實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法
實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法。所述實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜包括上基板、下基板及上下基板間的光敏液晶層。所述光敏液晶層是光敏材料和液晶混合形成的摻雜液晶材料。本發(fā)明的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜具有超快的全息響應(yīng)速度（全息響應(yīng)時間在0.1ms~40ms），可實現(xiàn)視頻（25赫茲-500赫茲）全息三維圖像顯示，在實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜加一定直流或交流電壓可以控制全息圖像再現(xiàn)的開關(guān)狀態(tài)，利用角度全息復(fù)用技術(shù)、旋轉(zhuǎn)全息復(fù)用技術(shù)、波長全息復(fù)用技術(shù)和空間全息復(fù)用技術(shù)實現(xiàn)彩色真三維視頻全息顯示。所述全息顯示液晶薄膜極易制成大尺寸液晶屏，適于大面積、動態(tài)、彩色、真三維全息顯示。
【專利說明】實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及三維顯示領(lǐng)域，特別涉及實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代社會對三維立體顯示的需求日益強烈。相對于二維平面顯示，三維立體顯示 可以提供更加真實、立體的臨場感。目前，三維立體顯示技術(shù)主要包括分光立體三維顯示技 術(shù)、集成成像三維顯示技術(shù)、體三維顯示技術(shù)和全息三維顯示技術(shù)。雖然三維顯示技術(shù)得到 了快速發(fā)展，但還存在一些不足，例如有的三維顯示需要觀看者佩戴眼鏡、長時間觀看會令 人產(chǎn)生不適、觀看視角較小、或者圖像亮點較低等。而全息三維顯示是真正實現(xiàn)物體表面強 度信息和位相信息再現(xiàn)的真三維顯示技術(shù)，可以在空間再現(xiàn)出真實的三維立體影像，克服 現(xiàn)有技術(shù)的很多不足，能夠滿足所有視覺感知功能，是一種較理想的三維立體顯示技術(shù)。近 幾年，雖然在聚合物等全息介質(zhì)中實現(xiàn)了靜態(tài)和近動態(tài)全息三維顯示。但是由于全息材料 的響應(yīng)不夠快，一直無法實現(xiàn)實時動態(tài)視頻顯示，所以全息技術(shù)未能在三維顯示領(lǐng)域得到 廣泛應(yīng)用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的在于針對全息三維顯示無法實現(xiàn)實時動態(tài)視頻顯示的缺陷，提供一 種可以實現(xiàn)實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜及制備方法，以獲得實時動態(tài)彩色全息 三維視頻顯示。
[0004] 為到達上述目的，本發(fā)明提供一種實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜及制備 方法，它由上基板1、下基板2及上下基板間的光敏液晶層3組成，其特征在于所述上基板1 和下基板2選自透明玻璃、聚乙烯透明板、氧化銦錫（Indium-Tin Oxide)透明導(dǎo)電膜玻璃、 聚乙烯醇（PVA)涂覆取向玻璃、聚乙烯基咔唑（PVK )涂覆取向玻璃、聚氯乙烯（PVC)涂覆取 向玻璃、聚乙烯（PE)涂覆取向玻璃或聚酰亞胺（PI)涂覆取向玻璃；所述的光敏液晶層3由 光敏材料和液晶組成，基于光敏材料摻雜的液晶的總重量，所述的光敏材料摻雜的液晶包 括如下重量百分比的組份：光敏材料占0. 0019Γ6% ;液晶占849Γ99. 999%，且所述的光敏材 料選自甲基紅(對二甲氨基偶氮苯鄰羧酸)、分散紅1 (N-乙基-N-(2-羥乙基）-4-(4-硝基 苯基偶氮）苯胺)、C60、碳納米管、若丹明6G、甲基紅與分散紅1的混合物或分散紅1與C60 的混合物；且所述的液晶選自5CB液晶（4-氰基-4'-戊基聯(lián)苯)、2CB液晶（乙基聯(lián)苯氰)、 4CB液晶(丁基聯(lián)苯氰)、7CB液晶（正庚基聯(lián)苯腈)、5CCB液晶(戊基環(huán)己基聯(lián)苯氰)、E7液晶， 80C液晶、60C液晶或幾種以上所述液晶的混合物。
[0005] 所述的聚乙烯醇（PVA)涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃 和其上附著10納米-10微米厚度的聚乙烯醇（PVA)涂層，且所述聚乙烯醇（PVA)涂層表面 通過擦鏡紙或者纖維布等單方向摩擦，使所述聚乙烯醇（PVA)涂層表面有單方向摩擦取向 痕跡。
[0006] 所述的聚乙烯基咔唑（PVK )涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電 膜玻璃和其上附著10納米-10微米厚度的聚乙烯基咔唑（PVK )涂層，且所述聚乙烯基咔 唑（PVK )涂層表面通過擦鏡紙或者纖維布等單方向摩擦，使所述聚乙烯基咔唑（PVK )涂 層表面有單方向摩擦取向痕跡。
