PI導(dǎo)向膜基礎(chǔ)知識

1、PI導(dǎo)向膜基礎(chǔ)知識做為錨定液晶分子的主要材料，導(dǎo)向膜的應(yīng)用是從單純離子鍵作用力到分子間作用力的一大發(fā)展，導(dǎo)向膜的應(yīng)用，不但有離子鍵的作用力，更主要的是有分子鍵的作用力，加上表面處理技術(shù)不斷發(fā)展，處理機器的不斷改良，除了為提高產(chǎn)量、和改善視角的要求，導(dǎo)向膜材料在進一步研究試用之外，導(dǎo)向膜材料幾乎已經(jīng)定型。很令人奇怪的是，作為普通TN-LCD使用的導(dǎo)向膜材料，制作處理上在一些LCD生產(chǎn)工廠卻要比STN-LCD還難。事實上，由於STN-LCD產(chǎn)品的對比度較低，視角比較寬，反而掩蓋了導(dǎo)向膜一些電學(xué)性能上的缺陷。除非出現(xiàn)很嚴重的預(yù)傾角塌陷，導(dǎo)向膜的缺陷在STN-LCD產(chǎn)品的顯示效果上總不會引起顧客的特別

2、重視。但在TN-LCD產(chǎn)品的生產(chǎn)上，導(dǎo)向膜的性能遷移往往直接反應(yīng)到產(chǎn)品的顯示效果上。作為液晶分子的錨定材料，導(dǎo)向膜的預(yù)傾角在TN-LCD和STN-LCD產(chǎn)品上起的作用幾乎是一樣。但是TN-LCD和STN-LCD相比，由於液晶分子的運動方式不一樣，因而兩種類型的導(dǎo)向膜產(chǎn)品很快就分化出來，STN-LCD用導(dǎo)向膜材料在制作時，使用了更嚴厲的環(huán)境和原料純度。另外有一些制造商在分子支鏈上使用了等長鏈和二次鏈技術(shù)，讓分子支鏈更加安定，預(yù)傾角更一致，同時這種結(jié)構(gòu)由於二次支鏈間分子間作用力的互相排斥性，使支鏈結(jié)構(gòu)有一定的類似自己修復(fù)功能，使得在導(dǎo)向處理時對機器性能的不足有一定的補償作用，因為從理論上來講，機械

3、精度永遠無法滿足導(dǎo)向膜的預(yù)傾角處理精度要求。這種方式制作出來的導(dǎo)向膜，使用在低驅(qū)動路數(shù)、小面積、寬線距的產(chǎn)品上，其獨特的性能可能無法體現(xiàn)出來，但在生產(chǎn)高驅(qū)動路數(shù)、大面積和微線距的產(chǎn)品時，在提高產(chǎn)品良品率、提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和產(chǎn)品生產(chǎn)的可重復(fù)性上，其優(yōu)異的性能是其他沒有采用這種技術(shù)制作的導(dǎo)向膜無法相比的。TN-LCD產(chǎn)品用的導(dǎo)向膜，由於受視角寬度的限制，不可能采用上述的結(jié)構(gòu)，而且由於制作成本的原因，也沒有必要這樣做。而且由於工藝的改進，機器設(shè)備性能的提高，以前那些低成本的導(dǎo)向膜材料，曾經(jīng)因為受工藝影響而不穩(wěn)定，受大家排斥，現(xiàn)在卻正因為它可以在不同的工藝下有不同的效果，反而更受一些TN-LCD生產(chǎn)廠

