专利名称：一种用于裸眼立体显示的液晶光阀幕的制作方法
技术领域：
本发明涉及裸眼立体显示领域，具体为一种用于裸眼立体显示的液晶光阀幕。
背景技术：
目前3D显示技术在人们的生活中应用越来越广泛，现有技术中，用于3D显示的基于视差式的裸眼立体显示方法主要有视差屏障式(前置、后置)和柱镜式两种方法。视差屏障式裸眼多视点3D显示技术利用安置在背光模块及IXD面板间垂直方向的一系列遮光条纹形成视差屏障，将左眼及右眼的画面分开，这样就可得到3D影像，也有的方案将视差屏障装置在LCD前方。目前视差屏障一般用液晶实现，这样可以控制视差屏障的开关，无视差屏障时显示2D图像，有视差屏障时显示3D图像。这种技术的缺点是视差屏障阻挡光线，显示屏亮度将随之降低；另外，在观看立体画面时显示屏分辨率会下降一半 (双视点)，多视点显示屏的分辨率将等比例降低。柱状透镜式裸眼多视点3D显示技术最早由三洋提出，后来飞利浦投入很大力量进行研究。该技术在液晶面板上加一层微柱状透镜膜，柱状透镜精确对齐液晶屏的一组像素点，各像素点位于柱状透镜的焦平面上，这样不同像素点就被透镜投影到不同方向，控制显示屏像素的显示就可将给左右眼的可视画面分开，分别送到左右眼中，实现3D显示。飞利浦方案中，柱状透镜也填充了液晶，可以控制透镜的折射率，折射光线时实现3D显示，不折射光线时，则为2D显示。柱状透镜技术不会阻挡背光，显示器亮度不受影响，但由于它也是将不同像素分别投射到左右眼中，这与视差屏障技术相同，所以3D显示时分辨率仍将降低，多视点的情况下分辨率也会成倍降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于裸眼立体显示的液晶光阀幕，通过可控的胆留相液晶材料，实现3D的裸眼立体显示，以解决现有技术裸眼立体显示方法分辨率低的问题。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为—种用于裸眼立体显示的液晶光阀幕，其特征在于包括三个叠加在一起的液晶盒，每个液晶盒包括有对称设置的透明电极、灌注在透明电极之间的聚合物网络型的胆甾相液晶材料、供电至透明电极的电源，每个液晶盒中的电源向各自的透明电极施加电场控制胆留相液晶材料的工作状态在反射和透射两种状态之间切换，且当液晶盒处于反射状态时，三个液晶盒中胆留相液晶材料的反射波长分别设定为红、绿、蓝三色中心波长。所述的一种用于裸眼立体显示的液晶光阀幕，其特征在于三个液晶盒以任意顺序叠加在一起。所述的一种用于裸眼立体显示的液晶光阀幕，其特征在于所述聚合物网络型的胆甾相液晶材料，其反射波长取决于胆留相液晶材料的螺距，所述螺距利用Bragg方程计算叉=印，式中λ ^为反射波长，ρ为螺距，5为胆甾相液晶的平均率，通过设定胆甾相液晶材料的螺距可对胆留相液晶材料的反射波长进行设定。
本发明通过控制液晶盒中的聚合物网络型的胆留相液晶材料，可实现三个液晶盒工作状态在反射和透射之间切换，配合其他光学器件，实现进入人体左、右眼的图像光纤完全分离，与现有技术的基于视差原理的立体显示相比，很大程度的减少了串扰等现象，提高了 3D显示的分辨率。
图1为本发明结构原理图。图2为单个液晶盒结构示意图。图3为单个液晶盒工作模式图，其中图3a为透射模式，图北为反射模式。图4为胆甾相液晶材料结构示意图，其中图如为平面态织构图，图4b为焦锥态织构图，图如为垂直态织构图。
