JPH02114202A - 分子配向化法 - Google Patents
分子配向化法Info
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- JPH02114202A JPH02114202A JP26726888A JP26726888A JPH02114202A JP H02114202 A JPH02114202 A JP H02114202A JP 26726888 A JP26726888 A JP 26726888A JP 26726888 A JP26726888 A JP 26726888A JP H02114202 A JPH02114202 A JP H02114202A
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Landscapes
- Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、光を利用した分子配向化法に関するものであ
り、広範囲あるいは微小領域の分子配向の制御を必要と
する偏光子等の光学素子の作製技術として利用可能なも
のである。
り、広範囲あるいは微小領域の分子配向の制御を必要と
する偏光子等の光学素子の作製技術として利用可能なも
のである。
〈従来技術〉
従来の分子配向法として次のようなものがある。
イ、流動配向によるＬＢ膜の面内配向秩序の形成法
長鎖炭化水素とカルボキシル基を持った両親媒性のメロ
シアニン色素分子は、水面上に展開すると、Ｊ会合体と
呼ばれる二次元結晶構造をもつドメインを形成する。こ
れを垂直浸漬法により基板に累積させＬＢ膜を作製する
と、浸漬方向にＪ会合体の長袖が配向する。Ｊ会・合体
の長袖に対しそれを構成する色素分子の長軸は約３６°
傾いている。従って色素分子の長袖は基板面内で浸漬方
向に対して±３６°両方向に配向する。第８図（第４８
回応用物理学会学術公演会予稿集 １８ｐＫ−２より）
は、垂直浸漬法で作製したメロシアニン色素ＬＢ膜の吸
収スペクトルである。ａは浸漬方向に平行な偏光成分の
吸収スペクトル、ｂは浸漬方向に垂直な偏光成分の吸収
スペクトルであり、配向によって大きさに差がでている
。
シアニン色素分子は、水面上に展開すると、Ｊ会合体と
呼ばれる二次元結晶構造をもつドメインを形成する。こ
れを垂直浸漬法により基板に累積させＬＢ膜を作製する
と、浸漬方向にＪ会合体の長袖が配向する。Ｊ会・合体
の長袖に対しそれを構成する色素分子の長軸は約３６°
傾いている。従って色素分子の長袖は基板面内で浸漬方
向に対して±３６°両方向に配向する。第８図（第４８
回応用物理学会学術公演会予稿集 １８ｐＫ−２より）
は、垂直浸漬法で作製したメロシアニン色素ＬＢ膜の吸
収スペクトルである。ａは浸漬方向に平行な偏光成分の
吸収スペクトル、ｂは浸漬方向に垂直な偏光成分の吸収
スペクトルであり、配向によって大きさに差がでている
。
口、直線偏光照射によるスピロピラン色素ＬＢ膜のＪ会
合体吸収の２色比増加法 スピロピラン色素は紫外線を照射すると、イオン解離し
てフォトメロンアニンと呼ばれる分子に異性化する。フ
ォトメロシアニンは可視光の照射あるいは加熱によって
スピロピランに戻ることが知られている。これに着目し
て長鎖炭化水素を付けたスピロピラン色素（ｓｐ）とオ
クタデカンとを混合してＬＢ膜を作り、紫外線を照射し
てフォトメロ７アニン（ＰＭＣ）に異性化し、更に加熱
することによってＪ会合体（Ｊ−ＰＭＣ）を形成するこ
とが見出だされている（第９図、第１回コロイド界面化
学特別討論会講演要旨集 ｐ６９ より）。
合体吸収の２色比増加法 スピロピラン色素は紫外線を照射すると、イオン解離し
てフォトメロンアニンと呼ばれる分子に異性化する。フ
ォトメロシアニンは可視光の照射あるいは加熱によって
スピロピランに戻ることが知られている。これに着目し
て長鎖炭化水素を付けたスピロピラン色素（ｓｐ）とオ
クタデカンとを混合してＬＢ膜を作り、紫外線を照射し
