OARS -开放存取奖励系统gydF4y2Ba
DOI: 10.2240 / azojomo0108gydF4y2Ba

聚肉桂酸乙烯基光敏取向膜上蒸发液晶多层膜的表面取向研究gydF4y2Ba

Thet Naing Oo, Yasuyuki Ohta, Norihiko Tanaka, Tetsuya Iwata, Munehiro Kimura和Tadashi AkahanegydF4y2Ba

版权AD-TECH;被许可人AZoM.com私人有限公司gydF4y2Ba

这是一篇AZo开放获取奖励系统(AZo- oars)的文章,在AZo- oars的条款下分发gydF4y2Ba//www.washintong.com/oars.aspgydF4y2Ba在适当引用原著的情况下,允许不受限制地使用,但仅限于非商业性传播和复制。gydF4y2Ba

发布:2005年9月gydF4y2Ba

主题gydF4y2Ba

抽象的gydF4y2Ba

关键字gydF4y2Ba

介绍gydF4y2Ba

三维表面轮廓仪的概念gydF4y2Ba

实验gydF4y2Ba

结果与讨论gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

参考文献gydF4y2Ba

详细联系方式gydF4y2Ba

抽象的gydF4y2Ba

用新颖的三维(3-d)表面轮廓仪的装置观察到的液晶通过在光取向聚乙烯醇肉桂酸酯(PVCI)膜蒸发形成多层膜的 - 正戊基-4-氰基联苯-4'-表面取向。gydF4y2Ba用液晶多层膜的拓扑图表征了部分光暴露PVCi薄膜的光诱导各向异性。gydF4y2Ba很可能的是LC多层的拓扑反射LC分子的薄膜上的取向分布。gydF4y2Ba此外,露天LC沉积在图案对准是一种潜在的技术,以实现功能表面。gydF4y2Ba

关键字gydF4y2Ba

年代gydF4y2BaurfacegydF4y2Ba一个gydF4y2Balignment,gydF4y2BalgydF4y2BaiquidgydF4y2BacgydF4y2Barystal,gydF4y2BapgydF4y2BaolyvinylcinnamategydF4y2BafgydF4y2Bailm,gydF4y2Ba年代gydF4y2BaurfacegydF4y2BapgydF4y2Barofiler,gydF4y2BapgydF4y2BahotoalignmentgydF4y2Ba

介绍gydF4y2Ba

在液晶亚博老虎机网登录科学技术中,对液晶表面效应的研究是最重要和不可避免的问题之一。gydF4y2Balc对表面的作用非常敏感,使得其界面现象[1]。gydF4y2Ba在大多数液晶显示器(lcd)中,均匀排列是必须的,通常是通过在玻璃基板上沉积各向异性聚合物排列膜来实现的。gydF4y2Ba对准作用通过特定的界面相互作用从衬底转移到本体LC。gydF4y2Ba通过该表面支配散装的取向的各向异性表面-LC相互作用通常被称为表面取向锚固[2]。gydF4y2BaLCs对界面属性非常敏感,并且界面上的导向器沿着对齐层的易轴方向。gydF4y2Ba因此,对齐层是液晶显示器的关键组件。gydF4y2Ba当液晶指向器平行于衬底排列时,就会发生均匀排列,而垂直排列则被称为同向排列。gydF4y2Ba在预倾斜均匀排列中,导向轴与衬底呈小的均匀极角。gydF4y2Ba虽然在聚酰亚胺层上摩擦仍然是目前大规模生产液晶显示器的技术,但对可行的替代技术有广泛的兴趣。gydF4y2Ba一种比摩擦更有吸引力的替代方法是通过光化学方法产生对准膜的表面各向异性,通常称为“光诱导对准”[3]。gydF4y2Ba一般来说,光诱导对准是通过用非偏振光和偏振紫外线(UV)曝光光对准聚合物薄膜来实现的。gydF4y2Ba有三个gydF4y2Ba用于photoalignment亚博网站下载图层的主要材料类别。gydF4y2Ba它们可以根据引起光取向的光化学反应进行分类,即(i)含偶氮聚合物(光取向可逆)gydF4y2Ba独联体gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba反式gydF4y2Ba异构化),(ii)交联材料(通过光二聚形成光取向)和(iii)聚酰亚胺亚博网站下载(通过光降解形成光取向)[4]。gydF4y2Ba特别是用偏振光产生的光交联PVCi薄膜[5,6]的表面对准是一个有用的课题。gydF4y2Ba