4、家的青睞，特別是在一些工藝調(diào)整輕松的半自動生產(chǎn)線上。1、PI導(dǎo)向膜的特性：PI導(dǎo)向膜的組成：對於加溫聚合固化的PI,PI導(dǎo)向膜原液的組份是聚酰亞胺和MA、NMP或BC溶劑。對於紫外線聚合固化的PI，PI導(dǎo)向膜原液的組份是帶紫外線光敏基團的聚酰亞胺和溶劑，這種由於照射方向就是液晶定向方向，所以有很快的生產(chǎn)效率和操作的方便性，但由於它聚合時往往不夠充分，目前使用它制作成的產(chǎn)品在顯示時單點缺陷率較臥適用於一些光線轉(zhuǎn)換幕墻的制作上在LCD顯示上應(yīng)用很少，以下不再描述。PI導(dǎo)向膜的特性：LCD使用的PI導(dǎo)向膜固含成份在原液中是小分子化合物，它在高溫下產(chǎn)生聚合反應(yīng)，形成帶很多支鏈的長鏈大分子固體聚合物聚酰

5、胺。聚合物分子中支鏈與主鏈的夾角就是所謂的導(dǎo)向?qū)宇A(yù)傾角。這些聚合物的支鏈基團與液晶分子間的作用力比較強，對液晶分子有錨定的作用，可以使液晶按預(yù)傾角方向排列。PI原液或未曾聚合完全的小分子聚酰亞胺則與水分子結(jié)合後呈溶膠狀，它會抑制聚酰亞胺的聚合反應(yīng)，得不到完整的主鏈，并讓支鏈失去原有的排列方向，得不到LCD制作所需的預(yù)傾角。所以PI原液要防潮，作業(yè)環(huán)境要嚴格控制濕度。有些STN及TFT專用PI,聚合固化後會在支鏈的基礎(chǔ)上會形成次支鏈，次支鏈與支連間的夾角與液晶分子的端部結(jié)構(gòu)相吻合或相近，所以對液晶有更強的錨定作用。由於有了次支鏈，等若加大了液晶分子與導(dǎo)向?qū)拥慕佑|面積，在一定程度上補償了一些導(dǎo)向?qū)?/p>

6、處理缺陷。這種在大面積顯示上讓顯示效果更均勻。同時也避免了在摩擦處理工藝中為了在高強度的摩擦下得到更高的摩擦密度，損傷相對脆弱的CF層和TFT發(fā)生器。已聚合固化的PI導(dǎo)向膜也容易吸收水份并且會在水中分解。而經(jīng)過摩擦處理後的PI層則同樣更加脆弱，長時間暴露在空氣中，會與空氣中的水和二氧化碳結(jié)合，從而打亂原有的支鏈排列狀態(tài)，讓預(yù)傾角不均勻，甚至?xí)a(chǎn)生預(yù)傾角塌陷的現(xiàn)象。PI的分類：PI按預(yù)傾角的大小分為：13度的低預(yù)傾角TN型PI和49度的高預(yù)傾角STN型PI。影響PI導(dǎo)向膜性能的主要參數(shù)固體含量；粘度；Na離子含量；熱分解溫度；介電常數(shù)；體積電阻；透過率；吸水率；折射率；預(yù)傾角3、PI導(dǎo)向膜的工廠

7、自適應(yīng)測試方法及判定標準：粘度：A、測試方法：用粘度計測試待測I導(dǎo)向膜的粘度。B、判定標準：測試結(jié)果粘度值與供應(yīng)商提供參數(shù)一致。添加劑乾燥性能（預(yù)烘性能）A、測試方法：按生產(chǎn)工藝厚度要求，把PI導(dǎo)向膜涂覆在ITO導(dǎo)電玻璃上，按供應(yīng)商提供的溫度和時間參數(shù)加熱烘烤。B、判定標準：在參數(shù)溫度時間下，PI導(dǎo)向膜添加劑完全烘乾。固化性能：A、測試方法：將PI導(dǎo)向膜添加劑已完全烘乾的TO導(dǎo)電玻璃按生產(chǎn)工藝要求和供應(yīng)商提供的參數(shù)要求分別進行固化。B、判定標準：固化完全。成盒灌液晶後可以正常顯示。耐磨性能：A、測試方法：將PI導(dǎo)向膜添加劑已完全烘乾的TO導(dǎo)電玻璃按生產(chǎn)工藝要求參數(shù)進行定向磨擦五次。B、判定標準

