專利名稱：一種液晶光柵、其制備方法及3d顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液晶光柵、其制備方法及3D顯示裝置。
背景技術(shù)：
在日常生活中人們是利用兩只眼睛來(lái)觀察周?chē)哂锌臻g立體感的外界景物的，三維(3D)顯示技術(shù)就是利用雙眼立體視覺(jué)原理使人獲得三維空間感，其主要原理是使觀看者的左眼與右眼分別接收到不同的影像，由觀看者兩眼之間的瞳距產(chǎn)生的位置差異，使存在“雙眼視差”的兩副圖像構(gòu)成一對(duì)“立體圖象對(duì)”，而“立體圖像對(duì)”在經(jīng)由大腦分析融合后使觀看者產(chǎn)生立體感。目前，3D顯示技術(shù)有裸眼式和眼鏡式兩大類。所謂裸眼式就是通過(guò)在顯示面板上 進(jìn)行特殊的處理，把經(jīng)過(guò)編碼處理的3D視頻影像獨(dú)立送入人的左右眼，從而令用戶無(wú)需借助立體眼鏡即可裸眼體驗(yàn)立體感覺(jué)。目前，實(shí)現(xiàn)裸眼3D顯示的顯示裝置為在諸如液晶顯示器(IXD)的光源陣列前方設(shè)置光屏障(Barrier)或光柵等遮蔽物，如圖I所示，通過(guò)光屏障或光柵的條紋的光形成垂直或者水平方向成一定角度的細(xì)條柵模式，即“視差障壁”，在3D顯示模式下，通過(guò)光屏障或光柵將左眼圖像畫(huà)面信息和右眼圖像畫(huà)面信息有選擇地分離，達(dá)到3D顯示的效果。為了實(shí)現(xiàn)三維顯示，現(xiàn)有技術(shù)中的一種方案是在顯示屏上增加一層液晶光柵，如圖2所示，液晶光柵一般是由上偏光片、下偏光片、上基板、下基板、以及在兩個(gè)基板之間的液晶層組成的，上基板和下基板分別具有條狀電極和面電極，上偏光片和下偏光片的光透過(guò)軸方向相互垂直；液晶層可以由扭轉(zhuǎn)向列型液晶形成，由于上基板和下基板的液晶初始取向不同使得液晶層在未施加電壓的情況下具有90度的扭轉(zhuǎn)角。上述液晶的扭轉(zhuǎn)角度與上、下偏光片的光透過(guò)方向相配合，使得液晶光柵在未通電時(shí)為常亮模式，具有2D顯示模式；其3D顯示模式的工作原理如下當(dāng)液晶光柵通電時(shí)，通電的條狀電極與面電極之間的液晶分子的扭轉(zhuǎn)角度發(fā)生變化，其他液晶分子保持原來(lái)形狀，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。此時(shí)，光線從下偏光片進(jìn)入，與下偏光片的光透過(guò)軸方向平行的偏振光進(jìn)入到液晶層，偏振光通過(guò)沒(méi)有發(fā)生偏轉(zhuǎn)的液晶時(shí)會(huì)逐步改變振動(dòng)方向，到達(dá)上偏振片時(shí)偏振光的振動(dòng)方向剛好和上偏振片的光透過(guò)軸方向平行，則光線通過(guò)；而偏振光通過(guò)扭轉(zhuǎn)角發(fā)生變化的液晶時(shí)不會(huì)改變振動(dòng)方向，到達(dá)上偏振片時(shí)偏振光的振動(dòng)方向和上偏振片的光透過(guò)軸方向垂直，形成條狀的屏障柵欄，實(shí)現(xiàn)了三維光柵顯示模式。上述結(jié)構(gòu)的液晶光柵中，相鄰條狀電極之間由于邊緣電場(chǎng)的影響導(dǎo)致其附近的液晶分子不按預(yù)期方向排列，影響光學(xué)效果會(huì)形成不受控制區(qū)域，使與其對(duì)應(yīng)的液晶分子不受電場(chǎng)的控制，在不受控制區(qū)域液晶光柵會(huì)一直處于常亮狀態(tài)，由此，在屏障柵欄交替變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生漏光現(xiàn)象導(dǎo)致串?dāng)_問(wèn)題，使3D顯示的圖像質(zhì)量和對(duì)比度降低。在公開(kāi)的專利CN101782695A中，采用了在兩個(gè)相鄰電極間隙處的上方加以輔助電極避免電極間隙處于非控制狀態(tài)，使在輔助電極處的液晶光柵一直處于常暗狀態(tài)，從而減少了在屏障柵欄交替變化時(shí)產(chǎn)生漏光現(xiàn)象導(dǎo)致的串?dāng)_問(wèn)題，但是這種三層的電極結(jié)構(gòu)的制作步驟以及驅(qū)動(dòng)電路都相對(duì)復(fù)雜，會(huì)大幅增加制作成本。