光応答性ポリイミドの界面光反応を利用した液晶配向制御

利用光响应聚酰亚胺的界面光反应控制液晶配向

基本信息

批准号：
15033222
负责人：
池田富樹
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15033222/
关键词：
液晶ポリイミド光配向制御

项目摘要

液晶の光配向制御は,液晶ディスプレイに代表されるオプトエレクトロニクスのアプリケーションにおいて非常に重要な次世代技術である。理想的には配向膜の光分解や化学反応が起こらないクリーンな製造プロセスが好ましい。また,製造プロセスの効率化を考えると,照射偏光に対して平行な液晶配向が望ましい。本研究では,照射偏光に液晶が平行配向するポリイミド配向膜の開発を目指して,光応答性ポリイミドの界面光反応を利用した新規液晶配向プロセスを開拓することを目的とした。ポリイミド配向膜は,ポリアミド酸に350nmより長波長の偏光を照射しながら熱イミド化させることにより作製した。得られた配向膜は,液晶の一軸配向を容易に誘起できるだけでなく,従来の配向膜よりも熱安定性に優れていることがわかった。また,ポリイミドに偏光を照射する従来の手法で作製した配向膜を用いた場合は,液晶が照射偏光面に対して垂直に配向するのに対して,イミド化プロセスで光照射を行う本手法において作製した配向膜を用いた場合には,液晶が照射偏光面に対して平行に配向することを見いだした。さらに,p偏光を照射することで一回の光照射で液晶のプレチルト角を誘起できることが明らかとなった。作製したポリイミド配向膜は偏光照射の光照射量,時間,温度およびアニーリング操作などの作製条件によって,液晶の配向方向が大きく異なることを見いだした。本研究で開発した手法は,従来の配向膜を用いた場合よりも,少ない光照射量で効率よく液晶を配向できることがわかった。イミド化温度が170℃以下では光照射偏光面に対して垂直方向に配向するのに対して,170℃以上では光照射偏光面と平行方向に配向することが明らかとなった。さらに,イミド化を200℃の高温で行うと従来の手法よりも高い配向性を有するポリイミド配向膜が得られた。以上のことよりイミド化条件を変えることにより液晶の配向方向を自在に制御可能であることが示唆された。

液晶的光学取向控制是液晶显示器等光电应用中非常重要的下一代技术。理想地，优选不引起取向膜的光分解或化学反应的清洁制造工艺。此外，考虑到制造工艺的效率，期望液晶取向平行于照射偏振。本研究的目的是开发一种新的液晶取向工艺，利用光响应聚酰亚胺的界面光反应，开发出液晶平行于照射的偏振光取向的聚酰亚胺取向膜。通过将聚酰胺酸热酰亚胺化同时用波长大于350nm的偏振光照射来制备聚酰亚胺取向膜。结果发现，所获得的取向膜不仅能够容易地引起液晶的单轴取向，而且比常规取向膜具有更好的热稳定性。另外，当使用通过用偏振光照射聚酰亚胺的常规方法制成的取向膜时，液晶垂直于照射的偏振平面取向，而在这种在酰亚胺化过程中照射光的方法中，当制备的取向膜为使用后，发现液晶平行于照射的偏振面取向。进而可知，通过照射p偏振光，能够通过一次光照射使液晶产生预倾角。发现所制备的聚酰亚胺取向膜中液晶的取向方向根据制造条件例如偏振光照射量、时间、温度和退火操作而显着变化。结果发现，与使用传统取向膜时相比，本研究开发的方法可以用更少的光照射量更有效地取向液晶。结果表明，当酰亚胺化温度低于170℃时，粒子沿与光照射的偏振面垂直的方向取向，而当酰亚胺化温度高于170℃时，粒子沿与光照射的偏振面平行的方向取向。光照射的偏振。此外，当在200℃的高温下进行酰亚胺化时，获得了比常规方法具有更高取向的聚酰亚胺取向膜。上述结果表明，通过改变酰亚胺化条件可以自由控制液晶的取向方向。