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。     

聚酰亚胺主链结构对液晶取向膜性能的影响

采用一步法,以N,N-二(4-氨基苯基)-4-(十二烷氧基联苯基)-4’-氨基苯醚(C12-BAAPE)为控制预倾角的功能性二胺,2,2’-双三氟甲基-4,4’-联苯二胺(TFDB)或4,4’-二氨基二苯醚(ODA)为辅助二胺,分别与2,2’-双(3,4-二羧苯基)六氟丙烷四羧酸二酐(6FDA)和4,4’-联苯醚二酐(ODPA)聚合,得到三种主链结构不同的聚酰亚胺(PI-1、PI-2和PI-3)。利用NMR、FT-IR、DSC、TGA、偏光显微镜和预倾角测试仪对聚合物的结构、热性能以及制备的液晶盒的取向性进行了表征,同时测试了3种PI的溶解性能。结果表明,PI-2液晶取向膜的耐摩擦性能明显优于PI-1和PI-3,且具有更高的玻璃化转变温度(Tg)和分解温度(Td),更好的溶解性能。分子模拟(MS)表明,由于PI-2分子主链垂直构象的存在,增加了分子链的刚性,因而提高了取向膜的耐摩擦性能。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

液晶垂直定向的研究

本文介绍了用长链醇和胺的混和液在高温下对镀膜基片处理获得向列型液晶垂直定向的方法,讨论了反应时间、反应温度等因素对定向的影响,并给出了实测结果。     

预倾角对超扭曲向列相液晶显示的影响

超扭曲向列相液晶显示(STN-LCD)在实际应用中经常会出现一种由周期性条纹织构引起的晶畴,这种晶畴引起光散射使显示性能下降。采用4种不同的PI作为超扭曲向列相(STN)液晶盒的取向膜,在相同的条件下用摩擦法取向并制成盒后用偏光显微镜观察,发现不同PI取向的盒其均匀性有显著差异,有的盒中有晶畴出现,有的盒则显示出了良好的均匀性。晶体旋转法测量结果表明,不同PI引起不同的预倾角,取向均匀的盒所用PI产生的预倾角比其他PI产生的预倾角要大3°左右。分析认为,较大的预倾角抑制了晶畴的产生,在合适的d/p值下,预倾角只要达到5°以上时即可以有效地抑制条纹的产生,满足生产要求,为解决STN-LCD存在的晶畴问题提供了依据和方法。     

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。     

液晶分子在高分子膜上的排列记忆效应

通过测量高分子膜聚酰亚胺由排列记忆效应产生的锚定强度,对锚定强度随记忆时间的变化进行定量描述。聚酰亚胺膜表面的锚定强度随着记忆时间的增加逐渐增大,大约经过20h后达到饱和,其归一化饱和值大约为30μm^-1。     

预倾角对液晶响应时间的影响

从理论上分析了预倾角对液晶动力学的影响,推导出一系列可用于描述预倾角非0条件下的液晶响应分析公式。使用垂直取向的液晶盒能够通过实验验证理论分析的正确性,这一发现将预倾角与液晶响应时间定量的联系在一起。对预倾角和液晶响应时间的关系的研究,将加深我们对液晶动力学过程的理解,从而有助于优化液晶的响应时间。从理论上分析了预倾角对液晶动力学的影响,推导出一系列可用于描述预倾角非0条件下的液晶响应分析公式。使用垂直取向的液晶盒能够通过实验验证理论分析的正确性,这一发现将预倾角与液晶响应时间定量的联系在一起。对预倾角和液晶响应时间的关系的研究,将加深我们对液晶动力学过程的理解,从而有助于优化液晶的响应时间。