Nakanotani Hajime

Research Institute for Electronic Science Photonics and Optical ScienceProfessor
Last Updated :2025/07/09

■Researcher basic information

Degree

  • Doctor of Philosophy in Engineering, Kyushu University, Mar. 2010

Research Keyword

  • 光化学
  • 有機エレクトロニクス

Research Field

  • Nanotechnology/Materials, Basic physical chemistry
  • Nanotechnology/Materials, Functional solid-state chemistry
  • Nanotechnology/Materials, Organic functional materials

■Career

Career

  • Apr. 2025 - Present
    Hokkaido University, Research Institute for Electronic Science, 教授
  • Jan. 2015 - Mar. 2025
    Kyushu University, 大学院工学研究院応用化学部門, Associate Professor
  • Apr. 2014 - Dec. 2014
    Kyushu University, 最先端有機光エレクトロニクス研究センター
  • Apr. 2012 - Mar. 2014
    Institute of Systems, Information Technologies and Nanotechnologies
  • Apr. 2010 - Mar. 2012
    株式会社リコー

Educational Background

  • Apr. 2007 - Mar. 2010, Kyushu University, 大学院工学府, 物質創造工学専攻 博士課程
  • Apr. 2006 - Mar. 2007, Kyushu University, 大学院工学府, 物質創造工学専攻
  • Apr. 2005 - Mar. 2006, Chitose Institute of Science and Technology, 光科学研究科
  • Apr. 2002 - Mar. 2005, Chitose Institute of Science and Technology, 光科学部, 物質光科学科

Committee Memberships

  • Mar. 2021 - Feb. 2022
    日本化学会九州支部, 幹事
  • Oct. 2018 - Oct. 2020
    応用物理学会, プログラム編成委員
  • Apr. 2018 - Apr. 2020
    有機EL討論会, 業績選考委員、プログラム編成委員
  • Apr. 2016 - Mar. 2018
    応用物理学会・有機分子・バイオエレクトロニクス分科会, 幹事

■Research activity information

Awards

  • Jun. 2016, 有機EL討論会, 有機EL討論会 業績賞               
    蛍光材料を発光材料とする有機ELデバイスの発光層中に熱活性化遅延蛍光(TADF)材料をアシストドーパントとしてドーピングすることで、理論上の内部発光効率を100%まで向上させることに成功した。本手法は従来の高い蛍光量子収率かつ高い耐久性を持つ材料の特徴を最大限利用することが可能としており、TADF材料を発光材料として用いた有機ELデバイスで課題であった信頼性向上と色純度向上を実現する汎用性の高い技術である。これらの実績は、有機ELの高性能化に大きく寄与することが期待され、業績賞に値するものである。
  • May 2016, 応用物理学会 有機分子・バイオエレクトロニクス分科会, 第14回応用物理学会 有機分子・バイオエレクトロニクス分科会奨励賞               
    熱活性化遅延蛍光過程を利用した高性能蛍光有機EL素子の実現
  • 2013, 有機EL討論会, 第17回有機EL討論会 講演奨励賞               
    熱活性化遅延蛍光有機EL素子における素子劣化因子の解明
    中野谷一
  • Mar. 2009, 応用物理学会, 講演奨励賞               
    有機単結晶薄膜を用いた有機EL素子
    中野谷一

