Alignment control of liquid-crystalline semiconductors by light

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本研究においては、有機EL、有機太陽電池および有機半導体などの有機エレクトロニクスデバイスの性能向上に資する分子配向材料の開発を目指して、遠隔から操作できる光配向性分子の探索を行ってきた。これまでに、オリゴチオフェン誘導体、クマリン誘導体、ベンゾピリドベンズイミダゾール誘導体、ペリレン誘導体など、いくつかの分子骨格が光配向性を示すことを明らかにしている。今年度は、光配向性に及ぼす置換基の効果について明確にすることを目的として、類似骨格をもち、置換基が異なるNileRedおよびPhenoxazone 660を用いて、光配向性について検討した。いずれの分子もある一定以上の光強度で光照射すると、ゆらぎを伴う回折像が観察され、光配向性色素として機能することが明らかとなった。また、Phenoxazone 660を用いたサンプルよりも、Nile Redを用いたサンプルの方が、各照射光強度における回折光の干渉縞数が多いことから、Nile Redを用いた方が液晶の配向変化を効率よく誘起できることがわかった。吸収スペクトルの形状から、Phenoxazone 660およびNile Redは、ほぼ同様な振動構造を有していると判断できるので、光配向挙動に差異が見られたのは、色素の置換基の違いに起因すると考えた。つまり、ジメチルアミノ基をもつPhenoxazone 660よりもジエチルアミノ基をもつNile Redの方が液晶との相互作用が大きいと推察されるので、僅かな色素の動きが効率よく液晶系へ伝搬することによって、液晶の配向変化が大きく誘起されたと解釈した。それゆえ、適切な置換基の導入により配向応答性が向上することが明らかとなった。