CN104965372A - 一种基于pdlc的光导向器件及光电装置 - Google Patents

一种基于pdlc的光导向器件及光电装置 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种基于PDLC的光导向器件，该光导向器件中的PDLC为电压频率驱动型PDLC，该PDLC中的液晶微滴，在所施加的驱动电压的频率变化下，其光学折射率具有从异常光折射率n∥到寻常光折射率n⊥切换变换的能力，在所述PDLC的入光面或出光面中的至少一个表面中，设置一个嵌入层，使得所述嵌入层与PDLC的交界面上具有可以引起光线折射的斜面，当所施加驱动电压的频率变化时，让通过该嵌入层和PDLC层的光在交界面处产生折射角的变化，从而形成在至少两个不同传导方向上进行切换的能力。本发明同时提出了两种应用上述光导向装置制作而成的光电装置，丰富了该领域的应用。

Description

一种基于PDLC的光导向器件及光电装置
技术领域
本发明属于光控制领域，尤其是涉及一种利用PDLC实现光的导向器件，可应用于2D\3D显示，照明等技术领域。
背景技术
近年来，使用PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal；高分子分散型液晶)作为显示介质的显示面板和光闸(Optical shutter)的研究不断发展。
使用PDLC的显示面板，由于通过施加电场来切换光透过状态和光散射状态，所以在投影仪屏幕和数字标牌等领域备受瞩目。如图1A-1B所示，是PDLC在作为显示器时的原理示意图，该PDLC显示器包括：配备了第一驱动电极16的后基板14和配备了第二驱动电极17的前基板15。后基板14和前基板15以预定距离相对着隔开。聚合物基质11位于后基板14和前基板15之间，在聚合物基质11中向列相液晶分子微粒13分别排列在各个微液晶滴12中。当第一驱动电极16和第二驱动电极17之间不施加电压时，如图1A所示，由于微液晶滴12和聚合物基质11之间折射率的不同，入射光全部散射，从而实现光散射态。换句话说，如图1A所示，在第一驱动电极16和第二驱动17之间电场形成前，微液晶滴12里的液晶分子微粒13任意排列。因此，入射光经过聚合物基质11同时散射从而呈现光散射态。而当电源单元18在第一驱动电极16和第二驱动电极17之间施加电压，如图1B所示，微液晶滴12内部的液晶分子微粒13的长轴与电场E方向平行排列。这样入射光透过聚合物基质11从而实现透光态。
而在另一些应用中，PDLC可以作为光调控的媒质，利用PDLC具有双折射光学(Birefringent Optics)的特征，以通过施加电场强度的变换引起PDLC中的光折射率的变换，实现对光的调控。这种特性以在2D\3D切换装置中的应用为主。如图2所示，是US6,069,650专利所揭露一种利用传统液晶以作为2D\3D切换装置的原理示意图。该2D\3D切换装置主要为表面起浮型液晶柱状透镜数组组件(Surface Relief Based Liquid Crystal Lenticular Device)50，由上至下依次由上透明基材51、上ITO电极52、平凹透镜数组53、复数个液晶分子54、下ITO电极55与下透明基材56构成。其中，该平凹透镜数组53，具有光学折射率np；该复数个液晶分子54，为可由向列型液晶(Nematic LiquidCrystal)材料构成，具有双折射光学(Birefringent Optics)的特征，其寻常光折射率(Ordinary Refractive Index)为no、异常光折射率(Extraordinary RefractiveIndex)为ne，且具有no＝np、ne>np的关系。该上、下ITO电极层52、55，为如公知的液晶显示器中的透明电极层，且个别可装置有配向膜(AlignmentLayer)，为连接至电源V。
