分子シンクロナイゼーション現象を利用した指向性有機電界発光素子に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11167220
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 宮田 清蔵 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 教授 (90015066)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 戸木田 雅利 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (30301170)
• Keywords: 有機電界発光素子 / 液晶 / 電荷輸送性 / 分子シンクロナイゼーション / 高分子 / 相分離 / 熱処理

Research Abstract

平面フラットディスプレーの開発を目指して、有機Electroluminescent(EL)素子に関する研究が活発にされている。素子駆動中の結晶化を防ぐために、主に非晶性の低分子色素や高分子がEL材料として用いられている。しかし、EL素子中の電荷輸送能を考慮すると、非晶性よりも結晶性や液晶性の材料の方が有利である。液晶を用いた有機EL素子に関する研究は殆どない。そこで、本研究では電荷輸送能が高いオキサジアゾール環を有する新規液晶分子を設計すると共に、そのキャラクタリゼーションを行った。また、それらの材料を高分子中にドープしてEL素子を作製した。
新規に合成した(E)-1,3-bis[5-(3,4,5-triptyloxyphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2yl]benzene(BTHP-OXD-B),5-(3,4,5-triptyloxyphenyl)-2,2-(1,3,4-bioxadiazol)は60℃および66℃に液晶転移が、また79℃と83℃に等方相への転移が観察された。これの試料をコロナポーリングし、X線回折測定を行ったところ、BTHP-OXD-Bではスプリットした反射がみられ、ティルトしたカラムナー相を形成していることを見いだした。次に、これらの液晶分子の電子輸送性能を評価するため、高分子単層膜からなる有機電界発光素子を作製した。ホスト高分子にはポリビニルカルバゾール、発光色素にはクマリンを用い、新規液晶材料を電子輸送性材料としてドープし、発光特性を評価した。参照物質として同じく液晶分子である8-PNP-O12と比較した。電子注入電極にアルミを用いた場合、オキシジアゾール基を含む新規ファスミド液晶が8-PNP-O12の6倍以上の輝度を示し、オキサジアゾール環の導入効果が確認できた。また高分子中にドーブした液晶分子を液晶転移温度以上に昇温し、降温後EL素子の特性を評価したところ、発光輝度が数百倍に向上することを見いだした。EL素子中でスピノーダル的な相分離構造が形成されたために、電荷輸送能が向上したと考えている。

Research Products

• [Publications] T.Kada: "Fabrication of Refractive Index Distributions in Polymer Using a Photochemical Reaction"J.Appl.Phys.. 87. 638-642 (2000)
• [Publications] H.Suzuki: "Luminescence of Dye Doped Polymer Films Induced by Corona Discharge"J.Appl.Phys.. 88. 5791-5795 (2000)
• [Publications] S.-H.Lee: "Orientation of Main-Chain Accordion Polymers Having Different Alkyl Chains"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 349. 171-174 (2000)
• [Publications] M.Li: "New Red Electroluminescent Devices using Tris(2,2'-bipyridine) Ruthenium (II) Hexafluorophospahte as Emitter"Jpn.J.Appl.Phys. L1171-L1173 (2000)
• [Publications] T.Kada: "Rferactive Index Changes of Nitrone Derivatives by Use of Photochemical Reaction"Nonlinear.Opt.. 24. 111 (2000)
• [Publications] Xu-Tang.Tao: "Tetravalent Tin Complex with High Electron Affinity for Electroluminescent Applications"Appl.Phys.Lett.,. 76. 3522-3524 (2000)
• [Publications] Z.Chen: "The Full-Width at Half-Maximum of Emission Narrowing in Electroluminescent Device"J.Phys.D:Appl.Phys.. 33. 1-4 (2000)
• [Publications] S.Maruyama: "The Photoluminescent and Electroluminescent Properties of Cyclic Carbazole Oligomers"Phys.Chem.Chem.Phys. 2. 3565-3569 (2000)
• [Publications] Z.Chen: "The Full-width at Half-maximum of Emission Narrowing in Electroluminescent Device"J.Phys.D,Appl.Phys.. 33. 1643-1646 (2000)
• [Publications] T.Uno: "Characterization for Melt-Spun Fiber of Fluorocarbon Polymer 1.Copolymer of Tetrafluyoroethylene and Hexafluoropropylene"J.Phys.D,Appl.Phys.. 33. 1643-1646 (2000)
• [Publications] S.Miyata: "Light Wave Manipulation using Organic Nonlinear Optical Materials"Gordon and Breach Science Publishers. 245 (2000)
• [Publications] T.Watanabe: "Preparation of Hybrid Nano Composites of Liquid Crystalline Polymer/Chromophore Systems and Their Application to Active Optical Devices"Kodansha Scientific. 4(350) (2000)