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。     

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。     

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℃。     

光敏小分子单体链聚合诱导液晶分子排列的研究

两端带有碳碳双键,尺寸与液晶分子相近的刚性小分子单体在线偏振紫外光照射下聚合,形成的聚合物膜能够诱导液晶分子均匀取向。对不同光照时间的紫外吸收光谱谱图比较发现,该取向材料具有较好的光敏性。利用偏振红外光谱测定了取向膜表面的二向色性,并且测得膜表面有序度为0．088。以晶体旋转法测定该取向膜制成的液晶器件,测得预倾角的大小为0．8。     

微纳米尺度下聚酰亚胺薄膜表面电荷生成规律研究

为进一步研究工业中对聚酰亚胺取向膜基板进行摩擦取向处理时,在取向膜上产生静电残留,影响液晶分子取向的均匀性的问题,文章利用Dimension3100型扫描探针显微镜(SPM)在聚酰亚胺表面摩擦产生了微纳米尺度的电荷,并对表面电荷的生成规律进行了研究。当SPM的导电探针在聚酰亚胺表面进行加工或摩擦操作时,会在探针与薄膜接触区域产生电荷,生成的电荷可以用静电力显微镜(EFM)进行观察。讨论了生成电荷的极性、数量、区域大小与摩擦过程中探针加工速度,所加电压大小、正负之间的关系,为在微观尺度探索聚酰亚胺表面电荷生成规律及生成机理提供了一种新的途径。     

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.     

向列液晶在聚酰亚胺LB膜上的表面取向(英文)

本文研究了液晶和聚酰亚胺分子在聚酰亚胺LB膜上的取向效果。聚酰亚胺链在LB膜中的取向程度低于强摩擦膜表面聚酰亚胺链的取向,这可能由于聚酰亚胺分子的结构线性不好所致。9或11层LB膜可以很好地排列液晶分子,但液晶在聚酰亚胺LB膜上的取向效果劣于强摩擦膜表面的情形。     

液晶的聚合物取向机理的研究

关于液晶在摩擦聚合物表面排列取向的机理,有两种基本的解释:一是认为摩擦产生的沟痕起着重要作用,根据自由能最小原理,液晶分子沿着摩擦方向排列。另一种理论认为,摩擦影响聚合物膜的链取向,再通过类似晶体外延生长的方式影响液晶分子的排列。我们在实验中观察了液晶分子在经过二次摩擦的聚合物膜表面和聚碳酸脂延迟膜表面的排列,进一步证实了晶体外延式取向的理论。     

树枝状硫醇分子合成及树枝状硫醇/金组装膜取向液晶能力计算

树枝状硫醇分子可以于金基底上形成基于硫金键的自组装膜,且膜表面可以自组装形成纳米级的条带结构,依据锚定理论预测,此纳米条带形貌在液晶取向领域将具有较大的应用潜力.采用常规的醚化反应对树枝状硫醇分子的制备过程进行了探讨.实验中,分别采用了两种不同的合成方案,实验发现,催化剂和反应条件的不同造成了反应时间和收率的不同.通过方案对比得到了收率高、较易分离的合成路线.对此类组装膜的取向能力进行了计算,并与传统的PI类取向膜进行了对比,结果发现,此类薄膜具有很强的锚定能力.     

TFT-LCD中液晶取向异常亮点机理研究及改善

在采用摩擦配向工艺实现液晶取向的TFT-LCD显示屏中,外形不规则亮点不良主要有两种:一种是由可见异物造成的亮点,可以通过加强摩擦后清洗等改善;另一种亮点不良并没有伴随可见异物发生。为提升TFT-LCD良率,亟需明确后者的形成机理并制定改善对策。经分析发现,此种不可见异物亮点位置处液晶取向异常,通过进一步对不良区域微观结构和成分的分析,确认该区域表面有厚约7.5～10nm的杂质区,造成液晶取向异常;然后通过液晶和配向膜取向异常的再现性测试,锁定摩擦布中背胶和柔顺剂残留是造成液晶取向异常的主要因素,明确了此不良的发生机理;最后,在生产线实际测试了减少背胶和柔顺剂的摩擦布,非异物亮点不良由0.6%降至0%,验证了我们的机理推测和实验室测试结果的有效性。     

Au纳米颗粒对向列相液晶取向性能的影响

液晶分子的初始排列在液晶显示器中起着关键的作用。纳米粒子掺杂到液晶体系可扰乱液晶分子的排列,从而改变液晶的自组装特性,进而影响液晶的各项性能。将制备的Au八面体纳米颗粒掺杂到向列相液晶4-氰基-4′-正戊基联苯(5CB)中,灌入液晶盒后,通过使用偏光显微镜对液晶盒的观察发现,掺杂的八面体Au纳米颗粒诱导5CB液晶分子发生了垂直取向,而球形Au纳米颗粒不能诱导液晶分子垂直取向。这归因于八面体Au纳米颗粒的表面能比较小,液晶分子间的作用力比较大,使液晶分子易于垂直取向。随着O-Au NPs的浓度增大,液晶分子的取向效果先变好又逐渐变差。这是因为O-Au NPs的浓度越高,可诱导越多的液晶分子垂直取向排列,但随着纳米粒子浓度的增加,纳米粒子团聚,减少了与液晶分子的作用,使取向效果变差。动态过程实验显示,0.1%的八面体金纳米颗粒可诱导向列相液晶5CB在2 min内快速完成垂直取向,表明O-Au NPs具有优异的诱导5CB取向的动态效果。     

