液晶显示器及其偏光板的研发新进展

吴国光

（天津天感感光材料公司，天津 300220）

1 引言

液晶显示（LCD）技术在我国几乎与国外同步开发，起源于上世纪六十年代。起初，仅用于手表等小型装置的图像显示。后来，随着世界经济与科技的飞速发展高速向诸多领域拓展。例如，应用于移动电话、数码照相机、数码摄像机、电脑及液晶电视机、车载显示器、航空航天器用等各种图像显示器。我国在关键技术及上游材料产业领域的发展水平则相对滞后。

液晶显示屏是LCD的关键器件，上世纪九十年代以来国际上不断出现LCD相关技术的研发热潮，一些科研成果值得我们引进、参考、借鉴。

2 液晶显示屏的基本结构

通常，液晶显示屏包括一个液晶（LC）层，它是由一对基板夹持着的。一对偏光薄膜分别设置于基板的相应位置。由液晶层控制光的偏振，由偏光薄膜根据光的偏振方向控制穿透其中的光的透射。为了扩大液晶显示屏的视角以及提升相关性能，附以相位差（光学補偿）薄膜、保护膜、防反射膜等。

液晶显示屏有三种类型，即透射式、反射式和半反射式。透射式液晶显示屏是利用设置于液晶面板背面的光源来显示图像的。反射式液晶显示屏是通过设置于液晶层背面的反射膜反射来自液晶层前侧的入射光，使其再次通过液晶层而显示图像的。半反射式显示屏是在每一个像素阵列中同时含有透射组分和反射组分。其中该透射组分具有类似透射式液晶显示屏的功能，反射组分具有类似于反射式液晶显示屏之功能。

在液晶显示屏的光源前面设置彩色滤光片，通常分红绿蓝（RGB）三种颜色和黑色矩阵电路，用以显示彩色图像。

通常，液晶显示器分为四种：TN（扭曲向列）型；STN（超扭曲向列）型；DSTN（双层超扭曲向列）型；TFT（薄膜晶体管）型。前三种显示器的性能，如对比度、亮度等较差，可视角也较小，色彩也欠丰富。但是，结构相对简单，成本相应低廉，适于应用于某些要求不太高的产品中。薄膜晶体管（TFT）型液晶显示器上的每一像素点都由集成在其后面的薄膜晶体管来驱动。因而，表现出较好的性能。例如，响应速度快，对比度好，可视角大，色彩丰富等［1］。

3 偏光板制造用塑料薄膜及其研发进展

3.1 聚乙烯醇薄膜

偏光板的偏光元件早期应用的是聚乙烯醇（PVA）薄膜。将PVA在碘液中浸渍、经拉伸定型后即形成了偏光板。但仅使用PVA薄膜的偏光板，不仅可视角度小，而且，其致命弱点是易吸水变形。因而，人们对其使用方法及与其它树脂薄膜的组合使用多有研究。

3.2 三醋酸纤维树脂薄膜

液晶显示偏光板保护膜，之所以多选用三醋酸纤维素酯（TAC）薄膜，是因为它除透明性好外，光学同向性也好，几乎无相位差，是偏光薄膜的适用基材。将TAC与PVA薄膜组合使用，广泛用于偏光板制作。

3.2.1 改变TAC板与PVA板的组合方式

通常的偏光板结构是在PVA膜的上、下各夹一块TAC膜。这种结构虽有一定效果，但因会改变光的圆偏极光特性，难以使可视角再扩大。众所周知，光波电场的振动路径分为线、圆和椭圆偏极光。若选定圆偏极光时，虽然设置两张光学补偿膜可补偿液晶显示器在大视角位置的漏光，但大视角的圆偏极光特性不易维持，还是无法有效地扩大可视角。为了克服这一弊病，早在九十年代初期台湾友逹光电股份有限公司便提出采用TAC薄膜与PVA薄膜以及光学等向性层构成液晶显示模组。该光学等向性层是由工程塑料环状烯烃聚合物（COC）构成。因该COC聚合物仅含碳和氢原子，不含杂环和极性键，因此具有低介电常数。其主链刚性极强，加之是环状结构，所以具有较高的玻璃化转变（Tg）温度。该发明有效地扩大了可视角［2］。

