一种控制胆甾相液晶光栅取向的方法技术

本发明专利技术公开了一种控制胆甾相液晶光栅取向的方法，包括如下步骤：(1)在导电基板的导电层表面上涂覆光取向材料；(2)用线偏振光通过掩模系统照射导电基板涂有光取向材料的导电层表面，进行曝光；(3)旋转不同的偏振角度后，在导电基板的不同区域，多次重复上述第(2)步。(4)将曝光后的二导电基板对准制成液晶盒后，加热至清亮点以上，再灌满同样加热至清亮点以上的向列相液晶、手性物质、聚合单体、引发剂的混合物，自然冷却，使液晶分子重新取向；(5)在冷却后的液晶盒上加上交流电压，形成光栅。本发明专利技术的方法可以实现任意图形和取向方向的控制制备，无需机械对准，大大增加了液晶光栅制作的灵活性和多样化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于液晶光栅
，具体涉及。
技术介绍
在液晶的研宄或者应用上，如何让液晶分子有序的排列是很重要的关键步骤，一般称为液晶配向。最普遍的液晶配向方法为配向材料涂布于基板表面上所形成的薄膜，再利用摩擦方式使配向薄膜的长键分子产生有方向性的排列，当液晶分子吸附配向薄膜并借着分子间作用力产生有序的液晶分子排列。最终实现液晶配向的效果。摩擦配向法可以提供液晶分子较强的配向能力，但是在摩擦的过程中，由于绒布接触式的摩擦，会产生静电、划伤、粉尘的污染，而这些污染往往直接造成液晶元件的损坏，造成产品良率下降。因此不论是学术界还是业界都在不断研宄改进非接触式的配向方式，除了可以避免静电和颗粒的污染，也可以较容易控制液晶分子的配向方式。其中应用最为广泛的为光配向。迄今为止，已有光分解法、光异构化法、光二聚化法、光交联法等多种配向机制。与摩擦法相比，光配向法具有如下等优点:不产生静电和灰尘；可有效控制如主轴方向、倾斜角和锚定能等参数；此外，光配向技术使得液晶可在电信和有机电子方面应用，而这些对于摩擦技术还是很成问题的。液晶光栅与传统的机械器件相比具有体积小、驱动电压低、功耗小、分辨率高、衍射特性改变方便等各种优点，可以广泛地用于衍射光学、光谱测量、光束偏转控制、光信息处理、光计算、光通信领域等各个领域。传统液晶光栅的基本器件结构如图1所示:在上玻璃基板6和下玻璃基板I之间填充着具有介电常数各向异性的向列相液晶4，形成液晶盒。在下玻璃基板I上制有透明的寻址电极2和液晶取向膜3a，在上玻璃基板6上制有透明的接地电极5和液晶取向膜3b。胆留相液晶可以由向列相液晶与手性物质调配而成，并通过聚合单体和引发剂的加入获得稳定化。胆留相液晶光栅是基于胆留相液晶在平面内的周期性排列的相位光栅，由于其在光束调制器件上的应用前景，近几年也是研宄的热点之一。根据非专利文献胆甾相液晶光栅的条纹方向取决于液晶盒的厚度和胆留相液晶的螺距比值还有基质的排列取向，如图2。中间层液晶分子的方向决定了方向面，进而决定了条纹方向。这就意味着如若在条纹形成前改变中间层液晶分子的取向，并可改变再形成光栅的条纹方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。本专利技术的具体技术方案如下:，包括如下步骤:(I)在二导电基板的导电层表面上均匀涂覆一层光取向材料；(2)用波长为280_410nm的线偏振光垂直或以一定倾斜角通过掩模系统照射导电基板涂有光取向材料的导电层表面，控制光强和时间进行曝光；(3)旋转不同的偏振角度后，在导电基板的不同区域，多次重复上述第(2)步。(4)将曝光后的二导电基板对准制成液晶盒后，加热至清亮点以上，再灌满同样加热至清亮点以上的向列相液晶、手性物质、聚合单体、引发剂的混合物，自然冷却，使液晶分子重新取向，上述向列相液晶、手性物质、聚合单体、引发剂的质量比为90?99:1?3:0?7:0 ?I ;(5)聚合单体和引发剂不为O时，在冷却后的液晶盒上加上交流电压，形成光栅，并用紫外光引发稳定结构；聚合单体和引发剂为O时，则在冷却后的液晶盒上加上交流电压，形成光栅，而不需用紫外光引发稳定结构。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述光取向材料为偶氮类光取向材料SD1、SD2或 SDAl ;所述向列相液晶为 E7、E48、5CB、MDA-00-3461、MDA-00-3506、ZLI 2293,ZLI 4788、BL006、BL036 和 MLC 6608 中的至少一种；所述聚合单体为 RM257、RM84、RM206、RM691、C6M、BAHB 和 SLC1717 中的至少一种;所述手性物质为 S811、R811、BDH1281、COC、R1011、R5011、CB15、MLC6248 和 BP-CD3 中的至少一种；所述引发剂为 Irgacure 127、Irgacure 184、Irgacure 651、 Irgacure 784、 Irgacure 819、 Irgacure 1173、 Irgacure 2202、 Irgacure2959和Chemcure-481中的至少一种。