新型光控取向液晶聚合物的合成与表征

摘要

液晶的取向技术是制作液晶显示器的关键所在。目前，在工业中广泛应用的定向方法是摩擦法，但是其存在很大的缺点，摩擦过程中难以避免会产生机械划痕、大量粉尘和带电粒子，降低了液晶显示器的产品合格率和降低显示质量。此外，摩擦只能够使液晶在表面沿单一方向取向，导致了液晶显示器件视角过窄，虽然多畴工艺已被证明可以全方位地改善视角，但采用表面摩擦技术却很难得以实现。 光控取向方法是近年来发展起来的一种液晶定向新技术，通过激光或偏振紫外光照射，引发基片上的聚合物薄膜发生光致聚合、光致异构或光致分解反应，产生表面的各向异性，进而诱导液晶分子取向。由于其是一种非接触的液晶定向技术，因此克服了摩擦取向的缺点，而且通过控制光的偏振方向和光照区域，可以在聚合物表面获得多畴结构，使液晶分子在不同区域沿不同方向取向，这在制作高分辨率多畴液晶取向方面具有很大的优越性。 由于环氧聚合物是一种具有良好的加工性能的材料，其成膜性好，透明度高，耐腐蚀性强且具有良好的附着力。而侧链中引入液晶基元又可加强取向膜的取向效果。本文合成了同时含有液晶基元、柔性间隔基和肉桂酰感光基团的环氧单体，并通过阳离子开环聚合得到一种分子量分布比较窄的侧链液晶高分子。DSC研究结果表明，所合成的聚合物具有液晶性。热台偏光显微镜观察显示该聚合物具有明显的扇形织构。聚合物中的肉桂酰感光基团在线性偏振紫外光照下发生[2+2]电环合反应，通过检测不同照射时间下的平行与垂直于偏振紫外光的电场方向上的吸光度可知，所制备的取向薄膜具有良好的定向能力，该聚合物是一类具有潜在应用价值的新型液晶光取向薄膜材料。 由于丙烯酸酯类聚合物也是一种具有良好性能的高分子材料，其稳定性好、成本低、聚合方法简单易实现。本文制备了同时含有液晶基元、柔性间隔基和肉桂酰感光基团的丙烯酸酯类化合物，并通过自由基聚合制备出侧链上同时含有液晶基元和肉桂酰感光基团的新型光控取向液晶薄膜材料。同时，对所合成的聚合物进行DSC研究，结果表明，所合成的聚合物具有良好的热稳定性。聚合物中的肉桂酰感光基团在线性偏振紫外光照下发生[2+2]电环合反应，通过连续检测平行与垂直于偏振紫外光的电场方向上的吸光度可知，所制备的取向薄膜具有良好的定向能力，该聚合物是一类具有潜在应用价值的新型液晶光取向薄膜材料。同时，由于侧链型液晶高分子具有分子可设计性和广泛的应用前景。本文以(甲基)丙烯酸酯类含有两个手性中心的侧链液晶高分子的合成为重点，通过改变侧链中柔性间隔基的长度，合成了一系列含有两个手性中心的侧链液晶(甲基)丙烯酸酯类聚合物。采用红外、核磁和GPC表征了各中间体、单体及聚合物的结构和分子量。通过DSC和热台偏光显微镜系统地研究了单体和聚合物的液晶态织构。结果表明，含有六个碳的柔性间隔基的丙烯酸酯类聚合物表现为近晶SA和手性近晶S<'*>c液晶相。

目录

文摘

英文文摘

第一部分光控取向液晶聚合物的合成及表征：第一章前言

第一部分光控取向液晶聚合物的合成及表征：第二章光控取向环氧液晶聚合物的合成及表征

第一部分光控取向液晶聚合物的合成及表征：第三章光取向丙烯酸酯类液晶聚合物的合成与表征

第一部分光控取向液晶聚合物的合成及表征：参考文献

第二部分含不同柔性链的(甲基)丙烯酸酯类液晶高分子的合成与表征：第一章前言

第二部分含不同柔性链的(甲基)丙烯酸酯类液晶高分子的合成与表征：第二章含不同柔性链的（甲基）丙烯酸酯类液晶高分子的合成及其液晶行为研究

2.1引言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

2.3.4结论

第二部分含不同柔性链的(甲基)丙烯酸酯类液晶高分子的合成与表征：参考文献

致谢