光反応性高分子液晶の偏光光増感配向と3次元配向レリーフ制御

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15550187
• 研究機関: 姫路工業大学
• 研究代表者: 川月 喜弘 姫路工業大学, 工学研究科, 助教授 (60271201)
• キーワード: 高分子液晶 / 光配向 / 光増感 / ホログラフィー / 偏光 / 回折格子 / 表面レリーフ

研究概要

本研究では、これまでに開発してきた光反応性の高分子液晶をもちい、それらの偏光紫外光による軸選択的光反応と熱的な液晶分子の自己組織化において、選択的な3重項光増感反応と、周期的な分子配向や表面レリーフ構造の形成をおこなう。
平成15年度は以下の成果を得た。
1.側鎖にメトキシケイ皮酸を有する光架橋性高分子液晶に、3重項光増感剤としてビスヂエチルアミノベンゾフェノンないしはベンゾアントラキノンを数%〜10%混入し、そのフイルムへ直線偏光紫外光、ならびに365、405nmの単色光をもちいて光反応させたところ、反応速度が50倍以上高感度化されること、405nmでは増感剤をドープした際のみに光反応されることを確認した。また、偏光の電界方向の光反応性が垂直方向よりも大きくなることを見い出し、3重項光増感反応が軸選択的に生じることを発見した。また、露光されたフイルムを液晶温度で加熱すると、従来と同様にその異方性が増幅されることを確認した。
2.側鎖にメトキシケイ皮酸を有する光架橋性高分子液晶フイルムに325nmのHe-Cdレーザー光の干渉光を照射した後に加熱することで分子配向を誘起した際のホログラム回折格子について検討した。その結果、2光束の偏光方向が同じ場合には表面レリーフが形成されること、2光束の偏光方向を直交させると、表面レリーフは形成されず、その干渉した偏光電界の周期構造に応じた分子配向が誘起された安定な"偏光ホログラム"を初めて形成することができた。
16年度は、3重項光増感剤の種類の影響、種々の偏光を用いた偏光ホログラムの回折特性について詳細に検討するとともに、ホログラム形成の対象化合物をこれまでに検討した以外の光架橋性高分子液晶やアゾベンゼン高分子液晶へ展開する。

研究成果

• [文献書誌] N.Kawatsuki, M.X.An, H.Takatsuka, T.Sakai: "Thermally enhanced photoinduced molecular reorientation in a photo-crosslinkable polymer liquid crystal based on polarization triplet energy transfer"Liquid Crystals. 31, 1. 55-60 (2004)
• [文献書誌] N.Kawatsuki, E.Uchida, H.Ono: "Photoinduced reorientation of polymethacrylate film with 4-methoxyazobenzene side groups using linearly polarized He-Ne laser and annealing"Chemistry Letters. 33, 1. 12-13 (2004)
• [文献書誌] N.Kawatsuki, T.Hasegawa, H.Ono, A.Tamoto: "Formation of polarization gratings and surface relief gratings in photocrosslinkable polymer liquid crystals by polarization holography"Advanced Materials. 15, 12. 991-994 (2003)
• [文献書誌] N.Kawatsuki, E.Uchida, H.Ono: "Formation of pure polarization gratings in 4-methoxyazobenzene containing polymer films using off-resonant laser light"Applied Physics Letters. 83, 22. 4544-4546 (2003)
• [文献書誌] H.Ono, A.Tamoto, N.Kawatsuki, T.Hasegawa: "Highly stable polarization gratings in photo-cross-linkable polymer liquid crystals"Journal of Applied Physics. 94, 3. 1295-1303 (2003)
• [文献書誌] N.Kawatsuki, E.Uchida: "Birefringent control and optical switching of copolymer liquid crystal film with azobenzene and photo-cross-linkable side groups"Applied Physics Letters. 83, 8. 1560-1562 (2003)