| 研究概要 |
本研究の目的は,液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display : LCD)製造の一工程である液晶注入プロセスを数値的に解析できる,汎用性の高いソフトウェアの開発である.このソフトウェアが完成すれば,任意の大きさおよび形状のLCDに対して注入時間の大幅な短縮が実現できるので,LCDの生産性は飛躍的に向上し,それがそのまま製造コストダウンに繋がる.また,新しいサイズと形状のLCDの製造ラインを設計する際に,有用なデータを迅速に提供することも可能となる.
まずLeslie-Ericksen理論を構成方程式に選択し,運動方程式と構成方程式にHele-Shaw近似を施して定式化を行った.式の離散化には有限差分法を用いた.今回の研究では,表面張力と注入時のセルギャップの変化を如何に考慮するかということに主眼を置いてモデリングを行った.表面張力に関しては,自由表面全体にわたってメニスカスの形状は一様であり,且つ接触角は非常に小さいのでこれを0度と仮定することで,表面張力の効果を注入の推進力である圧力差の増加量,Δp=2γ/h(γ:表面張力,:h:セルギャップ)として表現できることを導いた.セルギャップの変化に関しては,セル内圧力とギャップ剤の弾性定数からヘルツの公式によって局所的セルギャップを時々刻々計算することにした.
ソフトウェアの開発と同時に注入実験を行った.すなわち,75mm×100mm×4.5μmのセルを用いて,液晶注入時における自由表面位置をビデオ撮影した.その結果,計算結果は実験結果と満足に一致し,高精度,且つ,汎用性の高い液晶注入ソフトウェアを完成することができた.
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