[發明專利]用于減少激光散斑的摻雜納米顆粒的液晶裝置

在審

• 申請號: 202011441653.5
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112946963A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: K-H·常;J·哈爾登;L-C·錢
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司;肯特州大學
• 主分類號: G02F1/1343
• 分類號: G02F1/1343;G02F1/1333;G02F1/141;G02F1/139;G02F1/133;G02F1/137;G02F1/1339;G03B21/56;G02B27/01;G02B27/48
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 董均華;劉茜

光學顯示裝置包括相干光源，所述相干光源生成在可見光、紫外線或紅外線范圍內的相干光束。相干光束被引導在液晶部件處。多個液晶和具有≤大約450 nm的平均直徑的多個納米顆粒被設置在內部隔室中。電源與第一和第二電極電連通。當不施加電壓或電流時，從液晶部件傳送或反射的過濾光束呈現≥大約0.28的第一散斑對比度。當施加電壓或電流時，導致微粒運動，并且過濾光束具有≤大約0.2并且在某些方面可≤大約0.03的第二散斑對比度。還提供了減少具有相干光源的光學裝置中的散斑的方法。

技術領域

本段提供了涉及本公開的背景信息，而不一定是現有技術。

本公開涉及光學裝置，諸如，顯示裝置，其包括在可見光范圍、紫外線范圍或紅外范圍內產生相干光束的相干光源以及包括多個液晶和多個納米顆粒的液晶部件。在某些方面，光學裝置將相干光束的散斑對比度減小到小于或等于大約0.2。還提供了減少具有相干光源的光學裝置中的散斑的方法。

背景技術

顯示裝置用于各種應用中。在本公開中描述的技術總體上適用于各種顯示裝置，包括任何傳送式或反射式平板顯示器，尤其是三維投影顯示器。例如，交通工具可包括一個或更多個顯示器，諸如，資訊系統或者在交通工具的擋風玻璃上顯示信息的平視顯示器（HUD）。例如，HUD可顯示交通工具速度和其它交通工具信息（例如，警告，如車道偏離警告和防撞警告）。許多顯示系統包括液晶顯示器（LCD）部件。

各種顯示系統通常使用相干光源（諸如，激光）以及其它顯示部件（如LCD部件）。然而，通過使用激光作為照明源可潛在地產生由激光相干性導致的大量散斑。當相干光從擴散表面被反射時，在表面上的各個點每個發射光波。通常，所有反射光波具有相同頻率，但是從表面上的不同點反射的光的相位和幅值可變化。因此，光可相長地和相消地干涉，以產生光和暗斑或條紋的式樣，其看起來是隨機的，被認為是散斑。當由反射光形成圖像時，散斑作用可向圖像增加噪聲。

發明內容

本段提供了本公開的總體總結，并且不是其完整范圍或其所有特征的全面公開。

本公開涉及光學裝置。相干光源產生具有在可見光范圍、紫外線范圍或紅外線范圍內的波長的相干光束。光學裝置也包括液晶部件，其中，相干光束被引導在液晶部件處。液晶部件包括：第一電極，被配置成傳送相干光束；第二電極，被配置成傳送或反射相干光束；以及至少一個間隔件，被設置第一電極和第二電極之間，以在其之間限定內部隔室。液晶部件也包括被設置在內部隔室中的多個液晶和多個納米顆粒。多個液晶具有第一折射率，并且選自由以下構成的組：鐵電液晶和向列相液晶。多個納米顆粒具有第二折射率和小于或等于大約450 nm的平均直徑。第一折射率和第二折射率之間的差大于0至小于或等于大約0.5。光學裝置也包括與第一電極和第二電極電連通的電源。在不施加電壓或電流的第一狀態下，從液晶部件傳送或反射的過濾光束呈現大于或等于大約0.28的第一散斑對比度。在當從電源向第一和第二電極施加電壓或電流時的第二狀態下，多個納米顆粒產生時域平均作用，并且過濾光束具有小于或等于大約0.2的第二散斑對比度。

在一個方面，多個納米顆粒的平均直徑大于或等于大約1 nm至小于或等于大約100 nm。進一步，多個納米顆粒具有選自由以下構成的組中的形狀：球體、橢球體、矩形、多邊形、盤狀體、橢球體、圓環體、圓錐體、金字塔、桿、圓柱體、十字架以及其組合。

在一個方面，多個液晶包括鐵電液晶，并且多個納米顆粒的平均直徑大于或等于大約1 nm至小于或等于大約10 nm。

在一個方面，多個液晶包括負向列相液晶，并且多個納米顆粒的平均直徑大于或等于大約1 nm至小于或等于大約100 nm。

在一個方面，多個納米顆粒包括選自由以下構成的組中的材料：氧化硅（SiO₂）、二氧化鋯（ZrO₂）、二氧化鈦（TiO₂）以及其組合。

在一個方面，多個納米顆粒包括具有大于或等于大約0.48至小于或等于大約2的折射率的材料。