环丁烷基聚酰亚胺液晶取向膜的制备及光控取向研究*

职欣心，魏鑫莹，祁浩然，刘金刚,刘艳改

(中国地质大学(北京) 材料科学与工程学院，北京 100083)

0 引言

薄膜晶体管驱动液晶显示器(TFT-LCD)是目前市场上液晶显示器(LCD)的主流品种[1]。TFT-LCD按照其显示模式的不同可以分为扭曲向列型(twisted nematic, TN)、超扭曲向列型(super-twisted nematic, STN)、垂直取向型(vertical alignment, VA)、面内开关型(in-plane switching, IPS)以及边缘场开关型(fringe field switching, FFS)等多种类型[2]。其中，IPS与FFS型TFT-LCD由于具有反应速度快、视角宽广、失真小、功耗低等特点，因此更是成为便携式移动通讯设备，如手机、平板电脑的首选显示面板[3]。

IPS与FFS型TFT-LCD在液晶分子的取向控制方面与其它类型显示面板相比具有显著的差异。众所周知，LCD是利用电场作用下液晶分子的定向排列来实现对背光源发出的入射光的调制来实现显示效果的[4]。LCD构造中用于诱发刚性棒状液晶分子定向排列的组分称为“取向膜”，而液晶分子的长轴方向与取向膜平面之间测夹角称为“预倾角(θp)”[5]。在TN-LCD中，电场作用下液晶分子会直立起来，为了避免相错，同时提供快速的响应时间，需要θp要大一些(2～5°)。预倾角越大，同时加上液晶分子的热运动，会引发器件在液晶分子初始排列状态下出现漏光。但是，由于TN-LCD通常采用常白显示模式，因此预倾角高而引起的漏光通常是看不出来的。而对于IPS与FFS模式的LCD而言，液晶分子在电场下面内旋转，因此如果θp值较高，那引发的漏光现象是十分明显的。因此，这两类TFT-LCD希望液晶分子的θp值越小越好(接近0 °)[6]。

目前，TFT-LCD中用作液晶分子取向膜的材料主要是半脂环族聚酰亚胺(PI)材料[7-14]。这类材料通常是由脂环族二酐单体与芳香族二胺单体聚合制备的。传统的全芳香族PI广泛用作TN-LCD与STN-LCD器件的液晶取向膜材料[15]。但对于TFT-LCD器件而言，要求PI取向膜具有低温固化(≤230 ℃)、高透光率、高电压保持率(VHR)及低残余直流电压(RDC)等特性，从而保障器件具有良好的显示品质[16]。脂环结构一方面可有效切断全芳香族PI分子链内或分子链间的电荷转移(charge transfer)作用，从而赋予其良好的光学透明性以及显示面板良好的光电特性。同时脂环结构还可有效降低PI分子链间及分子链内部强烈的相互作用，从而在高温下易于发生亚胺化，进而降低其固化温度。

TFT-LCD技术的发展除了推动了PI取向膜分子结构的变革，同时也促进了其取向技术的发展。取向技术就是利用物理或者化学的方法，使PI取向膜具有让液晶分子能够以一定的预倾角沿同一方向排列的技术[17]。目前工业上获得实际应用的取向技术主要包括摩擦取向(rubbing alignment)和光控取向(photoalignment)两种。摩擦取向属于物理方法，它是利用摩擦辊表面包覆的经特殊处理的摩擦布对PI取向膜表面进行摩擦，从而在PI取向层表面形成具有一定方向性的“微沟槽”，或者诱发PI分子链发生定向排列，进而诱发液晶分子发生定向排列[18]。光控取向技术属于化学方法，它是利用线性偏振紫外光(LPUV)对PI取向膜表面进行辐照，引发PI取向膜分子内或分子间发生光化学反应，在其结构中产生各向异性，进而诱发液晶分子发生定向排列[19]。可以看出，摩擦取向技术属于接触式取向，而光控取向技术则属于非接触式取向。摩擦法易产生灰尘、静电以及对PI取向膜的机械损伤等问题，但由于其操作简便，因此目前仍然是高世代TFT-LCD面板制造工艺中最常采用的液晶分子取向工艺。但近年来光控取向技术得到了快速的发展，已经成为中小尺寸TFT-LCD，尤其是IPS与FFS模式器件的主流取向技术[20]。一般而言，光控取向技术具有如下技术优势：(1)画质改善。由于属于非接触方式，因此产品缺陷少；此外，由于具有较小的预倾角，因此特别适用于IPS与FFS模式等宽视角型TFT-LCD；(2)环境友好。该技术不产生灰尘与静电；(3)产品良品率高、成本相对较低。由于不存在摩擦布带来的缺陷，有效提高了液晶面板的良品率，同时降低了器件制造成本；(4)适用于柔性显示技术。光取向技术可以在弯曲或柔性表面实现对液晶分子的取向，因此适用于柔性和可穿戴显示技术。

