常溫液晶光取向材料及其取向?qū)庸に?/h1>
2013-09-22 02:18:32常翔宇董佳垚
復(fù)旦學(xué)報(自然科學(xué)版) 2013年6期
常翔宇，董佳垚，許 軍
（復(fù)旦大學(xué) 材料科學(xué)系，上海200433）
液晶顯示器經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，已經(jīng)具備比較完善的材料、設(shè)備及生產(chǎn)工藝.隨著信息產(chǎn)業(yè)的不斷進(jìn)步，尤其是移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等的蓬勃興起，對顯示器件提出了新的要求，輕薄性成為下一代顯示器件中備受期待的特性之一.為了獲得輕薄性，剛性厚重的玻璃基板是首要的改良對象，塑料基板因其優(yōu)良的輕薄性和柔韌性成為玻璃基板的理想替代者.然而，傳統(tǒng)的液晶顯示器件生產(chǎn)工藝中諸如TFT制造、液晶取向、面板封膠等關(guān)鍵環(huán)節(jié)由于需要引入高溫環(huán)節(jié)，而無法適用于塑料基板，極大影響了柔性液晶顯示技術(shù)的發(fā)展.尤其是液晶取向技術(shù)，本文旨在解決這一問題.
傳統(tǒng)的液晶取向工藝主要基于聚酰亞胺材料，這就不可避免地需要在取向?qū)又苽溥^程中引入高溫固化環(huán)節(jié).為了避免高溫，就需要通過熱傳遞以外的其他形式為取向?qū)拥男纬商峁┠芰?以光照形式提供能量不僅可以滿足取向?qū)又苽涞男枰?，還具備非接觸式、取向強(qiáng)度可控和可多疇取向等優(yōu)點，使光取向成為一種被普遍認(rèn)可的取向?qū)又苽涔に?偶氮單分子層被首先用來嘗試作為液晶光取向?qū)樱?－3］，通過一定波長的紫外光和可見光照射使偶氮分子發(fā)生順反異構(gòu)轉(zhuǎn)化，可使取向?qū)涌刂葡碌囊壕Х肿釉谄叫泻痛怪比∠蜷g轉(zhuǎn)換，但是這種單分子取向?qū)又苽涔に囕^為復(fù)雜，取向?qū)拥腻^定強(qiáng)度和穩(wěn)定性也存在缺陷.帶有光敏基團(tuán)或摻雜光敏染料分子的聚酰亞胺也被用來作為光取向?qū)樱?－5］，但聚酰亞胺的引入也就意味著高溫環(huán)節(jié)的引入，導(dǎo)致其無法適用于塑料基板.而后，帶有肉桂酸［6－7］、香豆素［8］等光敏基團(tuán)的高分子聚合物材料被用于液晶光取向工藝的研究，但其中鮮有針對塑料基板并采取常溫取向工藝的成果.
基于香豆素的高分子聚合物具備較好的光敏特性，在光照能量較小時即可發(fā)生光敏反應(yīng)，同時又具備較好的取向強(qiáng)度和穩(wěn)定性.因此，本文提出一種適用于塑料基板的基于香豆素基團(tuán)的常溫液晶光控取向材料的合成方法及取向?qū)又苽涔に?，取向?qū)又苽淙淘诔貤l件下即可進(jìn)行，有效地契合了柔性液晶顯示器件的發(fā)展需要.
1 材料與方法
1.1 光取向材料合成
1.1.1 試劑及儀器
7－羥基香豆素、甲基丙烯酰氯購自沃凱公司，6－溴－1－己醇購自Acros公司，偶氮二異丁腈購自百靈威公司.二氯甲烷、三乙胺和N，N－二甲基甲酰胺用氫化鈣除水24h，減壓蒸餾.偶氮二異丁腈經(jīng)無水乙醇重結(jié)晶.
核磁共振測試在BRUKER DMX500核磁共振波譜儀上進(jìn)行，1H共振頻率為500MHz.
1.1.2 聚合物制備
液晶光取向材料合成路線如圖1所示.
