Способ ориентации жидких кристаллов

 

@ н - тм 4 1чеона б 4лиотека М E Д ()656554

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 26.01.77 (21) 2448751/18-25 (23) Приоритет — (32) 28.01.76 (31) 1062/76 (33) Швейцария

Опубликовано 05.04.79. Бюллетень № 13

Дата опубликования описа ния 05,04.79 (51) М, К..

G 02 F 1/13

Гооудорстооииый комитет

СССР по делам иэооретеиий и открытий (53) УДК 659.135 (088.8) Иностранцы

Эрнст Глоор (Швейцария) и Аллан Кметц (CIIIA) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

<аББЦ АГ Браун, Бовери унд. Ки» (Швейцария) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОРИЕНТАЦИИ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ

Изобретение относится к области оптоэлектроники и касается способов изготовления индикаторов с рабочей средой из жидких кристаллов (ЖК).

Известно, что жидкокристаллические индикаторы содержат слой ЖК, заключенный между двумя подложками с электродами на внутренних сторонах (1). По крайней мере, одна из подложек и электрод на ней прозрачны.

Одной из проблем при изготовлении такого рода индикаторов является способ ориентации молекул ЖК, необходимой для наблюдения в ЖК электрооптического эффекта.

Согласно способу (1), для получения исходной закрученной на 90 структуры ЖК на внутренние поверхности подложек наносят тонкие полимерные слои, например, фторопласта, которые затем натирают в одном направлении мягким материалом (материей, кожей, бумагой и т.д.), благодаря чему на поверхности полимерного слоя образуется направленная в одну сторону система канавок, способствующая ориентации молекул ЖК.

Недостатком этого способа ориентации

ЖК является нетехнологичность процесса натира полимерного слоя в условиях массового производства, возможность внесения загрязнений в полимерный слой, а в дальнейшем и в слой ЖК, что приводит к снижению срока службы ЖК-индикаторов.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому эффекту к предложенному является способ ориентации ЖК (2), в соответствии с которым на поверхность пластины наносят вакуумным испарением ориентирующий слой, причем поверхность пластины располагают относительно источника иств паряемого вещества под значительным углом, в частности 85, между нормалью к пластине и направлением потока частиц.

При напылении на поверхности пластин образуется слой, имеющий систему канавок, вытянутых по направлению потока частиц, который способствует ориентации молекул

ЖК. Этот способ ориентации ЖК может быть реализован в условиях массового производства, при этом исключается возможность внесения загрязнений в ЖК.

Недостатком способа является непрочный контакт жидкокристаллических элементов при описанном способе ориентации. Обусловлено это тем, что ориентированный слой обладает высокой однородностью, поэтому

656554

IlpH складь(вании двух пластин во взаимнО перпендикулярных направлениях с целью получения закрученной на 90 структуры

ЖК с равной вероятностью образук1тся области, закрученныс Н» 90" в разные стороны.

Наличие множеств» г»ких Областеи привоS дит к Образовани(о н(ходно-рассеивающей

C T P V K l P Hl Ж К. I TO 1) (3 K O C H H >K» (T KO H T P» C T

ЖК- стройств.

1(ель изобретения — получени(высококонтрастных жидкокристаллических ус-тРОИСТВ В УСЛОВИЯХ М<1ССОВОГО Г!РОИЗВОДСТВ». 10

Поставленная ц(ль достигается тем, что вакуумное напыление диэлектрического слоя производят в два эт»п», причем и» первый слой, напыленный при одном положении пло(кости напыл(. ния, напыляют второй слой, 15 который, по меньшеи мере, частично покрывает первый слой. При этом во время или перед напылением второго слоя изменя(от положение пластины «о отношению к источнику напыления таким образом, что плоскость напыления на втором этапе приблизительно перпендикулярна плоскости напыления на первом этапе.

Н» фиг. 1 показана схема установки для реализации предложенного способа; на фиг. 2 (а, б) — схема размещения испарителя и пластины на первом и втором этапах напыления.

Устройство для реализации предложенного способа ориентации ЖК содержит вакуумную камеру 1 и вакуумный насос 2, напылительное устройство 3, держатели 4 образцов, которые можно поворачивать вокруг точки 5, например, посредством шарового шарнира. На держатели 4 накладывают пластины 6 с электродами, на поверхность которых и наносят ориентирующие слои.

В камере 1 посредством насоса 2 создают вакуум с остаточным давлением порядка 10 5 торр, после чего посредством источника тока 7 нагревают проволочный нагреватель 8 и имеющий с ним тепловой контакт испаритель 9 до температуры более 1000 С. 40

В качестве испаряемого материала используют, например, моноокись кремния.