3.2.2 耐湿性能良好的TAC偏光板

日东电工株式会社发明了一种耐湿性良好的TAC偏光板，使用这种偏光板可使液晶显示器的厚度薄、重量轻。

该发明认为，通常所使用的偏光板保护层TAC薄膜的厚度若过薄，将使遇湿时的可靠性变差。会使光线透过率的变化量和偏光度的变化量增大，因而影响性能。

该发明提出，在偏光元件两侧或一侧所设置的保护层总厚度应为135μm以下。而且，至少有一侧保护层在40℃，90%RH下的透湿度应为0.04（g/cm2.24h）以下。

该发明所使用的偏光板是反射型或半反射型偏光板。其相位差板是椭圆或园偏极光型偏光板。偏光元件层的厚度为15～30μm，保护层的厚度为25～50μm。

该发明偏光元件的制造方法是将厚度为75μm的PVA薄膜在由碘和碘化钾组成的染色浴溶液（30℃）中进行染色处理和3倍的拉伸处理后，再于加入了硼酸和碘化钾的溶液（60℃）中进行总计6倍的拉伸和交联处理，于50℃下进行7分钟干燥得到偏光元件。在所得偏光元件的侧面贴合厚度为40μm的经苛性钠水溶液进行了皂化处理的TAC薄膜。在该TAC薄膜的一个侧面上涂布了一层含紫外线硬化型脲烷丙烯酸树脂的溶液，以形成防湿涂层，其透湿度为0.02（g/cm2.24h）。在其相反一侧贴合经苛性钠水溶液进行了皂化处理的TAC薄膜。如此构成的偏光板的防湿性保护层的透湿度为0.02（g/cm2.24h）；初期透光率为43.6%，遇湿后的透光率为44.1%；初期偏光度为99.6%，遇湿后的偏光度为99.77%。

该发明提供了可以提高视角、提高辉度、防湿性能良好的偏光板。为制造薄型、轻体的LCD提供了条件［3］。

3.2.3 用于偏光板制造的TAC防反射膜

索尼公司的小林富夫等人发明的用于偏光板制造的TAC防反射（AR）积层薄膜值得关注。该薄膜耐碱性好，防反射性能好，易于偏光板制造，在TAC基材上反复交替积层高折射率和低折射率层，并进行了耐碱和防污处理。

该发明积层薄膜的结构自下而上顺次为：TAC基材、保护层、底层、高折射率层、低折射率层、高折射率层、低折射率层、防污层、保护薄膜。

在以往的技术中，为了提高TAC薄膜与偏光元件PVA层之间的粘接牢度，往往对TAC薄膜进行前处理，亦即对TAC基材薄膜的背面用热碱溶液进行皂化处理。这样，往往会破坏TAC基材上的AR层。该发明解决了此技术难点，不会对AR层造成损伤。

该发明不仅在TAC基材上交替积层了高折射率层和低折射率层，而且在底层中添加了ZrOx(x=1-2);SiOx(x=1-2);SiOxNy（x=1-2,y=0.2-0.6）；TiOX(x=1-2);CrOx(x=0.2-1.5)中的至少一种，既保证了粘接牢度，又使AR层不至于受到损伤［4］。

3.2.4 TAC薄膜的卷芯

作为液晶显示保护膜用的TAC薄膜，日趋长尺寸和宽幅化。在生产过程中进行收卷的卷芯质量至关重要。日本コニカミノルタォプト株氏会社的光佃和久发明的液晶显示保护膜用TAC薄膜的卷芯强度大，即使在生产中长时间使用，也会使TAC薄膜幅方向中央部分之贴附故障的发生率大幅度下降。

以往的卷芯材料是由玻璃纤维、塑料纤维、纸或布等构成，将它们与发泡树脂构成复合体制作卷芯，或由钢材料构成卷芯。但是，由于近年来伴随着液晶显示装置向大画面发展的要求，其偏光板用TAC薄膜的幅宽达1400mm以上。如果卷芯强度不充分，尤其是随使用时间的推移，往往会发生TAC薄膜幅方向中间部分的表面贴附故障。

