TW202246849A - 包括具有手性的雙折射媒介的裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種裝置。該裝置包括一第一雙折射膜，其包括經組態有一第一螺旋結構之一棒狀液晶（LC）材料。該裝置亦包括一第二雙折射膜，其與該第一雙折射膜堆疊且包括經組態有一第二螺旋結構之一盤狀LC材料。

Description

包括具有手性的雙折射媒介的裝置

本發明大體上係關於光學裝置，且更特定言之，係關於包括具有手性（chirality）之雙折射媒介之裝置。 [相關申請案之交叉參考]

本申請案主張2021年2月22日申請之美國臨時申請案第63/152,334號、2021年5月29日申請之美國臨時申請案第63/194,993號及2021年12月2日申請之美國非臨時申請案第17/541,228號之優先權。上文所提及之申請案之內容以全文引用之方式併入本文中。

具有手性之雙折射媒介可用於各種光學元件或裝置中。一種類型之具有手性之雙折射媒介為膽固醇型液晶（CLC），亦被稱作手性向列型液晶。取決於入射光之旋向性（handedness），CLC已用於光學元件中以反射或透射入射光。舉例而言，CLC可經組態以實質上反射具有與CLC之螺旋扭曲結構相同之旋向性之偏振光，且實質上透射具有與CLC之螺旋扭曲結構相反之旋向性之偏振光。由於CLC之旋向性選擇性，CLC層（或膜、板等）或CLC層堆疊可充當圓形反射偏振器。基於CLC之圓形反射偏振器可遍及寬頻寬或窄頻寬起作用，且可用作多功能光學組件，諸如偏振轉換組件、增亮組件或光學路徑摺疊組件。

根據本發明之態樣，提供一種裝置。該裝置包括第一雙折射膜，其包括經組態有第一螺旋結構之棒狀液晶（LC）材料。該裝置亦包括第二雙折射膜，其與該第一雙折射膜堆疊且包括經組態有第二螺旋結構之盤狀LC材料。

根據本發明之另一態樣，提供一種裝置。該裝置包括光學膜，其包括具有手性之雙折射媒介，該雙折射媒介包括主體材料及摻雜至該主體材料中之染料。該等染料經組態以吸收具有預定旋向性之第一圓偏振光多於具有與該預定旋向性相反之旋向性之第二圓偏振光的。

根據本發明之另一態樣，提供一種透鏡總成。該透鏡總成包括第一光學元件，其包括經組態以透射具有第一旋向性之第一圓偏振光之第一部分的鏡面。該透鏡總成亦包括第二光學元件，其包括經組態以將該第一圓偏振光之該第一部分作為具有該第一旋向性之第二圓偏振光反射回該鏡面之反射偏振器。該反射偏振器包括其中包括棒狀液晶（LC）材料之第一雙折射膜及其中與該第一雙折射膜堆疊且包括盤狀LC材料之第二雙折射膜。該第一光學元件或該第二光學元件中之至少一者包括透鏡。

本發明之其他態樣可由所屬技術領域中具有通常知識者鑒於本發明之描述、申請專利範圍及圖式而理解。

將參考隨附圖式描述根據本發明之具體實例，該等隨附圖式僅為出於說明性目的之實例且並不意欲限制本發明之範圍。在任何可能之處，在整個圖式中使用相同元件符號來指代相同或類似部分，且可省略其詳細描述。

此外，在本發明中，可組合所揭示具體實例與所揭示具體實例之特徵。所描述具體實例為本發明之一些但並非全部具體實例。基於所揭示具體實例，所屬技術領域中具有通常知識者可導出根據本發明之其他具體實例。舉例而言，可基於所揭示具體實例進行修改、調適、取代、添加或其他變化。所揭示具體實例之此類變化仍在本發明之範圍內。因此，本發明不限於所揭示具體實例。替代地，本發明之範圍界定於隨附申請專利範圍中。

如本文中所使用，術語「耦接（couple/coupled/coupling）」或其類似者可涵蓋光學耦合、機械耦接、電耦接、電磁耦合或其任何組合。兩個光學元件之間的「光學耦合」係指兩個光學元件以光學系列方式配置，且自一個光學元件輸出之光可由另一光學元件直接地或間接地接收之組態。光學系列係指複數個光學元件在光路徑中之光學定位，使得自一個光學元件輸出之光可由其他光學元件中之一或多者透射、反射、繞射、轉換、修改或以其他方式處理或操控。在一些具體實例中，配置有複數個光學元件之序列可或可不影響複數個光學元件之整體輸出。耦接可為直接耦接或間接耦接（例如，經由中間元件進行耦接）。

片語「A或B中之至少一者」可涵蓋A及B之所有組合，諸如僅A、僅B或A及B。同樣地，片語「A、B或C中之至少一者」可涵蓋A、B及C之所有組合，諸如僅A、僅B、僅C、A及B、A及C、B及C或A及B及C。片語「A及/或B」可以與片語「A或B中之至少一者」類似之方式進行解譯。舉例而言，片語「A及/或B」可涵蓋A及B之所有組合，諸如僅A、僅B或A及B。同樣地，片語「A、B及/或C」具有與片語「A、B或C中之至少一者」之意義類似的意義。舉例而言，片語「A、B及/或C」可涵蓋A、B及C之所有組合，諸如僅A、僅B、僅C、A及B、A及C、B及C或A及B及C。

當將第一元件描述為「附接」、「設置」、「形成」、「固接」、「安裝」、「緊固」、「連接」、「接合」、「記錄」或「安置」至第二元件、在第二元件上、在第二元件處或至少部分地在第二元件中，可使用諸如沈積、塗佈、蝕刻、接合、膠合、旋擰、壓入配合、搭扣配合、夾持等任何合適之機械或非機械方式將第一元件「附接」、「設置」、「形成」、「固接」、「安裝」、「緊固」、「連接」、「接合」、「記錄」或「安置」至第二元件、在第二元件上、在第二元件處或至少部分地在第二元件中。另外，第一元件可與第二元件直接接觸，或第一元件與第二元件之間可存在中間元件。第一元件可安置在第二元件之任何合適之側處，諸如左、右、前、後、頂部或底部。

當第一元件展示或描述為安置或配置在第二元件「上」時，術語「在…上」僅用於指示第一元件與第二元件之間的實例相對定向。描述可基於圖式中所展示之參考座標系統，或可基於圖式中所展示之當前視圖或實例組態。舉例而言，當描述圖式中所展示之視圖時，第一元件可描述為安置在第二元件「上」。應理解，術語「在…上」可能未必意謂著第一元件在豎直重力方向上位於第二元件之上。舉例而言，當將第一元件及第二元件之總成轉動180度時，第一元件可在第二元件「之下」（或第二元件可在第一元件「上」）。因此，應理解，當圖式展示第一元件位於第二元件「上」時，組態僅為說明性實例。第一元件可相對於第二元件以任何合適之定向安置或配置（例如，在第二元件之上或上方、在第二元件下方或之下、在第二元件左側、在第二元件右側、在第二元件後方、在第二元件前方等）。

當第一元件描述為安置在第二元件「上」時，第一元件可直接地或間接地安置在第二元件上。第一元件直接安置在第二元件上指示無額外元件安置在第一元件與第二元件之間。第一元件間接地安置在第二元件上指示一或多個額外元件安置在第一元件與第二元件之間。

本文中所使用之術語「處理器」可涵蓋任何合適之處理器，諸如中央處理單元（「central processing unit；CPU」）、圖形處理單元（「graphics processing unit；GPU」）、特殊應用積體電路（「application-specific integrated circuit；ASIC」）、可程式化邏輯裝置（「programmable logic device；PLD」）或其任何組合。亦可使用上文未列出之其他處理器。處理器可實施為軟體、硬體、韌體或其任何組合。

術語「控制器」可涵蓋經組態以產生用於控制裝置、電路、光學元件等之控制信號的任何合適的電路、軟體或處理器。「控制器」可實施為軟體、硬體、韌體或其任何組合。舉例而言，控制器可包括處理器，或可包括為處理器之一部分。

術語「非暫時性電腦可讀取媒體」可涵蓋用於儲存、傳送、傳達、廣播或傳輸資料、信號或資訊之任何合適的媒體。舉例而言，非暫時性電腦可讀取媒體可包括記憶體、硬碟、磁碟、光碟、磁帶等。記憶體可包括唯讀記憶體（「read-only memory；ROM」）、隨機存取記憶體（「random-access memory；RAM」）、快閃記憶體等。

術語「膜」、「層」、「塗層」或「板」可包括可安置在支撐基板上或基板之間的剛性或可撓性、自撐式或自立式膜、層、塗層或板。術語「膜」、「層」、「塗層」及「板」可為可互換的。

片語「平面內方向」、「平面內定向」、「平面內旋轉」、「平面內對準模式」及「平面內間距」分別指代膜或層之平面（例如，膜或層之表面平面，或平行於膜或層之表面平面之平面）中的方向、定向、旋轉、對準模式及間距。術語「平面外方向」或「平面外定向」指示不平行於膜或層之平面（例如，垂直於膜或層之表面平面，例如垂直於平行於表面平面之平面）的方向或定向。舉例而言，當「平面內」方向或定向係指表面平面內之方向或定向時，「平面外」方向或定向可指代垂直於表面平面之厚度方向或定向，或不平行於表面平面之方向或定向。

如「正交偏振（orthogonal polarization）」中所使用之術語「正交（orthogonal）」或如「正交偏振（orthogonally polarized）」中所使用之術語「正交（orthogonally）」意謂表示兩個偏振之兩個向量之內積實質上為零。舉例而言，具有正交偏振之兩個光或兩個正交偏振之光可為在兩個正交方向上具有偏振之兩個線性偏振光（例如，笛卡爾座標系統中之x軸方向及y軸方向）或具有相反旋向性之兩個圓偏振光（例如，左手側圓偏振光及右手側圓偏振光）。

用於修飾描述光之處理之光學回應動作，諸如透射、反射、繞射、阻擋或其類似者的術語「實質上」或「主要」意謂光之大部分，包括所有經透射、反射、繞射或阻擋等。大部分可為可基於特定應用需要而判定之整個光之預定百分比（大於50%），諸如100%、95%、90%、85%、80%等。術語「強烈」可具有與術語「實質上」或「主要」類似之含義，其指示大於50%之光由術語「強烈」所修飾之光學回應動作處理。術語「微弱地」指示小於50%之光由術語「微弱地」所修飾之光學回應動作處理。舉例而言，術語「強烈吸收」可指示光學元件吸收大於50%之光，且術語「微弱地吸收」可指示光學元件吸收小於50%之光。在本發明中，為簡單起見，每當描述光學回應動作時，可不存在術語「實質上」來修飾光學回應動作。在此等情形下，所屬技術領域中具有通常知識者理解，光學回應動作意謂實質上光學回應動作，如同存在術語「實質上」來修飾光學回應動作一般。

本發明提供基於具有手性之雙折射媒介之各種液晶（LC）裝置。在一些具體實例中，雙折射媒介可包括主體雙折射材料，例如向列型LC。在一些具體實例中，雙折射媒介亦可包括手性摻雜劑，且雙折射媒介之手性可藉由摻雜至主體雙折射材料中之手性摻雜劑而引入。在一些具體實例中，雙折射媒介之手性可為雙折射媒介自身之性質，諸如主體雙折射材料之固有分子手性。舉例而言，主體雙折射材料可包括手性光學各向異性分子，或包括具有一或多個手性官能基之光學各向異性分子。在一些具體實例中，具有手性之雙折射媒介可包括扭曲彎曲向列型LC（或處於扭曲彎曲向列相之LC），其中LC指向矢可展現週期性扭曲及彎曲變形，形成圓錐形螺旋，其中雙重簡併域具有相反旋向性。扭曲彎曲向列型LC之LC指向矢可相對於螺旋軸為傾斜。因此，扭曲彎曲向列相可被視為習知向列相之廣義情況，其中LC指向矢相對於螺旋軸為正交。

在一些具體實例中，本發明提供充當圓形反射偏振器之LC裝置。裝置可包括第一雙折射膜及與第一雙折射膜堆疊之第二雙折射膜。第一雙折射膜可包括經組態有第一螺旋結構之棒狀液晶（LC）材料。第二雙折射膜可包括經組態有第二螺旋結構之盤狀LC材料。在一些具體實例中，第一雙折射膜或第二雙折射膜中之至少一者可為液晶聚合物膜。在一些具體實例中，第一螺旋結構及第二螺旋結構兩者可具有恆定螺旋間距。在一些具體實例中，第一螺旋結構及第二螺旋結構兩者可具有變化螺旋間距。在一些具體實例中，第一螺旋結構及第二螺旋結構中之一者可具有恆定螺旋間距，且第一螺旋結構及第二螺旋結構中之另一者可具有變化螺旋間距。

在一些具體實例中，對於傾斜入射光，第一雙折射膜可經組態以提供第一相移，且第二雙折射膜可經組態以提供第二相移。該第一相移可至少部分地抵消該第二相移。在一些具體實例中，第一螺旋結構及第二螺旋結構可具有相同旋向性。在一些具體實例中，第一螺旋結構及第二螺旋結構之旋向性可為第一旋向性。裝置可經組態以將具有第一旋向性之第一圓偏振光反射為具有第一旋向性之第二圓偏振光，且將具有與第一旋向性相反之第二旋向性之第三圓偏振光透射為具有第二旋向性之第四圓偏振光。

在一些具體實例中，本發明亦提供充當吸收性圓偏振器之LC裝置。LC裝置可包括光學膜。光學膜可包括雙折射媒介，其具有手性且包括主體材料及摻雜至主體材料中之染料。該等染料可經組態以吸收具有預定旋向性之第一圓偏振光多於具有與該預定旋向性相反之旋向性之第二圓偏振光。在一些具體實例中，光學膜可經組態以經由吸收來阻擋第一圓偏振光，且透射或反射第二圓偏振光。

在一些具體實例中，染料之分子可具有帶著經誘發軸向手性之分子螺旋。在一些具體實例中，染料之分子之分子螺旋可在光學膜之體積內沿著相同預定方向按相同旋轉方向旋轉。在一些具體實例中，染料可充當用於引入手性之手性摻雜劑。在一些具體實例中，該等染料之分子可在該光學膜之體積內形成複數個超分子，且該等超分子之分子螺旋可沿著該光學膜之軸向方向按預定方向旋轉。

在一些具體實例中，本發明亦提供透鏡總成。該透鏡總成可包括第一光學元件，其包括經組態以透射具有第一旋向性之第一圓偏振光之第一部分的鏡面。該透鏡總成亦可包括第二光學元件，其包括經組態以將該第一圓偏振光之該第一部分作為具有該第一旋向性之第二圓偏振光反射回該鏡面之反射偏振器。該反射偏振器可包括其中包括棒狀LC材料之第一雙折射膜及其中與該第一雙折射膜堆疊且包括盤狀LC材料之第二雙折射膜。該第一光學元件或該第二光學元件中之至少一者可包括透鏡。

在一些具體實例中，鏡面可進一步經組態以將具有第一旋向性之第二圓偏振光反射為具有第二旋向性之第三圓偏振光。該反射偏振器可進一步經組態以將具有該第二旋向性之該第三圓偏振光透射為具有該第二旋向性之第四圓偏振光。在一些具體實例中，第一雙折射膜或第二雙折射膜中之至少一者可為液晶聚合物膜。在一些具體實例中，棒狀LC材料可組態有具備第一螺旋間距之第一螺旋結構，盤狀LC材料可組態有具備第二螺旋間距之第二螺旋結構。第一螺旋間距或第二螺旋間距中之至少一者可為恆定螺旋間距或變化螺旋間距。在一些具體實例中，對於傾斜入射光，該第一雙折射膜經組態以提供第一相移且該第二雙折射膜經組態以提供第二相移。該第一相移可至少部分地抵消該第二相移。

在一些具體實例中，反射偏振器可為第一偏振器，第一光學元件可進一步包括第二偏振器。在一些具體實例中，鏡面可安置於第一偏振器與第二偏振器之間。第二偏振器可包括具有手性且包括主體材料及染料之雙折射媒介。染料可經組態以吸收多於具有第一旋向性之圓偏振光的具有第二旋向性之圓偏振光。

