聚合工艺对联苯侧链型聚酰亚胺薄膜取向性能的影响

以4,4′二氨基二苯醚(ODA)、 3,5-二氨基苯甲酸{6-[4′-(苯基)苯氧基]}己基)酯(C6-DABBE)、4,4′-二苯醚四羧酸二酐(ODPA) 为单体,分别采用一步法和两步法共聚合成一系列含有联苯侧链的聚酰亚胺.采用衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)、表面能、原子力显微镜(AFM)、光电子能谱(XPS)等测试手段对薄膜的基本性能进行了研究.通过对预倾角的测量考察了液晶分子在联苯侧链聚酰亚胺薄膜上的取向性能.结果表明,一步法和两步法合成的聚酰亚胺表面分子结构基本一致,都能使液晶分子表现出良好的取向性能;液晶分子的预倾角随着聚酰亚胺侧链含量的增加而增加;由于两步法更有利于侧链在表面富集,所以采用两步法可获得更大的预倾角.     

聚酰亚胺单体配比对液晶预倾角的影响

液晶取向剂是制造液晶显示器的关键材料之一,目前文献大多研究聚酰亚胺结构对液晶预倾角的影响,而单体配比对预倾角影响的研究还较少。文章用均苯四羧酸二酐(PM-DA)、4,4′-二氨基二苯甲烷(MDA)和4-(4-(三氟甲氧基)苯甲酰基)环己基-3,5-二胺基苯甲酸酯(TBCA)制备了一系列三元共聚型聚酰亚胺液晶取向剂,用原子力显微镜对取向剂诱导液晶分子取向能力进行了考察,首次研究了单体配比对液晶预倾角的影响。研究发现,所有取向剂对液晶分子均有较好的取向性能;液晶分子的预倾角随TBCA含量增加而增大;在保持两种二胺配比不变的情况下,随着二酐含量增加而先增大后减小。并最终在单体配比为n(PMDA)∶n(MDA)∶n(TBCA)=104∶60∶40的条件下,合成了一种预倾角高达7.7°、成本较低的聚酰亚胺液晶取向剂。     

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。     

聚酰亚胺添加剂对液晶预倾角的影响

液晶取向剂是制造液晶显示器的关键材料之一.目前对聚酰亚胺结构对液晶预倾角的影响研究较多,而添加剂对预倾角影响的研究还较少.文章用均苯四甲酸二酐(PMDA),4[(4-氨基苯基)-二(4-甲氧基苯基)甲基]苯胺,1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(CBDA),4-己烷氧基联苯酚-3′,5′-二胺基苯甲酸酯和不同含量的添加剂制备了聚酰亚胺液晶取向剂.通过偏光显微镜观察,液晶分子在4种PI膜上都获得了均匀取向.研究发现,含添加剂的PI膜具有良好的耐溶剂性能,液晶分子的预倾角随添加剂含量的增加先增大后减小.     

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。     

聚酰亚胺制备条件对液晶预倾角的影响

液晶取向层性能优劣直接影响液晶分子在基板表面的排列效果,进而影响液晶显示器的光电性能,因此是制造液晶显示器的关键材料之一。文献大多研究聚酰亚胺结构对液晶预倾角的影响,而加料顺序对预倾角影响的研究,迄今还未引起注意。文章用均苯四酸二酐(PMDA)、4,4′-二胺基二苯甲烷(MDA)和具有较大支链的4-(4-(三氟甲氧基)苯甲酰基)环己基-3,5-二胺基苯甲酸酯(TBCA)等单体制备聚酰亚胺(PI),首次研究了单体加料顺序对液晶预倾角的影响,同时也研究了二胺配比对液晶预倾角的影响问题,并探讨了预倾角的热稳定性等问题。实验发现:先将PMDA加入TBCA的NMP溶液中,待PMDA完全溶解后,再加入MDA继续反应2 h,可得到预倾角为4.1°的聚酰亚胺液晶取向剂,且液晶盒在120℃下保持4 h后预倾角没有明显变化,预倾角稳定性良好。     

一种新型耐热可溶聚酰亚胺的制备及性质

成功合成带有三苯胺和吡喃环结构的新型功能性二胺4-[(2-二氢吡喃)氧]-4’,4"-二氨基三苯胺(THP)。使用此单体与4,4′-二氨基二苯醚(ODA)和4,4′-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)共聚,利用两步化学酰胺化法,制备了共聚物的组成配比不同的3种聚酰亚胺(PI)。使用NMR、FT-IR、DSC、UV-Vis等测试手段对单体和PI进行了结构表征和各项性能测试。研究了其溶解性能、耐热性能、透光性能和取向性能。结果表明3种PI均可溶于NMP、DMF等极性溶剂,同时在THF、DCM等低沸点溶剂中也具有较好的溶解性。PI的玻璃化转变温度在270℃以上,在500~800nm区域透过率在80%以上,液晶分子的预倾角随THP的增加而增大,可达2.3°,且具有均一的取向效果。     

