可切換組合光柵結構制造技術

可切換組合光柵結構，屬于立體顯示技術領域，本發(fā)明專利技術為解決現有產生徑向偏振光和角向偏振光的裝置結構復雜，成本高的問題。本發(fā)明專利技術包括低折射率凹柱透鏡光柵、高折射率凸柱透鏡光柵和單層可變折射率結構；折射率為n1的低折射率凹柱透鏡光柵和折射率為n3的高折射率凸柱透鏡光柵之間夾持單層可變折射率結構，單層可變折射率結構具有尋常光折射率no和非尋常光折射率ne，且滿足條件no＝n3、ne＝n1、n1<n3；單層可變折射率結構通電狀態(tài)下折射率為no，組合光柵結構表現為水平方向3D無棱光柵膜；單層可變折射率結構斷電狀態(tài)下折射率為ne，組合光柵結構表現為豎直方向3D無棱光柵膜。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于立體顯示

技術介紹
顯示設備是連接五彩繽紛世界與人類視覺的橋梁，人的眼睛通過顯示裝置可以還原現實世界，2D顯示僅能體現現實世界的一部分，而真實、清晰、直觀的顯示方式是通過3D立體顯示展現出來，目前實現3D顯示的方式有多種，其中柱透鏡光柵式裸眼3D顯示技術是目前的一大主流技術。柱透鏡光柵式裸眼3D顯示技術是利用透鏡的分光折射原理，將重新排布的多視差立體圖像分別投射到人眼，使人的左右眼同時接收到視差圖像，從而產生立體效果；柱透鏡光柵的結構較為簡單，但單純的柱透鏡光柵表面有透鏡的凹凸結構，因此最新的技術方式是在柱透鏡表面用低折射率膠水填平，利用組合透鏡實現光柵表面的無棱化。同時，柱透鏡式光學器件是一種利用光的折射原理實現3D立體效果，損失了顯示器的分辨率，因此使平面的圖像模糊不清，特別是文字，無法用于觀看，為解決這個問題，以菲利普、超多維為代表的國內外公司紛紛推出具有2D/3D切換功能的裸眼3D顯示器，其中一種方式是在柱透鏡光柵表面填充雙折射率材料(如液晶)利用電控的方式實現2D/3D的切換。但是就目前市場情況來看，不管是無棱光柵產品還是2D/3D切換產品，雖然在其效果和功能上在不斷的改進，但其器件都為單一方向的光柵方向，制作完成的產品只能在某一特定角度下觀看3D顯示效果，以手機為例，目前大部分的裸眼3D手機產品均在橫屏時才能觀看，豎屏情況下無法觀看3D內容。
技術實現思路
本專利技術目的是為了解決現有2D/3D切換產品的光柵方向單一，只能在橫向或豎向才能觀看3D顯示畫面的問題，提供了一種可切換組合光柵結構。第一種方案為橫豎屏3D切換方案：本專利技術所述可切換組合光柵結構包括低折射率凹柱透鏡光柵、高折射率凸柱透鏡光柵和單層可變折射率結構；折射率為n1的低折射率凹柱透鏡光柵和折射率為n3的高折射率凸柱透鏡光柵之間夾持單層可變折射率結構，單層可變折射率結構具有尋常光折射率no和非尋常光折射率ne，且滿足條件no＝n3、ne＝n1、n1<n3；低折射率凹柱透鏡光柵的光柵層面向內側，且光柵方向為水平走向；高折射率凸柱透鏡光柵的光柵層面向內側，且光柵方向為豎直走向；低折射率凹柱透鏡光柵的光柵方向與高折射率凸柱透鏡光柵的光柵方向可根據需求設計夾角0～90度；單層可變折射率結構通電狀態(tài)下折射率為no，組合光柵結構表現為水平方向3D無棱光柵膜；單層可變折射率結構斷電狀態(tài)下折射率為ne，組合光柵結構表現為豎直方向3D無棱光柵膜。優(yōu)選地，單層可變折射率結構包括上電極、下電極及夾在二者之間的液晶層，上電極表面的預傾角層與低折射率凹柱透鏡光柵的光柵方向一致，且二者結構相吻合，下電極表面的預傾角層與高折射率凸柱透鏡光柵的光柵方向一致，且二者結構相吻合。