虽然光控取向技术近年来在IPS与FFS型TFT-LCD面板生产中得到了广泛应用，但可满足该技术应用需求的PI取向膜材料发展较为缓慢。这主要是用于光控取向技术要求使用的PI取向膜材料应具备如下性能特点[21]：(1)对液晶分子产生的预倾角低(θp<0.5°)；(2)电压保持率(VHR)高(VHR>90%，室温)；(3)残余直流电压(RDC)低(RDC<1 V，室温)；(4)光敏感度高，所需辐照量小；(5)工艺性能优良，光降解物易去除等。目前可满足上述应用需求的光控取向型PI取向膜材料的种类十分有限，这在很大程度上限制了高端TFT-LCD器件制造的发展。

本文IPS以及FFS型TFT-LCD液晶面板制造技术对于高性能光控取向型PI液晶取向膜材料的应用需求，开展了基于1,2,3,4-环丁烷四酸二酐(CBDA)的光分解型PI取向膜材料的结构设计、合成与光控取向研究。研究工作旨在采用含有短烷基侧链的芳香族二胺单体与CBDA进行聚合，制备一系列具有不同结构特征的PI取向膜，进而研究PI取向膜的分子结构对其液晶分子取向特性以及所装配的液晶盒光电特性的影响机制。

1 实验

1.1 原料与试剂

1,2,3,4-环丁烷四酸二酐(CBDA)，日本东京应化株式会社(TCI)，180 ℃减压干燥10 h后使用。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)以及3,3′-二甲基-,5,5′-二乙基-4,4′-二氨基二苯甲烷(DMDEDA)，日本东京应化株式会社(TCI)，直接使用。1,1-双(4-氨基-3,5-二甲基苯基)-1-苯基甲烷(PTMDA)与1,1-双(4-氨基-3,5-二甲基苯基)-1-(3′-三氟甲基苯基)甲烷(TFMDA)按照文献报道的路线合成[22]。电子纯N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，纯度≥99.8%，水含量≤ 200 ×10-6，杭州格林达化学试剂公司，直接使用。电子纯乙二醇丁醚(BC)，纯度≥99.5%，水含量≤ 200 ×10-6，杭州格林达化学试剂公司，直接使用。其它商品化试剂均直接使用。

1.2 测试表征

聚酰胺酸(PAA)取向剂的特性粘度采用Ubbelohde粘度计测试，测试样品采用浓度为0.5 g dL-1的PI/NMP溶液，测试温度为25 ℃。PAA取向剂的绝对粘度采用美国Brookfield 公司的DV-II+ Pro粘度计测试，测试温度为25 ℃。PI取向膜的衰减全反射傅立叶红外光谱(ATR-FTIR)采用日本岛津IRAffinity-1S型傅立叶变换红外光谱仪测试，扫描范围为4000～400 cm-1。PI取向膜的亚胺化率(DI)按照式(1)计算。其中，A1 381和A1 512分别代表酰亚胺环C-N键伸缩振动吸收峰强度以及苯环中C=C键的伸缩振动吸收峰强度。C=C键吸收峰作为内标峰，其强度不随PI取向膜酰亚胺化程度的改变而变化。将酰亚胺环C-N键的吸收作为指示峰，其强度随着PI取向膜酰亚胺化程度的变化而变化。脚注“230”和“300”分别代表了PI取向膜的酰亚胺化温度。

DI=[(A1 381/A1 512)230]/[(A1 381/A1 512)300]

(1)

PI取向膜的紫外-可见光谱(UV-Vis)采用日本日立公司的U-3900紫外-可见分光光度计进行测试。PI取向膜的热分解温度采用美国铂金埃默尔公司的STA-8000热重分析仪(TGA)测试，测试温度范围为30～600 ℃，升温速率为20 ℃ min-1，测试环境为氮气，气体流量为20 mL min-1； PI薄膜的玻璃化转变温度(Tg)采用德国耐驰公司的DSC 214量热差示扫描仪(DSC)测试，测试温度范围为30～400 ℃，升温速率为10 ℃ min-1，测试环境为氮气，气体流量为20 mL min-1。

