一種控制膽甾相液晶光柵取向的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于液晶光柵技術領域，具體涉及一種控制膽甾相液晶光柵取向的方法。
【背景技術】
[0002]在液晶的研宄或者應用上，如何讓液晶分子有序的排列是很重要的關鍵步驟，一般稱為液晶配向。最普遍的液晶配向方法為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長鍵分子產生有方向性的排列，當液晶分子吸附配向薄膜并借著分子間作用力產生有序的液晶分子排列。最終實現液晶配向的效果。摩擦配向法可以提供液晶分子較強的配向能力，但是在摩擦的過程中，由于絨布接觸式的摩擦，會產生靜電、劃傷、粉塵的污染，而這些污染往往直接造成液晶元件的損壞，造成產品良率下降。
[0003]因此不論是學術界還是業界都在不斷研宄改進非接觸式的配向方式，除了可以避免靜電和顆粒的污染，也可以較容易控制液晶分子的配向方式。其中應用最為廣泛的為光配向。
[0004]迄今為止，已有光分解法、光異構化法、光二聚化法、光交聯法等多種配向機制。與摩擦法相比，光配向法具有如下等優點:不產生靜電和灰塵；可有效控制如主軸方向、傾斜角和錨定能等參數；此外，光配向技術使得液晶可在電信和有機電子方面應用，而這些對于摩擦技術還是很成問題的。
[0005]液晶光柵與傳統的機械器件相比具有體積小、驅動電壓低、功耗小、分辨率高、衍射特性改變方便等各種優點，可以廣泛地用于衍射光學、光譜測量、光束偏轉控制、光信息處理、光計算、光通信領域等各個領域。
[0006]傳統液晶光柵的基本器件結構如圖1所示:在上玻璃基板6和下玻璃基板I之間填充著具有介電常數各向異性的向列相液晶4，形成液晶盒。在下玻璃基板I上制有透明的尋址電極2和液晶取向膜3a，在上玻璃基板6上制有透明的接地電極5和液晶取向膜3b。
[0007]膽留相液晶可以由向列相液晶與手性物質調配而成，并通過聚合單體和引發劑的加入獲得穩定化。膽留相液晶光柵是基于膽留相液晶在平面內的周期性排列的相位光柵，由于其在光束調制器件上的應用前景，近幾年也是研宄的熱點之一。根據非專利文獻膽甾相液晶光柵的條紋方向取決于液晶盒的厚度和膽留相液晶的螺距比值還有基質的排列取向，如圖2。中間層液晶分子的方向決定了方向面，進而決定了條紋方向。這就意味著如若在條紋形成前改變中間層液晶分子的取向，并可改變再形成光柵的條紋方向。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于提供一種控制膽甾相液晶光柵取向的方法。
[0009]本發明的具體技術方案如下:
[0010]一種控制膽甾相液晶光柵取向的方法，包括如下步驟:
[0011](I)在二導電基板的導電層表面上均勻涂覆一層光取向材料；
[0012](2)用波長為280_410nm的線偏振光垂直或以一定傾斜角通過掩模系統照射導電基板涂有光取向材料的導電層表面，控制光強和時間進行曝光；
[0013](3)旋轉不同的偏振角度后，在導電基板的不同區域，多次重復上述第(2)步。
[0014](4)將曝光后的二導電基板對準制成液晶盒后，加熱至清亮點以上，再灌滿同樣加熱至清亮點以上的向列相液晶、手性物質、聚合單體、引發劑的混合物，自然冷卻，使液晶分子重新取向，上述向列相液晶、手性物質、聚合單體、引發劑的質量比為90?99:1?3:0?7:0 ?I ;
[0015](5)聚合單體和引發劑不為O時，在冷卻后的液晶盒上加上交流電壓，形成光柵，并用紫外光引發穩定結構；聚合單體和引發劑為O時，則在冷卻后的液晶盒上加上交流電壓，形成光柵，而不需用紫外光引發穩定結構。
[0016]在本發明的一個優選實施方案中，所述光取向材料為偶氮類光取向材料SD1、SD2或 SDAl ;所述向列相液晶為 E7、E48、5CB、MDA-00-3461、MDA-00-3506、ZLI 2293,ZLI 4788、BL006、BL036 和 MLC 6608 中的至少一種；所述聚合單體為 RM257、RM84、RM206、RM691、C6M、BAHB 和 SLC1717 中的至少一種;所述手性物質為 S811、R811、BDH1281、COC、R1011、R5011、CB15、MLC6248 和 BP-CD3 中的至少一種；所述引發劑為 Irgacure 127、Irgacure 184、Irgacure 651、 Irgacure 784、 Irgacure 819、 Irgacure 1173、 Irgacure 2202、 Irgacure2959和Chemcure-481中的至少一種。
