聚酰亚胺液晶垂直取向膜的表面取向分析

采用均苯四甲酸二酐(PMDA)、4,4′-二胺基二苯甲烷(MDA)以及侧基含联苯和己基的二胺(TBCA)三元共聚制备了聚酰亚胺垂直取向剂,摩擦前后得到相同的垂直取向效果,探讨了侧链二胺TBCA的含量对聚酰亚胺取向膜垂直取向性能的影响,采用衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)对摩擦前后聚酰亚胺膜表面侧链的相对含量进行了对比,并运用原子力显微镜(AFM)考察了表面细微沟纹对液晶分子取向的影响。结果表明,在取向膜未经摩擦没有产生表面沟纹的情况下液晶分子也能取向,并且这类取向膜表面侧链的含量与摩擦后的含量相当。     

聚酰亚胺的侧链结构对液晶取向性能的影响

聚酰亚胺取向膜是液晶显示器的重要组成部分,对显示器件性能具有重要影响。通过实验室自行合成的两种不同侧链的二胺单体,与4,4'-二胺基二苯甲烷和均苯四羧酸二酐聚合得到含有酯键型侧链和含有醚键型侧链结构的两种聚酰亚胺。通过偏光显微镜观察,液晶分子在两种聚酰亚胺取向膜上都获得了均匀取向。测试了不同侧链结构的聚酰亚胺取向膜产生的预倾角,发现含有酯键型侧链结构的聚酰亚胺比含有醚键型侧链结构的聚酰亚胺产生的预倾角略大,且取向稳定性更好。     

侧链密度对聚酰亚胺取向膜性能的影响

成功地合成了二胺单体十二烷氧基苯-4′,4″-二氨基三苯胺(DPDTA),并用此单体与3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二苯甲烷(DMMDA)和二苯醚四羧酸二酐(ODPA)共缩聚,采用低温缩聚-热酰亚胺化、通过调节共聚物组成制备了2种聚酰亚胺(PI)。利用FT-IR、NMR、UV-Vis与DSC等手段对合成二胺单体及PI进行了结构表征和性能测试。研究了其取向性能、透光性能和耐热性能。结果表明,在摩擦前,含10%DPDTA的PI不能诱导液晶分子取向,含25%DPDTA的PI能诱导液晶分子垂直取向,预倾角可达89.6°。而摩擦后,两种PI都能使液晶分子平行取向,预倾角分别为1.8°和2.4°。两种PI膜在500～800nm区域透光率都在80%以上,玻璃化温度都在230℃以上。     

液晶显示器取向膜性能的影响因素分析

取向膜作为液晶显示器的重要组成部分,起到使液晶分子在液晶盒内整齐排列的作用。影响取向膜性能的因素主要有取向膜材料聚酰亚胺本身的特性、取向膜形成的工艺和取向膜的取向摩擦过程。文章重点分析了聚酰亚胺结构及组成、取向膜涂布方法及固化温度、取向膜摩擦材质及摩擦强度等对取向膜性能的影响。     

聚酰亚胺液晶垂直取向膜的制备与性质

虽然传统的平行取向技术已广泛应用于液晶显示器的生产,但其存在窄视角、低对比度和慢响应时间等问题,因此液晶分子的垂直取向技术在国外已经被广泛研究。在实验中,一种含有液晶结构侧链的聚酰亚胺通过均苯四羧酸二酐(PMDA),4,4′-二胺基二苯甲烷(MDA)和4-己氧基联苯酚-3′,5′-二胺基苯甲酸酯(C6BBDA,实验室自制)共聚被制备,并且被用作液晶取向膜,研究其取向性能。试验发现,该种聚酰亚胺作为取向膜可以诱导液晶分子垂直取向,即使在摩擦之后依然可以获得大于89°的预倾角;使用正交偏光显微镜观察所制得液晶盒中的液晶取向效果,发现垂直取向均匀良好;为了测试该垂直取向的热稳定性,将制备的液晶盒在120℃下烘烤12h后,偏光显微镜下观察发现垂直取向仍然良好均匀,表明该取向膜具有良好的热稳定性。     

新型可溶性聚酰亚胺液晶垂直取向剂的合成

利用4-十二烷氧基联苯酚-3,5-二氨基苯甲酸酯、3,3′-二甲基-4,4′-亚甲基二苯胺(DMMDA)按不同比例和4,4-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)通过一步法共聚合成一系列聚酰亚胺,该聚酰亚胺在N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亚砜(DMSO)以及氯仿(TCM)等溶剂中显示出良好的溶解性,并且显示出优异的垂直取向性能,即使摩擦以后所引起的预倾角也未出现显著的下降。     

