分子性ガラスの創製と構造・物性・機能相関の解明

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08454224
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 城田 靖彦 大阪大学, 工学部, 教授 (90029091)
• 研究分担者: 中野 英之 大阪大学, 工学部, 助手 (00222167) ; 野間 直樹 大阪大学, 工学部, 助手 (70208388)
• キーワード: 分子性ガラス / starburst分子 / 置換基効果 / ガラス転移温度 / X線結晶構造解析 / 電荷輸送 / フォトクロミズム / 有機エレクトロルミネッセンス素子

研究概要

新しい物質群として興味深い分子性ガラスを創製し、その微視的構造、ガラス転移およびそれに関連する緩和現象、分子性ガラスの光・電子物性を、分子構造との相関を含めて解明することを目的として、本年度は以下の検討を行った。
(1)新規starburst分子の設計・合成、および分子構造とガラス形成能との相関:ハロゲンを導入した一連の新規starburst分子を設計・合成し、これらが容易にガラスを形成することを明らかにするとともに、分子構造とガラス形成能、ガラスの安定性、ガラス転移温度との相関を明らかにした。また、ガラス形成能を有する低分子系有機化合物のX線結晶構造解析を行い、分子構造とガラス形成能との相関について知見を得た。
(2)ガラス状態における電荷輸送の解明:いくつかの分子性ガラスについて、それらのホールドリフト移動度を明らかにするとともに、ホールドリフト移動度の電場強度依存性ならびに温度依存性を解析し、分子構造と電荷輸送特性との相関について知見を得た。
(3)ガラスの微視的構造の解明:分子性ガラスにアゾベンゼン誘導体を分散した系におけるフォトクロミズムを検討し、分子性ガラスの自由体積が高分子ガラスに比べて小さいことを示唆する結果を得た。
(4)分子性ガラスを用いた電界発光素子における電荷注入特性の解明:starburst分子のガラスを正孔輸送層に用いた電界発光素子を作製し、この素子における電荷注入特性ならびに発光特性を明らかにした。また、正孔輸送層として異なる二種のstarburst分子のガラスを積層した多層型電界発光素子を作製し、単層の正孔輸送層を用いた素子に比べて発光効率が向上することを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] S.Nomura,K.Nishimura,Y.Shirota: "Charge Transport in the Glassy State of Arylaldehyde and Arylketone Hydrazones" Thin Solid Films. 273(1-2). 27-34 (1996)
• [文献書誌] H.Kageyama,K.Itano,W.Ishikawa,Y.Shirota: "Striking Effects of Halogen Substituents on the Glass-forming Property,Glass-Transition Temperature and Stability of the Glassy State of a New Family of Amorphous Molecular Materials,1,3,5-Tris (4-halogenophenylphenylamino) benzenes" J.Mater.Chem.6(4). 675-676 (1996)
• [文献書誌] H.Inada,Y.Yonemoto,T.Wakimoto,K.Imai,Y.Shirota: "Organic Electroluminescent Devices Using Novel Starburst Molecules,1,3,5-Tris [4- (3-methylphenylphenylamino) -phenyl] benzene and 4,4′,4″-Tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine as Hole Transport Materials" Mol.Cryst.Liq.Cryst.280. 331-336 (1996)
• [文献書誌] H.Nakano,K.Akamatsu,K.Moriwaki,Y.Shirota: "Photochromic Behavior of 4-Dimethylaminoazobenzene in the Molecular Glass of 4,4′,4″-Tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine" Chem.Lett.(8). 701-702 (1996)
• [文献書誌] 樋口、勝間、城田: "アモルファス分子材料:新規π電子系分子1,3,5-トリ(N-カルバゾリル)ベンゼンの合成とモルフォロジー変化" 高分子論文集. 53(12). 829-833 (1996)
• [文献書誌] J.Sakai,H.Kageyama,S.Nomura,H.Nakano,Y.Shirota: "Photo- and Electro-active Amorphous Molecular Materials : Morphology,Structures,and Hole-Transport Properties of Tris [4- (2-thienyl) phenyl] amine" Mol.Cryst.Liq.Cryst.(in press). (1997)