專利名稱：一種用于裸眼立體顯示的液晶光閥幕的制作方法
技術領域：
本發明涉及裸眼立體顯示領域，具體為一種用于裸眼立體顯示的液晶光閥幕。
背景技術：
目前3D顯示技術在人們的生活中應用越來越廣泛，現有技術中，用于3D顯示的基于視差式的裸眼立體顯示方法主要有視差屏障式(前置、后置)和柱鏡式兩種方法。視差屏障式裸眼多視點3D顯示技術利用安置在背光模塊及IXD面板間垂直方向的一系列遮光條紋形成視差屏障，將左眼及右眼的畫面分開，這樣就可得到3D影像，也有的方案將視差屏障裝置在LCD前方。目前視差屏障一般用液晶實現，這樣可以控制視差屏障的開關，無視差屏障時顯示2D圖像，有視差屏障時顯示3D圖像。這種技術的缺點是視差屏障阻擋光線，顯示屏亮度將隨之降低；另外，在觀看立體畫面時顯示屏分辨率會下降一半 (雙視點)，多視點顯示屏的分辨率將等比例降低。柱狀透鏡式裸眼多視點3D顯示技術最早由三洋提出，后來飛利浦投入很大力量進行研究。該技術在液晶面板上加一層微柱狀透鏡膜，柱狀透鏡精確對齊液晶屏的一組像素點，各像素點位于柱狀透鏡的焦平面上，這樣不同像素點就被透鏡投影到不同方向，控制顯示屏像素的顯示就可將給左右眼的可視畫面分開，分別送到左右眼中，實現3D顯示。飛利浦方案中，柱狀透鏡也填充了液晶，可以控制透鏡的折射率，折射光線時實現3D顯示，不折射光線時，則為2D顯示。柱狀透鏡技術不會阻擋背光，顯示器亮度不受影響，但由于它也是將不同像素分別投射到左右眼中，這與視差屏障技術相同，所以3D顯示時分辨率仍將降低，多視點的情況下分辨率也會成倍降低。

發明內容
本發明的目的是提供一種用于裸眼立體顯示的液晶光閥幕，通過可控的膽留相液晶材料，實現3D的裸眼立體顯示，以解決現有技術裸眼立體顯示方法分辨率低的問題。為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為—種用于裸眼立體顯示的液晶光閥幕，其特征在于包括三個疊加在一起的液晶盒，每個液晶盒包括有對稱設置的透明電極、灌注在透明電極之間的聚合物網絡型的膽甾相液晶材料、供電至透明電極的電源，每個液晶盒中的電源向各自的透明電極施加電場控制膽留相液晶材料的工作狀態在反射和透射兩種狀態之間切換，且當液晶盒處于反射狀態時，三個液晶盒中膽留相液晶材料的反射波長分別設定為紅、綠、藍三色中心波長。所述的一種用于裸眼立體顯示的液晶光閥幕，其特征在于三個液晶盒以任意順序疊加在一起。所述的一種用于裸眼立體顯示的液晶光閥幕，其特征在于所述聚合物網絡型的膽甾相液晶材料，其反射波長取決于膽留相液晶材料的螺距，所述螺距利用Bragg方程計算叉=印，式中λ ^為反射波長，ρ為螺距，5為膽甾相液晶的平均率，通過設定膽甾相液晶材料的螺距可對膽留相液晶材料的反射波長進行設定。
本發明通過控制液晶盒中的聚合物網絡型的膽留相液晶材料，可實現三個液晶盒工作狀態在反射和透射之間切換，配合其他光學器件，實現進入人體左、右眼的圖像光纖完全分離，與現有技術的基于視差原理的立體顯示相比，很大程度的減少了串擾等現象，提高了 3D顯示的分辨率。


圖1為本發明結構原理圖。圖2為單個液晶盒結構示意圖。圖3為單個液晶盒工作模式圖，其中圖3a為透射模式，圖北為反射模式。圖4為膽甾相液晶材料結構示意圖，其中圖如為平面態織構圖，圖4b為焦錐態織構圖，圖如為垂直態織構圖。