对lc -表面相互作用的深入了解对于充分理解表面工程是必不可少的。gydF4y2Balc -表面相互作用的性质是复杂的,包括范德华相互作用,偶极相互作用,空间因素,化学和氢键,表面形貌[7]。gydF4y2Ba哪一种相互作用起主要作用取决于当时的情况。gydF4y2Ba除表面形貌部分外,所有贡献主要由底物与lc之间的分子间相互作用决定。gydF4y2Ba虽然到目前为止已经在理论和实践上做出了大量的努力来解释表面锚定,但其潜在的机制尚未被清楚地理解。gydF4y2Ba提出了两类用于表面锚定的对准机构。gydF4y2Ba第一类是与摩擦诱导微沟槽相关的各向异性LC定向弹性(表面形貌机制或Berreman弹性变形模型)[8-10]。gydF4y2Ba第二类是分子尺度上的短程相互作用[11-16]。gydF4y2Ba对于第一类,Berreman提出gydF4y2Ba指向矢场本身适应于衬底表面的拓扑结构,以最小化来自指向矢场的畸变所产生的弹性应变能量。gydF4y2Ba第二类是基于LC分子和底物之间的相互作用。gydF4y2Ba这些相互作用影响了衬底附近LC分子的取向顺序;由此产生的LC分子顺序依次通过分子间相互作用向主体传播,这种相互作用倾向于使分子彼此平行排列。gydF4y2Ba也就是说,块体分子从取向面呈向列相外延生长[16,17]。gydF4y2Ba为了更好地了解表面对液晶分子排列的影响,许多研究都集中在液晶分子的界面性质上。gydF4y2Ba因此,在表面科学中,需要对表面和界面进行可靠的表征。亚博老虎机网登录gydF4y2Ba许多类型的表面分析工具已经发展了多年。gydF4y2Ba然而,他们的大部分能力都有一些局限性。gydF4y2Ba近年来,人们发展了几种激光表面探测技术。gydF4y2Ba其中,光学二次谐波产生(SHG)和和频产生(SFG)振动光谱已经被证明是探测表面分子排列方向和排列的有效工具[18-21]。gydF4y2Ba在SHG技术中,在给定的激光功率下,信号随光斑尺寸的减小而增大,但最终可能受到激光诱导的表面损伤的限制。gydF4y2BaSHG技术所涉及到的问题是考虑被探测面积的大小,以及激光加热引起的材料表面损伤阈值[22]。gydF4y2Ba此外,由于表面面积的不均匀会导致信号[23]的变化,因此,SHG技术的探测区域内部应该是均匀的。gydF4y2Ba为了克服这些问题,我们利用新型的表面轮廓仪进行了这项研究。gydF4y2Ba

AZoJoMO - AZoM材料在线期刊- LPUV亚博网站下载激光照射下两个PVCi分子间的光交联。垂直箭头E表示线偏振光入射电场的偏振方向或偏振矢量。gydF4y2Ba

图1所示。gydF4y2BaLPUV激光照射下PVCi分子间的光交联。gydF4y2Ba垂直箭头E表示偏振方向或偏振矢量gydF4y2Ba线偏振光的入射电场。gydF4y2Ba

在本工作中,PVCi被用作光对准层。gydF4y2BaPVCi是最早合成的光聚合物。gydF4y2Ba它的设计,聚乙烯醇骨架与肉桂侧链,在希望聚合物结合的肉桂酰基之间光环将被设想的交联相邻的大分子[24]。gydF4y2Ba众所周知PVCi的主要光反应和理解是(2 + 2)环加成作用的肉桂酸侧两组不同的聚合物链形成truxinic酸衍生物,如图1所示(6,27)即PVCi显示与极化photo-dimerization反应紫外线照射(25、26)。gydF4y2Ba在偏振紫外线照射之前,肉桂酸侧链是各向同性分布的[5]。gydF4y2Ba肉桂酸基团具有显著的紫外二色性和介电各向异性,这是由于电子离域从苯通过相邻的双键延伸到羧基。gydF4y2Ba因此,当光子偏振方向如图1[6]所示时,光子的吸收和产生的环加成是最有可能的。gydF4y2Ba对初始非晶薄膜的偏振紫外线照射将导致与偏振光轴平行的肉桂酸基团的选择性耗尽。gydF4y2Ba可以认为,通过使用线性偏振UV(LPUV)光,PVCI分子的取向选择性光反应发生,也就是,LPUV光选择性地通过具有其侧链(肉桂酸酯基团)PVCI分子吸收平行于偏振UV光,并且分子的偏振矢量被二聚化。gydF4y2Ba从考虑PVCI分子的化学结构,该非二聚侧链具有细长gydF4y2BaπgydF4y2Ba-电子轨道沿着侧链,这个各向异性的形状gydF4y2BaπgydF4y2Ba-电子轨道沿侧链具有较大的折射率(慢轴)。gydF4y2Ba因此,感光PVCi薄膜的慢轴是定向的gydF4y2Ba这表明有大量的非二聚侧链垂直于UV偏振[25,26]。gydF4y2Ba斯凯特gydF4y2Ba等gydF4y2Ba.认为LC配位是(2 + 2)环加成反应导致肉桂酸侧链的各向异性损耗所致:未反应侧链和主产物的配位方向都垂直于入射的UV场[4,5]。gydF4y2Ba因此,lc均匀地排列在这些薄膜上,其导向器垂直于偏振方向。gydF4y2Ba这些PVCi表面上的LC排列是由LC分子之间的各向异性范德华相互作用和由光诱导侧链分布引起的光学各向异性引起的[5,6]。gydF4y2Ba

本研究的目的是研究在光取向PVCi薄膜上蒸发形成的LC多层膜的表面取向。gydF4y2Ba在与PVCi膜表面接触的LC分子的单层排列中进行显微图像的可视化。gydF4y2Ba我们的目的是研究LC分子在周期性图案衬底表面的排列。gydF4y2Ba利用三维表面轮廓仪和光学偏光显微镜研究了蒸发LC多层膜在PVCi薄膜上的表面取向。gydF4y2Ba