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。     

新型相邻长支链取代的聚酰亚胺液晶垂直取向剂的合成及其用于液晶显示元件的性能表现

报道了一类新型相邻柔性长支链聚酰亚胺液晶垂直取向剂的合成,并考察其用于液晶显示元件的性能表现。首先,以2,3,4-三氟硝基苯、4-(4-庚基环己基)-苯酚、邻苯二甲酰亚胺钾盐等原料合成了含有相邻柔性长支链结构的新型功能性对苯二胺(L-14),通过核磁共振波谱(NMR)和高压液相色质联用(HPLC-MS)对目标产物进行结构表征。用1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐(CBDA)、对苯二胺(PDA)和L-14制备了一类PDA与L-14不同比例的聚酰亚胺液晶垂直取向剂,并对以该聚酰亚胺膜作为液晶取向层制得的液晶显示元件开展了预倾角、液晶定向时间、陡度、对比度等性能测试。结果表明,基于该新型聚酰亚胺液晶垂直取向膜的液晶显示元件耐磨性能强、液晶定向时间短、取向性能优良、显示画面清晰。     

用强化环硅氧烷使液晶取向

首次研究了用带平面和立体结构以及分子中张紧键的环硅氧烷来获得使液晶取向的膜。研究了取向膜的制备条件及其特性。确定了获得指定液晶排列的最佳参数。     

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。     

用静态和动态辐射等离子流处理基板上的液晶取向

在本文,我们介绍关于液晶取向的新成果,基板用阳极分层推进器(anode layer s thruster,ALT)产生的加速氩等离子体"层(sheet)"作倾斜处理.由有机的(聚合物)和无机的(玻璃,类金刚石(DLC),二氧化硅等)原材料做成的基板,用等离子体流在静态和动态(垂直于等离子体层方向单向变化)方式下进行处理.对于正性液晶(△ε＞0),在两种方式下观察到两种取向模式易取向轴限制在入射等离子层平面内(模式1)或垂直于这个平面(模式2).在第1种取向模式中,液晶的预倾角不等于零,并且随着等离子体束入射角和辐射量而变化,其均匀性在动态辐射中更好.随着辐射的增强,会发生模式1到模式2的转变.应用于垂面取向液晶显示器(VA LCD)的负性液晶混合物(△ε＜0),只有第1种模式(在整个基板上一致取向)被观察到,在辐射量低或高(正性液晶出现第2种取向模式时的相对高的辐射量)时都能出现.预倾角可高达30°,由等离子束的辐射量和入射角来控制.第2种模式在高辐射下出现,并且只在静态方式下,位于等离子层中心的、比较密集的区域,而第1种取向模式在其外围.模式1和模式2由狭窄的过渡区分开,该区呈现多畴液晶取向(二重简并).这些畴的易取向轴相对于模式1中取向方向大约偏转±45°.对于负性液晶,由模式1到二重简并到模式2转变的取向方式,与早期真空镀膜产生的取向非常相似.对于正性和负性两种液晶,我们实现了动态辐射下在15×15cm2基板上的均匀取向.     

液晶光学相阵列相移单元的电压-相移特性

液晶光学相阵列是一种新型的光学相位调制器件,为分析器件中相移单元的电压-相移特性,建立了液晶相移单元的数学模型,并提出了一种混合差分迭代算法。该算法根据液晶分子在电场作用下的物理变化过程,在指向矢与电位的耦合迭代过程中,采用追赶法计算相移单元中的电位分布。根据该算法对相移单元中液晶指向矢的分布进行了仿真计算,进而对取向膜厚度、预倾角和液晶盒厚度对器件的电压-相移特性的影响进行了分析。结果表明,当电压处于阈值电压与饱和电压之间时,取向膜厚度对液晶的电压-相移特性的影响比较明显。     

ZnO纳米结构对液晶取向控制研究

为了弥补传统液晶取向方式存在的不足,研发出低成本、制作简单、取向效果更优异的取向技术,本文使用简单的实验方法将纳米ZnO自组装到氧化铟锡玻璃基板上,并通过改变ZnO的煅烧温度,调控其纳米结构;继而结合摩擦方法,实现对液晶分子预倾角的调控。实验结果表明,ZnO的煅烧温度越高,液晶分子的预倾角越接近0°。反之,煅烧温度越低,液晶预倾角越接近90°。本文通过调节自组装的ZnO纳米结构,实现了对液晶分子预倾角0°～90°范围内的调控。