另外，该液晶柱状透镜数组组件50，为安装在液晶屏幕60的前面，该液晶屏幕60为可位于其CF(Color Filter)61上，显示2D或3D影像(图中未标示)；该2D或3D影像的光源，经过该液晶屏幕60最外层偏光片62的作用后，成为线性极化偏光的光源63，令其偏光方向为垂直于纸面。
当无外加电场下，即V＝OFF，该向列型液晶分子的排列，具有光轴垂直于纸面的特征。对于入射光63而言，因其光偏振方向与液晶分子光轴平行，为感受到异常光折射率ne。另外，当该入射光63穿过该平凹透镜数组53时，因ne>np之故，该入射光63则感受到凸透镜的作用，因此上述的光学特性适用于呈现3D影像的显示。另外，在外加电场下，即V＝ON，该向列型液晶分子的排列，具有光轴平躺于纸面、并垂直于该上、下ITO电极层52、55的特征，即平行于电场的方向(图中未标示)。对于入射光63而言，因其光偏振方向与液晶分子光轴垂直，为感受到寻常no。另外，当该入射光63穿过该平凹透镜数组53时，因no＝np的缘故，该入射光63不受该平凹透镜数组53的影响，直接穿透该平凹透镜数组53，因此上述的光学特性适用于呈现2D影像的显示。
上述应用中，普遍以对施加电压强度的调控，来实现对液晶分子排列的调控，从而达到所需的光学调控效果。近年来，对于PDLC受施加电压频率变化产生的影响，亦有报导。如黄子强等人在《PDLC薄膜电光特性研究》一文中，研究了PDLC薄膜在不同的驱动电压频率下的电光特性，指出了频率驱动法是继电压幅值驱动之外另一种驱动PDLC的方法。作为一种应用，在申请号为CN201410332212的中国公开专利申请中，揭示了一种以改变驱动电压频率来实现2D\3D切换的双频驱动PDLC柱状透镜数组(Dual-FrequencyDrovePolymer Dispersed Liquid Crystal Lenticular Device，DFD-PDLC)。该双频驱动PDLC柱状透镜数组通过将外部电压在定向排列频率fL(HomeotropicAlignment Frequency)和均向排列频率fH(Homogeneous Alignment Frequency)中进行切换，使得PDLC中的液晶分子的排列顺序在外加电场作用下，形成以短轴或长轴排列的变换，从而达到光调控的效果。相对于普通的表面起浮型液晶柱状透镜数组组件，该双频驱动PDLC柱状透镜数组具有更简单的结构和以及制作工序。
请参见图3，图3是该种PDLC的结构示意图。如图所示，该PDLC由复数个液晶微滴(LC Droplets)22e与聚合物材料(Polymer)22d构成。该复数个液晶微滴22e，均匀分布于该聚合物材料(Polymer)22d的内部，其微滴的大小可大于可见光的波长，或小于可见光的波长另外，每个液晶微滴22e，由复数个液晶分子22i构成。如图4所示，每个液晶分子22i，为杆状的结构，令其长轴沿Z轴分布、而短轴沿XY平面分布。该液晶分子22i所具有的光电效应，由入射光的偏振方向、光学折射率n与介电常数ε所决定。
一般地，对于入射光与液晶分子的光学作用，为依存于入射光电场偏振方向与液晶分子所具有的双折射特性。当入射光的电场偏振方向(图中未标示)，为平行于该液晶分子22i长轴方向时，该入射光的相位延迟由异常光折射率n||所决定；当入射光的电场偏振方向，为垂直于该液晶分子22i长轴方向时，该入射光的相位延迟，由寻常光折射率为n⊥所决定。另外，液晶分子为正单轴液晶时，具有n||>n⊥的关系。
另外，对于液晶分子的电气作用，则依存于驱动电压的振幅、频率与液晶分子所具有的介电质特性。如图5所示，为液晶分子介电常数ε||、ε⊥与驱动电压频率f响应的示意图。对于具有适当振幅的驱动电压，由改变驱动电压的频率f，可改变液晶分子长轴介电常数ε||、但不会影响液晶分子短轴介电常数ε⊥。因此对于电气的作用，液晶分子具有以下的关系：
