含氟光敏单体的液晶光控取向.pdf

中国科学院液晶相关研究学术研讨会 吉林长春 含氟光敏单体的液晶光控取向 费春红“2，彭增辉1，张伶莉“2，姚丽双“2，宣丽‘ 1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，应用光学国家重点实验室，吉林长 春130033； 2．中国科学院研究生院， 北京100039 联系方式：0431—61 本文探讨了两种含氟光敏单体六氟双酚A双肉桂酸酯(6F—BADE)、八氟己二醇双 合物取向膜诱导液晶分子取向的情况。本实验所用液晶为向列相液晶TEB30A。实验发 向膜，诱导液晶分子平行排列，预倾角为1—2。。结果表明，含氟光敏单体结构不同， 其光聚物取向膜诱导液晶排列情况也不同，氟原子在单体中的分布与结构是影响取向 膜性质的主要因素。本文应用MaterialStudiO(MS)软件对其结构进行了分析。 关键词：液晶光敏单体光交联垂直取向平行取向 1引言 液晶显示器产业化以来一直采用摩擦法进行取向处理。然而摩擦过程中会引起静 电、尘埃造成良品率降低，摩擦产生的沟痕使微显示器件的显示质量降低。光控取向 技术能克服摩擦取向法的缺点，并可以对分子取向进行微观控制，在小尺寸范围内控 制液晶分子的取向，为扩展液晶显示器视角和新型液晶光学器件的研制提供了新的途 径。由此，光控取向技术引起了),-4fl的极大关注，与之相应，液晶光控取向材料也成 为国际上的研究热点。 另一方面，在对含氟聚酰亚胺(FI)的研究中，人们发现氟原子特殊的物理化学 性质赋予了PI许多独特的性能，如溶解性能优异、低介电常数、低吸水率、低热膨胀 系数、显著增加取向膜对液晶分子的预倾角等特性。这些优良特性极大地拓展了PI的 应用领域，而且使其在每一个应用领域中都表现出了极为突出的性能。与此类似，氟 原子在光控取向膜中也发挥了意想不到的作用。于涛等利用6F-BADE研究出制备过程 简单，不需要高温热处理过程的光控垂直取向膜，本文在此基础上研制了8F—HDE光敏 单体取向膜，通过实验与模拟计算分析了含氟基团对光控取向膜的影响机理。 2实验 2．1合成6F-BADE、8F-HDE， 其结构式如下： 岔CH=CH--O--o心王》。一基--CH=CH@ ，．．．、0 0，．—．、 毋c喊H一苎一O--CH2_(cF却肾。一苎一CH=CH@㈣mE， 所用试剂为：三乙胺、四氢呋喃(天津天泰化学品公司)、乙酸乙酯、乙醇、六 113 中国科学院液晶相关研究学术研讨会 吉林长春 氟双份A、八氟己二醇、肉桂酰氯(Aldrich公司生产)，使用前纯化三乙胺、四氢呋 喃。 1)6F-BADE的合成 瓶中，冰水搅拌。另取1．849肉桂酰氯溶于四氢呋喃置于分液漏斗，缓慢滴加入上述 溶液中。滴加完毕，搅拌2—3小时过滤，所得清液倾倒入冰水混合物中，滤得沉淀在 乙酸乙酯与乙醇混合液中重结晶，产率80％。 2)8F-HDE的合成 其合成方法与6F-BADE类似，取等摩尔量反应物即可。 2．2成膜 分别配制质量百分比浓度w=2％的单体溶液，溶剂为四氢呋喃。溶液旋涂于洁净的 基板表面垂直。仪器为岛津公司UV-3101PC型紫外可见光谱仪，光源为400wHG—Xe灯， 放置GIan-Talor棱镜得线性偏振紫外光，L=297nm处，光强为2．96mw／cm2。 2．3成盒 将上述光照后基板做成盒厚为409tm的液晶盒，上下基板的偏振方向平行。在各 向同性状态下注入液晶TEB30A。 6F-BADE取向膜成盒后，在正交偏光显微镜(新天公司制造)下观察液晶盒始终 呈暗态，在锥光系统下观察，视场中出现黑十字刷，如图1所示。这是液晶分子垂直 于基板排列的光学特征。 00) 图1偏光显微镜锥光系统下的黑十字刷(×1 darkcrossbrushobserved microscope