8、：成盒灌液晶後可以正常顯示。光電性能與可靠性:A、測試方法：把待測PI導(dǎo)向膜制作成的玻璃與現(xiàn)生產(chǎn)用I導(dǎo)向膜制作成的玻璃按現(xiàn)生產(chǎn)工藝參數(shù)，選擇一型號制作成成品并測試其光電與可靠性性能B、判定標準：光電性能與可靠性測試結(jié)果與現(xiàn)生產(chǎn)用導(dǎo)向膜制成的玻璃結(jié)果相當(dāng)，并在測試產(chǎn)品型號要求范圍之內(nèi)。4、PI導(dǎo)向膜的選用規(guī)則：一般根據(jù)LCD顯示類型選擇相應(yīng)預(yù)傾角的PI：TN-LCD選擇低預(yù)傾角PI，STN-LCD選擇高預(yù)傾角PI。對於一些在PI導(dǎo)向?qū)酉掠刑厥馓幚砉に嚫郊訉拥腃D,選擇PI時要參考附加層的特性來考慮。COLOR-STN和BLACKMASK產(chǎn)品要選擇固化溫度小於CF分解溫度的PI；使用柔性導(dǎo)電膜制作

9、的LCD，其固化溫度要小於柔性基板軟化點溫度的PI。5、PI導(dǎo)向膜的使用方法：PI導(dǎo)向膜的制作方法：旋轉(zhuǎn)涂布法；絲網(wǎng)印刷涂布法；柯式轉(zhuǎn)印法先在室溫下解凍至室溫，再打開瓶蓋，以免吸潮，PI導(dǎo)向膜推薦在千級凈房環(huán)境中開啟、配制、使用。一般用NMP、DMA、BC等溶劑稀釋，使用前最好將溶劑常壓過濾一次。PI導(dǎo)向膜涂覆厚度，TN-LCD推薦在400600埃左右，STN-LCD推薦在8001000埃左右。6、PI導(dǎo)向膜的貯存及搬運方法：PI導(dǎo)向膜應(yīng)冷凍貯存。貯存溫度小於C,可保證6個月以上的貯存期。如果要求更長的貯存期，應(yīng)在-10C以下保存。溶劑可燃，勿接近明火。搬運時按化學(xué)品規(guī)定管制。PI-塑料物性工

10、藝資料.docPI塑料聚酰亞胺作為一種特種工程材料，已廣泛應(yīng)用在航空、航天、微電子、納米、液晶、分離膜、激光等領(lǐng)域。近來，各國都在將聚酰亞胺的研究、開發(fā)及利用列入21世紀最有希望的工程塑料之一。聚酰亞胺，因其在性能和合成方面的突出特點，不論是作為結(jié)構(gòu)材料或是作為功能性材料，其巨大的應(yīng)用前景已經(jīng)得到充分的認識，被稱為是解決問題的能手，并認為沒有聚酰亞胺就不會有今天的微電子技術(shù)。物化性能1、全芳香聚酰亞胺按熱重分析，其開始分解溫度一般都在500C左右。由聯(lián)苯二酐和對苯二胺合成的聚酰亞胺，熱分解溫度達到600C，是迄今聚合物中熱穩(wěn)定性最高的品種之一。2、聚酰亞胺可耐極低溫，如在一269C的液態(tài)氦中不