Papers

Other Activities and Achievements

Books and other publications

  • 未来を拓く多彩な色素材料 Part II 18章               
    中野谷 一, 安達 千波矢
    Mar. 2021, Japanese, Scholarly book, [Joint work]
  • 未来を拓く多彩な色素材料 : エレクトロニクスから医科学にまで広がる色素の世界
    日本化学会, 1重項励起子開裂:有機エレクトロルミネッセンスへの応用
    化学同人, Mar. 2021, 9784759814002, v, 194p, 図版 [4] p, Japanese, [Contributor]
  • 先端有機半導体デバイス:1-2節               
    中野谷一
    オーム社, Aug. 2017, Japanese, Scholarly book, [Joint work]
  • 最先端の有機EL:編集 安達千波矢/藤本弘:第4章 有機発光材料の光物理過程 (中野谷一)               
    中野谷一
    シーエムシー出版, Apr. 2017, Japanese, Scholarly book, [Joint work]
  • Role of intermediate state in the excited state dynamics of highly efficient TADF molecules
    Takuya Hosokai, Hiroyuki Matsuzaki, Akihiro Furube, Katsumi Tokumaru, Tetsuo Tsutsui, Hajime Nakanotani, Masayuki Yahiro, Chihaya Adachi
    SPIE, Jan. 2016, English, We hereby report the results of our direct investigation into the excited-state dynamics of thermally activated delayed fluorescence (TADF) molecules in solution using pump-probe transient absorption spectroscopy (TAS). We found that the charge-transfer (CT) state commonly stated for TADF molecules encompasses two forms: localized and delocalized CT states. A highly efficient TADF molecule, 4CzIPN [Uoyama et al., Nature, 492, 234-238 (2012)], showed both the localized and delocalized CT states, while an inefficient TADF molecule, 2CzPN, exhibited only a localized CT state. By analyzing the time profile of triplet species observed in TAS, we propose that the reverse intersystem crossing (RISC) of 4CzIPN occurs via a mutual interaction in multiple energy levels of localized neutral and CT states, and delocalized CT states.
  • High-efficiency organic light-emitting diodes with blue fluorescent emitter               
    Takahiro Higuchi, Hajime Nakanotani, Chihaya Adachi
    Optical Society of America (OSA), Nov. 2014, English, We achieved highly efficient blue fluorescent emitter based OLEDs by utilizing a thermally activated delayed fluorescence (TADF) material as a triplet energy harvesting source and a conventional blue fluorescence molecule as the end emitter.
  • Light-Emitting Organic Crystal Field-Effect Transistors for Future Organic Injection Lasers
    Hajime Nakanotani, Chihaya Adachi
    Wiley-VCH, Jan. 2013, English

Lectures, oral presentations, etc.