膽固醇型液晶（CLC）為具有手性之類型之雙折射材料。CLC為液晶，其展現螺旋結構且因此展現手性，亦即旋向性。CLC亦被稱作手性向列型液晶。對於具有在CLC之反射頻帶內之波長之偏振入射光（例如，圓形或橢圓偏振光），當偏振入射光之旋向性與CLC之螺旋結構之旋向性相同時，CLC可實質上（或主要）反射偏振入射光。當偏振入射光之旋向性與CLC之螺旋結構之旋向性不同（例如，相反）時，CLC可實質上透射偏振入射光。在以下描述中，出於說明之目的，CLC用作具有手性之雙折射材料之實例。CLC偏振器（例如，圓形吸收偏振器、圓形反射偏振器）用作基於具有手性之雙折射材料之偏振器之實例。在一些具體實例中，遵循用於下文描述之CLC偏振器之相同設計原理，偏振器（例如，吸收偏振器、反射偏振器等）亦可基於具有手性之另一合適的雙折射材料來組態。

圖1A說明包括手性棒狀（或桿狀或桿形）向列型LC或處於手性向列相之棒狀LC的CLC膜100之示意圖。CLC膜100亦可稱為棒狀（或桿狀或桿形）CLC膜100。手性棒狀向列型LC可包括棒狀（或桿狀或桿形）LC分子105，其各自具有縱向軸線（或長度方向）及橫向軸線（或寬度方向）。棒狀LC分子105之縱向軸線可被稱為棒狀LC分子105之指向矢或LC指向矢。在圖1A中所展示之示意圖中，棒狀LC分子105由實心桿表示。圖1A說明棒狀CLC膜100中棒狀LC分子105之指向矢之定向的示意圖。在棒狀CLC膜100中，棒狀LC分子105可以多個層111、112、113、114、115來組織，其中該等層當中無位置排序。在棒狀CLC膜100之軸向方向（例如，圖1A中所展示之z軸方向）上，LC指向矢之定向（例如，棒狀LC分子105之長軸線）可在層之間（例如，自一個層至另一層）展現在預定方向（例如，順時針方向或逆時針方向）上之旋轉。在同一層中，LC指向矢之定向可為實質上相同的。

圖1B說明包括手性盤狀（或圓盤狀或圓盤形）向列型LC或處於手性向列相之盤狀LC的CLC膜120之示意圖。CLC膜120亦可稱為盤狀（或圓盤狀或圓盤形）CLC膜120。手性盤狀向列型LC可包括盤狀（或圓盤狀或圓盤形）LC分子125，其可包括由多於三個可撓性脂族碳鏈取代之平面或實質上平面中心芳族圓盤形核心。在圖1B中所展示之示意圖中，盤狀LC分子125由圓盤表示。盤狀LC分子125可具有短分子軸線或圓盤法線。盤狀LC分子125可具有圍繞其短分子軸（或圓盤法線）之全平移及旋轉自由度。盤狀LC分子125之短分子軸線（圓盤法線）可被稱為盤狀LC分子125之指向矢或LC指向矢。

圖1B說明盤狀CLC膜120中盤狀LC分子125之指向矢之定向的示意圖。在盤狀CLC膜120中，盤狀LC分子125可以多個層131、132、133、134、135來組織，其中該等層當中無位置排序。LC指向矢（例如，盤狀LC分子125之短軸線或圓盤法線）在盤狀CLC膜120之軸向方向（例如，圖1B中所展示之z軸方向）上之定向可在層之間展現在預定方向（例如，順時針方向或逆時針方向）上之旋轉。在同一層中，LC指向矢之定向可為實質上相同的。

參考圖1A及圖1B，在一些具體實例中，在棒狀CLC膜100或盤狀CLC膜120之體積中，層之間LC指向矢沿著軸向方向（例如，z軸方向）之變化可為週期性的。LC指向矢之變化之週期性，亦即LC指向矢之定向改變360°之軸向長度或距離被稱作螺旋間距P。在一些具體實例中，LC指向矢之變化可在每一半間距（P/2）下重複，此係因為在0°及±180°下之LC指向矢可為等效的。因此，在棒狀CLC膜100或盤狀CLC膜120之體積中，棒狀LC分子105或盤狀LC分子125可展現具有預定旋向性之螺旋結構。出於說明之目的，圖1A展示半間距（P/2）之LC指向矢之變化，且棒狀LC分子105以五個層111、112、113、114、115來組織以展示半間距（P/2）之LC指向矢之變化。圖1B展示半間距（P/2）之LC指向矢之變化，且盤狀LC分子125以五個層131、132、133、134、135來組織以展示半間距（P/2）之LC指向矢之變化。

螺旋間距P可部分地判定棒狀CLC膜100或盤狀CLC膜120之反射頻帶，亦即可實質上經由布拉格反射藉由CLC膜100或120反射的光之入射波長之頻帶。舉例而言，當螺旋間距P與可見光之波長具有相同次序時，棒狀CLC膜100或盤狀CLC膜120可經組態以實質上反射具有預定旋向性之偏振可見光，且實質上透射具有與預定旋向性相反之旋向性之偏振可見光。棒狀CLC膜100或盤狀CLC膜120之反射頻帶可以波長λ ₀= n*P為中心，其中 n可為棒狀CLC膜100或盤狀CLC膜120中LC之平均折射率，且 n可經計算為n = （n _e+n _o）/2。此處，n _e及n _o分別表示LC之異常及普通反射指數，且 P表示螺旋間距。棒狀CLC膜100或盤狀CLC膜120之反射頻寬Δλ可經計算為Δλ = Δn*P，其可與LC之雙折射率Δn成比例，其中Δn = n _e-n _o。

圖1C說明CLC膜150之偏振選擇性反射率。CLC膜150可為圖1A中所展示之棒狀CLC膜100或圖1B中所展示之盤狀CLC膜120之具體實例。CLC膜150可充當偏振膜（或圓形反射偏振器）。對於具有CLC膜150之反射頻帶內之入射波長的偏振入射光（例如，圓形或橢圓偏振光），當偏振入射光之旋向性與CLC膜150之螺旋結構之旋向性相同時，CLC膜150可實質上反射偏振入射光。當偏振入射光之旋向性與CLC膜150之螺旋結構之旋向性不同（例如，相反）時，CLC膜150可實質上透射偏振入射光。

舉例而言，如圖1B中所示，CLC膜150可展現左手側圓偏振（「left-handed circularly polarized；LHCP」）入射光之高反射率及右手側圓偏振（「right-handed circularly polarized；RHCP」）入射光之高透射率。亦即，對於具有CLC膜150之反射譜帶內之入射波長的光，CLC膜150可實質上反射LHCP光（或LHCP分量），且實質上透射RHCP光（或RHCP分量）。此種CLC膜150可被稱為左手側CLC膜。右手側CLC膜可實質上反射RHCP光，且實質上透射LHCP光。對於包括RHCP分量及LHCP分量之輸入光，每一分量可取決於分量之旋向性及CLC膜150之螺旋結構之旋向性而選擇性地反射或透射。在一些具體實例中，對於CLC膜150之反射光及透射光兩者，其偏振狀態可保持不變。在一些具體實例中，由於CLC膜150之波片效應，反射光或透射光中之至少一者之偏振狀態可改變，這可引起光洩漏。當入射波長在CLC膜150之反射頻帶外部時，圓偏振光可藉由CLC膜150透射，無關於旋向性。

圖2A示意性地說明根據本發明之一具體實例之LC裝置200的y-z截面視圖。LC裝置200可充當圓形反射偏振器，其經組態以在低光洩漏（例如，低於5%、2%、1%等）之情況下選擇性地反射或透射圓偏振光。如圖2A中所示，LC裝置200可包括CLC層或膜之堆疊。LC裝置200亦可稱為CLC反射偏振器200。CLC層之堆疊可包括一或多個棒狀CLC層205，及至少一個盤狀（或圓盤狀或圓盤形）CLC層210。在一些具體實例中，至少一個（例如，每一個）CLC層可包括具有不可藉由外場（例如由電源提供之電場）來重新定向之LC指向矢之被動LC。在一些具體實例中，至少一個（例如，每一個）CLC層可包括液晶聚合物（「liquid crystal polymer；LCP」）層。在一些具體實例中，LCP層可包括聚合（或交聯）LC、聚合物穩定化之LC、光反應性LC聚合物，或其任何組合。LC可包括向列型LC、扭曲彎曲LC、手性向列型LC、近晶型LC，或其任何組合。在一些具體實例中，至少一個（例如，每一個）CLC層可包括具有可藉由外場（例如由電源提供之電場）來重新定向之LC指向矢之主動LC，使得CLC層之光學性質（例如，反射及/或透射，反射頻帶）可為可調整的。舉例而言，當外部電場低於第一預定臨限值時，CLC層可具有螺旋扭曲結構，充當經組態以選擇性地反射或透射具有預定波長範圍之圓偏振光之偏振膜，其取決於圓偏振光之旋向性。當外部電場改變時，CLC層之反射頻帶可相應地改變。當外部電場高於第二預定臨限值時，主動LC可沿著電場之方向對準，且螺旋扭曲結構可不扭轉。因此，CLC層可透射圓偏振光，而獨立於光之旋向性。

出於論述目的，圖2A展示CLC反射偏振器200包括堆疊在一起之一個棒狀CLC層205及一個盤狀CLC層210。棒狀CLC層及盤狀CLC層之數目不限於一個，且可使用任何數目，諸如兩個、三個、四個等。另外，棒狀CLC層的數目及盤狀CLC層的數目可或可不為相同數目。在一些具體實例中，至少一個（例如，每一個）棒狀CLC層205或盤狀CLC層210可為LCP層。在一些具體實例中，至少一個（例如，每一個）棒狀CLC層205或盤狀CLC層210可為包括主動LC之主動LC層。

圖3A示意性地說明根據本發明之一具體實例的CLC層或膜300之y-z截面視圖。CLC層300可為圖2A中展示之棒狀CLC層205之具體實例。如圖3A中所示，CLC層300可包括以恆定螺旋間距之螺旋結構來配置的棒狀向列型LC 315（例如，相同的固定螺旋間距在z軸或厚度方向上重複）。此種CLC層300亦可稱為單一間距CLC層，例如單一間距棒狀CLC層。在一些具體實例中，螺旋之軸線可與CLC層300之表面正交（例如，垂直）。在一些具體實例中，恆定螺旋間距組態可引起CLC層300之窄反射頻帶。舉例而言，CLC層300可經組態以具有覆蓋窄頻波長範圍，例如30 nm頻寬之反射頻帶。CLC層300可實質上反射窄頻圓偏振光，其具有與螺旋結構之旋向性相同之旋向性且具有反射頻帶內之波長範圍。CLC層300可實質上透射窄頻圓偏振光，其具有與螺旋結構之旋向性相反之旋向性且具有反射頻帶內之波長範圍。

在一些具體實例中，棒狀向列型LC 315可形成LCP層。在一些具體實例中，棒狀向列型LC 315可包括主動LC。在一些具體實例中，CLC層300可進一步包括用於支撐及保護目的之一或多個基板305。在圖3A中出於說明目的而展示兩個基板305。基板之數目不限於兩個且可為任何合適的數目。在一些具體實例中，該等基板305在一或多個波長頻帶中可為光學透明的，例如可見光頻帶（約380 nm至約700 nm）、紅外線（「IR」）頻帶（例如，約700 nm至約1 mm或其任何部分）中之一些或全部，及/或紫外線（「UV」）頻帶等。在一些具體實例中，基板305可包括玻璃、塑膠、藍寶石等。基板305可為剛性、半剛性可撓性或半可撓性的。基板305可包括平坦表面或彎曲表面，上面可形成有不同層或膜。在一些具體實例中，基板305可為另一光學元件或裝置（例如，另一光電元件或裝置）之一部分。舉例而言，基板305可為固體光學透鏡、固體光學透鏡之一部分，或光導（或波導）等。在一些具體實例中，基板305可用於CLC層300之製造、儲存或輸送中。在一些具體實例中，在CLC層300經製造或輸送至另一地點或裝置之後，基板305可為可拆卸或可移除的。在一些具體實例中，基板305可不與CLC層300分離，且可為CLC層300之整體部分。

在一些具體實例中，該等基板305中之至少一者可具備對準層310，其可經組態以提供棒狀向列型LC 315之初始對準。在圖3A中所展示之具體實例中，出於說明之目的提供兩個對準層310，其中每一對準層310與每一基板305耦接（例如，堆疊）。對準層310之數目不限於兩個，且可為任何合適的數目。對準層310之數目可與或可不與基板305之數目相同。在一些具體實例中，對準層310可提供棒狀向列型LC 315之反平行均勻對準。在一些具體實例中，對準層310可用於CLC層300之製造、儲存或輸送中。在一些具體實例中，在CLC層300經製造或輸送至另一地點或裝置之後，對準層310可為可拆卸或可移除的。在一些具體實例中，對準層310可不與CLC層300分離，且可為CLC層300之整體部分。

圖3B示意性地說明根據本發明之一具體實例的CLC層或膜320之y-z截面視圖。CLC層320可為圖2A中展示之棒狀CLC層205之具體實例。CLC層320可包括的元件類似於圖3A中展示之CLC層300中所包括之元件。類似元件之描述可指代結合圖3A呈現之以上描述。如圖3B中所示，CLC層320可包括棒狀向列型LC 315、對準層310及基板305。在一些具體實例中，可省略對準層310及/或基板305，如上文結合圖3A所描述。在一些具體實例中，棒狀向列型LC 320可形成LCP層。在一些具體實例中，棒狀向列型LC 320可包括主動LC。

棒狀向列型LC 315可以變化（例如，非恆定）螺旋間距（例如，梯度螺旋間距）之螺旋結構來配置。此種CLC層320亦可稱為變化間距CLC層，例如變化間距棒狀CLC層。在一些具體實例中，變化螺旋間距組態可產生CLC層320之寬反射頻帶。在一些具體實例中，螺旋間距可在預定方向上（例如，在CLC層320之厚度方向上）逐漸增大或減小。出於說明目的，在圖3B中所示之具體實例中，變化螺旋間距展示為沿著CLC層320之厚度方向，例如沿著如圖3B中所示之+z軸方向逐漸增大。舉例而言，CLC層320可經組態以具有覆蓋可見光波長範圍，例如320 nm頻寬之反射頻帶。CLC層320可實質上反射寬頻圓偏振光，其具有與螺旋結構之旋向性相同之旋向性且具有反射頻帶內之波長範圍。CLC層320可實質上透射寬頻圓偏振光，其具有與螺旋結構之旋向性相反之旋向性且具有反射頻帶內之波長範圍。

在一些具體實例中，寬反射頻帶亦可藉由堆疊在一起之複數個單一間距CLC層（例如，類似於圖3A中展示之單一間距CLC層300）來實現。每一棒狀CLC層可包括以恆定螺旋間距之螺旋結構來配置之棒狀向列型LC 315。螺旋間距可在層之間變化（例如，該複數個單一間距CLC層之至少兩個螺旋間距可不同）。CLC層可具有窄反射頻寬，且可光學耦接至發射不同色彩（例如，不同波長）之光之對應窄頻（例如，30 nm頻寬）光源。在一些具體實例中，CLC層之反射頻帶可不彼此重疊。在一些具體實例中，CLC層之反射頻帶可彼此重疊（例如，略微重疊），使得總體反射頻帶可為連續且寬的。

圖3C示意性地說明根據本發明之一具體實例的CLC層或膜340之y-z截面視圖。CLC層340可為圖2A中展示之盤狀CLC層210之具體實例。CLC層340可包括的元件類似於圖3A中展示之CLC層300或圖3B中所展示之CLC層320中所包括之元件。類似元件之描述可指代結合圖3A或圖3B呈現之以上描述。如圖3C中所示，CLC層340可包括盤狀（或圓盤狀、圓盤形）向列型LC 355、對準層310，及基板305。在一些具體實例中，盤狀向列型LC 355可形成LCP層。在一些具體實例中，可省略對準層310及/或基板305。在一些具體實例中，盤狀向列型LC 355可包括主動LC。

如圖3C中所示，盤狀向列型LC 355可以恆定螺旋間距之螺旋結構來配置（例如，相同的固定螺旋間距可在z軸或厚度方向上重複）。此種CLC層340亦可稱為單一間距CLC層，例如單一間距盤狀CLC層。在一些具體實例中，螺旋之軸線可與CLC層340之表面正交（例如，垂直）。在一些具體實例中，恆定螺旋間距組態可引起CLC層340之窄反射頻帶。舉例而言，CLC層340可經組態以具有覆蓋窄頻波長範圍，例如30 nm頻寬之反射頻帶。CLC層340可實質上反射窄頻圓偏振光，其具有與螺旋結構之旋向性相同之旋向性且具有反射頻帶內之波長範圍。CLC層340可實質上透射窄頻圓偏振光，其具有與螺旋結構之旋向性相反之旋向性且具有反射頻帶內之波長範圍。