:: AZoJoMO - AZoM材料在线期刊-轮廓测量的亚博网站下载基本概念gydF4y2Ba

:: AZoJoMO - AZoM材料在线期刊-三维表面轮亚博网站下载廓仪原理图。gydF4y2Ba

图2。gydF4y2Ba(a)基本的轮廓测量的概念;(B)3-d表面轮廓的示意图。gydF4y2Ba

三维表面轮廓仪的概念gydF4y2Ba

在光诱导PVCi定向膜表面吸附LC单分子膜的定向过程可以用显微图像来描述。gydF4y2Ba利用扫描激光成像仪(Core System Co. Ltd.)研究了LC多层膜的表面拓扑结构。gydF4y2Ba图2(a)描述了剖面测量的基本概念。gydF4y2Ba假设一个弯曲的物体保持这个距离gydF4y2BalgydF4y2Ba从光源到表面S。gydF4y2Ba扫描方向为x轴。gydF4y2Ba被测物体沿x轴的表面轮廓可以用该函数表示gydF4y2BafgydF4y2Ba(x)。gydF4y2Ba我们假设激光光源L的光束在点P处发射到弯曲物体上。gydF4y2Ba当角gydF4y2BaθgydF4y2Ba,则P点的梯度可表示为:gydF4y2Ba

(1)gydF4y2Ba

入射光和反射光之间的角度近似为2gydF4y2BaθgydF4y2Ba,其对应于该偏差gydF4y2Baδ.gydF4y2Ba来自入射光束。gydF4y2Ba在这种情况下,gydF4y2Baδ.gydF4y2Ba近似为2gydF4y2BaθgydF4y2BalgydF4y2Ba.gydF4y2Ba当偏差gydF4y2Baδ.gydF4y2Ba是由扫描物测得的,表面轮廓的分布函数gydF4y2BafgydF4y2Ba(x)可以通过测量得到gydF4y2Baδ.gydF4y2Ba(x)。gydF4y2Ba

由式(1)可知:gydF4y2BafgydF4y2Ba(x)可由:gydF4y2Ba

(2)gydF4y2Ba

在哪里gydF4y2BaαgydF4y2Ba=½gydF4y2BalgydF4y2Ba.gydF4y2Ba的系数gydF4y2BaαgydF4y2Ba可以用已知物体的标定测量来确定。gydF4y2Ba二维方向的连续扫描可以得到三维表面轮廓。gydF4y2Ba

表面轮廓仪的装置如图2(b)所示。gydF4y2Ba该曲面轮廓仪采用扫描镜代替扫描检测器。gydF4y2Ba该曲面轮廓仪的设计是将球面凹面镜组合在一起,使被测点的曲率与光强同步。gydF4y2Ba该仪器的显著特点是扫描范围广(gydF4y2Ba~gydF4y2Ba40毫米),垂直分辨率高(gydF4y2Ba~gydF4y2Ba0.01海里)。gydF4y2Ba的表面轮廓和误差分析的详细系统图将在别处公布。gydF4y2Ba

实验gydF4y2Ba

实验采用Corning - 1737f (Corning Co.)玻璃基板。gydF4y2Ba聚乙烯醇肉桂酸酯(PVCi)[平均分子量gydF4y2BawgydF4y2Ba约200000 (GPC), 1wt%, Aldrich Chem。Co.]用于光对准层,在玻璃基板上旋涂,然后在90℃烘干gydF4y2Ba°gydF4y2BaC 30秒。gydF4y2Ba图3演示了在样本上生成条纹对齐模式的实验配置。gydF4y2Ba利用He-Cd激光(Kimmon, K3501R-G)产生周期性条纹图案[gydF4y2BaλgydF4y2Ba= 325 nm, 25 mW/cmgydF4y2Ba2gydF4y2Ba)和照片掩模(100gydF4y2BaμgydF4y2BaM行空格)。gydF4y2Ba曝光时间设置为20分钟。gydF4y2Ba采用原子力显微镜(AFM) (Shimadzu, SPM-9500J2)验证PVCi薄膜在基板上的平整度。gydF4y2Ba蒸发,4gydF4y2Ba”gydF4y2Ba-n-戊基-4-氰基联苯(5CB,由默克公司提供)[TgydF4y2Ba倪gydF4y2Ba= 35.5gydF4y2Ba°gydF4y2BaC在热板上加热到90度gydF4y2Ba°gydF4y2BaC,然后在室温空气中吸附在距离LC源5cm的衬底表面上。gydF4y2Ba通过改变蒸发时间来控制5CB的吸附量。gydF4y2Ba

AZoJoMO - AZoM材料在线期刊-周期性条纹亚博网站下载图案形成的实验装置。gydF4y2Ba

图3。gydF4y2Ba周期条纹图案形成的实验装置。gydF4y2Ba

结果与讨论gydF4y2Ba

图4显示了由表面轮廓仪显示的光诱导PVCi薄膜的三维表面高度图形映射。gydF4y2Ba如图4 (b)所示,PVCi薄膜的表面没有显示出表面浮雕光栅。gydF4y2Ba为了补充这一结果,我们使用动态模式拍摄了PVCi薄膜的AFM图像,如图5所示。gydF4y2Ba我们用20gydF4y2BaμgydF4y2BaM光掩模,而不是100gydF4y2BaμgydF4y2Ba米光掩模,因为我们的AFM的扫描范围是30gydF4y2Ba×gydF4y2Ba30.gydF4y2BaμgydF4y2Ba米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba.gydF4y2Ba结果显示,PVCi定向膜表面没有周期性的浮雕光栅,同时发现了由旋转涂层引起的浅皱纹。gydF4y2Ba

AZoJoMO - AZoM材料在线杂志-表面轮廓仪亚博网站下载显示的光诱导PVCi薄膜的图案映射。(a) PVCi薄膜在水平方向上的周期性条纹图案(100毫米UV暴露和遮蔽区域);gydF4y2Ba