圖1 光取向材料合成路線Fig.1 Synthetic route of photo－alignment material
7－［（6－羥己基）氧基］香豆素（1） 7－羥基香豆素（1.20g，7.4mmol）、碳酸鉀（1.34g，9.7mmol）溶于20mL丁酮溶液中，60℃攪拌1h.加入6－溴－1－己醇（1.46g，8.1mmol），碘化鉀作催化劑，80℃回流3h.反應(yīng)后過濾，濾液加入乙酸乙酯萃取，經(jīng)飽和食鹽水洗滌3次，用無水硫酸鎂干燥，旋干溶劑得到粗產(chǎn)物.過硅膠柱提純（乙酸乙酯∶二氯甲烷＝1∶4），得到黃色油狀產(chǎn)物（1.67g，產(chǎn)率86%）.
7－［［［6－（甲基丙烯?；┭趸菁夯菅趸菹愣顾兀?） 將產(chǎn)物1（1.31g，5.0mmol）溶于15mL無水二氯甲烷中，除氣，充氬氣.在0℃下逐滴滴入無水三乙胺（0.5g，5.0mmol）和甲基丙烯酰氯（0.5g，5.0mmol），反應(yīng)2h.反應(yīng)后經(jīng)1mol／L鹽酸、10%氫氧化鈉和飽和食鹽水分別洗滌3次，用無水硫酸鎂干燥后，旋干溶劑得到粗產(chǎn)物.過硅膠柱提純（乙酸乙酯∶二氯甲烷＝1∶15），得到淡黃色油狀產(chǎn)物（1.14g，產(chǎn)率69%）.
聚合物.將產(chǎn)物2（0.5g，1.5mmol）和聚合引發(fā)劑偶氮二異丁腈（0.005g，0.03mmol）溶于5mL無水N，N－二甲基甲酰胺中，冷凍除氣，體系置于60℃條件下反應(yīng)24h.反應(yīng)后將溶液反復(fù)逐滴滴入甲醇中沉淀，過濾.真空干燥得到白色粉末狀聚合物（0.37g，產(chǎn)率74%）.
1.2 光取向?qū)拥闹苽?/h3>
1.2.1 設(shè)備儀器
取向?qū)有渴褂弥袊茖W(xué)院微電子研究所KW－4A型臺式勻膠機(jī)，紫外光源采用北京暢拓科技有限公司的CHF－XM500型氙燈光源，偏振器為SIGMA－KOKI公司的GYPC－12－10AN型格蘭泰勒棱鏡，濾光片為北京茂豐光電公司的OQZJB300－254型短波長吸收型濾光片，取向?qū)幼贤馕兆V測試使用SHIMADZU公司的UV－2550紫外分光光度計，高倍放大下的暗態(tài)效果拍攝采用Leica DM2500P型偏光顯微鏡.
1.2.2 光敏反應(yīng)原理
在敏感波長偏振光照射下，沿光偏振方向分布的香豆素基團(tuán)雙鍵將發(fā)生（2＋2）環(huán)加成反應(yīng)，大量沿偏振方向環(huán)加成反應(yīng)的發(fā)生將致使沿此方向排列的高分子長鏈彼此交聯(lián)，形成穩(wěn)定的排列方向相同的高分子長鏈體系，如圖2所示.當(dāng)液晶分子長軸方向和這些穩(wěn)定的聚合物長鏈方向相同時，其自由能達(dá)到最小值，從而使聚合物層對液晶分子形成取向作用.
圖2 光取向材料光敏反應(yīng)原理Fig.2 Photo－reactive principle of photo－alignment material
1.2.3 光取向?qū)拥拿舾胁ㄩL
在對取向?qū)訉嵤┕庹罩?，需要獲知取向材料的敏感波長.將合成的光取向材料溶于氯仿中制成溶液，旋涂于清潔的石英玻璃基板上，形成取向材料薄層.利用氙燈射出的原始白光照射薄層，而后用紫外分光光度計測量吸收譜.獲知在不同光能量照射后，光取向材料吸收譜的變化，測量結(jié)果如圖3所示.
