液晶取向技术

介绍了液晶光开关的基本原理及其在光通信和信息显示领域的应用。从取向层材料、取向原理、取向工艺等方面综述了几种液晶取向技术:摩擦取向技术、光控取向技术、倾斜蒸镀法以及LB膜法,并阐述其优缺点。最后对未来的取向技术做一个展望。

主链含氟聚酰亚胺液晶取向排列剂的表面性能及微观形貌

通过改变聚酰亚胺膜中主链氟的含量 ,合成了几种高预倾角的聚酰亚胺膜 ,测定了各种膜取向前后的接触角 ,发现接触角随聚酰亚胺膜主链中氟含量的改变而改变 .在原子力显微镜下观察含氟聚酰亚胺及不含氟聚酰亚胺取向膜的微观结构 ,发现两种膜都是沿着摩擦方向有序排列 ,其中完全含氟聚酰亚胺取向膜较不含氟的聚酰亚胺取向膜更有规整性 .

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。

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。

光学二次谐波法研究表面诱导液晶取向的机理

本文介绍了SHG法测量基板表面液晶分子排列状态的基本原理、实验装置及实验中应注意的问题,讨论了主要的实验结果.

LB膜技术在液晶取向中的应用

本文以LB膜技术研究了向列相液晶的取向机理.选择了四种不同金属的可溶性酞菁化合物MPc-R_4作为取向材料,拉制成LB膜,诱导向列相正性液晶E-7.通过对菁酞LB膜的表征和液晶取向及电光性能的研究,认为液晶的取向是由分子间的相互作用力决定的.

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。

烷基取代环丁烷型聚酰亚胺液晶取向膜的制备及性能

以甲基顺丁烯二酸酐(MMA)为原料,以乙酸乙酯为溶剂,利用紫外光(波长:365 nm)辐照环加成工艺制备了1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四酸二酐(MCBDA)。采用MCBDA分别与柔性芳香族二胺单体,包括1,3-双(3-氨基苯氧基)苯(133APB)和2,2′-双[(4-氨基苯氧基)苯]六氟丙烷(BDAF)通过两步化学亚胺化工艺制备了两种有机可溶性聚酰亚胺(PI)树脂,PI-1(MCBDA-133APB)与PI-2(MCBDA-BDAF)。两种树脂在极性非质子性溶剂,如N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中具有良好的溶解性。采用PI/NMP溶液成功制备了无色透明PI薄膜。系统研究了脂环结构对PI薄膜耐热性能以及光学性能的影响。研究结果表明,PI薄膜具有良好的耐热稳定性。PI-1与PI-2薄膜的起始热分解温度(T5%)分别为436.0与450.9℃。同时,PI薄膜在可见光区(400~700 nm)具有优良的光学透明性。PI-1与PI-2薄膜在450 nm波长处的透光率分别为76.0%和86.0%,薄膜的黄度指数(b*)分别为2.06和1.64,浊度均低于1.0%。采用PI-1与PI-2溶液作为液晶分子取向膜装配了液晶盒。测试结果显示,PI-1与PI-2取向膜对液晶分子均具有良好的取向效果,预倾角分别为1.3°和4.4°。PI-1装配的液晶盒的电压保持率超过98.00%。

用于液晶取向材料的聚酰亚胺中间体IPDA的制备

采用一种新的合成路线:以异丙苯为起始原料,首先合成出了2,2-二苯基丙烷,采用高真空蒸馏法提纯产物,找出了最佳的蒸馏条件。再经硝化反应和常压下Pd/C加氢还原后制备出了2,2-双(4-氨基苯基)丙烷(IPDA),经气相色谱分析仪(GC)检测含量达98%以上,GC-MS和DSC确认结构,该化合物可用于制备聚酰亚胺膜材料。

TFT-LCD用聚酰亚胺液晶取向层的研究与应用进展

综述了薄膜晶体管驱动液晶显示器(TFT-LCD)用聚酰亚胺(PI)取向层的研究应用进展以及未来发展趋势。从TFT-LCD对PI液晶取向层的性能需求、PI液晶取向层的分子结构设计与研究开发现状以及PI液晶取向层在TFT-LCD中的实际应用等方面进行了阐述,重点介绍了摩擦型PI液晶取向层以及光控型PI液晶取向层的研究与应用进展。

