ポリイミド膜表面への液晶中のイオンの吸着に関する電荷減衰からの解析

摘要

The adsorption of ions in liquid crystals (LCs) to the surfaces of polyimde films having benzene moieties was investigated by evaluating the decay curves of the charged voltage as a function of time in the open-circuit setting. The degree of the decay of the charged voltage of an LC cell decreased with increasing time of voltage application before the open-circuit period. The experimental result and the analysis with the model for decay of the charged voltage due to ions in the LC layer of the LC cell indicate that most of the adsorbed ions did not desorb from the surface of the polyimide films with increasing time of voltage application, and thus the adsorbed ions did not affect the decay of the charged voltage.%液晶中には，ppb(μg/L)オーダーもしくはそれ以下の極めて微量のイオン性不純物(イオン)が含まれている.イオン種として，Br~-,SO_4~(2-),NH_4~+Na~+K~+，Ca~(2+),F~-，Cl~-などがイオンクロマトグラフィーより確認されている.これらのイオンは，液晶中で水和ないしは極性有機分子で溶媒和されていると考えられている.また液晶中に含まれるイオン種およびイオン種の数は，精製の程度に応じて変化する.液晶中に微量のイオンが含まれることで，液晶ディスプレイにおいて残留DC電圧に由来する残像が発生する場合がある.残留DC電圧は，液晶中に含まれるイオンがポリイミド配向膜(ポリイミド膜)表面に吸着することで発生することを，Figure1に示す構成の液晶セルへの直流オフセット電圧印加試験より確認されている.さらにポリイミド膜表面へのイオンの吸着エネルギー評価より，ファンデルワールス力，水素結合，あるいはイオン-π電子間相互作用による吸着であることが推測されている.しかしながら，液晶中のイオン量が極めて微量であり，ポリイミド膜表面へのイオン吸着を直接分析することは困難であるため，さらに別の手法を用いた検証が必要である.今回，ポリイミド膜表面に液晶中のイオンが吸着していることを，液晶セルに電圧を印加した後の電荷の時間減衰評価を行うことによって検証することを試みた.結果，液晶セルの電荷の時間減衰の程度について，電圧印加時間依存があったことから，ポリイミド膜表面にイオンが吸着している可能性が本手法からも示唆されたので報告する.