一种液晶光栅及3D显示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种液晶光栅及3D显示装置，在第一基板和第二基板之间，通过在光引发剂的作用下紫外光照射反应性单体聚合生成的高分子网络锚定液晶，使液晶处于各向同性相态，代替了由取向层对液晶分子进行平行取向。由于被高分子网络锚定的各向同性相态的液晶对通过的光没有相位延迟作用，这样，从各个角度观看到的光栅中的光遮挡区域都是暗场状态，不存在漏光现象；而在光透过区域，液晶由于克尔光学效应会在电场的作用下从各向同性相态转变为各向异性相态，对通过的光产生相位延迟作用，使其透过液晶光栅，从而实现屏障栅栏的效果。并且，在制备液晶光栅时由于无需制备取向层，也简化了工艺，节省了生产成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及三维显示
，尤其涉及一种液晶光栅及3D显示装置。
技术介绍
在日常生活中人们是利用两只眼睛来观察周围具有空间立体感的外界景物的，三维(3D)显示技术就是利用双眼立体视觉原理使人获得三维空间感，其主要原理是使观看者的左眼与右眼分别接收到不同的影像，由观看者两眼之间的瞳距产生的位置差异，使存在“双眼视差”的两副图像构成一对“立体图象对”，而“立体图像对”在经由大脑分析融合后使观看者产生立体感。目前，3D显示技术有裸眼式和眼镜式两大类。所谓裸眼式就是通过在显示面板上进行特殊的处理，把经过编码处理的3D视频影像独立送入人的左右眼，从而令用户无需借助立体眼镜即可裸眼体验立体感觉。目前，实现裸眼3D显示的显示装置为在诸如液晶显示器(IXD)的光源阵列前方设置光屏障(Barrier)或光栅等遮蔽物，如图I所示，通过光屏障或光栅的条纹的光形成垂直或者水平方向成一定角度的细条栅模式，即“视差障壁”，在3D显示模式下，通过光屏障或光栅将左眼图像画面信息和右眼图像画面信息有选择地分离，达到3D显示的效果。为了实现三维显示，现有技术中的一种方案是在显示屏上增加一层液晶光栅，如图2所示，液晶光栅一般是由上偏光片、下偏光片、上基板、下基板、以及在两个基板之间的液晶层组成的，上基板和下基板分别具有条状电极和面电极，上偏光片和下偏光片的光透过轴方向相互垂直；液晶层可以由扭转向列型液晶形成，由于上基板和下基板的液晶初始取向不同使得液晶层在未施加电压的情况下具有90度的扭转角。上述液晶的扭转角度与上、下偏光片的光透过方向相配合，使得液晶光栅在未通电时为常亮模式，具有2D显示模式；其3D显示模式的工作原理如下当液晶光栅通电时，通电的条状电极与面电极之间的液晶分子的扭转角度发生变化，其他液晶分子保持原来形状，不发生偏转。此时，光线从下偏光片进入，与下偏光片的光透过轴方向平行的偏振光进入到液晶层，偏振光通过没有发生偏转的液晶时会逐步改变振动方向，到达上偏振片时偏振光的振动方向刚好和上偏振片的光透过轴方向平行，则光线通过；而偏振光通过扭转角发生变化的液晶时不会改变振动方向，到达上偏振片时偏振光的振动方向和上偏振片的光透过轴方向垂直，形成条状的屏障栅栏，实现了三维光栅显示模式。上述结构的液晶光栅中，相邻条状电极之间由于边缘电场的影响导致其附近的液晶分子不按预期方向排列，影响光学效果会形成不受控制区域，使与其对应的液晶分子不受电场的控制，在不受控制区域液晶光栅会一直处于常亮状态，由此，在屏障栅栏交替变化时会产生漏光现象导致串扰问题，使3D显示的图像质量和对比度降低。在公开的专利CN101782695A中，采用了在两个相邻电极间隙处的上方加以辅助电极避免电极间隙处于非控制状态，使在辅助电极处的液晶光栅一直处于常暗状态，从而减少了在屏障栅栏交替变化时产生漏光现象导致的串扰问题，但是这种三层的电极结构的制作步骤以及驱动电路都相对复杂，会大幅增加制作成本。在公开的专利CN1975510A中，将液晶光栅由常亮模式变为常暗模式，使条状电极之间不受控制区域的液晶光栅为常暗状态，减少了漏光现象带来的串扰问题，但是，一般在液晶光栅中的液晶分子需要以平行取向的方式达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剂PI涂覆到上基板和下基板的表面形成取向膜，经过摩擦在取向膜上生成沟痕，诱导液晶分子长轴平行于阵列基板排列的。在实际操作时，由于取向层分布在上基板和下基板的内侧表面，对中间的液晶分子的取向作用不大，使得整个液晶不能保证在平行方向排列的一致性，导致光在通过条状电极间隙对应的液晶分子时会出现光散射现象，并不能完全保证常暗状态，即从不同的角度观看液晶光栅会存在漏光的现象，这也会导致串扰问题，从而影响3D显示效果。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种液晶光栅、其制备方法及3D显示装置，用以解决现有的液晶光栅漏光现象导致串扰的问题。