当f＝fL<fc时，Δε>0；(1)
当f＝fH>fc时，Δε<0；(2)
当f＝fc时，Δε＝0；(3)
其中，Δε＝ε||-ε⊥。
图6所示，为液晶分子定向排列的示意图。当f＝fL<fc时，即Δε>0，该驱动电压所产生的电场，可旋转该液晶分子22i空间排列的方向，使该液晶分子22i的长轴沿电场的方向排列，称fL为定向排列频率(HomeotropicAlignment Frequency)。
当Δε<0时，该驱动电压的作用使该液晶分子22i的短轴，如图7所示，为沿电场的方向排列，称fH为均向排列频率(Homogeneous AlignmentFrequency)。
当Δε＝0时，该驱动电压，则失去对该液晶分子22i旋转的作用，称fc为交叉频率(Cross-Over Frequency)。
然而，对于以电压频率实现PDLC驱动的器件而言，目前已知的应用并不太多。因此，本发明旨在提出一种新的应用电压频率驱动PDLC的器件，以丰富该领域的应用。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于频率驱动型PDLC的光导向器件，该光导向器件能够形成在至少两个不同传导方向上进行切换的能力，从而获得控制光出射方向的能力。在2D\3D切换装置、多路照明领域具有十分广大的应用前景。
根结本发明的目的提出的一种基于PDLC的光导向器件，该光导向器件中的PDLC为电压频率驱动型PDLC，该PDLC中的液晶微滴在所施加的驱动电压的频率变化下，其光学折射率具有从异常光折射率n||到寻常光折射率n⊥切换变换的能力，在所述PDLC的入光面或出光面中的至少一个表面中，嵌入层嵌置一个嵌入层，所述嵌入层与所述PDLC的交界面上具有可以引起光线折射的斜面，当所施加驱动电压的频率变化时，让通过该嵌入层和PDLC层的光在交界面处产生折射角的变化，从而形成在至少两个不同传导方向上进行切换的能力。
优选的，所述嵌入层为聚合物棱镜层，该聚合物棱镜层通过将复数个周期排列的棱镜结构设置在与PDLC层的交界面上，形成具有可以引起光线折射的斜面的效果。
优选的，所述棱镜结构为三角状突起，该棱镜结构包含至少一个斜率不等于零的斜面。
优选的，所述棱镜结构为三角状突起，该棱镜结构的三角状突起的两个斜面中，包括一个与xy平面倾斜的斜面和与xy平面垂直的斜面，其中该与xy平面倾斜的斜面构成所述具有可以引起光线折射的斜面。
优选的，所述聚合物棱镜层的折射率与所述PDLC中的聚合物层的折射率相等，且同时与所述PDLC中的液晶微滴的异常光折射率n||相等，即np1＝np2＝n||＝np。
优选的，当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为n||时，所述PDLC的有效折射率neff＝np，入射光线从聚合物棱镜层进入PDLC时，在交界面上并未出现折射；当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为n⊥时，所述PDLC的有效折射率neff<np，入射光线从聚合物棱镜层以一定角度进入PDLC时，在交界面上出现折射，且具有入射角小于出射角的关系。
优选的，所述聚合物棱镜层的折射率np1与所述PDLC中的聚合物层的折射率np2相等，且同时与所述PDLC中的液晶微滴的寻常光折射率n⊥相等，即np1＝np2＝n⊥＝np。
优选的，当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为n⊥时，所述PDLC的有效折射率neff＝np，入射光线从聚合物棱镜层进入PDLC时，在交界面上并未出现折射；当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为n||时，所述PDLC的有效折射率neff>np，入射光线从聚合物棱镜层以一定角度进入PDLC时，在交界面上出现折射，且具有入射角大于出射角的关系。
