[发明专利]双稳态液晶光阀及其操作方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种双稳态液晶光阀及其操作方法。

背景技术

自二十世纪七十年代以来，液晶光阀逐渐被广泛地应用于光信息处理、空间光调制、大屏幕投影显示、光计算等方面。液晶光阀所使用的液晶层具有反射态(P态)、散射态(FC态)和透明态(H态)。人们应用液晶这三种状态来实现光透过状态的切换。例如，液晶光阀可用于电焊保护罩等。

目前，用于例如投影仪的液晶光阀主要采用TN型，TN型液晶光阀包括填充有向列液晶的液晶盒以及分别设置在液晶盒两侧的两片偏光片，具有可用的对比度和分辨率。但是，TN型液晶光阀所采用的双偏振片结构，一方面使得光阀的透光效率较低，造成投影图像亮度较暗，另一方面由于偏振片的光吸收而导致器件发热。传统的TN型为常黑模式，采用液晶层的FC态作为成像态，而采用液晶层的H态作为透明态，因此不加电时液晶光阀处于FC态，加电时液晶光阀处于H态。

发明内容

本发明的至少一个实施例提供了一种双稳态液晶光阀，其包括：第一透明基板和第二透明基板，彼此平行对置以形成液晶盒；设置在所述第一透明基板内侧的第一电极；设置在所述第二透明基板内侧的对应于所述第一电极的第二电极；填充在所述第一透明基板和所述第二透明基板之间的液晶盒中的液晶层，包括向列相液晶和在所述向列液晶中分散的凝胶因子。所述液晶层包括在所述第一透明基板水平方向彼此并列的透明态区域和散射态区域。

在一个实施例中，例如，所述透明态区域对应于所述第一电极所在的区域。

在一个实施例中，例如，该双稳态液晶光阀还包括：设置在所述第一透明基板内侧覆盖所述第一电极的第一取向层；设置在所述第二透明基板内侧覆盖所述第二电极的第二取向层。所述第一取向层和所述第二取向层的取向方向相反。

在一个实施例中，例如，所述向列液晶为正性液晶且双折射率△n＞0.200。

在一个实施例中，例如，所述凝胶因子能与向列相液晶相互作用，进行自组装。

在一个实施例中，例如，该双稳态液晶光阀还包括控制电路，所述控制电路配置来对所述第一电极和所述第二电极施加电压。

在一个实施例中，例如，该双稳态液晶光阀还包括控温装置，所述控温设备配置来控制所述液晶层的温度。

在一个实施例中，例如，所述第二电极为板状电极，设置在所述透明态区域和所述散射态区域中。

在一个实施例中，例如，所述第二电极为图案电极，仅设置在所述透明态区域中。

在一个实施例中，例如，所述第一电极包括多个第一子电极。

在一个实施例中，例如，所述第一电极包括有源驱动结构，该有源驱动结构包括多个子像素单元，所述多个子像素单元中每个包括所述第一子电极之一以及开关元件。

根据本发明的另一个实施例还提供了一种用于上述任一的双稳态液晶光阀的操作方法，包括：将所述液晶光阀的液晶层加热到液晶清亮点温度以上；在所述液晶光阀的第一电极和第二电极之间施加一电压，然后进行冷却，在所述液晶光阀的透明态区域中得到稳定的透明态部分，在所述液晶光阀的散射态区域中得到稳定的散射态部分。

在一个实施例中，例如，所述第一电极包括多个第一子电极，对所述多个第一子电极的部分施加所述电压。

根据本发明实施例的双稳态液晶光阀以及操作方法，与传统的TN型液晶光阀相比，首先，将凝胶因子引入到液晶光阀所使用的向列液晶中，可以实现液晶光阀的双稳态显示，因此使用范围更广；其次，可以通过调节液晶光阀的温度来实现液晶光阀显示内容的多次重复擦写，能够有效地降低液晶光阀的功耗；第三，通过调节液晶光阀的温度来实现液晶光阀显示内容的多次重复擦写，操作简单、直观；第四，无需再像传统TN型液晶光阀那样需要设置在液晶盒两侧的偏光片，因此使得液晶光阀的结构更简单，制造工艺也相应地变得更简单，成本更低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

图1示出了本发明一个实施例提供的双稳态液晶光阀。

图2a示出了根据本发明实施例的液晶光阀中液晶层处于初始状态(清亮状态)的示意图；图2b示出了根据本发明实施例的液晶光阀中液晶层的透明态区域的示意图；图2c示出了根据本发明实施例的液晶光阀中液晶层的散射态区域的示意图。

图3为根据本发明实施例的液晶光阀的擦写操作的示意图。

图4示出了本发明实施例的液晶光阀中写入的图案的一个示例。