[发明专利]一种液晶光阀及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于液晶器件技术领域，涉及一种液晶空间光调制器及其制备方法，尤其是涉及一种光敏层为光学带隙渐变的氢化纳米/非晶硅(a-Si:H/nc-Si:H)的液晶光阀及其制备方法。

背景技术

液晶空间光调制器(SLM，Spatial light modulator)是用于对光波强度、相位和偏振态等进行调制的光电器件。按照输入控制信号方式的不同能够将液晶空间光调制器分为光寻址的液晶空间光调制器和电寻址的液晶空间光调制器，其中光寻址的液晶空间光调制器也被称为液晶光阀(Liquid Crystal Light Valve，LCLV)。液晶光阀具有高分辨率性，能够直接接收低强度、小屏幕的图像，并用来自另一光源的光实时地将它转换成高强度、大屏幕的图像。可应用于实时大屏幕投影显示、光学信息处理、光学计算机、光学通讯图象增强等领域。

液晶光阀的一个重要性能指标为分辨率，而决定液晶光阀分辨率的关键结构是光敏层。提高光敏层光吸收系数、光电转化效率和电导率是改善液晶光阀响应速度和分辨率的重要途径。公开号为CN1751320Y的中国专利为本发明最接近的现有技术，其公开了中液晶光阀的光敏层为单一带隙氢化非晶硅(a-Si:H)光敏层，然而该光敏层由于响应时间长、迁移率不足等缺点而影响了液晶光阀的分辨率，从而难以满足高分辨率、高灵敏度的液晶光阀光敏层的要求。因此亟需一种能够大大提高其分辨率及灵敏度的液晶光阀及其制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高分辨率及高灵敏度的液晶光阀及制备该液晶光阀的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种液晶光阀，包括相对设置的第一玻璃基片和第二玻璃基片，第一玻璃基片和第二玻璃基片相向的侧面分别设有第一透明导电薄膜层和第二透明导电薄膜层，第一透明导电薄膜层和第二透明导电薄膜层之间还依次设有光敏层、阻光层、介质镜、第一取向层、液晶层及第二取向层，所述光敏层为光学带隙渐变的a-Si:H/nc-Si:H薄膜，其带隙范围为1.5eV～2.2eV。

具体的，所述光敏层的厚度为2μm～3μm。

具体的，所述阻光层的材质为碲化镉，其厚度范围为1～1.5μm，介质镜的透射率小于1％，第一取向层及第二取向层均为聚酰亚胺取向层。

进一步的，所述第一取向层及第二取向层之间均匀设置有直径4μm的间隔子。

进一步的，所述第一玻璃基片背离第一透明导电薄膜层的一侧设有增透膜层。

为了制备上述液晶光阀所采用的制备方法如下：液晶光阀的制备方法，包括以下步骤：

A.分别在第一玻璃基片和第二玻璃基片的一侧镀一层透明导电薄膜，形成第一导电玻璃和第二导电玻璃，清洗前述导电玻璃后取出；

B.吹干步骤A取出的第一导电玻璃和第二导电玻璃，并将第一导电玻璃放入到真空室中，使用射频等离子体化学气相沉积法在第一导电玻璃的透明导电薄膜上制备nc-Si:H/a-Si:H渐变过渡型薄膜作为光敏层，所述薄膜的厚度为其厚度范围为2～3μm；

C.将步骤B溅射光敏层后的第一导电玻璃取出，在光敏层表面蒸镀材质为碲化镉的阻光层，而后在阻光层上制备介质镜；

D.分别在步骤C中的第一导电玻璃的介质镜及步骤A中的第二导电玻璃的透明导电薄膜上旋涂聚酰亚胺溶液，并甩胶使其均匀，烘烤固化后利用丝绒摩擦，使其表面形成微细取向沟槽，分别形成取向层，且两个取向层的微细取向沟槽相互重直；

E.在取向层之间均匀放入间隔子后灌入液晶，并利用环氧树脂胶封，形成液晶光阀。

具体的，所述步骤A具体包括：

A1.分别在第一玻璃基片和第二玻璃基片的一侧镀一层透明导电薄膜形成第一导电玻璃和第二导电玻璃；

A2.利用洗涤剂对第一导电玻璃和第二导电玻璃的表面进行清洁；

A3.将步骤A2清洗得到的第一导电玻璃和第二导电玻璃放在基片架上，放入盛有丙酮或乙醇溶液的烧杯中进行超声处理5min，然后静置2min；

A4.将步骤A3洗涤后得到的第一导电玻璃、第二导电玻璃及基片架放入盛有饱和NaOH超纯水的烧杯中，超声处理5min后静置2min；

A5.将步骤A4洗涤后得到的第一导电玻璃、第二导电玻璃及基片架放入盛有去离子水的烧杯中，超声处理5min后静置2min后取出。

具体的，所述步骤B具体包括：