在公開(kāi)的專利CN1975510A中，將液晶光柵由常亮模式變?yōu)槌０的Ｊ剑箺l狀電極之間不受控制區(qū)域的液晶光柵為常暗狀態(tài)，減少了漏光現(xiàn)象帶來(lái)的串?dāng)_問(wèn)題，但是，一般在液晶光柵中的液晶分子需要以平行取向的方式達(dá)到液晶分子的排列的一致性，而液晶分子的平行取向是利用取向劑PI涂覆到上基板和下基板的表面形成取向膜，經(jīng)過(guò)摩擦在取向膜上生成溝痕，誘導(dǎo)液晶分子長(zhǎng)軸平行于陣列基板排列的。在實(shí)際操作時(shí)，由于取向?qū)臃植荚谏匣搴拖禄宓膬?nèi)側(cè)表面，對(duì)中間的液晶分子的取向作用不大，使得整個(gè)液晶不能保證在平行方向排列的一致性，導(dǎo)致光在通過(guò)條狀電極間隙對(duì)應(yīng)的液晶分子時(shí)會(huì)出現(xiàn)光散射現(xiàn)象，并不能完全保證常暗狀態(tài)，即從不同的角度觀看液晶光柵會(huì)存在漏光的現(xiàn)象，這也會(huì)導(dǎo)致串?dāng)_問(wèn)題，從而影響3D顯示效果
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種液晶光柵、其制備方法及3D顯示裝置，用以解決現(xiàn)有的液晶光柵漏光現(xiàn)象導(dǎo)致串?dāng)_的問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液晶光柵，包括第一基板、第二基板、以及填充在所述第一基板和第二基板之間的各向同性相態(tài)的液晶和高分子網(wǎng)絡(luò)；所述高分子網(wǎng)絡(luò)用于通過(guò)錨定作用使所述液晶保持各向同性相態(tài)；在所述第一基板和/或第二基板面向所述液晶的一面具有電極結(jié)構(gòu)，在3D顯示模式下，所述電極結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的電場(chǎng)使與其對(duì)應(yīng)的液晶的相態(tài)從各向同性相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨虍愋韵鄳B(tài)，形成光透過(guò)區(qū)域。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種3D顯示裝置，包括顯示器件和設(shè)置于所述顯示器件上方的液晶光柵，所述液晶光柵為本發(fā)明實(shí)施例提供的上述液晶光柵。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液晶光柵的制備方法，包括將包括向列相相態(tài)的液晶、手性添加劑、反應(yīng)性單體和光引發(fā)劑的混合物添加到兩個(gè)基板之間，并進(jìn)行封裝處理；加熱封裝處理后的液晶，使所述液晶在所述手性添加劑的作用下從向列相相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨蛲韵鄳B(tài)；進(jìn)行紫外光照射處理，使所述反應(yīng)性單體在所述光引發(fā)劑的作用下聚合，生成高分子網(wǎng)絡(luò)，所述高分子網(wǎng)絡(luò)的錨定作用使液晶保持各向同性相態(tài)。本發(fā)明實(shí)施例的有益效果包括本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液晶光柵、其制備方法及3D顯示裝置，在第一基板和第二基板之間，通過(guò)在光引發(fā)劑的作用下紫外光照射反應(yīng)性單體聚合生成的高分子網(wǎng)絡(luò)錨定液晶，使液晶處于各向同性相態(tài)，代替了由取向?qū)訉?duì)液晶分子進(jìn)行平行取向。由于被高分子網(wǎng)絡(luò)錨定的各向同性相態(tài)的液晶對(duì)通過(guò)的光沒(méi)有相位延遲作用，這樣，從各個(gè)角度觀看到的光柵中的光遮擋區(qū)域都是暗場(chǎng)狀態(tài)，不存在漏光現(xiàn)象；而在光透過(guò)區(qū)域，液晶由于克爾光學(xué)效應(yīng)會(huì)在電場(chǎng)的作用下從各向同性相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨虍愋韵鄳B(tài)，對(duì)通過(guò)的光產(chǎn)生相位延遲作用，使其透過(guò)液晶光柵，從而實(shí)現(xiàn)屏障柵欄的效果。并且，在制備液晶光柵時(shí)由于無(wú)需制備取向?qū)?，也?jiǎn)化了工藝，節(jié)省了生產(chǎn)成本。