AZoJoMO - AZoM材料在线杂志-表面轮廓仪亚博网站下载显示的光诱导PVCi薄膜的图案映射。(b) (a)的垂直高度分辨率。gydF4y2Ba

图4。gydF4y2Ba表面轮廓仪显示的光诱导PVCi薄膜的图案映射。(a)周期性条纹图案(100gydF4y2BaμgydF4y2Ba在PVCi膜水平方向上的UV暴露区和掩膜区);(b) (a)的垂直高度分辨率。gydF4y2Ba

AZoJoMO - AZoM材料在线杂志- PVCi亚博网站下载薄膜表面20 x 20 mm2动态模式AFM图像。AFM数据的二维显示;gydF4y2Ba

AZoJoMO - AZoM材料在线杂志- PVCi亚博网站下载薄膜表面20 x 20 mm2动态模式AFM图像。AFM数据的三维显示。gydF4y2Ba

图5。gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba×gydF4y2Ba20.gydF4y2BaμgydF4y2Ba米gydF4y2Ba2gydF4y2BaPVCi薄膜表面的动态模式AFM图像。(a) AFM数据的二维显示;(b) AFM数据的三维显示。gydF4y2Ba

图6-8示出了3-d分别通过改变蒸发时间为1,2,和3小时的光致上膜PVCI通过蒸发形成的LC多层膜的表面高度图案映射。gydF4y2Ba

AZoJoMO - AZoM材料在线杂志-表面轮廓仪亚博网站下载显示了1小时5CB蒸发在光诱导PVCi薄膜上蒸发形成的LC多层膜的三维表面高度图。在紫外暴露区和屏蔽区均观察到表面粗糙度为几埃的表面拓扑结构。(b) (a)的垂直高度分辨率。gydF4y2Ba

AZoJoMO - AZoM材料在线杂志-表面轮廓仪亚博网站下载显示了1小时5CB蒸发在光诱导PVCi薄膜上蒸发形成的LC多层膜的三维表面高度图。在紫外暴露区和屏蔽区均观察到表面粗糙度为几埃的表面拓扑结构。(b) (a)的垂直高度分辨率。gydF4y2Ba

图6。gydF4y2Ba表面轮廓仪显示了1小时5CB蒸发在光诱导PVCi薄膜上蒸发形成的LC多层膜的三维表面高度图。在紫外暴露区和屏蔽区均观察到表面粗糙度为几埃的表面拓扑结构。(a)周期性条纹图案(100gydF4y2BaμgydF4y2Ba在水平方向上的LC多层膜的UV暴露区和掩膜区);(b) (a)的垂直高度分辨率。gydF4y2Ba

AZoJoMO - AZoM材料在线杂志-表面轮廓仪亚博网站下载揭示了光诱导PVCi薄膜上蒸发2小时形成的LC多层膜的三维表面高度图。垂直高度信息:0.5 nm用于UV暴露区域,1.5 - 4.5 nm用于掩膜区域。在图案映射的左侧有一个洞是薄膜的机械损伤。(a) LC多层膜在水平方向上的周期性条纹图案(100mm紫外线暴露和遮蔽区域);gydF4y2Ba

AZoJoMO - AZoM材料在线杂志-表面轮廓仪亚博网站下载揭示了光诱导PVCi薄膜上蒸发2小时形成的LC多层膜的三维表面高度图。垂直高度信息:0.5 nm用于UV暴露区域,1.5 - 4.5 nm用于掩膜区域。在图案映射的左侧有一个洞是薄膜的机械损伤。(b) (a)的垂直高度分辨率。gydF4y2Ba

图7。gydF4y2Ba表面轮廓仪显示了2小时5CB蒸发在光诱导PVCi薄膜上蒸发形成的LC多层膜的三维表面高度图。垂直高度信息:gydF4y2Ba≈gydF4y2Ba用于UV 0.5nm的暴露区域和1.5 - 4.5纳米的掩模区。在图案映射的左侧有一个洞是薄膜的机械损伤。(a)周期性条纹图案(100gydF4y2BaμgydF4y2Ba在水平方向上的LC多层膜的UV暴露区和掩膜区);(b) (a)的垂直高度分辨率。gydF4y2Ba

AZoJoMO - AZoM材料在线杂志-表面轮廓仪亚博网站下载揭示了光诱导PVCi薄膜蒸发3小时后LC多层膜的三维表面高度图。垂直高度信息:UV暴露区域为1.5 - 3nm,屏蔽区域为4.5 - 8nm。(a) LC多层膜在水平方向上的周期性条纹图案(100mm紫外线暴露和遮蔽区域);gydF4y2Ba

AZoJoMO - AZoM材料在线杂志-表面轮廓仪亚博网站下载揭示了光诱导PVCi薄膜蒸发3小时后LC多层膜的三维表面高度图。垂直高度信息:UV暴露区域为1.5 - 3nm,屏蔽区域为4.5 - 8nm。(b) (a)的垂直高度分辨率。gydF4y2Ba

图8。gydF4y2Ba表面轮廓仪显示了光诱导PVCi薄膜蒸发3小时后LC多层膜的三维表面高度图。垂直高度信息:UV暴露区域为1.5 - 3nm,屏蔽区域为4.5 - 8nm。gydF4y2Ba(a)周期性条纹图案(100gydF4y2BaμgydF4y2Ba在水平方向上的LC多层膜的UV暴露区和掩膜区);(b) (a)的垂直高度分辨率。gydF4y2Ba

