광분해성 폴리이미드의 분자량에 따른 액정 광배향연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Photoalignment of liquid crystal using anisotropic degradation of CBDA-ODA polyimides with various molecular weights(Mw) has been investigated. The photo-degradable polyimide precursors, poly(amicacid)s with different Mw’s were synthesized through condensation polymerization. The polyimide layers prepared from curing of the precursors were anisotropically degraded by LPUV with a wide range of irradiation energy. The change of anisotropy of the photoalignment layers(PALs) with LPUV dosage has shown the same trend for all Mw’s, while the value of order parameter for best-quality LC alignment, which was obtained by LPUV irradiation with about 5times less energy than that required for inducing the maximum anisotropy of PALs. It has not shown trends of the Mw’s. Yet we watched difference of Mw’s from the time we did thermal treatment after low temperature curing. And it has turned out that LC alignment has become more stable for relatively higher Mw.

국문 초록 (Abstract)

다양한 분자량을 가진 CBDA-ODA 폴리이미드의 이방적 분해를 이용한 액정의 광배향을 조사하였다. 광분해성 폴리이미드 전구체인 폴리아믹산을 축중합을 통하여 다양한 분자량을 가지게 합성하였다. 전구체의 큐어링을 통해 준비된 폴리이미드막은 넓은 범위의 조사에너지를 가지는 선편광된 자외선에 의하여 이방적으로 분해되었다. 선편광된 자외선의 일정량 조사에 의한 광배향막의 이방성의 변화는 모든 분자량에서 비슷한 경향을 보여주었는데, 최고의 액정배향을 위한 order parameter 값은 배향막의 최고 이방성을 보여준 광조사 에너지보다 5배정도 적은 에너지에서 나타났다. 이것은 분자량에 따른 특별한 경향을 보여주진 않았다. 하지만 낮은 온도에서 큐어링 한 후 열처리를 하였을 때 분자량에 따른 차이를 확인할 수 있었다. 여기에서 상대적으로 분자량이 높을수록 더 안정한 액정 배향이 나타나는 것을 확인하였다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 이론 6
• 1. 액정(liquid crystal) 6
• 1.1. 액정의 분류및 구조 6
• 1.2. 액정의 특성 8
• 1.3. 액정의 배향 mechanism 9
• 2. 배향 막(alinnment layer) 13
• 2.1 폴리이미드(Polyimide) 13
• 2.2 폴리이미드 합성 14
• 3. 액정의 배향 방법 16
• 3.1. Rubbing 배향법 16
• 3.2. 광배향법 16
• 3.2.1 광이성화법(photoisomerization) 17
• 3.2.2 광중합법(photodimerization) 17
• 3.2.3 광분해법(photodegradation) 18
• 4. 배향 막의 특성 분석 20
• 4.1. PEM(Photoelastic modulator)을 통한 광이방성 측정 20
• 4.2. Order parameter(S) 22
• Ⅲ. 실험 35
• 1. 재료 35
• 1.1 광분해성 고분자 배향막 35
• 1.2 반응성 액정(Reactive Liquid Crystal) 35
• 1.3 광개시제(Photoinitiator) 35
• 1.4 반응성 액정 용액 36
• 2. 시료 제작 37
• 2.1. 기판준비 37
• 2.2. 배향막의 제조 37
• 2.3. 광조사 37
• 2.4. 러빙 38
• 2.5. 반응성 액정의 박막형성 및 광중합 38
• 3. 실험내용 및 분석 39
• 3.1 폴리이미드계 광분해형 고분자의 합성 39
• 3.1.1 단량체의 정제 39
• 3.1.2 PAA(poly amic acid)의 합성 39
• 3.2 고분자 배향막의 특성 40
• 3.2.1 광조사에 따른 광반응성에 미치는 분자량의 영향 40
• 3.2.2 광조사에 따른 광이방성에 미치는 분자량의 영향 40
• 3.2.3 광조사후 열처리에 따른 광이방성에 미치는 분자량의 영향 40
• 3.3 액정필름을 이용한 다른 분자량을 가진 배향막들의 액정 배향 특성 40
• Ⅳ 결과 및 고찰 51
• 1. 단량체 정제 및 분자량이 다른 중합체 합성 51
• 2. 광배향막의 분자량에 따른 특성 분석 52
• 2.1 분자량이 다른 광배향막의 광조사에 따른 특성 분석 52
• 2.1.1 광배향막의 광반응성 및 광이방성에 미치는 분자량의 영향 52
• 2.1.2 광배향막의 액정 배향성에 미치는 분자량의 영향 53
• 2.2 분자량이 다른 광배향막의 광조사후 열처리에 따른 특성 변화 54
• 2.2.1 광이방성에 대한 분자량의 영향 54
• 2.2.2 액정배향성에 대한 분자량의 영향 55
• Ⅴ 결론 72
• 참고문헌 75
• Abstract 79