圖I為現(xiàn)有的裸眼式3D顯示原理圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中液晶光棚的結(jié)構(gòu)不意圖；圖3a和圖3b為本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶光柵的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4a_圖4c為本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶光柵的電極結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶光柵的制備方法的流程圖；圖6a-圖6d為本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶光柵中液晶的形態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶光柵、其制備方法及3D顯示裝置的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。附圖中各層薄膜厚度和區(qū)域大小形狀不反映液晶光柵的真實(shí)比例，目的只是示意說(shuō)明本發(fā)明內(nèi)容。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種液晶光柵，如圖3a和圖3b所示，具體包括第一基板
01、第二基板02、以及填充在第一基板01和第二基板02之間的各向同性相態(tài)的液晶03和高分子網(wǎng)絡(luò)04 ;該高分子網(wǎng)絡(luò)04用于通過(guò)錨定作用使液晶03保持各向同性相態(tài)；在第一基板01和/或第二基板02面向液晶03的一面具有電極結(jié)構(gòu)05 (圖3a中以在第二基板02上設(shè)置電極結(jié)構(gòu)05為例說(shuō)明)，在3D顯示模式下，如圖3b所示，電極結(jié)構(gòu)05所產(chǎn)生的電場(chǎng)使與其對(duì)應(yīng)的液晶03的相態(tài)從各向同性相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨虍愋韵鄳B(tài),形成光透過(guò)區(qū)域。進(jìn)一步地，在上述液晶光柵中如圖3a和圖3b所示，第一基板01背離液晶03的一面具有第一偏光片06,第二基板02背離液晶03的一面具有第二偏光片07,該第一偏光片06與第二偏光片07的光透過(guò)軸方向(圖3a和圖3b中箭頭方向所示)相互垂直。具體地，上述高分子網(wǎng)絡(luò)04可以是在光引發(fā)劑的作用下，由紫外光照射反應(yīng)性單體聚合生成；用于通過(guò)錨定作用使液晶03保持各向同性相態(tài)的高分子網(wǎng)絡(luò)04的網(wǎng)孔大小一般不大于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)。由于高分子網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)孔可能會(huì)以非規(guī)則形狀出現(xiàn)，因此本實(shí)施例中的網(wǎng)孔大小可以用網(wǎng)孔的等效直徑來(lái)判斷，即高分子網(wǎng)絡(luò)04的網(wǎng)孔的等效直徑不大于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)。其中，所述等效直徑指的是網(wǎng)孔的邊上的任意兩點(diǎn)之間的最大距離。本發(fā)明實(shí)施例提供的上述液晶光柵是利用各向同性相態(tài)液晶具有的克爾光學(xué)效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)光柵的光遮擋區(qū)域和光透過(guò)區(qū)域。