聚酰亚胺液晶垂直取向剂的制备与表征

摘要

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。 本研究合成了一系列的功能型二胺单体4--烷氧基联苯酚--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(<'1>H NMR)证实其结构。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G12-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-BBDA和C12-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。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

1.1基本理论知识

1.1.1液晶的物理性质

1.1.2液晶显示原理

1.1.3液晶取向膜简介

1.2液晶分子垂直取向方法

1.2.1传统的摩擦取向膜材料

1.2.2聚酰亚胺类非摩擦取向膜材料

1.2.3光控垂直取向技术

1.3目前存在的问题

1.4研究目的、意义及思路

1.5展望

2实验

2.1材料

2.2设备

2.3单体合成

2.3.1 4'-丁烷氧基-4-羟基联苯(1a)的合成

2.3.2 4-丁烷氧基联苯酚-3'，5'-二硝基苯甲酸酯(2a)的合成

2.3.3 4-丁烷氧基联苯酚-3'，5'-二胺基苯甲酸酯(3a)的合成

2.3.4 4'-己烷氧基-4-羟基联苯(1b)的合成

2.3.5 4-己烷氧基联苯酚-3'，5'-二硝基苯甲酸酯(2b)的合成

2.3.6 4-己烷氧基联苯酚-3'，5'-二胺基苯甲酸酯(3b)的合成

2.3.7 4'-十二烷氧基-4-羟基联苯(1c)的合成

2.3.8 4-十二烷氧基联苯酚-3'，5'-二硝基苯甲酸酯(2c)的合成

2.3.9 4-十二烷氧基联苯酚-3'，5'-二胺基苯甲酸酯(3c)的合成

2.4聚合物制备

2.5液晶盒的制作

2.6取向性能的测定

2.6.1预倾角的测定

2.6.2透光性的观察

2.7取向膜表面能的测定

3结果与讨论

3.1单体合成的讨论

3.2聚酰胺酸制备的讨论

3.3侧链结构对液晶取向的影响

3.3.1未摩擦聚酰亚胺膜取向性能研究

3.3.2摩擦后聚酰亚胺膜取向性能研究

3.4表面能对预倾角的影响

3.5 取向均匀性的评价

3.6垂直取向热稳定性的测试

4结论

参考文献

科研成果简介

致谢