从这些模式映射中,我们可以想象出吸附LC在光诱导PVCi对准膜表面的对准过程如下图所示。gydF4y2BaLC分子的表面密度在1小时时很低,因为很少有LC分子被吸附并覆盖在整个表面积上。gydF4y2Ba随着蒸发时间的增加,液晶分子的表面密度增大。gydF4y2Ba在持续3小时时,表面上可以清楚地看到一个周期性的剖面,其周期与光掩模模式对应100gydF4y2BaμgydF4y2BaM线和空间。gydF4y2Ba我们还认识到,UV暴露区域的图案高度低于掩膜区域的图案高度。gydF4y2Ba这一结果表明,与紫外暴露区相比,在掩蔽区发生的LC分子在表面上的排列更大。gydF4y2Ba

另一方面,我们知道,发生在UV暴露区域表面的LC分子沿方向与衬底表面平行排列良好,垂直于辐照的UV偏振[5,6]。gydF4y2Ba此外,该模式表明,逐层向列生长可能形成均质排列[31-34]。gydF4y2Ba而在掩蔽区,LC分子阶数较低。gydF4y2Ba因此,随机取向的LC分子似乎使LC多层膜体积增大。gydF4y2Ba

我们提出了LC多层膜在紫外暴露区域和掩膜区域表面分子排列的可能模型,如图9所示。gydF4y2Ba该模型基于LC分子间的各向异性范德华相互作用和PVCi薄膜上光诱导侧链分布引起的光学各向异性的概念。gydF4y2Ba存在用于范德瓦到表面范德华贡献理论论证和向列的LC [7,28,29]的锚定能。gydF4y2Ba基于这些现有的理论,SchadtgydF4y2Ba等gydF4y2Ba.提出了光诱导PVCi表面的LC排列是由LC分子间的各向异性范德华相互作用和光诱导侧链分布[5]引起的光学各向异性引起的。gydF4y2Ba此外,从其它相关的实验结果,可以实现的主导力对准LC分子上光致PVCI膜的一个来自于各向异性范德华相互作用[6,25-27,30]。gydF4y2Ba在这个模型中,我们假设大部分分子表现出表面外延生长的向列相校准按照第二类对齐机制(分子epitaxy-like模型),因为AFM结果(图5)显示的表面photo-treated PVCi电影并没有发现表面浮雕光栅(表面地形contribution can be excluded).

AZoJoMO - AZoM材料在线杂志-解释LC多亚博网站下载层膜在紫外暴露区和屏蔽区表面分子排列的一个可能的模型。笛卡尔坐标系的定义是使用分子层作为x-y平面,z轴作为层的法线。这里,q是分子轴n和层法线之间的夹角,f是分子轴在层平面上的方位角。罐代表LC取向。gydF4y2Ba

图9。gydF4y2Ba一种解释LC多层膜在紫外暴露区和掩膜区表面分子排列的可能模型。笛卡尔坐标系的定义是使用分子层作为x-y平面,z轴作为层的法线。在这里,gydF4y2BaθgydF4y2Ba分子轴n和层之间的角度,和gydF4y2BaφgydF4y2Ba为分子轴在层面上的方位角。罐代表LC取向。gydF4y2Ba

有了这些想法,我们希望能够很容易地理解所提出的模型,该模型描述了如图9所示的经过光处理的图形PVCi表面上的不同对准机制。gydF4y2Ba在紫外曝光区域,LC分子沿垂直于紫外偏振的方向与衬底表面平行排列,形成低排列剖面。gydF4y2Ba在掩蔽区,由于表面聚合物分子(即肉桂酸侧链)的各向同性分布,LC分子随机定向,使得LC对准剖面体积较大。gydF4y2Ba由此可见,紫外曝光区和掩膜区排列轮廓的高度差主要来自LC分子与光学各向异性PVCi膜之间的各向异性范德华相互作用。gydF4y2Ba

为了补充我们的考虑,图10显示了光诱导PVCi薄膜上蒸发LC多层膜的偏振显微照片。gydF4y2Ba在表面可以清楚地看到周期性图像。gydF4y2Ba在UV曝光区域,发现了向列纹影纹理的平面对齐,而隐藏区域由于随机而呈现出黑暗gydF4y2Ba对齐。gydF4y2Ba从图10可以看出,偏振光显微照片证实了所提出的表面分子排列模型。gydF4y2Ba在偏光显微照片中,没有发现垂直信息。gydF4y2Ba因此,这一点对于在毫米范围内实现纳米尺度轮廓的新型表面轮廓仪是非常有用的。gydF4y2Ba

AZoJoMO - AZoM材料在线杂志-光诱导PV亚博网站下载Ci薄膜上LC多层膜在5CB蒸发3小时后表面排列的偏振光显微照片。衬底在交叉偏振器之间。gydF4y2Ba

AZoJoMO - AZoM材料在线杂志-光诱导PV亚博网站下载Ci薄膜上LC多层膜在5CB蒸发3小时后表面排列的偏振光显微照片。衬底在交叉偏振器之间。gydF4y2Ba

图10。gydF4y2Ba(a)在5CB蒸发3小时的光诱导PVCi薄膜上蒸发LC多层膜的表面排列的偏振光显微照片。衬底在交叉偏振器之间。(b)放大(a)。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

