液晶透镜制造技术

本申请涉及一种液晶透镜、光学滤光片和显示装置。根据本发明专利技术的液晶透镜的一个实施方式可以根据入射光的偏振状态而显示出光学各向异性和光学各向同性。当该液晶透镜应用于能够产生平面图像和立体图像的显示装置时，在显示出光学各向异性时可以无需眼镜而观察到立体图像，且在显示出光学各向同性时可以观察到平面图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液晶透镜
本申请涉及一种液晶透镜、光学滤光片和显示装置。
技术介绍
通常，显示装置显示二维图像(以下称为“2D图像”)。近来，根据在游戏或电影领域中对三维图像(以下称为“3D图像”)需求的增加，正开发显示3D图像的显示装置。3D图像是通过向观察者的双眼输入一对2D图像，并在观察者的大脑中融合该输入的图像而识别的。 3D图像显示装置(以下称为“3D装置”)可以被分为立体显示装置(stereo-scopicdevice)和自动立体显示装置(auto stereo-scopic device)。在所述自动立体显示装置中，通常使用在专利文献I中公开的视差屏障型装置或者在专利文献2中公开的双凸透镜型(lenticular lens-type)装置。 (专利文献I)韩国专利申请公开第10-2005-0119140号 (专利文献2)韩国专利申请公开第10-2003-0088244号
技术实现思路
技术目的 本申请致力于提供一种液晶透镜、光学滤光片和显示装置。 技术方案 本申请的一个方面提供了一种包含透镜层的液晶透镜。所述透镜层可包括含有液晶分子的区域。所述液晶分子可以，例如，以交联或聚合状态被包含在所述区域中。 在一个实例中，所述区域可以是胆甾型取向区域。如图1所示，所述胆甾型取向区域100可包括胆留型液晶分子。该胆留型取向的液晶分子通过在层中堆叠液晶分子并沿螺旋轴H扭转液晶分子的指向矢(directors)而形成螺旋结构。在所述螺旋结构中，直到液晶分子的指向矢旋转完整360度的距离被称为节距P。 所述胆留型取向区域可以是平面取向区域、垂直取向区域、或焦点圆锥取向区域。所述平面取向区域可以是这样的区域:其中该区域的螺旋轴正交于透镜层的表面。所述垂直取向区域可以是这样的区域:其中该区域的螺旋轴平行于透镜层的表面。此外，所述焦点圆锥取向区域可以是这样的区域:其中该区域的螺旋轴既不正交也不水平于透镜层的表面。当使用术语“垂直、平行、正交、或水平”来限定在本说明书中的角度时，其是指在不损害其想要的效果的情况下基本上垂直、平行、正交或水平，包括，例如，考虑到生产误差或者偏差的误差。例如，此术语可包括在约±15度、±10度或±5度以内的误差。 在一个实例中，所述胆留型取向区域可以是垂直取向区域。如图1中所示，所述垂直取向区域可以具有形成为平行于透镜层的表面的螺旋轴H。 所述垂直取向区域可以具有相对于垂直于其螺旋轴的线性偏振光的周期性折射率分布。例如，所述区域可具有在1/2节距的周期上的折射率分布。在一个实例中，所述区域可具有通过公式I计算的折射率分布。 [公式I] neff(x) = nen。/(ne2cos2 θ (χ) +n02sin2 θ (χ))1/2 在公式I中，χ为所述胆甾型取向区域的坐标，其为O至Ρ/2之间的任意数。在此，P为所述胆留型取向区域的节距，neff(x)是在χ点处所述胆留型取向区域相对于所述线性偏振光的折射率，ne是在所述胆留型取向区域中的液晶分子的非常折射率(extraordinaryrefractive index), η。是在所述胆甾型取向区域中的液晶分子的寻常折射率(ordinaryrefractive index),且θ (χ)是在对应坐标处的液晶分子的光轴相对于χ为O的点处的液晶分子的光轴的夹角。 在此，如图1中所示，χ是在平行于透镜层的表面的方向上的胆留型取向区域的坐标，其具有O至Ρ/2的值。如图1中所示，“O”是这样的点的坐标，从该点开始胆甾型取向的液晶分子的节距。在一个实例中，节距开始的点可以是这样的点，在该点处液晶分子的主轴形成为平行于透镜层的表面。Ρ/2是这样的点的坐标，在该点处胆留型取向的液晶分子旋转180度。 在此，θ (χ)是在对应坐标(χ)处的液晶分子的光轴相对于在χ为O处的点的液晶分子的光轴的夹角，且因此Θ (O)为O。此外，由于在X为Ρ/4处的点的液晶分子的光轴从在χ为O处的点的液晶分子的光轴旋转了 90度，因此θ (Ρ/4)为π/2。此外，由于在χ为Ρ/2处的点的液晶分子的光轴从在χ为O处的点的液晶分子的光轴旋转了 180度，因此θ (Ρ/2)为 π。 当将Θ (O) =0、θ (P/4) = /2 和 θ (P/2) = 代入公式 I 时，可以得到 neff (O)=neff (Ρ/2) =η。，且nrff(p/4) = ne的值。也就是说，胆甾型取向区域可以具有这样的折射率分布，其中，在O节距和1/2节距(P/2)处得到寻常折射率，且在P/4处得到非常折射率。 “11@00”可以是相对于，例如，具有55011111的波长且垂直于该区域的螺旋轴的线性偏振光在X位置测量的的折射率。 当根据公式I控制在1/2节距处的胆留型取向区域的折射率分布时，该透镜层可以用作双面凸透镜。因此，当液晶透镜被用于，例如，自动立体显示3D装置时，可以在发射前将用于左眼的图像信号和用于右眼的图像信号分开。 在一个实例中，透镜层可以用作具有0.1mm至100cm、0.1mm至70cm、0.1mm至50cm、0.1mm至 30cm、或0.1mm至 1cm 的由公式 2确定的焦点距离(focal point distance)(F)的透镜。 [公式2] F = P2/(32XdX Δ η) 在公式2中，P为胆甾型取向区域的节距，d为透镜层的厚度，Λ η为在胆甾型取向区域中的液晶分子的非常折射率OO和寻常折射率(η。)之间的差(ne-n。)。 所述液晶透镜为能够根据光的偏振状态显示出光学各向异性和光学各向同性的透镜，其可以用于，例如，显示2D图像和3D图像的自动立体显示3D装置。 所述焦点距离(F)可以是相对于，例如，垂直于所述区域的螺旋轴的线性偏振光的焦点距离。这样的焦点距距可以例如，考虑到3D装置的观看距离而进行控制。此外，为了控制焦点距离(F)，可以控制胆留型取向区域的节距或双折射率，或者透镜层的厚度。 考虑到3D装置的显示元件的像素尺寸，可以适当地控制胆留型取向区域的节距。在一个实例中，胆甾型取向区域的节距可以被控制为约0.1 μ m至10cm、0.1 μ m至5cm、 0.1 μ m 至 3cm、0.1 μ m 至 lcm、0.1 μ m 至 5000 μ m、或 0.1 μ m 至 3000 μ m。当所述节距控制在上述范围内时，从显示元件传送的用于右眼和左眼的图像信号可以在发射前通过液晶透镜分开。 此外，为了提供用于在适当的距离不用眼镜观看3D图像的自动立体显示3D装置，在胆留型取向区域中的液晶分子的非常折射率OO和寻常折射率(η。)之间的差(rie-n。)可以被控制在0.01至0.6、0.1至0.6或0.01至0.5的范围内。此外，为了确保自动立体显示3D装置的适当观察距离，所述透镜层的厚度可以被控制为0.Ιμπι至ΙΟΟμπκΟ.Ιμπι至50 μ m、0.1 μ m 至 30 μ m、或 0.1 μ m 至 10 μ m。 所述液晶透镜可进一步包括基层。此外，所述透镜层可以形成在所述基层的一个表面上。 可以不受限制地使用常规使用的用于液晶透镜或用于制造液晶透镜的基层作为该基层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶透镜，其包括透镜层，所述透镜层包括含有胆甾型取向液晶分子的胆甾型取向区域，其中，所述胆甾型取向区域为垂直取向区域，且所述透镜层具有在0.1mm至10cm范围内的根据公式2的焦点距离(F)：[公式2]F＝P2/(32×d×△n)其中，P为胆甾型取向区域的节距，d为透镜层的厚度，△n为在胆甾型取向区域中的液晶分子的非常折射率(ne)和寻常折射率(no)之间的差(ne‑no)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.07 KR 10-2012-0012105;2013.02.07 KR 10-2011.一种液晶透镜，其包括透镜层，所述透镜层包括含有胆留型取向液晶分子的胆甾型取向区域， 其中，所述胆留型取向区域为垂直取向区域，且所述透镜层具有在0.1mm至1cm范围内的根据公式2的焦点距离(F): [公式2] F = P2/(32XdX Δ η) 其中，P为胆甾型取向区域的节距，d为透镜层的厚度，Λη为在胆甾型取向区域中的液晶分子的非常折射率OO和寻常折射率(η。)之间的差(ne-n。)。2.根据权利要求1所述的液晶透镜，其中，相对于为线性偏振以垂直于所述胆留型取向区域的螺旋轴的光，所述胆留型取向区域具有根据公式I的折射率分布: [公式I] neff(x) = nen。/ (ne2cos2 θ (χ) +n02sin2 θ (χ))1/2 其中，X为胆留型取向区域的坐标，其为O至Ρ/2之间的任意数，P为所述胆留型取向区域的节距，neff(X)是在χ点处所述胆留型取向区域相对于线性偏振光的折射率，是所述液晶分子的非常折射率，η。是所述液晶分子的寻常折射率，且θ (χ)是在对应坐标处的液晶分子的光轴相对于χ为O的点处的液晶分子的光轴的夹角。3.根据权利要求1所述的液晶透镜，其中，所述胆甾型取向区域的节距为从0.1 μ m至1cm04.根据权利要求1所述的液晶透镜，其中，在所述胆留型取向区域中的液晶分子具有从0.01至0.6范围内的非常折射率OO和寻常折射率(η。)之间的差(ne-n。)。5.根据权利要求1所述的液晶透镜，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：全炳建，柳秀英，朴文洙，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR