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配向方法可分為兩大類 : 接觸式配向與非接觸式配向 接觸式配向： PI 摩擦配向 非接觸式配向： 1. 電漿束配向方法

摘要.

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配向方法可分為兩大類 : 接觸式配向與非接觸式配向 接觸式配向： PI 摩擦配向 非接觸式配向： 1. 電漿束配向方法

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Presentation Transcript

  1. 摘要 本研究以聚丙烯酸酯共聚物及桂皮酸醯氯合成含桂皮酸酯感光基共聚物，並探討其光誘導配向性質，合成之聚合物溶液使用旋轉塗佈法製備配向膜，以照射LPUV光方式探討光反應，目前結果顯示隨著照射時間的增加會使感光性的雙鍵產生[2+2]環加成反應。含桂皮酸酯感光基共聚物薄膜之FT-IR光譜在1650cm-1 C=C双鏈的消失亦可以確認CI基的光反應變化，共聚物之UV-Vis圖譜顯示，照射UV光後因[2+2]光二量化使π-π*的特徵吸收峰產生紅位移，其吸收度也漸漸減小，藉此可知[2+2]環加成反應時間，最後以POM圖觀察其配向效果。 簡介 液晶顯示器內的液晶分子必須依靠配向膜來控制液晶分子排列於特定方向，如此才能以明暗對比的方式來達到顯示的目的。配向膜對液晶分子的排列方式主要有以下三種: 1. 平行配向 2. 垂直配向 3. 傾斜配向

  2. 配向方法可分為兩大類: 接觸式配向與非接觸式配向 接觸式配向：PI摩擦配向 非接觸式配向：1.電漿束配向方法 2. 光配向法 3. 離子束配向法 4. 蒸鍍氧化矽 研究動機 目前配向膜技術中使用最廣泛的為摩擦定向PI，但在製造過程中會因為磨刷而產生靜電、及粉塵污染，這會直接造成液晶元件的損壞，導致良率的降低。為了改進此缺點，其中發展非接觸式之光配向為目前最有可能解決此問題的新技術因此具有透光性及安全性之塑膠基板將會是主要材料，但為了配合塑膠基板特性，此製程必須使用比傳統製程較低溫的方式，因此本研究使用Tg可調整之聚丙烯酸酯製備配向膜以符合可撓曲式之軟性電子材料特性需求。

  3. 實驗步驟 1.聚丙烯酸酯共聚物的合成 2.含桂皮酸酯感光基共聚物的合成 3.光配向與液晶盒製備 4.配向特性分析 結果與討論 FT-IR圖顯示HEMA與MMA的特性吸收峰為OH(3200-3600 cm-1)、C=C吸收(1650 cm-1)如圖(3)，不同比例合成後的特性吸收峰都有3500cm-1O-H羥基的出現，而原本1650cm-1C=C出現的吸收峰在合成之後就消失，因此可得知HEMA與MMA單體之間的C=C打開而聚合起來。

  4. 圖(4)說明了隨著照射紫外光線的時間越長，在含桂皮酸酯感光基共聚物的桂皮酸醯酯基團上酯基C=C(1650 cm-1)漸漸的消失不見，由於桂皮酸醯酯基團上的C=C在照射紫外光之後會與另一個桂皮酸醯酯基團上的C=C形成一個[2+2]環加成反應。 從圖(5)UV-Vis圖譜顯示含桂皮酸酯基側鏈聚甲基丙烯酸酯溶液之C=C 特性吸收峰為293 λnm雙鍵的官能基吸收峰隨著照射紫外光的時間越長在293 λnm的波峰逐漸的下降，直到照光時間30min之後波峰完全消失，表示照光時間在30min是一個臨界值，而且從圖(5)可以看出波峰呈現逐漸往左的藍位移的現象，會造成此原因是因為C=C雙鍵進行[2+2]光環化或產生E-Z異構化反應，在薄膜狀態下如圖(6)可知薄膜狀態時隨著時照光時間增加，吸收度同樣漸漸減少，到照光時間30分時幾乎消失不見，因此在薄膜狀態下一樣是30分鐘為較佳照光時間，而薄膜狀態照光前後波峰呈現從270 λnm位移到290 λnm的紅位移現象。側鏈之桂皮酸酯基在溶液下，側鏈基團旋轉較容易，因此比較容易形成E-Z異構化結構，因此圖(5)有E-Z異構化之isosbetic point。而薄膜狀態下之共聚物桂皮酸酯基側鏈照光後，則傾向鄰近基團之[2+2]環化為主，因此呈現紅位移現象 。