てフォトメロ７アニン（ＰＭＣ）に異性化し、更に加熱
することによってＪ会合体（Ｊ−ＰＭＣ）を形成するこ
とが見出だされている（第９図、第１回コロイド界面化
学特別討論会講演要旨集 ｐ６９ より）。
このＪ会合体はフォトメロ／アニンに比べて熱的に安定
であるが、５０°Ｃ以上に加熱するとＪ会合体は崩壊し
てスピロピランに戻る。スピロピランは水面上でＪ会合
体を形成しないため、メロシアニンのように流動配向を
利用して配向膜を形成することはできない。
であるが、５０°Ｃ以上に加熱するとＪ会合体は崩壊し
てスピロピランに戻る。スピロピランは水面上でＪ会合
体を形成しないため、メロシアニンのように流動配向を
利用して配向膜を形成することはできない。
コレに対し、本発明者らはスピロピラン色１ＬＢｌｌｌ
を紫外１照射し加熱することによってＪ会合体を形成さ
せた後、直線偏光したＨｅＮｅレーザーを照射すると、
Ｊ会合体の吸収が減少すると共に２色性が現われること
を見出だした（特願昭６２−３１３１５８）、これはＨ
ｅＮｅレーザーの偏光方向と傾きが近い遷移ダイポール
モーメントをもつＪ会合体がより多く崩壊するためであ
ると考えられる。しかし２色比の増加には限界があり、
単に一度だけ長時間照射しても２色比は増加せずＪ会合
体全体の量が減少してしまう。
を紫外１照射し加熱することによってＪ会合体を形成さ
せた後、直線偏光したＨｅＮｅレーザーを照射すると、
Ｊ会合体の吸収が減少すると共に２色性が現われること
を見出だした（特願昭６２−３１３１５８）、これはＨ
ｅＮｅレーザーの偏光方向と傾きが近い遷移ダイポール
モーメントをもつＪ会合体がより多く崩壊するためであ
ると考えられる。しかし２色比の増加には限界があり、
単に一度だけ長時間照射しても２色比は増加せずＪ会合
体全体の量が減少してしまう。
〈発明が解決しようとする問題点〉
上記イの流動配向を利用した配向化の場合は、分子会合
体の長軸方向はある程度配向するが、会合体を構成する
分子の長軸方向はそれに対して傾いているため、分子を
一方向へ配向させることはできない。また流動による配
向であるため、膜の一部だけを任意の方向へ配向させる
ことはできない。更にスピロピランのように水面上で分
子会合体を形成しないものには応用できない。また上記
口の直線偏光照射による分子会合体の崩壊だけでは高い
配向性を得ることはできない。
体の長軸方向はある程度配向するが、会合体を構成する
分子の長軸方向はそれに対して傾いているため、分子を
一方向へ配向させることはできない。また流動による配
向であるため、膜の一部だけを任意の方向へ配向させる
ことはできない。更にスピロピランのように水面上で分
子会合体を形成しないものには応用できない。また上記
口の直線偏光照射による分子会合体の崩壊だけでは高い
配向性を得ることはできない。
く問題を解決するための手段〉
本発明は、任意の方向へ高い配向性を持たせる為の分子
配向化法を提供するものであり、まず、配向化を行う分
子には以下の特性を持つフォトクロミズムを示す有機分
子を用いる。分子Ａは光励起ＰＩによって分子会合体形
成能をもつ分子Ｂにπ性化する。分子Ｂは分子会合体Ｊ
Ｂを形成する。
配向化法を提供するものであり、まず、配向化を行う分
子には以下の特性を持つフォトクロミズムを示す有機分
子を用いる。分子Ａは光励起ＰＩによって分子会合体形
成能をもつ分子Ｂにπ性化する。分子Ｂは分子会合体Ｊ
Ｂを形成する。
分子会合体ＪＢは光励起Ｐ２によって会合体が崩壊し分
子へに戻る。
子へに戻る。
そして、配向化は次に示す工程からなる。分子会合体Ｊ
Ｂから成る膜に直線偏光した光Ｐ２を照射し分子会合体
を一部崩壊させ、該分子を異性化させる工程。更に光ｐ
１を照射して分子Ａを分子Ｂに異性化させ、該分子Ｂが
分子会合体ＪＢを形成して安定化する工程。これらの工
程から成る操作を繰り返す（第１図）。
Ｂから成る膜に直線偏光した光Ｐ２を照射し分子会合体
を一部崩壊させ、該分子を異性化させる工程。更に光ｐ
１を照射して分子Ａを分子Ｂに異性化させ、該分子Ｂが
