PI導(dǎo)向膜基礎(chǔ)知識(shí)

1、PI導(dǎo)向膜基礎(chǔ)知識(shí)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(jī)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(jìn)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(shí)上，由於STN-LCD產(chǎn)品的對(duì)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(yán)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(huì)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(yùn)動(dòng)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(shí)，使用了更嚴(yán)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(shí)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(shí)對(duì)機(jī)器性能的不足有一定的補(bǔ)償作用，因?yàn)閺睦碚撋蟻碇v，機(jī)械

3、精度永遠(yuǎn)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(dòng)路數(shù)、小面積、寬線距的產(chǎn)品上，其獨(dú)特的性能可能無法體現(xiàn)出來，但在生產(chǎn)高驅(qū)動(dòng)路數(shù)、大面積和微線距的產(chǎn)品時(shí)，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(jìn)，機(jī)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?yàn)槭芄に囉绊懚环€(wěn)定，受大家排斥，現(xiàn)在卻正因?yàn)樗梢栽诓煌墓に囅掠胁煌男Ч?，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(dòng)生產(chǎn)線上。1、PI導(dǎo)向膜的特性：PI導(dǎo)向膜的組成：對(duì)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(duì)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(tuán)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(shí)往往不夠充分，目前使用它制作成的產(chǎn)品在顯示時(shí)單點(diǎn)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(tuán)與液晶分子間的作用力比較強(qiáng)，對(duì)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(huì)抑制聚酰亞胺的聚合反應(yīng)，得不到完整的主鏈，并讓支鏈?zhǔn)ピ械呐帕蟹较?，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(yán)格控制濕度。有些STN及TFT專用PI,聚合固化後會(huì)在支鏈的基礎(chǔ)上會(huì)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(duì)液晶有更強(qiáng)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(bǔ)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(shí)也避免了在摩擦處理工藝中為了在高強(qiáng)度的摩擦下得到更高的摩擦密度，損傷相對(duì)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(huì)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(shí)間暴露在空氣中，會(huì)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(cè)試方法及判定標(biāo)準(zhǔn)：粘度：A、測(cè)試方法：用粘度計(jì)測(cè)試待測(cè)I導(dǎo)向膜的粘度。B、判定標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)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(cè)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(shí)間參數(shù)加熱烘烤。B、判定標(biāo)準(zhǔn)：在參數(shù)溫度時(shí)間下，PI導(dǎo)向膜添加劑完全烘乾。固化性能：A、測(cè)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(jìn)行固化。B、判定標(biāo)準(zhǔn)：固化完全。成盒灌液晶後可以正常顯示。耐磨性能：A、測(cè)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(jìn)行定向磨擦五次。B、判定標(biāo)準(zhǔn)

8、：成盒灌液晶後可以正常顯示。光電性能與可靠性:A、測(cè)試方法：把待測(cè)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(hào)制作成成品并測(cè)試其光電與可靠性性能B、判定標(biāo)準(zhǔn)：光電性能與可靠性測(cè)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(cè)試產(chǎn)品型號(hào)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(duì)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(shí)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(diǎn)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(jí)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(yùn)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(gè)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(yùn)時(shí)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(jì)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(diǎn)，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(rèn)識(shí)，被稱為是解決問題的能手，并認(rèn)為沒有聚酰亞胺就不會(huì)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(duì)苯二胺合成的聚酰亞胺，熱分解溫度達(dá)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(huì)脆裂。3、聚酰亞胺具有優(yōu)良的機(jī)械性能，未填充的塑料的抗張強(qiáng)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(dá)到400Mpa。作為工程塑料，彈性膜量通常為34Gpa,纖維可達(dá)到200Gpa，據(jù)理論計(jì)算，均苯二酐和對(duì)苯二胺合成的纖維可達(dá)500Gpa，僅次于碳纖維。4、一些聚酰亞胺品種不溶于有機(jī)溶劑，對(duì)稀酸穩(wěn)定，一般的品種不大耐水解，這個(gè)看似缺點(diǎn)的性能卻使聚酰亞胺有別于其他高性能聚合物的一個(gè)很大的特點(diǎn)，即可以利用堿性水解回收原料二酐和二胺，例如對(duì)于Kapton薄膜，其回收率可達(dá)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(shí)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(dá)10-6C,個(gè)別品種可達(dá)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(qiáng)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)為非溶血性,體外細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)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(jī)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(jìn)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(jī)計(jì)劃所設(shè)計(jì)的速度為2.4M,飛行時(shí)表面溫度為177C,要求使用壽命為60000h,據(jù)報(bào)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(qiáng)復(fù)合材料，每架飛機(jī)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(jī)旋片、活塞環(huán)及特種泵密封等機(jī)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(duì),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(jī)溶劑性能,在對(duì)有機(jī)氣體和液體的分離上具有特別重要的意義。光刻膠：有負(fù)性膠和正性膠,分辨率可達(dá)亞微米級(jí)。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