[发明专利]包括多个偏振光栅布置和相关器件的偏振无关液晶显示器件

权利要求书

1. 一种液晶器件，包括： 

第一偏振光栅，其被配置为将入射光偏振和衍射成具有不同的偏振且与入射光的传播方向相比具有不同的传播方向的第一和第二射束； 

液晶层，其被配置为从第一偏振光栅接收所述第一和第二射束，并被配置为在基本上不改变从中穿过的第一和第二射束的各自的偏振的第一状态与改变从中穿过的第一和第二射束的各自的偏振的第二状态之间进行切换；以及 

第二偏振光栅，其被配置为从液晶层接收第一和第二射束，并被配置为分析且衍射第一和第二射束以响应于液晶层的状态改变它们各自的传播方向。

2. 权利要求1的器件，其中，所述第二偏振光栅被配置为改变第一和第二射束的传播方向以在液晶层处于第二状态时透射沿着与入射光的方向基本上平行的方向传播的光，并在液晶层处于第一状态时透射不沿着与入射光的方向基本上平行的方向传播的光。

3. 权利要求2的器件，其中，所述第一偏振光栅包括第一周期性双折射图案，并且其中，所述第二偏振光栅包括相对于第一双折射图案被倒转的第二周期性双折射图案。

4. 权利要求3的器件，其中，所述第一偏振光栅包括具有第一周期性向列指向矢图案的聚合液晶层，并且其中，所述第二偏振光栅包括具有第二周期性向列指向矢图案的聚合液晶层，所述第二周期性向列指向矢图案相对于第一周期性向列指向矢图案具有相同的周期性且被全局地旋转约180度。

5. 权利要求1的器件，其中，所述第二偏振光栅被配置为改变第一和第二射束的传播方向以在液晶层处于第一状态时透射沿着与入射光的方向基本上平行的方向传播的光，并在液晶层处于第二状态时透射不沿着与入射光的方向基本上平行的方向传播的光。

6. 权利要求5的器件，其中，所述第一偏振光栅包括第一周期性双折射图案，并且其中，所述第二偏振光栅包括第二周期性双折射图案，该第二周期性双折射图案具有与第一周期性双折射图案相同的周期性和取向。

7. 权利要求1的器件，其中，所述液晶层的第二状态被配置为使第一和第二射束的各自的偏振反向。

8. 权利要求1的器件，还包括： 

角度滤波级，其被配置为接收从第二偏振光栅透射的输出光，其中，所述角度滤波级被配置为阻挡以大于期望角度的角度传播的输出光并朝着屏幕引导以小于所述期望角度的角度传播的输出光。

9. 权利要求8的器件，其中，所述角度滤波级包括被配置为允许来自第二偏振光栅的沿着基本上平行于入射光的方向传播的输出光从中穿过、但是阻挡来自第二偏振光栅的不沿着与入射光的方向基本上平行的方向传播的输出光的孔径光阑和至少一个透镜。

10. 权利要求8的器件，所述角度滤波级包括防窥膜，所述防窥膜被配置为允许来自第二偏振光栅的沿着基本上平行于入射光的方向传播的输出光从中穿过，但是阻挡来自第二偏振光栅的不沿着与入射光的方向基本上平行的方向传播的输出光。

11. 权利要求1的器件，其中，所述第一射束的偏振与第二射束的偏振正交。

12. 权利要求11的器件，其中，所述第一和第二射束是圆偏振的。

13. 权利要求12的器件，其中，所述入射光包括非偏振光，并且其中，所述第一偏振光栅被配置为衍射入射光以使得第一和第二射束分别包括可见光波长范围上的入射光的强度的大于约25%。

14. 权利要求13的器件，其中，所述第二偏振光栅被配置为衍射第一和第二射束以透射输出光，该输出光包括在约400nm至约700nm的可见光波长范围上的入射光的强度的大于约50%。