CN111201667A - 液晶的多状态控制 - Google Patents

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Abstract

一种多状态可变介电天线，包括：顶部电介质；底部电介质；顶部电介质和底部电介质之间的可变介电板；设置在可变介电板之上的多个导电器件；设置在底部电介质之下的RF馈源；其中，可变介电板包括：顶部粘合物；底部粘合物；设置在顶部粘合物和底部粘合物之间的可变介电常数材料，可变介电常数材料被分成多个像素，每个像素位于相应的导电器件之下，并且具有多个电极；多条导电线，每条导电线独立地连接到电极之一和一个控制器，使得单个像素的多个电极中的每一个独立地从控制器接收激活信号。

Description

液晶的多状态控制
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年8月30日提交的美国临时申请No.62/552,273的优先权，该申请的全部公开内容通过引用并入本申请。
背景技术
1、技术领域
本公开总体上涉及液晶器件领域，具体地说，涉及液晶畴取向的控制。
2、相关技术
液晶可用于多种应用。液晶的一个特征是外部扰动会引起液晶系统的宏观属性的显著变化。仅举两个例子，这些宏观属性的变化可以用于光学和电学系统。电场和磁场都可以用来诱发这些变化。场的大小以及分子排列的速度是特定应用的重要特性。
在液晶器件中可采用特殊的表面处理，以强制偶极子分子的特定取向，从而定向指向矢。指向矢沿外电场排列的能力是由分子的电性引起的。在这方面，指向矢指的是无量纲单位矢量n，它表示在任何点附近分子的优选取向的方向。当分子的一端有一个净正电荷，而另一端有一个净负电荷时，就产生了永久性的电偶极子。当外加电场施加到液晶时，偶极分子倾向于沿着电场的方向定向。
在一般系统中，分子在松弛状态，即没有施加外加电场的状态下，沿一个方向排列。当需要改变时，施加合适的电场，使分子旋转与施加的场的强度相关的量。当不再需要这种效应时，电场被移除，并且分子回到其松弛状态。这两种作用可以被认为是电反应和化学反应：当施加电场时，发生电反应使分子旋转，并且当电场被移除时，化学反应使分子回到其松弛状态。然而，电反应比化学反应发生得快得多。因此，时间操作性不是对称的——“打开”比“关闭”快得多。
在光学系统(例如液晶显示器)中，这种不对称现象实际上是有利的，因为即使在刷新速度相对较慢的情况下，它也能保持平滑且可接受的图像。当将电位施加到电极上以“打开”像素时，指向矢迅速改变方向，并且允许光通过以将像素照亮到所需强度。当扫描进行到其他像素时，直到刷新序列中的下一个周期电位才施加到像素。然而，光仍然可以通过，因为指向矢的放松需要更长的时间，因此在完全关闭之前，下一个刷新周期再次施加了电位并保持平滑的图像，因为人眼看不到强度的微小下降。
有关使用电极控制液晶取向的更多信息，请参阅例如美国专利5,105,186和8,111,232以及美国专利公开2008/0024688。这些技术涉及平板显示器的向列相液晶的传统应用。
最近，申请人提出使用液晶来控制非光学器件的特性和操作。示例可见于美国专利7,466,269和7,884,766以及公开No.2018-0062238。在这种器件中，为了改变液晶层的介电常数，从而改变电子器件的操作特性，对指向矢的取向进行控制。然而，正如主题发明人所发现的，与传统技术相反，液晶的非对称操作在此类应用中是不期望的。主题发明人已确定，当控制电子器件的操作时，希望“关闭”过程与“打开”过程一样快。
因此，本领域中存在改进控制液晶中的指向矢的需要。
发明内容
为了提供对本发明的一些方面和特征的基本理解，包括了本发明的以下概述。本概述不是对本发明的广泛概述，并且因此，并不打算特别地标识本发明的关键或重要要素或界定本发明的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现本发明的一些构思，作为下文呈现的更详细描述的前言。
