日大ら,マルチカラー円偏光発光を示す化合物開発

日本大学と近畿大学は,マルチカラー円偏光発光(CPL:Circularly Polarized Luminescence)を示す有機ホウ素化合物の開発に成功した(ニュースリリース)。

近年,右回転または左回転のどちらかに偏った光を過剰に発する現象である円偏光発光(CPL)に注目が集まっており,三次元ディスプレーや光暗号通信などへの応用に期待が高まっている。

一般に,キラルな分子は円偏光発光を示すことが知られており,これまでにより強いCPLを示す発光体の開発を目指した研究が進められてきた。しかしながら従来の円偏光発光材料では,多段階的で煩雑な合成・分離過程を必要とすることや,イリジウムやユーロピウムなどの高価な金属を必要とする分子設計が多く,より安価で簡便な合成手法の開発が求められていた。

研究グループは,効率的なCPLを示す新たな分子モチーフの開発を目的として,キラルな有機ホウ素化合物の合成およびその光学特性の調査を行なった。その結果,簡便かつ安価な手法で高いCPL特性を有する分子の開発に成功した。

研究では,高い蛍光発光能を有する有機ホウ素化合物の分子骨格にキラルな置換基を導入した化合物を設計・合成し,それらの発光およびCPL特性について検討した。今回設計した有機ホウ素化合物は,市販の試薬から短いものではわずか2工程で簡便に合成可能で,さらに市販の光学純粋な試薬を原料としているため,煩雑な光学分割の作業も必要としないという。

合成した有機ホウ素化合物は紫外線照射化において溶液状態・固体状態ともに高い蛍光能を有しており,さらに分子修飾によって青色から赤色までの色彩豊かな発光色を示した。また,全てのホウ素化合物は溶液状態でCPLを発していることが判明し,さらに薄膜フィルム状態を形成することでそのCPL強度が溶液状態と比較して約20倍も向上することがわかったとする。

今回の研究は,CPL材料に新しい分子モチーフを提案すると同時に,簡便かつ安価なCPL材料の合成手法を提供するもの。研究グループでは,将来的には,円偏光有機ELなどの開発や,それに続く円偏光発光を利用した次世代型光デバイスの創出が期待できるとしている。

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