  5. 圖(7)是在偏光顯微鏡下所拍到的結果，由於顯微鏡上下所放入的偏光片電場互相垂直的狀態光線會完全透不過去而呈現全黑狀態，所以將玻璃基板轉45°角方式擺放，由於玻璃基板45°角的擺放會讓光產生線性偏光的效果，才會讓配向膜有配向的效果，由圖(a)來看，因為偏光片電場互相垂直呈現全黑狀態，玻璃基板以0 °擺放，偏光顯微鏡與配向後液晶平行，而呈全黑的狀態。(b)玻璃基板以45°角方式擺放，偏光顯微鏡與配向後液晶角度為45°時，能使光線穿透而呈全亮狀態，顯示UV照光後所合成之聚丙烯酸酯共聚物薄膜，可誘導液晶形成平面配向。

  6. 圖(2)含桂皮酸酯感光基共聚物反應機構 圖(1)聚丙烯酯共聚物合成之反應機構

  7. 圖(3)不同比例甲基丙烯酸酯共聚物與單體之FT-IR圖

  8. 圖(4)FT-IR圖譜在不同照光時間下含桂皮酸酯感光基共聚物的官能基變化圖(4)FT-IR圖譜在不同照光時間下含桂皮酸酯感光基共聚物的官能基變化

  9. 圖(5)在不同照光時間下含桂皮酸酯感光基共聚物溶液在UV-Vis下的特性吸收峰變化圖(5)在不同照光時間下含桂皮酸酯感光基共聚物溶液在UV-Vis下的特性吸收峰變化

  10. 圖(6)含桂皮酸酯感光基共聚物薄膜之UV-Vis特性吸收峰變化圖(6)含桂皮酸酯感光基共聚物薄膜之UV-Vis特性吸收峰變化

  11. 圖(7) (a)0 °為偏光顯微鏡與配向後液晶平行，呈現全黑的狀態。 (b)45 °為偏光顯微鏡與配向後液晶角度45°時，則呈現明亮的狀態

  12. 結論 所合成之含桂皮酸酯感光基共聚物，經FT-IR、UV-Vis確認結構符合 ，照射UV光後顯示隨著照射時間的增加會使感光性的雙鍵產生[2+2]環加成及E-Z異構化反應，含桂皮酸酯基側鏈聚甲基丙烯酸酯共聚物薄膜之FT-IR光譜在1650cm-1 C=C双鍵消失亦可以確認CI基的光反應變化，共聚物之UV-vis圖譜顯示，照射UV光後因[2+2]光二量化使π-π*的特徵吸收峰產生紅位移，其吸收度也漸漸減小，藉此可知[2+2]環加成反應在30分鐘後達到穩定狀態，最後再以POM圖觀察顯示所合成之E-Z異構化共聚物平面配向效果。 參考文獻 1.潘世偉，“含桂皮酸酯基側鏈高分子之合成及其光配向特性研究”南台科技大學化材所碩士論文，民國98年 2. P.J.Collings、M.Hird原著，楊怡寬、郭蘭生、鄭殷立編譯，液晶化學與物理，偉明圖書出版，民國90年 3. Oleg Yaroshchuk, Ruslan Kravchuk, Andriy Dobrovolskyy,Liou Qiu, Oleg D. Lavrentovich, SID 03 DIGEST, 1062, 2003

  13. 感光性丙烯酸酯共 謝慶東*、鄭宇洹、 南台科技大學

  14. 聚物之合成與特性探討 盧冠杉、林文政 化學工程與材料工程系

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