熱處理時間控制對液晶取向膜預傾角的影響研究

摘 要：本文采用JSR 25108 取向劑完成液晶取向膜的制備，研究了取向劑亞胺化過程中恒溫熱處理下不同固烤時間對液晶取向膜預傾角的影響，并且對影響機理進行了分析。研究表明，亞胺化程度隨固烤時間的延長而增加，但增長趨勢減小；液晶取向膜預傾角隨著固烤時間的增加而減小。

關鍵詞：液晶取向膜；固烤時間；預傾角

引言

液晶顯示器（LCD）是顯示領域內最具有發展活力的電子產品，它具有驅動電壓低，功耗低，重量輕體積小等顯著優點。

PI作為CELL成盒工藝的第一站，擔負著TFT與CF表面取向膜的制成工作。取向膜制備工藝包括玻璃的清洗、取向劑的涂布、取向劑的預烤、取向劑的固烤等。預烤工藝目的是趕走PI液成分中的溶劑；固烤工藝目的是將PI液成分中的聚酰胺酸（PAA）閉環為聚酰亞胺（PI）。取向劑的烘烤工藝直接影響其制成后的特性。

液晶顯示依賴于基板表面膜的表面各向異性處理而得到不同液晶分子排列，因此液晶取向層性能的優劣直接影響到LCD中液晶分子的排列效果，進而，影響到LCD的對比度、閾值電壓、響應時間和視角等特性。而預傾角又是判斷液晶取向劑性能優劣的一個重要的參數。液晶取向膜預傾角的影響因素很多，目前文獻研究主要集中于摩擦工藝、取向劑的合成工藝及液晶的化學結構等對液晶取向膜預傾角的影響，而很少涉及液晶取向膜的固烤工藝對預傾角的影響研究。為進一步完善預傾角影響因素的理論研究，有效的控制預傾角達到穩定顯示特性的目的。本文主要討論液晶取向劑的熱處理時間對液晶取向膜預傾角的影響，為得到最佳的預傾角提供有效的方向。

1 實驗

1.1 液晶取向膜的制備

實驗中使用傅里葉轉換紅外光譜儀對制備好的取向膜分別進行熱亞胺化程度的表征測定。觀察并分析熱亞胺化程度隨烘烤時間變化的影響關系。

將已制備好取向膜的5 Sheets玻璃送至配向機，配向機搭載包裹棉布的滾輪，采用摩擦法對5 Sheets不同固烤時間下制備的取向膜進行同條件配向。摩擦強度均控制在23.5 Kg.cm 。對摩擦后的玻璃表面取向膜均進行燈光下檢查，確保無配向不良。

對不同烘烤時間段的玻璃進行一一對應配組（CFTFT）進行組立成盒，成盒工藝中均搭配Merk MJ101044液晶完成液晶盒的制作。對制作好的液晶盒進行燈箱檢查，確保無其他液晶盒不良。

1.2 預傾角的測定

使用晶體旋轉法對5片不同固烤條件下制成的液晶盒進行預傾角的測量。每個條件下的液晶盒選擇3-4個點進行測量，然后取其平均值作為液晶盒的預傾角。統計預傾角的結果并完成影響規律分析。

2 結果與討論

2.1 熱處理時間對亞胺化程度的影響

通過傅里葉紅外光譜儀對不同熱處理時間下制成的取向膜進行了聚酰胺酸亞胺化程度的表征，同時進行了紅外光譜圖的對比。見圖1。

通過圖1 紅外光譜圖的對比，表明亞胺化程度隨著熱處理時間的延長而增加。一般使用PAA中的1373cm-1處的C-N吸收峰與1508cm-1處的苯環吸收峰的強度比來分析熱環化，因為當環化率提高時，1373 cm-1處的C-N吸收峰的信息會增強。觀察1373cm-1處的C-N吸收峰強度，隨著熱處理時間的延長，吸收峰強度在1800S和7200S時均有稍微的震動峰值增強現象，而在2400S和3600S時間段內吸收峰強度趨于穩定。表明隨著熱處理時間的增加，PAA的環化程度也有所增加，增加的程度不是很明顯。

2.2 熱處理時間對預傾角的影響

通過對制備好的液晶取向膜分別進行預傾角的測量，并分別統計各條件下預傾角值。預傾角的測量結果見表2。

圖2為熱處理時間對預傾角的影響關系圖。圖表顯示，熱處理時間對預傾角的影響為反比例關系：預傾角隨著熱處理時間的延長而逐漸變小。由于熱處理時間的延長，連接單體的化學官能基的耐高溫性能導致預傾角單體結構在高溫下崩解，部分高分子在恒溫延長過程中發生了斷鏈，這樣取向膜表面的高分子量就有所減少，從而減弱了聚酰亞胺與液晶分子間的作用力，進而降低了液晶分子排列的有序度，導致預傾角減小。

3 結束語

通過JSR-25108取向劑經過不同熱處理時間而制成的液晶取向膜，對其通過紅外光譜分析進行了亞胺化的表征，顯示了熱處理時間的延長增加了亞胺化的程度，但增加速率變小。進而分析了熱處理時間對預傾角的影響關系，表明熱處理時間一定程度上影響了取向膜的性能。所以取向膜在經過同樣摩擦處理后，表面的液晶預傾角也發生了變化。體現為預傾角隨熱處理時間的延長而減小。此研究結果為實際工藝中預傾角的穩定提供了改善方向，同時為預傾角影響因素的理論研究提供了借鑒。

參考文獻

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