圖3D示意性地說明根據本發明之一具體實例的CLC層或膜360之y-z截面視圖。CLC層360可為圖2A中展示之盤狀CLC層210之具體實例。CLC層360可包括的元件類似於圖3A中展示之CLC層300、圖3B中所展示之CLC層320或圖3C中所展示之CLC層340中所包括之元件。類似元件之描述可指代結合圖3A、圖3B或圖3C所呈現之以上描述。

如圖3D中所示，CLC層360可包括盤狀（或圓盤狀、圓盤形）向列型LC 355、對準層310及基板305。在一些具體實例中，盤狀向列型LC 355可形成LCP層。在一些具體實例中，可省略對準層310及/或基板305。在一些具體實例中，盤狀向列型LC 355可包括主動LC。盤狀向列型LC 355可以變化（例如，非恆定）螺旋間距（例如，梯度螺旋間距）之螺旋結構來配置。此種CLC層360亦可稱為變化間距CLC層，例如變化間距盤狀CLC層。在一些具體實例中，變化螺旋間距組態可產生CLC層360之寬反射頻帶。在一些具體實例中，螺旋間距可在預定方向上（例如，在CLC層360之厚度方向上）逐漸增大或減小。出於說明目的，在圖3D中所示之具體實例中，變化螺旋間距展示為沿著CLC層360之厚度方向，例如沿著如圖3D中所示之+z軸方向，逐漸增大。舉例而言，CLC層360可經組態以具有覆蓋可見光波長範圍，例如360 nm頻寬之反射頻帶。CLC層360可實質上反射寬頻圓偏振光，其具有與螺旋結構之旋向性相同之旋向性且具有反射頻帶內之波長範圍。CLC層360可實質上透射寬頻圓偏振光，其具有與螺旋結構之旋向性相反之旋向性且具有反射頻帶內之波長範圍。

在一些具體實例中，寬反射頻帶亦可藉由堆疊在一起之複數個單一間距CLC層（例如，類似於圖3C中展示之單一間距CLC層340）實現。每一CLC層可包括以恆定螺旋間距之螺旋結構來配置之盤狀向列型LC 355。螺旋間距可在層之間變化（例如，該複數個單一間距CLC層之至少兩個螺旋間距可不同）。CLC層可具有窄反射頻寬，且可光學耦接至發射不同色彩（例如，不同波長）之光之對應窄頻（例如，30 nm頻寬）光源。在一些具體實例中，CLC層之反射頻帶可不彼此重疊。在一些具體實例中，CLC層之反射頻帶可彼此重疊（例如，略微重疊），使得總體反射頻帶可為連續且寬的。

返回參考圖2A，棒狀CLC層205可組態有單一間距或變化間距，且盤狀CLC層210可組態有單一間距或變化間距。棒狀CLC層205及盤狀CLC層210可組態有實質上相同反射頻帶、重疊反射頻帶，或非重疊反射頻帶。舉例而言，在一些具體實例中，棒狀CLC層205及盤狀CLC層210兩者可組態有單一間距及實質上相同或重疊反射頻帶。CLC反射偏振器200可充當窄頻反射偏振器。在一些具體實例中，棒狀CLC層205及盤狀CLC層210兩者可組態有變化間距及實質上相同或重疊反射頻帶。CLC反射偏振器200可充當寬頻反射偏振器。

參考圖2A、圖3A及圖3B，棒狀CLC層205（例如，棒狀CLC層300或320）可反射隨著光之入射角增大而具有較短波長之圓偏振光。此現象可被稱為藍移（blue shift）。換言之，棒狀CLC層205可展現反射光之波長之藍移。另外，棒狀CLC層205（例如，棒狀CLC層300或320）可用作或充當負C-板。由於棒狀CLC層205之波片效應，棒狀CLC層205可將不合需要的相移（被稱作第一相移）引入至入射至CLC反射偏振器200上之有角度、離軸（或傾斜）的入射光202。因此，棒狀CLC層205之反射光或透射光中之至少一者之偏振狀態可改變。舉例而言，反射光及/或透射光之偏振狀態可自圓偏振改變至橢圓偏振。此現象可被稱為消偏振。消偏振可引起光洩漏，這可降低CLC反射偏振器200之消光比（extinction ratio）。光洩漏可隨著光之入射角增大而增加。另外，當單一間距之複數個棒狀CLC層205經堆疊以實現寬反射頻帶時，由棒狀CLC層引起之透射光之消偏振可在透射光入射至後續棒狀CLC層上時產生較低反射率。

參考圖2A、圖3C及圖3D，CLC反射偏振器200中之盤狀CLC層210（例如，盤狀CLC層340或360）可用作或充當補償層，其經組態以光學補償由棒狀CLC層205引起之反射光及/或透射光之消偏振。舉例而言，盤狀CLC層210可將傾斜地入射至盤狀CLC層210上之橢圓偏振光變換為圓偏振輸出光。在一些具體實例中，盤狀CLC層210（例如，盤狀CLC層340或360）可充當具有實質上零平面內阻滯及正平面外阻滯之正C-板。盤狀CLC層210之正C-板性質可補償棒狀CLC層205之負C-板性質。舉例而言，盤狀CLC層210可經組態以將額外相移（被稱作第二相移）提供至CLC反射偏振器200之入射光202。

在一些具體實例中，由盤狀CLC層210提供之第二相移可經組態以與由棒狀CLC層205提供之第一相移相反。在一些具體實例中，由盤狀CLC層210提供之第二相移可經組態以至少部分地抵消由棒狀CLC層205提供之第一相移。在一些具體實例中，經由分別組態盤狀CLC層210之平面外阻滯，由盤狀CLC層210提供之第二相移可經組態以實質上抵消由棒狀CLC層205提供之整個第一相移。因此，藉由CLC反射偏振器200提供至入射光202之總體相移可小於僅由棒狀CLC層205提供之第一相移。在一些具體實例中，藉由CLC反射偏振器200提供至入射光202之總體相移可實質上為零。因此，由棒狀CLC層205引起之反射光及/或透射光之消偏振可減少。因此，CLC反射偏振器200之光洩漏可明顯減少，且CLC反射偏振器200之消光比可明顯增大。

參考圖2A，棒狀CLC層205及盤狀CLC層210中之每一者可組態有恆定螺旋間距或變化螺旋間距。在一些具體實例中，棒狀CLC層205及盤狀CLC層210兩者可組態有恆定螺旋間距，或棒狀CLC層205及盤狀CLC層210兩者可組態有變化螺旋間距。在一些具體實例中，棒狀CLC層205及盤狀CLC層210中之一者可組態有恆定螺旋，且棒狀CLC層205及盤狀CLC層210中之另一者可組態有變化螺旋間距。在一些具體實例中，棒狀CLC層205及盤狀CLC層210之螺旋結構可組態有相同旋向性。棒狀CLC層205及盤狀CLC層210之螺旋結構之相同旋向性可被稱為CLC反射偏振器200之螺旋結構之旋向性。

在一些具體實例中，棒狀CLC層205及盤狀CLC層210可組態有非重疊反射頻帶、重疊反射頻帶，或實質上相同反射頻帶。在一些具體實例中，棒狀CLC層205及盤狀CLC層210之反射頻帶可至少部分地彼此重疊。在一些具體實例中，棒狀CLC層205及盤狀CLC層210兩者可組態有恆定螺旋間距及實質上相同反射頻帶或重疊反射頻帶。因此，CLC反射偏振器200可在低光洩漏（例如，低於5%、2%、1%等）之情況下充當窄頻反射偏振器。在一些具體實例中，棒狀CLC層205及盤狀CLC層210兩者可組態有變化螺旋間距及實質上相同反射頻帶或重疊反射頻帶。因此，CLC反射偏振器200可在低光洩漏（例如，低於5%、2%、1%等）之情況下充當寬頻反射偏振器。

出於論述目的，圖2A展示入射光202自棒狀CLC層205一側傾斜地入射至CLC反射偏振器200上。在一些具體實例中，入射光202可自盤狀CLC層210一側傾斜地入射至CLC反射偏振器200上。在一些具體實例中，入射光202可為具有與CLC反射偏振器200之螺旋結構之旋向性相同之旋向性且具有在CLC反射偏振器200之反射頻帶內之波長範圍的圓偏振光。出於論述目的，入射光202可為LHCP光，且CLC反射偏振器200可為左手側CLC反射偏振器。

由於盤狀CLC層210之正C-板性質與棒狀CLC層205之負C-板性質的光學補償，CLC反射偏振器200可在低光洩漏之情況下將LHCP光202實質上反射為LHCP光204。在一些具體實例中，入射光202可為非偏振偏振光或包括RHCP分量及LHCP分量之經線性偏振光。由於盤狀CLC層210之正C-板性質與棒狀CLC層205之負C-板性質的光學補償，CLC反射偏振器200可在低光洩漏之情況下將入射光202之LHCP分量實質上反射為LHCP光204，且將入射光202之RHCP分量實質上透射為RHCP光206。

圖2B示意性地說明根據本發明之一具體實例之LC裝置230的y-z截面視圖。LC裝置230可充當圓形反射偏振器，其經組態以在低光洩漏之情況下選擇性地反射或透射圓偏振光。LC裝置230可包括的元件類似於圖2A中展示之LC裝置200中所包括之元件。類似元件之描述可指代結合圖2A呈現之以上描述。如圖2B中所示，LC裝置230可包括CLC層205a、205b及210a之堆疊。LC裝置230亦可稱為CLC反射偏振器230。CLC層205a、205b及210a之堆疊可包括以預定次序配置之複數個棒狀（或桿狀或桿形）CLC層205a及205b，以及至少一個盤狀（或圓盤狀或圓盤形）CLC層210a。

出於論述目的，圖2B展示CLC反射偏振器230包括以預定次序配置之兩個棒狀CLC層205a及205b以及一個盤狀CLC層210a。盤狀CLC層210a可充當補償層（例如，正C-板），其經組態以提供在傾斜入射角度下之光學補償。舉例而言，對於CLC反射偏振器230之傾斜入射光，由盤狀CLC層210a提供之相移可經組態以至少部分地抵消由棒狀CLC層205a及205b之組合所提供之相移。因此，CLC反射偏振器230之光洩漏可減少，且CLC反射偏振器230之消光比可增大。

CLC反射偏振器230可組態有寬反射頻帶。在一些具體實例中，CLC反射偏振器230可包括複數個單一間距CLC層，其各自經組態以用於特定波長範圍。舉例而言，為了達成寬反射頻帶，例如覆蓋整個可見光波長範圍，CLC反射偏振器230可包括複數個單一間距CLC層，其各自經組態以用於對應於特定色彩之特定波長範圍。在圖2B中所示之具體實例中，CLC反射偏振器230可包括三個單一間距CLC層：第一CLC層205a，亦即具有藍光之波長範圍中之反射頻帶之棒狀CLC層（被稱作「B-CLC」層205a）；第二CLC層205b，亦即具有綠光之波長範圍中之反射頻帶之棒狀CLC層（被稱作「G-CLC」層205b）；以及第三CLC層210a，亦即具有紅光之波長範圍中之反射頻帶之盤狀CLC層（被稱作「R-CLC」層210a）。在圖2B中所示之具體實例中，第二CLC層（例如，「G-CLC」層）205b可安置於第一CLC層（例如，「B-CLC」層）205a與第三CLC層（例如，「R-CLC」層）210a之間。

另外，第三CLC層（例如，「R-CLC」層）210a可充當補償層（例如，正C-板），其經組態以提供在傾斜入射角度下之光學補償。在一些具體實例中，由第三CLC層（例如，「R-CLC」層）210a提供之第二相移可經組態以至少部分地抵消由第一CLC層（例如，「B-CLC」層）205a與第二CLC層（例如，「G-CLC」層）205b之組合所提供的第一相移。因此，當光232傾斜地入射至CLC反射偏振器230上時，藉由CLC反射偏振器230提供至傾斜入射光232之總體相移相比於第一相移及第二相移中之每一者可經減小。

在一些具體實例中，經由分別組態第三CLC層（例如，「R-CLC」層）210a之平面外阻滯，由第三CLC層（例如，「R-CLC」層）210a提供之第二相移可經組態以實質上抵消由第一CLC層（例如，「B-CLC」層）205a與第二CLC層（例如，「G-CLC」層）205b之組合所提供的第一相移。傾斜入射光232在CLC反射偏振器230內部傳播時經歷之總體相移可實質上為零。因此，由棒狀CLC層205a及205b引起之反射光及/或透射光之消偏振可減少。因此，CLC反射偏振器230之光洩漏可明顯減少，且CLC反射偏振器230之消光比可明顯增大。

出於論述目的，入射至CLC反射偏振器230上之光232可為包括分別具有約450 nm、約530 nm與約630 nm之中心波長之LHCP藍光、綠光及紅光之部分的寬頻LHCP光232。CLC反射偏振器230可為左手側CLC反射偏振器。當在CLC反射偏振器230中傳播時，LHCP藍光、綠光及紅光之該等部分可分別藉由CLC反射偏振器230主要或實質上反射為LHCP藍光、LHCP綠光及LHCP紅光，其隨後在低光洩漏之情況下經組合以在視覺上觀察為寬頻LHCP光234。

圖2C示意性地說明根據本發明之一具體實例之LC裝置250的y-z截面視圖。LC裝置250可充當圓形反射偏振器，其經組態以在低光洩漏之情況下選擇性地反射或透射圓偏振光。LC裝置250可包括的元件類似於圖2A中展示之LC裝置200或圖2B中所示之LC裝置230中所包括之元件。類似元件之描述可指代結合圖2A或圖2B呈現之以上描述。

如圖2C中所示，LC裝置250可包括CLC層205a、205b、210a及205c之堆疊。LC裝置250亦可稱為CLC反射偏振器250。CLC層205a、205b、210a及205c之堆疊可包括以預定次序配置之複數個棒狀（或桿狀或桿形）CLC層205a、205b及205c，以及至少一個盤狀（或圓盤狀或圓盤形）CLC層210a。出於論述目的，圖2C展示CLC反射偏振器250包括以預定次序配置之三個棒狀CLC層205a、205b及205c以及一個盤狀CLC層210a。棒狀CLC層之數目及盤狀CLC層之數目不限於圖3C中所展示之數目。CLC反射偏振器250可包括其他合適數目之棒狀CLC層及其他合適數目之盤狀CLC層。盤狀CLC層210a可充當補償層（例如，正C-板），其經組態以提供在傾斜入射角度下之光學補償。舉例而言，對於CLC反射偏振器230之傾斜入射光，由盤狀CLC層210a提供之相移可經組態以至少部分地抵消由棒狀CLC層205a、205b及205c之組合所提供之相移。因此，CLC反射偏振器250之光洩漏可減少，且CLC反射偏振器250之消光比可增大。

舉例而言，為了達成寬反射頻帶，例如覆蓋整個可見光波長範圍，CLC反射偏振器250可包括複數個單一間距CLC層，其各自經組態以用於對應於特定色彩之特定波長範圍。在圖2C中所示之具體實例中，CLC反射偏振器250可包括四個單一間距CLC層：第一CLC層205a，亦即具有藍光之波長範圍中之反射頻帶的棒狀CLC層（被稱作「B-CLC」層205a）；第二CLC層205b，亦即具有綠光之波長範圍中之反射頻帶的棒狀CLC層（被稱作「G-CLC」層205b）；第三CLC層210a，亦即具有紅光之波長範圍中之反射頻帶的盤狀CLC層（被稱作「R-CLC」層210a）；以及第四CLC層205c，亦即具有橙光之波長範圍中之反射頻帶的棒狀CLC層（被稱作「O-CLC」層205c）。在圖2C中所示之具體實例中，第二CLC層（例如，「G-CLC」層）205b可安置於第一CLC層（例如，「B-CLC」層）205a與第三CLC層（例如，「R-CLC」層）210a之間，且第三CLC層（例如，「R-CLC」層）210a可安置於第二CLC層（例如，「G-CLC」層）205b與第四CLC層（例如，「O-CLC」層）205c之間。