從圖3中可見，光取向?qū)拥淖贤馕兆V僅在320nm處存在一個吸收峰，隨取向?qū)铀@光照能量的增加，吸收峰處的吸收率明顯下降，且下降速率在光照總能量達(dá)到20mJ后明顯放緩；同時，240nm附近吸收率則出現(xiàn)小幅上升現(xiàn)象，這與香豆素中碳碳雙鍵發(fā)生（2＋2）環(huán)加成反應(yīng)形成四元環(huán)而產(chǎn)生的吸收帶相符［9］，這說明取向?qū)颖砻姘l(fā)生了香豆素的（2＋2）環(huán)加成反應(yīng).
1.3 光取向效果表征
1.3.1 柔性液晶盒的制備
為了評價合成的光取向材料在柔性基板上的取向效果，需要制作配有該材料制成的取向?qū)拥娜嵝砸壕Ш?，通過觀察、測量柔性液晶盒的光學(xué)特性，來表征光取向效果.
測試使用的柔性基板為TOYOBO公司生產(chǎn)的300R型ITO－PET基板，由于PET基板具備較好的柔性，在自然狀態(tài)下無法保證平整性，也不具備玻璃基板的剛性，直接由這種基板制成的液晶盒很難保證盒厚的均勻性.為此，本實驗采用了一種由日本LINTEC公司提供的特制粘結(jié)膜，將PET基板粘結(jié)在輔助玻璃基板上，完成清洗、旋涂等工序并制成空液晶盒后，再將輔助基板取下，如此可以保證柔性液晶盒的質(zhì)量.柔性液晶盒的制作流程如圖4所示.
圖3 光取向材料紫外吸收譜Fig.3 UV absorption spectrum of photo－alignment material
圖4 柔性液晶盒制作流程Fig.4 Production process of flexible LC cell
光取向?qū)有繒r，將合成的光取向材料溶于氯仿中制成質(zhì)量濃度為1%的溶液，在清潔的貼附于輔助玻璃基板的PET基板表面，以800r／min的轉(zhuǎn)速旋涂15s，2 000r／min的轉(zhuǎn)速旋涂30s，室溫下置放5min待溶劑揮發(fā)，得到厚度約為60nm的光取向材料薄膜.偏振光照射的實施方法如圖5所示.氙燈的UV光以一定的傾斜角度出射，經(jīng)300nm短波長吸收型濾光片及格蘭棱鏡后，形成所需的UV偏振光，照射到光取向?qū)颖砻?，完成取向?qū)拥墓饷舴磻?yīng).
1.3.2 取向效果評價
圖5 取向?qū)庸庹帐疽鈭DFig.5 Illumination scheme of photo－alignment layer
在評價合成材料的光取向效果之前，首先需要確定最佳的取向?qū)庸庹漳芰?本實驗制備了一組經(jīng)不同光能量照射的柔性液晶盒，液晶盒為電控雙折射（Electrically Controlled Birefringence）模式，灌注向列相液晶.將這些液晶盒放置在兩片正交偏振片之間，觀察其暗態(tài)表現(xiàn)，從而確定最佳光照能量.這些液晶盒的暗態(tài)顯示效果如圖6所示，各圖光照能量及暗態(tài)表現(xiàn)匯總情況見表1.測試中使用的UV偏振光在320nm處強(qiáng)度為0.75mW，可以看出，光照能量達(dá)到30mJ后，液晶盒的暗態(tài)表現(xiàn)良好.并且，在此之后繼續(xù)增加光照量，暗態(tài)表現(xiàn)效果基本不再發(fā)生變化.由此，經(jīng)綜合考慮光照時長及取向效果，實驗選定30mJ為光取向?qū)幼罴压庹漳芰?，取向效果評價將使用此參數(shù).
