引言：

日本長(zhǎng)岡技術(shù)科學(xué)大學(xué)電氣工程系 TOMOYUKI SASAKI 團(tuán)隊(duì)在《Optical Materials EXPRESS》發(fā)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(lián)液晶聚合物（PLCPs）摻雜液晶（LC）體系光取向錨定能的評(píng)估方法，為液晶在顯示、光通信等光子領(lǐng)域的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

摘要：

本文表征了摻雜在液晶（LC）中的光交聯(lián)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(jìn)行退火處理。結(jié)果表明，由于軸選擇性光交聯(lián)反應(yīng)，PLCP 摻雜液晶發(fā)生了重新取向。研究探究了摩擦 PI 膜的表面錨定強(qiáng)度與重新取向方向的關(guān)系，結(jié)果顯示 PLCP 在液晶中的光取向錨定強(qiáng)度最大值高于 4×102 J/m3，該光取向技術(shù)可在表面錨定強(qiáng)度為 10?? J/m2 的液晶盒中實(shí)現(xiàn)顯著的重新取向。

PI 層摩擦與錨定能測(cè)量

0.1μm 厚的 PI 層采用EHC液晶配向摩擦試驗(yàn)機(jī)MRJ-100進(jìn)行單向摩擦，通過調(diào)節(jié)摩擦強(qiáng)度控制 PI 取向?qū)拥姆轿诲^定能。研究采用尼爾壁法測(cè)定摩擦 PI 膜的表面錨定能，單獨(dú)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(cè)量尼爾壁寬度 w。取向膜的方位錨定強(qiáng)度由公式 A=2dK??/w2 計(jì)算得出，其中 d 為盒厚，K??為向列相液晶的展曲彈性常數(shù)。

紫外照射與取向觀測(cè)

采用IK3501R-G 紫外激光器（日本 Kinmon 公司）對(duì) PLCP 摻雜液晶盒進(jìn)行照射，激光波長(zhǎng) 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(cè)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(jié)論：

我們對(duì)均勻取向的 PLCP 摻雜液晶的光誘導(dǎo)再取向進(jìn)行了定量評(píng)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(jié)果表明，經(jīng)紫外光照射及后續(xù)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(dāng)摩擦 PI 層的方位角錨定強(qiáng)度顯著較低（< 10?? J/m2）時(shí)，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(jié)果表明，混合物中光交聯(lián) PLCP 分子的錨定強(qiáng)度（即光取向錨定能）高于摩擦 PI 膜的錨定強(qiáng)度。我們認(rèn)為，該評(píng)估方法可用于測(cè)定各類光取向液晶的光取向錨定能。