具體實施例方式如圖1所示。本發明由三個液晶盒疊加構成，疊加順序為紅綠藍、紅藍綠、綠紅藍等，圖ι所示從上至下是反射紅光的液晶盒1、反射綠光的液晶盒2、反射藍光的液晶盒3。如圖2所示。每個液晶盒包括透明電極4，灌注在透明電極4之間的膽甾相液晶材料5，電連接至透明電極4的電源6，電源6通過透明電極4向膽甾相液晶材料5施加電場。如圖3所述。單個液晶盒工作有兩種模式，不加電壓時，液晶盒工作于透射模式， 施加電壓時，液晶盒工作于反射模式。液晶盒中灌注的液晶材料是聚合網絡型的膽留相液晶材料，具有平面態織構、焦錐態織構等多種穩定相態，其反射波長(或顯示屏顏色)由手性添加劑的螺旋扭曲力常數 (HTP)及其在液晶材料中的含量決定。如附圖4所示，平面態織構中，螺旋軸是平行于涂層表面；焦錐態織構是垂直態織構，它的螺旋軸垂直于玻璃表面。平面織構和焦錐織構是兩種穩定的狀態，它們能夠在零電場下保存。垂直織構的分之長軸是垂直與液晶盒表面的，這種織構方式能夠在液晶分子具有正的介電各項異性的情況下出現，它具有很高的閥值電壓利用膽留相液晶材料所具有的螺旋結構，可使其所制備的液晶盒在反射模式工作時，具有布拉格(Bragg)反射特性即中心反射波長(λ)與液晶材料的螺矩(ρ)及其平均折射率U)成正比\=np(1)當光線在某個角度θ上入射到膽甾液晶盒中時，在平面織構的狀態下，反射光的波長在λ = np0cos θ為中心的一段波長內，式中η表示膽留液晶的平均反射率，在日常的環境光下，能夠反射一個典型的光帶。反射帶寬度是Δ λ = ΔηΡ0, Δη的是雙折射率(Δη =ne-n0)。如果一層左螺旋的膽留液晶層和一層的右螺旋的膽留液晶層疊加在一起，非偏振入射光可以完全反射出來。當液晶處于焦錐織構狀態下，入射光要么繞射或散射在入射的前進方向。該焦錐織構具有的光學特性與平面織構有很大的不同。當液晶是在垂直織構狀態下，液晶層是透明的。將長螺距的膽留相液晶和少量的聚合物單體混合，在液晶層呈平面態排列時形成平行于基板表面的網絡結構，這種聚合物網絡使得液晶的平面態成為零電場下的穩定態， 由于液晶螺距較長，其Bragg反射位于紅外波段，對可見光來說呈透明，施加一個電場，液晶轉變到多疇的焦錐織構，入射光由于相鄰的液晶疇交界處的折射率的不一致形成散射， 撤除電場，由于聚合物網絡的穩定作用和液晶之間的相互作用，使得液晶可以快速的回復至透明的平面態。這樣，對于單個液晶盒實現了反射和透射兩種模式狀態的轉換。
利用布拉格反射特性，調整膽留液晶材料的螺距，即改變手性添加劑的螺旋扭曲力常數(HTP)及其在液晶材料中的含量，使其反射波長分別對應于像源的紅綠藍三色中心波長，即可分別制備在反射模式工作時僅反射對應中心波長其它波長全透過，而透射模式所有波長光波全透過的三個液晶盒。
權利要求
1.一種用于裸眼立體顯示的液晶光閥幕，其特征在于包括三個疊加在一起的液晶盒，每個液晶盒包括有對稱設置的透明電極、灌注在透明電極之間的聚合物網絡型的膽甾相液晶材料、供電至透明電極的電源，每個液晶盒中的電源向各自的透明電極施加電場控制膽留相液晶材料的工作狀態在反射和透射兩種狀態之間切換，且當液晶盒處于反射狀態時，三個液晶盒中膽留相液晶材料的反射波長分別設定為紅、綠、藍三色中心波長。
2.根據權利要求1所述的一種用于裸眼立體顯示的液晶光閥幕，其特征在于三個液晶盒以任意順序疊加在一起。
3.根據權利要求1所述的一種用于裸眼立體顯示的液晶光閥幕，其特征在于所述聚合物網絡型的膽留相液晶材料，其反射波長取決于膽留相液晶材料的螺距，所述螺距利用Bragg方程計算= 式中J0為反射波長，ρ為螺距，5為膽甾相液晶的平均率，通過設定膽留相液晶材料的螺距可對膽留相液晶材料的反射波長進行設定。
全文摘要
本發明公開了一種用于裸眼立體顯示的液晶光閥幕，由三個液晶盒疊加。液晶盒里灌注的是聚合物網絡型的膽甾相液晶材料。每個液晶盒都是一個可控的透反射式液晶光閥幕，工作于反射和透射兩種模式，且工作于反射模式時，三個液晶盒反射波長分別為紅綠藍三色中心波長。
文檔編號G02F1/1333GK102495490SQ201110362308
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者呂國強, 吳娟, 尹靜, 胡躍輝 申請人:合肥工業大學