Способ ориентации жидких кристаллов

п 1)656554 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ(61) Дополнительный к патенту -22) Заявлено 26.01.7 21) 2448751/18-232) 28.01,7633) Швейцария М. Кл.б 02 Г 1/13 3) Приоритет -1) 1062/76 оудзрстооииый комитет СССР по делам иэооретеиий и открытий(72) Авторы изобретен Иностранная фирма сББЦ АГ Браун, Бовери унд. Ки)(54) СПОСОБ ОРИЕНТАЦИ 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 11. 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 11, 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 идостигаемому эффекту к предложенному является способ ориентации ЖК 12, в соответствии с которым на поверхность пластины наносят вакуумным испарением ориентирующий слой, причем поверхность пластины располагают относительно источника исв паряемого вещества под значительным углом,в частности 85, между нормалью к пластине и направлением потока частиц.При напылении на поверхности пластинобразуется 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, поэтомуцри складывании двух пластин во взаимно перпендикулярных направлениях с целью получения закрученной ца 90 структуры ЖК с равной вероятностью образуктся области, закручецныс ца 90" в разные стороны. Наличие множества гаких областеи приво 5 дит к образованию исходно-рассеивающей структнры ЖКчто резко снижает контраст ЖК- стройств.1.ель изобретения - цолучеши высококонтрастных жидкокристаллических ус тройств в условиях массового производства. 1 оПоставленная цель достигается тем, что вакуумное напыление диэлектрического слоя производят в два этап, причем ца первый слой, цапылецный цри одном положении плоскости напыления, нацыляют второй слой, который, цо мецьшеи мере, частично покрывает первый слой. При этом во время или перед напылением второго слоя изменяот положение пластины цо отношению к источнику напыления таким образом, что плоскость напыления ца втором этапе приблизи- о тельно перпендикулярна плоскости напыления на первом этапе.На 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 об- зо разцов, 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.35В 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. 40В качестве испаряемого материала используют, например, моноокись кремния.Сущность предложенного способа ориентации ЖК заключается в том, что ориентирующий слой наносят в два этапа, причем ф на каждом из этапов углы встречи испаряемого потока частиц и поверхности пластин различаются и изменяются режимы напыления.50Угол 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- И дусмотрена возможность перемещения нагревателя 8 и испарителя 9 из одного положения в другое. 4На фиг, 2 поясняется принцип определения угла встречи у ,. 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 Р между плоскостями напыления 13, 14 и плоскостями пластин 6.Углы встречи у 1, р могут быть установлены за счет поворота держателей 4 относительно точки 5 и/или за счет перемещения испарителя 9. Угол ф может быть установлен или поворотом держателя 4 или путем соответствующей установки испарителя 9.Пример 1. На первом этапе моноокись кремния испаряют при угле встречи , равном 70, толщин 1 слоя в среднем выдерживают около 550 А. На втором этапе изменяют положение плоскости напыления на 90 (,В = 90) и напыляют второй слой моноокиси кремния толщиной порядка 30 Л при угле встречи= 80. При сборке ЖК-ячейки из пластин с ориентирующими слоями, нанесенными описанным способом, получают иь 1 сококонтрастное устройство.Пример 2. На первом этапе моноокись кремния испаряют при угле встречи у = = 80, толщину, слоя в среднем выдерживают около 280 А, на втором этапе изменяют положение плоскости напыления на угол р = 90 и напыляют второй слоц моноокиси кремния толщиной около 100 А при угле встречи у = 70.Пример 3. На первом этапе моноокись кремния испаряют при угле встречи у = = 70, толщин слоя выдерживают в среднем около 550 А, на втором этапе изменяют положение плоскости напыления на угол Р = 90 и напыляют второй слой моноокиси кремния толщиной около 80 А при угле встречи у = 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 изобретения1, 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, частичнопокрываюций поверхность пластины, цапыляют во второй плоскости напыления второй слой, по меныпей мере, частично покрывагощий первый слой, при этом во время напыления или перед напылением второго слоя относительное положение поверхности пластины к источнику испарения изменяют таким образом, что вторая плоскость напыления проходит приблизительно перпендикулярно первой плоскости напыления. 2. Способ по и. 1, отличиюгииггся тем, что первый слой наносят под углом ндпылециу меныпе 75 при средней толщине более 200 А и второй слой наносят цод угзом цдпылениу больше 75 при средней толщине менее 100 А Ь3. Способ по и. 1, ог.гигггницггггсч тем,чтс 1 первыи и второи с,1011 ндцылкл 111 з 1.лдчи цдпыления 70".1 Способ по одному из цп. 1:1, ог.ггигсггоигггггсгг тем, что в качестве мдтсрцдлд .сл 5нацылсни предусмотренд моцоокцсь крс чНИ, КптОРХК 1 цдцЬ 1 ЛКгт цд ПОВс ркцогтц ц.1;1тинь при скорости напыления ч и ц ц чх ч1 О А(с, цри ддвлециц газа в вакху ч 1 цгй к;1 чср 10тпрр.Источники информации, црццятыс ш вццмдцие цри экспертизе1 дтецт СШЛ8864021, кл. 850 160,10751,дте 11 г фрдцции,о 2 гс)8.1к,1. с 1 02 Е 13. 1975.