JPH0527102B2 - - Google Patents
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- JPH0527102B2 JPH0527102B2 JP63267268A JP26726888A JPH0527102B2 JP H0527102 B2 JPH0527102 B2 JP H0527102B2 JP 63267268 A JP63267268 A JP 63267268A JP 26726888 A JP26726888 A JP 26726888A JP H0527102 B2 JPH0527102 B2 JP H0527102B2
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Landscapes
- Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
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。
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。
〈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。
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つた両親媒
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
合体の長軸が配向する。Ｊ会合体の長軸に対しそ
れを構成する色素分子の長軸は約36°傾いている。
従つて色素分子の長軸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 18p−Ｋ−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
によつて大きさに差がでている。
法 長鎖炭化水素とカルボキシル基を持つた両親媒
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
合体の長軸が配向する。Ｊ会合体の長軸に対しそ
れを構成する色素分子の長軸は約36°傾いている。
従つて色素分子の長軸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 18p−Ｋ−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
によつて大きさに差がでている。
ロ 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
ン解離してフオトメロシアニンと呼ばれる分子に
異性化する。フオトメロシアニンは可視光の照射
あるいは加熱によつてスピロピラニンに戻ること
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
オトメロシアニン（PMC）に異性化し、更に加
熱することによつてＪ会合体（Ｊ−PMC）を形
成する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会合体はフオトメロシアニンに比べ
て熱的に安定であるが、50℃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。
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
ン解離してフオトメロシアニンと呼ばれる分子に
異性化する。フオトメロシアニンは可視光の照射
あるいは加熱によつてスピロピラニンに戻ること
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
オトメロシアニン（PMC）に異性化し、更に加
熱することによつてＪ会合体（Ｊ−PMC）を形
成する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会合体はフオトメロシアニンに比べ
て熱的に安定であるが、50℃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。
これに対し、本発明者らはスピロピラン色素
LB膜を紫外線照射し加熱することによつて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HeNe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。
LB膜を紫外線照射し加熱することによつて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HeNe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
ロ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。
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
ロ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。
〈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オトク
ロミズムを示す有機分子を用いる。分子Ａは光励
起Ｐ１（第１の光励起）によつて分子会合体形成
能をもつ分子Ｂに異性化する。分子Ｂは分子会合
体JBを形成する。分子会合体JBは光励起Ｐ２
（第２の光励起）によつて会合体が崩壊し分子Ａ
に戻る。
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オトク
ロミズムを示す有機分子を用いる。分子Ａは光励
起Ｐ１（第１の光励起）によつて分子会合体形成
能をもつ分子Ｂに異性化する。分子Ｂは分子会合
体JBを形成する。分子会合体JBは光励起Ｐ２
（第２の光励起）によつて会合体が崩壊し分子Ａ
に戻る。
上記の特性を有する有機分子に対して配向化
は、第１図に示すように、分子会合体JBからな
る膜に直線偏光した励起光Ｐ２を用いて第２の光
励起を行つて分子会合体のうち、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つ
た分子会合体より、他の遷移ダイポールモーメン
トを有する分子会合体をより多く崩壊させて元の
有機分子に戻し、その後、励起光Ｐ１を用いて第
１の光励起を行つて再び有機分子から分子会合体
を形成せしめることを繰返し行うことによつて実
現する。
は、第１図に示すように、分子会合体JBからな
る膜に直線偏光した励起光Ｐ２を用いて第２の光
励起を行つて分子会合体のうち、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つ
た分子会合体より、他の遷移ダイポールモーメン
トを有する分子会合体をより多く崩壊させて元の
有機分子に戻し、その後、励起光Ｐ１を用いて第
１の光励起を行つて再び有機分子から分子会合体
を形成せしめることを繰返し行うことによつて実
現する。
〈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。光Ｐ１の照射によ
り、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つた方向の
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つ
た分子会合体JBが成長し、高配向膜が実現する。
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。光Ｐ１の照射によ
り、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つた方向の
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つ
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HeNe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、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。
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HeNe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、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SP1822（第２図）とアラキ
ジン酸を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分間照射しフオトクロミツク反応によりフオ
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。618nm
に鋭いピークをもつ吸収帯がＪ会合帯の吸収（Ｊ
−band）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１、垂直成
分が１′である。殆ど配向していないことがわか
る。直線偏光HeNe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
350nm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の光照射によつて常温で再
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＝（Ａ⊥−Ａ
）／（Ａ⊥−Ａ）をプロツトしたのが第６図
ｂである。ここでＡ⊥，Ａ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。
ジン酸を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分間照射しフオトクロミツク反応によりフオ
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。618nm
に鋭いピークをもつ吸収帯がＪ会合帯の吸収（Ｊ
−band）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１、垂直成
分が１′である。殆ど配向していないことがわか
る。直線偏光HeNe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
350nm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の光照射によつて常温で再
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＝（Ａ⊥−Ａ
）／（Ａ⊥−Ａ）をプロツトしたのが第６図
ｂである。ここでＡ⊥，Ａ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、流動配向によつては得られな
かつた高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。
かつた高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。
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。
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。
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HeNe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350nm
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
向によつて得られるメロシアニンの配向膜の吸収
スペクトル図、第９図はスピロピランのフオトク
ロミツク反応を示す吸収スペクトル図を示す。 Ａ……フオ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、Ｐ１…
…光、Ｐ２……直線偏光光。
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HeNe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350nm
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
向によつて得られるメロシアニンの配向膜の吸収
スペクトル図、第９図はスピロピランのフオトク
ロミツク反応を示す吸収スペクトル図を示す。 Ａ……フオ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、Ｐ１…
…光、Ｐ２……直線偏光光。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ フオトクロミズムを示し、第１の光励起によ
つて分子会合体を形成し、第２の光励起によつて
前記分子会合体が崩壊して元の有機分子に戻る特
性を備えた有機分子の分子会合体に、 直線偏光した励起光を用いて前記第２の光励起
を行つて、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を生起させ、前
記直線偏光した励起光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つた分子会合体よ
り他の遷移ダイポールモーメントを持つた分子会
合体をより多く崩壊させて元の有機分子に戻す工
程と、 前記第２の光励起を行う励起光と異なる波長の
励起光を用いて前記第１の光励起を行つて、前記
有機分子から分子会合体を形成せしめる工程とか
ら成る操作を繰り返すことにより前記第２の光励
起を行うための励起光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有する分子会合体を
選択的に形成す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 JPH02114202A (ja) | 1990-04-26 |
| JPH0527102B2 true 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 |
|---|---|
| JPH02114202A (ja) | 1990-04-26 |
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