电扫描双通光孔径焦点可摆动液晶微透镜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电扫描双通光孔径焦点可摆动液晶微透镜，包括上玻璃衬底、PI定向层、上玻璃衬底ITO透明上电极、上玻璃衬底ITO透明下电极、液晶层、多个玻璃间隔子、下玻璃衬底以及下玻璃衬底ITO透明上电极，上玻璃衬底的正反两面分别镀有ITO透明电极，下玻璃衬底的一面镀有ITO透明电极，上玻璃衬底正反两面的ITO透明电极分别都为具有四个呈十字形对称排列的子电极，上玻璃衬底正反两面的上下电极中心圆孔圆心对齐，上玻璃衬底正反两面的上下电极图案错开45度，PI定向层是镀在上玻璃衬底的下ITO透明下电极和下玻璃衬底的ITO透明上电极上。本实用新型专利技术能够解决现有技术中存在的通光孔径固定不可变以及图案电极易发生串扰，焦点摆动效果不理想的问题。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
电扫描双通光孔径焦点可摆动液晶微透镜
本技术属于液晶透镜
，更具体地，涉及一种电扫描双通光孔径焦点可摆动液晶微透镜。
技术介绍
随着液晶在显示器领域广泛的应用，各国研究人员发现液晶材料是一种良好的光电材料，尤其易受到外界条件影响导致介电常数、折射率发生改变，在一定条件下可以在平面液晶层形成梯度折射率分布。研究人员利用该特点研制出基于液晶的自适应微透镜，该透镜不仅具有梯度折射率透镜的特点，而且还具有电控调节焦距的特点，是性能突出、急切需要发展的新型光学成像元件。现有的电扫描焦点可摆动液晶微透镜结构是采用三层电极的结构形式，底层是ITO平板电极，中间层是ITO图案电极，上层是铝电极。需要通过两个驱动电压来控制液晶微透镜，一个电压用于控制聚焦及焦点摆动，另一个电压用于控制相错线的出现，两个电压必须保持同相位。这种微透镜结构存在几个问题:1，两个驱动电压必须保持同相位，这给实际应用带来不便；2，中间电极图案易使电场产生串扰，难以达到理想的焦点摆动效果；3，通光孔径固定，不能满足实际应用大小视野切换所要求的通光孔径可变的要求。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供了一种电扫描双通光孔径焦点可摆动液晶微透镜，其目的在于解决现有技术中存在的三层电极结构需要较大驱动电压、驱动电压必须保持同相位从而给应用带来不便、焦点摆动效果不理想以及通光孔径不可变的技术问题。为实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供了一种电扫描双通光孔径焦点可摆动液晶微透镜，包括上玻璃衬底、PI定向层、上玻璃衬底ITO透明上电极、上玻璃衬底ITO透明下电极、液晶层、多个玻璃间隔子以及下玻璃衬底ITO透明上电极，上玻璃衬底的正反两面和下玻璃衬底的一面上分别镀有ITO透明电极，上玻璃衬底正反两面的ITO透明电极分别都为具有四个呈十字形对称排列的子电极，上玻璃衬底正反两面的上下电极中心圆孔圆心对齐，上玻璃衬底正反两面的上下电极图案错开45度,且子电极与外界电源相连，子电极的形状为近似条形，四个子电极所围成的区域为圆形，下玻璃衬底的ITO透明上电极为圆形，其圆心与上玻璃衬底的子电极所围成的圆形的圆心对齐，PI定向层是镀在上玻璃衬底的ITO透明下电极和下玻璃衬底ITO透明上电极上，上玻璃衬底和下玻璃衬底是上下设置，且液晶层灌注在上玻璃衬底和下玻璃衬底之间，玻璃间隔子设置在上玻璃衬底和下玻璃衬底之间，且位于二者的边缘处。优选地，上玻璃衬底的ITO透明上电极的子电极的条形宽度为192微米，四个子电极所围成的圆形区域的直径为500微米。优选地，上玻璃衬底的ITO透明下电极的子电极的条形宽度为114微米，四个子电极所围成的圆形区域的直径为300微米。优选地，下玻璃衬底的ITO透明上电极的圆形电极直径为300微米。优选地，上玻璃衬底的ITO透明上电极和下电极所围成的两个圆形区域的圆心和下玻璃衬底的圆形电极的圆心对齐。优选地，液晶层为向列型液晶。总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果:1、驱动电压低，由于本技术所采用的两层ITO透明电极直接紧靠液晶层，使电极上的电压直接作用于液晶，使驱动电压的幅值得以降低。2、有效地抑制了相错线，由于本技术采用了新型的图案电极，此电极形状能有效得抑制相错线的出现。3，能在上玻璃衬底的ITO透明上电极和下电极上分别形成直径为500微米和300微米的两个不同的通光孔径，在需要大小视场切换的情况下，通过对不同的上下电极加电，解决了通光孔径固定不变的问题。4、能使入射光有效聚焦并且焦点能在焦平面内任意摆动，由于本技术采用了新型的图案电极，当对上玻璃衬底的上下电极的四个子电极分别加不同驱动电压时，可以使焦点在焦平面内任意摆动。【附图说明】图1是本技术的电扫描双通光孔径焦点可摆动液晶微透镜的整体结构示意图。图2是本技术的上玻璃衬底的ITO透明上下电极的俯视图。图3是本技术的上玻璃衬底的ITO透明上下电极的立体透视图。图4是本技术的上玻璃衬底的ITO透明上下电极的实物立体图。图5是本技术的电扫描双通光孔径焦点可摆动液晶微透镜的整体结构立体透视图。