该发明卷芯的力学特征是其极限最高耐压减去卷曲薄膜时卷芯表面所承受的应力后，应大于或等于0.006Kg/mm2。而且，卷芯半径方向的位移小于或等于0.5mm。卷芯的材质为FRP，壁厚大于5mm。

所卷曲的TAC薄膜的宽度为1800mm以上，1980mm以下；长度为2600mm以上，5200mm以下；卷曲速度为2-200m/min；剥离辊、各传送辊和卷曲辊的外径最好为70-350mm；所适宜卷曲的TAC薄膜的厚度为41-150mm［5］。

3.2.5 LCD用TAC薄膜市场的发展动态

LCD用TAC薄膜属光学薄膜，其质量指标远高于以往的照相片基用TAC薄膜。它所要求的表面性能、厚度精度及缺陷管理等指标，远高于照相片基用TAC薄膜，尤其是随着LCD的薄型化和大画面发展的趋势，要求TAC薄膜本身的性能大幅度提高。特别是相伴其中的耐热性、耐久性、吸湿变形性和伸缩性能的提高，更是国外市场产品竞争的关键。对此富士、柯尼卡等国外主流公司的竞争十分激烈［6］。

与此同时，众多研发团队努力探求新的材料与TAC薄膜组合使用，或谋求它的替代品。

3.3 LCD用PET薄膜

由于光学级PET薄膜具有比TAC薄膜更高的耐热性、更小的吸湿变形性，是LCD用TAC薄膜良好的替代品之一。近几年来国内外出现了光学级PET薄膜的研发热潮，将PET薄膜用于LCD领域，在国内外均取得大量科研成果。

3.3.1 透明导电防反射膜

富士胶片公司的西浦陽介发明了一种以PET薄膜为基材的透明、导电防反射膜。这种防反射膜用于液晶显示器具有优良的防静电、电磁波屏蔽和防反射、防污性能，并具有优良的机械特性。该反射膜的结构自下而上为：具有弹性恢复性的粘合剂层、PET基材薄膜、护膜层、由至少一种以上金属颗粒构成的透明导电层、透明涂覆层。弹性恢复性粘合剂层是由丙烯酸系树脂粘合剂层构成的，弹性系数为1×105dyn/cm2以上，1×107dyn/cm2以下，涂层厚度为10nm以上300nm以下。上述透明基材是表面弹性率为5GPa以上，15GPa以下的PET薄膜。透明基材及其保护膜的莫氏硬度为6以上，保护膜中含有1nm以上，400nm以下的无机颗粒。在透明导电层中含有粒径为1nm以上，100nm以下的银颗粒或以银为主体的金属颗粒。透明涂覆层中含有氟系有机树脂，该层对水的接触角为90°以上［7］。

3.3.2 将PET薄膜用于扩散反射板

日立化成工业株式会社的高根信明等人发明了一种转印薄膜，具有良好的反射特性，用于LCD等扩散转印板制造收到良好效果。其结构组成自下而上为基材薄膜，转印薄膜层，覆盖膜。

该发明提出了如下应用实例：在经喷砂处理的PET基材薄膜上用逗号涂布器涂布厚度为6μm的转印薄膜层形成用涂布液，经干燥形成转印薄膜层，在其上面覆盖聚乙烯薄膜，由此构成转印薄膜。该转印薄膜形成用涂布液的组分为聚合物A（系苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚树脂。该共聚树脂的分子量为35000，酸值为110）70wt；单体（季戊四醇四丙烯酸酯）30wt； 光引发剂 （イルガキュア-369）2.2wt和N,N-四乙基-4,4、-二氨基二苯甲酮2.2wt；溶剂（丙二醇单甲醚）492wt；阻聚剂（对甲氧基苯酚）0.1wt；界面活性剂（氟系）0.01wt。

然后，将此转印薄膜的覆盖膜剥离，用辊式层压机将其粘贴于玻璃板上。基板温度100℃，辊温度100℃，辊压力6Kg/cm2。以0.5m/min的速度进行层压复合，由此得到由玻璃基板、转印薄膜层、PET薄膜构成的积层板。

