[发明专利]在合适相对湿度范围的光配向层的加工方法有效

专利信息
申请号: 201710965808.7 申请日: 2017-10-17
公开(公告)号: CN108073001B 公开(公告)日: 2021-03-30
发明(设计)人: 石玥;郭海成;何跃龙;赵晨项 申请(专利权)人: 香港科技大学
主分类号: G02F1/1337 分类号: G02F1/1337;G02F1/137
代理公司: 北京瑞恒信达知识产权代理事务所(普通合伙) 11382 代理人: 曹津燕
地址: 中国香港*** 国省代码: 香港;81
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摘要:
搜索关键词: 合适 相对湿度 范围 加工 方法
【说明书】:

发明提供一种在合适相对湿度范围的光配向层的加工方法,其中使用的光配向材料为非复合偶氮染料、光聚合的偶氮染料复合物材料或热聚合的偶氮染料复合物材料,使光配向材料均匀地覆盖基板,然后曝光以提供一致的配向,所述光为线性偏振光。在本发明相对湿度下光配向获得的光配向层质量良好。

技术领域

本发明涉及液晶配向领域,具体涉及一种光配向层的加工方法。

背景技术

对于包括液晶显示器(LCD)以及各种光子器件在内的大多数液晶应用来说,液晶的配向至关重要。基板上的配向膜可使液晶分子按一定方向排列。最常用的方法是机械刷磨。然而,机械刷磨技术会带来对应用不利的静电和污染。

液晶的光配向技术,避免了这些问题,得到了快速发展,成为在液晶应用中代替刷磨程序的有力竞争者。曾有报道显示,光配向偶氮染料能提供可与用于传统LCD应用的商业刷磨聚酰亚胺膜相媲美的锚定能。并且该锚定能可通过控制照射能量剂量进行调节,这能优化配向质量,例如用于向列相液晶和铁电液晶。另外,光配向偶氮染料材料具有如下优点,例如高分辨率,低残余直流电,高电压保持率和合适的预倾角,因此可获得液晶的高质量配向。另一方面,由于光配向技术避免了机械刷磨及其不需接触的配向性质,其可以应用于曲面以及柔性基板,这促进了光配向层在曲面LCD面板、柔性显示器等上的应用。此外,线性偏振紫外光或蓝光照射可以改变基于偶氮染料的光配向层的定向,这可用于光学可重写显示,这里偶氮染料膜的可重写性质允许无限制的写入和擦除图像。而且,基于偶氮染料的光配向层能提供多域配向,在相邻配向区域有界限明显清晰的不同配向,能提供微米级甚至纳米级的多域配向,这对于现代显示器和器件来说极具意义。例如,一些显示器行业表明,在像素内的多域配向能提高视角特性。除LCD外,由于其对复杂表面的适应性和其可重写的多域配向模式,光配向层可应用于各种光学器件,例如液晶光栅、调制器、偏振转换器等等。

对于大多数应用,由于其的可重写特性,光和热不稳定性是基于偶氮染料的光配向层面临的巨大挑战。如果将预配向好的液晶盒暴露于合适波长的光线下,偶氮染料的分子取向会变化,这将导致对液晶盒配向质量的可能损坏。LCD面板的强背光源也足以在数小时内破坏其配向。因此,在LCD面板等方面的应用需要稳定的光配向层。研究表明,基于偶氮染料材料、聚合物单体和光或热引发剂在合适浓度的混合聚合的复合层能提供良好的光和热稳定性。该稳定的光配向层具有与非复合偶氮染料光配向层同样良好的配向质量和性能,且也能用于多域结构。

然而,无论是非复合偶氮染料,还是偶氮染料、聚合物单体和光或热引发剂形成的复合层,配向质量仍不能保证,本领域中存在改进光配向层的加工方法以保证配向质量的需求。

发明内容

本发明发明人通过研究发现,环境湿度对光配向质量影响巨大,对非复合偶氮染料层和偶氮染料复合物层来说都是如此。光致相位延迟、配向层的序参量,以及相应液晶盒的配向质量在不同湿度下有很大差别。因此,针对LCD和各种光学器件的光配向材料的配向需要合适的环境湿度,来得到良好的配向质量。在本发明中,我们提出了光配向材料加工的合适湿度范围。

本发明的技术方案如下:

本发明提供一种光配向层的加工方法,其特征在于光配向在低于75%的相对湿度下操作,其中使用的光配向材料为非复合偶氮染料、光聚合的偶氮染料复合物材料或热聚合的偶氮染料复合物材料,光配向材料通过旋涂、流延、打印等方法均匀地覆盖基板,然后曝光以提供一致的配向,所述光为线性偏振光,优选为紫外光或蓝光。

在上述加工方法中,非复合偶氮染料优选是硫酸基偶氮染料,其名称为四钠5,5'-((1E,1'E)-(2,2'-二磺酸-[1,1'-联苯]-4,4'-二基)双(二氮烯-2,1-二基))二(2-羟基苯甲酸);非复合偶氮染料以合适的浓度溶解在二甲基甲酰胺溶剂中,非复合偶氮染料与溶剂的重量比通常在0.5%-5%以内,优选0.5%-1%。为获得好的配向质量,光配向的合适的相对湿度是40%-75%,优选为50%-70%。

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