在常態(tài)下，如圖3a所示，光線在經(jīng)過(guò)第二偏振片07后形成與其光透過(guò)軸一致的線偏振光，由于高分子網(wǎng)絡(luò)04錨定作用使液晶03保持各向同性相態(tài)，對(duì)經(jīng)過(guò)液晶03的光線無(wú)相位延遲作用，這樣經(jīng)過(guò)液晶03的線偏振光與第一偏振光06的光透過(guò)軸方向不一致,形成暗場(chǎng)，即液晶光柵為黑屏，無(wú)法看到影像，可對(duì)位于液晶光柵之下的顯示裝置08顯示的數(shù)據(jù)信息起到保護(hù)的作用。在3D顯示模式時(shí)，在液晶光柵上形成光遮擋區(qū)域和光透過(guò)區(qū)域，在光遮擋區(qū)域的電極結(jié)構(gòu)05沒(méi)有通電不會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，因此液晶03的相態(tài)不會(huì)發(fā)生變化，這樣和常態(tài)下的液晶光柵相同，如圖3a所示，在光遮擋區(qū)域?yàn)榘祱?chǎng)，光線不能通過(guò)，并且，從各個(gè)角度觀看到的光柵中的光遮擋區(qū)域都是暗場(chǎng)狀態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)漏光的現(xiàn)象，也不會(huì)導(dǎo)致串?dāng)_問(wèn)題。如圖3b所不，在光透過(guò)區(qū)域的電極結(jié)構(gòu)05通電后會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，由于克爾光學(xué)效應(yīng)各向同性相態(tài)的液晶03逐步具有雙折射性質(zhì)，相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨虍愋裕涓飨虍愋缘恼凵渎收扔陔妶?chǎng)強(qiáng)度值的平方，即滿足公式An=XKE2,其中，λ為入射波長(zhǎng)，K為克爾常數(shù)，E為施加電場(chǎng)。因此，光線經(jīng)過(guò)各向異性相態(tài)的液晶03后具有光學(xué)延遲Δ nd,其中，d為液晶光棚的盒厚。由于施加的電場(chǎng)強(qiáng)度越大，各向異性折射率越大，光學(xué)延遲And也越大，因此可以通過(guò)對(duì)液晶光學(xué)延遲的調(diào)節(jié)，達(dá)到經(jīng)過(guò)液晶03的線偏振光的偏振方向與第一偏振片06的光透過(guò)軸方向一致，形成光透過(guò)區(qū)域。進(jìn)一步地，可以將液晶光柵中的電極結(jié)構(gòu)05全部通電，使其全部產(chǎn)生電場(chǎng)，這樣顯示裝置的光線可以全部通過(guò)液晶光柵，實(shí)現(xiàn)2D顯示。具體地，在上述液晶光柵中對(duì)電極結(jié)構(gòu)并沒(méi)有嚴(yán)格限制，電極結(jié)構(gòu)05可以設(shè)置在第一基板01上，也可以設(shè)置在第二基板02上，例如可以為高級(jí)超維場(chǎng)開(kāi)關(guān)(ADS，AdvancedSuper Dimension Switch)或平面轉(zhuǎn)換(IPS, In Plane Switching)型能夠產(chǎn)生多維電場(chǎng)或 橫向電場(chǎng)的電極結(jié)構(gòu)，電極結(jié)構(gòu)05還可以為同時(shí)設(shè)置在第一基板01和第二基板02上的諸如扭曲向列(TN, Twisted Nematic)型的電極結(jié)構(gòu)。下面對(duì)電極結(jié)構(gòu)的幾種常見(jiàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。例一，IPS型電極結(jié)構(gòu)為設(shè)置在第一基板01或第二基板02上的多個(gè)平行的條狀電極，這些條狀電極一般同層設(shè)置，當(dāng)然也可以設(shè)置在不同層上，在此不做限定。如圖4a所示為在第二基板02上設(shè)置多個(gè)條狀電極的結(jié)構(gòu)示意圖，相鄰條狀電極施加不同電壓時(shí)產(chǎn)生的橫向電場(chǎng)如圖4a中虛線所示。