[0007] 所述的聚氯乙烯（PVC)涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃 和其上附著10納米-10微米厚度的聚氯乙烯（PVC)涂層，且所述聚氯乙烯（PVC)涂層表面 通過擦鏡紙或者纖維布等單方向摩擦，使所述聚氯乙烯（PVC)涂層表面有單方向摩擦取向 痕跡。
[0008] 所述的聚乙烯（PE)涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃和 其上附著10納米-10微米厚度的聚乙烯（PE)涂層，且所述聚乙烯（PE)涂層表面通過擦鏡 紙或者纖維布等單方向摩擦，使所述聚乙烯（PE)涂層表面有單方向摩擦取向痕跡。
[0009] 所述的聚酰亞胺（PI)涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃 和其上附著10納米-10微米厚度的聚酰亞胺（PI)涂層，且所述聚酰亞胺（PI)涂層表面通 過擦鏡紙或者纖維布等單方向摩擦，使所述聚酰亞胺（PI)涂層表面有單方向直向摩擦取向 痕跡。
[0010] 所述的聚乙烯醇（PVA)涂覆取向玻璃、聚乙烯基咔唑（PVK )涂覆取向玻璃、聚氯 乙烯（PVC)涂覆取向玻璃、聚乙烯（PE)涂覆取向玻璃或聚酰亞胺（PI)涂覆取向玻璃的玻璃 可以選自透明玻璃或氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃。
[0011] 所述的聚乙烯醇（PVA)涂覆取向玻璃、聚乙烯基咔唑（PVK )涂覆取向玻璃、聚氯 乙烯（PVC)涂覆取向玻璃、聚乙烯（PE)涂覆取向玻璃或聚酰亞胺（PI)涂覆取向玻璃作為上 基板1和下基板2,且所述上基板1和下基板2涂覆取向面作為內(nèi)表面形成厚度為亞微米量 級到毫米量級的玻璃基板盒，且所述上基板1和下基板2的摩擦取向方向相互平行。
[0012] 所述的氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃作為上基板1和下基板2,且所述的上基板1和下 基板2相對的內(nèi)表面為氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃的氧化銦錫透明導(dǎo)電膜。
[0013] 所述的聚乙烯醇（PVA)涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃、聚乙烯基咔唑（PVK ) 涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃、聚氯乙烯（PVC)涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃、聚 乙烯（PE)涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃或聚酰亞胺（PI)涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo)電 膜玻璃為上基板1和下基板2,制成所述液晶層厚度為1微米-500微米的實時動態(tài)彩色全 息三維顯示液晶薄膜，可在薄膜兩面加直流或交流電壓0. 1伏-600伏，控制全息顯示的開 關(guān)狀態(tài)，且所述電壓開啟時，全息再現(xiàn)圖像消失，所述電壓關(guān)閉時，全息再現(xiàn)圖像出現(xiàn)。
[0014] 所述實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜可在無外加電場作用條件下，只有光 場作用下實現(xiàn)實時動態(tài)彩色全息三維顯示。所述實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜可 在外加電場作用條件下，全息圖像無法再現(xiàn)。外加電壓可控制開啟或關(guān)閉所述實時動態(tài)彩 色全息三維顯示的液晶薄膜的全息三維顯示狀態(tài)。所述實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶 薄膜中全息衍射效率可以達到30%，全息圖建立和自動擦除時間在亞毫秒至毫秒量級，可實 現(xiàn)刷新頻率在25赫茲-500赫茲的全息三維顯示。本發(fā)明的實時動態(tài)彩色全息三維顯示的 液晶薄膜極易制成大尺寸液晶屏，適于大面積、動態(tài)、彩色、真三維全息顯示。
[0015] 本發(fā)明與現(xiàn)有三維顯示技術(shù)相比較，具有如下突出實質(zhì)性特征和顯著優(yōu)點：（1) 基于本發(fā)明的實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜，利用其可以實現(xiàn)實時動態(tài)彩色全息 三維顯示；（2)基于本發(fā)明的實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜，可以不用在其上外 加電場，只用光場控制即可實現(xiàn)實時動態(tài)彩色全息三維顯示，利用其制作全息三維顯示裝 置時不用對實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜像素化，極易將本發(fā)明的實時動態(tài)彩色 全息三維顯示的液晶薄膜制成大尺寸全息三維顯示屏；（3)本發(fā)明的實時動態(tài)彩色全息三 維顯示的液晶薄膜，其具有材料成本低廉，制作過程簡單，全息三維顯示效果好等優(yōu)點；(4) 基于本發(fā)明的實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜，利用角度全息復(fù)用技術(shù)、旋轉(zhuǎn)全息 復(fù)用技術(shù)、波長全息復(fù)用技術(shù)和空間全息復(fù)用技術(shù)實現(xiàn)彩色真三維視頻全息顯示。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0017] 本發(fā)明優(yōu)先實施例結(jié)合【專利附圖】