1.3 聚酰胺酸(PAA)液晶取向剂制备

以PAA-a(CBDA-MDA)为例说明PAA取向剂的制备过程。在千级净化的超净间中，将MDA (1.9826 g, 10 mmol) 以及电子纯NMP (20.0 g)加入到一个配有机械搅拌，氮气入口以及冷水浴的250 mL三口瓶中。10 ℃时搅拌30 min后得到透明的二胺溶液。加入CBDA (1.9611 g, 10 mmol), 补加NMP (2.3 g)，调整反应体系固含量为15% (质量百分比)。搅拌2h后得到无色透明粘稠溶液。氮气保护下继续反应20 h得到粘稠PAA-a溶液。加入NMP与BC混合溶液进行稀释，得到固含量为6%(质量百分比)的PAA-a取向剂，其中NMP与BC含量之比为80:20(质量百分比)。将PAA-a取向剂经过聚四氟乙烯微孔过滤器(0.2 μm)过滤得到纯化后的液晶取向剂。

PAA-b(CBDA-DMDA)、PAA-c(CBDA-TMMDA)、PAA-d(CBDA- DMDEDA)、PAA-e(CBDA-PTMDA)以及PAA-f(CBDA-TFMDA)取向剂按照类似的方式制备。

1.4 聚酰亚胺(PI)取向膜制备及液晶盒装配

以PAA-a(CBDA-MDA)液晶取向剂为例说明PI液晶取向膜的制备以及相应的液晶盒装配过程。将配置好的PAA液晶取向剂采用旋转涂覆工艺(300 rpm/10 s+2 000 rpm/60 s)均匀涂覆在氧化铟锡(ITO)基板(尺寸：30 mm×35 mm×0.7 mm)上。将ITO基板置于热板上，于110 ℃加热80 s。将预固化的PI取向膜放入洁净烘箱内，230 ℃加热20 min，得到膜厚约为100 nm的PI取向膜。然后将PI取向膜采用波长为254 nm的LPUV进行光照处理，辐照能量为500 mJ cm-2。然后将ITO基板放入洁净烘箱内，230 ℃加热30 min。然后在一片涂覆有PI取向膜的ITO基板中间滴一定量的液晶，在另一片涂敷有PI取向膜的ITO基板周边涂覆UV和热固化边框胶。然后将两片基板依UV照射方向相反的顺序进行真空贴盒处理。压盒30 s后放入波长为365 nm的UV照射器内进行UV固化封框胶。最后放入洁净烘箱中于120 ℃加热40 min，热固化封框胶，最终得到三明治结构的液晶盒。

对液晶盒进行各项光电性能测试。预倾角测试采用预倾角测试仪(RETS-4600XX液晶特性评价仪，日本大塚公司)测试。利用晶体旋转法测试，通过改变光路，得到精确的预倾角数值。VHR测试采用液晶参数综合测试仪(Model 6254,日本Toyo公司)在室温(23 ℃)时测试。加持大小±5 V的电压60 μs，然后放电，通过16.67 ms测量，将测试后电压与初始电压相比，得到VHR测试结果。

2 结果与讨论

2.1 PAA液晶取向剂制备

PAA取向剂的合成路线如图1所示。CBDA脂环二酐单体分别与六种结构类似的芳香族二胺单体首先通过低温溶液缩聚法制备了PAA溶液。光控取向型PI取向材料按照其光化学机制可分为光异构型(365 nm)、光加成型(313 nm)与光分解型(254 nm)三类[23]。其中，基于CBDA脂环二酐单体的光分解型PI取向膜材料目前在工业中最具应用前景。这类PI光控取向材料的工作原理如图2所示。基于CBDA的PI取向膜在受到波长为254 nm的LPUV辐照时，其无规排列的分子链结构中，平行于LPUV偏振方向的分子链会发生分解，而垂直于LPUV偏振方向的分子链得以保留。这样就在PI取向膜中产生了分子链的各向异性，液晶分子沿着未分解断链的PI分子链发生取向。LPUV辐照产生的碎片经过加热以及后续清洗处理后可以清除，不会影响液晶面板的显示品质。本研究中选择了六种含邻位烷基取代结构(除MDA以外)的芳香族二胺单体。烷基取代基一方面可增加二胺结构中胺基上的电子云密度，有利于提高胺基的反应活性，进而增加PAA的分子量，但同时如果胺基邻位的烷基含量过高则会由于空间位阻效应而降低PAA的分子量。另一方面，烷基的引入可以增加PI分子链的自由体积，有利于可见光的透过，进而赋予PI取向膜良好的光学透明性。