第三CLC層（例如，「R-CLC」層）210a可充當補償層（例如，正C-板），其經組態以提供在傾斜入射角度下之光學補償。在一些具體實例中，由第三CLC層（例如，「R-CLC」層）210a提供之第二相移可經組態以至少部分地抵消由第一CLC層（例如，「B-CLC」層）205a、第二CLC層（例如，「G-CLC」層）205b與第四CLC層（例如，「O-CLC」層）205c之組合所提供之第一相移。因此，當光252傾斜地入射至CLC反射偏振器250上時，藉由CLC反射偏振器250提供至傾斜入射光252之總體相移相比於第一相移及第二相移中之每一者可經減小。

在一些具體實例中，經由分別組態第三CLC層（例如，「R-CLC」層）210a之平面外阻滯，由第三CLC層（例如，「R-CLC」層）210a提供之第二相移可經組態以實質上抵消由第一CLC層（例如，「B-CLC」層）205a、第二CLC層（例如，「G-CLC」層）205b與第四CLC層（例如，「O-CLC」層）205c之組合所提供的第一相移。因此，傾斜入射光252在CLC反射偏振器250內部傳播時經歷之總體相移可實質上為零。因此，由棒狀CLC層205a、205b及205c引起之反射光及/或透射光之消偏振可減少。因此，CLC反射偏振器250之光洩漏可明顯減少，且CLC反射偏振器250之消光比可明顯增大。

出於論述目的，入射至CLC反射偏振器250上之光252可為包括LHCP藍光、綠光、紅光及橙光之部分之寬頻LHCP光252。CLC反射偏振器250可為左手側CLC反射偏振器。當在CLC反射偏振器250中傳播時，LHCP藍光、綠光、紅光及橙光之該等部分可分別藉由CLC反射偏振器250實質上（或主要）反射為LHCP藍光、LHCP綠光、LHCP紅光及LHCP橙光，其隨後在低光洩漏之情況下經組合以在視覺上觀察為寬頻LHCP光254。

圖2A至圖2C中展示之CLC層之堆疊組態及數目僅用於說明。亦可使用其他合適配置或合適數目（例如，五個或多於五個）之CLC層。舉例而言，可添加用於其他色彩之一或多個額外CLC層，諸如黃色CLC層、紫色CLC層等。另外，棒狀CLC層之數目亦可為任何合適的數目，諸如一個、兩個、三個、四個、五個或六個等，且盤狀CLC層之數目亦可為任何合適的數目，諸如一個、兩個、三個或四個等。舉例而言，在一些具體實例中，圖2B中所示之CLC反射偏振器230可經組態以包括一個棒狀CLC層及兩個盤狀CLC層。舉例而言，B-CLC層205a可為棒狀CLC層，且G-CLC層205b及R-CLC層210a可為盤狀CLC層。在一些具體實例中，G-CLC層205b可為棒狀CLC層，且B-CLC層205a及R-CLC層210a可為盤狀CLC層。

在一些具體實例中，圖2C中所展示之CLC反射偏振器250可經組態以包括兩個棒狀CLC層及兩個盤狀CLC層。在一些具體實例中，B-CLC層205a及G-CLC層205b可為棒狀CLC層，且R-CLC層210a及O-CLC層205c可為盤狀CLC層。在一些具體實例中，B-CLC層205a及O-CLC層205c可為棒狀CLC層，且R-CLC層210a及G-CLC層205b可為盤狀CLC層。在一些具體實例中，O-CLC層205c及G-CLC層205b可為棒狀CLC層，且R-CLC層210a及B-CLC層205a可為盤狀CLC層。

在一些具體實例中，圖2C中所展示之CLC反射偏振器250可經組態以包括一個棒狀CLC層及三個盤狀CLC層。在一些具體實例中，B-CLC層205a可為棒狀CLC層，且G-CLC層205b、R-CLC層210a及O-CLC層205c可為盤狀CLC層。在一些具體實例中，G-CLC層205b可為棒狀CLC層，且B-CLC層205a、R-CLC層210a及O-CLC層205c可為盤狀CLC層。在一些具體實例中，O-CLC層205c可為棒狀CLC層，且B-CLC層205a、R-CLC層210a及G-CLC層205b可為盤狀CLC層。在一些具體實例中，R-CLC層210a可為棒狀CLC層，且B-CLC層205a、G-CLC層205b及O-CLC層205c可為盤狀CLC層。在一些具體實例中，不同CLC層之次序可不同於圖2A、圖2B及圖2C中展示之次序。可使用用於堆疊式CLC層之任何其他合適次序。

習知CLC反射偏振器可包括一或多個棒狀CLC層，及用於提供在傾斜入射角度下之光學補償之一或多個習知補償膜（例如，正C-板）。習知補償膜（例如，正C-板）通常包括由拉伸聚合物或LC材料製成之多雙折射膜，而非本文中所揭示之盤狀CLC層。舉例而言，習知C-板可包括垂直對準之正LC（例如，具有在厚度或平面外方向上對準之LC指向矢），或均勻對準之負LC（例如，具有在平面內方向上對準之LC指向矢）。習知補償膜（例如，正C-板）可透射獨立於偏振之光，而不基於光之旋向性選擇性地反射或透射圓偏振光。

相較於習知CLC反射偏振器，在所揭示CLC反射偏振器中，除基於光之旋向性選擇性地反射或透射圓偏振光之外，盤狀CLC層自身可充當或用作正C-板。換言之，習知C-板可自所揭示CLC反射偏振器省略。因此，相較於習知CLC反射偏振器，包括於所揭示CLC反射偏振器中之層或膜之數目可經減小。因此，所揭示CLC反射偏振器之厚度可經減小。

在一些具體實例中，包括於所揭示CLC反射偏振器中之多個CLC層可為LCP膜或層。在一些具體實例中，多個CLC層可在基板上直接製造為堆疊以形成所揭示CLC反射偏振器。在一些具體實例中，多個CLC層可在基板上間接製造為堆疊（具有安置於CLC層之間的其他元件）以形成所揭示CLC反射偏振器。在一些具體實例中，可使用相同程序，例如經由形成（例如，旋塗）CLC材料之薄膜且使薄膜聚合而製造多個CLC層。在一些具體實例中，多個CLC層可直接形成（例如，塗佈）於具有高曲率之光學元件上。舉例而言，具有高曲率之光學元件可用作其上形成有多個CLC層之基板。在一些具體實例中，多個CLC層可層壓於具有高曲率之光學元件上。亦即，多個CLC層可製造為可撓性層，其可接著層壓於具有高曲率之光學元件上。在一些具體實例中，相較於習知線性反射偏振器及習知線性吸收偏振器中使用之拉伸偏振膜，所揭示LCP膜可在塗佈或層壓於具有高曲率之光學元件上時展現增強效能。在一些具體實例中，多個CLC層可經組態為指數匹配層，使得在相鄰CLC層之間的界面處之光損耗可經減小。

習知圓形吸收偏振器包括堆疊在一起之至少兩個元件，例如線性吸收偏振器及四分之一波片（「quarter-wave plate；QWP」）。對於包括兩個正交線性偏振分量之非偏振入射光，線性吸收偏振器可將兩個正交線性偏振分量中之一者實質上透射為線性偏振光，且經由吸收來實質上阻擋兩個正交線性偏振分量中之另一者。QWP之偏振軸可相對於線性吸收偏振器之偏振軸來定向，使得QWP可將自線性吸收偏振器接收到之線性偏振光轉換為具有預定旋向性之圓偏振光，同時透射線性偏振光。在線性吸收偏振器與QWP之間的對準可提高製造複雜度。

鑒於習知技術中之限制，本發明提供基於具有手性之雙折射媒介之光學膜。光學膜可充當圓形吸收偏振器。光學膜可經組態以強烈吸收具有預定旋向性之第一圓偏振光，且微弱地吸收具有與預定旋向性相反之旋向性之第二圓偏振光。換言之，光學膜可經組態以吸收具有預定旋向性之第一圓偏振光多於具有相反旋向性之第二圓偏振光。更一般而言，光學膜可經組態以吸收具有第一偏振之第一偏振光多於具有正交偏振之第二偏振光。

在一些具體實例中，光學膜可經組態以取決於圓偏振光之旋向性而選擇性地反射或吸收圓偏振光。舉例而言，光學膜可經組態以實質上吸收具有預定旋向性之第一圓偏振光，且實質上反射具有相反旋向性之第二圓偏振光。在一些具體實例中，光學膜可經組態以取決於圓偏振光之旋向性而選擇性地透射或吸收圓偏振光。舉例而言，光學膜可經組態以實質上吸收具有預定旋向性之第一圓偏振光，且實質上透射具有相反旋向性之第二圓偏振光。

在一些具體實例中，光學膜可包括具有手性之雙折射媒介，其包括主體雙折射材料及摻雜至主體雙折射材料中之染料。在一些具體實例中，主體雙折射材料可具有固有手性。在一些具體實例中，雙折射媒介可進一步包括摻雜至主體雙折射材料中以用於引入手性之手性摻雜劑。在一些具體實例中，染料可展現圓二色性。染料之定向可經組態，使得染料可吸收具有預定旋向性之第一圓偏振光多於具有相反旋向性之第二圓偏振光。舉例而言，染料可經定向以強烈吸收具有預定旋向性之第一圓偏振光，且微弱地吸收具有相反旋向性之第二圓偏振光。因此，光學膜可經組態以吸收具有預定旋向性之第一圓偏振光多於具有相反旋向性之第二圓偏振光。

在一些具體實例中，雙折射媒介可進一步包括摻雜至主體雙折射材料（例如，向列型LC）中以用於引入手性之手性摻雜劑。另外，手性摻雜劑可具有固有圓二色性。手性摻雜劑可經組態以固有地吸收具有預定旋向性之第一圓偏振光多於具有相反旋向性之第二圓偏振光。舉例而言，手性摻雜劑可強烈吸收具有預定旋向性之第一圓偏振光，且微弱地吸收具有相反旋向性之第二圓偏振光。因此，光學膜可經組態以吸收具有預定旋向性之第一圓偏振光多於具有相反旋向性之第二圓偏振光。換言之，手性摻雜劑可充當具有圓二色性之染料，且可不包括額外染料以用於引起吸收。

圖4A示意性地說明根據本發明之一具體實例之LC裝置400的y-z截面視圖。LC裝置400可充當圓形吸收偏振器。LC裝置400可包括的元件類似於圖2A中展示之LC裝置200、圖2B中所示之LC裝置230、圖2C中所展示之LC裝置250、圖3A中展示之CLC層300、圖3B中所展示之CLC層320、圖3C中所展示之CLC層340或圖3D中所展示之CLC層360中所包括之元件。類似元件之描述可指代結合圖2A至圖2C及圖3A至圖3D呈現之以上描述。

如圖4A中所示，LC裝置400可包括兩個基板305、對準層310及安置於兩個基板305之間的LC層405。在一些具體實例中，LC層405可為LCP膜或LCP層。在一些具體實例中，可省略對準層310及/或基板305。在一些具體實例中，LC層405可為包括主動LC之主動LC層。在一些具體實例中，LC層405可包括手性LC 415及摻雜至手性LC 415中之染料410之混合物。在一些具體實例中，LC層405可被稱為摻雜有染料之CLC層。在一些具體實例中，手性LC 415可包括摻雜有手性摻雜劑（圖中未示）之主體雙折射材料（例如，向列型LC）。在一些具體實例中，手性LC 415可具有固有手性。手性LC 415可組態有螺旋結構。出於論述目的，圖4A展示手性LC 415可包括以具有恆定螺旋間距之螺旋結構來配置之棒狀LC分子。

在一些具體實例中，染料410可包括具有π共軛系統以展現高效光吸收及/或發射之螺旋分子，諸如螺旋烯、1,1'-聯萘、萘四羧酸醯亞胺等。在一些具體實例中，染料410可包括硼二吡咯亞甲基（「boron dipyrromethene；BODIPY」），且染料410可被稱為BODIPY染料。在一些具體實例中，染料410可包括手性BODIPY染料。手性BODIPY染料可藉由將手性取代基添加至非手性BODIPY或將BODIPY之結構微調為具有固有手性而獲得。在一些具體實例中，手性BODIPY染料之分子可具有帶著經誘發軸向手性之分子螺旋。分子螺旋可具有預定旋轉方向（例如，順時針方向或逆時針方向）。在一些具體實例中，手性BODIPY染料可在可見光頻帶中展現強烈圓二色性。在一些具體實例中，手性BODIPY染料可由於自最高能量佔據分子軌道（「highest energy occupied molecular orbital；HOMO」）至最低能量未佔據分子軌道（「lowest energy unoccupied molecular orbital；LUMO」）之電子轉移而吸收可見光。

在一些具體實例中，手性BODIPY染料之分子可經定向，使得分子之分子螺旋可經組態以在手性BODIPY染料之體積內具有相同旋轉方向。換言之，分子之分子螺旋可在手性BODIPY染料之體積內展現相同旋向性。在一些具體實例中，手性BODIPY染料可經組態以強烈吸收具有與手性BODIPY染料之分子螺旋之旋向性相同的旋向性之圓偏振光，且微弱地吸收具有與手性BODIPY染料之分子螺旋之旋向性相反的旋向性之圓偏振光。在一些具體實例中，手性BODIPY染料可經組態以微弱地吸收具有與手性BODIPY染料之分子螺旋之旋向性相同的旋向性之圓偏振光，且強烈吸收具有與手性BODIPY染料之分子螺旋之旋向性相反的旋向性之圓偏振光。

舉例而言，在一些具體實例中，在第一波長範圍內，手性BODIPY染料可經組態以強烈吸收具有與手性BODIPY染料之分子螺旋之旋向性相同的旋向性之圓偏振光，且微弱地吸收具有與手性BODIPY染料之分子螺旋之旋向性相反的旋向性之圓偏振光。在不同於第一波長範圍之第二波長範圍內，手性BODIPY染料可經組態以微弱地吸收具有與手性BODIPY染料之分子螺旋之旋向性相同的旋向性之圓偏振光，且強烈吸收具有與手性BODIPY染料之分子螺旋之旋向性相反的旋向性之圓偏振光。

在一些具體實例中，手性LC 415可經組態以對準或定向染料410以具有扭曲旋轉。在一些具體實例中，手性LC 415可經組態以對準或定向染料410以具有「異相」扭曲旋轉，且染料410之吸收橫截面可經定向使得具有預定旋向性之圓偏振光可由染料410強烈吸收，且具有正交於預定旋向性之旋向性之圓偏振光可由染料410微弱地吸收。舉例而言，手性LC 415可經組態以在LC層405之體積內在實質上相同方向上對準或定向染料（例如，手性BODIPY染料）410之分子。另外，染料（例如，手性BODIPY染料）410之分子之分子螺旋可經組態以在LC層405之體積內具有相同旋轉方向（或相同旋向性）。在一些具體實例中，手性LC 415可經組態以對準或定向染料（例如，手性BODIPY染料）410之分子之分子螺旋以在LC層405之體積內沿著相同預定方向按相同旋轉方向旋轉。因此，具有預定旋向性之圓偏振光可由LC層405強烈吸收，且具有正交於預定旋向性之旋向性之圓偏振光可由LC層405微弱地吸收。因此，LC裝置400可經由吸收來實質上阻擋具有預定旋向性之圓偏振光，且實質上反射或透射具有正交於預定旋向性之旋向性之圓偏振光。

在一些具體實例中，手性LC 415可經組態以對準或定向染料410以具有「同相」扭曲旋轉，染料410之吸收橫截面可經定向使得圓偏振光可獨立於旋向性由染料410強烈吸收。舉例而言，手性LC 415可經組態以在LC層405之體積內在不同方向上，例如遵循手性LC 415之定向對準或定向染料（例如，手性BODIPY染料）410之分子。在一些具體實例中，手性LC 415可經組態以對準或定向染料（例如，手性BODIPY染料）410之分子之分子螺旋以在LC層405之體積內在相同旋轉方向上沿著複數個不同方向旋轉。因此，圓偏振光可獨立於旋向性由LC層405強烈吸收。因此，LC裝置400可獨立於旋向性經由吸收來實質上阻擋圓偏振光。