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。     

基于4-辛氧基联苯酚-3,5-二氨基苯甲酸酯的聚酰亚胺的合成及性能研究

利用4-辛氧基联苯酚-3,5-二氨基苯甲酸酯(C8)、3,3′-二甲基-4,4′-亚甲基二苯胺(DMMDA)以不同比例与4,4-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)一步法聚合制得第一体系不同二胺含量的聚酰亚胺(PI)。研究了二胺含量对PI的溶解性、取向性、预倾角和热稳定性的影响。用C8、DMMDA以相同比例与ODPA、均苯四甲酸酐(PMDA)、3,3′,4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)一步法反应,制得第二体系不同二酐结构的PI,研究了二酐结构对PI溶解性和热稳定性的影响。     

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。     

含氟聚酰亚胺的热光性能

用5,5′-(六氟异丙基)-二-(2-氨基苯酚)(6FHP),4,4-′(六氟异丙基)-苯二酸酐(6FDA)和分散红19(DR19)合成了可制作光波导器件的含氟聚酰亚胺(PI-19)有机聚合物;采用示差扫描量热(DSC)、热失重分析(TGA)和近红外吸收光谱等方法对PI-19的热稳定性和光学性质进行了表征。示差扫描量热和热失重分析结果显示,PI-19的玻璃化转变温度(Tg)为256℃,在5%的热失重温度为380℃,表明具有非常好的热稳定性。近红外吸收光谱表明,材料在光通信波段(1.3μm和1.55μm)有2个较低吸收的“窗口”,可以用来制作低损耗的光通信器件、光开关等。制得的聚合物材料具有较大的热光系数,其值为-4.13×10-4~-3.72×10-4℃-1(650~1310 nm),对于研制具有低驱动功率的新型数字热光开关具有一定意义。     

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。     

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。     

等离子体处理过的基板上液晶平行取向的两种模式

我们提出了一种用于液晶盒的新取向工艺,可以得到0或非0的预倾角。这项工艺是用定向的等离子体流倾斜辐照基板。我们用一个阳极层发射器(anodelagerthruster)作为等离子体辐射源,以产生层状的等离子体流。它适合于处理大面积基板,可以处理有机(聚合物)和无机(玻璃,ITO)层。等离子体流辐照可以得到两种类型的液晶取向:(1)最可及(择优)取向轴位于离子束方向和基板法线组成的入射平面上;(2)最可及取向轴垂直于入射面。随着照射总剂量的增加,取向方向可以从类型(1)向类型(2)转变。在第一种取向模式中,可以通过改变工艺参数,如入射角、离子流密度和离子能等来改变预倾角。第二种取向模式的特征是预倾角为0。第一种模式的方位锚泊能系数相对较弱(W=10-3 Erg/cm2),而第二种类型锚泊能很强(W>10-1 Erg/cm2),与摩擦聚合物基板相当。两种模式的取向特征可以用来产生满足所需参数的取向,和构图(pattern)液晶盒基板。这种工艺方法可以克服传统摩擦工艺的某些缺点。     

液晶显示器摩擦取向技术的新发展

摩擦取向技术一直是液晶显示器领域使用最广泛的取向技术和研究热点。介绍了液晶显示器摩擦取向技术在取向工艺、取向理论、取向材料、检测方法等方面的新进展和局限性。     

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。     

环己烷类聚硅氧烷侧链液晶的合成与液晶行为研究

选用环己烷类液晶基元反式-4-乙烯基-反式-4’-丙基双环己烷(MA)和反式-4-丁烯基-反式-4’-丙基双环己烷(MB),通过硅氢加成反应将其接枝到柔性的聚硅氧烷主链上,合成了含有2种环己烷结构的聚硅氧烷侧链液晶P_(AB),产率为80.3%。采用傅立叶变换红外光谱法(FTIR)和氢核磁共振谱法(~1H-NMR)对其分子结构进行表征,说明其分子结构符合预期;采用热台偏光显微镜法(POM)和X射线衍射法(XRD)对其液晶相类型和液晶行为进行观察和分析,发现在升降温过程中所呈现出胆甾相油状条纹织构和小板块织构,揭示出因有序度不同所导致的不同织构特征;采用差示扫描量热法(DSC)和综合热分析法(TGA)对其热性能进行分析,确定其液晶区间为28.68K,T_(d(5wt%))为405.25℃,均高于液晶基元的液晶区间和热稳定性。