分子会合体ＪＢを形成して安定化する工程。これらの工
程から成る操作を繰り返す（第１図）。
〈作用〉
最初に形成された分子会合体ＪＢの面内配向はランダム
であるが、直線偏光照射Ｐ２により、分子会合体の遷移
ダイポールモーメントの方向に対して選択的に光吸収が
起き、分子会合体が方向選択的に崩壊し分子Ａに戻る。
であるが、直線偏光照射Ｐ２により、分子会合体の遷移
ダイポールモーメントの方向に対して選択的に光吸収が
起き、分子会合体が方向選択的に崩壊し分子Ａに戻る。
光Ｐｉの照射により１、分子Ａは分子Ｂに異性化する。
分子Ｂは分子会合体形成能を持つため、熱運動により再
び分子会合体ＪＢを形成して安定化する。この際、直線
偏光照射Ｐ２に対してより多く生き残った方向の分子会
合体ＪＢがより大きく成長する。これらの操作が繰り返
されることにより、Ｐ２の偏光方向に対して垂直な遷移
ダイポールモーメントを持った分子会合体ＪＢが成長し
、高配向膜が実現する。
び分子会合体ＪＢを形成して安定化する。この際、直線
偏光照射Ｐ２に対してより多く生き残った方向の分子会
合体ＪＢがより大きく成長する。これらの操作が繰り返
されることにより、Ｐ２の偏光方向に対して垂直な遷移
ダイポールモーメントを持った分子会合体ＪＢが成長し
、高配向膜が実現する。
〈実施例〉
第１図は本発明において提案する配向膜形成のための反
応図式、第２図は実施例において用いた分子の構造式、
第３図は実施例の反応図式、第４図は直線偏光）１ｅＮ
ｅレーザー照射によるＪ会合体の回復を示す吸収スペク
トル、第５図は３５０ｎｍ光照射によるＪ会合体の回復
を示す吸収スペクトル、第６図（ａ）は直線偏光ＨｅＮ
ｅレーザーと３５０ｎｍ光を交互に繰り返し照射したと
きの吸収スペクトルの変化、第６図（ｂ）はそれに対応
する二色度の変化を示す図、第７図は実施例の実験で得
られた最終の吸収スペクトルである。
応図式、第２図は実施例において用いた分子の構造式、
第３図は実施例の反応図式、第４図は直線偏光）１ｅＮ
ｅレーザー照射によるＪ会合体の回復を示す吸収スペク
トル、第５図は３５０ｎｍ光照射によるＪ会合体の回復
を示す吸収スペクトル、第６図（ａ）は直線偏光ＨｅＮ
ｅレーザーと３５０ｎｍ光を交互に繰り返し照射したと
きの吸収スペクトルの変化、第６図（ｂ）はそれに対応
する二色度の変化を示す図、第７図は実施例の実験で得
られた最終の吸収スペクトルである。
まず、スピロピラン５Ｐ１８２２（第２図）とアラキシ
ン酸を１＝２のモル比で混合したＬＢ膜を垂直浸漬法で
２０層累積して作製した。この膜に紫外光を２０分間照
射しフォトクロミック反応によりフォトメロシアニンの
ＬＢ膜にした。これを２０分間４０℃で加熱し、Ｊ会合
体を形成させた。
ン酸を１＝２のモル比で混合したＬＢ膜を垂直浸漬法で
２０層累積して作製した。この膜に紫外光を２０分間照
射しフォトクロミック反応によりフォトメロシアニンの
ＬＢ膜にした。これを２０分間４０℃で加熱し、Ｊ会合
体を形成させた。
この膜の吸収スペクトルを第４図の１．１’に示す。
６１８ｎ−に鋭いピークをもつ吸収帯がＪ会合帯の吸収
（Ｊ−ｂｉｎｄ）である。照射するＨｅＮｅレーザーの
偏光方向に平行な光成分だけを通すように検光子を置い
て測定した場合の吸収スペクトルが１１垂直成分がビで
ある。殆ど配向していないことがわかる。直線偏光Ｈｅ
Ｎｅレーザーを２０分間照射した直後のスペクトルを２
，２゛に示す（偏光方向は１．１’に同じ。以下も同様
）。ＨｅＮｅレーザーの偏光方向に平行な成分の方が垂
直な成分に比べて大きく減少していることがわかる。次
にこの膜に３５ｏｎ−の光を１時間照射した直後の吸収
スペクトルが第５図の４，４゛である（３，３°は照射
前のスペクトル）。３５０ｎｍの光照射によって常温で
再びＪ会合体が成長している。この際、垂直成分の方が
平行成分より大きく成長している。
（Ｊ−ｂｉｎｄ）である。照射するＨｅＮｅレーザーの
偏光方向に平行な光成分だけを通すように検光子を置い
て測定した場合の吸収スペクトルが１１垂直成分がビで
ある。殆ど配向していないことがわかる。直線偏光Ｈｅ