【附圖說明】如下。
[0018] 實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜結(jié)構(gòu)圖制備，結(jié)合圖1說明本實施例，具 體操作步驟如下：①將所述光敏材料與液晶混合均勻；②上、下基板制備：清潔所用透明玻 璃、透明聚乙烯板或氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃，上、下基板可分為兩類：第一類以透明玻璃、 透明聚乙烯板或氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃直接作為上、下基板，第二類以具有涂覆取向?qū)?透明玻璃、透明聚乙烯板或氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃作為上、下基板，所述第二類基板需 在透明玻璃、透明聚乙烯板或氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃的氧化銦錫透明導(dǎo)電膜面涂覆10 納米-10微米厚度的聚乙烯醇（PVA)、聚乙烯基咔唑（PVK )、聚氯乙烯（PVC)、聚乙烯（PE) 或聚酰亞胺（PI)，通過擦鏡紙或者纖維布等單方向直向摩擦出單方向直向摩擦取向痕跡； ③成膜：方法有兩類：一類是將制備的下基板水平放置，若上、下基板為所述氧化銦錫透明 導(dǎo)電膜玻璃，或具有涂覆取向?qū)拥耐该鞑ＡА⑼该骶垡蚁┌寤蜓趸熷a透明導(dǎo)電膜玻璃，則 令氧化銦錫透明導(dǎo)電膜或涂覆取向?qū)訛樯媳砻?，將所述光敏材料與液晶混合物均勻滴在所 述下基板上，將上基板蓋在所述光敏材料與液晶混合物上制成〇. 1微米-500微米厚的實時 動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜，上基板若為所述氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃，或具有涂 覆取向?qū)拥耐该鞑Ａ?、透明聚乙烯板或氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃，則令氧化銦錫透明導(dǎo)電 膜或涂覆取向?qū)訛橄卤砻?，實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜的成膜工作完成，另一 類是上、下基板形成中空的盒，中空層厚度為〇. 1微米-500微米，若上、下基板為所述氧化 銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃，或具有涂覆取向?qū)拥耐该鞑Ａ?、透明聚乙烯板或氧化銦錫透明導(dǎo)電 膜玻璃，則令氧化銦錫透明導(dǎo)電膜或涂覆取向?qū)訛樗鲋锌諏拥膬杀砻妫瑢⑺龉饷舨牧?與液晶混合物以虹吸方法填充入所述上、下基板形成的盒中，則實時動態(tài)彩色全息三維顯 示的液晶薄膜的成膜工作完成；④封裝：用膠等將所述實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶 薄膜上、下基板邊緣密封。經(jīng)以上方法和步驟實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜制備 完成。
【權(quán)利要求】
1. 一種實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法，它由上基板（1)、下基板（2) 及上下基板間的光敏液晶層（3)組成，其特征在于所述上基板（1)和下基板（2)選自透明 玻璃、聚乙烯透明板、氧化銦錫（Indium-Tin Oxide)透明導(dǎo)電膜玻璃、聚乙烯醇（PVA)涂覆 取向玻璃、聚乙烯基咔唑（PVK )涂覆取向玻璃、聚氯乙烯（PVC)涂覆取向玻璃、聚乙烯（PE) 涂覆取向玻璃或聚酰亞胺（PI)涂覆取向玻璃；所述的光敏液晶層（3)由光敏材料和液晶組 成，基于光敏材料摻雜的液晶的總重量，所述的光敏材料摻雜的液晶包括如下重量百分比 的組份：光敏材料占〇. 〇〇1%飛％ ;液晶占849Γ99. 999%，且所述的光敏材料選自甲基紅(對二 甲氨基偶氮苯鄰羧酸)、分散紅1 (N-乙基-N-(2-輕乙基）-4-(4-硝基苯基偶氮）苯胺)、 C60、碳納米管、若丹明6G、甲基紅與分散紅1的混合物或分散紅1與C60的混合物；且所述 的液晶選自5CB液晶（4-氰基-4'-戊基聯(lián)苯)、2CB液晶（乙基聯(lián)苯氰)、4CB液晶（丁基聯(lián) 苯氰)、7CB液晶（正庚基聯(lián)苯腈)、5CCB液晶(戊基環(huán)己基聯(lián)苯氰)、E7液晶，80C液晶、60C液 晶或幾種以上所述液晶的混合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法，其特征在 于所述的聚乙烯醇（PVA)涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃和其上 附著10納米-10微米厚度的聚乙烯醇（PVA)涂層，且所述聚乙烯醇（PVA)涂層表面通過擦 鏡紙或者纖維布等單方向摩擦，使所述聚乙烯醇（PVA)涂層表面有單方向摩擦取向痕跡。