优选的，所述PDLC与所述嵌入层形成光学折射可调层，所述光导向器件按出射光方向依次包括：上透明基材、上ITO电极层、光学折射可调层、下ITO电极层与下透明基材。
根据发明的目的提出的一种基于PDLC的光导向器件，按出射光方向依次包括：上透明基材、上ITO电极层、光学折射可调层、下ITO电极层与下透明基材，所述光学折射可调层包括PDLC与聚合物棱镜层，所述PDLC中的液晶微滴，在所施加的驱动电压的频率变化下，其光学折射率具有从异常光折射率n||到寻常光折射率n⊥切换变换的能力，所述聚合物棱镜层复合在所述PDLC的入光面或出光面中的至少一个表面中，该聚合物棱镜层通过将复数个周期排列的棱镜结构设置在与PDLC的交界面上，形成具有可以引起光线折射的斜面的效果，当所施加驱动电压的频率变化时，让通过该聚合物棱镜层和PDLC的光在交界面处产生折射角的变化，从而形成在至少两个不同传导方向上进行切换的能力。
优选的，所述棱镜结构为三角状突起，该棱镜结构包含至少一个斜率不等于零的斜面。
优选的，所述棱镜结构为三角状突起，该棱镜结构的三角状突起的两个斜面中，包括一个与xy平面倾斜的斜面和与xy平面垂直的斜面。
优选的，所述聚合物棱镜层的折射率与所述PDLC中的聚合物层的折射率相等，且同时与所述PDLC中的液晶微滴的异常光折射率n||相等，即np1＝np2＝n||＝np。
优选的，当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为n||时，所述PDLC的有效折射率neff＝np，入射光线从聚合物棱镜层进入PDLC时，在交界面上并未出现折射；当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为n⊥时，所述PDLC的有效折射率neff<np，入射光线从聚合物棱镜层以一定角度进入PDLC时，在交界面上出现折射，且具有入射角小于出射角的关系。
优选的，所述聚合物棱镜层的折射率np1与所述PDLC中的聚合物层的折射率np2相等，且同时与所述PDLC中的液晶微滴的寻常光折射率n⊥相等，即np1＝np2＝n⊥＝np。
优选的，当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为n⊥时，所述PDLC的有效折射率neff＝np，入射光线从聚合物棱镜层进入PDLC时，在交界面上并未出现折射；当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为n||时，所述PDLC的有效折射率neff>np，入射光线从聚合物棱镜层以一定角度进入PDLC时，在交界面上出现折射，且具有入射角大于出射角的关系。
优选的，所述上ITO电极层和下ITO电极层为透明的电极层，设置在所述上透明基材和下透明基材的内侧面上，且该上ITO电极层、下ITO电极层，与驱动电压V(f)连接，其中，f为该驱动电压的驱动频率。
本发明所提出的光导向器件，通过对驱动电压V(f)中的频率f的控制，使得V(f)具有对PDLC中液晶分子进行空间排列驱动的能力，进而让PDLC的光学折射率产生n||←→n⊥互相切换的能力，结合到具有表面斜率的棱镜结构，让入射光在整个光学折射可调层32内的传播方向在交界面处随频率变化而变化，达到控制光导向的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
如图1A-1B是现有的PDLC在作为显示器时的原理示意图。
图2是一种现有的PDLC作为2D\3D切换装置的原理示意图。
图3是一种现有的电压频率驱动型PDLC的结构示意图。