公开的实施例提供了对液晶畴取向的改进控制。所公开的实施例利用多个电极，每个电极具有独立的控制线，以使畴系统可以快速地被置于所需状态。
在一般方面，制造具有多组像素的液晶系统，每组可操作以控制电子器件的操作特性。每组包括多个像素，其中每个像素包括多个电极，这些电极在空间上排列以产生具有不同空间取向的多个电场状态。每种状态被配置成以不同的期望取向布置像素内的液晶畴。
在公开的实施例中，液晶材料夹在顶部和底部介电板之间，例如玻璃、PET、特氟龙等。对于每个定义的像素，在顶部电介质上设置了多个顶部电极，并且在底部电介质上设置了至少一个电极。顶部和底部电极中的每一个都连接到单独的控制线，该控制线可以被控制器独立地激发到任何极化。通过在不同的极化上向各个电极施加不同的电位，可以在液晶系统中定义不同的模式或状态。指向矢的方向和幅度可以由施加的电位的大小和施加电位的电极的选择来控制。
根据一个方面，提供了一种多状态可变介电天线，包括：顶部电介质；底部电介质；顶部电介质和底部电介质之间的可变介电板；设置在可变介电板之上的多个导电器件；设置在底部电介质之下的RF馈源；其中，可变介电板包括：顶部粘合物(binder)；底部粘合物；设置在顶部粘合物和底部粘合物之间的可变介电常数材料，可变介电常数材料被分成像素，每个像素位于相应的导电器件之下，并且具有多个电极；多条导电线，每条导电线独立地连接到电极之一和控制器，使得单个像素的多个电极中的每一个独立地从控制器接收激活信号。
多状态可变介电天线可进一步包括：设置在顶部电介质之上的多个辐射贴片；多个导电通孔，每个通孔在导电器件中的一个和相应的一个辐射贴片之间提供电连接。天线还可进一步包括：具有多个窗口的RF接地，每个窗口在辐射贴片中的一个贴片之下对齐。多条导电线可以包括独立地连接到辐射贴片中的每一个和控制器的导电线，使得多个辐射贴片中的每一个独立地接收来自控制器的激活信号。可变介电板可进一步包括设置在顶部粘合物和底部粘合物之间的多个间隔物。可变介电板可进一步包括用于每个像素的多个接地电极。可变介电板可进一步包括多条接地线，每条接地线独立地连接到接地电极中的一个和控制器，使得单个像素的多个接地电极中的每一个独立地从控制器接收激活信号。另外，多个导电器件中的每一个可包括延迟线，该延迟线被配置成将RF信号发送到辐射贴片，并且可被配置成从辐射贴片接收RF信号和从控制器接收像素激活信号。天线可包括在RF馈源和多个导电器件之间的DC开路和RF短路的布置。多个导电器件中的每一个可包括形成为弯曲导电条的延迟线，并且其中若干像素沿弯曲导电条布置。可包括多个RF辐射贴片，其中延迟线中的每一条连接到RF辐射贴片中的一个。天线可进一步包括位于每个像素之下的多个接地电极，以及多个接地信号线，每个接地信号线单独且专用地连接到接地电极中的一个并通向控制器。
根据进一步的方面，提供了一种制造多状态可变介电天线的方法，包括：将可变介电常数材料放置在顶部粘合物和底部粘合物之间；形成可变介电常数材料的像素；在顶部粘合物之上形成多个电极，其中在每个像素之上设置多个电极中一个以上的子集；形成多条信号线，每条信号线独立且专用地连接到多个电极中的唯一一个，并通向控制器；在底部粘合物上形成接地布置；在顶部粘合物之上形成多个导电器件，其中像素中的至少一个位于导电器件的每一个器件之下。形成接地布置可包括在每个像素之下形成多个接地电极，并形成多条接地信号线，每条接地信号线单独且专用地连接到接地电极中的一个并通向控制器。形成多个导电器件可包括形成多条弯曲导电线，弯曲导电线中的每一条形成在多个像素上。该方法可进一步包括形成多个辐射贴片和形成多个触点，每个触点将辐射贴片中的一个连接到弯曲导电线中的一条。
附图说明
通过参考以下附图进行的详细描述，本发明的其他方面和特征将变得显而易见。应当理解，详细描述和附图提供了由所附权利要求限定的本发明的各种实施例的各种非限制性示例。