圖6 不同光照量下ECB液晶盒暗態(tài)表現(xiàn)Fig.6 Dark states under different amount of light in ECB LC cell
表1 不同光照量下暗態(tài)表現(xiàn)匯總Tab.1 Summary of dark states performance under different amount of light
在30mJ偏振UV光照射后，在偏光顯微鏡放大下，可以觀察到致密、均一的暗態(tài)表現(xiàn)，如圖7（見第792頁）所示，其中的藍(lán)色光點為液晶盒間起支撐作用的6μm二氧化硅間隔微球.利用紫外可見分光光度計測量暗態(tài)下的液晶盒透過率，結(jié)果如圖8（見第792頁）所示，合成的光取向材料取向下的ECB模式液晶盒暗態(tài)透過率小于1.5%，具備非常好的取向表現(xiàn).
為了對比光取向與傳統(tǒng)聚酰亞胺摩擦取向的效果，分別制作了配有光取向?qū)雍湍Σ寥∠驅(qū)拥腅CB模式玻璃液晶盒，在偏光顯微鏡高倍放大下觀察二者的取向效果，選取液晶盒中較具代表性的局部區(qū)域，結(jié)果如圖9（見第792頁）所示，二者的暗態(tài)表現(xiàn)均致密、均一，無明顯漏光現(xiàn)象.但由圖9中可以明顯看到摩擦取向在基板表面留下的細(xì)微劃痕，而光取向則不存在類似情況，說明光取向在減輕對基板損傷方面要優(yōu)于摩擦取向.
1.3.3 穩(wěn)定性測試
取向穩(wěn)定性是光取向技術(shù)普遍面臨的問題，光取向效果在高溫環(huán)境及紫外光照下的穩(wěn)定性制約著這項技術(shù)的應(yīng)用前景.為了考察合成的光取向材料的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性，將帶有光取向?qū)雍途埘啺纺Σ寥∠驅(qū)拥牟Ａб壕Ш羞M(jìn)行烘烤和光照處理，通過對比評價光取向的穩(wěn)定性.
圖10 烘烤前（a）與100℃烘烤后（b）液晶暗態(tài)效果對比Fig.10 Dark state of LC cell before curing（a）and after curing under 100℃ （b）
將帶有上述兩種不同取向?qū)拥腅CB液晶盒放入烘箱中，在60，80，100℃溫度下分別烘烤60min（圖10），在每一溫度烘烤后，取出冷卻至室溫，在正交偏振片下觀察其暗態(tài)表現(xiàn).經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)，在未烘烤前，二者暗態(tài)表現(xiàn)相當(dāng).在60℃和80℃烘烤下，二者也均能保持烘烤前的暗態(tài)品質(zhì)；但當(dāng)溫度升至100℃后，光取向液晶盒中開始出現(xiàn)少量細(xì)微亮點，亮點稀疏分布于整個液晶盒中，且暗態(tài)品質(zhì)也略有下降，如圖10所示.而摩擦取向液晶盒并未發(fā)生明顯變化.因此，當(dāng)環(huán)境溫度超過100℃時，光取向的穩(wěn)定性要遜于傳統(tǒng)摩擦取向.
將上述兩種液晶盒放置在氙燈光源下，利用氙燈光源照射液晶盒表面，光源出射光為白光，其中365nm波長強(qiáng)度約為6mW，光照時間為600s，光照總能量為3 600mJ.經(jīng)上述光照后，兩種液晶盒暗態(tài)均未出現(xiàn)明顯變化，摩擦取向液晶盒透過率基本保持不變；光取向液晶盒透過率從約1.5%上升至約4.5%，盡管透過率有所上升，但仍保持在較低水平，暗態(tài)表現(xiàn)也仍可保持較高品質(zhì).
由上述測試可見，在100℃以上，光取向的熱穩(wěn)定性較傳統(tǒng)摩擦取向存在一定差距，而其光穩(wěn)定性則相對較好，與傳統(tǒng)摩擦取向差距不大.