本技术实施例提供的一种液晶光栅，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间的各向同性相态的液晶和高分子网络；所述高分子网络用于通过锚定作用使所述液晶保持各向同性相态；在所述第一基板和/或第二基板面向所述液晶的一面具有电极结构，在3D显示模式下，所述电极结构所产生的电场使与其对应的液晶的相态从各向同性相态转变为各向异性相态，形成光透过区域。本技术实施例提供的一种3D显示装置，包括显示器件和设置于所述显示器件上方的液晶光栅，所述液晶光栅为本技术实施例提供的上述液晶光栅。本技术实施例的有益效果包括本技术实施例提供的一种液晶光栅及3D显示装置，在第一基板和第二基板之间，通过在光引发剂的作用下紫外光照射反应性单体聚合生成的高分子网络锚定液晶，使液晶处于各向同性相态，代替了由取向层对液晶分子进行平行取向。由于被高分子网络锚定的各向同性相态的液晶对通过的光没有相位延迟作用，这样，从各个角度观看到的光栅中的光遮挡区域都是暗场状态，不存在漏光现象；而在光透过区域，液晶由于克尔光学效应会在电场的作用下从各向同性相态转变为各向异性相态，对通过的光产生相位延迟作用，使其透过液晶光栅，从而实现屏障栅栏的效果。并且，在制备液晶光栅时由于无需制备取向层，也简化了工艺，节省了生产成本。附图说明图I为现有的裸眼式3D显示原理图；图2为现有技术中液晶光棚的结构不意图；图3a和图3b为本技术实施例提供的液晶光栅的结构示意图；图4a_图4c为本技术实施例提供的液晶光栅的电极结构示意图；图5为本技术实施例提供的液晶光栅的制备方法的流程图；图6a-图6d为本技术实施例提供的液晶光栅中液晶的形态示意图。具体实施方式以下结合附图，对本技术实施例提供的液晶光栅、其制备方法及3D显示装置的具体实施方式进行详细地说明。附图中各层薄膜厚度和区域大小形状不反映液晶光栅的真实比例，目的只是示意说明本
技术实现思路
。本技术实施例提供了一种液晶光栅，如图3a和图3b所示，具体包括第一基板01、第二基板02、以及填充在第一基板01和第二基板02之间的各向同性相态的液晶03和高分子网络04 ;该高分子网络04用于通过锚定作用使液晶03保持各向同性相态；在第一基板01和/或第二基板02面向液晶03的一面具有电极结构05 (图3a中以在第二基板02上设置电极结构05为例说明)，在3D显示模式下，如图3b所示，电极结构05所产生的电场使与其对应的液晶03的相态从各向同性相态转变为各向异性相态,形成光透过区域。进一步地，在上述液晶光栅中如图3a和图3b所示，第一基板01背离液晶03的一面具有第一偏光片06,第二基板02背离液晶03的一面具有第二偏光片07,该第一偏光片06与第二偏光片07的光透过轴方向(图3a和图3b中箭头方向所示)相互垂直。具体地，上述高分子网络04可以是在光引发剂的作用下，由紫外光照射反应性单体聚合生成；用于通过锚定作用使液晶03保持各向同性相态的高分子网络04的网孔大小一般不大于可见光的波长。由于高分子网络中的网孔可能会以非规则形状出现，因此本实施例中的网孔大小可以用网孔的等效直径来判断，即高分子网络04的网孔的等效直径不大于可见光的波长。其中，所述等效直径指的是网孔的边上的任意两点之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶光栅，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间的各向同性相态的液晶和高分子网络；所述高分子网络用于通过锚定作用使所述液晶保持各向同性相态；在所述第一基板和/或第二基板面向所述液晶的一面具有电极结构，在3D显示模式下，所述电极结构所产生的电场使与其对应的液晶的相态从各向同性相态转变为各向异性相态，形成光透过区域。

【技术特征摘要】
1.一种液晶光栅,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间的各向同性相态的液晶和高分子网络；所述高分子网络用于通过锚定作用使所述液晶保持各向同性相态；在所述第一基板和/或第二基板面向所述液晶的一面具有电极结构，在3D显示模式下，所述电极结构所产生的电场使与其对应的液晶的相态从各向同性相态转变为各向异性相态，形成光透过区域。2.如权利要求I所述的液晶光栅，其特征在于，所述高分子网络的网孔大小不大于可见光的波长。3.如权利要求I或2所述的液晶光栅，其特征在于，所述第一基板背离所述液晶的一面具有第一偏光片，所述第二基板背离所述液晶的一面具有第二偏光片，所述第一偏光片与所述第二偏光片的光透过轴方向相互垂直。4.如权利要求3所述的液晶光栅，其特征在于，设置在所述第一基板或第二基板上的所述电极结构具体包括多个平行的条状电极；在通电时，位于光透过区域的相邻条状...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文波，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：