使用大型曝光机对转印薄膜层以对其有反应性的光线进行500MJ/cm2的照射。随后，从基板上将PET薄膜剥离，在转印薄膜层上有因预先对PET薄膜进行喷砂加工而转印形成的凹凸形状，具有光的扩散性的优良性。为了使其具有耐热性，于240℃下，在烘箱中进行20min的热硬化，得到入射角为-60°至60°的具有充分反射强度，反射特性优良的扩散反射板［8］。

3.3.3 一种透明聚酯薄膜

中国乐凯胶片集团的王旭亮、李宇航发明了一种可用于LCD的光学级透明聚酯薄膜，包括基层和表层。基层中含有纳米级添加剂，表层中含有纳米、微米级添加剂。添加剂种类包括二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝、高岭土、碳酸钙、硫酸钡、交联聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。基材中纳米级添加剂的含量为5～1000ppm。该发明产品具有优良的光学性能和表面性能。除用于LCD领域外，还可用于其它信息显示、证卡、印刷胶片、喷绘薄膜、包装等领域［9］。

3.3.4 用于偏光板的聚酯积层薄膜

三菱制纸株式会社的川崎泰史等人于2011年4月7日公开了他们的关于将聚酯积层薄膜用于偏光板保护膜的发明。

液晶显示屏的构成，从前侧面开始为保护膜A-前侧面偏光膜-保护膜B-液晶层-保护膜C-后侧面偏光膜-保护膜D。

以往保护膜多使用具有高透明性和具有光学等向性的TAC薄膜。但是，由于其尺寸稳定性、耐湿性、耐热性差，而且为了解决与偏光膜的粘接问题必需预先用碱液对其表面进行皂化处理，不仅工序繁杂，更加剧了变形。使用浓碱液进行皂化处理，不仅不安全，还带来环境污染问题。

近年来，液晶显示器日趋大画面、高画质，这就对其机械强度及在高温、高湿环境下的稳定性的要求越来越高。显然，TAC薄膜已不适用，人们在寻找新的替代材料。用川崎泰史等人发明的PET积层薄膜代替它，便可解决TAC薄膜的所有不足之处。

将该发明聚酯积层薄膜用于LCD偏光板的结构态样是表面功能层-第二涂布层-聚酯积层薄膜-第一涂布层-粘合剂层-偏光层-保护薄膜。

该发明PET积层薄膜的特点是无需用浓碱液进行皂化处理，不仅与粘合剂层的粘接性良好，与PET薄膜背侧的各种功能层的密着性也良好，特别适用于偏光板的保护膜，尤其是偏光板前侧面的保护膜。

该发明的PET积层薄膜为三层结构，即表层-中间层-表层。表层所用PET树脂是由对苯二甲酸二甲酯100Wt与乙二醇60Wt及触媒醋酸镁四水盐0.09Wt加入反应容器中进行酯交换反应。反应开始温度为150℃，随甲醇馏出缓慢升温，3hr后达230℃，4hr后酯交换反应实际上已结束。在此反应混合物中加入乙酸磷酸酯0.04Wt后，再加入0.04Wt三氧化锑，进行4hr缩聚反应，得到极限粘度为0.63的表层用PET树脂。中间层所用PET树脂为在以上表层PET树脂的合成中，当加入0.04Wt的乙酸磷酸酯后，再加入使之在乙二醇中分散的直径为2μm的氧化硅颗粒0.2Wt、三氧化锑0.04Wt、其余与表层用PET树酯的制造方法相同。中间层树酯的极限粘度为0.65。

为了获得良好的粘接性能，该发明在聚酯积层薄膜的一侧的表面设置了第一涂布层，在另一侧表面设置了第二涂布层［10］。

该发明聚酯积层薄膜是通过分别专门挤出上述表层、中间层用的不同的PET树酯的挤出系统而完成的。笔者认为，可设计多机共挤生产线一次性完成表层-中间层-表层的积层及其拉伸、定型。第一、第二涂布层可采用前涂法在线涂布工艺，亦可采用非在线涂布方式。但以采用涂布点设于纵向拉伸后的在线涂布方式为佳。关于PET片基涂层的研发与应用，在我国早有论述，本文不在此赘述［11］。

