基于SLM光刻制备的光电可调控液晶器件

丁振

摘要：液晶空间光调制器（SLM， Spatlal Light Modulator）在光信息处理、光束控制、输出显示等诸多领域有着广泛的应用。利用SLM对光的相位调制，以及偶氮液晶的光致异构和Freedericksz转变，进行液晶器件的制备。具体过程是清洗玻璃基板，旋涂取向层，制成液晶盒，以457nm波长激光为光源，通过8位灰度图控制SLM改变光的偏振方向，对液晶取向层进行微米级无掩模图案化光取向。将偶氮液晶灌入液晶盒，使用UV光和交流电场对其调控，制备成颜色可变的液晶显示器件。具有成本低、分辨率高、响应灵敏、色域广等特点。

关键词： 空间光调制器; 光控取向; 偶氮液晶; 偏振方向; 光电调控

中图分类号：TN141.9      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）25-0001-03

Abstract： Liquid crystal spatial Light Modulator （SLM） is widely used in optical information processing， beam control， output display and many other fields.The phase modulation of light by SLM and the photoisomerization and Freedericksz transition of azo liquid crystal were used to fabricate the liquid crystal devices.The specific process is to clean the glass substrate， spin coating the orientation layer， and make the liquid crystal cell. With a 457nm wavelength laser as the light source， an 8-bit grayscale image is used to control SLM to change the polarization direction of light， and the orientation of the liquid crystal orientation layer is carried out micron-scale maskless patterned light orientation.The azo liquid crystal was injected into the liquid crystal cell and regulated by UV light and AC electric field to prepare the liquid crystal display device with variable color.It has the characteristics of low cost， high resolution， sensitive response and wide color gamut.

Key words： SLM; photoalignment; azo liquid crystal; polarization; photoelectric control

1 引言

偶氮苯类液晶化合物以其优秀的光响应能力，受到了世界各地学者的广泛关注。这种液晶在紫外光和可见光的照射下，会发生独特的光致异构现象，即由顺式到反式、反式到顺式的分子结构变化。所以，这种液晶属于光敏材料，也可以叫作光致液晶，在光学显示器件、光开关、光信息存储及光控液晶分子取向等领域有着极为广阔的用途[1]。除此之外，液晶作为一种兼有液体流动性和晶体各向异性的特殊物质，分子具有排列有序程度和方向，这个方向也就是指向矢。在液晶器件的应用中，液晶一般被置于两个玻璃基板之间，玻璃基板表面的取向层决定了液晶分子排列的方式。近年来，成熟的光取向技术逐渐取代了传统摩擦取向的方式[2]，通过在ITO玻璃上旋涂偶氮染料亮黄（Rrilliant yellow，BY），可以形成一层稳定的取向层，在 457nm的激光照射下产生表面的各向异性，重新进行分子的排列以完成取向[3-4]。……