Archive for 2月, 2010

2、エレクトロニクス

月曜日, 2月 22nd, 2010

2-3、フラットパネルディスプレイ(FPD)

 FPDは液晶ディスプレイ、有機EL、プラズマディスプレイなど厚さ10cm以下の薄型で平坦な平面を持ったディスプレイの総称であり、今やブラウン管を凌駕した感がある。このFPDに、液晶表示材料、反射防止膜、指紋付着防止剤、発光素子材料としてフッ素系材料が使われている。順を追って述べていく。

2-3-1、液晶表示材料

 液晶表示は、下図に示すようにTN(Twisted Nematic display)-LCD方式の電卓、時計から始まり、STN(Super-Twisted Nematic display)方式、TFT(Thin Film Transistor)方式へと変遷し、最近では液晶表示の弱点とされていた視野角の広域化や高速応答化技術の進化が著しく、FPDとしてのゆるぎない地位を確立しつつある。1)

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 視野角の広域化については、In-Plane-Switching(IPS)モード、Vertical Alignment(VA)モードMulti-domain Vertical Alignment(MVA)モード、Optically Compensated Bend(OCB)モードなどの技術があり、その概要を下記に示す。1)OCBモード技術は広視野角化と共に高速応答性に優れる。

2-3-2 この液晶表示材料に含フッ素化合物がなくてはならない存在であることはよく知られている。フッ素系液晶材料の構造の一例を下記に示す。分子末端にFあるいはOCF3の形で導入されるか、主鎖にCF2Oの形で導入されている。前者は、最高電気陰性度のフッ素原子の導入により、高誘電率異方性Δεと低粘度の両立を実現し、駆動電圧を低く出来る。後者は高いΔεと低い粘度さらには高い液晶性(液晶状態の温度範囲が広い)を付与できる。

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 上記の多種のモードについては、それぞれに対応した液晶材料が開発されている。例えば下記の化合物の使用によりVA、MVAモードの高性能化を可能にした。

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 最新の情報では、VAモード液晶として、下記のCF3O基の導入により、Δεが負の大きな絶対値を有する化合物が提案されている。2)VAモード液晶分子はベンゼン環の片側にFを導入してΔεを負の値にしてVAモード化する試みがなされてきたが、本特許ではさらにOCF3基を導入してΔεの絶対値を大きくして有効性を上げている。

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 また、OCBあるいはIPSモード液晶として、下記の化合物が提案されている。2)

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 視野角を拡大するための手段として、上記のIPSモード、VAモード、MVAモードあるいはOCBモードなどの液晶セル用に対応して、光学補償フィルムを液晶セルの外側に設ける方法が採られている。

 その光学補償フィルムとして、下記のようなフッ素系ポリマーが提案され、表面に微細な凹凸が少なく、且つ膜厚ムラのないフィルム、及びこれを用いた偏光板としての利用が考えられている。4)5)

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2-3-2、反射防止膜

 フッ素の低屈折率を利用した反射防止フィルムは下図に示すように透明基材フィルムの表面にハードコート層、高屈折率層、低屈折率層から成り、プラズマディスプレイPDPや液晶TVの前面に設置されている。

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 この低屈折率層は下記のようなパーフルオロアルキレン基含有ジシランを縮合重合したポリマーをマトリックスとした中空シリカ分散体が提案されている。6)

(CH3O)3Si-C2H4-C6F12-C2H4-Si(OCH3)3

 また、ガラス転移温度が高く、かつ、架橋密度を大きくすることができる、低屈折率の多官能アクリレートと、多官能アクリレートと相溶性を有する低屈折率の含フッ素ポリマーを含む硬化性組成物を提供することを目的として、下記のようなフッ素および脂環式構造を含む多官能アクリレートが提案されている。7)

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 また、耐擦傷性や耐摩耗性に優れ、ぎらつきを抑制することができると共に、黒濃度及び像鮮明度を高めることができ、画像の視認性を向上させることができる防眩性反射防止フィルム及びそれを備える液晶ディスプレイを提供する目的で、炭素数10以上のパーフルオロアルキル基を有するアクリレート共重合体が提案されている。8)
 さらに、反射防止フィルムの製造方法において、煩雑な工程を行わずに優れた反射防止性を有する画像表示装置を提供し、優れた表面耐擦傷性、耐アルカリ性、更には反射防止性を有する画像表示装置を提供する目的で、中空シリカ溶液中で

C8F17C2H4OCOCH=CH2 とCH2=C(CH3)COOC3H6Si(OCH3)3を共重合した複合体膜が提案されている。9)

文献・特許
1)LCD部材技術大全2009 20
2)DIC 特開2010-18542
3)チッソ、チッソ石油化学 特開2010-6889
4)富士フイルム 特開2009-193046
5)富士フイルム 特開2009-40889
6)リケンテクノス 特開2009-244468
7)ダイキン工業 特開2009-167354
8)日油 特開2009-157234
9)東レ 特開2010-39417