环丁烷基聚酰亚胺液晶取向膜的制备及光控取向研究

采用1,2,3,4-环丁烷四酸二酐(CBDA)分别与芳香族二胺单体,包括4,4′-二氨基二苯甲烷(MDA)、3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二苯甲烷(DMDA)、3,3′,5,5′-四甲基-4,4′-二氨基二苯甲烷(TMMDA)、3,3′-二甲基-5,5′-二乙基-4,4′-二氨基二苯甲烷(DMDEDA)、1,1-双(4-氨基-3,5-二甲基苯基)-1-苯基甲烷(PTMDA)以及1,1-双(4-氨基-3,5-二甲基苯基)-1-(3′-三氟甲基苯基)甲烷(TFMDA)通过低温溶液缩聚法制备了聚酰胺酸(PAA)型液晶取向剂。采用该系列PAA取向剂装配了液晶盒。测试结果显示,PAA高温固化后形成的聚酰亚胺(PI)取向膜具有良好的耐热稳定性,5%失重温度均超过了450℃。经过波长为254 nm的线性偏振紫外光(LPUV)辐照后,该系列PI取向膜对液晶分子具有良好的取向效果,预倾角(θ_(p))为0.28~0.47°。装配的液晶盒的残余直流电压(RDC)最低可达364 mV。

液晶取向膜用材料的合成和特性

本文从液晶取向膜的观点叙述了液晶显示器。介绍了液晶取向膜用材料的合成和特性。

热处理时间控制对液晶取向膜预倾角的影响研究

本文采用JSR 25108取向剂完成液晶取向膜的制备,研究了取向剂亚胺化过程中恒温热处理下不同固烤时间对液晶取向膜预倾角的影响,并且对影响机理进行了分析。研究表明,亚胺化程度随固烤时间的延长而增加,但增长趋势减小;液晶取向膜预倾角随着固烤时间的增加而减小。

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(anodelayersthruster,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(VALCD)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,?

新型介晶光致液晶取向剂的合成与性质

为了开发新型光致取向剂 ,通过硅氢化反应合成了一种新型的液晶高分子光致取向材料——对烯丙氧基肉桂酸对丙氧基苯酚酯接枝聚硅氧烷 (PSPAC)。并用示差扫描量热分析和偏光显微镜进行表征 ,确定其相变温度和液晶织构。热降解机理的红外研究表明这是一种热稳定性远远优于传统光致取向材料聚乙烯醇肉桂酸酯的新型液晶光致取向剂。线性偏振光聚合 (L PP)取向法实现了液晶分子良好的垂直和平行取向 ,实验结果同时也表明曝光后不同的液晶分子取向状态并不相同。

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。

各向异性光交联作用对液晶在起伏光栅表面的取向影响

以含肉桂酸基团的光敏聚酰亚胺为'墨水',通过软印刷技术制备了一种新型的可进一步光交联的表面起伏光栅,研究了各向异性光交联对光栅热稳定性和光栅诱导液晶取向的影响.研究结果表明,在经过紫外光交联后,光栅的热稳定性有较大提高,在经过高于未交联聚酰亚胺的玻璃化转变温度31℃处理2 h后,光栅形貌未发生变化.曝光前后光栅都能诱导液晶分子在表面均一沿面排列.当线性偏振紫外光的偏振方向与光栅沟槽垂直时,光交联能促进光栅对液晶的定向能力,反之则降低的定向能力.通过改变辐照光的偏振方向,调节光栅深度,能控制液晶分子在光栅上的取向方向.将这种软印刷得到的光栅用作液晶定向层,不仅可具有更好的热稳定性和定向能力,还可以调节液晶分子在光栅上的取向方向,实现多畴取向.

液晶取向层微双折射的测量研究

用旋转检偏器和锁相放大器测量圆偏振光经过样品(双折射片)后其偏振态的微小改变,进而测得样品的相延量δ,测量标准偏差为10^(-2)nm。