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法，其特征在 于所述的聚乙烯基咔唑（PVK )涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃 和其上附著10納米-10微米厚度的聚乙烯基咔唑（PVK )涂層，且所述聚乙烯基咔唑（PVK )涂層表面通過擦鏡紙或者纖維布等單方向摩擦，使所述聚乙烯基咔唑（PVK )涂層表面有 單方向摩擦取向痕跡。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法，其特征在 于所述的聚氯乙烯（PVC)涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃和其上 附著10納米-10微米厚度的聚氯乙烯（PVC)涂層，且所述聚氯乙烯（PVC)涂層表面通過擦 鏡紙或者纖維布等單方向摩擦，使所述聚氯乙烯（PVC)涂層表面有單方向摩擦取向痕跡。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法，其特征在 于所述的聚乙烯（PE)涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃和其上附 著10納米-10微米厚度的聚乙烯（PE)涂層，且所述聚乙烯（PE)涂層表面通過擦鏡紙或者 纖維布等單方向摩擦，使所述聚乙烯（PE)涂層表面有單方向摩擦取向痕跡。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法，其特征在 于所述的聚酰亞胺（PI)涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃和其上 附著10納米-10微米厚度的聚酰亞胺（PI)涂層，且所述聚酰亞胺（PI)涂層表面通過擦鏡 紙或者纖維布等單方向摩擦，使所述聚酰亞胺（PI)涂層表面有單方向直向摩擦取向痕跡。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5和6所述的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方 法，其特征在于所述的聚乙烯醇（PVA)涂覆取向玻璃、聚乙烯基咔唑（PVK )涂覆取向玻璃、 聚氯乙烯（PVC)涂覆取向玻璃、聚乙烯（PE)涂覆取向玻璃或聚酰亞胺（PI)涂覆取向玻璃的 玻璃可以選自透明玻璃或氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5和6所述的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方 法，其特征在于所述的聚乙烯醇（PVA)涂覆取向玻璃、聚乙烯基咔唑（PVK )涂覆取向玻璃、 聚氯乙烯（PVC)涂覆取向玻璃、聚乙烯（PE)涂覆取向玻璃或聚酰亞胺（PI)涂覆取向玻璃作 為上基板（1)和下基板（2)，且所述上基板（1)和下基板（2)涂覆取向面作為內(nèi)表面形成厚 度為亞微米量級到毫米量級的玻璃基板盒，且所述上基板（1)和下基板（2)的摩擦取向方 向相互平行。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法，其特征在 于所述的氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃作為上基板（1)和下基板（2)，且所述的上基板（1)和下 基板（2)相對的內(nèi)表面為氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃的氧化銦錫透明導(dǎo)電膜。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1、7、8和9所述的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法， 其特征在于所述的聚乙烯醇（PVA)涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃、聚乙烯基咔唑（PVK )涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃、聚氯乙烯（PVC)涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃、 聚乙烯（PE)涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃或聚酰亞胺（PI)涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo) 電膜玻璃為上基板（1)和下基板（2)，制成所述液晶層厚度為1微米-500微米的實時動態(tài) 彩色全息三維顯示液晶薄膜，可在薄膜兩面加直流或交流電壓0. 1伏-600伏，控制全息顯 示的開關(guān)狀態(tài)，且所述電壓開啟時，全息再現(xiàn)圖像消失，所述電壓關(guān)閉時，全息再現(xiàn)圖像出 現(xiàn)。
【文檔編號】G02B27/22GK104102036SQ201310121010
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月9日
