在液晶盒里获得受控的预倾角和方位角的方法技术

我们公开了一种制备液晶配向层的新方法，该方法能够产生接近０度到接近９０度的可控的预倾角。本发明专利技术的方法基于将两种配向物料相继地堆叠，其中第一层配向物料是连续的，而第二层配向物料则是不连续的，从而使所述第一层的一部分暴露出来。

【技术实现步骤摘要】

这个专利技术总体上涉及液晶盒，更具体地说，涉及在液晶盒里产生 任意控制的预倾角和方位角。
技术介绍
精确地控制液晶盒里的预倾角是一直为人所需的。有时在某些 特定的应用上，会需要相当大的预倾角，这很难靠普通的配向方法来 获得。郭教授等人在美国专利申请公开No. 2005/0260426里讲授了一 禾中利用非同质性配向表面(inhomogeneous alignment surface)来产生大的可控预倾角的方法。所述的非同质性配向表面不是均匀的、也不 是只用相同单一材料构成的，而是包含了纳米和微米大小的、由不同 的配向物料形成的域(domain)。特别是，如果其中一种配向物料能 够产生垂直的配向，而另一种则能够产生均一或水平的配向，那么所 得的表面将产生一个中间的预倾角。郭教授等人的专利申请公开应用了由两种不同的配向物料所形 成的二元混合物在烘干时所产生的随机相位分离。域的分布是随机 的，有时并不均衡，并且难以控制。所以，需要制造一个能够精确地 控制的非同质性配向表面，并且需要在大基板上产生均衡的配向层
技术实现思路
这里叙述的是一个在液晶盒里制作可精确控制的非同质性配向 层的方法。在大基板上获得了一个非常均衡的配向层，其能广泛地应 用于显示系统上。根据一个实施方案，提供了一种位于包含最少一种液晶物料的 液晶盒内的液晶配向层。该液晶配向层包含了一块基板、第一和第二 配向层。第一配向层连续地设置在基板上，以用于在液晶材料中引起 第一液晶预倾角和第一方位角。第二配向层连续或非连续地设置在第 一配向层的表面上。第二配向层独立地在液晶材料中引起第二液晶预 倾角和第二方位角。根据进一步的实施方案，第二配向层包含多个岛状的结构。或 第二配向层可包含一个或更多的网络结构。或第二配向层可包含"山 冈"和"山谷"结构。"山冈"和"山谷"的高度差可为1纳米到 200纳米不等。根据另一个实施方案，提供了一种位于包含最少一种液晶材料 的液晶盒中的液晶配向层的制作方法。这个方法包括(l)在基板上连 续地设置第一配向层，(2)处理第一配向层令其在液晶材料中产生第一预倾角和第一方位角，(3)在第一配向层的表面上非连续地设置第 二配向层，(4)处理第二配向层令其在液晶材料中产生第二预倾角和 第二方位角。附图说明图1示出非同质性配向表面的模型示意图。图2示出平均预倾角A,相对于面积比例p的模拟结果。图3示出因为《=-《而产生的平均预倾角~(0)的不确定性，其中液晶以《(左)或《(右)中的任一角度排列。图4示出用于有限微分法的格子，其中假设液晶分子在格子里是均一的，并且格子的大小为AxxAyxAz。图5展示垂直聚酰亚胺的极锚定能(polar anchoring energy)为 <formula>formula see original document page 6</formula>水平聚酰亚胺的极锚定能为<formula>formula see original document page 6</formula>图6展示垂直聚酰亚胺的极锚定能为WpV=2xlO-3J/m2，水平聚 酰亚胺的极锚定能为WpH=2xlO—3J/m2。 (X=200nm并且Z=200 nm)。图7展示液晶倾角的标准差在z轴上的分布。图8示出在不同的域比例(domainratio)p条件下的比例^^/L。图9示出接近配向表面的液晶配置。水平聚酰亚胺的预倾角和 方位角分别为0.5度和45度。而垂直聚酰亚胺的预倾角和方位角则 分别为82度和0度。图IO示出接近配向表面的液晶配置，其中水平聚酰亚胺的预倾 角和方位角分别为0.5度和60度，而垂直聚酰亚胺的预倾角和方位 角则分别为82度和0度。图11示出接近配向表面的液晶配置，其中水平聚酰亚胺的预倾 角和方位角分别为0.5度和80度，而垂直聚酰亚胺的预倾角和方位 角则分别为82度和0度。图12示出在不同的扇形角0。且；^0.5的条件下，液晶倾角的标 准差在z轴上的分布。图13示出在不同的扇形角0。且^=0.5的条件下，液晶方位角的 标准差在z轴上的分布。图14示出当扇形角0。=0且p=0.5时，在X-Y平面上的液晶分子配向。图15示出利用有图案的配向表面所产生的在不同的扇形角条件 下的平均预倾角。图16示出利用有图案的配向表面所产生的在不同的扇形角条件 下的平均方位角。图17示出&2对方位角的影响。图18示出包含J^^/賓众欽缘/MZ^2027/RO尸-703的堆叠式结构。图19示出氧化铟锡层的原子力显微镜图。图20示出在氧化铟锡层上成功地涂上连续的配向层的原子力显 微镜图。图21示出经过机械式摩擦的连续配向层的原子力显微镜图，其中可以见到在摩擦方向上的有周期性的条纹的摩擦图案。图22示出2免的ROP-103施加在垂直配向聚酰亚胺表面上。 图23示出4%的ROP-103施加在垂直配向聚酰亚胺表面上。 图24示出6%的ROP-103施加在垂直配向聚酰亚胺表面上。 图25示出8%的ROP-103施加在垂直配向聚酰亚胺表面上。 图26示出10%的ROP-103施加在垂直配向聚酰亚胺表面上。 图27示出由堆叠式配向方法产生的预倾角的结果，其中圆点表 示实验结果。图28示出由2%的ROP-103所引起的域比例/ = 11.14%,其中 白色域代表垂直配向域，黑色域代表水平配向域。图29示出由4%的ROP-103所引起的域比例/ = 25.80%，其中 白色域代表垂直配向域，黑色域代表水平配向域。图30示出由6%的ROP-103所引起的域比例p=56.26%，其中白 色域代表垂直配向域，黑色域代表水平配向域。图31示出由8%的ROP-103所引起的域比例； =78.68%,其中白 色域代表垂直配向域，黑色域代表水平配向域。图32示出由10%的ROP-103所引起的域比例； = 95.94%，其中白色域代表垂直配向域，黑色域代表水平配向域。图33示出在原子力显微镜实验结果中，域尺寸(L)与域比例^) 的关系。图34示出作为域比例(p)的函数的最小域尺寸a)。图35展示由堆叠式配向方法产生的预倾角的实验结果，其中圆点表示实验结果，连续直线表示模拟结果。图36展示在不同的扇形角条件下引起的预倾角的实验结果。 图37展示在不同的扇形角条件下引起的方位角的实验结果。 图38示出依照本专利技术的一个实施方案制造液晶盒内的液晶配向层的方法。具体实施例方式近年来，对用于液晶的非同质性配向表面的研究已经有迅速增长的趋势。这是因为这些配向设置能够在液晶盒内产生高预倾角。很 多的实验证明，高预倾角可以有不同的应用，例如双稳态显示器和 无偏压的弯曲式快速响应液晶模式。这些配向表面通常包含两种域， 而这两种域会促成不同的液晶取向。这些配向表面可以排列成交替的 条纹样式或者棋盘样式。在文献Jones T. K. Wan, Ophelia K. C. Tsui， Hoi-Sing Kwok, Ping Sheng, " Liquid Crystal Pretilt Control by Inhomogeneous Surfaces," P/i>^. T ev. ￡72， 021711-1-0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位于包含最少一种液晶材料的液晶盒内的液晶配向层，所述液晶配向层包括：　基底；　连续地设置在所述基底上的第一配向层，其用于在所述的最少一种液晶材料内产生第一液晶预倾角和第一方位角；以及　非连续地设置在所述第一配向层的表面 上的第二配向层，其中所述第二配向层在所述的最少一种液晶材料内独立地产生第二液晶预倾角和第二方位角。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭海成，李悦荣，李忠勇，
申请(专利权)人：香港科技大学，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]