CN117742043A - 一种垂直排列的液晶盒及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种垂直排列的液晶盒及制备方法，涉及液晶光学技术领域。该液晶盒包括:上玻璃基板、下玻璃基板、向列相液晶、取向剂、隔垫层及封框胶；所述基板是涂有导电膜的ITO玻璃，且有导电膜ITO一面涂有取向剂，所述上基板与所述下基板沿着长边方向错开微小距离，对合放置，所述上基板与所述下基板间隔垫层为聚酯薄膜，所述上基板与所述下基板之间有封框胶粘合四周，并留有灌注液晶的开口，所述向列相液晶通过开口填充于所述的液晶盒中，然后用光固化胶封口，这样就制备了垂直排列的向列相液晶盒。本发明通过涂有取向剂就可以方便制备使向列相液晶分子垂直排列的液晶盒，液晶灌注简单，易于实验室操作，可用于科研人员对液晶光、电特性的研究。
Description
技术领域
本发明属于液晶光学技术领域，具体涉及一种垂直排列的液晶盒及制备方法。
背景技术
液晶是一种独特的光电学材料，近几十年来，由于其特有的光学性质，这种材料在许多领域得到了广泛的应用。特别是由于其重量轻、体积小、能耗低等优点已经成为显示设备的主流。另外液晶也在其他领域得到了广泛的应用，如液晶光学相控阵、光通信、光信息处理、生物医学成像等领域。在实验室里对这种材料光学性质进行研究时需要制备有特殊要求的液晶盒，进行批量生产并不现实，只能按照特殊需求进行制备，从而实现特殊的目标功能。
对液晶材料进行研究就需要制备液晶盒，液晶盒里液晶分子的取向是液晶盒的一个重要结构参数。因此，本发明提出一种基于特殊取向剂使液晶分子能垂直排列的液晶盒制的备方法。所制备液晶盒是由两片涂有氧化铟锡(ITO)透明电极玻璃基板组成，在玻璃基板的ITO表面上涂有一层取向剂(HTAB)，可以使填充在两块基板之间液晶材料分子的取向成垂直于基板的状态，从而实现垂直排列的液晶盒。
这种工艺的特点是利用化学方法使液晶分子取向，而不是机械方式，不仅易于操作、成本低，而且可以通过选择不同厚度聚酯薄膜垫层来获得不同的液晶盒厚度。
发明内容
本发明的目的是提供一种操作简单的垂直排列的液晶盒及制备方法，利用特殊取向剂，可以制备垂直排列的液晶盒，还可以通过选择不同厚度聚酯薄膜垫层来获得不同的液晶盒厚度，能够简化液晶盒制备过程。
本发明采用的技术方案为，一种基于取向剂取向技术制备的垂直排列的向列相液晶盒，该液晶盒包括上玻璃基板(1)、ITO透明导电膜(2)、取向剂(3)、向列相液晶(4)、下玻璃基板(5)、ITO透明导电膜(6)、取向剂(7)、隔垫层(8)和封框胶(9)。液晶(4)通过液晶灌注口(10)灌注在液晶灌注区间(11)里，液晶(4)、隔垫层(8)和封框胶(9)组成液晶灌注区间(11)为液晶盒结构，下ITO玻璃基板(5)上ITO玻璃基板(1)错开区间没有液晶可连接直流电源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1：本发明制备的垂直排列的液晶盒整体结构侧视图；
图2：涂有取向剂的下ITO玻璃基板的侧视图；
图3：裁剪后的聚酯薄膜隔垫层正视图；
图4：放置聚酯薄膜隔垫层的下ITO玻璃基板的正视图；
图5：上玻璃基板与放置聚酯薄膜隔垫层的下玻璃基板对合放置操作俯视图；
图6：上玻璃基板与下玻璃基板对合放置四周密封边框胶，液晶盒成型的侧视图；
图7：液晶盒制备后灌注液晶的示意图
图中：1、上玻璃基板2、ITO透明导电膜 3、取向剂 4、液晶 5、下玻璃基板6、ITO透明导电膜 7、取向剂 8、隔垫层 9、封框胶 10、液晶灌注口 11、液晶灌注区间。
具体实施方式
结合附图对本发明创造实施方案进行详细描述。除非另外定义，本申请实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。此外，本申请中，“上”、“下”、“水平”以及“竖直”或“垂直”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的相对方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
下面结合图2至图7介绍一下本发明制备液晶盒的工艺方法。
一种基于取向技术制备的垂直排列的液晶盒，该液晶盒包括上玻璃基板(1)、ITO透明导电膜(2)、取向剂(3)、向列相液晶(4)、下玻璃基板(5)、ITO透明导电膜(6)、取向剂(7)、隔垫层(8)和封框胶(9)。液晶(4)通过液晶灌注口(10)灌注在液晶灌注区间(11)里，液晶(4)、隔垫层(8)和封框胶(9)组成液晶灌注区间(11)为液晶盒结构，下ITO玻璃基板(5)上ITO玻璃基板(1)错开区部分没有液晶可连接直流电源。
一种基于取向剂取向技术制备的垂直排列的向列相液晶盒，该方法的制备过程如下：
步骤一：将ITO玻璃利用玻璃刀切割成长3cm，宽2cm的用于制作液晶盒的ITO玻璃基板；
