蒸着重合法を用いた有機エレクトロルミネッセンスデバイスの研究

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06453156
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 斎藤 省吾 九州大学, 大学院総合理工学研究科, 教授 (80136548)
• 研究分担者: 江良 正直 九州大学, 大学院総合理工学研究科, 助手 (30191927) ; 筒井 哲夫 九州大学, 大学院総合理工学研究科, 助教授 (40037982)
• キーワード: 蒸着重合 / 色素薄膜 / エレクトロルミネッセンス / 発光機能 / キャリヤ輸送能 / 連結基 / 真空蒸着 / モノマー

研究概要

本年度は蒸着重合法による超薄膜作製技術を確立ための材料探索並びに蒸着重合法の基盤技術確立を目指して研究を実施した。
1.蒸着重合法に適用できる高分子材料系の探索
従来の蒸着重合法で合成できる高分子は、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリ尿素、ポリウレタンなど限られた分子構造の高分子であることが知られている。従って、イミド、アミド、エステル、などの連結基の選択が重要となる。また一方では、発光、キャリヤ輸送を担う機能基を主鎖上に導入するには導入する機能基の分子設計も重要である。そこで、蒸着重合高分子の分子設計の第一歩として、主鎖上に発光機能基とキャリヤ輸送機能基を有する高分子の化学合成を実施した。機能基の選定にはこれまで蒸着色素薄膜系で蓄積してきた知見を利用することができた。高分子化するための連結基としては、エーテル結合、アミド結合、エステル結合等を用いた。合成した高分子(可溶化のためにスペーサーが導入されている)を溶媒に溶解し、スピンコート法により薄膜を作製し、単層型EL素子とした。EL素子の発光特性は導入した機能基に最も大きく依存するが、一方連結基の発光特性への影響も無視できないことが分かった。例えば、エステル基の導入は発光特性を著しく低下させた。このような知見をもとに、蒸着重合に用いるモノマーの分子構造を設計した。
2.色素蒸着薄膜系のEL素子の製作技術の向上と蒸着重合法への拡張
これまで蓄積してきた低分子色素の蒸着薄膜作製技術を応用して、蒸着重合高分子薄膜を作製するには、技術的に新たに確立すべき点が多々あることが明らかになった。特に、2成分のモノマーを厳密に等量だけ、基板状に形成する技術は新たに解決すべき技術であり、次年度の課題として残された。また、蒸着重合では、多量の残存不純物が膜中に残りやすく、このことが発光特性を著しく低下させる原因であることも分かった。この問題も次年度に解決すべき課題である。

研究成果

• [文献書誌] M.Era,S.Morimoto,T.Tsutsui,S.Saito: "Organic-Inorganic Heterostructure Electroluminescent Device Using a Layered Perovskite Semiconductor (C_6H_5C_2H_4NH_3)2PbI_4" Appl.Phys.Lett.,. 65. 676-678 (1994)
• [文献書誌] C.P.Lin,T.Tsutsui,S.Saito: "Electroluminescence of Molecularly Doped Polymer Films" Rep.Prog.Polym.Phys.Jpn.37. 431-432 (1994)
• [文献書誌] S.Saito,E.Aminaka,T.Tsutsui,M.Era: "Progress in Organic Electroluminescent Materials and Device Structure" J.Luminescence.60&61. 902-905 (1994)
• [文献書誌] N.Takada,T.Tsutsui,S.Saito: "Strongly Directed Emission from Controlled-Spontaneous-Emission Electroluminescent Diodes with Europium Complex as an Emitter" Jpn.J.Appl.Phys.33. 863-866 (1994)
• [文献書誌] T.Tsutsui,N.Takada,S.Saito: "Sharply Directed Emission in Organic Electroluminescent Diodes with an Optical-Microcavity Structure" Appl.Phys.Lett.65. 1868-1870 (1994)
• [文献書誌] T.Tsutsui,C.P.Lin,S.Saito: "Charge Injection,Transport,Recombination and Generation of Neutral Excitations in Multilayer-Dye Electroluminescent Diodes" Mol.Cryst.Liq.Cryst.256. 63-70 (1994)