Ｎｅレーザーを２０分間照射した直後のスペクトルを２
，２゛に示す（偏光方向は１．１’に同じ。以下も同様
）。ＨｅＮｅレーザーの偏光方向に平行な成分の方が垂
直な成分に比べて大きく減少していることがわかる。次
にこの膜に３５ｏｎ−の光を１時間照射した直後の吸収
スペクトルが第５図の４，４゛である（３，３°は照射
前のスペクトル）。３５０ｎｍの光照射によって常温で
再びＪ会合体が成長している。この際、垂直成分の方が
平行成分より大きく成長している。
この操作を繰り返した際の吸収スペクトルのピークの時
間変化を第６図（ａ）に示す。紫外光の照射により垂直
成分は毎回元の大きさまで回復しているが、平行成分は
照射の度に回復量が低下している。直線偏光ＨｅＮｅレ
ーザー照射についてみると、垂直成分の減少量は照射の
度に低下している。配向度をみるために、各時点におけ
る二色度Ｐ＝（ＡＬ−Ａｔｔ ）／ （Ａ４ ＋ Ａｔ
ｔ ）をプロットしたのが第６図（ｂ）である。ここで
ＡＬ、Ａｒ１はそれぞれ垂直成分と平行成分吸収スペク
トルの面積。しだいに二色度が増加していることがわか
る。これは配向度が向上していることを示している。こ
の実験における二色度の最終値は０．７５である。この
ときのスペクトルを第７図に示す。これは流動配向を利
用したメロシアニンＬＢ膜の配向膜（第８図）よりもは
るかに大きな配向を持つことを示している。
間変化を第６図（ａ）に示す。紫外光の照射により垂直
成分は毎回元の大きさまで回復しているが、平行成分は
照射の度に回復量が低下している。直線偏光ＨｅＮｅレ
ーザー照射についてみると、垂直成分の減少量は照射の
度に低下している。配向度をみるために、各時点におけ
る二色度Ｐ＝（ＡＬ−Ａｔｔ ）／ （Ａ４ ＋ Ａｔ
ｔ ）をプロットしたのが第６図（ｂ）である。ここで
ＡＬ、Ａｒ１はそれぞれ垂直成分と平行成分吸収スペク
トルの面積。しだいに二色度が増加していることがわか
る。これは配向度が向上していることを示している。こ
の実験における二色度の最終値は０．７５である。この
ときのスペクトルを第７図に示す。これは流動配向を利
用したメロシアニンＬＢ膜の配向膜（第８図）よりもは
るかに大きな配向を持つことを示している。
〈発明の効果〉
本発明によれば、流動配向によっては得られなかった高
い配向度を持つ膜を得ることができる。
い配向度を持つ膜を得ることができる。
サブミクロンサイズから大領域まで、しかも任意の場所
を任意の方向に配向させることができる。
を任意の方向に配向させることができる。
ここで、本発明は分子配向の制御を必要とする偏光子等
の光学素子の作成技術として利用可能なばかりでなく、
現在の半導体技術の限界をこえる高性能、高密度の電子
デバイスとして注目されている分子素子を構築するため
に必要な分子組織化技術として大きな寄与をすることが
できるものである。
の光学素子の作成技術として利用可能なばかりでなく、
現在の半導体技術の限界をこえる高性能、高密度の電子
デバイスとして注目されている分子素子を構築するため
に必要な分子組織化技術として大きな寄与をすることが
できるものである。
第１図は本発明において提案する配向膜形成のための反
応図式、第２図は実施例において用いた分子の構造式、
第３図は実施例の反応図式、第４図は直線偏光Ｈｅ Ｎ
ｅレーザー照射によるＪ会合体の回復を示す吸収スペ
クトル図、第５図は３５ｏｎｍ光照射によるＪ会合体の
回復を示す吸収スペクトル図、第６図（ａ）は直線偏光
ＨｅＮｅレーザーと３５０ｎｍ光を交互に繰り返し照射
したときの吸収スペクトルの変化図、第６図（ｂ）はそ
れに対応する二色度の変化を示す図、第７図は実施例の
実験で得られた最終の吸収スペクトル図、第８図は流動
配向によって得られるメロ／アユ・ンの配向膜の吸収ス
ペクトル図、第９図はスピロピランのフォトクロミック
反応を示す吸収スペクトル図を示す。 Ａ：フォトクロミズムを示す有機分子、Ｂ：分子Ａの異
性体、ＪＢ：分子会合体、Ｐｌ：光、Ｐ２：直線偏光光
。
