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日本長岡技術科學大學電氣工程系 TOMOYUKI SASAKI 團隊在《Optical Materials EXPRESS》發表了題為 “Photoalignment anchoring energy of photocrosslinkable liquid crystalline polymers doped in nematic liquid crystals" 的研究，成功建立光交聯液晶聚合物（PLCPs）摻雜液晶（LC）體系光取向錨定能的評估方法，為液晶在顯示、光通信等光子領域的應用提供技術支撐。
摘要：
本文表征了摻雜在液晶（LC）中的光交聯液晶聚合物（PLCPs）的光取向錨定能。利用摩擦聚酰亞胺（PI）膜制備了具有均相取向的 PLCP 摻雜液晶盒，將其暴露于線偏振紫外激光束后進行退火處理。結果表明，由于軸選擇性光交聯反應，PLCP 摻雜液晶發生了重新取向。研究探究了摩擦 PI 膜的表面錨定強度與重新取向方向的關系，結果顯示 PLCP 在液晶中的光取向錨定強度最大值高于 4×102 J/m3，該光取向技術可在表面錨定強度為 10?? J/m2 的液晶盒中實現顯著的重新取向。
PI 層摩擦與錨定能測量
0.1μm 厚的 PI 層采用EHC液晶配向摩擦試驗機MRJ-100進行單向摩擦，通過調節摩擦強度控制 PI 取向層的方位錨定能。研究采用尼爾壁法測定摩擦 PI 膜的表面錨定能，單獨制備了含 E7 液晶、PI 涂層玻璃基板和 0.10mm 間隔物的平面液晶盒，用于測量尼爾壁寬度 w。取向膜的方位錨定強度由公式 A=2dK??/w2 計算得出，其中 d 為盒厚，K??為向列相液晶的展曲彈性常數。
紫外照射與取向觀測
采用IK3501R-G 紫外激光器（日本 Kinmon 公司）對 PLCP 摻雜液晶盒進行照射，激光波長 325nm，入射角 0°，初始指向矢與激光偏振方向夾角 45°。P1 摻雜液晶盒的曝光能量為 2.0 J/cm2，P2 摻雜液晶盒為 6.0×101 J/cm2。照射后在 100℃下退火 30min，冷卻至室溫后，基于正交偏振法，使用 633nm He-Ne 激光器作為探測光束，通過ECRIPS E200 偏光顯微鏡（日本 Nikon 公司）觀察液晶的取向方向和雙折射特性。
結論：
我們對均勻取向的 PLCP 摻雜液晶的光誘導再取向進行了定量評估。將帶有摩擦 PI 層的玻璃盒中的 PLCP 摻雜液晶暴露于線偏振紫外激光束下。結果表明，經紫外光照射及后續退火處理，PLCP 摻雜液晶沿偏振方向重新取向。再取向程度取決于摩擦取向膜的表面錨定能。當摩擦 PI 層的方位角錨定強度顯著較低（< 10?? J/m2）時，PLCP 摻雜液晶沿線偏振紫外激光束的偏振方向重新取向。該結果表明，混合物中光交聯 PLCP 分子的錨定強度（即光取向錨定能）高于摩擦 PI 膜的錨定強度。我們認為，該評估方法可用于測定各類光取向液晶的光取向錨定能。
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