  • Enhancing OLEDs Lifetime by Expanding CT Interface with TADF Assistant Dopant               
    Nguyen Ba Thanh, Hajime Nakanotani, Chihaya Adachi
    The 70th JSAP Spring Meeting 2023, Mar. 2023, Japanese
    May 2023 - May 2023, オンライン, Japan, [Domestic Conference]
  • Highly efficient invisible electroluminescence from organic light-emitting diodes               
    Hajime Nakanotani
    日本化学会第103春季年会, Mar. 2023, Japanese
    May 2023 - May 2023, 東京理科大学, Japan, [Invited], [Domestic Conference]
  • Photophysical property of 4CzIPN single crystal               
    Kohata Shintaro, Nakanotani Hajime, Adachi Chihaya
    1st Q-PIT photofunction integration workshop, Feb. 2023, Japanese
    May 2023 - May 2023, 佐賀県, Japan, [Domestic Conference]
  • 弱アクセプター構造を用いた深青TADF 材料の創出とOLED 特性               
    儘田正史, 片桐洋史, Chan Chin-Yiu, Lee Yi-Ting, 合志憲一, 中野谷 一, 畠山琢次, 安達千波矢
    光化学討論会, Sep. 2022, Japanese
    May 2023 - May 2023, 京都, Japan, [Domestic Conference]
  • 1,2,3,5-tetrakis(carbazol-9-yl)-4,6-dicyanobenzene単結晶の光物性               
    木幡真太郎, 中野谷一, 安達千波矢
    日本化学会九州支部大会, Jul. 2022, Japanese
    May 2023 - May 2023, 北九州市, Japan, [Domestic Conference]
  • Excited-state structural dynamics and thermally activated delayed fluorescence in solid-state for donor-acceptor type molecules               
    Masaki Saigou, Kiyoshi Miyata, Hajime Nakanotani, Chihaya Adachi, Ken Onda
    ICSM 2022, Jul. 2022, English
    May 2023 - May 2023, Glasgow, United Kingdom, [International presentation]
  • Characterization of excited states in TADF molecules with dual emission using time-resolved infrared spectroscopy               
    Tomohiro Ryu, Yuushi Shimoda, Masaki Saigou, Ryota Fukuda, Kiyoshi Miyata, Upuichi Tsuchiya, Hajime Nakanotani, Chihaya Adachi, Ken onda
    ICSM 2022, Jul. 2022, Japanese
    May 2023 - May 2023, Glasgow, United Kingdom, [International presentation]
  • Deep-Blue Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitters Aimed at Narrow Fluorescence-like Emission               
    Chin-Yiu Chan, Yi-Ting Lee, Masashi Mamada, Kenichi Goushi, Youichi Tsuchiya, Hajime Nakanotani, Chihaya Adachi
    有機EL討論会第34回例会, May 2022, Japanese
    May 2023 - May 2023, オンライン, Japan, [Domestic Conference]
  • 有機薄膜中での自発的な励起子解離現象とその応用               
    中野谷 一
    第71回高分子討論会, Sep. 2022, Japanese
    05 Sep. 2022 - 07 Sep. 2022, 北海道大学 札幌キャンパス, Japan, [Invited], [Domestic Conference]
  • Spontaneous dissociation of charge-transfer type excitons in organic solid-state films               
    Hajime Nakanotani
    日本化学会第102春季年会, Mar. 2022, English
    20 Mar. 2022 - 23 Mar. 2022, オンライン, Japan, [Invited], [Domestic Conference]
  • 有機分子における項間交差過程の理解と有機EL素子への応用               
    中野谷一
    日本学術振興会第142委員会第77回研究会(C部会研究会), Oct. 2017, Japanese
    17 Oct. 2017 - 17 Oct. 2017, キャンパスプラザ京都, Japan, [Invited], [Domestic Conference]
  • Excited state engineering for efficient RISC process               
    Hajime Nakanotani
    第67回錯体化学会討論会, Sep. 2017, Japanese
    16 Sep. 2017 - 18 Sep. 2017, 北海道大学, Japan, [Invited], [Domestic Conference]
  • 高性能有機光デバイスのための分子デザイン               
    中野谷一
    第78回応用物理学会秋季学術講演会, Sep. 2017, Japanese
    05 Sep. 2017 - 08 Sep. 2017, 福岡国際会議場, Japan, [Invited], [Domestic Conference]
  • 熱活性化遅延蛍光分子を利用する高性能有機エレクトロルミネッセンスデバイス               
    中野谷一
    第66回高分子学会年次大会, May 2017, Japanese
    29 May 2017 - 31 May 2017, 幕張メッセ, Japan, [Invited], [Domestic Conference]
  • High efficiency organic light-emitting diodes based on a TADF molecules combined with fluorescence emitters               
    Nakanotani Hajime
    The 15th International Symposium on the Science and Technology of Lighting, 24 May 2016, English
    24 May 2016 - 24 May 2016, Japan, [Invited], [International presentation]
  • Highly Efficient Organic Light-Emitting Diodes Exploiting Thermally Activated Delayed Fluorescence               
    Nakanotani Hajime
    9th International Symposium on Organic Molecular Electronics, 18 May 2016, English
    18 May 2016 - 19 May 2016, Japan, [Invited], [International presentation]
  • High Efficiency Organic Light-Emitting Diodes with Fluorescent Emitters               
    Hajime Nakanotani
    Taiwan Solid State Lighting Symposium, 26 Mar. 2015, English
    Taiwan, Province of China, Fluorescence-based organic light-emitting diodes (OLEDs) have continued to attract interest because of their long operational lifetimes, high color purity of electroluminescence (EL), and potential to be manufactured at low-cost in next generation full-color display and lighting applications. In fluorescent molecules, however, the exciton production efficiency is limited to 25% due to the deactivation of triplet excitons. Here, we demonstrate an novel pathway for high-efficient fluorescence-based OLEDs by applying the general concept of thermally activated delayed fluorescence (TADF) to a assistant dopant, resulted in the fluorescence-OLEDs showed high external EL quantum efficiencies of 13.4 - 18.0% for blue, green, yellow, and red emission, indicating that the exciton production efficiency reached nearly 100%., [Invited], [International presentation]
  • High efficiency organic light-emitting diodes with conventional fluorescent emitters               
    Hajime Nakanotani, Chihaya Adachi
    Solid-State and Organic Lighting, SOLED 2014, Nov. 2014, English
    02 Dec. 2014 - 05 Dec. 2014, Canberra, Australia, We demonstrate an novel pathway for high-efficient fluorescence-based organic lightemitting diodes (OLEDs) by applying the general concept of thermally activated delayed fluorescence (TADF) to a assistant dopant, resulted in the fluorescence-OLEDs showed high external EL quantum efficiencies of 13.4-18.0% for blue, green, yellow, and red emission, indicating that the exciton production efficiency reached nearly 100%.

