3D立体映像用円偏光の左右回転を磁場で制御することに近大などが成功

近畿大学(近大)は、3D立体映像を映し出す際に使われる、らせん状に回転しながら振動する光である「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と発表した。

同成果は、近大大学院総合理工学研究科の松平華奈大学院生、同・味村優輝大学院生、近大理工学部応用化学科の今井喜胤准教授、大阪府立大学大学院工学研究科の布袋純一大学院生、同・八木繁幸教授、大阪大学大学院理学研究科化学専攻の山下健一講師、奈良先端科学技術大学院大学の藤木道也教授らの共同研究チームによるもの。詳細は、米国の化学分野の学術誌「Chemistry-An Asian Journal」に掲載された。

特定の方向に偏っている光を「偏光」、その中でもらせん状に回転している「円偏光」は、3D表示用の有機ELディスプレイでの活用が期待されているが、通常の発光体から発せられる円偏光は、右回転と左回転の両方が含まれており、3D表示に必要な右回転の円偏光だけを得るには、フィルターを用いて左回転の円偏光をカット。その結果、光量が半分になってしまうという課題があった。そのため、世界中の研究者たちが、右回転の円偏光だけを優先的に発することのできる発光体の研究開発を進めているという。

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るようになってきたが、その多くは鏡面対称の構造を持つキラルな発光体の対から右回転または左回転円の偏光を発生させる手法が採用されてきた。

今回、研究チームはキラルではなく、室温で高い発光効率を示すことが知られている2種類のアキラル(本体と鏡像体を重ね合わせることができる性質)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、溶液中やポリマーフィルム中で外部から磁力を加えることによって、円偏光を発生させることに成功したとする。

また、磁力の方向を変えることで円偏光の回転方向を制御し、右回転と左回転の円偏光を選択的に取り出すことにも成功したほか、F2-ppyPt(acac)では濃度を変えることにより、水色から橙色と100nm以上にわたって、円偏光発光の色調(波長)を変えることを可能にしたとする。

研究チームによると、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たという。しかし、それは極低温や強磁場などの特殊な条件下でのみ観測されていたものであり、今回の研究成果は、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従来にないものだとする。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可能であるため、円偏光発光体の製造コストも抑えることができるとしており、今回の成果を踏まえ、将来的には、3D表示用有機ELディスプレイなどの製造コストの削減や、高度な次世代セキュリティ認証技術の実用化などへとつながることが期待されると研究チームでは説明している。