【發(fā)明者】遲常榮 申請人:遲常榮
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法。所述實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜包括上基板、下基板及上下基板間的光敏液晶層。所述光敏液晶層是光敏材料和液晶混合形成的摻雜液晶材料。本發(fā)明的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜具有超快的全息響應(yīng)速度（全息響應(yīng)時間在0.1ms~40ms），可實現(xiàn)視頻（25赫茲-500赫茲）全息三維圖像顯示，在實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜加一定直流或交流電壓可以控制全息圖像再現(xiàn)的開關(guān)狀態(tài)，利用角度全息復(fù)用技術(shù)、旋轉(zhuǎn)全息復(fù)用技術(shù)、波長全息復(fù)用技術(shù)和空間全息復(fù)用技術(shù)實現(xiàn)彩色真三維視頻全息顯示。所述全息顯示液晶薄膜極易制成大尺寸液晶屏，適于大面積、動態(tài)、彩色、真三維全息顯示。
【專利說明】實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及三維顯示領(lǐng)域，特別涉及實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代社會對三維立體顯示的需求日益強烈。相對于二維平面顯示，三維立體顯示 可以提供更加真實、立體的臨場感。目前，三維立體顯示技術(shù)主要包括分光立體三維顯示技 術(shù)、集成成像三維顯示技術(shù)、體三維顯示技術(shù)和全息三維顯示技術(shù)。雖然三維顯示技術(shù)得到 了快速發(fā)展，但還存在一些不足，例如有的三維顯示需要觀看者佩戴眼鏡、長時間觀看會令 人產(chǎn)生不適、觀看視角較小、或者圖像亮點較低等。而全息三維顯示是真正實現(xiàn)物體表面強 度信息和位相信息再現(xiàn)的真三維顯示技術(shù)，可以在空間再現(xiàn)出真實的三維立體影像，克服 現(xiàn)有技術(shù)的很多不足，能夠滿足所有視覺感知功能，是一種較理想的三維立體顯示技術(shù)。近 幾年，雖然在聚合物等全息介質(zhì)中實現(xiàn)了靜態(tài)和近動態(tài)全息三維顯示。但是由于全息材料 的響應(yīng)不夠快，一直無法實現(xiàn)實時動態(tài)視頻顯示，所以全息技術(shù)未能在三維顯示領(lǐng)域得到 廣泛應(yīng)用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的在于針對全息三維顯示無法實現(xiàn)實時動態(tài)視頻顯示的缺陷，提供一 種可以實現(xiàn)實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜及制備方法，以獲得實時動態(tài)彩色全息 三維視頻顯示。
[0004] 為到達上述目的，本發(fā)明提供一種實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜及制備 方法，它由上基板1、下基板2及上下基板間的光敏液晶層3組成，其特征在于所述上基板1 和下基板2選自透明玻璃、聚乙烯透明板、氧化銦錫（Indium-Tin Oxide)透明導(dǎo)電膜玻璃、 聚乙烯醇（PVA)涂覆取向玻璃、聚乙烯基咔唑（PVK )涂覆取向玻璃、聚氯乙烯（PVC)涂覆取 向玻璃、聚乙烯（PE)涂覆取向玻璃或聚酰亞胺（PI)涂覆取向玻璃；所述的光敏液晶層3由 光敏材料和液晶組成，基于光敏材料摻雜的液晶的總重量，所述的光敏材料摻雜的液晶包 括如下重量百分比的組份：光敏材料占0. 0019Γ6% ;液晶占849Γ99. 999%，且所述的光敏材 料選自甲基紅(對二甲氨基偶氮苯鄰羧酸)、分散紅1 (N-乙基-N-(2-羥乙基）-4-(4-硝基 苯基偶氮）苯胺)、C60、碳納米管、若丹明6G、甲基紅與分散紅1的混合物或分散紅1與C60 的混合物；且所述的液晶選自5CB液晶（4-氰基-4'-戊基聯(lián)苯)、2CB液晶（乙基聯(lián)苯氰)、 4CB液晶(丁基聯(lián)苯氰)、7CB液晶（正庚基聯(lián)苯腈)、5CCB液晶(戊基環(huán)己基聯(lián)苯氰)、E7液晶， 80C液晶、60C液晶或幾種以上所述液晶的混合物。
[0005] 所述的聚乙烯醇（PVA)涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃 和其上附著10納米-10微米厚度的聚乙烯醇（PVA)涂層，且所述聚乙烯醇（PVA)涂層表面 通過擦鏡紙或者纖維布等單方向摩擦，使所述聚乙烯醇（PVA)涂層表面有單方向摩擦取向 痕跡。
[0006] 所述的聚乙烯基咔唑（PVK )涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電 膜玻璃和其上附著10納米-10微米厚度的聚乙烯基咔唑（PVK )涂層，且所述聚乙烯基咔 唑（PVK )涂層表面通過擦鏡紙或者纖維布等單方向摩擦，使所述聚乙烯基咔唑（PVK )涂 層表面有單方向摩擦取向痕跡。