图4图3中PDLC中单个液晶分子的结构示意图。
图5是图4中液晶分子介电常数ε||、ε⊥与驱动电压频率f响应的示意图。
图6为液晶分子定向排列的示意图。
图7为液晶分子均向排列的示意图。
图8是本发明一较佳实施方式下的光导向器件示意图。
图9为图8中光学折射可调层的结构示意图。
图10为图9中棱镜结构的表面立体示意图。
图11为PDLC的有效折射率neff＝np时，光线在该光学折射可调层中的传播示意图。
图12为PDLC的有效折射率neff<np时，光线在该光学折射可调层中的传播示意图。
图13为PDLC的有效折射率neff>np时，光线在该光学折射可调层中的传播示意图。
具体实施方式
正如背景技术中所述，PDLC作为显示器以及光闸，在不同的应用领域得到了广泛的研究。然而，针对电压频率驱动型PDLC的应用，目前并不多见。因此能够利用PDLC受电压频率驱动的特性，设计一些新的装置，以丰富PDLC的应用领域，显得十分有意义。
本发明正是基于上述的电压频率驱动型PDLC，提出了一种光的导向器件。该光导向器件的发明主旨在于：对PDLC施加一个频率变化的驱动电压，该驱动电压的频率变化可以使得PDLC中的液晶微滴的光学折射率具有从异常光折射率n||到寻常光折射率n⊥之间切换的能力，在PDLC的入光面或出光面中的至少一个表面中，设置一个嵌入层，使得该嵌入层与PDLC的交界面上具有可以引起光线折射的斜面，当所施加驱动电压的频率变化时，让通过该嵌入层和PDLC层的光在交界面处产生折射角的变化，形成在至少两个不同传导方向上进行切换的能力，从而获得控制光出射方向的能力。在2D\3D切换装置、多路照明领域具有十分广大的应用前景。
下面将对本发明的技术方案做具体描述。
请参见图8，图8是本发明一较佳实施方式下的光导向器件示意图。如图所示，该光导向器件按出射光方向依次包括：上透明基材30、上ITO电极层31、光学折射可调层32、下ITO电极层33与下透明基材34。
其中，该上、下透明基材30、34，为可由透明玻璃或PET等材料构成；该上、下ITO电极层31、33，为透明的电极层，设置在该上、下透明基材30、34的内侧面上(所谓内侧面，为指靠近光学折射可调层32的面)。另外，该上、下ITO电极层31、33，与外部驱动电压V(f)连接，通过外部驱动电压V(f)产生电场(图中未标示)。其中，f为该外部电压的驱动频率。
该光学折射可调层32即为本发明的主要创新点，正如上文中所述，该光学折射可调层32利用频率驱动型PDLC进行光学折射率的变化，使得光线在该光学折射可调层32内部传播时，发生不同角度的折射，实现光导向功能。
请参见图9，该光学折射可调层32具体包括PDLC层32a和复合在该PDLC层一侧的聚合物棱镜层32b。其中，聚合物棱镜层32b即为上文中所述的嵌入层，该聚合物棱镜层32b通过将复数个周期排列的棱镜结构32c设置在与PDLC层32a的交界面上，形成具有可以引起光线折射的斜面的效果。这些棱镜结构32c包括至少一个斜率不等于零的斜面，使得该棱镜结构32c表现为图标中所示的三角状突起。在优选的一种方式中，该棱镜结构32c的三角状突起的两个斜面中，包括一个与xy平面倾斜的斜面32f和与xy平面垂直的斜面32g(如图10所示)，其中与xy平面倾斜的斜面32f构成具有可以引起光线折射的斜面，而与xy平面垂直的斜面32g则对光线的折射不产生明显的作用。当该聚合物棱镜层32b复合到PDLC层32a之后，由于棱镜结构32c的存在，使得该PDLC层对应交界面的一侧同时具有与该棱镜结构32c相互补的凹凸结构，因而其总的效果是使得该光学折射可调层32的上下两个表面相互平行且都垂直于z轴。如图8所示的实施方式中，该聚合物棱镜层32b设置在PDLC层32a的入光面侧，即光线首先进入聚合物棱镜层32b，然后折射进入PDLC层32a。然而，当聚合物棱镜层32b设置在PDLC层32a的出光面侧时，同样也可以达到本发明所主张的技术效果。作为本领域技术人员，也应当理解两者的原理实质上一致。