包含在本说明书中并构成本说明书一部分的附图例示了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释和说明本发明的原理。附图旨在以图解的方式说明示例性实施例的主要特征。这些附图并非意在描绘实际实施例的每个特征或所描绘的元件的相对尺寸，并且不是按比例绘制的。
图1示出了根据现有技术的液晶结构。
图2示出了根据本发明一个实施例的液晶结构。
图3示出了根据本发明另一实施例的液晶结构。
图4示出了根据本发明另一实施例的液晶结构，其中导电贴片用作电极。
图5A和5B示出了根据一个实施例的电子器件的示例。
具体实施方式
现在将参照附图描述本发明性液晶结构的实施例及其操作。不同的实施例或其组合可用于不同的应用或实现不同的益处。根据所寻求实现的结果，本文公开的不同特征可以部分地或充分地、单独地或与其他特征结合地加以利用，平衡优势与需求和约束。因此，将参考不同实施例来强调某些益处，但不限于所公开的实施例。也就是说，本文公开的特征不限于在其中描述它们的实施例，而是可与其他特征“混合和适配”，并并入其他实施例中。
应注意的是，在附图中给出了场或指向矢的表示。这些表示在时间上与特定实例相关，并且可通过施加不同的电位来改变，如将在下文更完整地解释。
图1示出了根据现有技术的液晶结构的部分横截面。液晶材料100例如向列相(nematic phase)液晶夹在顶部电介质105和底部电介质110之间。在顶部电介质105上设置彩色滤光片115，并在底部电介质110上设置照明层120。通过向由导电材料制成的上电极125和下电极130施加电压电位来控制每个像素(图1中所示的两个像素)中的指向矢(director)的取向。上电极125需要对用户透明，因此，对于每个像素，上电极由三条透明导电的薄条(例如ITO)制成。然后，将三个条带连接到单个横向导电条上，以便所有三个条带始终保持在相同的电位。由于在图1的横截面中无法显示横向条带，因此由将条带连接到控制器140的三条导电线127进行模拟。也就是说，来自控制器的信号经由横向条带同时施加到三个条带上，以产生如128所示的均匀场。下电极120可以制成一个大板，并且还具有一条通向控制器的信号线。由于三个条带125和下电极130之间的电位差而产生场128。由于三个条带都保持在相同电位，因此电场方向是一致的，并且不会改变，但其大小可以通过施加到电极上的电位大小来改变。
电子器件与光学器件(例如LCD)的注意事项不同。例如，对于电子器件，电极是否光学透明并不重要。此外，尽管改变场的大小对电子器件也很重要，但主题发明人已确定控制场的方向和/或形状以及场变化的速度也很重要。以下实施例提供除了改变场的大小之外改变场的方向和形状的能力。
图2示出了一个实施例，该实施例除了能够控制场的大小之外，还能够控制场的方向和形状。如图1所示，液晶100夹在顶部电介质105和底部电介质110之间。对于电子器件，不需要彩色滤光片。相反，以导电电路116的形式(例如延迟线、辐射贴片等)的电子器件被设置在顶部电介质105上。另外，不需要照明120并且其被消除。在图2中，底部电极130可以保持与图1相同。相反地，对每个像素的顶部电极进行修改以提供多个(这里是三个)单独控制的电极126a-126c。一个像素内的单独控制的每一个顶部电极126a-126c单独地连接到控制器140。通过使控制器以不同极性向电极126a-126c施加不同的电位，可以改变场128的方向和形状，如图2所示。
例如，在图2中，控制器对两个像素施加不同的信号。对于左侧的像素，控制器将接地信号施加到底部电极130，并且也施加到最左侧顶部电极126a。因此，与图1所示的常规一致场相比，生成的场是倾斜的。诚然，由于本文所示的附图不是由模拟程序绘制的，因此这些场是示意性显示的，并且不是实际生成场的精确表示。如前所述，场的大小由施加在电极126b和126c上的正电位的大小控制。