利用这种新型的表面轮廓仪首次显示了光诱导PVCi薄膜表面蒸发LC多层膜的拓扑结构。gydF4y2Ba据发现,LC多层膜在UV曝光区域的高度比在掩模区低。gydF4y2Ba这种高差揭示了不同的周期剖面排列机制。gydF4y2BaLC多层膜的拓扑结构很可能反映了LC分子在薄膜上的取向分布。gydF4y2Ba光偏振显微镜证实,有一个平面取向与向列型条纹结构在UV暴露区域上。gydF4y2Ba实现了光诱导PVCi表面能够有效地将吸附的LC多层膜平行于衬底表面的方向排列,然后通过类外延的LC - LC相互作用将排列扩展到体块。gydF4y2Ba

从实际应用的角度来看,利用分子沉积技术在人工定向膜上实现功能表面是一种有潜力的技术。gydF4y2Ba

作为一种成型技术,其基本概念与印刷技术相比十分独特,因为露天分子沉积可以被视为一种非接触的成型技术。gydF4y2Ba分辨率和高度控制是下一个挑战,将在其他地方报道。gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

这项工作是部分由格兰特在急救青年科学家(B)(编号15760020)由日本学术振兴的鼓励支持。亚博老虎机网登录gydF4y2Ba

参考文献gydF4y2Ba

1.gydF4y2Ba张志强,“液晶之表面物理”,国立台湾大学液晶科学研究所硕士论文,民国89年。gydF4y2Ba

2.gydF4y2Ba杰罗姆,“表面gydF4y2BaegydF4y2Ba这个效果,gydF4y2Ba一个gydF4y2Banchoring在gydF4y2BalgydF4y2BaiquidgydF4y2BacgydF4y2Barystals”,众议员掠夺。理论物理。,54gydF4y2Ba(1991) 391 - 451。gydF4y2Ba

3.gydF4y2BaW. M.长臂猿,P. J.香农,S. -T。Sun和B. J. Swetlin,“表面介导gydF4y2Ba一个gydF4y2Balignment的gydF4y2BangydF4y2BaematicgydF4y2BalgydF4y2BaiquidgydF4y2BacgydF4y2Barystals与gydF4y2BapgydF4y2BaolarizedgydF4y2BalgydF4y2Ba激光器gydF4y2BalgydF4y2Ba“飞行,自然,gydF4y2Ba351gydF4y2Ba(1991)49-50。gydF4y2Ba

4.gydF4y2BaM. O 'Neill和S. M. Kelly,《光诱导》gydF4y2Ba年代gydF4y2BaurfacegydF4y2Ba一个gydF4y2Balignment为gydF4y2BalgydF4y2BaiquidgydF4y2BacgydF4y2BarystalgydF4y2BadgydF4y2Baisplays”,期刊。D::。理论物理,gydF4y2Ba33gydF4y2Ba(2000) R67-R 84。gydF4y2Ba

5.gydF4y2Ba“线性聚合光致聚合物的表面诱导液晶平行排列”,日本。j:。理论物理,gydF4y2Ba31gydF4y2Ba(1992) 2155 - 2164。gydF4y2Ba

6.gydF4y2BaG. P. Bryan-Brown和I. C. Sage,《光诱导》gydF4y2BaogydF4y2Ba请和gydF4y2Ba一个gydF4y2BalignmentgydF4y2BapgydF4y2Baroperties的gydF4y2BapgydF4y2Baolyvinylcinnamates”,结晶的液体。gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba(1996) 825 - 829。gydF4y2Ba

7.gydF4y2Ba“液晶在各向异性衬底上的排列”,日本。j:。理论物理,gydF4y2Ba21gydF4y2Ba(1982) L109-L110。gydF4y2Ba

8.gydF4y2Ba王志强,“固体表面的形状和相邻向列型液晶的排列”,物理学报。(1,gydF4y2Ba28gydF4y2Ba(1972) 1683 - 1686。gydF4y2Ba

9.gydF4y2Ba王志强,“基于沟槽表面的液晶排列”,光子学报。液体,结晶。gydF4y2Ba23gydF4y2Ba(1973) 215 - 231。gydF4y2Ba

10.gydF4y2Bas . Faetti”方位gydF4y2Ba一个gydF4y2BanchoringgydF4y2BaegydF4y2Banergy的gydF4y2BangydF4y2BaematicgydF4y2BalgydF4y2BaiquidgydF4y2BacgydF4y2Barystal在gydF4y2BaggydF4y2Ba毛口gydF4y2Ba我gydF4y2Banterface”,理论物理。牧师。gydF4y2Ba36gydF4y2Ba(1987)408-410。gydF4y2Ba

11.gydF4y2BaJ. M. Geary, J. W. Goodby, A. R. Kmetz and J. S. Patel, " ThegydF4y2Ba米gydF4y2Ba助力的gydF4y2BapgydF4y2Ba最棒gydF4y2Ba一个gydF4y2Balignment的gydF4y2BalgydF4y2Baiquid-crystalgydF4y2Ba米gydF4y2Baaterials”,J.申请理论物理。,62gydF4y2Ba(1987) 4100 - 4108。gydF4y2Ba