圖4B示意性地說明根據本發明之一具體實例之LC裝置430的y-z截面視圖。LC裝置430可充當圓形吸收偏振器。LC裝置430可包括的元件類似於圖2A中展示之LC裝置200、圖2B中所示之LC裝置230、圖2C中所展示之LC裝置250、圖3A中展示之CLC層300、圖3B中所展示之CLC層320、圖3C中所展示之CLC層340、圖3D中所展示之CLC層360或圖4A中所展示之LC裝置400中所包括之元件。類似元件之描述可指代結合圖2A、圖2B、圖2C、圖3A至圖3D或圖4A呈現之以上描述。

如圖4B中所示，LC裝置430可包括兩個基板305、對準層310及安置於兩個基板305之間的LC層435。在一些具體實例中，LC層435可為LCP膜或LCP層。在一些具體實例中，可省略對準層310及/或基板305。在一些具體實例中，LC層435可為包括主動LC之主動LC層。在一些具體實例中，LC層435可包括手性LC 450。在一些具體實例中，手性LC 450可包括摻雜有手性摻雜劑445之主體雙折射材料（例如，向列型LC）440。出於論述目的，圖4B展示手性LC 450可包括以具有恆定螺旋間距之螺旋結構來配置之棒狀LC分子440。

在一些具體實例中，手性摻雜劑445可展現固有圓二色性。手性摻雜劑445可經組態以固有地強烈吸收具有預定旋向性之圓偏振光，且微弱地吸收具有正交於預定旋向性之旋向性之圓偏振光。換言之，手性摻雜劑445自身可充當圓形吸收器。在一些具體實例中，手性摻雜劑445之分子可在LC層435之體積內形成複數個超分子。舉例而言，在一些具體實例中，手性摻雜劑445可包括脯胺醇衍生之方酸，其例如在溶液中可展現超分子聚集。舉例而言，脯胺醇官能基可用作用於方酸主鏈（出於論述目亦被稱作445）之同手性螺旋聚集之聚集導向手性中心，且方酸主鏈445可在LC層435之體積內聚集以形成超分子447。長螺旋分子堆疊軸線可以隨機平面內定向而定向在基板305之平面（例如，x-y平面）內。

超分子447之分子螺旋可經組態以沿著LC層435之軸向方向（例如，圖4A中所展示之z軸方向）按預定方向（例如，順時針方向或逆時針方向）旋轉。換言之，超分子447之分子螺旋之旋轉可展現旋向性。在一些具體實例中，超分子447之分子螺旋可經組態以沿著LC層435之軸向方向（例如，圖4A中所展示之z軸方向）按逆時針（例如，左手側）方向旋轉。亦即，超分子447可經組態以具有逆時針（例如，左手側）分子螺旋。在一些具體實例中，手性摻雜劑445可經組態以強烈吸收RHCP光且微弱地吸收LHCP光。因此，LC層435可經由吸收來實質上阻擋RHCP光，且實質上反射或透射LHCP光。在一些具體實例中，超分子447之分子螺旋可經組態以沿著LC層435之軸向方向（例如，圖4A中所展示之z軸方向）按順時針（例如，右手側）旋轉。亦即，超分子447可具有順時針（例如，右手側）分子螺旋。在一些具體實例中，手性摻雜劑445可強烈吸收LHCP光且微弱地吸收RHCP光。因此，LC層435可經由吸收來實質上阻擋LHCP光，且實質上反射或透射RHCP光。

舉例而言，在一些具體實例中，LC層435之螺旋結構及手性摻雜劑445之超分子447之分子螺旋兩者可具有逆時針（例如，左手側）旋轉。在此具體實例中，LC層435可經由吸收來實質上阻擋RHCP光，且實質上反射LHCP光。因此，LC裝置430可經由吸收來實質上阻擋RHCP光，且實質上反射LHCP光。在一些具體實例中，LC層435之螺旋結構及手性摻雜劑445之超分子447之分子螺旋兩者可具有順時針（例如，右手側）旋轉。在此具體實例中，LC層435可經由吸收來實質上阻擋LHCP光，且實質上反射RHCP光。因此，LC裝置430可經由吸收來實質上阻擋LHCP光，且實質上反射RHCP光。

在一些具體實例中，LC層435之螺旋結構可具有逆時針（例如，左手側）旋轉，且手性摻雜劑445之超分子447之分子螺旋可具有順時針（例如，右手側）旋轉。在此具體實例中，LC層435可經由吸收來實質上阻擋LHCP光，且實質上透射RHCP光。因此，LC裝置430可經由吸收來實質上阻擋LHCP光，且實質上透射RHCP光。在一些具體實例中，LC層435之螺旋結構可具有順時針（例如，右手側）旋轉，且手性摻雜劑445之超分子447之分子螺旋可具有逆時針（例如，左手側）旋轉。在此具體實例中，LC層435可經由吸收來實質上阻擋RHCP光，且實質上透射LHCP光。因此，LC裝置430可經由吸收來實質上阻擋RHCP光，且實質上透射LHCP光。

在一些具體實例中，LC層435之螺旋結構及手性摻雜劑445之超分子447之分子螺旋兩者可具有逆時針（例如，左手側），且LC層435可經由吸收來實質上阻擋LHCP光，且實質上透射RHCP光。因此，LC裝置430可經由吸收來實質上阻擋LHCP光，且實質上透射RHCP光。在一些具體實例中，LC層435之螺旋結構及手性摻雜劑445之超分子447之分子螺旋兩者可具有順時針（例如，右手側）旋轉，且LC層435可經由吸收來實質上阻擋RHCP光，且實質上透射LHCP光。因此，LC裝置430可經由吸收來實質上阻擋RHCP光，且實質上透射LHCP光。

圖7A示意性地說明根據本發明之一具體實例的在電壓斷開狀態下操作之LC裝置700之y-z截面視圖。圖7B示意性地說明根據本發明之一具體實例的在電壓接通狀態下操作之LC裝置700之y-z截面視圖。LC裝置700可充當圓偏振選擇性之可切換光學快門。LC裝置700可包括的元件相同於或類似於圖2A中展示之LC裝置200、圖2B中所示之LC裝置230、圖2C中所展示之LC裝置250、圖3A中展示之CLC層300、圖3B中所展示之CLC層320、圖3C中所展示之CLC層340、圖3D中所展示之CLC層360、圖4A中所展示之LC裝置400或圖4B中所展示之LC裝置430中所包括之元件。類似元件之描述可指代結合圖2A至圖2C、圖3A至圖3D、圖4A或圖4B呈現之以上描述。

如圖7A中所展示，LC裝置700可包括兩個基板305、對準層310，及安置於兩個基板305之間的LC層435。LC裝置700亦可包括耦接至LC層435之兩個電極705。電極705可經組態以將由電源730提供之驅動電壓施加至LC層435，由此調諧LC裝置700之透光率。在一些具體實例中，兩個電極705可安置在不同基板305處。在一些具體實例中，兩個電極705可安置在相同基板處（例如，在上部或下部基板305處），且電絕緣層可安置於兩個電極705之間。每一電極705可為連續平面電極、經圖案化平面電極或突起電極。每一電極705可為任何合適的導電電極，諸如氧化銦錫（「ITO」）電極。在一些具體實例中，每一電極705可包括可撓性透明導電層，諸如安置於塑膠膜上之ITO。在一些具體實例中，塑膠膜可包括聚對苯二甲酸伸乙酯（「PET」）。在一些具體實例中，塑膠膜可包括三乙酸纖維素（「TAC」），其為具有實質上低雙折射率之可撓性塑膠的類型。出於論述目的，圖7A展示兩個電極705為安置在不同基板305處且安置於各別對準層310與該等基板305之間的平面電極。

在一些具體實例中，LC層435可包括手性LC 450。在一些具體實例中，手性LC 450可包括摻雜有手性摻雜劑445之主體雙折射材料（例如，向列型LC）440。主體雙折射材料（例如，向列型LC）440可為主動LC。出於論述目的，主體雙折射材料（例如，向列型LC）440之LC分子亦被稱作440。出於論述目的，圖7A展示手性LC 450可包括以具有恆定螺旋間距之螺旋結構來配置之棒狀LC分子440。主體雙折射材料（例如，向列型LC）440可具有正或負介電各向異性，其中LC分子之指向矢可藉由外場來重新定向。出於論述目的，在圖7A中，主體雙折射材料（例如，向列型LC）440可具有正介電各向異性。對準層310可經組態以在圖7A中之y軸方向上向LC分子440提供反平行對準。

如圖7A中所展示，當施加至LC裝置700之電壓低於或等於LC裝置700之臨限電壓時（例如，當電源730供應實質上零電壓時），LC裝置700可類似於圖4B中所展示之LC裝置430起作用。舉例而言，LC裝置700可經由吸收來實質上阻擋具有預定旋向性之圓偏振光，且實質上透射或反射具有與預定旋向性相反之旋向性之圓偏振光。出於論述目的，在圖7A中所示之具體實例中，LC層435可經組態以經由吸收來實質上阻擋具有預定旋向性之圓偏振光，且實質上透射具有與預定旋向性相反之旋向性之圓偏振光。舉例而言，如圖7A中所展示，LC層435可經由吸收來實質上阻擋LHCP入射光702。因此，在電壓斷開狀態下，LC裝置700可針對LHCP入射光702在吸收狀態下操作。

如圖7B中所示，當電壓供應至LC裝置700時，可在兩個相對基板305之間產生電場（例如，沿著z軸方向）。當電壓高於臨限電壓且逐漸增加時，LC分子440及手性摻雜劑445之分子可傾向於藉由電場來重新定向（例如，可逐漸變得平行於電場方向而定向）。當電壓足夠高時，如圖7B中所示，LC分子440可重新定向為平行於電場方向（例如，z軸方向）。手性摻雜劑445之分子可重新定向為平行於電場方向（例如，z軸方向）。手性摻雜劑445之超分子447可變得不扭轉，且可不形成於LC層435之體積內。因此，手性摻雜劑445可不展現圓偏振選擇吸收。替代地，手性摻雜劑445可在實質上相同位準，例如實質上低位準下，吸收LHCP光及RHCP光兩者。舉例而言，LC層435可實質上透射LHCP入射光702。因此，在電壓接通狀態下，LC裝置700可針對LHCP入射光702在透射狀態下操作。

在圖7A及圖7B中所示之具體實例中，對於LHCP入射光702，LC裝置700經組態以在藉由電源730供應之電壓低於或等於臨限電壓時在吸收狀態下操作，且在電壓充分高於臨限電壓時在透射狀態下操作。另外，隨著電壓自臨限電壓逐漸增大，對於LHCP入射光702，LC裝置700之透光率可逐漸提高。當入射光702為RHCP光時，LC裝置700可在電壓斷開狀態及電壓接通狀態兩者下在透射狀態下操作。

儘管圖中未示，在一些具體實例中，當入射光702為RHCP光時，LC裝置700經組態以在藉由電源730供應之電壓低於或等於臨限電壓時在吸收狀態下操作，且在電壓充分高於臨限電壓時在透射狀態下操作。當入射光702為LHCP光時，LC裝置700可在電壓斷開狀態及電壓接通狀態兩者下在透射狀態下操作。

圖8A示意性地說明根據本發明之一具體實例的在電壓斷開狀態下操作之LC裝置800之y-z截面視圖。圖8B示意性地說明根據本發明之一具體實例的在電壓接通狀態下操作之LC裝置800之y-z截面視圖。LC裝置800可充當圓偏振選擇性之可切換光學快門。LC裝置800可包括的元件相同於或類似於圖2A中展示之LC裝置200、圖2B中所示之LC裝置230、圖2C中所展示之LC裝置250、圖3A中展示之CLC層300、圖3B中所展示之CLC層320、圖3C中所展示之CLC層340、圖3D中所展示之CLC層360、圖4A中所展示之LC裝置400、圖4B中所展示之LC裝置430或圖7A及圖7B中展示之LC裝置700中所包括之元件。類似元件之描述可指代結合圖2A至圖2C、圖3A至圖3D、圖4A及圖4B或圖7A及圖7B呈現之以上描述。

如圖8A中所展示，LC裝置800可包括兩個基板305、對準層310，及安置於兩個基板305之間的LC層405。LC裝置800亦可包括耦接至LC層405之兩個電極705。電極705可經組態以將由電源730提供之驅動電壓施加至LC層405，由此調諧LC裝置800之透光率。在一些具體實例中，兩個電極705可安置在不同基板305處。在一些具體實例中，兩個電極705可安置在相同基板處（例如，在上部或下部基板305處），且電絕緣層可安置於兩個電極705之間。每一電極705可為連續平面電極、經圖案化平面電極或突起電極。出於論述目的，圖8A展示兩個電極705為安置在不同基板305處且安置於各別對準層310與該等基板305之間的平面電極。

在一些具體實例中，LC層405可包括手性LC 415與摻雜至手性LC 415中之染料410之混合物。手性LC 415可為主動LC。在一些具體實例中，手性LC 415可包括摻雜有手性摻雜劑（圖中未示）之主體雙折射材料（例如，向列型LC），且主體雙折射材料（例如，向列型LC）可為主動LC。在一些具體實例中，主體雙折射材料可包括雙頻LC，其介電常數可經由調諧經施加至LC層405之電場之頻率而為可調諧的。在一些具體實例中，手性LC 415可具有固有手性。手性LC 415可組態有螺旋結構。出於論述目的，圖8A展示手性LC 415可包括以具有恆定螺旋間距之螺旋結構來配置之棒狀LC分子。出於論述目的，手性LC 415之LC分子亦被稱作415。手性LC 415可具有正或負介電各向異性。出於論述目的，在圖8A中，手性LC 415可具有正介電各向異性。對準層310可經組態以在圖8A中之y軸方向上向LC分子415提供反平行對準。

如圖8A中所展示，當施加至LC裝置800之電壓低於或等於LC裝置800之臨限電壓時（例如，當電源730供應實質上零電壓時），LC裝置800可類似於圖4A中所展示之LC裝置400起作用。舉例而言，LC裝置800可經由吸收來實質上阻擋具有預定旋向性之圓偏振光，且實質上透射或反射具有與預定旋向性相反之旋向性之圓偏振光。出於論述目的，在圖8A中所示之具體實例中，LC層405可經組態以經由吸收來實質上阻擋具有預定旋向性之圓偏振光，且實質上透射具有與預定旋向性相反之旋向性之圓偏振光。舉例而言，如圖8A中所示，LC層405可經由吸收來實質上阻擋LHCP入射光802。因此，在電壓斷開狀態下，LC裝置800可針對LHCP入射光802在吸收狀態下操作。

如圖8B中所示，當電壓供應至LC裝置800時，可在兩個相對基板305之間產生電場（例如，沿著z軸方向）。當電壓高於臨限電壓且逐漸增加時，LC分子415可傾向於藉由電場來重新定向（例如，可逐漸變得平行於電場方向而定向）。染料410之分子可在電壓接通狀態下與LC分子415重新定向。當電壓足夠高時，如圖8B中所示，LC分子415可重新定向為平行於電場方向（例如，z軸方向）。因此，染料410之分子可重新定向為平行於電場方向（例如，z軸方向）。染料410之吸收橫截面可重新定向，使得染料410可不展現圓偏振選擇吸收。替代地，染料410可在實質上相同位準，例如實質上低位準下，吸收RHCP光及LHCP光兩者。LC層405可實質上透射入射光（例如，LHCP光）802。因此，在電壓接通狀態下，LC裝置800可針對LHCP入射光在透射狀態下操作。

在圖8A及圖8B中所示之具體實例中，對於LHCP入射光802，LC裝置800經組態以在藉由電源730供應之電壓低於或等於臨限電壓時在吸收狀態下操作，且在電壓充分高於臨限電壓時在透射狀態下操作。另外，隨著電壓自臨限電壓逐漸增大，對於LHCP入射光802，LC裝置800之透光率可逐漸提高。當入射光802為RHCP光時，LC裝置800可在電壓斷開狀態及電壓接通狀態兩者下在透射狀態下操作。

儘管圖中未示，在一些具體實例中，當入射光802為RHCP光時，LC裝置800經組態以在藉由電源730供應之電壓低於或等於臨限電壓時在吸收狀態下操作，且在電壓充分高於臨限電壓時在透射狀態下操作。當入射光802為LHCP光時，LC裝置800可在電壓斷開狀態及電壓接通狀態兩者下在透射狀態下操作。