图1 CBDA基PAA取向剂及相应的PI取向膜的制备

图2 CBDA基PI取向膜的光分解

本研究中，聚合溶液的初始固含量为15%(质量比分数)，目的是保障CBDA与二胺单体可充分聚合。最终将粘稠的PAA溶液采用NMP与BC的混合溶液稀释到固含量为6%(质量比分数)，目的是获得粘度适宜的PAA取向剂，以便在后续液晶盒装配过程中，可以均匀涂覆在ITO基板上。BC是PAA的不良溶剂，其作用是增加PAA溶液旋转涂覆时的流平特性。

表1给出了PAA的特性粘度([η]inh)与分子量测试结果。可以看出，PAA的[η]inh值在0.44～0.82 dL g-1之间，表明CBDA与芳香族二胺单体均具有良好的聚合活性，制备的PAA具有中等到较高的分子量。这一点从PAA的数均分子量(Mn)与重均分子量(Mw)实际测试结果中也可以得到验证。由表1所示数据可以看出，PAA的Mn值变化规律为PAA-b>PAA-a>PAA-c>PAA-d>PAA-e>PAA-f。在所有聚合物中，PAA-b(CBDA-DMDA)表现出了最高的Mn值(6.4×104g mol-1)，而PAA-f(CBDA-TFPDA)表现出了最低的Mn值(4.0×104g mol-1)，这主要是由于DMDA分子结构中，胺基邻位的甲基供电子取代基增加了胺基的反应活性，从而赋予其聚合物较高的分子量。而TFPDA分子结构中，胺基邻位的双甲基取代基会由于空间位阻效应而阻碍胺基参与聚合反应，同时侧链苯环上的吸电子三氟甲基的存在也会在一定程度上降低二胺的反应活性，因此聚合制备的PAA-f显示出了最低的分子量。对于这类光分解型PI取向膜材料而言，由于液晶分子是沿着未分解断链的PI分子链发生取向的，因此如果分子链长度太短(分子量低)，则PI取向膜中的各向异性降低，取向膜与液晶分子的相互作用变弱，液晶分子的取向劣化，易造成残像(image sticking)等显示缺陷。因此，为了提高PI取向膜的各向异性以及对液晶分子取向的稳定性，有必要增加PI取向膜的分子量(更长的分子主链)。由此可见，PAA-b以及PAA-a等分子量相对较高的体系有望具有良好的液晶分子取向特性。

表1 PAA取向剂的特性粘度、分子量以及PI取向膜的亚胺化率

随后，我们考察了PAA转化为PI的亚胺化率。图3给出了PAA分别在230 ℃以及300 ℃亚胺化时制备的PI取向膜的ATR-FTIR谱图。由图3(a)所示的ATR-FTIR谱图中可以明显观察到PI分子结构中酰亚胺环羰基位于1 778 cm-1以及1 717 cm-1波数处的不对称以及对称伸缩振动吸收峰，酰亚胺环C-N键位于1 373 cm-1波数处的特征吸收峰。此外，还可以观察到二胺单元苯环C=C键位于1 512 cm-1波数处的吸收峰。以上情况表明PAA可以在230 ℃的工艺温度下转化为PI。230 ℃为目前TFT-LCD面板制造的标准工艺温度。PAA取向剂在此工艺温度下转化为PI取向膜的程度称为“亚胺化率(degree of imidization, DI)”。DI数值的高低对于后续液晶盒的光电特性具有一定的影响。对于摩擦取向工艺而言，高DI值可保证PI取向膜具有更高的表面硬度，因此在摩擦处理时表面不易被摩擦布所破坏，而且摩擦产生的碎屑也较少，有利于保障液晶面板的显示品质。对于光控取向工艺而言，过高的DI值通常会增加LPUV辐照过程中PI分子链的分解难度，造成辐照剂量增加。因此对于光分解型PI取向膜而言，希望DI值可以保持在中等水平。另外，从更深层次的影响而言，PAA转化为PI后，极性基团(如羧基等)的含量会降低，这有利于后续液晶盒具有高的电压保持率(VHR)，进而在显示亮度、对比度方面保持较高的水平[24]。但同时极性基团的减少不利于后续液晶盒中电荷的耗散，会造成残余直流电压(RDC)偏高，进而造成残像等显示缺陷[25]。因此，实际应用过程中希望PAA转化为PI过程中的DI值可以保持在适当的水平。由表1所示数据可以看出，PAA转化为PI的DI值在62.2%～91.2%之间。一般而言，PAA高温脱水转化为PI的过程受多种因素的影响，包括PI分子链的刚性、摩尔体积以及分子链间和分子链内部的相互作用力等。本研究工作中，胺基邻位的烷基取代基由于空间位阻效应会限制PI分子链在高温时的运动，因此会增加PAA转化为PI的难度。这一点从DI值可以明显地看出。对于PAA-a(CBDA-MDA)而言，MDA分子结构中胺基邻位无取代基的存在，因此表现出了最高的DI值(91.2%)。随着PAA分子链中烷基含量的增加，其DI值逐渐降低。对于PAA-e(CBDA-PTMDA)以及PAA-f(CBDA-TFMDA)而言，侧链苯环的存在增加了分子链的柔顺性，有利于水分的脱除，也表现出了较高的DI值。