12.gydF4y2BaD. Johannsmann, H. Zhou, P. Sonderkaer, H. Wierenga, B. O. Myrvold和Y. R. Shen,“相关性”gydF4y2BabgydF4y2Ba只gydF4y2Ba年代gydF4y2Baurface和gydF4y2BabgydF4y2BaulkgydF4y2BaogydF4y2Ba的rientationsgydF4y2BalgydF4y2BaiquidgydF4y2BacgydF4y2Barystals上gydF4y2BargydF4y2Ba乌兰巴托gydF4y2BapgydF4y2Ba最棒gydF4y2Ba年代gydF4y2Baurfaces:奇偶gydF4y2BaegydF4y2Ba这个效果的gydF4y2BapgydF4y2Ba最棒gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba溜蹄gydF4y2BaugydF4y2Ba傻瓜”,理论物理。牧师,EgydF4y2Ba48gydF4y2Ba(1993) 1889 - 1896。gydF4y2Ba

13.gydF4y2BaJ. A. Logan和D. Y. Yoon, "研究gydF4y2BalgydF4y2BaocalgydF4y2Ba年代gydF4y2Ba一绺头发,gydF4y2Ba米gydF4y2Baorphology,gydF4y2BalgydF4y2Baiquid-crystalgydF4y2Ba一个gydF4y2Balignment上gydF4y2BabgydF4y2Ba佛罗里达大学gydF4y2BapgydF4y2BaolyimidegydF4y2Ba年代gydF4y2Baurfaces”,j .达成。理论物理。,79gydF4y2Ba(1996) 6811 - 6817。gydF4y2Ba

14.gydF4y2Ba程(J. Cheng)和博伊德(G. D. Boyd),《ThegydF4y2BalgydF4y2Baiquid-crystalgydF4y2Ba一个gydF4y2BalignmentgydF4y2BapgydF4y2Baroperties的gydF4y2BapgydF4y2BahotolithographicgydF4y2BaggydF4y2Ba评分”,应用。理论物理。快报。,gydF4y2Ba35gydF4y2Ba(1979) 444 - 446。gydF4y2Ba

15.gydF4y2BaR. Barberi, I. Dozov, M. Giocondo, M. Iovane, dr . martino - lagarde, D. Stoenescu, S.Tonchev and L. V. Tsonev, " AzimuthalgydF4y2Ba一个gydF4y2Banchoring的gydF4y2BangydF4y2Baematic上gydF4y2BaugydF4y2BandulatedgydF4y2Ba年代gydF4y2Baubstrate:弹性gydF4y2BavgydF4y2Ba与gydF4y2Ba米gydF4y2Ba埃默里”,欧元。理论物理。J。,BgydF4y2Ba6gydF4y2Ba(1998) 83 - 91。gydF4y2Ba

16.gydF4y2BaM. B. Feller, W. Chen, Y. R. Shen,“调查gydF4y2Ba年代gydF4y2Baurface诱导gydF4y2Ba一个gydF4y2Balignment由gydF4y2BalgydF4y2Baiquid-crystalgydF4y2Ba米gydF4y2Baolecules由gydF4y2BaogydF4y2BapticalgydF4y2Ba年代gydF4y2Baecond-harmonicgydF4y2BaggydF4y2Baeneration”,理论物理。牧师。gydF4y2Ba43gydF4y2Ba(1991) 6778 - 6792。gydF4y2Ba

17.gydF4y2BaM. Barmentlo, R. W. Hollering和N. A. J. M. van Aerle,《相关性》gydF4y2BabgydF4y2Ba只gydF4y2Ba年代gydF4y2Baurface和gydF4y2BabgydF4y2BaulkgydF4y2BalgydF4y2Baiquid-crystalgydF4y2Ba一个gydF4y2BalignmentgydF4y2BaogydF4y2Babserved与gydF4y2BaogydF4y2BapticalgydF4y2Ba年代gydF4y2Baecond-harmonicgydF4y2BaggydF4y2Baeneration”,理论物理。牧师。gydF4y2Ba46gydF4y2Ba(1992)R4490-R4493。gydF4y2Ba

18.gydF4y2Ba沈玉荣(Y. R. Shen),《表面》(Surface)gydF4y2BapgydF4y2BaropertiesgydF4y2BapgydF4y2Ba长袍,gydF4y2Ba年代gydF4y2Baecond-harmonic和gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba频率上限gydF4y2BaggydF4y2Baeneration”,自然,gydF4y2Ba337gydF4y2Ba(1989) 519 - 525。gydF4y2Ba

19.gydF4y2Ba沈永仁,“光学gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba兴起gydF4y2BahgydF4y2BaarmonicgydF4y2BaggydF4y2Baeneration在gydF4y2Ba我gydF4y2Banterfaces”为基础。启。化学,gydF4y2Ba40gydF4y2Ba(1989) 327 - 350。gydF4y2Ba

20.gydF4y2BaChen W., M. B. Feller, Y. R. Shen,“通过光学二次谐波产生研究液晶单层分子的各向异性取向分布”,物理学报。(1,gydF4y2Ba63gydF4y2Ba(1989) 2665 - 2668。gydF4y2Ba

21.gydF4y2BaC. S. Mullin, P. Guyot-Sionnest, and Y. R. Shen,”液晶单层膜的性质gydF4y2Ba年代gydF4y2Bailane表面”,理论物理。牧师。gydF4y2Ba39gydF4y2Ba(1989) 3745 - 3747。gydF4y2Ba

22.gydF4y2Ba博伊德,沈玉荣,t.w. Hänsch,“连续波”gydF4y2Ba年代gydF4y2Baecond-harmonicgydF4y2BaggydF4y2Baeneration作为gydF4y2Ba年代gydF4y2BaurfacegydF4y2Ba米gydF4y2Baicroprobe”,选择列托人。gydF4y2Ba11gydF4y2Ba(1986) 97 - 99。gydF4y2Ba

