聚酰亚胺液晶垂直取向剂制备和表征

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1、Y1212410p7II大罄p7Il犬学硕士学位论文题目苤墼堑题遗晶垂直亟自刻丝盏』圣墨麦延作者塞4查盎完成日期至QQ2生Q5旦指导教师汪噻塞熬捶专研究方向壶筮王金盛丞挝抖生』釜授予学位日期2QQ2生Q鱼旦旦四川大学硕士学位论文聚酰亚胺液晶垂直取向剂的制备与表征高分子材料学专业研究生刘志杰指导教师汪映寒近年来，液晶显示器以其低功耗、低辐射、轻巧便携的独特优势而迅速得到普及。要使液晶显示器获得优质的显像效果，必须要求液晶分子具有良好稳定的初始排列，所以液晶的取向研究已经成为液晶显示研发中的一个关键课题。传统的平行取向技术已广泛应

2、用于液晶显示器的生产，但这种显示模式存在难以克服的问题，如窄可视角、低对比度和慢响应时间，已经阻碍了液晶显示器产业的进一步发展。由于垂直取向液晶显示模式具有诸多优异性能，如多畴垂直取向(MvA)显示模式已经克服了窄视角的问题，所以液晶分子取向技术的研发重点已经转移到垂直取向上来。国外研究者报道具有大侧链结构的聚酰亚胺(PI)可以用作液晶取向剂材料诱导液晶分子垂直取向。但是据我们所知，还没有涉及PI液晶垂直取向剂的取向均匀性和热稳定性的研究。获得垂直取向固然重要，但是为了实现工业化应用，取向的均匀性和稳定性则显得更为重要。由于垂

3、直取向对于液晶显示器发展的重要性，因此进行进一步研究是相当必要的，尤其是对垂直取向的均匀性和稳定性研究。本文主要是针对现有技术的不足而提供一种PI液晶垂直取向剂的制备方法，该取向剂可以使液晶分子在基板上垂直取向，同时具有良好的取向均匀性和热稳定性。实验中，我们合成了一系列的功能型二胺单体4一烷氧基联苯酚一3’，5’一二胺基苯甲酸酯(Cm--BBDA，m=4，6，12)，并应用傅立叶红外变换光谱(FT—IR)和核磁共振氢谱(1HNMR)证实其结构。随后通过二苯甲基二胺(MDA)、均苯四羧酸二酐(PMDA)和Cm--BBDA的共缩

4、聚反应制备了一系列侧链型P工，并对其结构进行了FT—IR表征，同时，为了与侧链型PI的取向性质作对比，还四川大学硕士学位论文制备了一种主链型PI。然后采用一个标准的流程，使用上述PI薄膜作为取向膜制作了液晶盒，将液晶盒置于正交偏光显微镜的物台上，旋转物台观察液晶盒的垂直取向效果，并利用晶体旋转法测定了液晶分子的预倾角。随后测试该取向膜的耐摩擦性能，在摩擦PI膜的过程中通过改变摩擦次数逐渐增加摩擦强度，同时测定其预倾角的变化。测量了取向膜的表面能，用以探讨取向膜诱导液晶取向的机理。将垂直取向液晶盒置于烘箱中，在120。C下连续烘

5、烤12h，随后测定它们的预倾角，并用正交偏光显微镜观察其取向效栗，考察该膜的取向热稳定性。实验得到的主要结论归纳如下：1)PI侧链中必须要带有足够长的烷烃链，才可以诱导高的预倾角。实验发现含C6--BBDA和C12--BBDA单体的两种PI可以诱导5CB液晶分子垂直取向，预倾角高于89。，而含C4--BBDA单体和不带侧链的两种PI不能产生垂直取向效果。2)在PI侧链与主链的连接部分，引入刚性的苯环结构能够提高取向的耐摩擦性。将含c6一BBDA和c12一BBDA单体的两种PI膜摩擦后用作取向膜，仍可以诱导垂直取向，并且两者引起

6、的预倾角仍然接近90。。3)PI薄膜的表面能极性分量越低，其诱导液晶分子取向的预倾角越大。测试结果表明诱导垂直取向的两种PI膜的表面能极性分量大大低于另外两种不能产生垂直取向PI膜。4)在PI侧链中引入液晶基元，使得侧链与液晶分子间的相容性更好，分子间作用力更大，所取得的液晶取向非常均匀。5)引入含有芳环的主链与侧链使得PI取向膜的取向热稳定性良好。实验表明即使在120℃烘烤液晶盒12h，液晶的垂直取向效果也不会变坏。关键词：聚酰亚胺：垂直取向膜；液晶四川大学硕士学位论文Preparationandcharacterizati

7、onofpolyimideliquidcrystalverticalafignmentlayerSpecialty：PolymerMateHalScienceName：LiuZhi-JieTutor：Prof．WangYing-HanLiquidcrystaldisplays(LCDs)havebeenwidelyappliedinmobile，notebookandmanyotherelectronicappliances．TraditionalLCDs，whichadopttherubbedparallelalignmen

8、tlayertoachieveuniformalignmentofliquidcrystals(LCs)，haveshownsomedefects，suchas13alTOWviewingangle,lowcontrastratioandslowresponsetime．Be