Courses

  • 応用化学実験第二               
    九州大学
    2023, Undergraduate special subjects
  • 応用化学A               
    九州大学
    2023, Postgraduate courses
  • 応用化学実験第一               
    九州大学
    2022, Undergraduate special subjects
  • Organic Solid State Photophysics               
    Kyushu University
    2022, Postgraduate courses
  • 量子化学               
    九州大学
    2022, Undergraduate special subjects
  • 量子化学演習               
    九州大学
    2022, Undergraduate special subjects
  • 物質科学工学実験第三               
    九州大学
    2022, Undergraduate special subjects
  • 応用化学A               
    九州大学
    2022, Postgraduate courses
  • 有機固体光電子物性               
    九州大学
    2022, Postgraduate courses
  • 量子化学演習               
    九州大学
    2021, Undergraduate special subjects
  • Physical Chemistry B               
    Kyushu University
    2021, Undergraduate special subjects
  • 量子化学第二               
    九州大学
    2021, Undergraduate special subjects
  • 知的財産学               
    九州大学
    2021, Postgraduate courses
  • Physical Chemistry B               
    Kyushu University
    2020, Undergraduate special subjects
  • 量子化学演習               
    九州大学
    2020, Undergraduate special subjects
  • 知的財産学               
    九州大学
    2020, Postgraduate courses
  • Organic Solid State Photophysics               
    Kyushu University
    2020, Postgraduate courses
  • 自然科学総合実験(発展)               
    九州大学
    2020, Undergraduate liberal arts
  • 量子化学第二               
    九州大学
    2020, Undergraduate special subjects
  • 有機固体光電子物性               
    九州大学
    2020, Postgraduate courses
  • 自然科学総合実験(発展)               
    九州大学
    2019, Undergraduate liberal arts
  • 知的財産学               
    九州大学
    2019, Postgraduate courses
  • Physical Chemistry B               
    Kyushu University
    2019, Undergraduate special subjects
  • 量子化学演習               
    九州大学
    2019, Undergraduate special subjects
  • 量子化学第二               
    九州大学
    2019, Undergraduate special subjects
  • 自然科学総合実験               
    九州大学
    2018, Undergraduate liberal arts
  • 量子化学演習               
    九州大学
    2018, Undergraduate special subjects
  • Physical Chemistry B               
    Kyushu University
    2018, Undergraduate special subjects
  • Organic Solid State Photophysics               
    Kyushu University
    2018, Postgraduate courses
  • 光機能化学               
    九州大学
    2018, Postgraduate courses
  • 知的財産学               
    九州大学
    2018, Postgraduate courses
  • 量子化学第二               
    九州大学
    2018, Undergraduate special subjects
  • 有機固体光電子物性               
    九州大学
    2018, Postgraduate courses
  • 知的財産学               
    九州大学
    2017, Postgraduate courses
  • 分析化学演習               
    九州大学
    2017, Undergraduate special subjects
  • 量子化学演習               
    九州大学
    2017, Undergraduate special subjects
  • Physical Chemistry B               
    Kyushu University
    2017, Undergraduate special subjects
  • 自然科学総合実験               
    九州大学
    2017, Undergraduate liberal arts
  • 量子化学第二               
    九州大学
    2017, Undergraduate special subjects
  • 量子化学第二               
    九州大学
    2016, Undergraduate special subjects
  • 有機固体光電子物性               
    九州大学
    2016, Postgraduate courses
  • 物理化学B               
    九州大学
    2016, Undergraduate special subjects
  • 自然科学総合実験               
    九州大学
    2016, Others
  • 物理化学B               
    九州大学
    2015, Undergraduate special subjects
  • 化学英語               
    九州大学
    2015, Undergraduate special subjects
  • 自然科学総合実験               
    九州大学
    2015, Others

Affiliated academic society

  • 応用物理学会               
  • 有機EL討論会               
  • 日本化学会               
  • 光化学協会               

