[发明专利]一种液晶材料的光配向方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示器领域，特别涉及一种液晶材料的光配向方法及装置。

背景技术

随着显示器技术的不断发展，各种不同类型的显示器应运而生。目前的平板显示器主要包括液晶显示器(LCD)、等离子体显示器(PDP)、有机发光二极管显示器(OLED)等。其中，液晶显示器由于其重量低、体积小、能耗低的优点，已广泛应用到各个领域中。

高分子稳定垂直配向(Polymer Sustained Vertical Alignment，PSVA)模式的液晶面板已广泛应用于液晶显示器中，该PSVA模式的液晶面板的电极结构如图1a所示，其在不加电状态下沿图1a中的A-A’线的截面图如图1b所示，其在施加电状态下沿图1a中的A-A’线的截面图如图1c所示。PSVA模式的液晶面板是在负性液晶分子15中添加了反应单体16，通过施加电压并在紫外光的激化下，使反应单体16发生聚合反应，从而完成负性液晶分子15的光配向。这种显示技术的基板11和12上的透明导电层13和14上既不设置突起也不设置开口，因而节省了制作成本，并提高了液晶面板的透过率。

在PSVA显示技术或者其他需要光配向的显示技术中，在液晶盒两端施加电压并在紫外光的激化下，使反应单体发生聚合反应，从而完成液晶材料层的光配向。在整个过程中，紫外光以照度保持不变的方式不间断地照射液晶材料层。

根据高分子聚合理论，上述反应过程是一种紫外光激发的自由基聚合反应，这种聚合反应分为链引发、链增长以及链终止三个步骤。

根据化学反应动力学推导可以得出链引发的引发速率Ri为：

Ri＝φεI₀[M]                                (式1-1)

其中，Ri为链引发的引发速率，Φ为光子激发效率，其表示激活一个活性自由基需要几个光子，ε为反应单体对紫外光的摩尔消光系数，I₀为入射光照度，[M]为反应单体浓度。

根据化学反应动力学推导还可以得出链增长速率Rp为：

Rp=kp(φϵI0kt)[M]3/2]]>(式1-2)

其中，Rp为链增长速率，kp为链增长速率常数，kt为链终止速率常数。

链终止反应包括偶合终止和歧化终止两种。其中，偶合终止指自由基配对，即两个活泼自由基以共价键相结合，形成没有活性的饱和分子的反应。歧化终止指两个自由基发生电子或者轻原子交换，但仍然是两个分子，每个分子都失去了活性。两种终止反应虽然不同，但都是发生在自由基之间的反应。

由于自由基是一种活性很高的反应引发物，所以光引发自由基聚合反应表现为一种慢引发、快增长、速终止的特点。根据上述的式1-1和式1-2的反应速率公式，可以推导出其对应的动力学链长v：