图6是本技术的电扫描双通光孔径焦点可摆动液晶微透镜的整体结构实物立体图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中:1-玻璃间隔子；2-上玻璃衬底的ITO透明上电极；3-上玻璃衬底；4-上玻璃衬底的ITO透明下电极；5-液晶层；6-下玻璃衬底的ITO透明上电极；7-PI定向层；8-下玻璃衬底。【具体实施方式】为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1至6所示，本技术电扫描焦点可摆动液晶微透镜包括多个玻璃间隔子1、上玻璃衬底的ITO(Indium Tin Oxide,铟锡氧化物，简称ITO)透明上电极2、上玻璃衬底3、上玻璃衬底的ITO透明下电极4、液晶层5、下玻璃衬底的ITO透明上电极6、PI(polyimide)定向层7以及下玻璃衬底8。ITO透明上电极2和ITO透明上电极4分别镀在上玻璃衬底的正面和反面上。ITO透明上电极6镀在下玻璃衬底的正面上。上玻璃衬底的ITO透明上电极2具有四个呈十字形对称排列的子电极，子电极与外界电源相连。在本实施方式中，子电极的形状为近似条形，且条形宽度为192微米，四个子电极所围成的区域为圆形，该圆形的直径为500微米。上玻璃衬底的ITO透明下电极4具有四个呈十字形对称排列的子电极，子电极与外界电源相连。在本实施方式中，子电极的形状为近似条形，且条形宽度为114微米，四个子电极所围成的区域为圆形，该圆形的直径为300微米。下玻璃衬底的ITO透明上电极6为圆形，且直径为300微米，其圆心与上玻璃衬底的四个子电极所围成的圆形的圆心对齐。[0031 ] PI定向层7是镀在上玻璃衬底的ITO透明下电极4和下玻璃衬底的ITO透明上电极6上。上玻璃衬底3和下玻璃衬底8是上下设置，且液晶层5灌注在上玻璃衬底3和下玻璃衬底8之间。在本实施方式中，液晶层5为向列型液晶。玻璃间隔子5设置在上玻璃衬底3和下玻璃衬底8之间，且位于上玻璃衬底3和下玻璃衬底8的边缘处。以下详细描述本技术的工作原理:当外界电源对四个子电极提供电压的幅值相同时，在上玻璃衬底的ITO透明电极与下玻璃衬底的ITO透明上电极之间的区域将产生对称的非均匀电场，其强度由中心到边缘逐渐增加。液晶层中液晶分子指向矢的倾斜角也会随之电场变化，在圆中心最小在边缘处最大。由于液晶的折射率和介电常数与液晶分子的排列有关，它们是各向异性，在外电场的影响下易变形。当液晶分子的方向与电场方向一致时，其形变自由能最小。如果入射光与光轴平行，电场被分解为X轴和I轴两个正交偏振分量，当两个分量都垂直于光轴时液晶的折射率为n。，没有相位差，入射光经过透镜后不发生变化。如果入射光与光轴成Θ角时，电场的截面曲线变为椭圆，在椭圆的短轴方向折射率为n。，在椭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电扫描双通光孔径焦点可摆动液晶微透镜，包括上玻璃衬底、上玻璃衬底ITO透明上电极、上玻璃衬底ITO透明下电极、PI定向层、下玻璃衬底、下玻璃衬底ITO透明上电极、液晶层以及多个玻璃间隔子，其特征在于， 上玻璃衬底ITO透明上电极和ITO透明下电极分别镀在上玻璃衬底的正反两面； 下玻璃衬底ITO透明上电极镀在下玻璃衬底的正面； 上玻璃衬底ITO透明上电极和ITO透明下电极都具有四个呈十字形对称排列的子电极，且子电极与外界电源相连； 子电极的形状为近似条形，四个子电极所围成的区域为圆形； 上玻璃衬底的ITO透明上电极的四个子电极所围成的圆形区域其圆心和ITO透明下电极的四个子电极所围成的圆形区域的圆心对齐； 下玻璃衬底的ITO透明上电极为圆形，其圆心与上玻璃衬底圆形区域的圆心对齐； PI定向层是镀在上玻璃衬底的ITO透明下电极和下玻璃衬底的ITO透明上电极上； 上玻璃衬底和下玻璃衬底是上下设置，且液晶层灌注在上玻璃衬底和下玻璃衬底之间； 玻璃间隔子设置在上玻璃衬底和下玻璃衬底之间，且位于二者的边缘处。

【技术特征摘要】
1.一种电扫描双通光孔径焦点可摆动液晶微透镜，包括上玻璃衬底、上玻璃衬底ITO透明上电极、上玻璃衬底ITO透明下电极、PI定向层、下玻璃衬底、下玻璃衬底ITO透明上电极、液晶层以及多个玻璃间隔子，其特征在于， 上玻璃衬底ITO透明上电极和ITO透明下电极分别镀在上玻璃衬底的正反两面； 下玻璃衬底ITO透明上电极镀在下玻璃衬底的正面； 上玻璃衬底ITO透明上电极和ITO透明下电极都具有四个呈十字形对称排列的子电极，且子电极与外界电源相连； 子电极的形状为近似条形，四个子电极所围成的区域为圆形； 上玻璃衬底的ITO透明上电极的四个子电极所围成的圆形区域其圆心和ITO透明下电极的四个子电极所围成的圆形区域的圆心对齐； 下玻璃衬底的ITO透明上电极为圆形，其圆心与上玻璃衬底圆形区域的圆心对齐； PI定向层是镀在上玻璃衬底的ITO透明下电极和下玻璃衬底的ITO透明上电极上； 上玻璃衬底和下玻璃衬底是上下设置，且液晶层...

【专利技术属性】
技术研发人员：康胜武，佟庆，张新宇，桑红石，张天序，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42