液晶(LCs, Liquid Crystals)是一种处于液态和晶态之间低维有序中间相态的有机化合物材料,具备独特的流动性及介电和光学的各向异性。在电场、磁场、应力及热等外部条件作用下,液晶分子的指向会从初始取向发生变化。因其独特的光学外场可调特性,尤其是电光特性,使得液晶在诸如信息显示及可调光子学应用等领域都扮演着举足轻重的角色。液晶器件性能与液晶分子的取向控制密不可分,液晶取向控制是很多液晶器件功能实现的基础。液晶取向技术的研究历史悠久、工艺类型丰富,按照其制备工艺类型可分为摩擦取向(接触式)和非接触式取向两种技术演进。摩擦取向工艺简单,操作方便且经济有效,成本低廉,所以市场接受度很高,是工业上大量采用的一种液晶取向技术。但是存在摩擦静电、微尘聚积及沟槽内径过大等缺点,从而降低了液晶器件的成品率。为了解决这些问题,近年来已有不少非接触式取向方式被提出,比如在斜向蒸镀氧化硅、离子束取向、光取向等。其中,光取向技术由于取向精度高,易于实现选区取向实现多畴结构而实现广视角,所以引起了广泛的关注。本文工作主要包含两部分：一、基于成像光学原理,开发完善一套基于数控微反射镜阵芯片(Digital micro-mirror device, DMD)的动态掩模投影微光刻系统,将其应用于传统光刻微加工及液晶光控取向。相比传统的扫描直写式微光刻系统曝光控制复杂、效率低下,及掩模式光刻系统复刻图形失真、物理掩模板设计复杂、制造成本高昂的缺点,这套系统具备分辨率高、低光学缺陷、掩模图案设计方便及操作使用智能化等优点。这部分工作完成了光刻系统整体的搭建与调试,同时,为提高系统光学分辨率,基于光学设计理论和Code V(?)软件,协助设计了双高斯和佩兹瓦尔光学结构结合的投影物镜组,以消除DMD栅格效应的影响及光学系统像差和衍射的影响；基于Labview(?)工控软件初步设计了一套可用于传统光刻微加工及液晶光控取向的多用途工件台,同时得以提高系统光机分辨率。二、基于Adobe Illustrator(?)矢量图设计软件设计任意所需的图形图案；基于Auto CAD(?)及Auto Inventor(?)软件设计任意三维结构并分层输出为DMD所需的二维图案。将任意设定的图形图案投影曝光到液晶盒玻璃基板SD1取向涂层上,约束SD1分子的排列方向,进而控制液晶的区域取向得到多畴结构。该动态掩膜光刻系统适用于液晶取向的任意图形制备和偏振控制,考虑光机及取向剂光化学反应影响下的实际分辨率达到了0.5μm；适用于传统光刻微加工,二维结构横向分辨率达到了1.4μm。基于SD1材料的可擦写特性,我们实现了任意选区取向控制,包括一维、二维周期及非周期光栅；不同一/二维条形码间的光控转换；任意灰度的分区控制等。上述制备的液晶器件均可在外场作用下实现开关或调谐。该动态掩膜光刻技术可方便地实现实时、复杂的液晶图形取向控制,在信息显示与识别及可调光子学器件等方面有着广阔的应用前景。