2014 Fiscal Year Annual Research Report
新規ヘテロ芳香族化合物の合成を基盤とした高性能両極性有機発光トランジスタの開発
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24550151
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
林 直人 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 准教授 (90281104)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
樋口 弘行 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 教授 (00165094)
吉野 惇郎 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 助教 (70553353)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 有機発光トランジスタ / 両極性ヘテロ芳香族化合物 / フラン / キノン / テトラシアノキノジメタン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機発光トランジスタ（OLET）機能発現に必要な分子設計指針の確立を目的として研究を行った。OLETでは、１）化合物の発光量子収率が大きく、（２）電子とホールの両方について電極からのキャリア注入が効率的に行われる程度に原子供与性と受容性が大きく、かつ（３）薄膜状態で移動度が大きいことが必要である。
このような条件を満たす化合物として、本研究では当初フラン環とピラジン環が縮環した化合物を標的化合物とした。しかし、合成が予想外に困難であったことから、電子受容性部位をキノン（Q）部位に置き換えた化合物を新たに標的化合物に設定し直して、研究を進めた。アントラキノン（AQ）の両端に２つのフラン部位が互いに逆向きで縮環した化合物１と、互いに同じ向きで縮環した２（１の構造異性体である）を合成し、そのデバイス製作と評価を行ったが、残念ながらトランジスタ機能は発現しなかった。この結果は、１と２の電子受容性がやや小さいためと考え、次に両者のQ部位をそれぞれテトラシアノキノジメタン（TCNQ）部位で置換した誘導体３および４を合成した。３と４では、基礎物性は向上したものの、トランジスタ機能はやはり発現しなかった。これらの化合物は、分子設計の方針は適切であったものの、結晶構造が期待したものでなかったために、トランジスタ機能が発現しなかったものと考えられる。
その一方で、固体発光デバイスにおいて重要な凝集誘起発光（AIE）現象については、貴重な知見が得られた。すなわち、これまでほとんどAIEが観測されなかったキノンやTCNQ誘導体でもAIEが発現することを見出し、その理由を明らかとした。とくに１と２、３と４でAIEの強度に違いが見られたことは、本研究の特色である構造異性体間の違いに着目した材料開発の適切さをつよく示唆するものである。
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