图3 PI取向膜的ATR-FTIR谱图

2.2 PI取向膜的热性能

进一步评估了PI取向膜的耐热稳定性。图4与图5分别给出了PI取向膜的TGA与DSC曲线，相应的热性能数据列于表2。由图4a可以看出，基于CBDA与烷基取代二胺的PI取向膜具有良好的耐热稳定性，其5%失重温度(T5%)均超过了450 ℃，氮气中600 ℃时的残余质量百分数(Rw600)均高于50%(质量比分数)。PI取向膜的T5%值按照如下顺序依次降低：PI-b>PI-a>PI-c≈PI-d≈PI-e>PI-f。PI-b(CBDA-DMDA)取向膜表现出了最优的耐热稳定性，这一方面与其相对较高的分子量相关。另一方面，其分子结构中相对较低的烷基含量使其在高温下表现出了良好的稳定性。通过进一步分析图4b所示的DTG曲线可以看出，PI取向膜在分解速率最大时对应的温度(Tmax)随着烷基含量的增加而逐渐增大。如表2所示，PI取向膜的Tmax变化规律为PI-a

图4 PI取向膜的耐热稳定性

表2 PI取向膜的热性能

图5给出了PI薄膜的DSC曲线。可以看出，所有PI取向膜在50～400 ℃的测试区间内均未出现明显的玻璃化转变，这是CBDA类PI薄膜的共同特征[26]。这主要是由于CBDA单体的刚性结构所致。

图5 PI取向膜的DSC曲线

2.3 光学性能

通过紫外-可见(UV-Vis)光谱测试了PI取向膜的透光率，其UV-Vis光谱如图6所示。可以看出，CBDA的脂环结构赋予了这类薄膜良好的光学透明性。100 nm厚的PI取向膜在700 nm波长处的透光率(T700 nm)分别达到或超过了97.0%。这主要是由于CBDA分子结构中的脂环基团有效地降低了PI分子链内部及分子链间的电荷转移作用，从而显著减少了对可见光的吸收[27]。烷基的引入在一定程度上增加了PI取向膜的透光率，这可能是由于烷基增加了PI分子链的自由体积，从而有利于可见光的透过。烷基含量最高的PI-d(CBDA-DMDEDA)表现出了最高的T700 nm值(99.3%)。PI-e与PI-f分子结构中的苯侧基或三氟甲基取代苯侧基虽然同样可以增加PI分子链的自由体积，但苯环对可见光的吸收使其取向膜的透光率低于PI-d。不含烷基取代基的PI-a表现出了最低的T700nm值(97.0%)。

图6 PI取向膜的UV-Vis曲线

2.4 液晶盒光电性能

采用制备的PAA取向剂按照图7所示工艺流程装配了液晶盒。首先，将固含量为6 %(质量百分比)、粘度为17～36 mPa s的PAA取向剂(表4)旋转涂覆于ITO基板上。经过前烘处理后进行光照取向。LPUV辐照的能量为500 mJ cm-2。光取向工艺及诱发的PI分子链的分解如图8所示。如前所述，LPUV辐照使得平行于LPUV偏振方向的PI取向膜分子链会发生分解，而垂直于LPUV偏振方向的PI分子链得以保留。因此LPUV辐照可诱发PI取向膜表面的各向异性。随后装配好液晶盒后进行液晶的灌注。最后采用UV固化胶对液晶盒进行密封即可制得最终的三明治结构液晶盒。