侧链含稠环的新型聚酰亚胺液晶垂直取向剂的制备及表征

以3,5-二硝基苯甲酰氯、雌二醇及溴代正辛烷为原料合成了含有稠环结构的新型功能性二胺(H8-c)。用1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐(CBDA)、对苯二胺(PDA)及H8-c共聚制备了一种聚酰亚胺(PI)液晶垂直取向剂。该PI膜作为取向层制得的液晶盒,在120℃下烘烤12h仍可垂直取向,拥有良好的垂直取向热稳定性。热重分析(TGA)测试表明其具有良好的热稳定性,在氮气中,这种PI的5%热失重温度(T5)和10%热失重温度(T10)分别高达400℃和480℃。紫外可见光谱(UV-vis)显示此PI膜在400nm以上具有高的透过率,可达95%以上。     

一种新型液晶垂直取向膜

采用离子沉积法在玻璃基板表面制备了十四烷基磺酸盐自组装膜,用带有该自组装膜的基板制成的液晶器件呈现出垂直取向效果。通过自组装反应过程分析,认为自组装膜表面的纵向沟纹引起了液晶的垂直排列。实验发现,当自组装膜烷烃碳链长度大于11个C原子就可获得垂直取向。这种取向膜制作过程简单、热稳定性好,非常有望应用于多畴垂直取向模式的液晶显示器。     

纳米结构液晶取向膜

介绍了一种新型纳米结构液晶取向膜技术,详述该取向膜的机理和最新进展。该取向膜本身是不均匀的,但不均匀性在亚微米以下,可以为液晶分子提供均匀的取向,并且产生任何在0～90°范围内的预倾角,具有良好的可靠性和可控性。分析了获得这样均匀取向性能的条件,提出3种产生纳米结构液晶取向膜的方法。     

摩擦强度对取向膜表面液晶取向度的影响

利用红外二向色性吸收实验,定量分析了不同摩擦强度的取向处理后取向膜表面的液晶分子取向度。实验结果表明,取向膜表面的液晶分子取向度随摩擦强度的增加而增加,最后达到饱和。取向膜表面的液晶分子取向度饱和值仍低于体内部,大约为体内部的1／2。液晶界面层的厚度不随摩擦强度变化,均为7nm左右,此值具有分子相干长度的物理意义。     

聚酰亚胺溶液黏度对液晶预倾角的影响

为了制备具有自取向功能的聚酰亚胺(PI)取向膜,避免摩擦工序在取向膜表面造成静电、灰尘、配向不良等不利影响,本实验通过一系列黏度不同且有水平及垂直取向功能的PI溶液,研究了PI液黏度和其取向膜表面粗糙度的关系,进而研究了PI膜表面粗糙度和液晶预倾角(θ_p)的关系。研究发现:取向膜表面粗糙度随着PI液黏度的增大而增大,θ_p随着粗糙度的增大而增大,但当粗糙度大于一定值(3.760nm)后,θ_p增长缓慢并趋于稳定。这主要是因为PI液黏度增大时,阻碍了相邻PI液滴通过分子链段协同运动向彼此扩散的几率,进而形成取向膜表面的"峰谷"形貌,这种"峰谷"形貌表面对液晶垂直取向起到了支撑作用,正是这种支撑作用使得液晶分子获得较大的θ_p。结合液晶面板响应时间对高预倾角的要求和Inkjet PI液滴喷嘴过小对PI液黏度的限制,得出PI液黏度大约为41CP时,此时取向膜表面粗糙度为4.830nm,液晶取向角为5.5°,能较好地满足液晶取向的要求。     

硅烷添加剂Y9669对STN液晶取向剂性能的影响

在工业生产中,STN液晶取向剂在以薄膜形式涂覆在玻璃基板表面并进行热固化后,需要用溶剂对其进行洗涤。在洗涤中,薄膜从玻璃基板上脱落的现象时有发生。针对这种现象,需要一种添加剂,在不影响STN液晶取向剂的粘度、外观、预倾角、硬度等性质的同时,提高其粘接性能。在液晶取向剂中引入了N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(Y9669)添加剂,将硅烷添加剂以不同添加比例与取向剂搅拌混合后,得到5份添加剂含量不同的溶液。表征并对比了含有不同含量添加剂的STN液晶取向剂的粘度、外观、预倾角、硬度、粘接性等性质。实验结果表明:对于STN液晶取向剂体系,硅烷添加剂Y9669的最佳添加比例为取向剂固含量的0.5%,此时得到的取向剂综合性能更加优异。硅烷添加剂Y9669基本能够达到在不影响取向剂其他性能的同时,提高其对基板粘接性能的要求。     

