具有反射式或穿透式透明波导的液晶照明装置与显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种具有反射式或穿透式透明波导的液晶照明装置与显示装置，所述液晶照明装置包括：一入射光产生单元，用于产生进入所述液晶照明装置的一入射光；以及一透明波导，提供所述入射光进入所述透明波导，且所述透明波导具有一光栅的

【技术实现步骤摘要】
具有反射式或穿透式透明波导的液晶照明装置与显示装置


[0001]本专利技术关于一种液晶照明装置，尤指一种具有反射式或穿透式透明波导的液晶照明装置与显示装置，且液晶照明装置适用于虚拟实境
(Virtual Reality
，以下简称
VR)/
扩增实境
(Augmented Reality
，以下简称
AR)
的背光模组或前光模组
。

技术介绍

[0002]请参考图1，图1为现有技术，从传统背光光源所发射出来的光，经过反射膜
、
扩散膜等等的光学薄膜之后，只会有约
60
％的光通过背光模组进入到偏光膜，最后经过液晶层
LC、
表面
Surface
出来只剩下4％的光，传统背光模组的各层的透光率约在
60
％～
95
％之间，甚至更低；最终光强度仅有背光源的4％
。
[0003]除此之外，现有技术全息体积光栅
(Holographic Volume Grating
，
HVG)
应用于光束导引的绕射元件
。HVG
最独特的特点是，当受到布拉格匹配的光束照射时，可以产生高效的单一绕射序列；以及另一种称为绕射波片
(Diffractive Waveplate
，
DW)
的光学元件
(
也被称为偏振光栅
(Polarization Grating
，
PG))
，但这种光栅在各向异性介质中沿着光轴的方向呈现周期性的空间变化
。
如果基板表面上的光轴在一个方向上呈现周期性旋转，该结构被称为螺旋状绕射波片
(Cycloidal Diffractive Waveplate
，
CDW)。
相较于
HVG
，
CDW
的独特特点是其对输入偏振的敏感性；然而，
CDW
的绕射角度相对较小
(
在空气中约
15
°
)
，并且由于涉及的物理机制，很难进一步增加，这样的绕射角度远小于
HVG
可以达到的角度
。
除此之外，现有技术必须使用了相干光
(Coherent light)
进入波导
(Waveguide)
，即现有技术必须使用同调光进入波导
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种液晶照明装置，且液晶照明装置使用了量子光栅
。
[0005]本专利技术提供一种液晶照明装置，具有反射式或透射式的波导
。
[0006]本专利技术提供一种具有透明波导的液晶照明装置，所述液晶照明装置包括：一入射光产生单元，用于产生进入所述液晶照明装置的一入射光；以及一透明波导，提供所述入射光进入所述透明波导，且所述透明波导具有一光栅的
x
轴与
y
轴的一第一周期，还具有所述光栅的
z
轴的一第二周期；其中，所述液晶照明装置周围的环境光能够穿透并经过所述透明波导；所述第一周期的图案是通过光配向的制造工艺所形成，所述第二周期的图案是通过一反应型液晶所形成
。
[0007]在一个具体实施例中，入射光不限制同调光；或入射光不限制偏振态光
。
附图说明
[0008]通过下面结合附图对实施例的详细描述，可以更全面地理解本申请，其中：
[0009]图1为现有技术
。
[0010]图
2A
为本专利技术的使用液晶照明装置的显示装置示意图
。
[0011]图
2B
为本专利技术的
PVG
的示意图
。
[0012]图
2C
为本专利技术的反射式与穿透式的
PVG
之示意图
。
[0013]图
2D
至图
2E
为本专利技术的模拟示意图
。
[0014]图
2F
为本专利技术的显示装置的影像聚焦在眼球的示意图
。
[0015]图
3、
图
4、
图
5、
图
6、
图
7A
及图
7B
为本专利技术一实施例使用液晶照明装置的显示装置示意图
。
[0016]图8为本专利技术的仅有
PM
方法与
AM+PM
方法的图像质量比较结果
。
[0017]图
9A
为本专利技术一实施例使用液晶照明装置的显示装置示意图
。
[0018]图
9B
为本专利技术一实施例制造
PVG
的曝光系统之示意图
。
[0019]图
10A
为本专利技术一实施例使用液晶照明装置的显示装置示意图
。
[0020]图
10B
为本专利技术一实施例使用液晶照明装置
1000
的在笔记型电脑或屏的示意图
。
[0021]图
11
为本专利技术一实施例使用液晶照明装置
1100
的显示装置平面与断面
N
‑
N
’
的示意图
。
[0022]图
12A
为本专利技术一实施例使用液晶照明装置
1200
的显示装置
120
示意图
。
[0023]图
12B
为本专利技术一实施例
QWP
与相位透镜
L
的曲面结构示意图
。
[0024]图
13、
图
14
及图
15
为本专利技术一实施例使用液晶照明装置的显示装置示意图
。
[0025][
符号说明
][0026]10、10A、30、30A、40、50、50A、60、70A、70B、90、100A、100B、120
：显示装置
[0027]11、31、41、51、61、71、91、121
：显示器
[0028]11a、P、100_1
：偏振片
[0029]11b、100_5
：偏光镜
[0030]11c、100_3
：液晶层
[0031]100_2
：
TFT
玻璃