同样，在图2中，对于右像素，控制器仅向最右顶部电极126c施加正电位，而所有其他电极接收地电位。通过这种方式，控制器增强了场的倾斜，如图2中示意性示出。因此，本文公开的控制方案能够产生利用标准LCD控制方案不可能生成的场。
应当理解，与传统的LCD控制方案相比，本文公开的控制方案需要更多的线。然而，由于没有一条线路和电极需要透明，它们可以由铝或铜制成，从而与ITO相比提供了改进的电导率。
图3示出了一个实施例，其中为每个像素提供了多个顶部电极126a-126c和多个底部电极130a-130c。顶部电极126a-126c和底部电极130a-130c中的每一个独立地和分开地连接到控制器，使得控制器可以分别向每个电极施加激活信号。当然，为了产生特定的电场，并非所有的电极都需要激发。这在图3的特定图中举例说明，但可适用于任何其他实施例或实施方式。
在图3所示的情况下，左像素被激发以产生与右像素不同的场。在左像素中，控制器对底部电极130a和130b施加负电位或接地电位，但对底部电极130c不施加电位，即130c保持浮动。控制器对顶部电极126b和126c施加正电位，但对顶部电极126a不施加电位。与传统LCD的场相比，所产生的场再次倾斜。对于右侧的像素，控制器向两个底部电极130b和130c以及顶部电极126c施加负电位或接地电位。控制器向顶部电极126a和126b施加正电位，并使底部电极130a保持浮动。与传统LCD的场相比，产生的场是倾斜的。
图3的实施例还示出了间隔物144的使用。对于电子器件，顶部和底部电介质之间的距离影响器件的性能，并且应保持精确。因此，在图3的实施例中，绝缘间隔物(例如玻璃珠)用于保持在整个器件中顶部和底部电介质之间的间隔精确和一致。
图4示出了另一个实施例。在图4中，每个像素有两个上电极126a和126c，而在底部可能有一个整体接地电极或多个电极-在这个特定示例中为两个底部电极130a和130c，每个独立地连接到控制器140。另外，以导电贴片116形式的每个电子器件也连接到控制器并接收激活信号。因此，除了作为电子器件(例如延迟线、辐射贴片等)的功能外，电子器件116中的每一个还用作激活电极。
在图4所示的特定激活时刻中，左像素具有由控制器140向顶部电极126c和导电贴片116施加正电位而创建的场。控制器向底部电极130a施加负电位或接地电位，但保持顶部电极126a和底部电极130c浮动。对于右像素，示出了控制器将正电位施加到顶部电极126a和底部电极130a，对导电贴片116不施加电位，并且对顶部电极126c和底部电极130c施加接地电位或负电位。因此，如本文所示，所公开的实施例使得能够对液晶系统进行多状态控制。
液晶系统的不同状态对位于像素上方的导电贴片呈现不同的介电常数。通过改变导电贴片之下的像素中的介电常数，可以改变导电贴片的操作特性。例如，当导电贴片是延迟线时，改变像素的液晶状态将改变介电常数，从而改变由延迟线引起的延迟量。由于不同的状态是通过施加不同的场进行电控制的，并且不需要借助于系统的化学弛豫，因此可以快速地控制延迟量。以这种方式，延迟线可用于例如控制通过导电贴片的信号中的相位变化。
类似地，当导电贴片是辐射贴片时，改变液晶的状态可用于控制导电贴片的谐振频率。通过使用该控制器的快速控制，可以快速改变谐振，使得辐射贴片可以在多个频率下连续工作。
图5A和5B示出了在电子器件中使用图3的实施例的示例——这里电子器件是电子扫描天线。使用图5A-5B所示的创新型多状态控制电介质制成的辐射器件的示例利用了由主题发明人在美国专利申请No.15/654643中公开的多层软件定义天线，其通过引用并入本文。因此，本文将仅重复与所公开的实施例有关的相关部分。图5B是显示两个辐射贴片的天线的部分的横截面，而图5A是多层软件定义天线的一个辐射贴片的示例的俯视图。
在图5A和5B的实施例中，受液晶的变化影响的电子器件是延迟线116。延迟线116经由通孔525将信号传导到辐射贴片510。辐射贴片510形成在顶部介电间隔物500上，其通常可以是介电(绝缘)板或介电片(例如玻璃、PET、