电流阻挡层结构对垂直发光二极管芯片老化特性之研究

发现ICP damage制作电流阻挡层的制程会导致垂直结构LED在老化过程中发生漏电。通过更换反射层的金属及EMMI&SEM分析,发现老化漏电的原因来源于反射金属——Ag的电迁移,迁移通道可能来源于ICP打开穿透位错的封口。在缺陷位错内填入低电迁移率金属并检测。结果表明,填入低电迁移率金属后既解决了老化漏电问题,同时不影响芯片的初始光电特性。     

取向层厚度及介电常数对TN-LCD影响的研究

在具有高驱动电压的液晶显示器中,为了对液晶器件起到保护作用,以采用增加取向层厚度的方法来解决某些显示器件由于驱动电压过高导致的问题。当取向层厚度不可忽略时,随着取向层厚度增加会导致器件驱动电压升高。本文利用扭曲向列相液晶显示器结构,通过模拟和实验分析了取向层厚度对LCD的影响以及不同介电常数的取向层对LCD的影响。结果表明:当取向层的介电常数大于20时,能够有效降低TN-LCD驱动电压。当其介电常数大于500时,其厚度变化对驱动电压的影响变得很小。本文结果对降低高驱动电压液晶器件的驱动电压有重要的指导性意义。     

含液晶缺陷层阶梯型双周期结构的电场方向调控特性

利用传输矩阵法研究了含向列相液晶缺陷层的一维阶梯型Double-period第四代准周期结构缺陷模的电场方向调控特性。分析了外加电场方向和正入射波方向间夹角θ与缺陷模的位置、品质因子、空间位置光场分布的变化关系,最后探讨了缺陷模的品质因子对光场强度的影响。结果表明：随着夹角θ的逐渐增大,缺陷模的位置向短波方向移动,缺陷模波长的调控量为84nm;随着夹角θ的逐渐增大,缺陷模的品质因子逐渐增大;缺陷模在空间位置的光场分布呈现出局域现象,随夹角θ的增大,空间位置的光场强度逐渐增强;缺陷模的品质因子与光场强度成正比关系。     

Light extraction of flexible OLEDs based on transparent polyimide substrates with 3-D photonic structure

We report a flexible organic light-emitting diode (OLED) based on transparent polyimide (PI) substrate with 3-D photonic structure, which shows a maximum gain factor of ∼1.7 for current efficiency at large viewing angle. The PI substrate is a replicate from glass carrier with hexagonal closely-packed convex-truncated-cone array. Green OLEDs are fabricated on the planar surface of the PI substrate before being mechanically de-bonded from the glass template. The proposed OLEDs exhibit excellent angular optical properties including stable CIE coordinates with Δx = −0.006 and Δy = 0.002 as the viewing angle varies from 0° to 50°. Surface scattering effect of the 3-D photonic structure eliminates the periodic distortion phenomenon in electroluminescence spectrum of flexible OLEDs.     

智能复合材料光纤传感层的研究

光纤自诊断系统是智能复合材料结构的重要组成部分。但是 ,将光纤传感器阵列埋入复合材料是实现智能复合材料的一个难题。解决这一问题的方法是将光纤传感器集成在一起形成一个模块化的便于埋入复合材料中的光纤传感层。本文探讨两种使用聚酰亚胺制作传感层的方法。一种是把光纤传感器阵列埋入聚酰亚胺薄膜中 ;另一种是用作为光学材料的含氟聚酰亚胺制作矩形 (道沟 )光波导和光传感器。后一种方法制作的传感器模块集成度高、可靠性好 ,是值得注意的发展方向。     

High-Performance barium titanate capacitors with double layer structure

High-performance barium titanate (B_aTiO₃) capacitors with excellent electrical and dielectric properties have been made by a two step deposition scheme using reactive rf magnetron sputtering. A novel double layer structure has been developed to reduce the pinholes and improve the electrical properties, such as higher dielectric constant, lower dissipation factor, higher breakdown fields and low leakage currents. Films deposited on a cooled substrate are amorphous whereas those deposited on a heated substrate are poly crystalline. Both polycrystalline and amorphous natures are verified by x-ray diffraction and scanning electron microscopy. Amorphous films have a low leakage current, a high breakdown voltage up to 2.5 x 10⁶ V/cm, and a dielectric constant less than 20. Polycrystalline films yield a high dielectric constant of 330. However, these films also have large leakage currents. The capacitors with the two layer structures,i.e. amorphous layer on top of polycrystal layer, have been shown to be much superior to those prepared by either polycrystal or amorphous layer alone for practical applications. The dielectric constant and breakdown voltage of capacitors with a double layer are found to be as high as 220 and 1.2 x 10⁶ V/cm, respectively. The leakage current is reduced to the same order as the amorphous films alone.