Сущность предложенного способа ориентации ЖК заключается в том, что ориентирующий слой наносят в два этапа, причем 4 на каждом из этапов углы встречи испаряемого потока частиц и поверхности пластин различаются и изменяются режимы напыления.

so

Угол встречи у потока частиц с поверхностью пластины, т.е. угол между нормалью

10 к поверхности пластины и направлением

11, 12 потока частиц, зависит от положения испарителя 9 относительно поверхности пластин 6. Для упрощения юстировки пре- >> дусмотрена возможность перемещения нагревателя 8 и испарителя 9 из одного положения в другое.

На фиг. 2 поясняется принцип определения угла встречи pl,g потока частиц с поверхностью пластины 6, на которую наносят ориентирующий слой; плоскостей напыления

13, !4, линий 15, 16 пересечения этих плоскостей с поверхностью пластин 6 и углов f3 между плоскостями напыления 13, 14 и плоскостя м и пл асти н 6.

Углы встречи у1, у могут быть установлены за счет поворота держателей 4 относительно точки 5 и/или за счет перемещения испарителя 9. Угол Р может быть установлен или поворотом держателя 4 или путем соответствующей установки испарителя 9.

Пример I. На первом этапе моноокись кремния испаряют при угле встречи, равном 70, толщин1 слоя в среднем выдерживают около 550 А. На втором этапе изменяют положение плоскости напыления на 90 (,6 = 90 ) и напыляют второй слой моноокиси кремния толщиной порядка 30 А при угле встречи = 80 . При сборке ЖК-ячейки из пластин с ориентирующими слоями, нанесенными описанным способом, получают высококонтрастное устройство.

Пример 2. На первом этапе моноокись кремния испаряют при угле встречи

= 80, толщину, слоя в среднем выдерживают около 280 А, на втором этапе изменяют положение плоскости напыления на угол

/1 = 90 и напыляют второй слоц моноокиси кремния толщиной около 100 А при угле встречи т = 70 .

Пример 8. На первом этапе моноокись кремния испаряют при угле встречи

= 70, толщин слоя выдерживают в среднем около 550 А, на втором этапе изменяют положение плоскости напыления на угол

f> = 90 и напыляют второй слой моноокиси кремния толщиной около 80 А при угле встречи 1 = 70 .

Описываемый способ получения ориентации ЖК пригоден для условий массового производства, поскольку между этапами напыления вакуум не нарушается, загрязнения в слои ЖК не вносятся. Способ пригоден для ориентации жидких кристаллов нематического, смектического и холестерического типов, а также смесей различных видов жидких кристаллов.

Формула изобретения

1. Способ ориентации жидких кристаллов, включающий нанесение на поверхность пластин вакуумным испарением ориентирующих слоев при расположении поверхностей пластин под углом к направлению потока испаряемых частиц, отличающийся тем, что, с целью получения высококонтрастных устройств в условиях массового производства, напыление производят в два этапа, причем на первый напыленный в первой плоскости напыления слой, по меньшей мере, частично

656554

Rue. j

Составитель В. Цветков

Редактор Т. Орловская Техред О. Луговая Корректор П.Макаревич

Заказ !600/55 Тираж 587 Подписное

LlHHHflH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыгкй !! 3035, МосКва, Ж-35, Раушская наб.. д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 покрывающий поверхность пластины, напыляют во второй плоскости напыления второй слой, по меныпей мере, частично покрывающий первый слой, при этом во время напыления или перед напылением второго слоя относительное положение поверхности пла»тины к источнику испарения изменяют таким образом, «r() вторая плоскость напыления проходит приблизительно перпендикулярно первой плоскости напыления.

2. Способ по и. 1, отличан)(иийся тем, Izo первый слой наносят под углом напь)лениу меныпе 75 при средней толщине более 200 А и второй слой наносят под уг1ov1 наны.1»ниу больше 75 при средней толщине менее 100 А

3. Способ по и. l, ()z.zzz ((zz()(zz(z(1(ч т(м, l1() и(рвыи и второи слои fl3llhl1»к)1 ll() (3 I»II напыления 70".

4. Способ по одному из пп. 1,), ог zz(ч(и()uzf(zi(,f тем, что в качестве мат(риала 31»

S напыления предусмотрена моноокн»ь f !)(иния, f(()701)vK) напыляют на пов»рхн(к ть п;)( тинь) при скорости напыления миничу и

10 А(". при 3;If)rf»íèft 1333 в в II,),i мги)lt к;I)f»р» 10 r(;1)!).

Источники инфорх(апии, Ifр!п(»1 ь)» в(вни10 мание прп

1 113т«IIT С1!.!Л № 8864021, кл. 850 16!1, 1 . 1 5 !

13(«;lr Франции ¹ 21(!!841. к,). ((02 Е- 1 13. 1975.