Research Themes

  • Organic semiconductor lasers aimed at low lasing threshold
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2023 - 31 Mar. 2028
    安達 千波矢, 中野谷 一, 儘田 正史, 合志 憲一, 田中 正樹
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Specially Promoted Research, Kyushu University, 23H05406
  • Organic Semiconductor spinorbitronics
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
    01 Apr. 2020 - 31 Mar. 2025
    渡邉 峻一郎, 下位 幸弘, 岡本 敏宏, 中野谷 一
    本研究では、有機半導体におけるスピン軌道相互作用(SOC)の「制御」・「理解」・「機能化」を三位一体とし、スピンオービトロニクスを基盤とした革新的電子スピンデバイスの創成を目指す。SOCはスピン磁気モーメントと電子の軌道運動が生み出す磁場の相互作用である。無機個体におけるSOCの研究は古くから行われているものの、軽元素から構成される有機固体におけるSOCは意味だに未解明な部分も多い。本研究では、適切にSOC制御されたヘテロアセン分子群を用いて、革新的な電子スピンデバイス実装の足がかりとなる基盤研究を遂行してきた。ここでは、合成化学・凝縮系固体物理学・デバイス工学を包括的に組み 合わせることでのみ実現する有機スピンオービトロニクスの学理を整備し、有機半導体ならではのフレキシビリティや低温・塗布プロセスの強みを活かした革新 的な基盤技術・マテリアルサイエンスへと展開する。 研究二年次では、従来溶液中の孤立分子でのみ計測されていなかったSOCを固体薄膜において実測する手法の開発を進め、含カルコゲンヘテロアセン材料を対象にSOCの定量化に到る方法論を確立を進めた。SOCの理論的なアプローチは密度汎関数計算をベースに下位幸弘と共に行った。並行し て、代表者である渡邉は、スピン機能性の計測を行うためのデバイス作製手法の開発や、測定系の構築を行い、有機半導体のSOCを統一的に理解するためのツール を整備した。特に、極低温における磁気抵抗効果からSOCの強さを電気的に検出可能な道筋も経ちつつあり、顕著な成果が得られつつある。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), The University of Tokyo, 20H00387
  • Organic Thin-Film Superconductor Based on Electric Polarization
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
    09 Jul. 2021 - 31 Mar. 2024
    安達 千波矢, 松島 敏則, 合志 憲一, 中野谷 一
    従来、有機超伝導体は主にCT錯体を中心に、その可能性が1970年代から90年初頭に亘って幅広く検討されてきたが、極低温や超高圧条件が必要であり、室温有機超伝導体実現への道程はほど遠い状況にある。そのため、新規なメカニズムや材料・デバイス構成に関する斬新なアイディアが必要とされている。本提案では、Little及びGinzburgの2つの古典的なモデルを基礎に、近年、有機光エレクトロニクス研究分野で培われてきた新規な有機系CT材料や薄膜中で特異的に大きな分極(GSP: Giant Spontaneous Polarization)を示す分子系材料、さらには、近年、太陽電池等で大きな注目を集めている有機・無機ハイブリッドペロブスカイト構造を利用し、積層薄膜型の室温有機超伝導の実現に取り組む。具体的には電子分極層(P)/導電層(C)/電子分極層(P)を基本構造とし、薄膜導電層中の伝導電子と誘電層内の分極性分子との間で電子分極効果を発現することでクーパー対の形成を目指している。
    本年度は、Littleのモデルとして、二次元ペロブスカイト構造を基礎に有機・無機材料成分の最適化について検討を行い、薄膜形成や単結晶形成を試み、電気物性計測が可能なデバイスを構築、基礎的な電気伝導性の確認を行った。また、Ginzburgのモデルにおいては、ドナー分子としてmMTDATAを、アクセプター分子としてF16CuPcを用いることで、積層薄膜構造において分子間CTを形成し導電性の著しい向上を確認した。今後、2種類の材料系において、電子分極の大きさを調整し、導電層内のクーパー電子対形成に繋げていく。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering), Kyushu University, 21K18210
  • 電子スピン選択的な励起子解離による革新的有機光電変換素子の創製
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    01 Apr. 2021 - 31 Mar. 2024
    中野谷 一
    本研究の最終目標は、有機分子系において生成される電荷移動(CT)型励起子に着目し、励起子解離過程における励起スピン状態選択性を実証することで、逆電子移動損失ゼロという革新的な光電変換素子を実現することである。
    R3年度においては、熱活性化遅延蛍光(TADF)分子である2,4,5,6-tetra(9H-carbazol-9-yl)iso-phthalonitrile (4CzIPN)、1,2,4,5-tetrakis(carbazol-9-yl)-3,6-dicyanobenzene (4CzTPN)をモデル化合物として、薄膜中での電荷生成機構の解明、および励起スピン状態が励起子解離過程に及ぼす影響について研究を実施した。薄膜中での電荷生成機構の解明に関しては、光電子顕微鏡を検出器とする二光子光電子分光を用いた時間分解光電子顕微鏡(TR-PEEM)により、TADF分子膜中での電荷生成の過渡的な検出に成功した(Advanced Optical Materials, 9, 2100619, 2021)。また励起スピン状態が励起子解離に及ぼす影響に関する研究では、新たに開発した電場変調型過渡発光測定装置を用い、各種TADF分子をドーピングした共蒸着薄膜を試料として電場変調型過渡発光測定を実施した。その結果、分子内TADFを示す4CzIPN薄膜では、励起一重項準位からではなく、励起三重項準位から優先的に励起子解離が進行している事実を明らかとした(Science Advances, 8, abj9188, 2022)。これは、励起三重項状態の励起子寿命が励起一重項状態よりも極めて長いとともに、その励起子解離エネルギーが同程度であるためと理解できる。この結果は、従来は電荷損失の原因とされていた励起三重項状態が、本質的には励起子解離に対して有利であることを示す結果である。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 九州大学, 21H02015
  • Development of high-performance organic semiconductor electrets
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
    09 Jul. 2021 - 31 Mar. 2023
    中野谷 一
    本研究では振動発電に着目し、その核心材料であるエレクトレット材料の性能を飛躍的に高め、これまでにないエレクトレット材料を創出することを最終的な研究目的としている。近年、有機低分子薄膜で形成される有機薄膜中分子の自発配向分極を利用することで、コロナ帯電処理なしに自己組織化的にエレクトレットが形成されることが報告され、大きく注目されている。そこでR3年度の研究では、種々の有機半導体分子における自発配向分極特性を調査するとともに、有機分子薄膜で形成される自発配向分極を制御するための因子について検討し、自己組織化エレクトレットを使用した振動発電素子をより高出力化する手法を提案することを目指した。
    R3年度は、ケルビンプローブ法を用いて有機半導体薄膜の自発配向分極特性を観測するため、その場測定可能な真空蒸着装置を設計・構築した。また、3,6-bis(diphenylphosphoryl)-9-phenylcarbazole(PO9)をモデル化合物として、9-(3,5-bis(diphenylphosphoryl)phenyl)-9H-carbazole(CzPO2)、2,7-bis(diphenylphosphoryl)-9-phenyl-9H-carbazole(PPO27)、9-phenyl-3,6-bis(4-(1-phenyl-1H -benzoimidazol-2-yl)phenyl)-9H-carbazole(CNBzIm)などの誘導体について、その自発配向分極特性を作製した装置を用いて評価した。結果、CNBzIm薄膜が大きな自発配向分極(~80 mV/nm)を示すこと、さらに蒸着速度および蒸着回数、成膜待機時間が、自発配向分極特性に大きく影響することを見出した。これは、真空蒸着中の有機薄膜表面における分子配向挙動が、その自発配向分極特性を決定しているためと理解できる。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory), Kyushu University, 21K19010
