2014 Fiscal Year Research-status Report
ポリマー壁によるブルー相液晶の三次元分子配向制御とフレキシブルLCDへの応用展開
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25420313
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
石鍋 隆宏 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30361132)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤掛 英夫 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20643331)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 液晶ディスプレイ / フレキシブルディスプレイ / コレステリックブルー相 / ポリマー壁 / 配向安定化 / 接合スペーサー / プラスチック基板 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は紫外線のパターン露光による液晶性モノマーの光重合相分離により、ブルー相液晶内にポリマー壁を形成し、それを用いてブルー相の分子配向を広い温度範囲において安定化する手法を確立すると共に、ポリマー壁を上下プラスチック基板の接合スペーサーとして応用することで基板間隔を安定化し、高品位フレキシブル液晶ディスプレイの基盤技術を確立することを目的とし、以下の項目について検討を行った。
1. ポリマー壁を用いたブルー相液晶の安定化
液晶材料としてRDP-A1105BPA、液晶性モノマーとして二官能性モノマーDIC-Aを用い、紫外線強度および、モノマー濃度が液晶配向性へ与える影響について検討を行った。この結果、モノマー濃度が大きくなるほど、ポリマー壁からの高分子ネットワークの析出量が多くなり、マスク領域におけるブルー層液晶の配向安定性が向上することを確認した。しかし一方で、モノマー濃度の増加に伴い、ポリマーによる液晶分子の束縛力が大きくなることから駆動電圧が増加することが分かった。以上の結果より、モノマー濃度を15w%、紫外線強度を43mW/cm2とすることで、ブルー層液晶の配向安定化と駆動電圧の低減が可能であることを確認した。
2. ポリマー壁の分子配向制御
アルミマスクを用いた紫外線のパターン露光により、ポリマー壁を形成した。非液晶性モノマーを用いた場合、ポリマー壁と液晶との境界において分子配向が不連続となることを確認した。この問題に対し、二官能液晶性モノマーを用い、光重合時における温度を最適化することで、ポリマー壁内の液晶配向を制御し、ポリマー壁と液晶との境界における配向の不連続性を抑制することに成功した。これはポリマー壁の液晶配向の精密制御により、デバイスの高性能化が可能であることを示している。更に、基板材料としてCOPを用いて、プラスチック基板上へのポリマー壁の形成に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
26年度は、①ポリマー壁を用いたブルー相液晶の安定化、および②ポリマー壁の分子配向制御について検討を行い、この結果、アルミマスクを用いた紫外線のパターン露光により、ブルー相液晶内にポリマー壁構造の形成に成功すると共に、液晶性モノマーを材料として用いることで、ポリマー壁の分子配向を制御し、画素領域との境界において配向の不連続や光漏れを抑えることができることを明らかにした。更に、基板材料としてCOPを用い、紫外線のマスク露光を行うことで、プラスチック基板上へのポリマー壁の形成に成功した。本成果は27年度に検討を予定していた項目の一部であり、以上のことから、本研究は当初の計画以上に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度は①プラスチック基板へのポリマー壁（接合スペーサー）の形成条件の最適化、②フレキシブル液晶セルの試作と光学設計の最適化について検討を行い、ポリマー壁を用いたフレキシブルブルー相液晶デバイスの作製技術の確立、および光学補償フィルムを用いた光学特性の改善による、デバイスのコントラスト比の向上を達成する。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い、発生した未使用額であり、平成27年度請求額とあわせ、平成27年度の研究遂行に使用する予定である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額は、ブルー層液晶材料およびモノマー材料の購入費として使用する予定である。分子配向の制御性および、相分離性の高い材料を用いることで、ディスプレイの表示性能を向上させ、効率的に研究を進める。
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