[发明专利]使用有效电极结构的动态重构的电光学装置有效

专利信息
申请号: 201410431126.4 申请日: 2009-06-21
公开(公告)号: CN104252055B 公开(公告)日: 2019-08-02
发明(设计)人: T·加尔斯强;V·普雷斯塔科夫;K·阿萨特里安;A·图尔克;A·祖赫拉拜恩;A·巴拉米扬 申请(专利权)人: 凌威光电公司
主分类号: G02F1/13 分类号: G02F1/13;G02F1/133;G02F1/1343
代理公司: 北京市中咨律师事务所 11247 代理人: 张亚非;杨晓光
地址: 美国加利*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 使用 有效 电极 结构 动态 光学 装置
【说明书】:

一种用于控制通过液晶层的光的传播的可变液晶装置,使用频率依赖材料以在该装置中动态地重构有效电极结构。在该装置中产生电场的驱动信号的频率是可变的,且该频率依赖材料对于不同的频率具有不同的电荷迁移率。在低电荷迁移率的情况下,该频率依赖材料对于现存的电极结构具有轻微的效应。然而,在高电荷迁移率的情况下,该频率依赖材料表现为所述固定电极的延伸,且可用于改变该有效电极结构从而改变该电场的空间分布。这又改变了液晶的光学特性,从而使得该光学装置为可频率控制的。

本申请是国际申请号为PCT/IB2009/052658、国际申请日为2009年6月21日、中国国家申请号为200980123511.X、标题为“使用有效电极结构的动态重构的电光学装置”的PCT专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及电可调光学装置的领域,尤其涉及使用液晶的电可调光学装置。

背景技术

可调液晶(LC)光学装置,如透镜、光束偏转装置及光闸(shutter),是本领域所熟知的技术。虽然一些可调液晶透镜是配合均匀的电控场或磁控场来操作,但是大部分是使用空间调制场。在电场的情况中,一些现有技术被用于空间调制电场。空间不均匀介电层已用于衰减电场,以使得该电场具有期望的空间分布。将电极成形为球状以提供期望的电场空间分布。空间调制电场的另一种方法是使用平面电极,该平面电极的阻抗性质使得当将交流驱动电流施加于该电极时,该电极上的电压降导致空间调制的电场。

如图1所示,一种常规LC单元通过如下制得:将液晶102夹在两个基板104、106之间,每个所述基板首先被涂覆透明电极108、110,所述透明电极可能为例如铟锡氧化物(ITO)的材料层,然后每个所述基板被涂覆聚合物层112(通常为聚酰亚胺),且该聚合物层112在预定方向上被摩擦以在没有控制电场的情况下将LC分子对准为基态。施加电压至两个ITO产生均匀的电场和相对应的均匀LC再取向(以及相对应的均匀折射率分布)。在这样的装置中,在纵向上的分子折射率不同于横向方向上的分子折射率。

图2示出现有技术的LC单元结构,其中,使用高电阻率材料的盘形区205周围的低电阻率的孔状构图的电极环204通过其强烈“共振”衰减用于产生电场梯度。该几何形状的优势在于非常薄(此为关键需求,例如,对于蜂窝电话应用而言)和仅使用两个电极(因此仅需要一个控制电压)。然而,产生具有高光学透明度的高电阻率材料的所需厚度和具有良好均匀度的LC单元是困难的,且该制造方法通常具有低产率。不同透镜将具有稍微不同的电极电阻值,结合模态控制(modal control)也与精确的单元厚度非常相关,意味着必须分别校正每一个单独透镜。另外,模态透镜(modal lens)的最小直径限于约2毫米-在此尺寸之下,该ITO层所需的电阻率超过10MΩ/sq。最后,这样的(称作“模态控制”)透镜必须总是为正的或者负的。无法于发散和收敛透镜之间进行切换。

图3示出另一个现有技术的产生电场梯度的LC单元结构,其中使用三个不同电极304、305、307(其中两个位于形成在相同平面上的孔间图案中)和两个电压V1、V2以及额外不同的弱导电层(WCL)306。该外部孔状构图的电极304(其上施加有电压V1)的作用是产生类透镜的电场分布,而该中心盘形电极305(其上施加有电压V2)的作用是避免向错和控制梯度值(例如:消除该透镜)。

WCL306的作用是减弱由V1所产生的分布,并且使得该透镜的整体厚度减小。然而,该顶部电极的复杂图案、必须使用两个不同电压、以及分离的WCL使得难以制造且妨碍该方法的实用性。例如,使用该方法以建立偏振独立的透镜将会需要使用6至7片厚玻璃,这是困难的工作。

发明内容

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