论文摘要
LCD己成为无数电子产品中的关键部件，其关键技术之一就是液晶表面取向技术，它直接决定着显示器件内部棒状液晶分子的排列状况，是影响器件对比度、色度等性能参数的重要因素。聚酰亚胺（PI）材料以其优良的综合性能，如耐热性能，力学性能优异，取向适应性好，易于操作等，成为目前液晶显示器（LCD）应用最为广泛的取向膜材料。PI取向膜的主要作用是使液晶小分子发生定向排列，消除向错。本实验室在PI上通过刚性联结引入介晶基元侧链，将该PI用于液晶取向膜，只得到了5°左右的预倾角，分析原因，可能是由于侧链在表面富集能力差，与液晶分子的相互作用较弱，不足以引起较大的预倾角。针对这一问题，同时考虑聚酰亚胺取向膜的应用要求，本文制得了含烷氧端基侧链的两种新型二元胺单体4—（3’，5’—二氨基苯甲酸苯酚酯基）苯甲酸（4’’—正丁氧基）苯酚酯（BCDA）和4—（3’，5’—二氨基苯甲酸苯酚酯基）苯甲酸（4’’—正辛氧基）苯酚酯（OCDA）。并采用FTIR和1H-NMR对所得到的中间产物及目标产物的结构进行了表征，结果证明，合成路线选择合理，得到了目标产物。利用合成的两种二元胺与ODPA和ODA反应，通过一步法制备了PI-BCDAx和PI-OCDAx。上述共聚型侧链PI均具有良好的溶解性；PI-OCDAx／BCDAx在50～700℃范围内为三阶段失重，计算表明，第一阶段失重为烷氧基热分解，第二阶段失重为侧链中与主链相隔较远的酯键断裂，第三阶段则为侧链中最后一个酯键的断裂以及主链的热分解。PI—BCDA与PI-OCDA比较，在侧链含量相同的情况下，PI—BCDA的预倾角较高，其中，PI—BCDA0.5的预倾角最高，达到了13.2°，而PI-OCDA中，预倾角最高的也是侧链含量为50％的PI—OCDA0.5，预倾角为7.2°。结合γc的结果，可能的原因是，PI表面的侧链与LC分子之间的相互作用是产生预倾角的主要原因，随着表面侧链含量的增加，侧链与侧链之间的堆砌更加紧密，使液晶分子与侧链的相互作用变差，因此预倾角呈现先变大后减小的变化趋势。ATR-FTIR、XPS测试表明，在侧链含量较低时，确实发生了烷氧基向表面富集的情况，但当侧链含量达到50％后，这种富集过程减缓，表面的侧链增量完全由组分差异引起。同时，摩擦和热处理主要是通过影响表面侧链含量及侧链状态达到影响预倾角的目的的。在摩擦处理后，PI表面形貌发生了很大的变化，处理后沿着摩擦方向出现了30-100nm的微沟槽，高度大概为18nm，这种沟槽是由摩擦引起的。综合上述各种表征的结果，认为在本文所研究的体系中，液晶分子预倾角产生的可能的机理是，液晶分子5CB的戊基与取向膜侧链中的烷基链重叠，联苯基元则与侧链上同样是介晶基元的芳香酯基团取向方向大致一致，进而产生预倾角。