在2D顯示模式時(shí)，相鄰條狀電極通不同電壓的電信號(hào)，產(chǎn)生橫向電場(chǎng)，使全部液晶相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨虍愋韵鄳B(tài)，對(duì)通過(guò)的光產(chǎn)生相位延遲，使顯示裝置的光線能夠全部通過(guò)液晶光柵。在3D顯示模式時(shí)，位于光透過(guò)區(qū)域的條狀電極通電，即在光透過(guò)區(qū)域的相鄰條狀電極之間加載不同電壓的電信號(hào)，在光透過(guò)區(qū)域形成橫向電場(chǎng)，與其對(duì)應(yīng)的液晶相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨虍愋韵鄳B(tài)，使光能夠透過(guò)液晶光柵；而位于光柵的光遮擋區(qū)域的條狀電極未通電，對(duì)應(yīng)的液晶也無(wú)相態(tài)變化，形成暗場(chǎng)。例二，ADS型電極結(jié)構(gòu)為設(shè)置在第一基板01或第二基板02上的多個(gè)條狀電極和與條狀電極絕緣的面電極，這些條狀電極一般同層設(shè)置，當(dāng)然也可以設(shè)置在不同層上，在此不做限定，面電極和條狀電極設(shè)置在不同層上，如圖4b所示，在第二基板02上設(shè)置多個(gè)條狀電極051和與其絕緣的面電極053,兩者之間通過(guò)絕緣層052相互絕緣,在條狀電極和面電極上加載不同的電信號(hào)，產(chǎn)生的橫向電場(chǎng)如圖4b中虛線所不。在2D顯不模式時(shí),全部條狀電極加載電信號(hào)，面電極上加載與條狀電極不同的電信號(hào)，兩者之間產(chǎn)生多維電場(chǎng)，使全部液晶相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨虍愋韵鄳B(tài)，對(duì)通過(guò)的光產(chǎn)生相位延遲，使顯示裝置的光線能夠全部通過(guò)液晶光柵。在3D顯示模式時(shí)，位于光透過(guò)區(qū)域的條狀電極通電且面電極帶電，由于條狀電極和面電極之間存在電壓差，在光透過(guò)區(qū)域的條狀電極和面電極之間產(chǎn)生多維電場(chǎng)，與其對(duì)應(yīng)的液晶相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨虍愋韵鄳B(tài)，使光能夠透過(guò)液晶光柵；而位于光柵的光遮擋區(qū)域的條狀電極未通電，對(duì)應(yīng)的液晶也無(wú)相態(tài)變化，形成暗場(chǎng)。例三，TN型電極結(jié)構(gòu)具體包括如圖4c所示，設(shè)置在第一基板01面向液晶03 —面的多個(gè)平行的第一條狀電極054，以及設(shè)置在第二基板02面向液晶03—面的多個(gè)平行的第二條狀電極055,第一條狀電極054和第二條狀電極055相互垂直。相鄰第一條狀電極054之間通電時(shí)施加不同的電壓從而產(chǎn)生橫向電場(chǎng),并且，相鄰第二條狀電極055之間在通電時(shí)也施加不同的電壓從而產(chǎn)生橫向電場(chǎng),如圖4c中虛線所示(圖4c中未示出第一條狀電極054產(chǎn)生的橫向電場(chǎng))。第一條狀電極054和第二條狀電極055相互垂直,相應(yīng)地在第一基板01上產(chǎn)生的橫向電場(chǎng)和第二基板02上產(chǎn)生的橫向電場(chǎng)之間也呈垂直關(guān)系；由于液晶隨電場(chǎng)方向排布，使得靠近第一基板01的液晶和靠近第二基板02的液晶的排布方向也成垂直關(guān)系，而第一基板01和第二基板02之間的液晶成螺旋狀排布，類似于傳統(tǒng)TN型液晶顯示器中的液晶初始排布狀態(tài)。由于液晶在加電的電場(chǎng)作用下產(chǎn)生克爾效應(yīng)，產(chǎn)生各向異性，因此在第一條狀電極和第二條狀電極施加電壓后，光線隨螺旋狀排布的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使從第二偏振片07通過(guò)的偏振光經(jīng)過(guò)液晶分子的相位延遲作用后，與第一偏振片06的光透過(guò)軸方向一致，產(chǎn)生透光區(qū)域。