2 結(jié) 論
本文合成了一種基于香豆素基團(tuán)光敏特性的液晶光取向材料.紫外吸收譜顯示，由該材料制備的液晶取向?qū)釉?20nm偏振紫外光照射下發(fā)生（2＋2）環(huán)加成反應(yīng)，取向?qū)又苽淙^程可在常溫下進(jìn)行，取向效果均一.在100℃以下具備較好的熱穩(wěn)定性，3 600mJ紫外光照下能保持較好的光穩(wěn)定性.這種光取向材料和方法不僅可以有效解決需要高溫加工的傳統(tǒng)摩擦取向方法對塑料基板無法適用的問題，是對下一代可彎曲薄膜型液晶顯示器件制備中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行的一次有效探索；而且由于此方法具備非接觸特性，可以避免傳統(tǒng)取向方法中由于摩擦給基板和TFT陣列帶來的損傷.本文所述的材料和方法具備很好的研究和應(yīng)用前景.
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聚合物.將產(chǎn)物2（0.5g，1.5mmol）和聚合引發(fā)劑偶氮二異丁腈（0.005g，0.03mmol）溶于5mL無水N，N－二甲基甲酰胺中，冷凍除氣，體系置于60℃條件下反應(yīng)24h.反應(yīng)后將溶液反復(fù)逐滴滴入甲醇中沉淀，過濾.真空干燥得到白色粉末狀聚合物（0.37g，產(chǎn)率74%）.
1.2 光取向?qū)拥闹苽?/h3>
1.2.1 設(shè)備儀器
取向?qū)有渴褂弥袊茖W(xué)院微電子研究所KW－4A型臺式勻膠機(jī)，紫外光源采用北京暢拓科技有限公司的CHF－XM500型氙燈光源，偏振器為SIGMA－KOKI公司的GYPC－12－10AN型格蘭泰勒棱鏡，濾光片為北京茂豐光電公司的OQZJB300－254型短波長吸收型濾光片，取向?qū)幼贤馕兆V測試使用SHIMADZU公司的UV－2550紫外分光光度計，高倍放大下的暗態(tài)效果拍攝采用Leica DM2500P型偏光顯微鏡.
1.2.2 光敏反應(yīng)原理
在敏感波長偏振光照射下，沿光偏振方向分布的香豆素基團(tuán)雙鍵將發(fā)生（2＋2）環(huán)加成反應(yīng)，大量沿偏振方向環(huán)加成反應(yīng)的發(fā)生將致使沿此方向排列的高分子長鏈彼此交聯(lián)，形成穩(wěn)定的排列方向相同的高分子長鏈體系，如圖2所示.當(dāng)液晶分子長軸方向和這些穩(wěn)定的聚合物長鏈方向相同時，其自由能達(dá)到最小值，從而使聚合物層對液晶分子形成取向作用.
圖2 光取向材料光敏反應(yīng)原理Fig.2 Photo－reactive principle of photo－alignment material
1.2.3 光取向?qū)拥拿舾胁ㄩL
在對取向?qū)訉嵤┕庹罩?，需要獲知取向材料的敏感波長.將合成的光取向材料溶于氯仿中制成溶液，旋涂于清潔的石英玻璃基板上，形成取向材料薄層.利用氙燈射出的原始白光照射薄層，而后用紫外分光光度計測量吸收譜.獲知在不同光能量照射后，光取向材料吸收譜的變化，測量結(jié)果如圖3所示.
從圖3中可見，光取向?qū)拥淖贤馕兆V僅在320nm處存在一個吸收峰，隨取向?qū)铀@光照能量的增加，吸收峰處的吸收率明顯下降，且下降速率在光照總能量達(dá)到20mJ后明顯放緩；同時，240nm附近吸收率則出現(xiàn)小幅上升現(xiàn)象，這與香豆素中碳碳雙鍵發(fā)生（2＋2）環(huán)加成反應(yīng)形成四元環(huán)而產(chǎn)生的吸收帶相符［9］，這說明取向?qū)颖砻姘l(fā)生了香豆素的（2＋2）環(huán)加成反應(yīng).
