフォンに採用された。
そして今年7月には、窒素とホウ素の特性を生かして、量子ドットやLEDを超える色純度を持つ「ν‐DABNA」を発表。有機ELディスプレイの高色域化、高輝度化、低消費電力化、ブルーライトの低減などが期待されている。
畠山教授は「優れた特性を生かし
2019年12月5日
関西学院大学理工学部と大阪大学の共同研究チームは、有機物を電極材料として用いたリチウムイオン電池（LIB）で、2種類の有機分子を混ぜ合わせた電極材料の特性が、それぞれの分子を単一で用いた場合に比べて劇的に向上することを見出だした。
LIBは、圧倒的に高いエネルギー密度を示すことからスマートフォンなどの各種デバイスに広く使われているが、一般的に正極材料にはコバルトなどの希少金属を用いた材料が使われているため、より安価な有機物を用いた電極材料が広く探索されており、現在、数多くの有機材料が正極材料の候補として検討されている。
今回、関学大の田中大輔准教授と吉川浩史准教授の研究チームは、LIBの電極材料として、中心に正の電荷をもつ円盤状の有機分子と、負の電荷をもつ円盤状の有機分子2種類の有機分子を混ぜ合わせた電荷移動錯体と呼ばれる材料を開発。その特性が単一の有機分子と比較すると劇的に向上することを発見した。これは、有機分子が集積した結晶の中に、リチウムイオンが拡散する通路ができたためと考えられている。
単一の有機分子を用いた場合は、分子同士の電荷が反発して密に詰まった構造をとることが知られているが、同研究では、異なる符号の電荷をもった分子を1対1で混ぜることで、2種類の円盤状分子が交互に積み上がった筒状の構造を形成し、筒と筒の隙間にさまざまな分子を取り込むことができるようになることを明らかにした。
さらに、電荷移動錯体がもつこの隙間を利用することで、高速でリチウムイオンが出入りする高い容量をもった電極材料を開発することに成功。正負の電荷間の強い相互作用により、この電荷移動錯体の電解液への溶解が抑制されていることも確認した。大阪大の北河康隆准教授との計算機を用いた共同研究では、この相互作用のエネルギーを見積もることにも成功している。
異なる電荷をもつ2種類の分子を混ぜるという同手法は、さまざまな有機分子の組み合わせで応用できるため、これまで高い特性を示さなかった有機分子が本来もっている特性を最大限引き出すことを可能とする新しい手法になるものと期待される。
一方で、そのような有機分子の組み合わせの数は膨大なものになるため、今後は、膨大な数の候補物質を効率的に探索するために、現在発展が著しい人工知能を活用したマテリアルズ・インフォマティクス（MI）の手法を利用した効率的な材料の開発が期待される。
2019年7月16日
JNCは16日、関西学院大学の畠山琢次教授とJNC石油化学の共同研究チームが、量子ドットやLEDを超える色純度を持つ有機EL（OLED）ディスプレイ用青色発光材料の開発に成功したと発表した。
OLEDディスプレイは液晶ディスプレイに代わるFPDとして実用化が進んでいるが、有機系発光材料は、発光の色純度が低い（発光スペクトル幅が広い）という欠点がある。
色純度が低いと、ディスプレイに使用する際に、光学フィルターにより発効スペクトルから不必要な色を除去して色純度を向上させる必要があり、結果としてディスプレイの輝度や電力効率が大きく低下してしまう。
また、フィルターによる色純度の向上には限界があるため、ディスプレイの広色域化が難しいという問題もあり、色純度が高い発光材料の開発が望まれていた。
畠山教授らは、発光分子の適切な位置に2つのホウ素と4つの窒素を導入し、共鳴効果を重ね合わせることで、発光スペクトルの広幅化の原因である伸縮振動の抑制に成功し、窒化ガリウム系LEDやカドミウム系量子ドットを超える色純度を持つ有機系青色発光材料（ν‐DABNA）の開発に成功した。
同研究チームは、2016年にν‐DABNAのプロトタイプとしてDABNAの開発に成功しており、ハイエンドスマートフォンのＯLEDディスプレイに実用されている。
今回開発したν‐DABNAは、DABNAを大きく上回る色純度と発光効率を示しており、OLEDディスプレイの高色域化、高輝度化、低消費電力化、ブルーライトの低減などが期待できる。また、市販のディスプレイでボトルネックとなっている青色発光素子の性能が向上することで、素子構造と製造工程の合理化が可能となり、ディスプレイの低コスト化にも貢献できる。
同研究を通じて確立した分子設計によって、今後、さらにすぐれた特性を持つ発光材料を開発することも可能になる。なお、同研究成果は、7月15日（英国時間）に英国科学誌「Nature Photonics」のオンライン速報版で公開されている。
2018年12月12日
JNCは11日、新規開発の有機EL材料が、大手ディスプレイメーカーのスマートフォンに採用されたと発表した。同有機EL材料は、関西学院大学（兵庫県西宮市）の畠山琢次教授と共同開発したもの。
開発品は、これまでに使用されてきた材料系とは全く異なる青色発光材料で、新しい構造をもつ。この青色発光材料は、ホウ素原子を含むヘテロ環構造を主骨格とし、電圧をかけることで発生する光の波長の幅が、従来の材料に比べ狭いことを特長としている。これにより、発光したエネルギーロスを抑えることが可能となり、低消費電力化を実現する。
両者の共同研究は2011年から始まり、2016年には世界最高レベルの発光効率と色純度をもつ、有機ＥＬディスプレイ用青色発光材料を開発するなど、数多くの有機EL材料を生み出している。
また、新しいタイプの有機EL素子に適用できる材料の開発も進めており、今後も高効率・長寿命特性をもつ製品を提供し、有機ELディスプレイの開発に貢献していく考えだ。なお、今回共同開発した有機EL材料は、熊本県にある同社水俣製造所での製造を計画している。