Figure BDA0002428225170000081
和Rohacell等)的形式。辐射贴片510通过例如粘贴导电膜、溅射、印刷等形成在间隔物500的顶部表面上。
在贴片510位置，通孔525形成在间隔物500中，并且导体穿过该通孔并连接到贴片510的背面。延迟线116形成在例如间隔物500的底面(或在顶部电介质105的顶面上)上，并且物理地和电气地连接到通孔525中的导体。延迟线116是例如通过粘贴导电膜、溅射导电材料、印刷等而形成的弯曲导电线，并且在液晶像素之上通过。如本文所公开的，通过对像素的顶部和底部电极施加电位，可以诱导穿过延迟线的信号传输中的延迟。可以使用延迟来例如改变信号的相位，从而导致扫描天线阵列、改变极化等。
延迟线116中的延迟由根据本文公开的任何实施例构造的可变介电常数(VDC)板540控制。尽管用于构造VDC板440的任何方式可适合与天线的实施例一起使用，但作为具体实施例中的简化，VDC板440被示为由上粘合物105(例如玻璃、PET等)、可变介电常数材料100(例如扭曲向列相液晶层)和底部粘合物110组成。在其它实施例中，可以省略粘合物层105和110中的一个或两个。此外，玻璃珠144可用于确保粘合物的精确间距。
在一些实施例中，例如，当使用扭曲向列相液晶层时，VDC板540还包括可沉积和/或粘合在上粘合物105的底部上的对准层(太薄而无法被显示)。对准层可以是薄的材料层，例如聚酰亚胺基PVA，该材料层用UV辐射进行固化或摩擦，以在限制基板的边缘处对准LC分子。
可以通过在VDC板540上施加电压电位来控制VDC板540中每个像素的有效介电常数。为此，形成上电极和下电极并连接到可控电压电源140。如以上公开的实施例所示，存在形成电极的各种布置。在图4B所示的布置中，为每个像素提供多个顶部电极126和底部电极130。顶部和底部电极中的每一个独立地连接到可变电压电源140。
因此，通过改变控制器140施加到每个单独电极上的输出电压，可以改变任何单独电极附近的VDC材料的介电常数，并且从而改变在延迟线116上传播的RF信号。传统的控制器可以用来提供控制信号来控制天线的特性，但必须对其进行修改，以便将信号施加于每个像素内的各个电极。因此，天线的性能和特性可以使用软件来控制，因此称为软件控制天线。
在这一点上，应澄清的是，在主题描述中，术语“地”的使用既指一般可接受的接地电位，即地电位，也指公共或参考电位，其可以是设定电位或浮动电位。例如，传统的LCD显示控制器每像素输出两个信号，其中一个被称为接地信号或公共信号。类似地，尽管在附图中使用负电位和接地的符号，但它们被用作简写，以可互换地表示大地或公共或负电位。因此，每当本文使用术语“地”时，其中包括了术语“公共”或“参考电位”，其可以是“设定电位”或“浮动电位”。
在传输模式下，RF信号经由连接器546(例如，同轴电缆连接器)施加到馈电贴片560。如图5B所示，馈电贴片560和延迟线116之间没有电DC连接。然而，在公开的实施例中，这些层被设计使得在馈电贴片560和延迟线116之间提供RF短路。如图4B所示，在背面绝缘体(或电介质)454的顶面或底部粘合物110的底面上形成背面导电接地(或公共接地)555。背面导电接地555通常是覆盖天线阵列的整个区域的导体层。在每个RF馈电位置，在背面导电接地555中提供了窗口(DC断路)553。RF信号经由窗口553从馈电贴片560传播，并且耦合到延迟线116。相反的情况发生在接收过程中。因此，在延迟线116和馈电贴片560之间形成了DC开路和RF短路。