在一些具體實例中，藉由以不同方式組態LC分子415之初始定向（例如，經由組態對準層305），LC裝置800可經組態以在電壓充分高於臨限電壓時在吸收狀態下操作，且在電壓低於或等於臨限電壓時在透射狀態下操作。舉例而言，LC裝置800可經組態以在電壓充分高於臨限電壓時針對LHCP光在吸收狀態下操作，且在電壓低於或等於臨限電壓時針對LHCP光在透射狀態下操作。在一些具體實例中，LC裝置800可經組態以在電壓充分高於臨限電壓時針對RHCP光在吸收狀態下操作，且在電壓低於或等於臨限電壓時針對RHCP光在透射狀態下操作。

出於論述目的，圖4A及圖4B及圖7A至圖8B展示LC層405或435包括以具有恆定螺旋間距之螺旋結構來配置之棒狀LC分子415或440。在一些具體實例中，LC層405或435可包括以具有變化螺旋間距之螺旋結構來配置之棒狀LC分子。在一些具體實例中，LC層405或435可包括以具有恆定螺旋間距之螺旋結構來配置之盤狀LC分子。在一些具體實例中，LC層405或435可包括以具有變化螺旋間距之螺旋結構來配置之盤狀LC分子。出於論述目的，圖4B及圖7A至圖7B展示手性摻雜劑445之超分子447之分子螺旋以恆定螺旋間距沿著軸向方向按預定方向（例如，順時針方向或逆時針方向）旋轉。在一些具體實例中，手性摻雜劑445之超分子447之分子螺旋可以變化螺旋間距沿著軸向方向按預定方向（例如，順時針方向或逆時針方向）旋轉。

出於論述目的，圖4A及圖4B及圖7A至圖8B展示所揭示LC裝置400、430、700或800包括單一LC層405或435。在一些具體實例中，所揭示LC裝置400、430、700或800可包括任何其他合適數目之CLC層，諸如兩個、三個、四個或五個等，其中之每一者可包括經組態有變化或恆定螺旋間距之螺旋結構之棒狀及/或盤狀LC材料。當CLC層包括手性摻雜劑445之超分子447時，手性摻雜劑445之超分子447之分子螺旋可以恆定或變化螺旋間距沿著軸向方向按預定方向（例如，順時針方向或逆時針方向）旋轉。

圖9A示意性地說明根據本發明之一具體實例的在電壓斷開狀態下操作之LC裝置900之y-z截面視圖。圖9B示意性地說明根據本發明之一具體實例的在電壓接通狀態下操作之LC裝置900之y-z截面視圖。LC裝置900可充當圓偏振選擇性之可切換光學快門。LC裝置900可包括的元件相同於或類似於圖2A中展示之LC裝置200、圖2B中所示之LC裝置230、圖2C中所展示之LC裝置250、圖4A中所展示之LC裝置400、圖4B中所展示之LC裝置430、圖7A及圖7B中展示之LC裝置700或圖8A及圖8B中展示之LC裝置800中所包括之元件。類似元件之描述可指代結合圖2A至圖2C、圖3A至圖3D、圖4A及圖4B、圖7A及圖7B或圖8A及圖8B呈現之以上描述。

如圖9A中所示，LC裝置900可包括堆疊在一起之波片905及LC單元910。具有預定旋向性之圓偏振光902可自波片905之側部入射至LC裝置900上。波片910可經組態以將圓偏振光902轉換成具有預定偏振方向之線性偏振光904。具有預定偏振方向之線性偏振光904可朝向LC單元910傳播。在一些具體實例中，波片910可充當寬頻及廣角四分之一波片（「QWP」），其經組態以向線性偏振光提供跨越寬頻譜範圍（或波長範圍）（例如，可見光頻譜）之四分之一波長雙折射率（或四分之一波長相位阻滯）。在一些具體實例中，對於消色差設計，波片910可包括多層雙折射材料（例如，聚合物或液晶），其經組態以提供跨越寬頻譜範圍（或波長範圍）（例如，可見光頻譜）之四分之一波長雙折射率（或四分之一波長相位阻滯）。

LC單元910可為線性偏振選擇性之可切換光學快門。LC單元910可在吸收狀態下操作與在透射狀態下操作之間切換。在吸收狀態下操作之LC單元910可經組態以經由吸收來實質上阻擋具有預定偏振方向之線性偏振光，且實質上透射具有正交於預定偏振方向之偏振方向之線性偏振光。因此，在吸收狀態下操作之LC單元910可實質上阻擋具有預定偏振方向之線性偏振光904。因此，LC裝置900可針對具有預定旋向性之圓偏振光902在吸收狀態下操作。在透射狀態下操作之LC單元910可經組態以經由吸收來實質上透射線性偏振光，獨立於線性偏振光之偏振方向。

LC單元910可包括兩個基板305、對準層310，及安置於兩個基板305之間的LC層915。LC單元910亦可包括耦接至LC層915之兩個電極705。電極705可經組態以將由電源730提供之驅動電壓施加至LC層915，由此調諧LC單元910之透光率。在一些具體實例中，兩個電極705可安置在不同基板305處。在一些具體實例中，兩個電極705可安置在相同基板處（例如，在上部或下部基板305處），且電絕緣層可安置於兩個電極705之間。每一電極705可為連續平面電極、經圖案化平面電極或突起電極。出於論述目的，圖9A展示兩個電極705為安置在不同基板305處且安置於各別對準層310與該等基板305之間的平面電極。

在一些具體實例中，LC層915可為客體-主體LC層，其包括主體LC 920與摻雜至主體LC 920中之客體染料925之混合物。在一些具體實例中，主體LC 920可具有正介電各向異性（Δε＞0）或負介電各向異性（Δε＜0）。在一些具體實例中，主體LC 920可包括雙頻LC，其介電常數可經由調諧經施加至LC層915之電場之頻率而為可調諧的。對準層310可經組態以使主體LC 920之LC分子垂直或均勻對準。客體染料925之染料分子可與主體LC 920之分子對準在一起以具有實質上相同的定向。在一些具體實例中，客體染料925可包括展現各向異性線性吸收之二色性染料。二色性染料925可具有沿染料分子之長軸或短軸之吸收軸。舉例而言，正二色性染料可具有沿染料分子之長軸之吸收軸，且負二色性染料可具有沿染料分子之短軸之吸收軸。在一些具體實例中，二色性染料925可強烈吸收在平行於染料分子之吸收軸之方向上偏振（或具有E場）之入射光，且微弱地吸收在垂直於染料分子之吸收軸之方向上偏振（或具有E場）之入射光。在一些具體實例中，二色性染料925可實質上吸收在平行於染料分子之吸收軸之方向上偏振（或具有E場）之入射光，且實質上透射在垂直於染料分子之吸收軸之方向上偏振（或具有E場）之入射光。

出於說明性目的，圖9A展示二色性染料925為具有沿染料分子之長軸之吸收軸的正二色性染料。對準層310可經組態以向LC分子提供反平行對準，且LC分子可均勻對準（例如，沿圖9A中之y軸方向）。染料分子可與LC分子對準在一起，例如均勻對準。主體LC 920可包括主動LC。當LC分子之定向經由在電極705之間產生之外部電場而改變時，染料分子之定向亦可隨著LC分子而改變。因此，二色性染料925之吸收軸之定向可改變。因此，LC單元910之透光率可藉由旋轉電壓可控制LC單元內之染料分子而調變。

如圖9A中所示，當施加至LC單元910之電壓低於或等於LC單元910之臨限電壓時（例如，當電源730供應實質上零電壓時），LC分子及染料分子可在y軸方向上均勻對準。二色性染料925之吸收軸或染料分子之長軸可在y軸方向上經組態。因此，二色性染料925可強烈吸收在y軸方向上偏振之線性偏振光，且微弱地吸收在x軸方向上偏振之線性偏振光。因此，LC單元910可強烈吸收在y軸方向上偏振之線性偏振光，且微弱地吸收在x軸方向上偏振之線性偏振光。

出於論述目的，具有預定旋向性之圓偏振光902可為RHCP光，且波片905可經組態以將圓偏振光（例如，RHCP光）902轉換成在y軸方向上偏振之線性偏振光904（例如，經p偏振光）。因此，線性偏振光904（例如，經p偏振光）可實質上由LC單元910吸收。換言之，在電壓斷開狀態下，LC單元910可針對線性偏振光904（例如，經p偏振光）在吸收狀態下操作。因此，在電壓斷開狀態下，LC裝置900可針對圓偏振光（例如，RHCP光）902在吸收狀態下操作。

如圖9B中所示，當電壓供應至LC單元910時，可在兩個相對基板305之間產生電場（例如，沿著z軸方向）。當電壓高於臨限電壓且逐漸增加時，主體LC 920之LC分子可傾向於藉由電場來重新定向（例如，可逐漸變得平行於電場方向而定向）。客體染料925之染料分子可在電壓接通狀態下與LC分子重新定向。當電壓足夠高時，如圖9B中所示，LC分子可重新定向為平行於電場方向（例如，z軸方向）。因此，染料分子可與LC分子重新定向為平行於電場方向（例如，z軸方向）。二色性染料925之吸收軸或染料分子之長軸可重新定向為沿電場方向（例如，z軸方向）。因此，二色性染料925可微弱地吸收線性偏振光，而獨立於偏振方向。在一些具體實例中，二色性染料925可經組態以實質上透射線性偏振光，而獨立於光之偏振方向。因此，LC單元910可實質上透射線性偏振光，獨立於光之偏振方向。如圖9B中所示，線性偏振光904（例如，經p偏振光）可實質上透射穿過LC單元910。換言之，在電壓接通狀態下，LC單元910可針對線性偏振光904（例如，經p偏振光）在透射狀態下操作。因此，在電壓接通狀態下，LC裝置900可針對圓偏振光（例如，RHCP光）902在透射狀態下操作。

在圖9A及圖9B中所示之具體實例中，對於圓偏振光（例如，RHCP光）902，LC裝置900經組態以在藉由電源730供應之電壓低於或等於臨限電壓時在吸收狀態下操作，且在電壓充分高於臨限電壓時在透射狀態下操作。在一些具體實例中，LC裝置900可經組態以在藉由電源730供應之電壓低於或等於臨限電壓時針對RHCP光在吸收狀態下操作，且在電壓充分高於臨限電壓時針對RHCP光在透射狀態下操作。

在一些具體實例中，藉由以不同方式組態主體LC 920之LC分子之初始定向（例如，經由組態對準層305），對於圓偏振光（例如，RHCP光）902，LC裝置900可經組態以在藉由電源730供應之電壓低於或等於臨限電壓時在透射狀態下操作，且在電壓充分高於臨限電壓時在吸收狀態下操作。在一些具體實例中，LC裝置900可經組態以在藉由電源730供應之電壓低於或等於臨限電壓時針對RHCP光在透射狀態下操作，且在電壓充分高於臨限電壓時針對RHCP光在吸收狀態下操作。

本文中所揭示之LC裝置可在多種領域中具有眾多應用，例如近眼顯示器（「NED」）、平視顯示器（「HUD」）、頭戴式顯示器（「HMD」）、智慧型電話、膝上型電腦、電視、載具等，其均在本發明之範圍內。舉例而言，本文中所揭示之LC裝置可用作偏振管理組件、增亮組件、顯示解析度增強組件、光學路徑摺疊組件、眼動追蹤組件、用於多個焦點或可變焦點之調節組件、光瞳操控元件等。將在下文解釋擴增實境（「AR」）、虛擬實境（「VR」）、混合實境（「MR」）領域或其某一組合中之一些例示性應用。近眼顯示器（「NED」）已經廣泛用於多種應用中，諸如航空、工程技術、科學、醫藥、電腦遊戲、視訊、運動、訓練及模擬。NED之一個應用為實現VR、AR、MR或其某一組合。NED之所要特性包括緊湊性、輕重量、高解析度、較大視場（「FOV」）及小形狀因數。NED可包括經組態以產生影像光之顯示元件及經組態以朝向使用者之眼睛引導影像光之透鏡系統。透鏡系統可包括用於將影像光聚焦至使用者之眼睛之複數個光學元件，諸如透鏡、波片、反射器等。為了實現緊湊大小及輕重量且維持令人滿意的光學特性，NED可採用透鏡系統中之餅狀透鏡總成以摺疊光學路徑，由此減小NED中之後焦距。

圖5A說明根據本發明之一具體實例的光學系統500之示意圖。光學系統500可包括根據本發明之一具體實例的餅狀透鏡總成501。餅狀透鏡總成501可實施於NED中以摺疊光學路徑，由此減小NED中之後焦距。餅狀透鏡總成501可包括本文中所揭示之一或多個LC裝置。如圖5A中所示，餅狀透鏡總成501可將自電子顯示器550（其可為其他合適的光源）發射之光521聚焦至位於出射光瞳560處之眼框。在下文中，藉由用於形成影像之電子顯示器550發射之光521亦被稱作「影像光」。出射光瞳560可在當使用者佩戴NED時眼睛570定位在眼框區域中之位置處。在一些具體實例中，電子顯示器550可為包括窄頻單色光源（例如，具有30 nm頻寬之光源）之單色顯示器。在一些具體實例中，電子顯示器550可為多色顯示器（例如，紅綠藍（「RGB」）顯示器），其包括寬頻多色光源（例如，具有覆蓋可見光波長範圍之300 nm頻寬之光源）。在一些具體實例中，電子顯示器550可為包括複數個單色顯示器之堆疊之多色顯示器（例如，RGB顯示器），其可分別包括對應窄頻單色光源。

在一些具體實例中，餅狀透鏡總成501可包括第一光學元件505及第二光學元件510。在一些具體實例中，餅狀透鏡總成501可組態為單體式餅狀透鏡總成而在包括於餅狀透鏡總成中之光學元件之間無任何氣隙。在一些具體實例中，第一光學元件505及第二光學元件510之一或多個表面可經塑形（例如，彎曲）以補償場曲。在一些具體實例中，第一光學元件505及/或第二光學元件510之一或多個表面可經塑形為球體凹面（例如，球體之一部分）、球體凸面、旋轉對稱非球面、自由形式形狀，或可減輕場曲之某一其他形狀。在一些具體實例中，第一光學元件505及/或第二光學元件510之一或多個表面之形狀可經設計以另外補償其他形式之光學像差。在一些具體實例中，本文中所揭示之一或多個LC裝置可形成於第一光學元件505或第二光學元件510中之至少一者之一或多個彎曲表面上。

在一些具體實例中，餅狀透鏡總成501內之光學元件中之一或多者可具有一或多個塗層，諸如抗反射塗層，以減少疊影且增強對比度。在一些具體實例中，第一光學元件505及第二光學元件510可藉由黏著劑515耦接在一起。第一光學元件505及第二光學元件510中之每一者可包括一或多個光學透鏡。在一些具體實例中，第一光學元件505或第二光學元件510中之至少一者可具有至少一個平坦表面。在一些具體實例中，本文中所揭示之一或多個LC裝置可形成於第一光學元件505或第二光學元件510中之至少一者之平坦表面上。

第一光學元件505可包括面向電子顯示器550之第一表面505-1及面向眼睛570之相對第二表面505-2。第一光學元件505可經組態以自電子顯示器550接收第一表面505-1處之影像光且輸出第二表面505-2處具有更改性質之影像光。餅狀透鏡總成501亦可包括以光學系列配置之圓形吸收偏振器502及鏡面506，其中之每一者可為安置在第一光學元件505處（例如，接合至或形成於第一光學元件處）之個別層、膜或塗層。圓形吸收偏振器502及鏡面506可安置在第一光學元件505之第一表面505-1或第二表面505-2處（例如，接合至或形成於該等表面處）。

出於論述目的，圖5A展示圓形吸收偏振器502安置在第一表面505-1處（例如，接合至或形成於第一表面處）且鏡面506安置在第二表面505-2處（例如，接合至或形成於第二表面處）。亦預期其他配置。在一些具體實例中，圓形吸收偏振器502可為本文中所揭示之LC圓形吸收偏振器之任何具體實例，諸如圖4A中所展示之LC裝置400、圖4B中所展示之LC裝置430、圖7A及圖7B中展示之LC裝置700、圖8A及圖8B中展示之LC裝置800或圖9A及圖9B中展示之LC裝置900。在一些具體實例中，圓形吸收偏振器502可經組態以在可見光頻譜下操作。在一些具體實例中，鏡面506可為部分反射以反射所接收到之光之一部分的部分反射器。在一些具體實例中，鏡面506可經組態以透射約50%且反射約50%之所接收到之光，且可被稱作「50/50鏡面」。