[0007] 所述的聚氯乙烯（PVC)涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃 和其上附著10納米-10微米厚度的聚氯乙烯（PVC)涂層，且所述聚氯乙烯（PVC)涂層表面 通過擦鏡紙或者纖維布等單方向摩擦，使所述聚氯乙烯（PVC)涂層表面有單方向摩擦取向 痕跡。
[0008] 所述的聚乙烯（PE)涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃和 其上附著10納米-10微米厚度的聚乙烯（PE)涂層，且所述聚乙烯（PE)涂層表面通過擦鏡 紙或者纖維布等單方向摩擦，使所述聚乙烯（PE)涂層表面有單方向摩擦取向痕跡。
[0009] 所述的聚酰亞胺（PI)涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃 和其上附著10納米-10微米厚度的聚酰亞胺（PI)涂層，且所述聚酰亞胺（PI)涂層表面通 過擦鏡紙或者纖維布等單方向摩擦，使所述聚酰亞胺（PI)涂層表面有單方向直向摩擦取向 痕跡。
[0010] 所述的聚乙烯醇（PVA)涂覆取向玻璃、聚乙烯基咔唑（PVK )涂覆取向玻璃、聚氯 乙烯（PVC)涂覆取向玻璃、聚乙烯（PE)涂覆取向玻璃或聚酰亞胺（PI)涂覆取向玻璃的玻璃 可以選自透明玻璃或氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃。
[0011] 所述的聚乙烯醇（PVA)涂覆取向玻璃、聚乙烯基咔唑（PVK )涂覆取向玻璃、聚氯 乙烯（PVC)涂覆取向玻璃、聚乙烯（PE)涂覆取向玻璃或聚酰亞胺（PI)涂覆取向玻璃作為上 基板1和下基板2,且所述上基板1和下基板2涂覆取向面作為內(nèi)表面形成厚度為亞微米量 級到毫米量級的玻璃基板盒，且所述上基板1和下基板2的摩擦取向方向相互平行。
[0012] 所述的氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃作為上基板1和下基板2,且所述的上基板1和下 基板2相對的內(nèi)表面為氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃的氧化銦錫透明導(dǎo)電膜。
[0013] 所述的聚乙烯醇（PVA)涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃、聚乙烯基咔唑（PVK ) 涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃、聚氯乙烯（PVC)涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃、聚 乙烯（PE)涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃或聚酰亞胺（PI)涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo)電 膜玻璃為上基板1和下基板2,制成所述液晶層厚度為1微米-500微米的實時動態(tài)彩色全 息三維顯示液晶薄膜，可在薄膜兩面加直流或交流電壓0. 1伏-600伏，控制全息顯示的開 關(guān)狀態(tài)，且所述電壓開啟時，全息再現(xiàn)圖像消失，所述電壓關(guān)閉時，全息再現(xiàn)圖像出現(xiàn)。
[0014] 所述實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜可在無外加電場作用條件下，只有光 場作用下實現(xiàn)實時動態(tài)彩色全息三維顯示。所述實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜可 在外加電場作用條件下，全息圖像無法再現(xiàn)。外加電壓可控制開啟或關(guān)閉所述實時動態(tài)彩 色全息三維顯示的液晶薄膜的全息三維顯示狀態(tài)。所述實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶 薄膜中全息衍射效率可以達到30%，全息圖建立和自動擦除時間在亞毫秒至毫秒量級，可實 現(xiàn)刷新頻率在25赫茲-500赫茲的全息三維顯示。本發(fā)明的實時動態(tài)彩色全息三維顯示的 液晶薄膜極易制成大尺寸液晶屏，適于大面積、動態(tài)、彩色、真三維全息顯示。
[0015] 本發(fā)明與現(xiàn)有三維顯示技術(shù)相比較，具有如下突出實質(zhì)性特征和顯著優(yōu)點：（1) 基于本發(fā)明的實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜，利用其可以實現(xiàn)實時動態(tài)彩色全息 三維顯示；（2)基于本發(fā)明的實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜，可以不用在其上外 加電場，只用光場控制即可實現(xiàn)實時動態(tài)彩色全息三維顯示，利用其制作全息三維顯示裝 置時不用對實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜像素化，極易將本發(fā)明的實時動態(tài)彩色 全息三維顯示的液晶薄膜制成大尺寸全息三維顯示屏；（3)本發(fā)明的實時動態(tài)彩色全息三 維顯示的液晶薄膜，其具有材料成本低廉，制作過程簡單，全息三維顯示效果好等優(yōu)點；(4) 基于本發(fā)明的實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜，利用角度全息復(fù)用技術(shù)、旋轉(zhuǎn)全息 復(fù)用技術(shù)、波長全息復(fù)用技術(shù)和空間全息復(fù)用技術(shù)實現(xiàn)彩色真三維視頻全息顯示。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0017] 本發(fā)明優(yōu)先實施例結(jié)合【專利附圖】