PDLC层32a由复数个液晶微滴(LC Droplets)32e和聚合物材料层(Polymer)32d构成。该复数个液晶微滴32e，为均匀分布于该聚合物材料层32d的内部，其微滴的大小可大于可见光的波长，或小于可见光的波长。每个液晶微滴32e内部，包括复数个如图4所示的液晶分子22i，这些液晶分子22i为杆状的结构。同样的，这些液晶分子22i的光电特性表现为双折射的特性。当入射光的电场偏振方向(图中未标示)，为平行于该液晶分子22i长轴方向时，该入射光的相位延迟由异常光折射率n||所决定；当入射光的电场偏振方向，为垂直于该液晶分子22i长轴方向时，该入射光的相位延迟，由寻常光折射率为n⊥所决定。并且液晶分子为正单轴液晶时，具有n||>n⊥的关系。
令聚合物材料层32d的折射率np1和聚合物棱镜层32b的折射率np2具有如下的关系：np1＝np2＝np，且令np＝n||。此时，当f＝fL<fc时，即Δε>0，该驱动电压所产生的电场，可旋转该液晶分子22i空间排列的方向，使该液晶分子22i的长轴沿电场的方向排列，液晶微滴32e的折射率表现为n||时，则整个PDLC层32a的有效折射率neff＝np，此处有效折射率neff是把整个PDLC层32a看做一层媒质时等效出来的总体折射率。请参见图11，入射光线从聚合物棱镜层32b进入PDLC层32a时，在交界面上并未出现折射，即光线在整个光学折射可调层32内部的传播方向并未发生改变。
而当f＝fH>fc时，即Δε<0，该驱动电压所产生的电场，可旋转该液晶分子22i空间排列的方向，使该液晶分子22i的短轴沿电场的方向排列，液晶微滴32e的折射率表现为n⊥时，则整个PDLC层32a的有效折射率neff<np。请参见图12，此时，入射光线从聚合物棱镜层32b以一定角度进入PDLC层32a时，在交界面上出现折射，即光线在整个光学折射可调层32内部的传播方向发生改变，且相对于斜面32f的法线而言，具有入射角小于出射角的关系。
同理，如果令np＝n⊥，则在f＝fH>fc时，整个PDLC层32a的有效折射率neff>np，请参见图13，此时光线在交界面上出现的折射现象使得相对于斜面32f的法线而言，具有入射角大于出射角的关系。
上述两种情况是在聚合物材料层32d和聚合物棱镜层32b材质相同的情况下，这种方式有利于整个光学折射可调层32的制作。当然，作为本发明的发明主旨，即使聚合物材料层32d和聚合物棱镜层32b的材质不同，即np1≠np2的情况下，也同样具有光线导向调控的效果。此时，当PDLC层32a中的液晶微滴32e的折射率在n||或n⊥中切换时，光线从聚合物棱镜层32b入射到PDLC层32a的过程中，在交界面上的折射角出现由大到小或由小到大的变换。对于本领域技术人员来说，在获知本发明主旨的情况下，上述的具体方案，是可以通过简单的变化就能得到的，此处不再赘述。
因此，对于本发明的光导向器件而言，通过对驱动电压V(f)中的频率f的控制，使得V(f)具有对PDLC中液晶分子进行空间排列驱动的能力，进而让PDLC的光学折射率产生n||←→n⊥互相切换的能力，结合到具有表面斜率的棱镜结构，让入射光在整个光学折射可调层32内的传播方向在交界面处随频率变化而变化，达到控制光导向的目的。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种基于PDLC的光导向器件，该光导向器件中的PDLC为电压频率驱动型PDLC，该PDLC中的液晶微滴在所施加的驱动电压的频率变化下，其光学折射率具有从异常光折射率n‖到寻常光折射率n⊥切换变换的能力，其特征在于：在所述PDLC的入光侧或出光侧中的至少一侧上嵌置一个嵌入层，所述嵌入层与所述PDLC的交界面形成具有可以引起光线折射的斜面，当所施加驱动电压的频率变化时，让通过该嵌入层和PDLC层的光在交界面处产生折射角的变化，从而形成在至少两个不同传导方向上进行切换的能力。