第二光學元件510可具有面向第一光學元件505之第一表面510-1及面向眼睛570之相對第二表面510-2。餅狀透鏡總成501亦可包括圓形反射偏振器508，其可為安置在第二光學元件510處（例如，接合至或形成於第二光學元件處）之個別層、膜或塗層。圓形反射偏振器508可安置在第二光學元件510之第一表面510-1或第二表面510-2處（例如，接合至或形成於該等表面處）且可接收自鏡面506輸出之光。出於論述目的，圖5A展示圓形反射偏振器508安置在第二光學元件510之第一表面510-1處（例如，接合至或形成於第一表面處）。亦即，圓形反射偏振器508可安置於第一光學元件505與第二光學元件510之間。在一些具體實例中，圓形反射偏振器508可安置在第二光學元件510之第二表面510-2處。圓形反射偏振器508可為本文中所揭示之LC圓形反射偏振器之任何具體實例，諸如圖2A中展示之CLC反射偏振器200、圖2B中所示之CLC反射偏振器230或圖2C中所展示之CLC反射偏振器250。圓形反射偏振器508可展現超低光洩漏。因此，餅狀透鏡總成501之光學效能及可靠性可明顯改良。

圖5A中所展示之餅狀透鏡總成501僅出於說明目的。在一些具體實例中，第一光學元件505之第一表面505-1及第二表面505-2以及第二光學元件510之第一表面510-1及第二表面510-2中之一或多者可為彎曲表面或平坦表面。在一些具體實例中，餅狀透鏡總成501可具有一個光學元件或多於兩個光學元件。

圖5B說明根據本發明之一具體實例的在圖5A中所展示之餅狀透鏡總成501中傳播之光之光學傳播路徑580的示意性橫截面圖。在光傳播路徑580中，展示光之偏振之改變。因此，為說明簡單起見，省略經推測為並不影響光之偏振之透鏡的第一光學元件505及第二光學元件510。在圖5B中，「RHCP」及「LHCP」分別表示右手側圓偏振光及左手側圓偏振光。出於論述目的，如圖5B中所示，圓形吸收偏振器502可經組態以實質上透射LHCP光且經由吸收來實質上阻擋RHCP光。圓形反射偏振器508可為左手側CLC反射偏振器。出於說明目的，電子顯示器550、圓形吸收偏振器502、鏡面506及圓形反射偏振器508在圖5B中說明為平坦表面。在一些具體實例中，電子顯示器550、圓形吸收偏振器502、鏡面506及圓形反射偏振器508中之一或多者可包括彎曲表面。

如圖5B中所示，電子顯示器550可產生覆蓋預定頻譜之非偏振影像光521，諸如可見光頻譜範圍之一部分或實質上整個可見光頻譜範圍。圓形吸收偏振器502可朝向鏡面506將非偏振影像光521透射為LHCP光525。在一些具體實例中，影像光521可為圓偏振光，且可省略圓形吸收偏振器502。鏡面506可將LHCP光525之第一部分作為RHCP光527朝向圓形吸收偏振器502反射，且將LHCP光525之第二部分作為LHCP光528朝向CLC圓形反射偏振器508透射。當圓形反射偏振器508為左手側CLC反射偏振器時，圓形反射偏振器508可將LHCP光528作為LHCP光529朝向鏡面506反射。鏡面506可將LHCP光529反射為RHCP光531，其可作為RHCP光533透射穿過圓形反射偏振器508。RHCP光533可聚焦至眼睛570上。

光瞳複製（或光瞳擴展）光導顯示器系統已經實施於用於VR、AR及/或MR應用之各種裝置中，諸如NED、HMD或HUD等，其可潛在地提供眼鏡形狀因數、中等大視場（「FOV」）、高透射率及較大眼框。圖10說明根據本發明之一具體實例的光導（或波導）顯示器系統1000之示意圖。光導顯示器系統1000可提供光瞳複製（或光瞳擴展）。光導顯示器系統1000可實施於用於VR、AR及/或MR應用之NED中。光導顯示器系統1000可包括一或多個所揭示LC偏振器。

如圖10中所示，光導顯示器系統1000可包括光源總成1005、光導1010及控制器1015。控制器1015可經組態以執行本文中所描述之各種控制、調整或其他功能或程序。光源總成1005可包括光源1020及光調節系統1025。在一些具體實例中，光源1020可為經組態以產生相干光或部分相干光之光源。光源1020可包括例如雷射二極體、垂直空腔表面發光雷射、發光二極體或其組合。在一些具體實例中，光源1020可為顯示面板，諸如液晶顯示器（「LCD」）面板、矽上液晶（「LCoS」）顯示面板、有機發光二極體（「OLED」）顯示面板、微型發光二極體（「微型LED」）顯示面板、數位光處理（「DLP」）顯示面板、雷射掃描顯示面板或其組合。在一些具體實例中，光源1020可為自發射面板，諸如OLED顯示面板或微型LED顯示面板。在一些具體實例中，光源1020可為由外部源照明之顯示面板，諸如LCD面板、LCoS顯示面板或DLP顯示面板。外部源之實例可包括雷射、LED、OLED或其組合。光調節系統1025可包括經組態以調節來自光源1020之光之一或多個光學組件。舉例而言，控制器1015可控制光調節系統1025以調節來自光源1020之光，其可包括例如光之透射、衰減、擴展、準直及/或調整定向。

光源總成1005可產生影像光1030並將影像光1030輸出至安置在光導1010之第一部分處之內耦接元件1035。光導1010可將影像光1030擴展及引導至定位在光導顯示器系統1000之眼框630中之眼睛665。出射光瞳660可處於眼睛665定位在眼框630中之位置。位於光導1010之第一部分處之內耦接元件1035可接收影像光1030，且將影像光1030耦接至光導1010內部之全內反射（「TIR」）路徑中。影像光1030可在光導1010內部朝向位於光導1010之第二部分處之外耦接元件1045沿著TIR路徑傳播穿過TIR。第一部分及第二部分可位於光導1010之不同部分處。外耦接元件1045可經組態以朝向眼睛665將影像光1030耦接至光導1010之外。

光導1010可包括面向真實世界環境之第一表面或側部1010-1及面向眼睛665之相對第二表面或側部1010-2。內耦接元件1035及外耦接元件1045中之每一者可安置在光導1010之第一表面1010-1或第二表面1010-2處。在一些具體實例中，如圖10中所示，內耦接元件1035可安置在光導1010之第二表面1010-2處，且外耦接元件1045可安置在光導1010之第一表面1010-1處。在一些具體實例中，內耦接元件1035可安置在光導1010之第一表面1010-1處。在一些具體實例中，外耦接元件1045可安置在光導1010之第二表面1010-2處。在一些具體實例中，內耦接元件1035及外耦接元件1045兩者可安置在光導1010之第一表面1010-1或第二表面1010-2處。在一些具體實例中，內耦接元件1035或外耦接元件1045可在對應表面處整體形成為光導1010之一部分。在一些具體實例中，內耦接元件1035或外耦接元件1045可分開形成，且可安置在（例如，附連至）對應表面處。

在一些具體實例中，內耦接元件1035及外耦接元件1045中之每一者可包括一或多個繞射光柵、一或多個級聯反射器、一或多個稜鏡表面元件及/或全像反射器陣列或其任何組合。在一些具體實例中，內耦接元件1035及外耦接元件1045中之每一者可包括一或多個繞射光柵，諸如表面釋壓光柵、體積全像照相、偏振選擇性光柵、偏振體積全像照相（「PVH」）、元表面光柵、另一類型之繞射元件或其任何組合。在一些具體實例中，包括於內耦接元件1035中之繞射光柵之週期可經組態以實現光導1010內影像光1030之TIR。在一些具體實例中，包括於外耦接元件1045中之繞射光柵之週期可經組態以經由繞射將已經在光導1010內部傳播穿過TIR之影像光1030耦接至光導1010之外。

光導1010可包括經組態以促進影像光1030之全內反射之一或多種材料。舉例而言，光導1010可包括塑膠、玻璃及/或聚合物。控制器1015可與光源總成1005以通信方式耦接，且可控制光源總成1005之操作。在一些具體實例中，光導1010可以增大或擴展之視場（「FOV」）將經擴展之影像光1030輸出至眼睛665。與內耦接元件1035及外耦接元件1045耦接之光導1010亦可充當影像組合器（例如，AR或MR組合器）。光導1010可將表示虛擬影像之影像光1030與來自真實世界環境之光1002（或真實世界光1002）組合，使得藉由光源總成1005產生之虛擬影像可與真實世界影像或透視影像疊加。在光導顯示器總成1000之情況下，實體顯示器及電子件可移動至NED之前本體之一側。可實現真實世界環境之實質上完全不受阻視圖，這增強AR或MR使用者體驗。

在一些具體實例中，光導1010可包括經組態以重新引導、摺疊及/或擴展光源總成1005之光瞳之額外元件。舉例而言，如圖10中所示，光導1010可包括重新引導元件1040，其經組態以將經接收輸入之影像光1030重新引導至外耦接元件1045，使得經由外耦接元件1045將經接收輸入之影像光1030耦接至光導1010之外。在一些具體實例中，重新引導元件1040可配置在與外耦接元件1045之位置相對的光導1010之位置處。在一些具體實例中，重新引導元件1040可安置在光導1010之第二表面1010-2處。舉例而言，在一些具體實例中，重新引導元件1040可在第二表面1010-2處整體形成為光導1010之一部分。在一些具體實例中，重新引導元件1040可分開形成及安置在（例如，附連至）光導1010之第二表面1010-2處。在一些具體實例中，重新引導元件1040可安置在光導1010之第一表面1010-1處。舉例而言，在一些具體實例中，重新引導元件1040可在第一表面1010-1處整體形成為光導1010之一部分。在一些具體實例中，重新引導元件1040可分開形成及安置在（例如，附連至）光導1010之第一表面1010-1處。

在一些具體實例中，重新引導元件1040及外耦接元件1045可具有類似結構。在一些具體實例中，重新引導元件1040可包括一或多個繞射光柵、一或多個級聯反射器、一或多個稜鏡表面元件及/或全像反射器陣列或其任何組合。在一些具體實例中，重新引導元件1040可包括一或多個繞射光柵，諸如表面釋壓光柵、體積全像照相、偏振選擇性光柵、偏振體積全像照相、元表面光柵、另一類型之繞射元件或其任何組合。在一些具體實例中，例如重新引導、摺疊及/或擴展藉由光源總成1005產生之光之光瞳的多個功能可組合成單一元件，例如外耦接元件1045。

在一些具體實例中，光導顯示器系統1000可包括以堆疊組態（圖10中未示）安置之複數個光導1010。該複數個光導1010中之至少一者（例如，每一者）可與一或多個繞射元件耦接或包括一或多個繞射元件（例如，內耦接元件、外耦接元件及/或引導元件），其可經組態以朝向眼睛665引導影像光1030。在一些具體實例中，以堆疊組態安置之該複數個光導1010可經組態以輸出擴展多色影像光（例如，全色影像光）。在一些具體實例中，光導顯示器系統1000可包括一或多個光源總成1005及/或一或多個光導1010。在一些具體實例中，至少一個（例如，每一個）光源總成1005可經組態以發射對應於原色（例如，紅、綠或藍）之特定波長帶及預定FOV（或FOV之預定部分）的單色影像光。在一些具體實例中，光導顯示器系統1000可包括三個不同光導1010，其經組態以按任何合適的次序藉由內耦接及隨後外耦接（例如分別為紅光、綠光及藍光）來傳遞分量彩色影像（例如，原色影像）。在一些具體實例中，光導顯示器總成1000可包括兩個不同光導，其經組態以按任何合適的次序藉由內耦接及隨後外耦接（例如分別為紅光與綠光之組合及綠光與藍光之組合）來傳遞分量彩色影像（例如，原色影像）。在一些具體實例中，至少一個（例如，每一個）光源總成1005可經組態以發射多色影像光（例如，全色影像光）。圖10中所展示之眼睛665及光源總成1005之相對位置係出於說明之目的，在一些具體實例中，眼睛665及光源總成1005可安置在光導1010之同一側處。

在一些具體實例中，光導顯示器系統1000可包括安置在光導1010之第二部分及光導1010之面向真實世界環境之一側處之LC裝置1080。在圖10中所示之具體實例中，LC裝置1080及外耦接元件1045可安置在光導1010之同一側或表面，例如光導1010之第一側1010-1處。外耦接元件1045可安置於LC裝置1080與光導1010之間。圖10展示LC裝置1080藉由間隙與外耦接元件1045間隔開。在一些具體實例中，LC裝置1080及外耦接元件1045可經堆疊而無間隙。在圖10中所示之具體實例中，當影像光1030入射至外耦接元件1045上時，外耦接元件1045可經組態以使影像光1030（經由TIR在光導1010內部傳播）之第一部分向後偏轉而作為朝向眼睛665傳播之影像光1032，且使影像光1030（經由TIR在光導1010內部傳播）之第二部分向前偏轉而作為朝向LC裝置1080傳播之影像光1034。LC裝置1080可經組態以經由吸收來實質上阻擋影像光1034，使得影像光1034可不朝向真實世界環境傳播。因此，當光導1010充當AR或MR組合器時，其他人（除光導顯示器系統1000之使用者之外）可能無法感知藉由光源總成1005產生及藉由使用者之眼睛665感知之虛擬影像，由此增強藉由光導顯示器系統1000實施之AR或MR裝置之隱私。

在一些具體實例中，外耦接元件1045及內耦接件1035可為偏振選擇性組件，例如圓偏振選擇性組件。LC裝置1080可為經組態以選擇性地吸收或透射圓偏振光之所揭示LC裝置之任何具體實例，取決於圓偏振光之旋向性。舉例而言，LC裝置1080可為圖4A中所展示之LC裝置400、圖4B中所展示之LC裝置430、圖7A及圖7B中展示之LC裝置700、圖8A及圖8B中展示之LC裝置800或圖9A及圖9B中展示之LC裝置900的具體實例。當LC裝置1080為圖9A及圖9B中展示之LC裝置900的具體實例時，波片905可安置於外耦接元件1045與LC單元910之間。

舉例而言，在一些具體實例中，外耦接元件1045可包括偏振體積全像照相元件，其經組態以實質上向後繞射具有預定旋向性之圓偏振光（例如，RHCP光），且實質上透射具有與預定旋向性相反之旋向性之圓偏振光（例如，LHCP光）。出於論述目的，在光導1010內部傳播之影像光1030可為RHCP光。當影像光（例如，RHCP光）1030入射至外耦接元件1045上時，外耦接元件1045可經組態以向後繞射影像光（例如，RHCP光）1030且朝向眼睛665輸出影像光（例如，RHCP光）1032，且向前繞射影像光（例如，RHCP光）1030且朝向LC裝置1080輸出影像光（例如，LHCP光）1034。LC裝置1080可經組態以經由吸收來實質上阻擋LHCP光，且實質上透射RHCP光。因此，經由繞射藉由外耦接元件1045透射之影像光（例如，LHCP光）1034可由LC裝置1080阻擋以防由其他人（除使用者之外）接收到。對於入射於LC裝置1080上之來自真實世界之光1002，LC裝置1080可經由吸收來實質上阻擋光1002之LHCP分量，且實質上透射光1002之RHCP分量。

在一些具體實例中，當LC裝置1080為圖7A及圖7B中展示之LC裝置700、圖8A及圖8B中展示之LC裝置800或圖9A及圖9B中展示之LC裝置900的具體實例時，控制器1015可經組態以控制LC裝置1080以在光源1020之顯示框架期間在吸收狀態下操作與在透射狀態下操作之間切換。在一些具體實例中，光源1020之顯示框架可劃分成兩個子框架以用於分別來自真實及虛擬世界之光之依序透射。外耦接元件1045可經組態以在顯示框架之虛擬世界子框架期間將影像光1030解耦至光導1010之外，且在顯示框架之真實世界子框架期間不將影像光1030解耦至光導1010之外。在一些具體實例中，控制器1015可經組態以控制LC裝置1080以在顯示框架之虛擬世界子框架期間在吸收狀態下操作與在顯示框架之真實世界子框架期間在透射狀態下操作之間切換。在一些具體實例中，虛擬世界子框架相較於真實世界子框架可具有較短持續時間。因此，來自真實世界之光1002之透光率可提高，且透視視圖之亮度可增強。