【附圖說明】如下。
[0018] 實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜結(jié)構(gòu)圖制備，結(jié)合圖1說明本實施例，具 體操作步驟如下：①將所述光敏材料與液晶混合均勻；②上、下基板制備：清潔所用透明玻 璃、透明聚乙烯板或氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃，上、下基板可分為兩類：第一類以透明玻璃、 透明聚乙烯板或氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃直接作為上、下基板，第二類以具有涂覆取向?qū)?透明玻璃、透明聚乙烯板或氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃作為上、下基板，所述第二類基板需 在透明玻璃、透明聚乙烯板或氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃的氧化銦錫透明導(dǎo)電膜面涂覆10 納米-10微米厚度的聚乙烯醇（PVA)、聚乙烯基咔唑（PVK )、聚氯乙烯（PVC)、聚乙烯（PE) 或聚酰亞胺（PI)，通過擦鏡紙或者纖維布等單方向直向摩擦出單方向直向摩擦取向痕跡； ③成膜：方法有兩類：一類是將制備的下基板水平放置，若上、下基板為所述氧化銦錫透明 導(dǎo)電膜玻璃，或具有涂覆取向?qū)拥耐该鞑ＡА⑼该骶垡蚁┌寤蜓趸熷a透明導(dǎo)電膜玻璃，則 令氧化銦錫透明導(dǎo)電膜或涂覆取向?qū)訛樯媳砻?，將所述光敏材料與液晶混合物均勻滴在所 述下基板上，將上基板蓋在所述光敏材料與液晶混合物上制成〇. 1微米-500微米厚的實時 動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜，上基板若為所述氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃，或具有涂 覆取向?qū)拥耐该鞑Ａ?、透明聚乙烯板或氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃，則令氧化銦錫透明導(dǎo)電 膜或涂覆取向?qū)訛橄卤砻?，實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜的成膜工作完成，另一 類是上、下基板形成中空的盒，中空層厚度為〇. 1微米-500微米，若上、下基板為所述氧化 銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃，或具有涂覆取向?qū)拥耐该鞑Ａ?、透明聚乙烯板或氧化銦錫透明導(dǎo)電 膜玻璃，則令氧化銦錫透明導(dǎo)電膜或涂覆取向?qū)訛樗鲋锌諏拥膬杀砻妫瑢⑺龉饷舨牧?與液晶混合物以虹吸方法填充入所述上、下基板形成的盒中，則實時動態(tài)彩色全息三維顯 示的液晶薄膜的成膜工作完成；④封裝：用膠等將所述實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶 薄膜上、下基板邊緣密封。經(jīng)以上方法和步驟實時動態(tài)彩色全息三維顯示的液晶薄膜制備 完成。
【權(quán)利要求】
1. 一種實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法，它由上基板（1)、下基板（2) 及上下基板間的光敏液晶層（3)組成，其特征在于所述上基板（1)和下基板（2)選自透明 玻璃、聚乙烯透明板、氧化銦錫（Indium-Tin Oxide)透明導(dǎo)電膜玻璃、聚乙烯醇（PVA)涂覆 取向玻璃、聚乙烯基咔唑（PVK )涂覆取向玻璃、聚氯乙烯（PVC)涂覆取向玻璃、聚乙烯（PE) 涂覆取向玻璃或聚酰亞胺（PI)涂覆取向玻璃；所述的光敏液晶層（3)由光敏材料和液晶組 成，基于光敏材料摻雜的液晶的總重量，所述的光敏材料摻雜的液晶包括如下重量百分比 的組份：光敏材料占〇. 〇〇1%飛％ ;液晶占849Γ99. 999%，且所述的光敏材料選自甲基紅(對二 甲氨基偶氮苯鄰羧酸)、分散紅1 (N-乙基-N-(2-輕乙基）-4-(4-硝基苯基偶氮）苯胺)、 C60、碳納米管、若丹明6G、甲基紅與分散紅1的混合物或分散紅1與C60的混合物；且所述 的液晶選自5CB液晶（4-氰基-4'-戊基聯(lián)苯)、2CB液晶（乙基聯(lián)苯氰)、4CB液晶（丁基聯(lián) 苯氰)、7CB液晶（正庚基聯(lián)苯腈)、5CCB液晶(戊基環(huán)己基聯(lián)苯氰)、E7液晶，80C液晶、60C液 晶或幾種以上所述液晶的混合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法，其特征在 于所述的聚乙烯醇（PVA)涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃和其上 附著10納米-10微米厚度的聚乙烯醇（PVA)涂層，且所述聚乙烯醇（PVA)涂層表面通過擦 鏡紙或者纖維布等單方向摩擦，使所述聚乙烯醇（PVA)涂層表面有單方向摩擦取向痕跡。