基于聚合物液晶屏的多焦面投影技术

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聚合物分散液晶(PDLC)作为一种光学器件,具有电控散射与透射转换的特性,是近几年来研究的热点,并广泛地应用于显示技术领域。  利用紫外曝光相分离法,制备了不同盒厚(10μm、15μm、20μm)、液晶(E7)与聚合物(NOA73)不同配比(E7∶NOA73=1∶2、E7∶NOA73=2∶3、E7∶NOA73=1∶1、E7∶NOA73=3∶2、E7∶NOA73=2∶1)的PDLC,对其电光特性进行了分析,比较了不同盒厚、不同配比的PDLC初始透过率,得出E7与NOA73按照质量比1∶1进行配比并使用20μm的盒厚,有相对较好的对比度。研究了温度变化对PDLC透过率的影响,发现当温度逐渐升高到液晶清亮点后,液晶微滴变为各向同性,其折射率与聚合物折射率相匹配,PDLC由散射态变为透明态。研究了电场诱导相分离对PDLC性能的影响,运用电场诱导相分离制备PDLC(E7∶NOA73=1∶1,盒厚15μm、20μm),在电场作用下,聚合物定向生长,对液晶起到了锚定作用,使其初始散射态消失。研究了较大尺寸PDLC的制备工艺和驱动问题,提出了解决驱动问题的方案。  将PDLC与三维投影技术相结合,构建了多焦面投影屏。使用空间光调制器(SLM)时序地投影阶数变化的全息图,并通过控制多焦面投影屏,使投影图像与多焦面投影屏的成像平面同步,实现了三维显示的效果。虽然多焦面投影屏具有一定的立体图像承载能力,但是由于PDLC的响应时间较慢,使得图像的串扰较为严重,图像质量受到影响。  提出了反向脉冲法和横向电极法两种加快响应时间的方案,通过测试和模拟,对两种方案进行了分析、验证,得出了反向脉冲的电压与作用时间,以及横向电场法的电极构造。两种方法的出发点都是利用电场促进PDLC从透射态到散射态的变化速度,为解决此类问题提供了一种新的视角和思路。
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