自组装法制备新型液晶垂直取向膜

用硅烷偶联剂3-氨丙基-三乙氧基硅烷,通过自组装反应在石英基板表面制备了含有二苯乙炔基的自组装单层膜。用该自组装膜作为向列相液晶的取向层制成液晶器件,在偏光显微镜下观察,发现向列相液晶获得了均匀、稳定的垂直取向效果。热稳定性试验表明,用自组装方法制备的液晶垂直取向膜有良好的热稳定性,在250℃条件下取向仍可保持。     

表面自组装反应制备液晶光控取向膜

通过聚乙烯醇薄膜表面致密的羟基基团与肉桂酰氯间的选择性酯化反应,将光敏基团连接到聚乙烯醇薄膜表面,制备出一种新型的光敏自组装单层膜.用线性偏振紫外光辐照该薄膜,与光矢量方向匹配的肉桂酸基团发生光化学反应,反应产物沿辐照光的偏振方向分布,形成表面张力各向异性的薄膜.将该薄膜作为向列相液晶的取向膜制成平行液晶器件,在偏光显微镜下观察,发现获得了均一、稳定的取向效果.这种自组装光控取向膜的制作过程简单,且具有良好的热稳定性.     

基于光敏自组装多层膜的液晶光控取向膜

采用layer-by-layer(LBL)的方法，将基板依次在具有光敏双键的季铵盐水溶液和聚乙烯基苯磺酸钠水溶液中浸泡，石英基板表面形成了自组装多层沉积膜。经线性偏振紫外光辐照后，LBL多层膜表现出明显的紫外吸收各向异性。将两片带有各向异性薄膜的基板做成平行液晶器件。在正交的偏光显微镜下观察，发现取得均一、稳定的取向效果。该种光控取向膜有望用作LCoS微显示的取向层。     

一种共价键结构的高稳定性自组装光控取向膜

通过两次光照法制备了一种基于共价键结构的自组装光控取向膜。首先采用重氮树脂与聚(4-丙烯酰氧基肉桂酸(4′-磺酸钠)苯酚酯)在水溶液状态下通过静电离子沉积法制备了layer-by-layer型的自组装多层膜,制备过程的紫外-可见光谱表明薄膜为逐层、均匀沉积。第一次光照将膜层间的重氮磺酸盐离子键转化为共价键结构,然后采用线性偏振紫外光进行第二次光照,获得具有各向异性的光控取向膜。紫外-可见光谱法证实了薄膜辐照过程中的光化学反应方式。这种液晶光控取向膜可以水平均匀取向向列相液晶,而且具有良好的热稳定性,可达到150℃。     

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。     

光敏自组装单层膜用于液晶光控取向的研究

用丁二酸酐和7-羟基香豆素合成了含有脂肪族羧酸基团的光敏化合物，利用脱水反应使它在玻璃(或石英)基板表面形成自组装单层膜。用偏振紫外光照射光敏性自组装膜，与光矢量方向匹配的香豆素基团发生[2 2]周环反应，反应产物沿辐照光的偏振方向分布，形成表面张力各向异性的薄膜。用它作为向列相液晶取向膜制成平行液晶器件，在偏光显微镜下观察，发现取得了均一、稳定的取向效果。并且该取向膜有良好的热稳定性。     

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。     

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。     

向列相液晶在自组装膜上取向的研究

通过在具有微米级沟槽(一个沟槽周期5μm)的玻璃基底上进行平面镀金,制备了具有相同沟槽周期的Au膜;并在Au膜上制备Cu2 修饰的巯基十一酸自组装敏感膜。向列相液晶5CB在Au膜基底上呈平行于Au膜沟槽的沿面排列;5CB在自组装敏感膜表面上的取向排列方式为垂直排列。通过检测甲基膦酸二甲酯时液晶织构的变化,表明5CB的取向排列方式由垂直排列转变为倾斜排列,并阐明了液晶型化学传感器的作用机理。首次证实以微米级沟槽状Au膜为基底制作的液晶型化学传感器可以用于检测目标化合物。     

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。     

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。     

激光诱导液晶定向研究

报道了一种新的激光诱导液晶定向技术。用偏振激光辐照两块涂有聚乙烯醇（ＰＶＡ）和甲基橙（ＭＯ）混合物薄膜的玻璃基片,再按激发光偏振态相互垂直的方向组装为液晶（ＬＣ）盒,用光诱导法获得盒内液晶分子的扭曲向列排列,该盒可使入射线偏振光旋转９０°。用１ＧＷ／ｃｍ２强激光辐照后,盒内ＬＣ分子取向不变,因而可望用于制备强激光系统中偏光控制器以改善光束质量。     

Controlled Planar Alignment of Discotic Liquid Crystals in Microchannels Made Using SU8 Photoresist

A range of triphenylene and phthalocyanine‐based discotic liquid crystals (DLCs) can be aligned within micrometer‐scale channels formed from SU8 patterned on silicon or glass surfaces. The channels can be filled with the DLC in its isotropic phase using capillary action. Alignment occurs spontaneously as the sample is slowly cooled into the Col_h phase. Whilst all of these DLCs align with the columns perpendicular to the surface when they are ‘sandwiched’ between glass slides, in these channels, the DLC aligns with the column director parallel to the surface. It is also constrained to lie across the channels. The same alignment occurs when these DLCs are confined between SU8‐topped interdigitated gold electrodes where it gives the optimum orientation for electrode‐to‐electrode conduction. The quality of the alignment depends on the particular liquid crystal used and on the width of the channel. For the Col_r phase of octaoctylphthalocyanine there is additional epitaxial control over the orientation of the lattice such that the a/c face of the lattice is parallel to the surface. This is an important prerequisite for creating a bistable display device that switches by virtue of changing the direction of the tilt of the discs.