PI導向膜基礎(chǔ)知識

PI導向膜基礎(chǔ)知識

做為錨定液晶分子的主要材料，導向膜的應(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，導向膜材料在進一步研究試用之外，導向膜材料幾乎已經(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，反而掩蓋了導向膜一些電學性能上的缺陷。除非出現(xiàn)很嚴重的預傾角塌陷，導向膜的缺陷在STN-LCD產(chǎn)品的顯示效果上總不會引起顧客的特別重視。但在TN-LCD產(chǎn)品的生產(chǎn)上，導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，導向膜的預傾角在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，因而兩種類型的導向膜產(chǎn)品很快就分化出來，STN-LCD用導向膜材料在制作時，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功能，使得在導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，機械精度永遠無法滿足導向膜的預傾角處理精度要求。這種方式制作出來的導向膜，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)制作的導向膜無法相比的。

TN-LCD產(chǎn)品用的導向膜，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導向膜的特性：
PI導向膜的組成：
對於加溫聚合固化的PI，PI導向膜原液的組份是聚酰亞胺和DMA、NMP或BC溶劑。
對於紫外線聚合固化的PI，PI導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PI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高，只適用於一些光線轉(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導向膜的特性：
LCD使用的PI導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胺。聚合物分子中支鏈與主鏈的夾角就是所謂的導向?qū)宇A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向?qū)拥慕佑|面積，在一定程度上補償了一些導向?qū)犹幚砣毕荨＿@種PI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)，讓預傾角不均勻，甚至會產(chǎn)生預傾角塌陷的現(xiàn)象。

PI的分類：
PI按預傾角的大小分為：
1~3度的低預傾角TN型PI和4~9度的高預傾角STN型PI。

影響PI導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；預傾角

3、PI導向膜的工廠自適應(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PI導向膜的粘度。
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（預烘性能）
A、測試方法：按生產(chǎn)工藝厚度要求，把PI導向膜涂覆在ITO導電玻璃上，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導向膜添加劑完全烘乾。

5、PI導向膜的使用方法：
PI導向膜的制作方法：
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導向膜涂覆厚度，TN-LCD推薦在400~600埃左右，STN-LCD推薦在800~1000埃左右。
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6、PI導向膜的貯存及搬運方法：
PI導向膜應(yīng)冷凍貯存。貯存溫度小於4℃，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-10℃以下保存。溶劑可燃，勿接近明火。??
搬運時按化學品規(guī)定管制。