根据一个实施例，提供了一种用于制造多状态可变介电天线的方法。该方法包括将可变介电常数材料(例如液晶材料100)放置在顶部粘合物105和底部粘合物110之间，然后形成可变介电常数材料的像素的步骤。像素可以通过在LC材料内进行物理分离或分界(barrier)来形成，或者通过简单地定义激活电极126的位置来形成。在顶部粘合物上形成多个激活电极可通过例如形成铜线或铝线来完成，其中在每个像素之上提供多个电极中一个以上的子集。此外，如图所示，电极126可以形成在顶部粘合物的顶面或底面上。形成多条信号线(由图5B中的117指示)可以与电极126的形成整体完成，也可以分开形成。无论形成方法如何，每条信号线都独立且专用地连接到多个电极中的唯一一个电极，并且通向控制器140。如图所示，可以通过为每个像素设置一个或多个接地电极来在底部粘合物之下形成接地布置。此外，如图所示，可以在底部粘合物的顶面或底面上使用铜或铝电极形成接地布置。不管为每个像素形成的接地电极的数量如何，形成了多条接地信号线118，每条接地信号线118独立且专用地连接到多个接地电极中的唯一一个，并通向控制器140。多个导电器件形成在顶部粘合物之上，其中像素中的至少一个位于每一个导电条带下方。导电器件可指在绝缘体505之上形成的延迟线116，指在绝缘体500之上形成的辐射贴片510等。在导电器件(无论是延迟线116还是辐射贴片510)之下具有至少一个像素使得能够使用由控制器140执行的软件来控制导电器件的操作特性。
如图5B所示，该方法通过在绝缘体507之上形成接地平面555来进行。接地平面555形成在导电器件中传播的RF信号的接地基准。在图5B的实施例中，RF信号没有电阻性连接以传播到导电器件上。相反，RF信号是电容性耦合的。这是通过在导电器件和馈线546之间形成电阻开路-RF短路来实现的。电阻开路-RF短路是通过在接地平面中在要馈电的导电器件的正下方对准的位置处制作窗口553而形成的。在图5B的示例中，在延迟线116的每一个的正下方形成一个窗口553。然后，在绝缘体454上形成与窗口553对准的馈电贴片560，使得RF信号通过窗口553电容性地耦合到延迟线116，而在两者之间没有电阻连接。RF信号通过同轴连接器546耦合到馈线560。
图5B的附图被简化为仅示出每条延迟线116下的一个像素202。这样做是为了清楚和容易理解描述。然而，在实践中，每条延迟线可以具有沿其长度和宽度定位的多个像素，其中每个像素可以如本文所示独立地控制，从而在任何时候实现延迟线的期望操作特性。为了获得更高的延迟水平，延迟线被形成为弯曲线，如图5A所示，使得可以沿着其长度形成许多像素，以在延迟线的大部分长度下改变介电常数。
还应注意，在一些实施例中，可以消除接地电极130，并且接地平面555也可以用作像素激活信号的接地基准。然而，这样的实施方式将减少可用于控制各个像素的状态的数目，并且可能在一定程度上减少所公开的发明的益处。
应当理解，本文所描述的过程和技术本身不与任何特定装置相关，并且可以通过任何合适的组件组合来实现。此外，可以根据本文描述的教导使用各种类型的通用器件。已经针对特定的示例描述了本发明，这些示例在所有方面都旨在是说明性的，而不是限制性的。本领域技术人员将理解，许多不同的组合将适合于实施本发明。
此外，从本文公开的本发明的说明书和实践的考虑，本发明的其他实施方式对本领域技术人员来说是显而易见的。所描述的实施例的各个方面和/或组件可以单独使用或以任何组合使用。本说明书和示例仅被认为是示例性的，本发明的真实范围和精神由以下权利要求所指示。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种多状态可变介电天线，包括：
顶部电介质；
底部电介质；
在所述顶部电介质和所述底部电介质之间的可变介电板；
设置在所述可变介电板之上的多个导电器件；
设置在所述底部电介质之下的RF馈源；
其中，所述可变介电板包括：
顶部粘合物；
底部粘合物；
设置在所述顶部粘合物和所述底部粘合物之间的可变介电常数材料，所述可变介电常数材料被分成像素，每个像素位于相应的导电器件之下，并且具有多个电极；
多条导电线，每条导电线独立地连接到所述电极之一和控制器，使得单个像素的所述多个电极中的每一个电极独立地从所述控制器接收激活信号。
2.根据权利要求1所述的多状态可变介电天线，进一步包括：