上述三個(gè)實(shí)例只是舉例說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶光柵可以具有的電極結(jié)構(gòu)的具體形式，其他變形的結(jié)構(gòu)在此不在詳述。 基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種3D顯示裝置，包括顯示器件和設(shè)置于顯示器件上方的液晶光柵，該液晶光柵為本發(fā)明實(shí)施例提供的上述液晶光柵，該3D顯示裝置的實(shí)施可以參見(jiàn)液晶光柵的實(shí)施，重復(fù)之處不再贅述。其中，顯示器件為液晶顯示器(IXD)、有機(jī)電致發(fā)光顯示器(0LED)、等離子體顯示器(PDP)、或陰極射線CRT顯示器等顯示器件。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液晶光柵的制備方法，如圖5所示，具體包括以下步驟S501、將包括向列相相態(tài)的液晶、手性添加劑、反應(yīng)性單體和光引發(fā)劑的混合物添加到兩個(gè)基板之間，并進(jìn)行封裝處理；具體地,可以通過(guò)真空灌注工藝或ODF (One Drop Filling)滴注工藝將混合物添加到將要形成的液晶光柵的兩個(gè)基板之間，這些工藝都屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不做詳述。其中，反應(yīng)性單體的質(zhì)量占向列相相態(tài)的液晶和反應(yīng)性單體的混合物的總質(zhì)量的1%-30%，光引發(fā)劑的質(zhì)量占反應(yīng)性單體的質(zhì)量的O. 1%_10%，手性添加劑的質(zhì)量占向列相相態(tài)的液晶和反應(yīng)性單體的混合物的總質(zhì)量的I %_ 15 %。具體地，向列相相態(tài)的液晶可以為SLC7011、SLC7010或E7 ;手性添加劑可以為CB15 ;反應(yīng)性單體可以為含有活性雙鍵官能團(tuán)的可聚合有機(jī)分子；光引發(fā)劑可以為光引發(fā)劑651或光引發(fā)劑184。S502、加熱封裝處理后的液晶，使液晶在手性添加劑的作用下從向列相相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨蛲韵鄳B(tài)，如圖6a所示；其中，加熱的溫度一般在液晶的清亮點(diǎn)溫度以上并保持。S503、進(jìn)行紫外光照射處理，使反應(yīng)性單體在所述光引發(fā)劑的作用下聚合，生成高分子網(wǎng)絡(luò)，高分子網(wǎng)絡(luò)的錨定作用使液晶保持各向同性相態(tài)。具體地，可以在保持液晶各向同性相態(tài)下，進(jìn)行預(yù)設(shè)光照強(qiáng)度和光照時(shí)間的紫外光照射處理，使反應(yīng)性單體在光引發(fā)劑的作用下聚合，生成高分子網(wǎng)絡(luò)，如圖6b所示，該高分子網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)孔大小不大于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)，一般在納米級(jí)，這樣，液晶在反應(yīng)性單體聚合過(guò)程中逐步相分離，并在高分子網(wǎng)絡(luò)的錨定作用下保持各向同性相態(tài)，如圖6c所示，之后，液晶光柵冷卻到室溫時(shí)，液晶各向同性相態(tài)也能予以保持。各向同性相態(tài)的液晶具有克爾光學(xué)效應(yīng),通過(guò)施加外加電場(chǎng)可使各項(xiàng)同性相態(tài)的液晶具有雙折射性質(zhì),如圖6d所示為施加外加電場(chǎng)下的液晶。具體地，光照強(qiáng)度可以為l-30mW/cm2,光照時(shí)間一般為l_120min。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液晶光柵、其制備方法及3D顯示裝置，在第一基板和第二基板之間，通過(guò)在光引發(fā)劑的作用下紫外光照射反應(yīng)性單體聚合生成的高分子網(wǎng)絡(luò)錨定液晶，使液晶處于各向同性相態(tài)，代替了由取向?qū)訉?duì)液晶分子進(jìn)行平行取向。