[發明專利]一種用于光學相控陣掃描的液晶光開關

有效

• 申請號: 201811214884.5
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109239993B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 陳建明;王成鳳;白磊;郭香靜;趙明明;王為術;陳嘉琦;郟一方;袁瑞;李琛;時銘慧;張盼盼
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: G02F1/1343
• 分類號: G02F1/1343;G02F1/13;G02F1/1347;G02F1/1337;G02F1/1335;G02F1/133
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

1.一種用于光學相控陣掃描的液晶光開關，其特征在于：由上、下設置的第一層液晶板和第二層液晶板構成，第一層液晶板的上面依次平行設置有行第一定向薄膜、行掃描電極、上層玻璃板和上偏振片，第一層液晶板的下面依次平行設置有第二定向薄膜、行信號電極和中間玻璃板；

第二層液晶板的上面依次平行設置第三定向薄膜和列掃描電極，第二層液晶板的下面依次平行設置有第四定向薄膜、列信號電極、下層玻璃板和下偏振片； 且行掃描電極與行信號電極相互垂直且上下覆蓋對齊，列信號電極與行信號電極相互垂直且上下覆蓋對齊，列掃描電極與列信號電極相互垂直且上下覆蓋對齊；

所述的第一定向薄膜、第二定向薄膜、第三定向薄膜和第四定向薄膜均是由一薄層高分子有機物，經定向摩擦處理，使棒狀液晶分子平行于玻璃表面，沿定向處理的方向排列，用于使每一層液晶板的晶體上表面的分子取向與晶體下表面的分子取向相互垂直。

2.根據權利要求1所述的用于光學相控陣掃描的液晶光開關，其特征在于：所述的行掃描電極有n個，n個行掃描電極均勻分為n1組，每個組內行掃描電極有n2個，則n=n1*n2；組內電極寬度與間隔呈等尺寸分布，每組寬度與間隔呈等尺寸分布；

所述的列掃描電極有m個，m個列掃描電極均勻分為m1組，每個組內列掃描電極有m2個，則m=m1*m2；組內電極寬度與間隔呈等尺寸分布，每組寬度與間隔呈等尺寸分布；

所述的n1組行掃描電極對應n3個行信號電極，m1組列掃描電極對應m3個列信號電極，其中n、n1、n2、m、m1、m2、n3、m3均為正整數。

3.根據權利要求2所述一種用于光學相控陣掃描的液晶光開關，其特征是：所述的行信號電極和列信號電極分別連接有電極引出線，所述的電極引出線用于使行信號電極和列信號電極分別與行掃描電極和列掃描電極接線在同一個水平面，便于與驅動控制電路相連接控制行信號電極和列信號電極通電。

4.根據權利要求3所述一種用于光學相控陣掃描的液晶光開關，其特征是：上偏振片與下偏振片之間各層結構外廓采用環氧樹脂密封封裝。

5.根據權利要求4所述一種用于光學相控陣掃描的液晶光開關，其特征是：上偏振片的偏振方向與第一層液晶板晶體的上表面分子取向相同，第二層液晶板晶體的上表面分子取向與第一層液晶板晶體上表面分子取向保持平行，下偏振片的偏振方向與上偏振片的偏振方向保持一致。

6.根據權利要求5所述一種用于光學相控陣掃描的液晶光開關，其特征是：所述的上層玻璃板、中層玻璃板、下層玻璃板采用在透光玻璃底襯，行掃描電極、列掃描電極、行信號電極和列信號電極是采用光刻與刻蝕工藝在玻璃底襯上制作而成。

7.根據權利要求6所述一種用于光學相控陣掃描的液晶光開關，其特征是：通過驅動電路控制第一層液晶板和第二層液晶板表面分子取向相互垂直或平行配置，結合上、下層偏振片的偏振方向平行或垂直配置，從而可使液晶光開關分別實現常通型光開關、常閉型光開關，陣列工作方式的逐元、逐行、逐列“通”/“斷”掃描模式，或陣列全“通”與全“斷”工作模式。

8.根據權利要求7所述一種用于光學相控陣掃描的液晶光開關，其特征是：在行掃描或列掃描工作模式時，置行信號或列信號所有電極均為為低電平、同時置包含列掃描或行掃描電極的另一層所有單元處于導通狀態，然后按照一定時間間隔順序逐次置行掃描或列掃描電極為高電平，使得對應單元的第一層液晶板、第二層液晶板在電場作用下光傳輸沿軸向不再發生扭曲而透光，從而實現類似于窗簾開閉過程的逐漸打開效果。

9.根據權利要求1所述一種用于光學相控陣掃描的液晶光開關，其特征是：電極附著于玻璃板上，行掃描電極、列信號電極、行信號電極和列掃描電極分別屬于上、下、中層玻璃板，分別通過光刻與刻蝕制作工藝一體成型制作而成。

10.根據權利要求1所述一種用于光學相控陣掃描的液晶光開關的裝配制作方法，其特征是：包括如下步驟：

A：將上偏振片壓粘于上層玻璃板非電極表面，保證偏振片偏振方向與行掃描電極平行；

B:在電極面敷有經定向摩擦處理的定向薄膜，使之鉗制第一層液晶板上表面液晶分子平行于上偏振片的偏振方向；

C:將中層玻璃板的行信號電極面向上并敷經定向摩擦處理的定向薄膜、列信號電極面向下并敷經定向摩擦處理的定向薄膜，在上與中、中與下玻璃板之間充滿分子取向相互垂直的扭曲向列相型液晶體；

D：將下偏振片壓粘于下層玻璃板非電極表面，保證偏振片偏振方向與上偏振片平行，在電極面敷有經定向摩擦處理的定向薄膜，使之鉗制第二層液晶板下表面液晶分子垂直于下偏振片的偏振方向；

E：最后，用環氧樹脂進行密封封裝。