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原创 Facebook AR/VR专利提出磁场驱动的液晶排列布置控制系统

来源: 发布日期:2021-03-16 07:46 浏览:

原标题:Facebook AR/VR专利提出磁场驱动的液晶摆放安置操控系统

映维网 2021年03月15日)液晶电子游戏城LC器材一般是运用电场来从头定向各向异性液晶分子。在这种器材中,每个LC分子中对应于像素的LC由部分施加的电场操控。

电子发生的杂散电场往往会歪曲传统LC器材中液晶的摆放,然后约束所述设备的最小像素尺度。因为离子屏蔽效果,施加在LC分子的电场会遭到内部离子杂质构成的电场的影响,所以传统LC器材的功能会跟着时刻的推移而下降。例如,这种离子杂质可由紫外光将LC分解成离子而发生。别的,为了坚持LC分子摆放所需的电场,传统的LC器材需求接连的功耗。

日前,美国专利商标局发布了一份Facebook早于2019年9月提交的专利申请。名为“Magnetic field driven liquid crystal patterning control system”的创造首要介绍了一种磁场驱动的液晶摆放安置操控系统。

专利首要描绘了一种包含多个像素的液晶摆放操控系统。每个像素包含液晶和磁体。响应于磁体的切换,液晶分子从头定向以与磁体发生的磁场根本对齐。

Facebook指出,所述操控系统的一个长处是,运用磁场而非电场来对准液晶答应将像素尺度减小到低于传统液晶器材的约束。例如,施行例的像素尺度能够小于约1μm,例践约100nm。别的,专利描绘的液晶摆放安置操控系统不受离子屏蔽的影响。一起,各向异性磁体的磁化能够在这种磁体切换之后被固定,然后答应液晶能够与磁体发生的磁场坚持对齐而不发生功率损耗。

图4是运用磁场从头定向LC的办法阐明。面板A显现了与LC操控系统的像素#400相关联的几许结构。其间,LC操控系统运用磁场来驱动LC的从头定向。在专利中,像素指LC分子,其可包含LC和对准层以及比如磁体的驱动办法。

如图所示,像素#400包含两个对准层#402和#406之间的LC层#404、反射层#408和磁体#410。另一施行例中的像素一起能够包含与图示不同的附加层,例如环绕对准层#402和#406的玻璃衬底层、玻璃衬底层的一侧或两边之上的偏振层等。

LC为双折射,这意味着LC的折射率取决于取向。在一个施行例中,LC层#404可包含沿光轴具有一般折射率,以及沿笔直于光轴方向的特别折射率的单轴向列型LC,LC层#404的各向异性分子#405与之对齐。在这种情况下,能够施加磁场来从头定向光轴,然后改动相对于入射到LC层#404的光的折射率。成果,当施加磁场时,经过LC层#404的光的相位将被调制。

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除了调制光的相位之外,一起能够运用LC操控系统来调制光的振幅。例如,一组包含线性偏振器的穿插偏振器偏振以45度角输入LC的光。

如图所示,对准层#402和#406将LC层#404的分子#405诱导成根本均匀的平面对准。在一个施行例中,对准层#402和#406可经过冲突聚合物外表构成。

如面板B所示,磁场#412经过致使LC分子#405与磁场#412对准来从头定向LC分子#405。除了磁体#410旁边面的边际场,磁场#412根本均匀。

在操作中,来自一个或多个发光组件的光可入射到包含像素阵列的LC操控系统。在一个施行例中能够运用偏振光。一般,LC操控系统能够是,空间光调制器、PBP透镜、液晶显现屏幕、变焦透镜等。经过操控LC操控系统中的像素的状况,能够对光施加空间改变的调制。

图5A是LC操控系统#500的横截面示意图。如图所示,LC操控系统#500包含像素阵列,像素阵列包含各自的LCs 502.sub.1到502.sub.N(统称为LC#502)和相应的磁体506.sub.1到506.sub.N(统称为磁体#506)。LC操控系统#500的悉数或部分组件能够互相物理触摸,互相同享基板,互相层压,互相光学触摸,互相之间具有折射率匹配流体或光学胶,和/或互相之间能够具有空间。

LC#502和磁体#506可由任何技能可行的资料制成。如所述,LC#502可包含任何适宜类型的LC,例如单轴向列相LC、手性向列相LC、双轴向列相LC等。在一个施行例中,磁体#506可包含磁性微颗粒或纳米颗粒。在一个施行例中,可运用磁性多层膜或笔直磁化膜。LC#502能够是任何适宜的形状和/或尺度。例如在一个施行例中,LC#502中的每一个能够是几百纳米厚。在一个施行例中,LC操控系统#500中的像素的巨细能够减小到低于依靠电场的传统LC期间的约束,包含小于约1μm的像素巨细。

入射到LC操控系统#500的光能够穿过LC#502而且被反射层#504反射到用户或透镜。换句话说,LC操控系统#500充任反射镜,LC#502调制入射到其上的光以发生光的空间改变调制。如上所述,在一些施行例中,投射到LC操控系统#500的光能够是偏振的。

在一个施行例中,磁体#506之间的空隙可由反射资料掩盖,而且反射层#504可经过在磁体#506和空隙顶部溅射反射资料构成。这样能够消除衍射。

图5B是LC操控系统#500的仰望示意图。导线#508和#510以穿插导线计划安置在磁体#506和LC#502下方。

经过导线#508和#510的电流发生磁场。例如,薄膜晶体管可用于驱动经过导线#508和#510的电流。电流流过导线发生的磁场为H.l/r,其间l是导线中的电流,r是距导线的间隔。经过运用磁体#506,能够一起驱动导线#508和#510中的两条以发生在磁体#506各向异性的不同易轴之间切换磁体#506之一所需的矫顽场。磁体#506中的每一个具有两个易轴,能够经过在磁体#506相交的成对导线#508和#510来驱动电流,以使其磁化朝向易轴之一。

与需求接连功耗以坚持用于对准LC的挑选场的传统LC器材比较,磁化能够坚持固定而不耗费功率。之后,电流可能会经过相同的电线,但方向相反,以切换磁铁回到它的另一个简单的轴,然后改变磁场的方向。

相关专利:Magnetic field driven liquid crystal patterning control system

名为“Magnetic field driven liquid crystal patterning control system”的专利申请开始在2019年9月提交,并在日前由美国专利商标局发布。

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