2014 Fiscal Year Annual Research Report
液晶分子の配向方向とアンカリング力の制御：液晶材料からのアプローチ
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24560003
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
山口 留美子 秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30170799)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ネマチック液晶 / 配向膜 / 高分子 / ラビング / アンカリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
配向膜からの一方的な液晶配向制御という従来の手法とは異なり，液晶分子が配向膜に及ぼす影響を積極的に取り入れた液晶配向制御を目指し，液晶分子骨格基，末端基，極性基の種類，およびそれらの組み合わせが異なるおよそ20種類のネマチック液晶を用い，側鎖に環構造を有する高分子をラビング配向膜材料として実験を行った。
ポリ４ビニルピリジン(P4VPy)膜上において，ラビング方向に垂直に配向する液晶と平行に配向する液晶をそれぞれ混合し，その混合率と配向方位の関係を調べた。配向方位には液晶の末端基(シアノ基またはアルキル基)が大きく影響しており，骨格基の影響は小さいことが明らかになった。配向方位が変化する濃度付近で，方位角アンカリング力が急激に減少する場合と，徐々に減少する場合とに傾向があった。急激に減少する混合系においては，2成分中のいずれかの液晶材料が選択的に配向膜界面に吸着していることが示唆された。
また，ポリビニルイミダゾル(PVIz)ラビング膜上でラビング方向に垂直に配向する液晶として，誘電異方性が負の液晶(極性基が分子軸の垂直方向にある)を用い，トラン系のニュートラル液晶(PT)との混合において，液晶注入側ではラビング方向に対して垂直配向，出口側付近で平行配向と，配向の方位方向が分かれた。すなわち，混合液晶においてn型液晶がPVIzに選択的に吸着される，そのため出口付近ではn型液晶濃度が減少し，PT液晶の配向方位である平行配向が生じた，と考えられる。加熱処理による吸着分子の脱離と思われる配向変化も確認された。
現在液晶ディスプレイで使用されている液晶材料はすべて混合系液晶である。上記の結果は，表示ムラ，焼き付きなどの欠陥は，ある特定の液晶材料の配向方位特性，吸着性，が，他の液晶と異なることが原因で生じていることを示唆するものであり，新規配向膜材料の特性改善に有用な知見である。
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