设置在所述顶部电介质之上的多个辐射贴片；
多个导电通孔，每个通孔在所述导电器件之一和所述辐射贴片中的相应一个贴片之间提供电连接。
3.根据权利要求2所述的多状态可变介电天线，进一步包括：
具有多个窗口的RF接地，每个窗口在所述辐射贴片之一下方对齐。
4.根据权利要求2所述的多状态可变介电天线，其中：
所述多条导电线包括独立地连接到所述辐射贴片中的每一个和所述控制器的导电线，使得所述多个辐射贴片中的每一个独立地接收来自所述控制器的激活信号。
5.根据权利要求1所述的多状态可变介电天线，其中所述可变介电板进一步包括设置在所述顶部粘合物和所述底部粘合物之间的多个间隔物。
6.根据权利要求1所述的多状态可变介电天线，其中所述可变介电板进一步包括用于每个像素的多个接地电极。
7.根据权利要求6所述的多状态可变介电天线，其中所述可变介电板进一步包括多条接地线，每条接地线独立地连接到所述接地电极之一和所述控制器，使得单个像素的所述多个接地电极中的每一个独立地从所述控制器接收激活信号。
8.根据权利要求1所述的多状态可变介电天线，其中所述多个导电器件中的每一个包括延迟线，所述延迟线被配置为将RF信号发送到辐射贴片。
9.根据权利要求1所述的多状态可变介电天线，其中所述多个导电器件中的每一个被配置为从辐射贴片接收RF信号和从所述控制器接收像素激活信号。
10.根据权利要求1所述的多状态可变介电天线，进一步包括在所述RF馈源和所述多个导电器件之间的DC开路和RF短路。
11.根据权利要求1所述的多状态可变介电天线，其中所述多个导电器件中的每一个包括形成为弯曲导电条的延迟线，并且其中所述像素中的若干像素沿所述弯曲导电条布置。
12.根据权利要求11所述的多状态可变介电天线，进一步包括多个RF辐射贴片，其中所述延迟线的每一条连接到所述RF辐射贴片中的一个。
13.根据权利要求11所述的多状态可变介电天线，进一步包括位于每个像素之下的多个接地电极，以及多条接地信号线，每条接地信号线单独且专用地连接到所述接地电极中的一个并通向所述控制器。
14.一种制造多状态可变介电天线的方法，包括：
在顶部粘合物和底部粘合物之间放置可变介电常数材料；
形成所述可变介电常数材料的像素；
在所述顶部粘合物上形成多个电极，其中在每个像素之上设置所述多个电极中的一个以上的电极构成的子集；
形成多条信号线，每条信号线独立且专用地连接到所述多个电极中的唯一一个，并通向控制器；
在所述底部粘合物上形成接地布置；
在所述顶部粘合物之上形成多个导电器件，其中所述像素中的至少一个位于所述导电器件中的每一个器件之下。
15.根据权利要求14所述的方法，其中形成所述接地布置包括在每个像素之下形成多个接地电极，并形成多个接地信号线，每个接地信号线单独且专用地连接到所述接地电极中的一个并通向所述控制器。
16.根据权利要求14所述的方法，其中形成所述多个导电器件包括形成多个弯曲导电线，所述弯曲导电线中的每一个在多个像素之上形成。
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括形成多个辐射贴片和形成多个触点，每个触点将所述辐射贴片中的一个连接到所述弯曲导电线中的一条。
18.根据权利要求14所述的方法，进一步包括在所述顶部粘合物和所述底部粘合物之间放置多个绝缘间隔物。
19.根据权利要求14所述的方法，进一步包括将绝缘板放置在所述底部粘合物之下，并在所述绝缘板上形成RF接地平面。

Claims (20)

1.一种多状态可变介电天线，包括：
顶部电介质；
底部电介质；
在所述顶部电介质和所述底部电介质之间的可变介电板；
设置在所述可变介电板之上的多个导电器件；
设置在所述底部电介质之下的RF馈源；
其中，所述可变介电板包括：
顶部粘合物；
底部粘合物；
设置在所述顶部粘合物和所述底部粘合物之间的可变介电常数材料，所述可变介电常数材料被分成像素，每个像素位于相应的导电器件之下，并且具有多个电极；