[0017]在本發明的一個優選實施方案中，所述掩模系統為接觸式掩模系統、接近式掩模系統、投影式掩模系統或動態掩模式光刻系統。
[0018]本發明的另一技術方案如下:
[0019]一種控制膽留相液晶光柵取向的方法，其特征在于:包括如下步驟:
[0020](I)在二導電基板的導電層表面上均勻涂覆一層光取向材料；
[0021](2)將上述二導電基板制成液晶盒，用波長為280-410nm的線偏振光垂直或以一定傾斜角照射上述液晶盒，控制光強和時間進行曝光；
[0022](3)旋轉不同的偏振角度后，在液晶盒的不同區域，多次重復上述第(2)步。
[0023](4)在液晶盒內灌滿加熱至清亮點以上的向列相液晶、手性物質、聚合單體、引發劑的混合物后，自然冷卻，上述向列相液晶、手性物質、聚合單體、引發劑的質量比為90?99:1 ?3:0 ?7:0 ?I ;
[0024](5)聚合單體和引發劑不為O時，在冷卻后的液晶盒上加上交流電壓，形成光柵，并用紫外光引發穩定結構；聚合單體和引發劑為O時，則在冷卻后的液晶盒上加上交流電壓，形成光柵，而不需用紫外光引發穩定結構。
[0025]在本發明的一個優選實施方案中，所述光取向材料為偶氮類光取向材料SD1、SD2或 SDAl ;所述向列相液晶為 E7、E48、5CB、MDA-00-3461、MDA-00-3506、ZLI 2293,ZLI 4788、BL006、BL036 和 MLC 6608 中的至少一種；所述聚合單體為 RM257、RM84、RM206、RM691、C6M、BAHB 和 SLC1717 中的至少一種;所述手性物質為 S811、R811、BDH1281、COC、R1011、R5011、CB15、MLC6248 和 BP-CD3 中的至少一種；所述引發劑為 Irgacure 127、Irgacure 184、Irgacure 651、 Irgacure 784、 Irgacure 819、 Irgacure 1173、 Irgacure 2202、 Irgacure2959和Chemcure-481中的至少一種。
[0026]在本發明的一個優選實施方案中，所述掩模系統為接觸式掩模系統、接近式掩模系統、投影式掩模系統或動態掩模式光刻系統。
[0027]本發明的再一技術方案如下:
[0028]一種控制膽甾相液晶光柵取向的方法，包括如下步驟:
[0029](I)在二導電基板的導電層表面上均勻涂覆一層光取向材料；
[0030](2)往液晶盒內灌滿加熱至清亮點以上的向列相液晶、手性物質、聚合單體、引發劑的混合物后，自然冷卻，上述向列相液晶、手性物質、聚合單體、引發劑的質量比為90?99:1 ?3:0 ?7:0 ?I ;
[0031](3)再加熱上述液晶盒至清亮點以上并保持，同時用經過掩模系統的波長為280-410nm的線偏振光垂直或以一定傾斜角照射上述液晶盒，控制光強和時間進行曝光；
[0032](4)旋轉不同的偏振角度后，在液晶盒的不同區域，多次重復上述第(3)步；
[0033](5)聚合單體和引發劑不為O時，曝光完成冷卻后，在液晶盒上加上交流電壓，形成光柵，并用光引發穩定結構；聚合單體和引發劑為O時，則曝光完成冷卻后，在液晶盒上加上交流電壓，形成光柵，，而不需用紫外光引發穩定結構。
[0034]在本發明的一個優選實施方案中，所述光取向材料為偶氮類光取向材料SD1、SD2或 SDAl ;所述向列相液晶為 E7、E48、5CB、MDA-00-3461、MDA-00-3506、ZLI 2293,ZLI 4788、BL006、BL036 和 MLC 6608 中的至少一種；所述聚合單體為 RM257、RM84、RM206、RM691、C6M、BAHB 和 SLC1717 中的至少一種;所述手性物質為 S811、R811、BDH1281、COC、R1011、R5011、CB15、MLC6248 和 BP-CD3 中的至少一種；所述引發劑為 Irgacure 127、Irgacure 184、Irgacure 651、 Irgacure 784、 Irgacure 819、 Irgacure 1173、 Irgacure 2202、 Irgacure2959和Chemcure