所设置的第一涂布层与各功能性涂层之间具有粘接性。例如，它可提高偏光膜与该发明积层聚酯薄膜贴合时所使用的含各种粘合剂的粘合剂层之间的粘接牢度。该发明发现聚酯薄膜与粘和剂层之间的粘接，若仅分别单独使用丙烯酸树酯和聚乙烯醇等化合物形成的涂层，完全没有粘接性，必需组合使用由丙烯酸树酯和聚乙烯醇树酯共同构成的粘合剂涂层。另外，对交联剂的使用，亦取得突破性结果，发现将丙烯酸树酯与聚乙烯醇、噁唑啉化合物组合使用可大幅度改善粘接牢度。

该发明第一涂布层中所含有的丙烯酸树酯是指以丙烯酸系、甲基丙烯酸系单体所代表的由含碳-碳双键单体所构成的聚合体。可以是单独聚合体，亦可是共聚体，也可以含有其它聚合物。例如，可含有聚酯、聚氨酯等的嵌段或接枝共聚物，或者是在聚酯溶液以及聚酯分散液中以带有碳-碳双键单体聚合而得的聚合物。同样，可以是在聚氨酯或其它聚合物的溶液或分散液中聚合而得的聚合物。以上所构成的实质上是聚合物的混合物。

上述带有碳-碳双键的聚合性单体可以是丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、衣康酸、富马酸、顺丁烯二酸、顺式甲基丁烯二酸等，以及它们的盐：2-羟乙基（甲基）丙烯酸酯、2-羟丙基（甲基）丙烯酸酯等各种含羟基的单体、各种丙烯酸酯类、丙烯酰胺及丙烯腈那样的含氮化合物、各种苯乙烯的衍生物、各种乙烯基酯类、各种含硅的聚合性单体、含磷的乙烯系单体、氯乙烯及偏二氯乙烯那样的卤化乙烯类单体、丁二烯那样的共轭双烯类单体等。

该发明第一涂布层中的PVA是部分缩甲醛或羧丁醛的PVA改性化合物，聚合度为300-40000。当聚合度小于100时将使耐水性下降。该PVA的醇解度为70-99.9%。

涂层中所含的噁唑啉化合物，是指分子内含有噁唑林基团的化合物，尤以含噁唑林基团的聚合物为好。如果含聚烯烃二醇亲水基团少，含噁唑林基团多则使涂层强度提高，并可提高耐湿、耐热性。

在该发明第一涂布层中，源于丙烯酸树脂的化合物应占20-40Wt%，当其少于10Wt%时，则与聚酯薄膜之间的密着性差；当超过80Wt%时，与粘合剂层的粘接性差。

该发明薄膜的第一涂布层中的源于PVA的化合物含量应占20-50Wt%，当少于10Wt%时，则与粘合剂层的粘接性不充分；当超过80Wt%时，致使其它成分含量过少，与聚酯薄膜的粘接性不充分。

在第一涂布层中，源于噁唑林的化合物的含量应占20-40Wt%，当少于10Wt%时，因涂层的交联成分少，会使其耐湿性下降；当超过80Wt%时，致使其它成分含量过少，会使与聚酯薄膜的密着性及与粘合剂层的粘接性不充分。

为了提高涂层的表观质量与透明性，可以倂用聚酯树酯与聚乙烯醇以外的聚合物。作为粘合剂的聚合物可以是聚酯树酯、聚氨酯、聚乙烯（聚氯乙烯、氯乙烯醋酸乙烯共聚物等）、聚烯烃二醇、聚烯烃胺、甲基纤维素、羟甲基纤维素、淀粉类等。

