光控取向技术

姓名：刘志军班级：光电1102班 学号：05114064 (30)光控取向技术(1) 基本原理。摩擦法虽然有不少的生产便利之处,但是不能应用于多畴工艺。 随着大视角的多畴工艺的兴起,人们开始寻找其他的可以应用于多畴工艺并且不 失摩擦法优点的取向工艺。20世纪80年代中叶。MartinSchardt等人开发了一种 新型的液晶取向技术，即线性偏振紫外光聚合技术 LPP(LinerPhoto2polymerizationbypolarizedUVlight)，简称光控取向技术。其基本原 理是，利用紫外光敏聚合物单体材料光化学反应产生的各向异性，使液晶分子定向 排列。这种光取向方法如图3所示，首先在一个衬底如ITO玻璃上涂敷一层光敏 高分子膜，然后用紫外偏振光照射，只有与偏振光偏振方向平行的光敏集团发生光 化学反应，取向膜上产生各向异性，从而诱导液晶分子取向。(2) 处理方法和材料。光取向法根据处理过程不同可分为两类:一类是复合体 系，不需要表面预处理，直接用光取向掺有感光高分子的液晶层;另一类是非复合 体系,用偏振光预处理聚合物衬底，再使液晶分子在衬底上定向排列，这是目前采 用较多的方法。光源一般采用高压汞灯、氙灯、卤素灯等,然后通过滤光装置和 起偏器获得单色偏振光，也有人采用偏振紫外激光或非偏振紫外光。液晶光控取向材料依据取向机理可分为光降解型、光异构型和光交联型。光 降解型材料在光化学反应中生成的光降解产物成为液晶中的杂质,对液晶器件的 稳定性不利。光异构型材料对热稳定性和化学稳定性要求苛刻，难于实用化。光 交联型材料光化学反应后可获得不含有杂质、稳定性好的聚合物，被认为是最有 发展前景的光控取向材料。光交联型材料包括肉桂酸酯类、香豆素类、苯乙烯基 吡啶类、苯乙烯基苯并吡咯酮类、二苯基乙炔类等15。利用PI的热稳定性,可以通过把光敏单体嫁接到PI上,达到具有热稳定性的 光敏取向材料。在这个方向上取得了很多可喜的成果。中科院物理所于涛等发现, 除聚合物材料外,光敏单体材料在线性偏振紫外光作用下发生光交联形成的交联 膜也能够很好地诱导液晶分子均匀排列。与聚合物大分子光控材料相比，单体光 交联取向膜的制备过程更加简单,聚合和取向只需一步完成,制备过程不需要高温 处理。清华大学廖光勋等研究了肉桂酸酯改性PI的取向性能,提高了液晶盒的热稳 定性但预倾角偏小。清华大学张民锡等18合成了光控平行取向的可溶性偶氮聚 酰亚胺。(3) 优缺点。光控取向技术可以避免由于静电、灰尘所造成的污染。对于改 善视角的多畴技术，摩擦法无能为力，而光控取向可以通过调节光线的入射角度调 节微像素区的液晶倾角,制得多畴器件，可以改善显示器件的视角问题。液晶的光 取向不但可以用于液晶显示，而且可以用于集成光学元件、光储存等领域,因而得 到了研究人员的广泛重视。但是光控取向技术也存在有待改进的地方，主要为液晶取向的热、光稳定性。 如果用线性偏振紫外光获得的各向异性取向在液晶显示器的热处理过程中被破 坏，将会影响显示效果。此外，有些光取向聚合物层是光不稳定的，连续用其它方向 的线性偏振光照射，会使取向方向发生改变，用非偏振光照射会损坏取向效果。因 此,光取向层的热、光稳定性十分重要。目前用光取向法获得沿面取向的研究报 道较多，用偏振光两次照射、烷基侧链高分子控制预倾角的光取向技术得到了很 多研究人员的关注