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法，其特征在 于所述的聚乙烯基咔唑（PVK )涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃 和其上附著10納米-10微米厚度的聚乙烯基咔唑（PVK )涂層，且所述聚乙烯基咔唑（PVK )涂層表面通過擦鏡紙或者纖維布等單方向摩擦，使所述聚乙烯基咔唑（PVK )涂層表面有 單方向摩擦取向痕跡。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法，其特征在 于所述的聚氯乙烯（PVC)涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃和其上 附著10納米-10微米厚度的聚氯乙烯（PVC)涂層，且所述聚氯乙烯（PVC)涂層表面通過擦 鏡紙或者纖維布等單方向摩擦，使所述聚氯乙烯（PVC)涂層表面有單方向摩擦取向痕跡。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法，其特征在 于所述的聚乙烯（PE)涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃和其上附 著10納米-10微米厚度的聚乙烯（PE)涂層，且所述聚乙烯（PE)涂層表面通過擦鏡紙或者 纖維布等單方向摩擦，使所述聚乙烯（PE)涂層表面有單方向摩擦取向痕跡。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法，其特征在 于所述的聚酰亞胺（PI)涂覆取向玻璃包括透明玻璃或者氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃和其上 附著10納米-10微米厚度的聚酰亞胺（PI)涂層，且所述聚酰亞胺（PI)涂層表面通過擦鏡 紙或者纖維布等單方向摩擦，使所述聚酰亞胺（PI)涂層表面有單方向直向摩擦取向痕跡。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5和6所述的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方 法，其特征在于所述的聚乙烯醇（PVA)涂覆取向玻璃、聚乙烯基咔唑（PVK )涂覆取向玻璃、 聚氯乙烯（PVC)涂覆取向玻璃、聚乙烯（PE)涂覆取向玻璃或聚酰亞胺（PI)涂覆取向玻璃的 玻璃可以選自透明玻璃或氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5和6所述的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方 法，其特征在于所述的聚乙烯醇（PVA)涂覆取向玻璃、聚乙烯基咔唑（PVK )涂覆取向玻璃、 聚氯乙烯（PVC)涂覆取向玻璃、聚乙烯（PE)涂覆取向玻璃或聚酰亞胺（PI)涂覆取向玻璃作 為上基板（1)和下基板（2)，且所述上基板（1)和下基板（2)涂覆取向面作為內(nèi)表面形成厚 度為亞微米量級到毫米量級的玻璃基板盒，且所述上基板（1)和下基板（2)的摩擦取向方 向相互平行。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法，其特征在 于所述的氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃作為上基板（1)和下基板（2)，且所述的上基板（1)和下 基板（2)相對的內(nèi)表面為氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃的氧化銦錫透明導(dǎo)電膜。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1、7、8和9所述的實時動態(tài)彩色全息三維顯示液晶薄膜及制備方法， 其特征在于所述的聚乙烯醇（PVA)涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃、聚乙烯基咔唑（PVK )涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃、聚氯乙烯（PVC)涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃、 聚乙烯（PE)涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo)電膜玻璃或聚酰亞胺（PI)涂覆取向氧化銦錫透明導(dǎo) 電膜玻璃為上基板（1)和下基板（2)，制成所述液晶層厚度為1微米-500微米的實時動態(tài) 彩色全息三維顯示液晶薄膜，可在薄膜兩面加直流或交流電壓0. 1伏-600伏，控制全息顯 示的開關(guān)狀態(tài)，且所述電壓開啟時，全息再現(xiàn)圖像消失，所述電壓關(guān)閉時，全息再現(xiàn)圖像出 現(xiàn)。
【文檔編號】G02B27/22GK104102036SQ201310121010
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月9日
【發(fā)明者】遲常榮 申請人:遲常榮
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