（映维网 2021年03月15日）液晶LC器件平日是应用电场来从新定向各向异性液晶分子。在这种器件中，每个LC分子中对应于像素的LC由局部施加的电场控制。
电子产生的杂散电场往往会扭曲传统LC器件中液晶的分列，从而限制所述设备的最小像素尺寸。因为离子樊篱感化，施加在LC分子的电场会受到内部离子杂质形成的电场的影响，所以传统LC器件的机能会跟着时光的推移而降低。例如，这种离子杂质可由紫外光将LC分化成离子而产生。别的，为了保持LC分子分列所需的电场，传统的LC器件须要持续的功耗。
日前，美国专利商标局颁布了一份Facebook早于2019年9月提交的专利申请。名为“Magnetic field driven liquid crystal patterning control system”的创造重要介绍了一种磁场驱动的液晶分列安排控制体系。
专利重要描述了一种包含多个像素的液晶分列控制体系。每个像素包含液晶和磁体。响应于磁体的切换，液晶分子从新定向以与磁体产生的磁场根本对齐。
Facebook指出，所述控制体系的一个长处是，应用磁场而非电场来对准液晶许可将像素尺寸减小到低于传统液晶器件的限制。例如，实施例的像素尺寸可以小于约1μm，例履约100nm。别的，专利描述的液晶分列安排控制体系不受离子樊篱的影响。同时，各向异性磁体的磁化可以在这种磁体切换之后被固定，从而许可液晶可以或许与磁体产生的磁场保持对齐而不产生功率损耗。
图4是应用磁场从新定向LC的办法解释。面板A显示了与LC控制体系的像素#400相接洽关系的几何构造。个中，LC控制体系应用磁场来驱动LC的从新定向。在专利中，像素指LC分子，其可包含LC和对准层以及诸如磁体的驱动办法。
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。另一实施例中的像素同时可以包含与图示不合的附加层，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侧之上的偏振层等。
LC为双折射，这意味着LC的折射率取决于取向。在一个实施例中，LC层#404可包含沿光轴具有通俗折射率，以及沿垂直于光轴偏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，可以施加磁场来从新定向光轴，从而改变相对于入射到LC层#404的光的折射率。成果，当施加磁场时，经由过程LC层#404的光的相位将被调制。
除了调制光的相位之外，同时可以应用LC控制体系来调制光的振幅。例如，一组包含线性偏振器的交叉偏振器偏振以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引诱成根本平均的平面对准。在一个实施例中，对准层#402和#406可经由过程摩擦聚合物外面形成。
如面板B所示，磁场#412经由过程致使LC分子#405与磁场#412对准来从新定向LC分子#405。除了磁体#410侧面的边沿场，磁场#412根本平均。
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控制体系。在一个实施例中可以应用偏振光。平日，LC控制体系可所以，空间光调制器、PBP透镜、液晶显示屏幕、变焦透镜等。经由过程控制LC控制体系中的像素的状况，可以对光施加空间变更的调制。
图5A是LC控制体系#500的横截面示意图。如图所示，LC控制体系#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）和响应的磁体506.sub.1到506.sub.N（统称为磁体#506）。LC控制体系#500的全部或部分组件可以彼此物理接触，彼此共享基板，彼此层压，彼此光学接触，彼此之间具有折射率匹配流体或光学胶，和/或彼此之间可以具有空间。
LC#502和磁体#506可由任何技巧可行的材料制成。如所述，LC#502可包含任何合适类型的LC，例如单轴向列相LC、手性向列相LC、双轴向列相LC等。在一个实施例中，磁体#506可包含磁性微颗粒或纳米颗粒。在一个实施例中，可应用磁性多层膜或垂直磁化膜。LC#502可所以任何合适的外形和/或尺寸。例如在一个实施例中，LC#502中的每一个可所以几百纳米厚。在一个实施例中，LC控制体系#500中的像素的大年夜小可以减小到低于依附电场的传统LC时代的限制，包含小于约1μm的像素大年夜小。
入射到LC控制体系#500的光可以穿过LC#502并且被反射层#504反射到用户或透镜。换句话说，LC控制体系#500充当反射镜，LC#502调制入射到其上的光以产生光的空间变更调制。如上所述，在一些实施例中，投射到LC控制体系#500的光可所以偏振的。
在一个实施例中，磁体#506之间的间隙可由反射材料覆盖，并且反射层#504可经由过程在磁体#506和间隙顶部溅射反射材料形成。如许可以清除衍射。
图5B是LC控制体系#500的俯视示意图。导线#508和#510以交叉导线筹划安排在磁体#506和LC#502下方。
经由过程导线#508和#510的电流产生磁场。例如，薄膜晶体管可用于驱动经由过程导线#508和#510的电流。电流流过导线产生的磁场为H.l/r，个中l是导线中的电流，r是距导线的距离。经由过程应用磁体#506，可以同时驱动导线#508和#510中的两条以产生在磁体#506各向异性的不合易轴之间切换磁体#506之一所需的矫顽场。磁体#506中的每一个具有两个易轴，可以经由过程在磁体#506订交的成对导线#508和#510来驱动电流，以使其磁化朝向易轴之一。
与须要持续功耗以保持用于对准LC的选择场的传统LC器件比拟，磁化可以保持固定而不消费功率。之后，电流可能会经由过程雷同的电线，但偏向相反，以切换磁铁回到它的另一个轻易的轴，从而扭转磁场的偏向。
相干专利：Magnetic field driven liquid crystal patterning control system
名为“Magnetic field driven liquid crystal patterning control system”的专利申请最初在2019年9月提交，并在日前由美国专利商标局颁布。
本文链接：https://news.nweon.com/83849