2.如权利要求1所述的光导向器件，其特征在于：所述嵌入层为聚合物棱镜层，该聚合物棱镜层通过将复数个周期排列的棱镜结构设置在与PDLC的交界面上，形成所述具有可以引起光线折射的斜面。
3.如权利要求2所述的光导向器件，其特征在于：所述棱镜结构为三角状突起，该棱镜结构包含至少一个斜率不等于零的斜面。
4.如权利要求2所述的光导向器件，其特征在于：所述棱镜结构为三角状突起，该棱镜结构的三角状突起的两个斜面中，包括一个与xy平面倾斜的斜面和与xy平面垂直的斜面，其中该与xy平面倾斜的斜面构成所述具有可以引起光线折射的斜面。
5.如权利要求2所述的光导向器件，其特征在于：所述聚合物棱镜层的折射率与所述PDLC中的聚合物层的折射率相等，且同时与所述PDLC中的液晶微滴的异常光折射率n‖相等，即np1＝np2＝n‖＝np。
6.如权利要求5所述的光导向器件，其特征在于：当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为n‖时，所述PDLC的有效折射率neff＝np，入射光线从聚合物棱镜层进入PDLC时，在交界面上并未出现折射；当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为n⊥时，所述PDLC的有效折射率neff<np，入射光线从聚合物棱镜层以一定角度进入PDLC时，在交界面上出现折射，且具有入射角小于出射角的关系。
7.如权利要求2所述的光导向器件，其特征在于：所述聚合物棱镜层的折射率np1与所述PDLC中的聚合物层的折射率np2相等，且同时与所述PDLC中的液晶微滴的寻常光折射率n⊥相等，即np1＝np2＝n⊥＝np。
8.如权利要求7所述的光导向器件，其特征在于：当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为n⊥时，所述PDLC的有效折射率neff＝np，入射光线从聚合物棱镜层进入PDLC时，在交界面上并未出现折射；当驱动电压的频率使得所述液晶微滴的折射率表现为n‖时，所述PDLC的有效折射率neff>np，入射光线从聚合物棱镜层以一定角度进入PDLC时，在交界面上出现折射，且具有入射角大于出射角的关系。
9.如权利要求1所述的光导向器件，其特征在于：所述PDLC与所述嵌入层形成光学折射可调层，所述光导向器件按入射光到出射光方向依次还包括：上透明基材、上ITO电极层、光学折射可调层、下ITO电极层与下透明基材。
10.一种基于PDLC的光导向器件，其特征在于：按出射光方向依次包括：上透明基材、上ITO电极层、光学折射可调层、下ITO电极层与下透明基材，所述光学折射可调层包括PDLC与聚合物棱镜层，所述PDLC中的液晶微滴，在所施加的驱动电压的频率变化下，其光学折射率具有从异常光折射率n‖到寻常光折射率n⊥切换变换的能力，所述聚合物棱镜层复合在所述PDLC的入光面或出光面中的至少一个表面中，该聚合物棱镜层通过将复数个周期排列的棱镜结构设置在与PDLC的交界面上，形成具有可以引起光线折射的斜面的效果，当所施加驱动电压的频率变化时，让通过该聚合物棱镜层和PDLC的光在交界面处产生折射角的变化，从而形成在至少两个不同传导方向上进行切换的能力。
11.如权利要求10所述的光导向器件，其特征在于：所述上ITO电极层和下ITO电极层为透明的电极层，设置在所述上透明基材和下透明基材的内侧面上，且该上ITO电极层、下ITO电极层，与驱动电压V(f)连接，其中，f为该驱动电压的驱动频率。
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