CN211603594U - 液晶薄膜透镜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种液晶薄膜透镜，包括：第一透明基板；在所述第一透明基板上设有第一光取向层；在所述第一透明基板设有靠近所述第一光取向层一侧的支撑粘合结构；在所述第一光取向层远离所述第一透明基板的一侧设有液晶层所述液晶层具有同心圆环分布图案。本实用新型所提供的液晶薄膜透镜，有效降低制作成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及液晶元器件领域，尤其是涉及一种液晶薄膜透镜。
背景技术
目前，通过制作平面超透镜而为解决传统透镜不易集成，小尺度加工困难的问题，而常用的平面超透镜加工方式都需要用到高精度的微纳米加工方法，该方法需要的加工仪器通常较为昂贵，而且加工时间较长，故导致制作成本过高、生产效率过低。
通过使用液晶材料制作光学透镜，作为较优的替代方式，可降低其制作成本。然通过液晶材料制作光学透镜，若要实现液晶器件对光的特殊调控，则需要使液晶分子有序的进行排列，此过程通常称做液晶取向。常见的取向方法为摩擦取向技术，这种方法简单高效，但取向过程会产生静电和绒毛杂质等，以至于影响液晶最终的取向效果。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种液晶薄膜透镜。
本实用新型的一个实施例提供了一种液晶薄膜透镜，包括：第一透明基板；
在所述第一透明基板上设有第一光取向层；
在所述第一透明基板设有所述第一光取向层一侧的表面设有支撑粘合结构；
在所述第一光取向层远离所述第一透明基板的一侧设有液晶层，所述液晶层中设有多个同心圆环区域。
本实用新型实施例的液晶薄膜透镜至少具有如下有益效果：通过将液晶聚合成薄膜形态，以制作直接可用的液晶薄膜透镜。
根据本实用新型的另一些实施例的液晶薄膜透镜，所述支撑粘合结构与所述液晶层为同层设置。
根据本实用新型的另一些实施例的液晶薄膜透镜，所述同心圆环区域包括水平透光区域、垂直透光区域；
每相邻两个水平透光区域以一个垂直透光区域为间隔，得以设置间隔；
每相邻两个垂直透光区域以一个水平透光区域为间隔，得以设置间隔。
根据本实用新型的另一些实施例的液晶薄膜透镜，所述水平透光区域与所述垂直透光区域中的液晶分子取向方向为相互垂直状态。
根据本实用新型的另一些实施例的液晶薄膜透镜，所述支撑粘合结构为包含有硅球的紫外光固化胶。
附图说明
图1是本实用新型实施例中一种液晶薄膜透镜的结构示意图；
图2是图1中一种液晶薄膜透镜的平面俯视图；
图3是本实用新型实施例中一种菲涅尔波带片的设计图案示意图；
图4是本实用新型实施例中一种获取同心圆环分布图案半径的流程图；
图5至图7是本实用新型实施例中一种同心圆环图案转移的示意图。
附图标记：10、第一透明基板；20、第一光取向层；30、液晶层；31、支撑粘合结构；32、第一透光区；33、第二透光区；34、垂直透光区域；35、水平透光区域。
具体实施方式
以下将结合实施例对本实用新型的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个特征上。
在本实用新型实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
请参阅图1，图1为本实用新型实施例中一种液晶薄膜透镜的结构示意图。
一种液晶薄膜透镜，包括：
第一透明基板10；在第一透明基板10上设有第一光取向层20；在第一透明基板10设有第一光取向层20一侧的表面上设有支撑粘合结构31；在第一光取向层20远离第一透明基板10的一侧设有液晶层30，液晶层30中设有多个同心圆环区域。
支撑粘合结构31与液晶层30为同层设置。
水平透光区域35与垂直透光区域34中的液晶分子取向方向为相互垂直状态。支撑粘合结构31为包含有硅球的紫外光固化胶。
请参阅图2，图2为图1中一种液晶薄膜透镜的平面俯视图。如图2所示，相邻圆环区域中液晶分子取向方向相互垂直。液晶层30具有同心圆环分布图案。支撑粘合结构31分别设置于第一透明基板10表面上的边角区域，支撑粘合结构31与液晶层30同层设置并隔离设置，以避免设置液晶层30过程中，因两者距离过近，而对液晶层30设置的图案造成影响。
同心圆环区域包括水平透光区域35、垂直透光区域34；每相邻两个水平透光区域35以一个垂直透光区域34为间隔，得以设置间隔；每相邻两个垂直透光区域34以一个水平透光区域35为间隔，得以设置间隔。
且上述水平透光区域35与垂直透光区域34中的液晶分子取向方向为相互垂直状态。
请参阅图3，图3为本实用新型实施例中一种菲涅尔波带片的设计图案示意图。如图3所示，菲涅尔波带片包括第一透光区32及第二透光区33，两透光区液晶分子取向方向相互垂直。第一透光区32与第二透光区33均为同心圆环图案设计，每相邻的两个第一透光区32通过一个第二透光区33作为间隔区，得以隔离设置；每相邻的两个第二透光区33通过一个第一透光区32作为间隔区，得以隔离设置。通过调节第一透光区32、第二透光区33的环宽，以对菲涅尔波带片的特性进行调节，并获取不同特性的菲涅尔波带片。通过不同特性的菲涅尔波带片，可对光束进行调节。液晶层30中相邻区域中液晶分子取向方向相互垂直。