在不损害该发明技术要旨的前提下，亦可倂用噁唑啉以外的交联剂。例如，密胺化合物、环氧化合物、异氰酸酯化合物及碳化二亚胺化合物等。

该发明第二涂层中所含的聚酯树酯，是由下述的多元羧酸或多元羟甲基化合物构成。例如，对苯二甲酸、4,4-二苯基二羧酸等。

第二涂布层中所使用的丙烯酸树酯，可从所述第一涂布层中可使用的丙烯酸树酯中选择。

为了防止液晶显示屏的液晶元件因紫外线照射而老化，该发明的聚酯积层薄膜中添加了紫外线吸收剂，是在制膜过程中添加到中间层中的。该发明PET积层薄膜对波长为380nm的光线透过率为5%以下，透明度良好。

4 聚酰亚胺及其薄膜在LCD中的应用

由于聚酰亚胺(PI)及其薄膜具有优异的综合性能，如良好的机械特性，耐高、低温性能，极强的耐紫外和防辐射能力等，是用于液晶元件、相位差薄膜及彩色滤光片等的良好材料。众多研发团队取得大量科研果。

4.1 聚酰亚胺前体水系溶液及其液晶取向膜

4.1.1 概述

日石三菱株式会社的熊谷吉弘发明了一种由聚酰亚胺前体水系溶液制造的液晶取向膜。该发明是将酸酐和二胺于未反应状态下在水系溶剂中溶解，使之成为聚酰亚胺前体水系溶剂溶液，用此溶液制造聚酰亚胺薄膜及其液晶取向膜。

通常是先用二胺和四羧酸二酐在二甲基乙酰胺等极性溶剂中合成出聚酰亚胺的前体聚酰胺酸，然后，再进行热的或化学的脱水闭环酰亚胺化而得到聚酰亚胺。如果将聚酰亚胺的前体聚酰胺酸溶液经此过程制成聚酰亚胺薄膜后，性能大为提高切可保持稳定。但如果将聚酰胺酸溶液直接作为涂覆剂储存、使用，不仅性能低下而且不稳定，并有水解可能。如果将聚酰亚胺在特定有机溶剂中溶解，将该溶液作为涂覆剂使用，不仅涂层综合性能好而且涂覆剂溶液的储存稳定性也好。

但是，通常的聚酰亚胺在通常的有机溶剂中是难溶或不溶的，即使有的有机溶剂可以溶解它，也未必适于凃层。虽然可在合成技术领域进行新的分子设计，选用新的单体合成可溶性的聚酰亚胺树酯，但那是相当麻烦的。

该发明是在不损害聚酰亚胺前体涂覆剂的优点的前提下，消除其缺点，提供储存稳定性优良，对涂布基材无侵害作用，可在较低温度下使涂膜成型的聚酰亚胺前体水系溶剂溶液，并使用该溶液制造聚酰亚胺薄膜及其液晶取向膜。

该发明所指的水系溶剂是指单独的水或水和至少一种亲水性有机溶剂构成的混合溶剂，混合溶剂中的水最好占30mt%以上。与水混合使用的亲水性溶剂为醇类、二元醇类、酮类、酯类或酰胺类等。

4.1.2 应用实例

将1,6-二氨基己烷2.32g（20mmol）和3,3，4，4-二苯甲酮四酸二甲酯7.73g（20mmol）加入到由水30g和乙醇50g构成的水系溶剂中，于50℃下使之溶解，冷却至室温得到聚酰亚胺前体溶液。将其于厚1.1mm的玻璃基板上，以旋转法涂布。于60℃下干燥10min后，再于200℃下进行10min的酰亚胺化，得到0.6μm厚的聚酰亚胺薄膜。将其在水、丙酮及异丙醇中浸渍1hr，未见变化。

将采用该发明技术所得的聚酰亚胺薄膜用于制造液晶取向膜，获得了良好效果［12］。

4.2 聚酰亚胺及其液晶取向处理剂

关于高品质的新型液晶取向膜的研发与应用一直是人们关注的热点，而其上游产品，尤其是关键电子材料的研发、制造与应用更是该项技术发展的焦点，迄今，仍是我国液晶显示产业链中发展滞后的环节。日产化学工业株式会社电子材料研究所的三木德俊等人于2011年1月27日公开的将一种新型二胺化合物用于聚酰胺酸、聚酰亚胺的合成及其液晶取向处理剂制造的发明值得我们关注。

