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液晶と導電性高分子膜による高機能ミリ波制御素子の創製

使用液晶和导电聚合物薄膜创建高性能毫米波控制装置

基本信息

批准号：
21K04205
负责人：
田中将樹
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Akita National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04205/
关键词：
ミリ波液晶導電性高分子膜

项目摘要

本研究課題の目的は、ミリ波システムの課題である小型・軽量、加工性、低消費電力、低コスト、省スペースを解決するために、液晶と導電性高分子膜を組み合わせたミリ波制御素子の新しい製作方法と新規構造を創製することである。電極材料として導電性高分子膜をミリ波に適用するため、導電性高分子であるポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）膜のミリ波透過特性の測定を試みた。具体的な数値目標として透過率５０～７０％を目標とした。基板材料としてガラス、ＰＥＴ、ＰＣ（ポリカーボネート）の樹脂材料を使用し、バーコートによりＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの塗布を行った。表面処理としてケミカルエッチングを施すことで、製膜の安定化を行った。表面処理、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ濃度の調整の最適化を試み、表面抵抗８０～１５０Ω／ｓｑ程度、光透過率８０～９０％の比較的低抵抗な透明導電膜が得られた。試作した導電膜の７５ＧＨｚミリ波透過率は３０～５０％程度となった。ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを塗布したＰＥＴおよびＰＣ基板により、液晶セルを試作し、光透過率およびミリ波透過率の測定を行った。セル厚１１μｍのＰＥＴ基板による液晶セルで２５％程度、ＰＣ基板による液晶セルで５０％程度の光透過率が得られた。また、セル厚２００μｍのＰＥＴ基板による液晶セルで７５ＧＨｚミリ波で３０％程度の透過率が得られた。また、ミリ波を制御する素子への適用を考え、ミリ波帯フォトニック結晶構造の設計・試作を行った。液晶を封入して試作したＰＥＴ基板により電圧を印加してミリ波透過率への影響を確認した。

The purpose of this research is to solve the problem of small size, low power consumption, low cost and low cost, and to create a new structure for the production of liquid crystal and conductive polymer films. Measurement of the Wave Transmission Characteristics of Conductive Polymer Film (PEDOT/PSS) The specific number of targets is 50~70%. The substrate materials such as PET and PC are used for coating PEDOT/PSS. Surface treatment and film stabilization Surface treatment, optimization of PEDOT/PSS concentration adjustment, surface resistance of 80~150Ω/sq, light transmittance of 80~90% and relatively low resistance transparent conductive film were obtained. The 75GHz wavelength transmittance of the conductive film is about 30~50%. PEDOT/PSS coating PET and PC substrates are tested for optical transmittance and optical transmittance. The light transmittance of the liquid crystal layer on the PET substrate with a thickness of 11μm is about 25%, and that on the PC substrate is about 50%. For PET substrates with a thickness of 200μm, the transmittance of the liquid crystal at 75GHz is about 30%. The application of crystal structure to the design and trial of crystal structure The effect of liquid crystal encapsulation on the transmittance of PET substrates was confirmed.