由于被高分子網(wǎng)絡(luò)錨定的各向同性相態(tài)的液晶對(duì)通過(guò)的光沒(méi)有相位延遲作用，這樣，從各個(gè)角度觀看到的光柵中的光遮擋區(qū)域都是暗場(chǎng)狀態(tài)，不存在漏光現(xiàn)象；而在光透過(guò)區(qū)域，液晶由于克爾光學(xué)效應(yīng)會(huì)在電場(chǎng)的作用下從各向同性相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨虍愋韵鄳B(tài)，對(duì)通過(guò)的光產(chǎn)生相位延遲作用，使其透過(guò)液晶光柵，從而實(shí)現(xiàn)屏障柵欄的效果。并且，在制備液晶光柵時(shí)由于無(wú)需制備取向?qū)樱埠?jiǎn)化了工藝，節(jié)省了生產(chǎn)成本。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種液晶光柵,其特征在于,包括第一基板、第二基板、以及填充在所述第一基板和第二基板之間的各向同性相態(tài)的液晶和高分子網(wǎng)絡(luò)；所述高分子網(wǎng)絡(luò)用于通過(guò)錨定作用使所述液晶保持各向同性相態(tài)； 在所述第一基板和/或第二基板面向所述液晶的一面具有電極結(jié)構(gòu)，在3D顯示模式下，所述電極結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的電場(chǎng)使與其對(duì)應(yīng)的液晶的相態(tài)從各向同性相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨虍愋韵鄳B(tài)，形成光透過(guò)區(qū)域。
2.如權(quán)利要求I所述的液晶光柵，其特征在于，所述高分子網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)孔大小不大于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的液晶光柵，其特征在于，所述第一基板背離所述液晶的一面具有第一偏光片，所述第二基板背離所述液晶的一面具有第二偏光片，所述第一偏光片與所述第二偏光片的光透過(guò)軸方向相互垂直。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶光柵，其特征在于，設(shè)置在所述第一基板或第二基板上的所述電極結(jié)構(gòu)具體包括多個(gè)平行的條狀電極；在通電時(shí)，位于光透過(guò)區(qū)域的相鄰條狀電極施加不同電壓。
5.如權(quán)利要求3所述的液晶光柵，其特征在于，設(shè)置在所述第一基板或第二基板上的所述電極結(jié)構(gòu)具體包括面電極和與所述面電極絕緣的多個(gè)條狀電極；在通電時(shí)，位于光透過(guò)區(qū)域的相鄰條狀電極與所述面電極施加不同電壓。
6.如權(quán)利要求3所述的液晶光柵，其特征在于，所述電極結(jié)構(gòu)具體包括設(shè)置在所述第一基板面向所述液晶一面的第一條狀電極，以及設(shè)置在所述第二基板面向所述液晶一面的第二條狀電極，所述第一條狀電極和所述第二條狀電極相互垂直；在通電時(shí)，位于光透過(guò)區(qū)域的相鄰第一條狀電極之間施加不同電壓，且相鄰第二條狀電極之間也施加不同電壓。
7.—種3D顯示裝置，包括顯示器件和設(shè)置于所述顯示器件上方的液晶光柵，其特征在于，所述液晶光柵為權(quán)利要求I至6任一項(xiàng)所述的液晶光柵。
8.如權(quán)利要求7所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述顯示器件為液晶顯示器、有機(jī)電致發(fā)光顯示器、等離子體顯示器、或陰極射線顯示器。
9.一種液晶光柵的制備方法,其特征在于,包括 將包括向列相相態(tài)的液晶、手性添加劑、反應(yīng)性單體和光引發(fā)劑的混合物添加到兩個(gè)基板之間，并進(jìn)行封裝處理； 加熱封裝處理后的液晶，使所述液晶在所述手性添加劑的作用下從向列相相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨蛲韵鄳B(tài)； 進(jìn)行紫外光照射處理，使所述反應(yīng)性單體在所述光引發(fā)劑的作用下聚合，生成高分子網(wǎng)絡(luò)，所述高分子網(wǎng)絡(luò)的錨定作用使液晶保持各向同性相態(tài)。