液晶取向膜的作用是控制液晶取向状态的，伴随液晶显示元件的高精细化，要求提高液晶显示元件的对比度和减少残影，要求所使用的液晶取向膜具有电压稳定、施加直流电压时的残留电荷少等特性。

在聚酰亚胺体系的液晶取向膜中，若想使由直流电压产生的残影消失的快，可在聚酰胺酸或聚酰亚胺合成时使用特殊结构的二胺单体。

4.2.1 新型二胺化合物的结构

三木德俊等人使用的新型二胺化合物的结构如式1所示：

在式1中，X1表示-CO-或-CONH-，X2表示碳原子数为1-5的亚烃基或含氮原子的非芳香族杂环，X3表示含碳原子数1-5的取代烷基或含有2个氮原子的5元或6元芳香族杂环。芳香族杂环可以是咪唑啉环、吡嗪环、嘧啶环。前述含氮原子的非芳香族杂环是指哌嗪环。

4.2.2 新型二胺化合物的合成方法

该发明的特定二胺化合物是采用式2所示的二硝基化合物而合成的。

式2 二硝基化合物

该二胺化合物是将式2所示化合物的两个硝基还原为氨基而得。对还原方法无特别限制。通常是以钯-碳、氧化白金、阮内镍、铑-氧化铝等为催化剂，在醋酸乙酯、甲苯、四氢呋喃、二氧六环、醇类等溶剂中，采用氢气、肼、氯化氢等方法合成。

式2中之X1、X2、X3的定义与式1相同。

4.2.3 聚合体的合成

该发明的聚合体是以含上述特定二胺成份的二胺化合物与四羧酸二酐成份反应而得的聚酰胺酸及由此聚酰胺酸脱水闭环而得的聚酰亚胺。这些聚酰胺酸和聚酰亚胺均可作为制作液晶取向膜的聚合体。

从提高液晶取向膜的性能出发，上述特定二胺成份含量以10mol%以上为佳，100mol%更好。但从液晶取向处理剂涂布的均匀性方面考虑，上述特定二胺成份含量以40mol%以下为佳［13］。

5 结束语

液晶显示器及其偏光板一直都是图像显示领域中的研发重点，而其中的上游产品如适用的光学级TAC、PET、PI树酯与薄膜更是重中之重。在国际上，一些知名公司的创新发明，例如日本东丽公司和美国杜邦公司的一些发明值得我们借鉴与思考［14-15］。

笔者认为，我国的相关企业尽早介入液晶显示器的上游技术与材料的研发与生产，这将有助于早日摆脱液晶显示产业某些上游产品长期受制于人的局面［16］。

通常，不同用途、不同档次的图像显示产品分别选用价格与性能不同的偏光板用薄膜与液晶处理剂。

而在苛刻环境中使用的液晶显示器，或者是在大幅面、高画质的液晶显示器中，聚酰亚胺及其薄膜会派上大用场，更不用说在航空、航天领域。从2010年4月22日美国空军向太空发射的首架X-37B型可重复飞行的无人驾驶空天飞机和2010年6月13日漫游外太空七年回归地球的日本“隼鸟”号小行星探测器到我国的“嫦娥2号”和“天宫一号”，均要经受太阳风暴的严峻考验，所用图像传感器、液晶显示器及其偏光板，若选用耐高、低温和抗辐射能力极强的聚酰亚胺及其薄膜材料，不仅能经受住太阳风暴的考验，还能大幅度提高遥感摄影图像的分辨率。

笔者认为，我国现有的聚酰亚胺及其薄膜制造工厂应尽早挺进现代影像技术领域，而感光材料公司也应尽早介入综合性能优异，用途广泛，尤其是在航空航天领域大有作为的聚酰亚胺及其衍生物的研发与生产。如此资源配置，不仅可快速提升我国的由聚酰亚胺及其衍生物介入的众多科技领域水平，而且还会为我国液晶显示和遥感摄影技术早日达到世界最先进水平奠定基础。

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