  • Organic light-emitting diodes possess 200% exciton production efficiency
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2018 - 31 Mar. 2021
    Nakanotani Hajime
    In this study, we aimed to dramatically improve the exciton generation yield in organic light-emitting diode (OLED) by fusing two different spin conversion mechanisms: (1) thermally-activated delayed fluorescence (TADF), and (2) singlet fission (SF) processes. During this research project, the world's first SF-type OLED that exhibits over 100% exciton generation yield was realized by incorporating molecules showing SF into the OLED. Further, the basic physics of the TADF process was clarified from both experimental and theoretical aspects, and we succeeded in developing a highly efficient and durable NIR-OLED that can be applied to practical applications. Through this research project, the feasibility of "OLED exhibiting exciton generation yield of 200%" was obtained.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Kyushu University, 18H02047
  • Degradation mechanism of TADF OLED and advanced materials
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2017 - 31 Mar. 2020
    Adachi Chihaya
    OLEDs using TADF molecules are a breakthrough technology that can convert electric current to light with almost 100% efficiency using relatively simple aromatic compounds. Under current excitation, TADF molecules can up-convert a triplet excited state to a singlet excited state with 100% quantum efficiency. However, since it passes through the triplet state, it has a relatively short device lifetime, and it has been expected that the durability is improved by the short triplet excitation lifetime. In this study, we succeeded in creating an epoch-making TADF molecule with triplet excitation lifetime of 750ns by using precise stereo-control of donor and acceptor units and through-space interaction.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Kyushu University, 17H01232
  • Low-work function conductors based on magnesium alloy towards low-cost and air-stable organic electronics
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2016 - 2018
    Nakanotani Hajime
    In the OLEDs, when expose them to ambient air without any encapsulation layer, a non-emissive spots, i.e., “dark spots”, are grow up with increase an operational time according to low corrosion resistance of low work-function metal, leading to death of the OLEDs. Thus, encapsulation with a high required performance for prevent the penetration of water and oxygen or complexity of the device architecture is believed to be the solutions for preventing a degradation of OLEDs even in air, but these ideas wreak both an increasing of final fabrication time and production cost. Here, we report on that simple but effective approach to toward “low-cost” and “air-stable” OLEDs, in which a utilization of low WF ternary alloy system based on Mg- Ca-Al that had been overlooked during the long years of research on organic electronics.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Kyushu University, Principal investigator, Competitive research funding, 16K21211
  • Fluorescence organic light-emitting diodes with 100% internal EL quantum efficiency
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2014 - 2016
    Nakanotani Hajime
    We demonstrate an novel pathway for high-efficient fluorescence-based OLEDs by applying the general concept of thermally activated delayed fluorescence (TADF) to a assistant dopant, resulted in the fluorescence-OLEDs showed exciton production efficiency reached nearly 100%. In addition, the enhancement of operational stability compared to that of OLEDs using the TADF molecules as emitters was observed, indicating that the our proposed energy transfer process can provide dual enhancement of both EL efficiency and operational stability in OLEDs by rapid upconversion of triplet excitons.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Kyushu University, Principal investigator, Competitive research funding, 26810110