第二種方案為橫豎屏3D切換、3D/2D切換方案：本專利技術所述可切換組合光柵結構包括低折射率凹柱透鏡光柵、高折射率凸柱透鏡光柵和多層可變折射率結構；折射率為n1的低折射率凹柱透鏡光柵和折射率為n3的高折射率凸柱透鏡光柵之間夾持多層可變折射率結構，所述多層可變折射率結構包括m層單層可變折射率結構和m-1層中間支撐層；每兩層單層可變折射率結構之間設置一層中間支撐層；單層可變折射率結構具有尋常光折射率no和非尋常光折射率ne，且滿足條件no＝n3、ne＝n1、n1<n3；低折射率凹柱透鏡光柵的光柵層面向內側，且光柵方向為水平走向；高折射率凸柱透鏡光柵的光柵層面向內側，且光柵方向為豎直走向；低折射率凹柱透鏡光柵的光柵方向與高折射率凸柱鏡光柵的光柵方向可根據需求設計夾角0～90度；當m層單層可變折射率結構都處于通電狀態(tài)時，組合光柵結構表現為水平方向3D無棱光柵膜；當m層單層可變折射率結構都處于斷電狀態(tài)時，組合光柵結構表現為豎直方向3D無棱光柵膜；當m層單層可變折射率結構部分處于通電狀態(tài)，部分處于斷電狀態(tài)時，組合光柵結構表現為2D顯示狀態(tài)。優(yōu)選地，單層可變折射率結構包括上電極、下電極及夾在二者之間的液晶層，與低折射率凹柱透鏡光柵相鄰的單層可變折射率結構的上電極表面具有預傾角層，該預傾角層與低折射率凹柱透鏡光柵的光柵方向一致，且該單層可變折射率結構與低折射率凹柱透鏡光柵的結構相吻合，該單層可變折射率結構的下電極為平面結構；與高折射率凸柱透鏡光柵相鄰的單層可變折射率結構的下電極表面具有預傾角層，該預傾角層與高折射率凸柱透鏡光柵的光柵方向一致，且該單層可變折射率結構與高折射率凸柱透鏡光柵的結構相吻合，該單層可變折射率結構的上電極為平面結構；其余單層可變折射率結構的上電極和下電極均為平面結構。本專利技術的優(yōu)點：(1)同一個光柵結構可以實現光柵方向的不同角度切換(如橫豎切換)；(2)通過電壓的控制實現2D/3D切換，以及光柵角度切換；(3)可變折射率層包括使用電場控制但不限于電場控制；通過條件控制實現可變折射率層的全部或局域層折射率發(fā)生變化，實現光柵方向的切換及2D/3D的器件切換；(4)由于各角度的光柵厚度差僅幾十微米，相對于柱透鏡光柵的焦距可忽略不計，因此實現組合光柵的焦距相同。附圖說明圖1是本專利技術所述可切換組合光柵結構的結構示意圖，單層可變雙折射率結構；圖2是本專利技術所述可切換組合光柵結構的裂解圖，單層可變雙折射率結構；圖3是通電狀態(tài)下表現為水平無棱光柵膜，橫屏顯示；圖4是不通電狀態(tài)下表現為豎直無棱光柵膜，豎屏顯示；圖5是雙層可變雙折射率結構示意圖；圖6是圖5中雙層可變雙折射率結構都通電狀態(tài)下表現為水平無棱光柵膜，橫屏顯示；圖7是圖5中雙層可變雙折射率結構一層通電、一層不通電狀態(tài)下表現為2D顯示；圖8是圖5中雙層可變雙折射率結構都通電狀態(tài)下表現為豎直無棱光柵膜，豎屏顯示；圖9是手機橫屏顯示；圖10是手機豎屏顯示。具體實施方式具體實施方式一：下面結合圖1至圖4、圖9和圖10說明本實施方式，本實施方式所述可切換組合光柵結構為橫豎兩種3D顯示狀態(tài)切換，中間夾持的為單層可變折射率結構，通過對單層可變折射率結構200的開關變化，實現3D顯示用的光柵膜方向變化；單層可變折射率層200由上電極201與下電極202，及夾在中間的液晶層203構成，當上、下電極通電狀態(tài)下液晶層203為ON狀態(tài)，參見圖3所示，表現的折射率為尋常光折射率no＝n3，此時表現為低折射率凹柱透鏡光柵100與單層可變折射率結構200、高折射率凸柱透鏡光柵300形成水平方向的3D無棱光柵膜(液晶光柵)，在上、下電極斷電狀態(tài)下液晶層203為OFF狀態(tài)，參見圖4所示，表現的折射率為非尋常光折射率ne＝n1，此時表現為高折射率凸柱透鏡光柵300與單層可變折射率結構200、低折射率凹柱透鏡光柵100形成豎直方向的3D無棱光柵膜；通過電源的開關實現了3D光柵膜的橫豎自由切換，如在手機觀看裸眼3D過程中隨屏幕旋轉而不改變觀看3D的功能。給出一個具體實施例：以6寸3D手機為例，6寸屏的有效區(qū)域是74.52mm*132.48mm。其高折射率凸柱透鏡光柵300折射率為n3＝1.6，低折射率凹柱透鏡光柵100的折射率為n1＝1.45，單層可變折射率結構200填充雙折射材料液晶層，其尋常光折射率no＝1.45，非尋常光折射率ne＝1.6；上、下電極控制層為透明ITO材料，透明電極表面有預傾角層，預傾角方向與各自光柵方向一致。根據上本文檔來自技高網...