10.如權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，進(jìn)行紫外光照射處理，使所述反應(yīng)性單體在所述光引發(fā)劑的作用下聚合，生成高分子網(wǎng)絡(luò)，所述高分子網(wǎng)絡(luò)的錨定作用使液晶保持各向同性相態(tài)，具體包括 在保持所述液晶各向同性相態(tài)下，進(jìn)行預(yù)設(shè)光照強(qiáng)度和光照時(shí)間的紫外光照射處理，使所述反應(yīng)性單體在所述光引發(fā)劑的作用下聚合，生成高分子網(wǎng)絡(luò)，所述高分子網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)孔大小不大于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)； 所述液晶在所述反應(yīng)性單體聚合過(guò)程中逐步相分離，并在所述高分子網(wǎng)絡(luò)的錨定作用下保持各向同性相態(tài)。
11.如權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述光照強(qiáng)度為l-30mw/cm2，所述光照時(shí)間為l_120min。
12.如權(quán)利要求9-11任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)性單體的質(zhì)量占向列相相態(tài)的液晶和反應(yīng)性單體的混合物的總質(zhì)量的1%_30%，所述光引發(fā)劑的質(zhì)量占所述反應(yīng)性單體的質(zhì)量的O. 1%_10%，所述手性添加劑的質(zhì)量占向列相相態(tài)的液晶和反應(yīng)性單體的混合物的總質(zhì)量的1%_15%。
13.如權(quán)利要求9-11任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述向列相相態(tài)的液晶為SLC7011、SLC7010或E7 ;所述手性添加劑為CB15 ;所述反應(yīng)性單體為含有活性雙鍵官能團(tuán)的可聚合有機(jī)分子；所述光引發(fā)劑為光引發(fā)劑651或光引發(fā)劑184。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種液晶光柵、其制備方法及3D顯示裝置，在第一基板和第二基板之間，通過(guò)在光引發(fā)劑的作用下紫外光照射反應(yīng)性單體聚合生成的高分子網(wǎng)絡(luò)錨定液晶，使液晶處于各向同性相態(tài)，代替了由取向?qū)訉?duì)液晶分子進(jìn)行平行取向。由于被高分子網(wǎng)絡(luò)錨定的各向同性相態(tài)的液晶對(duì)通過(guò)的光沒(méi)有相位延遲作用，這樣，從各個(gè)角度觀看到的光柵中的光遮擋區(qū)域都是暗場(chǎng)狀態(tài)，不存在漏光現(xiàn)象；而在光透過(guò)區(qū)域，液晶由于克爾光學(xué)效應(yīng)會(huì)在電場(chǎng)的作用下從各向同性相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨虍愋韵鄳B(tài)，對(duì)通過(guò)的光產(chǎn)生相位延遲作用，使其透過(guò)液晶光柵，從而實(shí)現(xiàn)屏障柵欄的效果。并且，在制備液晶光柵時(shí)由于無(wú)需制備取向?qū)?，也?jiǎn)化了工藝，節(jié)省了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)G02B27/26GK102890372SQ201210376049
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者李文波 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司