1.3 光取向效果表征
1.3.1 柔性液晶盒的制備
為了評價合成的光取向材料在柔性基板上的取向效果，需要制作配有該材料制成的取向?qū)拥娜嵝砸壕Ш?，通過觀察、測量柔性液晶盒的光學(xué)特性，來表征光取向效果.
測試使用的柔性基板為TOYOBO公司生產(chǎn)的300R型ITO－PET基板，由于PET基板具備較好的柔性，在自然狀態(tài)下無法保證平整性，也不具備玻璃基板的剛性，直接由這種基板制成的液晶盒很難保證盒厚的均勻性.為此，本實驗采用了一種由日本LINTEC公司提供的特制粘結(jié)膜，將PET基板粘結(jié)在輔助玻璃基板上，完成清洗、旋涂等工序并制成空液晶盒后，再將輔助基板取下，如此可以保證柔性液晶盒的質(zhì)量.柔性液晶盒的制作流程如圖4所示.
圖3 光取向材料紫外吸收譜Fig.3 UV absorption spectrum of photo－alignment material
圖4 柔性液晶盒制作流程Fig.4 Production process of flexible LC cell
光取向?qū)有繒r，將合成的光取向材料溶于氯仿中制成質(zhì)量濃度為1%的溶液，在清潔的貼附于輔助玻璃基板的PET基板表面，以800r／min的轉(zhuǎn)速旋涂15s，2 000r／min的轉(zhuǎn)速旋涂30s，室溫下置放5min待溶劑揮發(fā)，得到厚度約為60nm的光取向材料薄膜.偏振光照射的實施方法如圖5所示.氙燈的UV光以一定的傾斜角度出射，經(jīng)300nm短波長吸收型濾光片及格蘭棱鏡后，形成所需的UV偏振光，照射到光取向?qū)颖砻?，完成取向?qū)拥墓饷舴磻?yīng).
1.3.2 取向效果評價
圖5 取向?qū)庸庹帐疽鈭DFig.5 Illumination scheme of photo－alignment layer
在評價合成材料的光取向效果之前，首先需要確定最佳的取向?qū)庸庹漳芰?本實驗制備了一組經(jīng)不同光能量照射的柔性液晶盒，液晶盒為電控雙折射（Electrically Controlled Birefringence）模式，灌注向列相液晶.將這些液晶盒放置在兩片正交偏振片之間，觀察其暗態(tài)表現(xiàn)，從而確定最佳光照能量.這些液晶盒的暗態(tài)顯示效果如圖6所示，各圖光照能量及暗態(tài)表現(xiàn)匯總情況見表1.測試中使用的UV偏振光在320nm處強(qiáng)度為0.75mW，可以看出，光照能量達(dá)到30mJ后，液晶盒的暗態(tài)表現(xiàn)良好.并且，在此之后繼續(xù)增加光照量，暗態(tài)表現(xiàn)效果基本不再發(fā)生變化.由此，經(jīng)綜合考慮光照時長及取向效果，實驗選定30mJ為光取向?qū)幼罴压庹漳芰?，取向效果評價將使用此參數(shù).
圖6 不同光照量下ECB液晶盒暗態(tài)表現(xiàn)Fig.6 Dark states under different amount of light in ECB LC cell
表1 不同光照量下暗態(tài)表現(xiàn)匯總Tab.1 Summary of dark states performance under different amount of light
在30mJ偏振UV光照射后，在偏光顯微鏡放大下，可以觀察到致密、均一的暗態(tài)表現(xiàn)，如圖7（見第792頁）所示，其中的藍(lán)色光點為液晶盒間起支撐作用的6μm二氧化硅間隔微球.利用紫外可見分光光度計測量暗態(tài)下的液晶盒透過率，結(jié)果如圖8（見第792頁）所示，合成的光取向材料取向下的ECB模式液晶盒暗態(tài)透過率小于1.5%，具備非常好的取向表現(xiàn).
