一种基于垂直和平面切换模式的节距可调液晶相位光栅制造技术

本发明专利技术一种基于垂直和平面切换模式的节距可调液晶相位光栅包括上玻璃基板

【技术实现步骤摘要】
一种基于垂直和平面切换模式的节距可调液晶相位光栅


[0001]本专利技术为基于垂直和平面切换模式的节距可调液晶相位光栅
。

技术介绍

[0002]目前实现节距可调液晶相位光栅的主要技术是将周期性的电极设计在一侧基板上，再通过施加偏压或者接入复杂电路的方式来实现节距可调液晶相位光栅
。
基于垂直和平面切换模式的节距可调液晶相位光栅为液晶光栅的节距可调提供了一种全新的技术，本专利技术所运用的技术原理简单，制作工艺简单，并且液晶相位光栅的工作电压较低，在
3D
全息显示方面具有良好的应用前景
。
[0003]本专利技术目的在于克服现有技术中存在的缺陷，如结构过于复杂在工业上难以实现
、
易出现串扰和节距调节效果不佳等，提出了一种制作简单
、
节距可方便调节的一种液晶光栅
。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术包括1上玻璃基板
、2
上平面透明电极
(P1)、3
液晶层
、4
下条形透明电极
(P2)、5
下低电介质层
、6
下平面透明电极
(P3)
以及7下玻璃基板，并依次排列
。
[0005]所述上下透明电极均采用氧化铟锡
(ITO)
透明导电材料制作
。
[0006]液晶层采用
E7
液晶材料，液晶分子的排布与条形透明电极纵向延伸方向垂直
。
[0007]所述的透明电极采用不同的驱动方式获得不同的光栅周期，分别对上平面透明电极和下条形透明电极施加电压或者对下条形透明电极和下平面透明电极施加电压时，会改变液晶分子的分布从而产生不同节距的液晶光栅，即控制上下透明电极的驱动方式来控制液晶光栅的节距
。
[0008]当施加电压于上平面透明电极和下条形透明电极时，受到电极产生的电场的影响，液晶层中液晶分子的方向会按照电场的方向发生偏转，从而在液晶层中的不同位置产生不同的折射率分布
。
不同的折射率分布进而会影响透射光通过液晶层后的相位分布，这样就实现了光栅效果
。
同理施加电压于下条形透明电极和下平面透明电极时，会产生同样的效果
。
不同的是，上下条形透明电极所产生的电场分布不同，从而使得液晶层中产生的液晶光栅节距也会不同，这样就实现了两种节距可调的液晶光栅
。
附图说明
[0009]附图
1、
附图2以及附图3是本专利技术基于垂直和平面切换模式的节距可调液晶相位光栅结构示意图
。
[0010]附图
4、
附图
5、
附图6以及附图7是本专利技术分别施加电压于上平面透明电极和下条形透明电极以及施加电压于下条形透明电极和下平面透明电极后，液晶层内各个位置折射率的分布图及相位分布图
。
[0011]附图8以及附图9是本专利技术分别施加电压于上平面透明电极和下条形透明电极以及施加电压于下条形透明电极和下平面透明电极后，液晶层形成液晶光栅的响应时间图
。
[0012]上述附图中的图示标号为：1上玻璃基板，2上平面透明电极，3液晶层，4下条形透明电极，5下低电介质层，6下平面透明电极，7下玻璃基板
。
具体实施方式
[0013]为使本领域的技术人员能更进一步了解本专利技术，下面将结合附图详细地说明本专利技术的具体实施方式
。
需要说明的是，附图仅以说明为目的，并未依照原始尺寸作图
。
[0014]附图1是本专利技术实施例基于垂直和平面切换模式的节距可调液晶相位光栅结构示意图
。
本基于垂直和平面切换模式的节距可调液晶光栅结构包括上玻璃基板
、
上平面透明电极
(P1)、
液晶层
、
下条形透明电极
(P2)、
下低电介质层
、
下平面透明电极
(P3)
以及下玻璃基板；液晶层采用
E7
液晶材料，其厚度为
h
；低电介质层采用聚酰亚胺
(PI)
材料，上下透明电极采用
ITO
透明导电材料制作，下透明电极的宽度为
w
11
，相邻电极间距为
w
12
；驱动上平面和下条形透明电极液晶光栅的光栅常数为
d1。
驱动下条形和平面透明电极液晶光栅的光栅常数为
d2；驱动
P1
和
P2
或驱动
P2
和
P3
实现不同节距的液晶光栅，会使液晶层产生两种不同节距的液晶光栅；本专利技术将产生不同节距的电极置于液晶层的表面，控制透明电极的驱动方式来控制液晶光栅的节距，从而形成两种不同节距的光栅
。
如附图2所示，当施加电压于下条形透明电极和下平面透明电极时，受到电极产生的电场的影响，液晶层中液晶分子的方向会按照电场的方向发生偏转，从而在液晶层中的不同位置产生不同的折射率分布
。
该折射率分布相对入射光在液晶层中产生周期性的相位分布，这样就实现了光栅效果
。
同理，如附图3所示，施加电压于下条形透明电极和上平面透明电极时，会产生同样的效果
。
不同的是，驱动不同的透明电极所产生的电场分布不同，从而使得液晶层中产生的液晶光栅节距也会不同，这样就实现了具有两种节距的可调谐光栅
。
[0015]本实施例中使用的
E7
液晶材料的特性参数为：介电系数
Δε
＝
11.4
，液晶的材料折射率为
n
o
＝
1.741
，
n
e
＝
1.517
，入射光波长
λ
＝
550nm
，液晶层厚度
h
＝
10
μ
m
，
PI
层介电常数为
3.8。
下透明电极的宽度为
w
11
＝2μ
m
，相邻电极间距为
w
12
＝
38
μ
m。
驱动上平面和下条形透明电极液晶光栅的节距为
d1＝
40
μ
m。
驱动下平面和条形透明电极液晶光栅的节距为
d2＝
20
μ
m。
[0016]附图
4、
附图
5、
附图6以及附图7是本专利技术实施例提供的基于垂直和平面切换模式的节距可调液晶相位光栅，当分别施加电压于上平面透明电极和下条形透明电极以及施加电压于下条形透明电极和下平面透明电极时，液晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于垂直和平面切换模式的可调液晶相位光栅包括：上玻璃基板
、
上平面透明电极
(P1)、
液晶层
、
下条形透明电极
(P2)、
下低电介质层
、
下平面透明电极
(P3)
以及下玻璃基板；液晶层采用
E7
液晶
。2.
根据权利要求1所述的一种基于垂直和平面切换模式的可调液晶相位光栅，其特征是，在上下基板上都设计平面透明电极，透明电极的宽度为
w
11
，相邻电极间距为

【专利技术属性】
技术研发人员：田莉兰，郭洲，李耀，储繁，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：