[发明专利]一种偏振非依赖硅基液晶器件

说明书

本发明公开了一种偏振非依赖硅基液晶器件，涉及蓝相液晶领域以及空间光调制器件领域，该器件包括上基板、公共电极层、绝缘层、反射金属层、蓝相液晶层、像素电极层和下基板，其中绝缘层在所述公共电极层与反射金属层之间，蓝相液晶层在所述反射金属层与像素电极层之间。通过在公共电极层与蓝相液晶层加入反射金属层，增加进入器件的光束所经历的光程，从而大幅度降低器件达到2π或者2π以上相位延迟时的电压，达到硅基液晶器件对液晶驱动电压的要求；该硅基液晶器件在上下电场作用时可以调制非偏振光，使器件具有偏振非依赖特性，解决常规硅基液晶器件需要进行偏振转换的问题，大大降低损耗。

技术领域

本发明涉及蓝相液晶领域以及空间光调制器件领域，尤其涉及一种偏振非依赖的硅基液晶器件

背景技术

空间光调制器是一种对光波光场分布进行调制的元件，可通过改变光束的振幅或强度、相位、偏振态等特性进行调制，振幅以及相位调制方式较为常见，空间光调制器在通信、成像、显示、光学控制等领域中有着广泛的应用。然而，目前现有的空间光调制器都是偏振相关器件，向列相液晶构成的相位调制器需要进行表面取向才能产生相位调制，且具有偏振相关特性，即在器件应用系统中需加偏振系统，包括起偏器和检偏器等器件，这大大增加了系统复杂度、能量损耗以及成本，且占用一定的器件资源与空间。蓝相液晶由于拥有亚毫秒级的响应时间，无需配向处理，无外加电场时呈光学各向同性，以及在可见光波段呈周期性三维螺旋结构等特点，因而在场序列显示、相位调制器、三维可调光子晶体等方向的潜在应用吸引了很多人的目光。虽然蓝相液晶狭窄的温宽已经被拓宽到了超过60K，但高驱动电压问题限制了蓝相液晶的广泛应用。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种偏振非依赖的硅基液晶器件，该器件可有效降低硅基蓝相液晶器件的驱动电压，实现硅基蓝相液晶空间光调制器件，可实现对空间光束的偏振非依赖调制，降低能量损耗，节省器件资源与空间。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何能够大幅度降低蓝相液晶偏振非依赖相位调制器件的驱动电压，达到硅基液晶器件对液晶的要求，同时实现硅基液晶器件的偏振非依赖特性。

为实现上述目的，本发明提供了一种偏振非依赖硅基液晶器件，包括上基板、公共电极层、绝缘层、反射金属层、蓝相液晶层、像素电极层和下基板，所述绝缘层在所述公共电极层与所述反射金属层之间，所述蓝相液晶层在所述反射金属层与所述像素电极层之间。

进一步地，所述上基板为玻璃或塑料；所述下基板为硅基板。

进一步地，所述公共电极层是透明导电金属氧化物或透明导电有机高分子材料形成的片状电极。

进一步地，所述绝缘层为SiO₂或Si₃N₄。

进一步地，所述反射金属层为高反射率条状铝层。

进一步地，反射金属层宽度范围为9.84um至14.76um；所述反射金属层间隙的范围为0.55um至4.1um。

进一步地，所述像素电极层是高反射率不透明导电金属形成的一组互相平行的条状电极或块状电极。

进一步地，所述透明导电金属氧化物为ITO或。

进一步地，所述透明导电有机高分子材料为PEDOT。

进一步地，所述像素电极层宽度为6um，像素电极层间隙为2um；所述蓝相液晶层厚度为6um。

本发明旨在提供一种偏振非依赖的硅基液晶器件，可实现对空间光束的偏振非依赖调制，大幅度降低蓝相液晶偏振非依赖相位调制器件的驱动电压，使得蓝相液晶可在硅基板上实现对空间光束的调制。为实现上述目的，本发明设计出一种硅基液晶器件结构，该结构可增加光束在器件内部经历的光程，可大幅度降低蓝相液晶的驱动电压，实现硅基蓝相液晶器件。