高速応答高分子液晶コンポジット材料の低駆動電圧化と電界応答メカニズムの解明

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前年度の延長として、高分子ネットワーク内部の液晶を置換・再充填することにより、同等なネットワーク内においてホスト液晶の物性値が電気光学特性に与える影響を調べた。結果、駆動電圧に関してはネットワークが存在しない場合と同様の傾向を見出した。一方、立下り速度はネットワークサイズによる影響が支配的であるため、大きな差異はみられなかった。また、ネットワーク中における液晶のモデル化を行った。高分子ネットワークに対応する直方体の内部に楕円体の液晶領域が存在する簡単なモデルを仮定することで、前の実験結果におけるネットワーク形状や液晶物性値を利用して、実験結果に近い依存性を再現できることを確認した。更に、各々の物性値による依存性を検討し、同等なネットワークにおいて液晶の物性値のとる理想的な条件を明らかにした。得られた成果が適用できるネットワークサイズは限定されるが、ネットワークの影響が支配的となったコンポジット材料において電気光学特性の改善を目指す上での指針となるといえる。それと並行して、電界印加中のパターン重合による屈折率分布を持つ光学素子作製を検討したものの、方位角・チルト角同時制御は困難であった。計画を変更し、光配向法を利用した液晶配向方位角制御による光学素子作製を行った。コレステリック液晶は螺旋構造を持ち、円偏光を反射するため反射型デバイスに利用されてきた。従来は反射率のみ制御可能であったが、方位角制御により螺旋構造の位相を変化させることで反射光の位相が変化することを、世界で初めて明らかにした。この原理をレンズ・デフレクターの作製により、実験的に示した。また、この関係はコレステリック液晶の反射波長帯全てにおいて成立する。垂直入射において多色での光渦の生成を行うと共に、斜め入射においてコレステリック液晶が示す全反射バンドを利用することで、入射偏光状態に依らない光渦生成を実現した。