一种基于pdlc的光导向器件及光电装置的制造方法_2

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r>[0022]优选的,所述棱镜结构为三角状突起,该棱镜结构包含至少一个斜率不等于零的斜面。
[0023]优选的,所述棱镜结构为三角状突起,该棱镜结构的三角状突起的两个斜面中,包括一个与xy平面倾斜的斜面和与xy平面垂直的斜面,其中该与xy平面倾斜的斜面构成所述具有可以弓I起光线折射的斜面。
[0024]优选的,所述聚合物棱镜层的折射率与所述I3DLC中的聚合物层的折射率相等,且同时与所述F1DLC中的液晶微滴的异常光折射率η I I相等,即npl = np2 = n| = np。
[0025]优选的,当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为η I I时,所述TOLC的有效折射率neff = np,入射光线从聚合物棱镜层进入TOLC时,在交界面上并未出现折射;当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为η丄时,所述TOLC的有效折射率neff〈np,入射光线从聚合物棱镜层以一定角度进入TOLC时,在交界面上出现折射,且具有入射角小于出射角的关系。
[0026]优选的,所述聚合物棱镜层的折射率npl与所述I3DLC中的聚合物层的折射率np2相等,且同时与所述F1DLC中的液晶微滴的寻常光折射率η丄相等,即npl = np2 = η丄=ηρ0
[0027]优选的,当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为η丄时,所述TOLC的有效折射率neff = np,入射光线从聚合物棱镜层进入TOLC时,在交界面上并未出现折射;当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为η I I时,所述TOLC的有效折射率neff>np,入射光线从聚合物棱镜层以一定角度进入TOLC时,在交界面上出现折射,且具有入射角大于出射角的关系。
[0028]优选的,所述roLC与所述嵌入层形成光学折射可调层,所述光导向器件按出射光方向依次包括:上透明基材、上ITO电极层、光学折射可调层、下ITO电极层与下透明基材。
[0029]根据发明的目的提出的一种基于roLC的光导向器件,按出射光方向依次包括:上透明基材、上ITO电极层、光学折射可调层、下ITO电极层与下透明基材,所述光学折射可调层包括roLC与聚合物棱镜层,所述roLC中的液晶微滴,在所施加的驱动电压的频率变化下,其光学折射率具有从异常光折射率n| I到寻常光折射率η丄切换变换的能力,所述聚合物棱镜层复合在所述roLC的入光面或出光面中的至少一个表面中,该聚合物棱镜层通过将复数个周期排列的棱镜结构设置在与roLC的交界面上,形成具有可以引起光线折射的斜面的效果,当所施加驱动电压的频率变化时,让通过该聚合物棱镜层和roLC的光在交界面处产生折射角的变化,从而形成在至少两个不同传导方向上进行切换的能力。
[0030]优选的,所述棱镜结构为三角状突起,该棱镜结构包含至少一个斜率不等于零的斜面。
[0031]优选的,所述棱镜结构为三角状突起,该棱镜结构的三角状突起的两个斜面中,包括一个与Xy平面倾斜的斜面和与Xy平面垂直的斜面。
[0032]优选的,所述聚合物棱镜层的折射率与所述I3DLC中的聚合物层的折射率相等,且同时与所述F1DLC中的液晶微滴的异常光折射率η I I相等,即npl = np2 = n| = np。
[0033]优选的,当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为η I I时,所述TOLC的有效折射率neff = np,入射光线从聚合物棱镜层进入TOLC时,在交界面上并未出现折射;当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为η丄时,所述TOLC的有效折射率neff〈np,入射光线从聚合物棱镜层以一定角度进入TOLC时,在交界面上出现折射,且具有入射角小于出射角的关系。
[0034]优选的,所述聚合物棱镜层的折射率npl与所述I3DLC中的聚合物层的折射率np2相等,且同时与所述F1DLC中的液晶微滴的寻常光折射率η丄相等,即npl = np2 = η丄=ηρ0
[0035]优选的,当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为η丄时,所述TOLC的有效折射率neff = np,入射光线从聚合物棱镜层进入TOLC时,在交界面上并未出现折射;当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为η I I时,所述TOLC的有效折射率neff>np,入射光线从聚合物棱镜层以一定角度进入TOLC时,在交界面上出现折射,且具有入射角大于出射角的关系。