23.gydF4y2Ba王志军,“基于二次谐波扫描显微镜的铝表面结构”,物理学报。Stat。索尔(一个)gydF4y2Ba175gydF4y2Ba(1999) 201 - 206。gydF4y2Ba

24.gydF4y2BaP. L. Egerton, E. Pitts,和A. Reiser,“固体聚(肉桂酸乙烯基)的光环加成”。光反应聚合物基质作为一个发色团位点的集合”,大分子,gydF4y2Ba14gydF4y2Ba(1981) 95 - 100。gydF4y2Ba

25.gydF4y2BaIimura, S. Kobayashi, T. Hashimoto, T. Sugiyama, K. Katoh,“利用聚(肉桂酸乙烯酯)光二聚反应的液晶分子排列控制”,IEICE Trans。电子,gydF4y2BaE79-CgydF4y2Ba(1996) 1040 - 1046。gydF4y2Ba

26.gydF4y2BaLi X. T. Li, H. Saitoh, H. Nakamura, S. Kobayashi, Y. Iimura,“optical - induced Liquid Crystal Alignment on Poly (vinyl cinnamate) Surface”,J. Photopolym。科学。抛光工艺。gydF4y2Ba10gydF4y2Ba十三至十八(1997)。gydF4y2Ba

27.gydF4y2BaR. Karapinar, M. O 'Neill, S. M. Kelly, A. W. Hall和G. J. Owen,《分子》(Molecular)gydF4y2Ba一个gydF4y2Balignment的gydF4y2BalgydF4y2BaiquidgydF4y2BacgydF4y2Barystals上gydF4y2BapgydF4y2BahotosensitivegydF4y2BapgydF4y2Ba最棒gydF4y2Ba年代gydF4y2BaurfacegydF4y2BaegydF4y2Baxposed来gydF4y2BalgydF4y2Ba支付帐单gydF4y2BapgydF4y2BaolarizedgydF4y2BaugydF4y2BaltravioletgydF4y2BalgydF4y2Ba激光器gydF4y2BargydF4y2Baadiation”,阿里,gydF4y2Ba51gydF4y2Ba(1998) 61 - 65。gydF4y2Ba

28.gydF4y2Ba冈野和村上,"gydF4y2BavgydF4y2Ba一个范德华gydF4y2BadgydF4y2BaispersiongydF4y2BafgydF4y2BaorcegydF4y2BacgydF4y2Baontribution到gydF4y2Ba我gydF4y2BanterfacialgydF4y2BafgydF4y2Ba稀土元素gydF4y2BaegydF4y2Banergy的gydF4y2BangydF4y2BaematicgydF4y2BalgydF4y2BaiquidgydF4y2BacgydF4y2Barystals”,期刊。(巴黎)Colloq。,gydF4y2Ba40gydF4y2Ba(1979)C3-525-528。gydF4y2Ba

29.gydF4y2BaJ.贝尔纳斯科尼,S.Strässler和H. R.泽勒,“gydF4y2BavgydF4y2Ba一个范德华gydF4y2BacgydF4y2Baontribution到gydF4y2Ba年代gydF4y2Baurface和gydF4y2Ba一个gydF4y2BanchoringgydF4y2BaegydF4y2Banergies的gydF4y2BangydF4y2BaematicgydF4y2BalgydF4y2BaiquidgydF4y2BacgydF4y2Barystals”,理论物理。牧师。gydF4y2Ba22gydF4y2Ba(1980) 276 - 281。gydF4y2Ba

30.gydF4y2Ba李晓天,裴东辉,小林胜,“液晶/光致聚合物界面方位锚定能量的测量”,日本。j:。理论物理,gydF4y2Ba36gydF4y2Ba(1997) L432-L434。gydF4y2Ba

31.gydF4y2BaShioda, Y. Okada, D. -H。Takanishi, K. Ishikawa, B. Park和H. Takezoe,“液晶对齐液晶”,日本。j:。理论物理,gydF4y2Ba41gydF4y2Ba(2002) L266-L268。gydF4y2Ba

32.gydF4y2BaB. Jérôme和Y. R. Shen,“锚定gydF4y2BangydF4y2BaematicgydF4y2BalgydF4y2BaiquidgydF4y2BacgydF4y2Barystals上gydF4y2Ba米gydF4y2Baica在gydF4y2BapgydF4y2Baresence的gydF4y2BavgydF4y2BaolatilegydF4y2Ba米gydF4y2Baolecules”,理论物理。牧师,EgydF4y2Ba48gydF4y2Ba(1993) 4556 - 4574。gydF4y2Ba

33.gydF4y2BaM. Woolley, R. H. Tredgold, P. Hodge,“固体衬底上的近密液晶超薄膜”,Langmuir,gydF4y2Ba11gydF4y2Ba(1995) 683 - 686。gydF4y2Ba

34.gydF4y2BaI. D. Olenik, K. Kočevar, I. Muševič和Th。结构和上涨的。gydF4y2BapgydF4y2Baolarity 8 cbgydF4y2BafgydF4y2BailmgydF4y2BaegydF4y2Bavaporated到gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba奥利德gydF4y2Ba年代gydF4y2Baubstrates”,欧元。理论物理。J。EgydF4y2Ba11gydF4y2Ba(2003) 169 - 175。gydF4y2Ba

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