步骤二：利用超声波清洗仪清洗ITO玻璃基板；首先，将切割好的ITO玻璃基板放置在烧杯里，用去离子水冲洗表面灰尘；然后将ITO玻璃基板放置在盛有丙酮的烧杯中，烧杯置于超声清洗仪里面进行超声清洗，重复两到三次；然后将丙酮换成乙醇，重复超声清洗；最后再将ITO玻璃基板用去离子水冲洗；得到清洗之后的玻璃基板需要竖直放置，观察清晰的情况，如有水滴残留必须重复上述步骤；
步骤三：将清洗之后的ITO玻璃基板置于温度为60℃的烘箱内烘20分钟，以保证玻璃基板表面干燥；
步骤四：在ITO玻璃基板上有透明ITO电极一面利用脱脂棉均匀涂上HTAB取向剂，然后将该ITO玻璃基板放在温度60℃预烘20～30min，然后烘干，以获得性能良好的可以使液晶分子垂直取向的ITO玻璃基板；
步骤五：根据液晶盒的厚度需要，选取合适厚度的聚乙烯隔垫薄膜，然后裁剪成与玻璃基板叠合部分外部尺寸大小相同的矩形，然后再裁剪去掉中间部分，做成中间镂空的矩形隔垫层，矩形隔垫层的宽度为2mm，并在隔垫层窄边留有5mm的开口，方便灌注液晶；
步骤六：将隔垫层放置在ITO玻璃基板涂有HTAB取向剂的一面，然后将另一ITO玻璃基板涂有HTAB取向剂的一面对合放置在隔垫层上形成液晶盒，然后在液晶盒四周涂上适量的封框胶，加固上下基板的粘接，开口处不能涂胶；
步骤七：将涂胶之后的液晶盒置于温度为60℃的烘箱内烘24小时，以保证边框胶完全固化，完成液晶盒的制作；
步骤八：烘箱内取出液晶盒，在开口处利用注射器将液晶注入液晶盒，将开口向上竖直放置液晶盒，毛细作用可使液晶均匀注入，随后用光固化胶封口，完成液晶盒的制作。
Claims (6)
1.一种垂直排列的液晶盒，其特征在于：所述液晶盒包括两快面积相同矩形上玻璃基板和下玻璃基板，所述玻璃基板表面镀有ITO(indium tin oxide conductive glass)透明电极层，即ITO玻璃，所述ITO透明电极层的表面涂有取向剂，所述取向剂为HTAB(hexadecyltrimethyl ammonium bromide)，所述液晶为向列相液晶，所述取向剂可以使向列相液晶分子取向方向与ITO透明电极表面方向垂直，所述间隔垫层为聚乙烯薄膜；所述两涂有取向剂ITO玻璃基板表面之间固定有间隔垫层，所述涂有取向剂ITO玻璃基板烘干后对合放置、四周放置隔垫层留有灌注液晶口，封框胶固化后就形成了液晶填充空间，所述液晶填充空间填充有向列相液晶层，所述两ITO玻璃基板导电层之间可连接直流电源。
2.根据权利要求1所述的一种液晶盒的制作方法，其特征在于：所述ITO玻璃基板的尺寸与所述对合区域的尺寸不一样，有一部分平行错开。
3.根据权利要求1所述的一种垂直排列的液晶盒的制作方法，其特征在于：所述间隔垫层聚酯薄膜的厚度为16-25μm，所述液晶层中填充的液晶为向列相液晶5CB(4'-pentyl-4-biphenylcarbonitrile)。
4.根据权利要求1所述的一种垂直排列的液晶盒的制作方法，其特征在于：它包括如下步骤：
步骤一：将ITO玻璃利用玻璃刀切割成长3cm，宽2cm的用于制作液晶盒的ITO玻璃基板；
步骤二：利用超声波清洗仪清洗ITO玻璃基板；首先，将切割好的ITO玻璃基板放置在烧杯里，用去离子水冲洗表面灰尘；然后将ITO玻璃基板放置在盛有丙酮的烧杯中，烧杯置于超声清洗仪里面进行超声清洗，重复两到三次；然后将丙酮换成乙醇，重复超声清洗；最后再将ITO玻璃基板用去离子水冲洗；得到清洗之后的玻璃基板需要竖直放置，观察清晰的情况，如有水滴残留必须重复上述步骤；
步骤三：将清洗之后的ITO玻璃基板置于温度为60℃的烘箱内烘20分钟，以保证玻璃基板表面干燥；
步骤四：在ITO玻璃基板上有透明ITO电极一面利用脱脂棉均匀涂上HTAB取向剂，然后将该ITO玻璃基板放在温度60℃预烘20～30min，然后烘干，以获得性能良好的可以使液晶分子垂直取向的ITO玻璃基板；
步骤五：根据液晶盒的厚度需要，选取合适厚度的聚乙烯隔垫薄膜，然后裁剪成与玻璃基板叠合部分外部尺寸大小相同的矩形，然后再裁剪去掉中间部分，做成中间镂空的矩形隔垫层，矩形隔垫层的宽度为2mm，并在隔垫层窄边留有5mm的开口，方便灌注液晶；
步骤六：将隔垫层放置在ITO玻璃基板涂有HTAB取向剂的一面，然后将另一ITO玻璃基板涂有HTAB取向剂的一面对合放置在隔垫层上形成液晶盒，然后在液晶盒四周涂上适量的封框胶，加固上下基板的粘接，开口处不能涂胶；
步骤七：将涂胶之后的液晶盒置于温度为60℃的烘箱内烘24小时，以保证边框胶完全固化，完成液晶盒的制作；
步骤八：烘箱内取出液晶盒，在开口处利用注射器将液晶注入液晶盒，将开口向上竖直放置液晶盒，毛细作用可使液晶均匀注入，随后用光固化胶封口，完成液晶盒的制作。
5.根据权利要求4所述的一种垂直排列的液晶盒的制作方法，其特征在于：所用的取向剂为HTAB(hexadecyl trimethyl ammonium bromide)。
6.根据权利要求4所述的一种垂直排列的液晶盒的制作方法，其特征在于：所述的封框胶为AB胶粘接剂、环氧树脂胶。
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