【技術保護點】
可切換組合光柵結構，其特征在于，包括低折射率凹柱透鏡光柵(100)、高折射率凸柱透鏡光柵(300)和單層可變折射率結構(200)；折射率為n1的低折射率凹柱透鏡光柵(100)和折射率為n3的高折射率凸柱透鏡光柵(300)之間夾持單層可變折射率結構(200)，單層可變折射率結構(200)具有尋常光折射率no和非尋常光折射率ne，且滿足條件no＝n3、ne＝n1、n1<n3；低折射率凹柱透鏡光柵(100)的光柵層面向內側，且光柵方向為水平走向；高折射率凸柱透鏡光柵(300)的光柵層面向內側，且光柵方向為豎直走向；低折射率凹柱透鏡光柵(100)的光柵方向與高折射率凸柱透鏡光柵(300)的光柵方向可根據需求設計夾角0～90度；單層可變折射率結構(200)通電狀態(tài)下折射率為no，組合光柵結構表現為水平方向3D無棱光柵膜；單層可變折射率結構(200)斷電狀態(tài)下折射率為ne，組合光柵結構表現為豎直方向3D無棱光柵膜。

【技術特征摘要】
1.可切換組合光柵結構，其特征在于，包括低折射率凹柱透鏡光柵(100)、高折射率凸柱透鏡光柵(300)和單層可變折射率結構(200)；折射率為n1的低折射率凹柱透鏡光柵(100)和折射率為n3的高折射率凸柱透鏡光柵(300)之間夾持單層可變折射率結構(200)，單層可變折射率結構(200)具有尋常光折射率no和非尋常光折射率ne，且滿足條件no＝n3、ne＝n1、n1<n3；低折射率凹柱透鏡光柵(100)的光柵層面向內側，且光柵方向為水平走向；高折射率凸柱透鏡光柵(300)的光柵層面向內側，且光柵方向為豎直走向；低折射率凹柱透鏡光柵(100)的光柵方向與高折射率凸柱透鏡光柵(300)的光柵方向可根據需求設計夾角0～90度；單層可變折射率結構(200)通電狀態(tài)下折射率為no，組合光柵結構表現為水平方向3D無棱光柵膜；單層可變折射率結構(200)斷電狀態(tài)下折射率為ne，組合光柵結構表現為豎直方向3D無棱光柵膜。2.根據權利要求1所述可切換組合光柵結構，其特征在于，單層可變折射率結構(200)包括上電極、下電極及夾在二者之間的液晶層，上電極表面的預傾角層與低折射率凹柱透鏡光柵(100)的光柵方向一致，且二者結構相吻合，下電極表面的預傾角層與高折射率凸柱透鏡光柵(300)的光柵方向一致，且二者結構相吻合。3.可切換組合光柵結構，其特征在于，包括低折射率凹柱透鏡光柵(100)、高折射率凸柱透鏡光柵(300)和多層可變折射率結構；折射率為n1的低折射率凹柱透鏡光柵(100)和折射率為n3的高折射率凸柱透鏡光柵(300)之間夾持多層可變折射率結構，所述多層可變折射率結構包括m層單層可變折射率結構(200)和m-1層中間支撐層(207)；每兩層單層可...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：張勇，顧開宇，魏厚偉，
申請(專利權)人：寧波維真顯示科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江;33