[發明專利]一種膽甾相液晶裝置、制備方法和光束控制系統

在審

• 申請號: 201710632220.X
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107193160A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 顏強;葉自君
• 申請（專利權）人: 廣西天山電子股份有限公司
• 主分類號: G02F1/1337
• 分類號: G02F1/1337;G02F1/137
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司45107
• 代理人: 歐陽波

1.一種膽甾相液晶裝置，包括單基板、取向膜和液晶層，其特征在于：

所述光控取向膜附于單基板的一側，光控取向膜的另一側緊貼液晶層；所述液晶層為膽甾相液晶；所述液晶層中的液晶分子自組裝形成設定的液晶螺旋結構，其螺旋軸平行于基板，所述光控取向膜具有分子指向矢呈設定分布的控制圖形。

2.根據權利要求1所述的膽甾相液晶裝置，其特征在于，

所述光控取向膜中分子指向矢平行排列，所述液晶層中的液晶分子自組裝形成平行排布的液晶螺旋結構，呈現光柵狀條紋織構；

或者，所述光控取向膜具有分子指向矢環繞中心奇點呈角向漸變分布的控制圖形，所述液晶層中的液晶分子自組裝形成徑向分布的液晶螺旋結構，呈現同心環狀條紋織構。

3.根據權利要求1所述的膽甾相液晶裝置，其特征在于，

所述液晶為偶氮摻雜的膽甾相液晶或偶氮類手性向列相液晶。

4.根據權利要求3所述的膽甾相液晶裝置，其特征在于，

所述偶氮摻雜的膽甾相液晶為向列相液晶和偶氮類手性劑的混合物，混合比例為(95～99.5):1。

5.根據權利要求1所述的膽甾相液晶裝置，其特征在于，

所述光控取向膜為光致異構型光控取向膜、光交聯型光控取向膜和光分解型光控取向膜中的任一種。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的膽甾相液晶裝置的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

Ⅰ、形成光控取向膜

將光控取向材料旋涂在所述基板的一側，并將旋涂有光控取向材料的基板作退火處理；

Ⅱ、所述光控取向膜的取向處理

選擇對應的曝光圖形和對應的誘導光偏振方向，采用光控取向系統對所述光控取向膜進行曝光，形成分子指向矢呈設定分布的控制圖形；

Ⅲ、液晶層的形成

在附著于基板的光控取向膜外側旋涂偶氮摻雜的膽甾相液晶材料，并自然冷卻，形成所述液晶層，所述光控取向膜的控制圖形控制所述液晶層中的液晶分子自組裝形成設定的液晶螺旋結構。

7.根據權利要求6所述的膽甾相液晶裝置的制備方法，其特征在于：

所述步驟Ⅰ中在室溫10℃～35℃下，光控取向材料旋涂于基板的一側，低速旋涂4～6秒，轉速700～900轉/分鐘，高速旋涂30～50秒，轉速2800～3200轉/分鐘；之后將旋涂有光控取向材料的基板退火8～12分鐘，退火溫度為80～120℃，形成附著于基板一側的光控取向膜。

8.根據權利要求6所述的膽甾相液晶裝置的制備方法，其特征在于：

所述步驟Ⅲ在基板旋涂偶氮摻雜的膽甾相液晶材料的旋涂參數為：控制膽甾相液晶材料溫度為75℃～85℃，低速旋涂4～8秒，轉速400～600轉/分鐘，高速旋涂20～40秒，轉速800～1200轉/分鐘；將旋涂有偶氮摻雜的膽甾相液晶材料的基板自然冷卻至室溫，形成附著于光控取向膜一側的厚度為9～13μm的液晶層。

9.根據權利要求6所述的膽甾相液晶裝置的制備方法，其特征在于：

所述步驟Ⅱ的光控取向膜的取向處理中，設置一維或二維方形曝光圖形和相應誘導光偏振方向，對所述光控取向膜進行一步曝光，曝光總量為4.2～5.7焦耳/厘米²，形成光控取向膜中分子指向矢呈平行排列的控制圖形；

或者，設置曝光圖形線徑，并設計中心對稱的一對扇形、三角形、梯形或矩形的曝光圖形和相應誘導光偏振方向，對所述光控取向膜進行12～36步曝光，隨曝光次序曝光圖形逆時針或順時針轉動5～18度，設置所述誘導光偏振方向單調增加或單調減小，相鄰次曝光的區域重疊部分為曝光圖形區域面積的60％～80％，曝光區域重復曝光3～6次，曝光總量為4.2～5.7焦耳/厘米²，形成光控取向膜中分子指向矢環繞中心奇點呈角向漸變分布的同心環狀控制圖形。

10.采用權利要求1至5中任一項所述的膽甾相液晶裝置設計的一種光束控制系統，其特征在于：

入射光源、所述膽甾相液晶裝置和圖像采集裝置依次排列，三者的光軸位于同一直線上；所述膽甾相液晶裝置對入射光進行調制；所述圖像采集裝置采集經所述膽甾相液晶裝置調制后的光。