图7 采用CBDA-PI液晶取向膜装配液晶盒(30 mm×35 mm)

图8 光取向工艺(a)及PI取向膜的光分解(b)

对装配的液晶盒进行了光电特性的测试，结果如表3所示。液晶分子在经光照处理的PI取向膜表面的取向行为很复杂，涉及PI与液晶之间的范德华力、静电作用、氢键等化学键作用以及PI取向膜的表面形貌等多种因素。液晶分子由于PI取向膜表面的各向异性而发生取向，取向后的液晶分子自由能最低，在热平衡下也就最稳定，即相当于液晶分子被PI取向膜所“锚定”。但由于光取向技术不像摩擦取向那样可在PI取向膜表面生产密纹或分子链取向等强各向异性，因此光取向工艺对液晶分子的锚定能(anchoring energy)通常较低。如果PI取向膜对液晶分子的取向力较弱(锚定能低)，那么连续驱动的液晶分子有可能无法回到初始状态，从而引起持续的残像不良[28]。由表3可以看出，经LPUV辐照处理后，PI取向膜可对液晶分子产生0.28～0.47°的预倾角(θp)，而且液晶分子的θp值随着PI取向膜分子结构中烷基含量的增加而逐渐增大。这可能是由于烷基侧链的存在促使刚性液晶分子排列的有序度增加所致。PI-f(CBDA- TFMDA)取向膜对液晶分子的θp值高达0.47°，这主要是由于PI-f分子结构中极性的-CF3可能会对极性液晶分子产生较强的锚定作用，从而使得θp升高。

表3 PAA取向剂的溶液性能及装配的液晶盒的光电性能

我们进一步考察了液晶盒的残余直流电压(RDC)特性，结果如表3所示。RDC是指液晶分子在受到交流驱动时，交流信号的微小直流分量引起PI取向膜内部发生极化。在外加电压撤除时，由于PI取向膜内部分子链结构的问题，这种极化作用没有瞬时消失，从而产生直流电压的残余。RDC与PI取向膜的离子密度密切相关，离子密度越高，RDC越低，造成TFT-LCD器件产生残像的程度越低。因此，实际应用中要求PI取向膜要具有尽可能低的离子含量以及具有可传导离子的特性。图9给出了液晶盒的RDC特性曲线，其具体数值如表3所示。可以看出，所有PI取向膜装配的液晶盒均具有低于1 000 mV的RDC值。其中，PI-b取向膜制备的液晶盒表现出了最低的RDC特性(364 mV)。这可能是由于PI-b取向膜的亚胺化程度适中(DI=79.0)，其分子结构中含有一定量的极性基团，如羧基、酰胺基等，有利于将液晶盒内积蓄的电荷传导出体系。另一方面，PI-b分子链重复单元(repeating unit)的分子量相对较低，因此极性酰亚胺环的含量高于结构类似的PI-c～PI-f，这有利于释放残留电荷。含有-CF3基团的PI-f表现出了最高的RDC特性，这可能是由于高电负性的-CF3易于发生极化的缘故。可以预见，采用PI-b作为取向膜装配的IPS或FFS型TFT-LCD面板有望具有良好的光电性能。

图9 CBDA-PI取向膜装配液晶盒的RDC曲线

3 结论

(1)设计并合成了几类聚酰胺酸(PAA)型液晶取向剂，并成功地装配了液晶盒。

(2)高温固化后形成的PI取向膜具有良好的耐热稳定性和光学透明性。经LPUV(波长：254 nm)辐照后，液晶分子在PI取向膜表面可产生0.28～0.47°的预倾角(θp)。同时装配的液晶盒具有较低的RDC特性。

(3)PI-b取向膜表现出了最优的综合性能，包括良好的耐热稳定性(T5%：472.2 ℃)、优良的光学透明性(T700nm：97.4%)、对液晶分子良好的取向性(θp：0.31°)以及良好的RDC特性(364 mV)。优良的综合性能使得PI-b取向膜在IPS或FFS型TFT-LCD面板中具有良好的应用前景。