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本研究の目的は蛍光性、電子輸送性、正孔輸送性などの光・電子物性を持つ機能基を蒸着重合により重合体薄膜中に適切に導入することの可能性を探索することにある。このような探索研究に続けて、蒸着重合薄膜の電子物性、光学特性、ELデバイスの特性の詳細な解析へと研究を進める。平成6年度及び平成7年度の研究概要並びに成果は以下の通りである。
1)これまで研究室で蓄積してきた蒸着薄膜を用いた低分子色素類の分子設計を参考にして、主鎖上にキャリア輸送機能並びに発光機能を有する多種の高分子を分子設計し、実際に合成した。このようにして合成した高分子を湿式法で製膜し、EL素子を作製し、その発光特性を調べ、真空蒸着法で作成したEL素子の場合と比較した。その結果、適切な分子設計指針で設計すれば、主鎖上に機能基を有す高分子を用いて作製したEL素子の初期特性は真空蒸着法で製膜した素子とほとんど遜色がないことが明らかになった。このことは、蒸着重合法で製膜した高分子薄膜を用いるEL素子の基本性能が低分子色素の蒸着膜の場合と差がないことを実験的に確認できたことを意味する。
2)蒸着重合では2種のモノマーの重合反応を基板上で進行させる必要があり、2種のモノマーの連結基は重縮合や重付加反応で形成させる必要がある。そこで、導入した連結基がEL素子の発光特性に及ぼす効果を予め検討した。アミド結合、イミド結合、エステル結合、ウレタン結合を検討した結果、キャリア注入・輸送能の優劣並びに励起状態の消光効果の存在のため、ウレタン基以外は使用できないことが判明した。
3)蒸着重合装置を整備して、EL素子に用いる蒸着重合薄膜の製膜実験を実施した結果、ポリウレタン薄膜の場合はEL素子を作製できたが、それ以外の重合系では、EL発光が確認できるEL素子の作製には成功しなかった。即ち、蒸着重合法を利用して、乾式法でEL素子を作製することの原理的な可能性は確認できたが、低分子蒸着薄膜を用いた場合や、湿式法で作製した高分子薄膜と発光特性を比較できるようなレベルの発光を示すEL素子を作製するには未だ解決すべき問題点が多いことが判明した。
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