请参阅图4，图4为本实用新型实施例中一种获取同心圆环分布图案半径的流程图。如图4所示，同心圆环分布图案可通过信赖域算法获取，以对同心圆环分布图案中各圆环图案的环宽进行计算，具体为：
设定预设半径，初始半径解，以及信赖域算法参数；
利用信赖域算法获取信赖域范围内的迭代增量，迭代增量包含方向和步长；
将迭代增量加入初始解中，以形成新的迭代解，并判断迭代解的误差。
若迭代解的误差小于初始解，则保留迭代解，并存为新的初始解；
若迭代解的误差大于初始解，则不保存迭代解，初始解保留为初始解；
判断输出的解是否满足预设要求，若不满足，则重新迭代计算；若满足，则输出半径结果。
请一并参阅图5至图7，如图5所示，对取向待图案化区域进行划分，并将同心圆环图案中不相邻的同心圆环图案分两次转移至第一光取向层、第二光取向层。
如图6所示，图6为第一次图案化转移的同心圆环图案，如图7所示，图7为第二次图案化转移的同心圆环图案。
第一光取向层、第二光取向层用于对液晶层中的液晶分子进行诱导和定向，以使液晶分子具有预设的倾斜角。
通过分次转移同心圆环分布图案，以对第一光取向层、第二光取向层进行分别图案化，以使用后续填充的液晶分子在不同区域具有不同的倾斜角。进一步调节液晶分子的倾斜角，以使相邻的圆环区域的液晶分子相互垂直。
对位于第一光取向层与第二光取向层之间的中空夹层填充液晶材料，以制作液晶层。由于第一光取向层、第二光取向层已进行预图案化处理，则液晶层不同区域可具有预设的倾斜角。
在对结合后的第一透明基板、第二透明基板进行加热，并使加热台维持温度为80℃，并利用毛细现象将液晶材料填入中空夹层中，以制作液薄膜形态的液晶。
液晶材料填充完全后，待热台降温至50℃，保持热台的温度不变，用1％强度的面光源紫外光照射样品，以使液晶材料发生光聚合，照射时长为10分钟。
待光聚合反应完成后，将热台温度加至125℃，使所属液晶材料发生热聚合，持续15分钟，然后进行退火处理，将第二透明基板、第二光取向层剥离，以使液晶层保留在第一光取向层远离第一透明基板一侧。由于液晶层具有同心圆环分布图案，且相邻圆环区域的液晶分子取向为方向相互垂直，使用过程无需外设入电场以进行预调控方式。
上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
Claims (5)
1.一种液晶薄膜透镜，其特征在于，包括：第一透明基板；
在所述第一透明基板上设有第一光取向层；
在所述第一透明基板设有所述第一光取向层一侧的表面上设有支撑粘合结构；
在所述第一光取向层远离所述第一透明基板的一侧设有液晶层，所述液晶层中设有多个同心圆环区域。
2.根据权利要求1所述的液晶薄膜透镜，其特征在于，所述支撑粘合结构与所述液晶层为同层设置。
3.根据权利要求2所述的液晶薄膜透镜，其特征在于，所述同心圆环区域包括水平透光区域、垂直透光区域；
每相邻两个水平透光区域以一个垂直透光区域为间隔，得以设置间隔；
每相邻两个垂直透光区域以一个水平透光区域为间隔，得以设置间隔。
4.根据权利要求3所述的液晶薄膜透镜，其特征在于，所述水平透光区域与所述垂直透光区域中的液晶分子取向方向为相互垂直状态。
5.根据权利要求1至4任一项所述的液晶薄膜透镜，其特征在于，所述支撑粘合结构为包含有硅球的紫外光固化胶。
Priority Applications (1)
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| CN201922233269.5U CN211603594U (zh) | 2019-12-12 | 2019-12-12 | 液晶薄膜透镜 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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| CN211603594U true CN211603594U (zh) | 2020-09-29 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN211603594U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110989054A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-04-10 | 华南师范大学 | 液晶薄膜透镜及制作方法 |
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2019
- 2019-12-12 CN CN201922233269.5U patent/CN211603594U/zh active Active
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| CN110989054A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-04-10 | 华南师范大学 | 液晶薄膜透镜及制作方法 |
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