11、會脆裂。3、聚酰亞胺具有優(yōu)良的機械性能，未填充的塑料的抗張強度都在100Mpa以上，均苯型聚酰亞胺的薄膜(Kapton)為170Mpa以上，而聯(lián)苯型聚酰亞胺(UpilexS)達到400Mpa。作為工程塑料，彈性膜量通常為34Gpa,纖維可達到200Gpa，據(jù)理論計算，均苯二酐和對苯二胺合成的纖維可達500Gpa，僅次于碳纖維。4、一些聚酰亞胺品種不溶于有機溶劑，對稀酸穩(wěn)定，一般的品種不大耐水解，這個看似缺點的性能卻使聚酰亞胺有別于其他高性能聚合物的一個很大的特點，即可以利用堿性水解回收原料二酐和二胺，例如對于Kapton薄膜，其回收率可達80一90。改變結(jié)構(gòu)也可以得到相當(dāng)耐水解的品種，如經(jīng)得起

12、120C，500小時水煮。5、聚酰亞胺的熱膨脹系數(shù)在2x10-53x10-5C,廣成熱塑性聚酰亞胺3X10-5C,聯(lián)苯型可達10-6C,個別品種可達10-7C。6、聚酰亞胺具有很高的耐輻照性能，其薄膜在5x109rad快電子輻照后強度保持率為90。7、聚酰亞胺具有良好的介電性能，介電常數(shù)為3.4左右，引入氟，或?qū)⒖諝饧{米尺寸分散在聚酰亞胺中，介電常數(shù)可以降到2.5左右。介電損耗為10-3，介電強度為100300KV/mm,廣成熱塑性聚酰亞胺為300KV/mm,體積電阻為10/cm這些性能在寬廣的溫度范圍和頻率范圍內(nèi)仍能保持在較高的水平。&聚酰亞胺是自熄性聚合物，發(fā)煙率低。9、聚酰亞胺在極高的真

13、空下放氣量很少。10、聚酰亞胺無毒,可用來制造餐具和醫(yī)用器具,并經(jīng)得起數(shù)千次消毒。有一些聚酰亞胺還具有很好的生物相容性,例如,在血液相容性實驗為非溶血性,體外細胞毒性實驗為無毒。應(yīng)用范圍薄膜：是聚酰亞胺最早的商品之一,用于電機的槽絕緣及電纜繞包材料。主要產(chǎn)品有杜邦Kapton,宇部興產(chǎn)的Upilex系列和鐘淵Apical。透明的聚酰亞胺薄膜可作為柔軟的太陽能電池底版。涂料：作為絕緣漆用于電磁線,或作為耐高溫涂料使用。先進復(fù)合材料：用于航天、航空器及火箭部件。是最耐高溫的結(jié)構(gòu)材料之一。例如美國的超音速客機計劃所設(shè)計的速度為2.4M,飛行時表面溫度為177C,要求使用壽命為60000h,據(jù)報道已確

14、定50%的結(jié)構(gòu)材料為以熱塑型聚酰亞胺為基體樹脂的碳纖維增強復(fù)合材料，每架飛機的用量約為30t。纖維：彈性模量僅次于碳纖維,作為高溫介質(zhì)及放射性物質(zhì)的過濾材料和防彈、防火織物。泡沫塑料：用作耐高溫隔熱材料。工程塑料：有熱固性也有熱塑型,熱塑型可以模壓成型也可以用注射成型或傳遞模塑。主要用于自潤滑、密封、絕緣及結(jié)構(gòu)材料。廣成聚酰亞胺材料已開始應(yīng)用在壓縮機旋片、活塞環(huán)及特種泵密封等機械部件上。膠粘劑：用作高溫結(jié)構(gòu)膠。廣成聚酰亞胺膠粘劑作為電子元件高絕緣灌封料已生產(chǎn)。分離膜：用于各種氣體對,如氫/氮、氮/氧、二氧化碳/氮或甲烷等的分離,從空氣烴類原料氣及醇類中脫除水分。也可作為滲透蒸發(fā)膜及超濾膜。由于聚酰亞胺耐熱和耐有機溶劑性能,在對有機氣體和液體的分離上具有特別重要的意義。光刻膠：有負性膠和正性膠,分辨率可達亞微米級。與顏料或染料配合可用于彩色濾光膜，可大大簡化加工工序。在微電子器件