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述掩模系统为接触式掩模系统、接近式掩模系统、投影式掩模系统或动态掩模式光刻系统。本专利技术的另一技术方案如下:一种控制胆留相液晶光栅取向的方法，其特征在于:包括如下步骤:(I)在二导电基板的导电层表面上均匀涂覆一层光取向材料；(2)将上述二导电基板制成液晶盒，用波长为280-410nm的线偏振光垂直或以一定倾斜角照射上述液晶盒，控制光强和时间进行曝光；(3)旋转不同的偏振角度后，在液晶盒的不同区域，多次重复上述第(2)步。(4)在液晶盒内灌满加热至清亮点以上的向列相液晶、手性物质、聚合单体、引发剂的混合物后，自然冷却，上述向列相液晶、手性物质、聚合单体、引发剂的质量比为90?99:1 ?3:0 ?7:0 ?I ;(5)聚合单体和引发剂不为O时，在冷却后的液晶盒上加上交流电压，形成光栅，并用紫外光引发稳定结构；聚合单体和引发剂为O时，则在冷却后的液晶盒上加上交流电压，形成光栅，而不需用紫外光引发稳定结构。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述光取向材料为偶氮类光取向材料SD1、SD2或 SDAl ;所述向列相液晶为 E7、E48、5CB、MDA-00-3461、MDA-00-3506、ZLI 2293,ZLI 4788、BL006、BL036 和 MLC 6608 中的至少一种；所述聚合单体为 RM257、RM84、RM206、RM691、C6M、BAHB 和 SLC1717 中的至少一种;所述手性物质为 S811、R811、BDH1281、COC、R1011、R5011、CB15、MLC6248 和 BP-CD3 中的至少一种；所述引发剂为 Irgacure 127、Irgacure 184、Irgacure 651、 Irgacure 784、 Irgacure 819、 Irgacure 1173、 Irgacure 2202、 Irgacure2959和Chemcure-481中的至少一种。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述掩模系统为接触式掩模系统、接近式掩模系统、投影式掩模系统或动态掩模式光刻系统。本专利技术的再一技术方案如下:，包括如下步骤:(I)在二导电基板的导电层表面上均匀涂覆一层光取向材料；(2)往液晶盒内灌满加热至清亮点以上的向列相液晶、手性物质、聚合单体、引发剂的混合物后，自然冷却，上述向列相液晶、手性物质、聚合单体、引发剂的质量比为90?99:1 ?3:0 ?7:0 ?I ;(3)再加热上述液晶盒至清亮点以上并保持，同时用经过掩模系统的波长为280-410nm的线偏振光垂直或以一定倾斜角照射上述液晶盒，控制光强和时间进行曝光；(4)旋转不同的偏振角度后，在液晶盒的不同区域，多次重复上述第(3)步；(5)聚合单体和引发剂不为O时，曝光完成冷却后，在液晶盒上加上交流电压，形成光栅，并用光引发稳定结构；聚合单体和引发剂为O时，则曝光完成冷却后，在液晶盒上加上交流电压，形成光栅，，而不需用紫外光引发稳定结构。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述光取向材料为偶氮类光取向材料SD1、SD2或 SDAl ;所述向列相液晶为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制胆甾相液晶光栅取向的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)在二导电基板的导电层表面上均匀涂覆一层光取向材料；(2)用波长为280‑410nm的线偏振光垂直或以一定倾斜角通过掩模系统照射导电基板涂有光取向材料的导电层表面，控制光强和时间进行曝光；(3)旋转不同的偏振角度后，在导电基板的不同区域，多次重复上述第(2)步；(4)将曝光后的二导电基板对准制成液晶盒后，加热至清亮点以上，再灌满同样加热至清亮点以上的向列相液晶、手性物质、聚合单体、引发剂的混合物，自然冷却，使液晶分子重新取向，上述向列相液晶、手性物质、聚合单体、引发剂的质量比为90～99:1～3:0～7:0～1；(5)聚合单体和引发剂不为0时，在冷却后的液晶盒上加上交流电压，形成光栅，并用紫外光引发稳定结构；聚合单体和引发剂为0时，则在冷却后的液晶盒上加上交流电压，形成光栅，而不需用紫外光引发稳定结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹭剑，李森森，罗斌，李文松，杨璨，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35