ディスコティック液晶/導電性高分子/フラーレン複合体を用いた新機能光電デバイス

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液晶を従来のディスプレイ応用材料として捉えるのではなく、電荷輸送材料として採用し、特にカラム構造を形成するディスコティック液晶に着目した。また、導電性高分子とフラーレンとの複合系における光誘起電荷移動、ドナーアクセプター型高効率太陽電池に着目してこれらを複合した新機能光電デバイスの基礎特性について検討した。ディスコティック液晶としては、トリフェニリン骨格に6つのアルコキシ基を導入したHHTTPを採用し、時間走行(time of flight;TOF)法を用いて移動度の温度依存性、配向状態依存性等の詳細を明らかにした。また、光吸収スペクトル、光電子放出スペクトル等の測定により、HHOTPの固体相、D相、等方相における電子状態を明らかにした。また、移動度とその温度依存性に及ぼすフラーレンドープ効果を調べ、正キャリアである正孔の移動度がほとんど影響を受けず、不キャリアに対しても活性化エネルギーが変化しないことを明らかにした。一方、導電性高分子関しては、それ自体にも高い配向性を付与する目的で、側鎖にメソゲン基を導入した液晶性導電性高分子の設計、合成を行った。その結果、ポリパラフェニレン骨格を有する導電性高分子にアルコキシ基をスペーサーとしてアルコキシビフェニルを置換することによってスメクチックA相の発現を確認し、顕微鏡観察、X線回折測定等により主鎖の配向性を確認した。また、この吸収スペクトル、蛍光スペクトル、誘電率、導電率党の測定を行うと同時に、ITO、MgInを電極として用いたエレクトロルミネッセンス素子を作製し、印加電界の極性により、主鎖ならびに側鎖からの選択発光を確認した。