高分子膜表面における液晶分子配向状態のメモリ効果に関する研究

聚合物薄膜表面液晶分子取向态记忆效应研究

基本信息

批准号：
07855001
负责人：
能勢敏明
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Akita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07855001/
关键词：
液晶配向膜分子配向メモリ効果ラビングレス高分子膜

项目摘要

液晶表示素子を初めとする全ての液晶素子は何らかの分子配向処理が必要であり、現在は特別な素子を除き高分子膜のラビング処理を用いるのが通例である。これは、大変信頼性の高い分子配向法であるが、ゴミや静電気の発生が大きな問題とされている。そこで本研究では、ラビングレスの分子配向法への応用の可能性を検討する立場から、ラビングを行わない高分子膜において観察されるメモリ効果に注目してその特性を詳しく調べた。まず、ラビングレスのPVA及びPI膜を用いて磁場配向によるホモジニアスセルを作製し、分子配向の安定性を評価した。その結果、液晶封入直後に極めて不安定である配向状態が、時間と共に安定化する現象が確認された。また、安定化速度は温度と共に早くなり、PI膜では非常に高速に安定化が進行していることがわかった。以上の検討から、不安定な段階で形成した配向状態を温度や配向膜によって安定化制御する配向処理法の可能性が見出された。このような現象を高分子膜表面と液晶のミクロな相互作用の立場から検討するために、本研究費によって作製した高精度レタデーション測定装置を用いて液晶の相転移後に配向膜表面に残される残留リタデーションの測定を行った。その結果、磁場配向の液晶セルでは表面に吸着された液晶分子の配向秩序はラビング膜に比べて極めて低いと思われ、得られる残留レタデーションが非常に小さいことがわかった。しかし、液晶を封入することによって、有機溶剤による効果と同様な配向膜自体のレタデーションの低下現象も確認され、高分子膜と液晶分子のミクロな相互作用を解明する上で重要な知見が得られた。メモリ現象の時間変化をレタデーションの観察から直接捕らえられることは難しいが、一方では不均一電界によって生じるディスクリネーションラインの挙動が界面と液晶の相互作用の影響を受けることが明らかとなった。今後このような手法を用いた配向膜界面の評価の可能性が見出された。

所有液晶元件，包括液晶显示器，都需要某种分子比对处理，现在通常使用对聚合物膜的摩擦处理，而不是特殊元素。这是一种高度可靠的分子取向方法，但是废物和静电的产生被认为是一个主要问题。因此，在这项研究中，从考虑到无摩擦分子取向方法的可能性的角度，我们着重于在不经历摩擦的聚合物膜中观察到的记忆效应，并详细检查了它们的性质。首先，使用无摩擦PVA和PI膜通过磁场取向制造同质细胞，并评估了分子取向的稳定性。结果，已经证实，对齐状态在液晶被封装后立即非常不稳定，随着时间的推移稳定。此外，稳定率随温度而增加，发现稳定速度随着PI膜而迅速进行。从上面的研究中，可以发现，对准方法是通过温度和比对膜稳定和控制的，以控制在不稳定阶段形成的比对状态。为了从聚合物膜和液晶表面之间的微相互作用的角度检查这种现象，使用在这项研究时制备的高级降低测量装置来测量液晶相变后，残留的延迟留在对齐膜的表面上。结果，发现在具有磁场方向的液晶细胞中，与摩擦膜相比，被吸附在表面上的液晶分子的对齐顺序被认为非常低，并且所得的残留迟缓非常小。但是，通过封装液晶，还确认了对齐膜本身的降解现象，类似于有机溶剂的作用，并且在阐明聚合物膜和液晶分子之间的微相互作用时获得了重要的发现。很难直接从延迟观察中直接捕获记忆现象的时间变化，但另一方面，已经发现，披露线的行为是由界面与液晶之间相互作用的不均匀电场引起的。已经发现，将来使用此方法评估对齐膜界面的可能性。