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本研究の目的は、電荷輸送・発光機能を有する電場感応性π共役液晶材料を合成し、電子・光機能性デバイスを構築することである。本研究では、電気双極子を有するお椀型構造のトリフェニルホスフィン誘導体を設計・合成し、室温を含む幅広い温度範囲でヘキサゴナルカラムナー液晶相を発現させることに成功した。これらの分子は、等方性液体から冷却してカラムナー液晶にする際に電場を印加することにより、ITO電極基板上でホメオトロピック配向することが明らかとなった。さらにTOF法による光電流測定の結果、約10-3 cm2V-1s-1のホール・電子移動度を示すことがわかった。これらのトリフェニルホスフィン誘導体は、溶液および液晶状態で青緑色の強発光を示すことも明らかとなった。本研究ではさらに水素結合性グアニンとオリゴチオフェンが共役した新しい電荷輸送性・発光性液晶を構築することにも成功した。くさび型のトリアルコキシフェニルオリゴチオフェンを導入したグアニン誘導体は、分子間水素結合によりグアニンテトラマー構造を形成し、ヘキサゴナルカラムナー液晶相を示した。一方、ジアルコキシフェニルオリゴチオフェンを有するグアニン誘導体は、ユニークな水素結合パターン形成により双連続キュービック液晶相を形成することを見出した。カラムナー液晶相では電子伝導性のみを示すのに対し、キュービック液晶相ではホール・電子の両電荷を輸送するバイポーラ電荷輸送能を発現することがわかった。これらのグアニン誘導体にカリウムトリフラート塩を添加すると、液晶相を示す温度範囲が大幅に広がった。この液晶相の熱的安定化はグアニンとカリウムイオンとの間のイオンー双極子相互作用によるものと思われる。さらに、グアニン誘導体に塩添加することで発光色が劇的に変化することを見出した。電場印加により塩移動を起こすことができれば、電場による新しい発光色制御が期待出来る。
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