一种基于掩模曝光法的大面积液晶区域定向方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于掩模曝光法的大面积面外液晶区域定向方法及其系统，本方法使用掩模曝光系统构建聚合物微结构；聚合物微可由不同区域构成，每个区域的特征尺寸在几十微米量级，且区域内的液晶定向均匀；聚合物微结构的总体尺寸可从几十平方微米量级到平方分米量级，从而满足大面积加工要求，并且可以随意调整基板表面的加工范围和结构设计。本发明专利技术定向方法及系统操作简单，不需要使用机械或光诱导的方式在基板上形成定向诱导膜，能够在微米量级区域实现液晶的自定向，定向方向可以微区域调控，有利于液晶器件的微型化和三维的液晶结构定向，可广泛的推广应用。

A Method and System for Large Area LCD Region Orientation Based on Mask Exposure Method

The invention discloses a large-area out-of-plane liquid crystal region orientation method and system based on mask exposure method, which uses a mask exposure system to construct polymer microstructures; polymer microstructures can be composed of different regions, each region has a characteristic size of tens of microns, and the liquid crystal orientation in each region is uniform; and the overall size of polymer microstructures can be from tens of square microns. Grade to square decimeter, so as to meet the requirements of large area processing, and can adjust the processing range and structure design of the substrate surface at will. The orientation method and system of the present invention are simple to operate, do not need to form a orientation inducing film on the substrate by mechanical or optical induction, and can realize the self-orientation of liquid crystal in the micron scale area. The orientation direction can be controlled in micro-area, which is beneficial to the miniaturization of liquid crystal devices and the orientation of three-dimensional liquid crystal structure, and can be widely applied.

【技术实现步骤摘要】
一种基于掩模曝光法的大面积液晶区域定向方法及其系统
本专利技术属于光调制
，具体涉及一种基于掩模曝光法的大面积液晶区域定向方法及掩模曝光系统，其适用于微加工技术和基于液晶的光调制方法。
技术介绍
源于从家庭电器中的液晶电视到社会环境的公共信息服务等多样化市场需求，液晶显示器(LCD)产业不断更新换代。随着互联网的发展，全球市场对液晶面板的需求日益增长，据悉自LCD取代传统阴极射线管(CRT)非平板显示器装置以来，全球液晶面板市场生产规模在2009年突破1000亿美元，2018年韩国、日本、中国大陆及中国台湾四地液晶面板产能近3亿平方米。液晶分子的排列定向技术不仅是制作液晶显示器(LCD)的关键技术，也是液晶物理研究的主要课题。制造液晶显示器的一个基本要求是利用基板表面对液晶要进行定向。在形成液晶盒之前，要把液晶分子放置于可以进行定向的基板表面上。常见生产定向表面的方法是摩擦取向技术，即在基板表面涂覆一层薄膜，如聚酰亚胺膜，然后用天鹅绒布单方向摩擦该薄膜，从而使聚酰亚胺表面在摩擦方向上形成一系列微槽。这样，当处于无序状态的液晶分子与该表面接触时，液晶分子指向矢会沿着沟槽的方向重新本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于掩模曝光法的大面积液晶区域定向方法，其特征在于，所述定向方法通过掩模板曝光系统构建聚合物微结构，在聚合物微结构中不同区域内实现液晶分子自定向；所述大面积结构尺寸达到1cm*1cm及以上；所述基于掩模曝光法的大面积液晶区域定向方法包括以下步骤：步骤1、制备具有任意一维、二维或三维几何形状图案的振幅型掩模板；步骤2、制备掩模曝光法需要的样品，所述样品由基底材料及其上涂覆的光刻胶组成；步骤3、利用掩模曝光法使用掩模板对样品进行曝光；步骤4、对曝光后的样品进行后处理得到聚合物微结构，所述聚合物微纳结构是一维结构、二维结构或三维结构，且聚合物的厚度大于2.0微米；步骤5、向聚合物微结构中注入...

【技术特征摘要】
1.一种基于掩模曝光法的大面积液晶区域定向方法，其特征在于，所述定向方法通过掩模板曝光系统构建聚合物微结构，在聚合物微结构中不同区域内实现液晶分子自定向；所述大面积结构尺寸达到1cm*1cm及以上；所述基于掩模曝光法的大面积液晶区域定向方法包括以下步骤：步骤1、制备具有任意一维、二维或三维几何形状图案的振幅型掩模板；步骤2、制备掩模曝光法需要的样品，所述样品由基底材料及其上涂覆的光刻胶组成；步骤3、利用掩模曝光法使用掩模板对样品进行曝光；步骤4、对曝光后的样品进行后处理得到聚合物微结构，所述聚合物微纳结构是一维结构、二维结构或三维结构，且聚合物的厚度大于2.0微米；步骤5、向聚合物微结构中注入液晶，液晶形成自发定向。2.如权利要求1所述的基于掩模曝光法的大面积液晶区域定向方法，其特征在于，步骤3所述的微结构加工基于紫外单光子曝光技术或红外飞秒激光双光子曝光技术。3.如权利要求1所述的基于掩模曝光法的大面积液晶区域定向方法，其特征在于，所述的光刻胶为负性光刻胶或正性光刻胶。4.如权利要求3所述的基于掩模曝光法的大面积液晶区域定向方法，其特征在于，当步骤2所述光刻胶为负性胶时，通过后处理去除未曝光的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：张心正，宋筱，高少华，张玉娇，许京军，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津,12