2022 Fiscal Year Annual Research Report
パターン配向キラル液晶を用いた波面自在制御アクティブ・フラットオプティクスの開発
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20H00391
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
尾崎 雅則 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (50204186)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 彰彦 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (80304020)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 液晶 / 光配向 / コレステリックブルー相 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
キラル液晶の螺旋構造からの反射光の位相は、基板表面の分子の配向方位（螺旋方位とよぶ）に依存し、その螺旋方位を局所光配向技術を用いてパターンニングすることにより、平板であるにもかかわらず、反射光の波面を制御可能な反射型フラットオプティクスが実現できる。しかしながら、パターン分解能や素子面積が不十分なため素子性能の限界と機能の可能性が不透明であり、素子作製時にデザインした光配向パターンが変更することができないため、動的な波面制御が不可能であるという課題がある。そこで本研究では、大面積・高精細の配向パターンを実現し、さらに、キラル液晶の分子配向方位を動的に制御可能な素子を実現することを目的として研究を行った。本年度は、三次元螺旋構造を有するコレステリックブルー相（BP）液晶に着目して、微細パターン配向基板上におけるBP液晶格子の配向挙動を明らかにするとともに、電界によるその格子配列の制御を試み、基板に対する格子面の方向と格子軸の面内方位角の制御のメカニズムと格子の歪挙動を明らかにした。
隣接する領域の配向容易軸方向が不連続に変化する二次元微細配向パターン上のBPII相液晶の配向挙動を調べ、パターン周期が大きい場合には、(110)格子面が基板に平行で各領域内の[001]軸が配向容易軸に沿った格子配列が得られるが、パターン周期が小さい場合には弾性ひずみによる配向フラストレーションにより、(100)面が基板に平行な一様格子配列が得られることを見出した。
電界応答挙動に関しては、BP液晶に電界を印加すると電歪効果により斜方晶や正方晶が得られ、光学的二軸性が観測されることはすでに知られているが、その電界強度依存性の詳細は明らかになっていなかった。本研究では高秩序のBPⅠ液晶の電界に垂直な複屈折を測定し、格子の大きな歪に起因する電気光学効果を見出した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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