応図式、第２図は実施例において用いた分子の構造式、
第３図は実施例の反応図式、第４図は直線偏光Ｈｅ Ｎ
ｅレーザー照射によるＪ会合体の回復を示す吸収スペ
クトル図、第５図は３５ｏｎｍ光照射によるＪ会合体の
回復を示す吸収スペクトル図、第６図（ａ）は直線偏光
ＨｅＮｅレーザーと３５０ｎｍ光を交互に繰り返し照射
したときの吸収スペクトルの変化図、第６図（ｂ）はそ
れに対応する二色度の変化を示す図、第７図は実施例の
実験で得られた最終の吸収スペクトル図、第８図は流動
配向によって得られるメロ／アユ・ンの配向膜の吸収ス
ペクトル図、第９図はスピロピランのフォトクロミック
反応を示す吸収スペクトル図を示す。 Ａ：フォトクロミズムを示す有機分子、Ｂ：分子Ａの異
性体、ＪＢ：分子会合体、Ｐｌ：光、Ｐ２：直線偏光光
。
Claims (1)
- １、フォトクロミズムを示す有機分子の分子会合体に直
線偏光した光を当て、配向選択的に分子会合体を崩壊さ
せ該分子を異性化させる工程と、この異性化した分子に
更に異なる波長の光を当て再び分子会合体形成能を持つ
分子に異性化させ分子会合体を成長させる工程とから成
る操作を繰り返すことにより任意の方向に高度に配向し
た分子会合体からなる領域を形成させることを特徴とす
る分子配向化法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26726888A JPH02114202A (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 分子配向化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26726888A JPH02114202A (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 分子配向化法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02114202A true JPH02114202A (ja) | 1990-04-26 |
| JPH0527102B2 JPH0527102B2 (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=17442479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26726888A Granted JPH02114202A (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 分子配向化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02114202A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61116353A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-06-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 色素被膜 |
-
1988
- 1988-10-25 JP JP26726888A patent/JPH02114202A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61116353A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-06-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 色素被膜 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0527102B2 (ja) | 1993-04-20 |
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