Industrial Property Rights

Social Contribution Activities

  • 有機エレクトロニクスに関する講演「有機EL、遅延蛍光、励起状態ダイナミクス」               
    Nov. 2017
    Others
    Seminar
    一般社団法人 有機エレクトロニクス材料研究会(JOEM)
    九州大学
  • 講演:「基礎研究が切り拓く未来のプラスチックエレクトロニクス」               
    Oct. 2017
    Others
    Seminar
    都道府県指定都市教育センター所長協議会化学分科会
    福岡
  • 出前講座               
    Jun. 2015
    Others
    Seminar
    福岡県立戸畑高等学校

Academic Contribution Activities

  • 4th International TADF Workshop               
    19 Aug. 2019 - 20 Aug. 2019
    Others
    Competition etc
    Fukuoka Japan, [Contributing to international academic research]
  • 有機EL討論会第28回例会               
    13 Jun. 2019 - 14 Jun. 2019
    Others
    Competition etc
    東京国際交流館「国際交流会議場」 Japan, [Does not constitute an international academic contribution]
  • 有機EL討論会第25回例会               
    16 Nov. 2017 - 17 Nov. 2017
    Others
    Competition etc
    北海道大学 Japan, [Does not constitute an international academic contribution]
  • 第78回応用物理学会秋季学術講演会               
    05 Sep. 2017 - 08 Sep. 2017
    Others
    Competition etc
    福岡国際会議場 Japan, [Does not constitute an international academic contribution]
  • 有機EL討論会第24回例会               
    15 Jun. 2017 - 16 Jun. 2017
    Others
    Competition etc
    NHK放送技術研究所内技研ホール Japan, [Does not constitute an international academic contribution]
  • 第64回応用物理学会春季学術講演会               
    14 Mar. 2017 - 17 Mar. 2017
    Others
    Competition etc
    Japan, [Does not constitute an international academic contribution]
  • 有機EL討論会第23回例会               
    17 Nov. 2016 - 18 Nov. 2016
    Others
    Competition etc
    Japan, [Does not constitute an international academic contribution]
  • 第77回応用物理学会秋季学術講演会               
    13 Sep. 2016 - 16 Sep. 2016
    Others
    Competition etc
    Japan, [Does not constitute an international academic contribution]
  • 応用物理学会               
    13 Sep. 2015 - 16 Sep. 2015
    Others
    Competition etc
    名古屋 Japan, [Does not constitute an international academic contribution]
  • 有機EL討論会第20回例会               
    18 Jun. 2015 - 19 Jun. 2015
    Others
    Competition etc
    Japan, [Does not constitute an international academic contribution]