包含具有减少的杂散光的液晶装置的空间光调制器制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种液晶装置(100)，其具有至少一个设置在第一平面(1)的第一电极(2)和多个设置在实质上与第一平面(1)平行的第二平面(5)的第二电极(4)，液晶层(6)设置在第一平面(1)和第二平面(5)之间，形成液晶层以便于根据施加在至少一个第一电极(2)和至少一个第二电极(4)之间的电压的水平来修改穿过液晶层(6)的光的特性，特别是相位和/或偏振。液晶装置(100)的特征在于以在相邻的第二电极(4)之间的中间区域(8)能够产生横向电场的方式来形成和设置电极(2，4)，该横向电场以尤其是与液晶装置(100)的其它部件——例如一个或多个偏振滤光器——合作从而直接或间接引起穿过液晶装置(100)的中间区域(8)的光的振幅降低这样的方式来定向包含于中间区域(8)的液晶，该振幅降低大于穿过中间区域(8)外面的液晶层(6)的光的振幅降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及液晶装置，其具有至少一个设置在第一平面的第一电极和多个设置在实质上与第一平面平行的第二平面的第二电极，液晶层设置在第一平面和第二平面之间，形成液晶层是为了根据施加在至少一个第一电极和至少一个第二电极之间的电压的水平来修改穿过液晶层的光的性质，特别是相位和/或偏振的性质。这种类型的液晶装置尤其用于例如作为光学光调制器的一部分的全息显示器中。这种配置是已知的，例如从WO2010/149587A2中。该文献描述了用于表示二和/或三维图像内容或图像序列的显示器的光调制装置。光调制装置包含光调制器和用于控制光调制器的控制装置。光调制器根据光调制器的位置可以修改实质是准直光波场的相位和/或振幅。在光波场的传播方向上，在光调制器之后设置有至少一个具有可变衍射结构的衍射装置。利用衍射结构，由光调制器修改的光波场可以以预定的方式进行可变衍射。在这种装置中，由于穿过相邻的第二电极之间的区域的光具有与穿过第二电极中心区域的光不同的性质，尤其是不同的相位，因而可能会产生扰动。此外，可能不利地发生偏离预期的调制或电极边缘的光的散射。穿过相邻的第二电极之间的区域的光还可能具有扰动和不期望的相移。这些现象产生扰动的图像表示。因此，WO2009/156191A1建议使用变迹掩膜(apodization mask)，它是以降低选择的较高的衍射级和/或从光调制器中形成的杂散光的强度这样的方式进行修改的。特别地，建议在直视全息显示器中使用包含具有调节入射相干光的相位和/或振幅的调制器单元的可控的光调制器的变迹掩膜阵列。对于预定的调制器单元组，变迹掩膜具有相同的变迹函数，据此可以针对调制器单元调整复振幅的透明度(complex amplitude transparency)，这与光调制器的远场的单独预先确定的强度分布相一致，预定的强度分布包括降低较高的衍射级中的光强度和/或从光调制器中形成的杂散光。为了确定变迹函数，提供了如计算单元中的计算程序一样进行的迭代法。应用领域是用于在直视全息显示器中产生各种调制类型的光调制装置。然而，由于需要大量附加的部件，该技术方案复杂并昂贵。因此，本专利技术的目的是提供更简单和更经济的可生产的液晶装置，该液晶装置基本上可以避免所描述的扰动效应。本专利技术的目的通过液晶装置实现，该液晶装置的特征是形成第二电极，并以在相邻的第二电极之间的中间区域能够产生横向电场的方式设置第二电极，该横向电场以尤其是与液晶装置的其它部件——例如一个或多个偏振滤光器——合作从而直接或间接引起穿过液晶装置的中间区域的光的振幅降低这样的方式来定向包含于中间区域的液晶，该振幅降低大于穿过中间区域外面的液晶层的光的振幅降低。根据第一和/或第二电极的构成，穿过中间区域外面的液晶层的光自然地可以几乎不经历振幅降低，也就是振幅降低值几乎为零。