儘管圖中未示，但在一些具體實例中，外耦接元件1045可安置在光導1010之第二表面1010-2處，且經組態以使影像光1030（經由TIR在光導1010內部傳播）之第一部分向前偏轉而作為朝向眼睛665傳播之影像光1032，且使影像光1030（經由TIR在光導1010內部傳播）之第二部分向後偏轉而作為朝向LC裝置1080傳播之影像光1034。在此具體實例中，LC裝置1080及外耦接元件1045可安置在光導1010之兩個不同側處。

圖10中所展示之光導顯示器系統1000之組態用作說明及解釋使用LC裝置900來阻擋朝向真實世界環境傳播之影像光1034且增強藉由光導顯示器系統1000實施之AR或MR裝置之隱私的操作原理的實例結構。使用LC裝置900來阻擋朝向真實世界環境傳播之影像光1034且增強藉由光導顯示器系統1000實施之AR或MR裝置之隱私的操作原理可適用於所揭示光導顯示器系統1000以外的任何合適的顯示器系統。舉例而言，在一些具體實例中，顯示器系統可包括基於全像光學元件之影像組合器（例如，AR或MR組合器），其可經組態以使自光源總成接收到之影像光偏轉至出射光瞳。LC裝置1080可安置在影像組合器之面向真實世界環境之一側處。在一些具體實例中，顯示器系統可包括經組態以將自光源總成接收到之影像光聚焦至出射光瞳的透鏡總成。LC裝置1080可安置在透鏡總成之面向真實世界環境之一側處。

圖6A說明根據本發明之一具體實例之近眼顯示器（「NED」）600的示意圖。圖6B為根據本發明之一具體實例之圖6A中所展示的NED 600之一半的橫截面圖。出於說明的目的，圖6B展示與左眼顯示器系統610L相關聯之橫截面圖。NED 600可包括控制器（圖中未示）。NED 600可包括經組態以安裝至使用者之頭部之框架605。框架605僅為NED 600之各種組件可安裝至之實例結構。可替代或與框架605組合使用其他合適固定件。NED 600可包括安裝至框架605之右眼顯示器系統610R及左眼顯示器系統610L。NED 600可充當VR裝置、AR裝置、MR裝置或其任何組合。在一些具體實例中，當NED 600充當AR或MR裝置時，自使用者之角度看，右眼顯示器系統610R及左眼顯示器系統610L可為完全或部分透明的，此可向使用者提供周圍真實世界環境之視圖。在一些具體實例中，當NED 600充當VR裝置時，右眼顯示器系統610R及左眼顯示器系統610L可為不透明的，使得使用者可基於電腦產生之影像而浸沒於VR成像中。

右眼顯示器系統610R及左眼顯示器系統610L可包括影像顯示組件，其經組態以在視場（「FOV」）中將電腦產生之虛擬影像投影至左顯示窗615L及右顯示窗615R中。右眼顯示器系統610R及左眼顯示器系統610L可為任何合適的顯示器系統。出於說明之目的，圖6A展示右眼顯示器系統610R及左眼顯示器系統610L可包括耦接至框架605之投影儀635。投影儀635可產生表示虛擬影像之影像光。在一些具體實例中，右眼顯示器系統610R及左眼顯示器系統610L可包括本文中所揭示之一或多個LC裝置。如圖6B中所示，NED 600亦可包括透鏡系統（或觀察光學系統）685及物件追蹤系統650（例如，眼動追蹤系統及/或人臉追蹤系統）。透鏡系統685可安置於物件追蹤系統650與左眼顯示器系統610L之間。透鏡系統685可經組態以將自左眼顯示器系統610L輸出之影像光導引至出射光瞳660。出射光瞳660可處於使用者之眼睛665之眼瞳655定位在左眼顯示器系統610L之眼框區域630中的位置。在一些具體實例中，透鏡系統685可經組態以校正自左眼顯示器系統610L輸出之影像光中之像差，放大自左眼顯示器系統610L輸出之影像光，或對自左眼顯示器系統610L輸出之影像光執行另一類型之光學調整。透鏡系統685可包括多個光學元件，諸如透鏡、波片、反射器等。在一些具體實例中，透鏡系統685可包括經組態以摺疊光學路徑之餅狀透鏡總成，由此減小NED 600中之後焦距。餅狀透鏡總成可為本文中所揭示之餅狀透鏡總成之任何具體實例，諸如圖5A中所展示之餅狀透鏡總成501。物件追蹤系統650可包括經組態以照明眼睛665及/或臉部之IR光源651、經組態以使由眼睛665反射之IR光偏轉之偏轉元件652，及經組態以接收藉由偏轉元件652偏轉之IR光且產生追蹤信號之光學感測器653。在一些具體實例中，物件追蹤系統650可包括本文中所揭示之一或多個LC裝置。

本文中所描述之步驟、操作或程序中之任一者可單獨地或與其他裝置組合地藉由一或多個硬體及/或軟體模組來執行或實施。在一個具體實例中，軟體模組藉由電腦程式產品實施，該電腦程式產品包括含有電腦程式碼之電腦可讀取媒體，其可藉由電腦處理器來執行以執行所描述之任何或所有步驟、操作或程序。在一些具體實例中，硬體模組可包括硬體組件，諸如裝置、系統、光學元件、控制器、電路、邏輯閘等。

此外，當圖式中所說明之具體實例展示單個元件時，應理解，具體實例或未展示於圖式中但在本發明之範圍內的另一具體實例可包括複數個此等元件。同樣地，當圖式中所說明之具體實例展示複數個此類元件時，應理解，具體實例或未在圖式中展示但在本發明之範圍內之另一具體實例可僅包括一個此類元件。圖式中所說明之元件之數目僅出於說明之目的，且不應被解釋為限制具體實例之範圍。此外，除非另外指出，否則圖式中所展示之具體實例並不相互排斥，且其可以任何合適之方式組合。舉例而言，一個圖/具體實例中展示但另一圖/具體實例中未展示之元件可仍然包括在另一圖/具體實例中。在本文中所揭示之包括一或多個光學層、膜、板或元件之任何光學裝置中，在圖式中所展示之層、膜、板或元件之數目僅出於說明之目的。在仍在本發明之範圍內的在圖式中未展示之其他具體實例中，相同或不同的圖/具體實例中所展示的相同或不同的層、膜、板或元件可以各種方式組合或重複以形成堆疊。

已描述各種具體實例以說明例示性實施。基於所揭示具體實例，在不脫離本發明之範圍的情況下，一般熟習此項技術者可進行各種其他改變、修改、重新配置及取代。因此，儘管已參考以上具體實例詳細描述本發明，但本發明不限於上文所描述之具體實例。在不脫離本發明之範圍的情況下，可以其他等效形式實施本發明。本發明之範圍界定於隨附申請專利範圍中。

100:CLC膜 105:棒狀LC分子 111:層 112:層 113:層 114:層 115:層 120:CLC膜 125:盤狀LC分子 131:層 132:層 133:層 134:層 135:層 150:CLC膜 200:LC裝置/CLC反射偏振器 202:入射光/LHCP光 204:LHCP光 205:棒狀CLC層 205a:棒狀CLC層/第一CLC層 205b:棒狀CLC層/第二CLC層 205c:棒狀CLC層/第四CLC層 206:RHCP光 210:盤狀CLC層 210a:盤狀CLC層/第三CLC層 230:LC裝置/CLC反射偏振器 232:傾斜入射光/寬頻LHCP光 234:寬頻LHCP光 250:LC裝置 252:傾斜入射光/寬頻LHCP光 254:寬頻LHCP光 300:CLC層 305:基板 310:對準層 315:棒狀向列型LC 320:CLC層 340:CLC層 355:盤狀向列型LC 360:CLC層 400:LC裝置 405:LC層 410:染料 415:手性LC 430:LC裝置 435:LC層 440:棒狀LC分子 445:手性摻雜劑 447:超分子 450:手性LC 500:光學系統 501:餅狀透鏡總成 502:圓形吸收偏振器 505:第一光學元件 505-1:第一表面 505-2:第二表面 506:鏡面 508:圓形反射偏振器 510:第二光學元件 510-1:第一表面 510-2:第二表面 515:黏著劑 521:光 525:LHCP光 527:RHCP光 528:LHCP光 529:LHCP光 531:RHCP光 533:RHCP光 550:電子顯示器 560:出射光瞳 570:眼睛 580:光學傳播路徑 600:近眼顯示器/NED 605:框架 610L:左眼顯示器系統 610R:右眼顯示器系統 615L:左顯示窗 615R:右顯示窗 630:眼框 635:投影儀 650:物件追蹤系統 651:IR光源 652:偏轉元件 653:光學感測器 655:眼瞳 660:出射光瞳 665:眼睛 685:透鏡系統 700:LC裝置 702:LHCP入射光 705:電極 730:電源 800:LC裝置 802:LHCP入射光 900:LC裝置 902:圓偏振光 904:線性偏振光 905:波片 910:LC單元 915:LC層 920:主體LC 925:客體染料/二色性染料 1000:光導顯示器系統 1002:真實世界光 1005:光源總成 1010:光導 1010-1:第一表面或側部 1010-2:第二表面或側部 1015:控制器 1020:光源 1025:光調節系統 1030:影像光 1032:影像光 1034:影像光 1035:內耦接元件 1040:重新引導元件 1045:外耦接元件 1080:LC裝置

以下圖式係根據各種所揭示具體實例出於說明之目的而提供且並不意欲限制本發明之範圍。在圖式中：

[圖1A]示意性地說明根據本發明之一具體實例的棒狀膽固醇型液晶（CLC）膜中之液晶（LC）分子之定向的圖式；

[圖1B]示意性地說明根據本發明之一具體實例的盤狀CLC膜中之LC分子之定向的圖式；

[圖1C]說明根據本發明之一具體實例的CLC膜之偏振選擇性反射；

[圖2A]示意性地說明根據本發明之一具體實例的LC裝置的圖式；

[圖2B]示意性地說明根據本發明之一具體實例的LC裝置的圖式；

[圖2C]示意性地說明根據本發明之一具體實例的LC裝置的圖式；

[圖3A]示意性地說明根據本發明之一具體實例的棒狀CLC層之圖式；

[圖3B]示意性地說明根據本發明之一具體實例的棒狀CLC層之圖式；

[圖3C]示意性地說明根據本發明之一具體實例的盤狀CLC層之圖式；

[圖3D]示意性地說明根據本發明之一具體實例的盤狀CLC層之圖式；

[圖4A]示意性地說明根據本發明之一具體實例的LC裝置的圖式；

[圖4B]示意性地說明根據本發明之一具體實例的LC裝置的圖式；

[圖5A]示意性地說明根據本發明之一具體實例的餅狀透鏡總成之圖式；

[圖5B]示意性地說明根據本發明之一具體實例的圖5A中所展示之餅狀透鏡總成之光學路徑之橫截面圖；

[圖6A]說明根據本發明之一具體實例的近眼顯示器（「near-eye display；NED」）的示意圖；

[圖6B]說明根據本發明之一具體實例的圖6A中所展示之NED之一半的示意性橫截面圖；

[圖7A]示意性地說明根據本發明之一具體實例的在電壓斷開狀態下操作之LC裝置的圖式；

[圖7B]示意性地說明根據本發明之一具體實例的圖7A中所展示之在電壓接通狀態下操作之LC裝置的圖式；

[圖8A]示意性地說明根據本發明之一具體實例的在電壓斷開狀態下操作之LC裝置的圖式；

[圖8B]示意性地說明根據本發明之一具體實例的圖8A中所展示之在電壓接通狀態下操作之LC裝置的圖式；

[圖9A]示意性地說明根據本發明之一具體實例的在電壓斷開狀態下操作之LC裝置的圖式；

[圖9B]示意性地說明根據本發明之一具體實例的圖9A中所展示之在電壓接通狀態下操作之LC裝置的圖式；且

[圖10]示意性地說明根據本發明之另一具體實例的光導顯示器總成之示意圖。

200:LC裝置/CLC反射偏振器

202:入射光/LHCP光

204:LHCP光

205:棒狀CLC層

206:RHCP光

210:盤狀CLC層

Claims (20)

1. 一種裝置，其包含： 第一雙折射膜，其包括經組態有第一螺旋結構之棒狀（calamitic）液晶（LC）材料；及 第二雙折射膜，其與該第一雙折射膜堆疊且包括經組態有第二螺旋結構之盤狀（discotic）LC材料。
2. 如請求項1之裝置，其中該第一雙折射膜或該第二雙折射膜中之至少一者為液晶聚合物膜。
3. 如請求項1之裝置，其中該第一螺旋結構及該第二螺旋結構兩者具有恆定螺旋間距。
4. 如請求項1之裝置，其中該第一螺旋結構及該第二螺旋結構兩者具有一變化螺旋間距。
5. 如請求項1之裝置，其中該第一螺旋結構及該第二螺旋結構中之一者具有恆定螺旋間距，且第一螺旋結構及該第二螺旋結構中之另一者具有變化螺旋間距。
6. 如請求項1之裝置，其中 對於傾斜入射光，該第一雙折射膜經組態以提供第一相移，且該第二雙折射膜經組態以提供第二相移，且 該第一相移至少部分地抵消該第二相移。
7. 如請求項1之裝置，其中該第一螺旋結構及該第二螺旋結構具有相同旋向性（handedness）。
8. 如請求項7之裝置，其中 該第一螺旋結構及該第二螺旋結構之該旋向性為第一旋向性，且 該第一雙折射膜及該第二雙折射膜之堆疊經組態以將具有該第一旋向性之第一圓偏振光反射為具有該第一旋向性之第二圓偏振光，且將具有與該第一旋向性相反之第二旋向性之第三圓偏振光透射為具有該第二旋向性之第四圓偏振光。
9. 一種裝置，其包含： 光學膜，其包括具有手性（chirality）之雙折射媒介，該雙折射媒介包括主體材料及摻雜至該主體材料中之染料， 其中該染料經組態以吸收具有預定旋向性之第一圓偏振光多於具有與該預定旋向性相反之旋向性之第二圓偏振光。
10. 如請求項9之裝置，其中該染料之分子具有帶著經誘發軸向手性之分子螺旋。
11. 如請求項10之裝置，其中該染料之該分子之該分子螺旋在該光學膜之體積內上沿著相同預定方向按相同旋轉方向旋轉。
12. 如請求項9之裝置，其中該染料充當用於引入該手性之手性摻雜劑。
13. 如請求項12之裝置，其中該染料之分子在該光學膜之體積內形成複數個超分子，且該複數個超分子之分子螺旋沿著該光學膜之軸向方向按預定方向旋轉。
14. 如請求項9之裝置，其中該光學膜經組態以經由吸收來阻擋該第一圓偏振光，且透射或反射該第二圓偏振光。
15. 如請求項9之裝置，其進一步包含一或多個電極，該一或多個電極耦接至該光學膜且經組態以將電壓施加至該光學膜，以調整用於該第一圓偏振光之該光學膜之透光率。
16. 一種透鏡總成，其包含： 第一光學元件，其包括鏡面，該鏡面經組態以透射具有第一旋向性之第一圓偏振光之第一部分；及 第二光學元件，其包括反射偏振器，該反射偏振器經組態以將該第一圓偏振光之該第一部分作為具有該第一旋向性之第二圓偏振光反射回該鏡面， 其中該反射偏振器包括第一雙折射膜及第二雙折射膜，該第一雙折射膜包括棒狀液晶（LC）材料，且該第二雙折射膜包括與該第一雙折射膜堆疊且包括盤狀LC材料，且 其中該第一光學元件或該第二光學元件中之至少一者包括透鏡。
17. 如請求項16之透鏡總成，其中 該鏡面進一步經組態以將具有該第一旋向性之該第二圓偏振光反射為具有第二旋向性之第三圓偏振光，且 該反射偏振器進一步經組態以將具有該第二旋向性之該第三圓偏振光透射為具有該第二旋向性之第四圓偏振光。
18. 如請求項16之透鏡總成，其中該第一雙折射膜或該第二雙折射膜中之至少一者為液晶聚合物膜。
19. 如請求項16之透鏡總成，其中 該棒狀LC材料經組態有第一螺旋結構， 該盤狀LC材料經組態有第二螺旋結構，且 該第一螺旋結構或該第二螺旋結構中之至少一者具有恆定螺旋間距或變化螺旋間距。
20. 如請求項16之透鏡總成，其中 對於傾斜入射光，該第一雙折射膜經組態以提供第一相移且該第二雙折射膜經組態以提供第二相移，且 該第一相移至少部分地抵消該第二相移。

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