多条导电线，每条导电线独立地连接到所述电极之一和控制器，使得单个像素的所述多个电极中的每一个电极独立地从所述控制器接收激活信号。
2.根据权利要求1所述的多状态可变介电天线，进一步包括：
设置在所述顶部电介质之上的多个辐射贴片；
多个导电通孔，每个通孔在所述导电器件之一和所述辐射贴片中的相应一个贴片之间提供电连接。
3.根据权利要求2所述的多状态可变介电天线，进一步包括：
具有多个窗口的RF接地，每个窗口在所述辐射贴片之一下方对齐。
4.根据权利要求2所述的多状态可变介电天线，其中：
所述多条导电线包括独立地连接到所述辐射贴片中的每一个和所述控制器的导电线，使得所述多个辐射贴片中的每一个独立地接收来自所述控制器的激活信号。
5.根据权利要求1所述的多状态可变介电天线，其中所述可变介电板进一步包括设置在所述顶部粘合物和所述底部粘合物之间的多个间隔物。
6.根据权利要求1所述的多状态可变介电天线，其中所述可变介电板进一步包括用于每个像素的多个接地电极。
7.根据权利要求6所述的多状态可变介电天线，其中所述可变介电板进一步包括多条接地线，每条接地线独立地连接到所述接地电极之一和所述控制器，使得单个像素的所述多个接地电极中的每一个独立地从所述控制器接收激活信号。
8.根据权利要求1所述的多状态可变介电天线，其中所述多个导电器件中的每一个包括延迟线，所述延迟线被配置为将RF信号发送到辐射贴片。
9.根据权利要求1所述的多状态可变介电天线，其中所述多个导电器件中的每一个被配置为从辐射贴片接收RF信号和从所述控制器接收像素激活信号。
10.根据权利要求1所述的多状态可变介电天线，进一步包括在所述RF馈源和所述多个导电器件之间的DC开路和RF短路。
11.根据权利要求1所述的多状态可变介电天线，其中所述多个导电器件中的每一个包括形成为弯曲导电条的延迟线，并且其中所述像素中的若干像素沿所述弯曲导电条布置。
12.根据权利要求11所述的多状态可变介电天线，进一步包括多个RF辐射贴片，其中所述延迟线的每一条连接到所述RF辐射贴片中的一个。
13.根据权利要求11所述的多状态可变介电天线，进一步包括位于每个像素之下的多个接地电极，以及多条接地信号线，每条接地信号线单独且专用地连接到所述接地电极中的一个并通向所述控制器。
14.一种制造多状态可变介电天线的方法，包括：
在顶部粘合物和底部粘合物之间放置可变介电常数材料；
形成所述可变介电常数材料的像素；
在所述顶部粘合物上形成多个电极，其中在每个像素之上设置所述多个电极中的一个以上的电极构成的子集；
形成多条信号线，每条信号线独立且专用地连接到所述多个电极中的唯一一个，并通向控制器；
在所述底部粘合物上形成接地布置；
在所述顶部粘合物之上形成多个导电器件，其中所述像素中的至少一个位于所述导电器件中的每一个器件之下。
15.根据权利要求14所述的方法，其中形成所述接地布置包括在每个像素之下形成多个接地电极，并形成多个接地信号线，每个接地信号线单独且专用地连接到所述接地电极中的一个并通向所述控制器。
16.根据权利要求14所述的方法，其中形成所述多个导电器件包括形成多个弯曲导电线，所述弯曲导电线中的每一个在多个像素之上形成。
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括形成多个辐射贴片和形成多个触点，每个触点将所述辐射贴片中的一个连接到所述弯曲导电线中的一条。
18.根据权利要求14所述的光学涂层，选择不同的材料使得满足表达式(n1-n2)/(n1+n2)≤0.07，其中n1和n2是所述不同的材料的折射率。
19.根据权利要求14所述的方法，进一步包括在所述顶部粘合物和所述底部粘合物之间放置多个绝缘间隔物。
20.根据权利要求14所述的方法，进一步包括将绝缘板放置在所述底部粘合物之下，并在所述绝缘板上形成RF接地平面。
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