这种情况下，当振幅降低相对于进入液晶装置的光为非零值时，将出现穿过液晶装置的中间区域的光的振幅降低。根据本专利技术，已经发现通过电极本身的特定的构造和设置可以避免扰动效应，扰动效应归因于穿过第二电极之间的中间区域的光和/或，如果有多个第一电极的话，穿过第一电极之间的中间区域的光。这是由于这样的事实：一些液晶本身——也就是那些包含于电极之间的中间区域的液晶——可选择地与其它部件合作，实现了衰减器的作用。在此意义上，可以以有利的方式大体上避免阻碍或减弱穿过中间区域的光的附加的掩膜。优选该至少一个第一电极和第二电极由针对光与液晶装置的交互作用透明的并尽可能少地反射和/或吸收光的材料制成。在本专利技术的上下文中，“包含于电极之间的中间区域”的液晶尤其指的是位于相邻的第二电极之间(如果适用的话，多个相邻的第一电极之间)的中间区域的附近区域的液晶层的液晶。因此，中间区域应当理解为从作为基础表面的中间区域与电极表面垂直地延伸到液晶层的空间区域或体积，或设置有电极的基体的表面延伸到液晶层的空间区域或体积。在液晶装置的一特别有利的实施例中，实现了这种效果，这是由于相邻的第二电极之间的距离足够小，以至于在中间区域可能产生以直接或间接引起穿过液晶装置的中间区域的光的振幅降低的方式来定向包含于中间区域的液晶的横向电场，该振幅降低大于穿过中间区域外面的液晶层的光的振幅降低。在一特定的实施例中，实现了穿过液晶装置的中间区域的光的振幅降低50％，特别是75％，更特别是90％。在液晶装置的一特定实施例中，在第一平面有单一的第一电极。在另一实施例中，第一平面设置有多个第一电极。在包含多个位于第一平面的第一电极的液晶装置中，第一电极——与第二电极类似——可以有利地以如下方式形成和设置，即，在相邻的第一电极之间的中间区域，可能产生横向电场，该横向电场以尤其是与液晶装置的其它部件——例如一个或多个偏振滤光器——合作从而直接或间接引起穿过液晶装置的中间区域的光的振幅降低这样的方式来定向包含于中间区域的液晶，该振幅降低大于穿过中间区域外面的液晶层的光的振幅降低。在一非常有利的优选实施例中，可以根据至少一个第一电极和第二电极之间施加的电压的水平将液晶层的液晶定向为第一取向(相对于液晶的分子轴)或尤其是垂直于第一取向的第二取向(相对于液晶的分子轴)，或第一取向和第二取向之间的中间状态。特别地，穿过液晶层的光可以具有取决于电压的相位。特别地，在一实施例中可以获得穿过液晶装置的中间区域的光的振幅降低，其中在多个相邻的第一电极之间的中间区域和/或相邻的第二电极之间的中间区域内，可能产生导致包含于中间区域的液晶的不同于第一取向和第二取向以及第一取向和第二取向之间的中间状态的第三取向的横向电场。例如第三取向的方向——取决于液晶装置的使用的限制和取决于液晶的类型——可以垂直地朝向与第一和/或第二平面。然而，在一些应用中，第三取向的方向大约朝向与第一和/或第二平面平行是有利的，也可以称作面内取向(in-plane orientation)。参照ECB LC模式(ECB=电控双折射)解释取向。在此，第一取向通过液晶(LC)分子的表面取向来实现，这是因为液晶分子的纵轴大约平行于第一和第二平面地取向。本文中的表述“大约平行于第一和第二平面”指的是液晶分子的纵轴和第一和/或第二平面之间的角度的大小不超过5度的值。在该实例中，第一取向相对于两个第一电极之间和/或两个第二电极之间的连接线还具有大于30度的角度，优选45本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶装置，其具有至少一个设置在第一平面(1)的第一电极(2)和多个设置在实质上与第一平面平行的第二平面(5)的第二电极(4)，液晶层(6)设置在第一平面(1)和第二平面(5)之间，形成液晶层以便于根据施加在至少一个第一电极(2)和至少一个第二电极(4)之间的电压的水平来修改穿过液晶层(6)的光的特性，特别是相位和/或偏振，其特征在于，以在相邻的第二电极(4)之间的中间区域(8)能够产生横向电场的方式形成和设置第二电极(4)，该横向电场以尤其是与液晶装置的其它部件合作从而直接或间接引起穿过液晶装置的中间区域(8)的光的振幅降低这样的方式来定向包含于中间区域(8)的液晶，该振幅降低大于穿过中间区域(8)外面的液晶层(6)的光的振幅降低，该液晶装置的其它部件例如为一个或多个偏振滤光器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.12 