近大ら,白金錯体に磁力を加えて円偏光を発生

近畿大学,大阪府立大学,大阪大学は,3D立体映像を映し出す際に使われる「円偏光」を,白金錯体に外部から磁力を加えるという方法で発生させることに成功した(ニュースリリース)。

通常の発光体から発せられる光は右回転円偏光と左回転円偏光の両方を含んでおり,3D表示に必要な右回転円偏光だけを得るには,フィルターを用いて左回転円偏光をカットする必要があり,光量が半分になってしまう問題がある。そのため,一方の円偏光を優先的に発することのできる円偏光発光体の開発が進められている。

近年,色や回転方向が異なる種々の円偏光発光体の開発が報告されているが,現在の技術では鏡面対称の構造をもつキラル(光学活性)な発光体の対から右回転円偏光または左回転円偏光を発生させるのが一般的となっている。

近年,発光効率が高く,分子設計により目的に応じた機能を付与できる有機発光体や有機-無機ハイブリッド発光体が注目されている。その中でも,白金(Pt)錯体は室温で高い発光効率を示すことから盛んに研究されており,例えば,ポルフィリンの白金錯体であるPtOEPという物質は,高効率なリン光性赤色発光を示し,有機ELや酸素センサー,圧力センサーなどへの応用が研究されている。また,白金錯体の中には,濃度に依存した凝集状態の変化により,発光の色調が変化するものもある。

研究では,アキラルな白金含有有機-無機ハイブリッド発光体のPtOEPとF2-ppyPt(acac)に対して,外部から磁力を加えることにより,円偏光の発生について検討した。これら白金発光体を溶液中やポリマーフィルム中で外部から磁力を加えて光を発生させたところ,アキラルであるにもかかわらず,円偏光発光の発生に成功し,磁力の方向を変えることにより,光の回転方向は反転した。さらに,F2-ppyPt(acac)では濃度を変えることにより,水色から橙色と100nm以上,円偏光発光の色調(波長)を変えることに成功した。

外部から磁力を加えることによって円偏光が発生する現象自体は古くから知られているものの,それは極低温や強磁場などの過酷な条件下でのみ観測されていた。今回の成功は,室温かつ永久磁石による磁場下でも円偏光の発生に成功したという点で優れているという。また,アキラルな分子は,一般にキラルな分子よりも製造コストを安く抑えることができるため,円偏光発光体の製造コストも抑えることができるとする。

研究グループは,この成果が3D表示用有機ELディスプレー等の製造コストの削減や,高度な次世代セキュリティー認証技術の実用化などにつながるとしている。

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