任意の液晶分子配向パターンを形成する新規な微小領域ラビング処理技術の開発

开发新型微区摩擦处理技术，形成任意液晶分子排列图案

• 批准号: 14750016
• 负责人: 本間 道則
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Akita Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750016/
• 关键词: 液晶; 液晶分子配向; ラビング; マイクロラビング; 液晶回折格子; 回折格子; ラビング処理; 液晶回析格子; 回析格子

1.マイクロラビング処理における摩擦仕事と液晶分子配向状態の関係これまで,ラビングの強さと液晶分子配向状態の関係を調べることによって液晶分子配向機構が考察されてきた.そこで,申請者は微小領域を微小な荷重でラビングするマイクロラビング処理法を提案し,微小荷重領域におけるラビングの強さと液晶分子配向状態の関係を考察した.その結果,液晶分子配向状態は概ね摩擦仕事にのみ依存すると考えてよいことが分かった.また,液晶分子配向状態を制御するためにはある値よりも大きな摩擦仕事を与える必要があることも明らかとなった.すなわち,液晶分子配向を誘起するためには高分子配向膜に塑性変形を生じさせる必要がある.このような知見は従来のラビング処理法では確認することが非常に困難であり,マイクロラビング処理法によって初めて明らかとなった結果である.2.マイクロラビング処理の液晶光学素子への応用マイクロラビング処理により,数μmから数十μm程度の分解能の液晶配向パターンが得られることが明らかとなった.そこで,本手法を新規な液晶光学素子へ応用した.(1)偏光無依存型液晶回折格子2種類の異なった液晶分子配向領域(ホモジニアスおよびツイステッドネマティック配向)をストライプ状に配置した液晶回折格子を実現した.光学的特性を測定したところ,液晶セルのしきい電圧の2倍以上の高い印加電圧の下で回折効率は入射光の偏光方向に依存しない(偏光無依存性)ことが分かった.(2)液晶ブレーズ化回折格子液晶の配向方位(方位角)によって光の位相を0〜2πまで制御することが可能であることを理論的に明らかにした.さらに,マイクロラビングによって方位角が空間的に分布した状態を実現し,液晶ブレーズ化回折格子に応用したところ,回折効率が印加電圧により可変であり,最適な電圧において約0.9という非常に高い回折効率が得られた.

1.微摩擦处理中摩擦功与液晶分子取向状态的关系迄今为止，人们通过研究摩擦强度与液晶分子取向状态之间的关系来研究液晶分子取向机制。我们提出了一种在小载荷下进行摩擦的微摩擦处理方法，并考虑了微载荷区域中摩擦强度与液晶分子取向状态之间的关系。据我了解，液晶分子的排列状态通常可以认为仅取决于摩擦功。还清楚的是，为了控制液晶分子的取向状态，需要施加大于一定值的摩擦功。换句话说，为了诱发液晶分子的取向，需要需要对聚合物配向膜施加摩擦功，以产生塑性变形。使用传统的摩擦处理方法很难证实这种发现，并且是通过应用于液晶光学元件的微摩擦处理方法首次揭示的。人们已经清楚，通过加工可以获得分辨率为几微米到几十微米的液晶配向图案。因此，我们将该方法应用于新型液晶光学元件。（1）偏振无关液晶衍射光栅 两种不同的液晶分子取向我们已经实现了一种液晶衍射光栅，其中区域（均匀和扭曲向列排列）排列成条状。测量了光学特性，在施加的电压超过液晶单元阈值电压两倍的情况下，衍射效率下降。光的发现它不依赖于偏振方向（偏振独立性）。 （2）液晶闪耀衍射光栅我们发现可以通过改变取向方向（方位角）来控制光的相位从0到2π。液晶的理论已经阐明。当我们通过微摩擦实现方位角空间分布的状态并将其应用于液晶闪耀衍射光栅时，我们发现衍射效率根据施加的电压而变化，并且获得了约0.9的非常高的衍射效率在最佳电压下完成了。