[0036]优选的,所述上ITO电极层和下ITO电极层为透明的电极层,设置在所述上透明基材和下透明基材的内侧面上,且该上ITO电极层、下ITO电极层,与驱动电压V(f)连接,其中,f为该驱动电压的驱动频率。
[0037]本发明所提出的光导向器件,通过对驱动电压V(f)中的频率f的控制,使得V(f)具有对PDLC中液晶分子进行空间排列驱动的能力,进而让roLC的光学折射率产生η I ——η丄互相切换的能力,结合到具有表面斜率的棱镜结构,让入射光在整个光学折射可调层32内的传播方向在交界面处随频率变化而变化,达到控制光导向的目的。
【附图说明】
[0038]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]如图1Α-1Β是现有的I3DLC在作为显示器时的原理示意图。
[0040]图2是一种现有的I3DLC作为2D\3D切换装置的原理示意图。
[0041]图3是一种现有的电压频率驱动型I3DLC的结构示意图。
[0042]图4图3中I3DLC中单个液晶分子的结构示意图。
[0043]图5是图4中液晶分子介电常数ε I 1、ε丄与驱动电压频率f响应的示意图。
[0044]图6为液晶分子定向排列的示意图。
[0045]图7为液晶分子均向排列的示意图。
[0046]图8是本发明一较佳实施方式下的光导向器件不意图。
[0047]图9为图8中光学折射可调层的结构示意图。
[0048]图10为图9中棱镜结构的表面立体示意图。
[0049]图11为TOLC的有效折射率neff = np时,光线在该光学折射可调层中的传播示意图。
[0050]图12为TOLC的有效折射率neff〈np时,光线在该光学折射可调层中的传播示意图。
[0051]图13为TOLC的有效折射率neff>np时,光线在该光学折射可调层中的传播示意图。
【具体实施方式】
[0052]正如【背景技术】中所述,roLC作为显示器以及光闸,在不同的应用领域得到了广泛的研宄。然而,针对电压频率驱动型roLC的应用,目前并不多见。因此能够利用roLC受电压频率驱动的特性,设计一些新的装置,以丰富roix的应用领域,显得十分有意义。
[0053]本发明正是基于上述的电压频率驱动型roLC,提出了一种光的导向器件。该光导向器件的发明主旨在于:对roLC施加一个频率变化的驱动电压,该驱动电压的频率变化可以使得TOLC中的液晶微滴的光学折射率具有从异常光折射率n| I到寻常光折射率η丄之间切换的能力,在roLC的入光面或出光面中的至少一个表面中,设置一个嵌入层,使得该嵌入层与roLC的交界面上具有可以引起光线折射的斜面,当所施加驱动电压的频率变化时,让通过该嵌入层和roLC层的光在交界面处产生折射角的变化,形成在至少两个不同传导方向上进行切换的能力,从而获得控制光出射方向的能力。在2D\3D切换装置、多路照明领域具有十分广大的应用前景。
[0054]下面将对本发明的技术方案做具体描述。
[0055]请参见图8,图8是本发明一较佳实施方式下的光导向器件示意图。如图所示,该光导向器件按出射光方向依次包括:上透明基材30、上ITO电极层31、光学折射可调层32、下ITO电极层33与下透明基材34。
[0056]其中,该上、下透明基材30、34,为可由透明玻璃或PET等材料构成;该上、下ITO电极层31、33,为透明的电极层,设置在该上、下透明基材30、34的内侧面上(所谓内侧面,为指靠近光学折射可调层32的面)。另外,该上、下ITO电极层31、33,与外部驱动电压V (f)连接,通过外部驱动电压V(f)产生电场(图中未标示)。其中,f为该外部电压的驱动频率。
[0057]该光学折射可调层32即为本发明的主要创新点,正如上文中所述,该光学折射可调层32利用频率驱动型PDLC进行光学折射率的变化,使得光线在该光学折射可调层32内部传播时,发生不同角度的折射,实现光导向功能。
[0058]请参见图9,该光学折射可调层32具体包括TOLC层32a和复合在该TOLC层一侧的聚合物棱镜层32b。其中,聚合物棱镜层32b即为上文中所述的嵌入层,该聚合物棱镜层32b通过将复数个周期排列的棱镜结构32c设置在与TOLC层32a的交界面上,形成具有可以引起光线折射的斜面的效果。这些棱镜结构32c包括至少一个斜率不等于零的斜面,使得该棱镜结构32c表现为图标中所示的三角状突起。在优选的一种方式中,该棱镜结构32c的三角状突起的两个斜面中,包括一个与xy平面倾斜的斜面32f和与xy平面垂直的斜面32g(如图10所示),其中与xy平面倾斜的斜面32f构成具有可以引起光线折射的斜面,而与xy平面垂直的斜面32g则对光线的折射不产生
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