具体实施例方式如图1所示。本发明由三个液晶盒叠加构成，叠加顺序为红绿蓝、红蓝绿、绿红蓝等，图ι所示从上至下是反射红光的液晶盒1、反射绿光的液晶盒2、反射蓝光的液晶盒3。如图2所示。每个液晶盒包括透明电极4，灌注在透明电极4之间的胆甾相液晶材料5，电连接至透明电极4的电源6，电源6通过透明电极4向胆甾相液晶材料5施加电场。如图3所述。单个液晶盒工作有两种模式，不加电压时，液晶盒工作于透射模式， 施加电压时，液晶盒工作于反射模式。液晶盒中灌注的液晶材料是聚合网络型的胆留相液晶材料，具有平面态织构、焦锥态织构等多种稳定相态，其反射波长(或显示屏颜色)由手性添加剂的螺旋扭曲力常数 (HTP)及其在液晶材料中的含量决定。如附图4所示，平面态织构中，螺旋轴是平行于涂层表面；焦锥态织构是垂直态织构，它的螺旋轴垂直于玻璃表面。平面织构和焦锥织构是两种稳定的状态，它们能够在零电场下保存。垂直织构的分之长轴是垂直与液晶盒表面的，这种织构方式能够在液晶分子具有正的介电各项异性的情况下出现，它具有很高的阀值电压利用胆留相液晶材料所具有的螺旋结构，可使其所制备的液晶盒在反射模式工作时，具有布拉格(Bragg)反射特性即中心反射波长(λ)与液晶材料的螺矩(ρ)及其平均折射率U)成正比\=np(1)当光线在某个角度θ上入射到胆甾液晶盒中时，在平面织构的状态下，反射光的波长在λ = np0cos θ为中心的一段波长内，式中η表示胆留液晶的平均反射率，在日常的环境光下，能够反射一个典型的光带。反射带宽度是Δ λ = ΔηΡ0, Δη的是双折射率(Δη =ne-n0)。如果一层左螺旋的胆留液晶层和一层的右螺旋的胆留液晶层叠加在一起，非偏振入射光可以完全反射出来。当液晶处于焦锥织构状态下，入射光要么绕射或散射在入射的前进方向。该焦锥织构具有的光学特性与平面织构有很大的不同。当液晶是在垂直织构状态下，液晶层是透明的。将长螺距的胆留相液晶和少量的聚合物单体混合，在液晶层呈平面态排列时形成平行于基板表面的网络结构，这种聚合物网络使得液晶的平面态成为零电场下的稳定态， 由于液晶螺距较长，其Bragg反射位于红外波段，对可见光来说呈透明，施加一个电场，液晶转变到多畴的焦锥织构，入射光由于相邻的液晶畴交界处的折射率的不一致形成散射， 撤除电场，由于聚合物网络的稳定作用和液晶之间的相互作用，使得液晶可以快速的回复至透明的平面态。这样，对于单个液晶盒实现了反射和透射两种模式状态的转换。
利用布拉格反射特性，调整胆留液晶材料的螺距，即改变手性添加剂的螺旋扭曲力常数(HTP)及其在液晶材料中的含量，使其反射波长分别对应于像源的红绿蓝三色中心波长，即可分别制备在反射模式工作时仅反射对应中心波长其它波长全透过，而透射模式所有波长光波全透过的三个液晶盒。
权利要求
1.一种用于裸眼立体显示的液晶光阀幕，其特征在于包括三个叠加在一起的液晶盒，每个液晶盒包括有对称设置的透明电极、灌注在透明电极之间的聚合物网络型的胆甾相液晶材料、供电至透明电极的电源，每个液晶盒中的电源向各自的透明电极施加电场控制胆留相液晶材料的工作状态在反射和透射两种状态之间切换，且当液晶盒处于反射状态时，三个液晶盒中胆留相液晶材料的反射波长分别设定为红、绿、蓝三色中心波长。
2.根据权利要求1所述的一种用于裸眼立体显示的液晶光阀幕，其特征在于三个液晶盒以任意顺序叠加在一起。
3.根据权利要求1所述的一种用于裸眼立体显示的液晶光阀幕，其特征在于所述聚合物网络型的胆留相液晶材料，其反射波长取决于胆留相液晶材料的螺距，所述螺距利用Bragg方程计算= 式中J0为反射波长，ρ为螺距，5为胆甾相液晶的平均率，通过设定胆留相液晶材料的螺距可对胆留相液晶材料的反射波长进行设定。
全文摘要
本发明公开了一种用于裸眼立体显示的液晶光阀幕，由三个液晶盒叠加。液晶盒里灌注的是聚合物网络型的胆甾相液晶材料。每个液晶盒都是一个可控的透反射式液晶光阀幕，工作于反射和透射两种模式，且工作于反射模式时，三个液晶盒反射波长分别为红绿蓝三色中心波长。
文档编号G02F1/1333GK102495490SQ201110362308
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者吕国强, 吴娟, 尹静, 胡跃辉 申请人:合肥工业大学