[0032]100_4
：彩色滤光片
[0033]Cover bottom
：覆盖底板
[0034]200、300、400、500、600、700、900、1000、1100本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有透明波导的液晶照明装置，其特征在于，所述液晶照明装置包括：一入射光产生单元，用于产生进入所述液晶照明装置的一入射光；以及一透明波导，提供所述入射光进入所述透明波导，且所述透明波导具有一光栅的
x
轴与
y
轴的一第一周期，还具有所述光栅的
z
轴的一第二周期；其中，所述液晶照明装置周围的环境光能够穿透并经过所述透明波导；所述第一周期的图案是通过光配向的制造工艺所形成，所述第二周期的图案是通过一反应型液晶所形成
。2.
根据权利要求1所述的液晶照明装置，其特征在于，所述第一周期是所述光栅的一光轴平行于所述透明波导的表面的周期，所述第二周期是所述光轴垂直于所述透明波导的表面的周期，所述第一周期与所述第二周期用于决定所述透明波导的绕射角的值
、
所述透明波导能够使用的波长范围的值以及所述透明波导的绕射角反射效率
。3.
根据权利要求1所述的液晶照明装置，其特征在于，所述入射光不限制为同调光；或所述入射光不限制为偏振态光
。4.
根据权利要求2所述的液晶照明装置，其特征在于，所述透明波导依据对应于所述光栅的一光栅向量的倾斜角决定为穿透式透明波导或反射式透明波导
。5.
根据权利要求3所述的液晶照明装置，其特征在于，所述液晶照明装置为一前光模组或一背光模组
。6.
一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：一显示器，依据一光源产生一影像；以及一液晶照明装置，为一前光模组或一背光模组，且所述液晶照明装置包括：一入射光产生单元，用于产生进入所述液晶照明装置的一入射光；以及一透明波导，用于所述入射光进入所述透明波导，且所述透明波导具有一光栅的
x
轴与
y
轴的一第一周期，还具有所述光栅的
z
轴的一第二周期，且所述第二周期的图案是通过一光配向的制造工艺所形成，且所述透明波导为所述显示器的所述光源；其中，所述液晶照明装置周围的环境光能够穿透并经过所述透明波导；所述第一周期的图案是通过光配向的制造工艺所形成，所述第二周期的图案是通过一反应型液晶所形成
。7.
根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述第一周期是所述光栅的一光轴平行于所述透明波导的表面的周期，所述第二周期是所述光轴垂直于所述透明波导的表面的周期，所述第一周期作为所述透明波导的一维及二维影像放大使用，所述第一周期与所述第二周期用于决定所述透明波导的绕射角的值
、
所述透明波导能够使用的波长范围的值
、
以及所述透明波导的绕射角反射效率
。8.
根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述入射光不限制为同调光；或所述入射光不限制为偏振态光
。9.
根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述透明波导依据对应于所述光栅的一光栅向量的倾斜角决定为穿透式透明波导或反射式透明波导
。10.
根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述液晶照明装置为一前光模组或一背光模组；当所述透明波导为反射式透明波导，所述入射光与所述显示装置的一显示器位于所述透明波导同一侧；以及，所述透明波导为穿透式透明波导时，所述入射光与所述显
示器不在所述透明波导的同一侧面
。11.
根据权利要求
10
所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：一
QWP
，根据所述影像转换成一右旋圆偏振光或一左旋圆偏振光；以及一第一相位透镜，根据所述右旋圆偏振光或所述左旋圆偏振光来聚焦该影像在眼球
。12.
根据权利要求
11
所述的显示装置，其特征在于，所述入射光产生单元位于所述透明波导于所述显示器相同的一侧，且眼球的位置是相对于所述显示器的该侧，眼球位于所述显示器另一侧或所述透明波导的对向侧，所述入射光产生单元设置于所述透明波导与所述显示器之间；其中，所述透明波导为所述显示器的所述背光模组，且所述透明波导为反射式透明波导
。13.
根据权利要求
11
所述的显示装置，其特征在于，所述入射光产生单元位于所述透明波导于所述显示器的一侧，且眼球的位置是相对于所述显示器的该侧，眼球位于所述显示器另一侧或所述透明波导的对向侧，所述透明波导设置于所述入射光产生单元与所述显示器之间；其中，所述透明波导为所述显示器的所述背光模组，且所述透明波导为穿透式透明波导
。14.
根据权利要求
10
所述的显示装置，其特征在于，当所述透明波导为一左旋光透明波导或一右旋光透明波导中的一个时，所述入射光为一偏振光，所述左旋光透明波导或右旋光透明波导分别用于产生一左旋圆偏振光或一右旋圆偏振光，且所述显示器为一半穿透半反射显示器，所述显示装置包括：一
QWP
，根据所述影像转换成一右旋圆偏振光或一左旋圆偏振光；以及一相位透镜，根据所述右旋圆偏振光或所述左旋圆偏振光聚焦所述影像在眼球...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖正兴，
申请(专利权)人：廖正兴，
类型：发明
国别省市：