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

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11167220
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 渡辺 敏行 東京農工大学, 工学部, 助教授 (10210923)
• 研究分担者: 曽根 正人 東京農工大学, 工学部, 助手 (30323752)
• キーワード: 有機電界発光素子 / 液晶 / 多層膜 / 移動度 / 指向性 / 二色性 / オキサジアゾール

研究概要

有機電界発光(EL)素子から直接偏光を取出すことができれば、液晶ディスプレイのバックライトの利用効率を今以上に高めることができ、省電力やEL素子自体の長寿命化にも繋がる。本研究では、指向性の良いEL素子を作製するために、キャリア移動度が高く、モノドメイン配向が可能なカラムナー液晶を電荷輸送層として利用した電界発光素子を作製した。オキサジアゾールを骨格構造に有する新規液晶材料は希薄溶液では大きな蛍光量子収率を示すが、濃度消光が強く、単体薄膜では発光が弱いことが確認されている。したがって、新規液晶材料に蛍光材料であるクマリン6を少量ドープし、発光層とした、ダブルヘテロ構造の5層型EL素子を作製した。この際、ホール注入層であるPEDOT/PSS層とホール輸送層であるTPD : PVKはスピンコート法で、発光層、ホールブロック層であるBCPおよび電子輸送層であるAlq_3は真空蒸着法で作製した。11.5V、800mA/cm^2の際に1500cd/m^2の緑色の発光が得られた。また、このEL素子からの緑色発光はクマリン6由来であることがわかった。エネルギーダイヤグラムからクマリン6からの発光は、クマリン6ドープされた、カラムナー液晶層内での、ホスト分子である液晶からクマリン6分子へのエネルギー移動によるものと考えられる。また、そのEL光の二色比は、3.7と高く、EL素子からの放射光も指向性を有していることが明らかになった。試料作製後に熱処理をして、液晶のモノドメインをランダム化すると、二色比は1になるが、12.OV、540mA/cm^2の際に9100cd/m^2の発光が得られた。

研究成果

• [文献書誌] S.Ebihara, T.Watanabe: "Efficient Immobilization of Polymer Gels on Gold Substrate and Evaluation of Their Thermal Responses by Laser-Induced Surface Plasmon Resonance"Kobunshi Ronbunshu. 59. 105-112 (2002)
• [文献書誌] S.Hernandez, T.Ogawa, T.Watanabe, S.Miyata: "Novel Diacetylene and Chromophore-Containing Polymers and their Second Order Nonlinear Optical Properties"Mol.Cryst.Liq.Cryst.Sci.Tech.. 374. 503-512 (2002)
• [文献書誌] Y.Sakuratani, T.Watanabe, S.Miyata他3名: "Transition phenomena in Salt-Doped Organic Electroluminescent Devices at High Bias Voltage"Mol.Cryst.Liq.Cryst.Sci.Tech.. 378. 157-166 (2002)
• [文献書誌] T.Watanabe, M.Akiyama, K.Totani他6名: "Photoresponsive Hydrogel Microstructure Fabricated by Two-Photon Initiated Polymerization"Adv.Funct.Mater. 12. 611-615 (2002)
• [文献書誌] C.Zhijian, K.Ogino, S.Miyata, Y.Lu, T.Watanabe: "The Pure White Light Emission from Three-Layer Electroluminescent Devices"J.Phys. D : Appl.Phys.. 35. 742-746 (2002)