為了對比光取向與傳統(tǒng)聚酰亞胺摩擦取向的效果，分別制作了配有光取向?qū)雍湍Σ寥∠驅(qū)拥腅CB模式玻璃液晶盒，在偏光顯微鏡高倍放大下觀察二者的取向效果，選取液晶盒中較具代表性的局部區(qū)域，結(jié)果如圖9（見第792頁）所示，二者的暗態(tài)表現(xiàn)均致密、均一，無明顯漏光現(xiàn)象.但由圖9中可以明顯看到摩擦取向在基板表面留下的細(xì)微劃痕，而光取向則不存在類似情況，說明光取向在減輕對基板損傷方面要優(yōu)于摩擦取向.
1.3.3 穩(wěn)定性測試
取向穩(wěn)定性是光取向技術(shù)普遍面臨的問題，光取向效果在高溫環(huán)境及紫外光照下的穩(wěn)定性制約著這項技術(shù)的應(yīng)用前景.為了考察合成的光取向材料的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性，將帶有光取向?qū)雍途埘啺纺Σ寥∠驅(qū)拥牟Ａб壕Ш羞M(jìn)行烘烤和光照處理，通過對比評價光取向的穩(wěn)定性.
圖10 烘烤前（a）與100℃烘烤后（b）液晶暗態(tài)效果對比Fig.10 Dark state of LC cell before curing（a）and after curing under 100℃ （b）
將帶有上述兩種不同取向?qū)拥腅CB液晶盒放入烘箱中，在60，80，100℃溫度下分別烘烤60min（圖10），在每一溫度烘烤后，取出冷卻至室溫，在正交偏振片下觀察其暗態(tài)表現(xiàn).經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)，在未烘烤前，二者暗態(tài)表現(xiàn)相當(dāng).在60℃和80℃烘烤下，二者也均能保持烘烤前的暗態(tài)品質(zhì)；但當(dāng)溫度升至100℃后，光取向液晶盒中開始出現(xiàn)少量細(xì)微亮點，亮點稀疏分布于整個液晶盒中，且暗態(tài)品質(zhì)也略有下降，如圖10所示.而摩擦取向液晶盒并未發(fā)生明顯變化.因此，當(dāng)環(huán)境溫度超過100℃時，光取向的穩(wěn)定性要遜于傳統(tǒng)摩擦取向.
將上述兩種液晶盒放置在氙燈光源下，利用氙燈光源照射液晶盒表面，光源出射光為白光，其中365nm波長強(qiáng)度約為6mW，光照時間為600s，光照總能量為3 600mJ.經(jīng)上述光照后，兩種液晶盒暗態(tài)均未出現(xiàn)明顯變化，摩擦取向液晶盒透過率基本保持不變；光取向液晶盒透過率從約1.5%上升至約4.5%，盡管透過率有所上升，但仍保持在較低水平，暗態(tài)表現(xiàn)也仍可保持較高品質(zhì).
由上述測試可見，在100℃以上，光取向的熱穩(wěn)定性較傳統(tǒng)摩擦取向存在一定差距，而其光穩(wěn)定性則相對較好，與傳統(tǒng)摩擦取向差距不大.
2 結(jié) 論
本文合成了一種基于香豆素基團(tuán)光敏特性的液晶光取向材料.紫外吸收譜顯示，由該材料制備的液晶取向?qū)釉?20nm偏振紫外光照射下發(fā)生（2＋2）環(huán)加成反應(yīng)，取向?qū)又苽淙^程可在常溫下進(jìn)行，取向效果均一.在100℃以下具備較好的熱穩(wěn)定性，3 600mJ紫外光照下能保持較好的光穩(wěn)定性.這種光取向材料和方法不僅可以有效解決需要高溫加工的傳統(tǒng)摩擦取向方法對塑料基板無法適用的問題，是對下一代可彎曲薄膜型液晶顯示器件制備中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行的一次有效探索；而且由于此方法具備非接觸特性，可以避免傳統(tǒng)取向方法中由于摩擦給基板和TFT陣列帶來的損傷.本文所述的材料和方法具備很好的研究和應(yīng)用前景.
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