DE 102011052626.91.一种液晶装置，其具有至少一个设置在第一平面(1)的第一电极
(2)和多个设置在实质上与第一平面平行的第二平面(5)的第二电极(4)，
液晶层(6)设置在第一平面(1)和第二平面(5)之间，形成液晶层以
便于根据施加在至少一个第一电极(2)和至少一个第二电极(4)之间的
电压的水平来修改穿过液晶层(6)的光的特性，特别是相位和/或偏振，
其特征在于，以在相邻的第二电极(4)之间的中间区域(8)能够产生横
向电场的方式形成和设置第二电极(4)，该横向电场以尤其是与液晶装置
的其它部件合作从而直接或间接引起穿过液晶装置的中间区域(8)的光
的振幅降低这样的方式来定向包含于中间区域(8)的液晶，该振幅降低
大于穿过中间区域(8)外面的液晶层(6)的光的振幅降低，该液晶装置
的其它部件例如为一个或多个偏振滤光器。
2.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于，相邻的第二电极(4)
之间的距离足够小，从而在中间区域(8)可能产生以直接或间接引起穿
过液晶装置的中间区域(8)的光的振幅降低的方式来定向包含于中间区
域(8)的液晶的横向电场，该振幅降低大于穿过中间区域(8)外面的液
晶层(6)的光的振幅降低。
3.根据权利要求1或2所述的液晶装置，其特征在于，第一平面(1)
设置有多个第一电极(2)。
4.根据权利要求3所述的液晶装置，其特征在于，以在相邻的第一电
极(2)之间的中间区域(7)能够产生横向电场的方式形成和设置第一电
极(2)，该横向电场以尤其是与液晶装置的其它部件合作从而直接或间接
引起穿过液晶装置的中间区域(7)的光的振幅降低这样的方式来定向包
含于中间区域(7)的液晶，该振幅降低大于穿过中间区域(7)外面的液
晶层的光的振幅降低，该液晶装置的其它部件例如为一个或多个偏振滤光
器。
5.根据权利要求1-4任一项所述的液晶装置，其特征在于，能够根据

\t施加于至少一个第一电极(2)和第二电极(4)之间的电压的水平来将液
晶层(6)的液晶定向为第一取向、或者尤其是垂直于第一取向的第二取
向，或者第一取向和第二取向之间的中间状态。
6.根据权利要求5所述的液晶装置，其特征在于，在多个相邻的第一
电极(2)之间的中间区域(7)和/或相邻的第二电极(4)之间的中间区
域(8)内，可能产生导致包含于中间区域(7，8)的液晶的第三取向的横
向电场，该第三取向不同于第一取向和第二取向以及第一取向和第二取向
之间的中间状态。
7.根据权利要求5或6所述的液晶装置，其特征在于，第一取向的方
向和第二取向的方向与中间状态的方向设置在相同的平面内。
8.根据权利要求6或7所述的液晶装置，其特征在于，第三取向的方
向定向为垂直于第一取向和/或垂直于第二取向和/或垂直于至少一个中间
状态的方向。
9.根据权利要求5-8任一项所述的液晶装置，其特征在于，第一取向
的方向和/或第二取向的方向分别设置为平行于第一和第二平面(1，5)，而
第三取向的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯·克罗尔，诺伯特·莱斯特，
申请(专利权)人：视瑞尔技术公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU