CN102591057A - 一种通用型高效液晶旋光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液晶显示技术，具体公开一种TN模式的高透过率、高旋光率、高速响应的通用型高效液晶旋光器件。该通用型高效液晶旋光器件包括两个或两个以上的液晶盒，相邻液晶盒之间叠合在一起，形成组合式的整体液晶盒。本发明通过将多个液晶盒叠加使用，单个液晶盒的盒厚较小，无需很高的驱动电压，同时也有助于缩短响应时间；整个器件盒厚较大，增大了整个器件的延迟量，有助于提高器件的线性度，最终改善了旋光性能；由此，本发明在保证旋光效率的前提下，可以提高器件响应速度，避免驱动电压过高。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示技术，尤其涉及一种通用型高效液晶旋光器件，更具体地来说是一种TN模式的高透过率、高旋光率、高速响应的液晶旋光器件。
背景技术
随着社会和技术的进步，光学系统越来越精密，越来越多的系统(如3D显示系统等)需要用到旋光型器件。所谓旋光，是指线偏振光通过某些物质时，其振动面将以光的传播方向为轴发生旋转的现象。假定线偏振光的相角等于π，y轴上的分量与x轴的分量呈线性关系，则线偏振的旋转角度W＝a*d，其中a为旋光率，d为旋光物质的长度。旋光型器件一般都是要求旋光90°，但是目前的光学器件的旋光效率普遍不高，其普通光学材料都是固定式。
为实现高旋光度，TN型液晶盒是一种不错的选择，它将上下两块制作有透明电极的玻璃，通过四周的胶框封接后，形成一个几微米厚的液晶盒，并在液晶盒中注入TN型液晶材料。在通过特定工艺处理的液晶盒中，TN型液晶的棒状分子平行地排列于上下电极之间，靠上电极的分子平行纸面排列，靠下电极的分子则垂直于纸面排列，在加入控制电压时则将使得上下电极之间的分子被逐步扭曲。因此TN型液晶盒不仅能实现旋光功能，而且可以通过驱动电压来控制器件的开关，由于不涉及机械控制，因而可以广泛应用于自动化设备、仪器等领域。但是对于单个液晶盒而言，要做到旋光效率很高的话，就必须增加盒厚(通常是在40μm以上)，由此存在相应速度慢和驱动电压过高的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种通用型高效液晶旋光器件，在保证旋光效率的前提下，可以提高器件响应速度，避免驱动电压过高。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：一种通用型高效液晶旋光器件，包括两个或两个以上的液晶盒，相邻液晶盒之间叠合在一起，形成组合式的整体液晶盒。
较优地，相邻液晶盒之间的叠加接触面通过胶水粘附在一起。
较优地，胶水的厚度小于或等于0.1mm。
较优地，包括两个独立的液晶盒，两个液晶盒叠合在一起。
较优地，两个液晶盒的扭曲方向相同，都是左旋或者右旋，并且两个液晶盒的扭曲角度都是40°～50°。
较优地，两个液晶盒相加的总扭曲角度为90°±10°。
较优地，每个液晶盒包括上玻璃基板、下玻璃基板和封装在所述上玻璃基板和所述下玻璃基板之间的液晶，所述上玻璃基板和所述下玻璃基板上靠近液晶的一侧分别设置有透明导电膜。
较优地，两个液晶盒中，第一液晶盒的下玻璃基板的摩擦方向与第二液晶盒的上玻璃基板的摩擦方向相同或者相反。
较优地，两个液晶盒的光学延迟量之和的范围为1000nm～1300nm和1600nm～2000nm两个范围之一。
较优地，每个液晶盒的液晶层盒厚为2μm～3μm。
与现有技术相比，本发明的的通用型液晶盒将多个液晶盒叠加使用：一方面，单个液晶盒的盒厚较小，无需很高的驱动电压，也有助于缩短响应时间；另一方面，几个液晶盒叠加以后的整个器件盒厚较大，增大了整个器件的延迟量，有助于提高器件的线性度，最终改善了旋光性能。这就表明，本发明的通用型高效液晶旋光器件，可以在保证旋光效率的前提下，可以提高器件响应速度，避免驱动电压过高。
附图说明
图1是本发明通用型高效液晶旋光器件一较优实施例的示意图。
具体实施方式
本发明通用型高效液晶旋光器件的核心思想是，将两个或两个以上的液晶盒叠叠加起来使用，以便在保证旋光效率的前提下，提高器件响应速度，避免驱动电压过高。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
参见图1，表示本发明通用型高效液晶旋光器件的较优实施例。该实施例提供了一种结构简单、色散小、旋光效率高、快速响应、驱动电压低的液晶旋光器件，该通用型高效液晶旋光器件由两个液晶盒叠加而成，其包括液晶盒01、粘附胶12、液晶盒02。这两个液晶盒01、02之间的叠加接触面通过粘附胶12粘附在一起，形成组合式的整体液晶盒，其中：
粘附胶12要求透明、稳定性好、耐热性好，厚度只要均匀即可(其厚度要求一般是＜＝0.1mm，但是也不一定)，材料包括UV胶、光学胶、热固胶等胶水。
两个液晶盒01、02的结构相同，它们的扭曲方向相同(都是左旋或者右旋)，并且两个液晶盒的扭曲角度都是40°～50°，两个液晶盒相加的总扭曲角度为90°±10°(通过控制单盒的扭曲角，就是为了让贴合后的总扭曲角＝90度；只有做到90度扭曲，然后延迟量在一定范围内，才会出现可见光波段光扭曲90度的情况；否则只是部分光扭曲90度，导致色散比较重)；两个液晶盒的光学延迟量之和的范围为1000nm～1300nm和1600nm～2000nm两个范围之一；每个液晶盒的液晶层盒厚为2μm～3μm。
上述两个液晶盒01、02中，每个液晶盒均包括上玻璃基板、下玻璃基板和封装在上玻璃基板和下玻璃基板之间的液晶，且上玻璃基板和下玻璃基板上靠近液晶的一侧分别设置有透明导电膜；具体而言：
液晶盒01自上而下包括上玻璃基板011、上导电膜012、液晶层013、密封胶014、下导电膜015、下玻璃基板016；
液晶盒02包括上玻璃基板021、上导电膜022、液晶层023、密封胶024、下导电膜025、下玻璃基板026。
上述两个液晶盒01、02中，第一液晶盒01的下玻璃基板016的摩擦方向与第二液晶盒02的上玻璃基板021的摩擦方向相同或者相反。
本实施例中，上玻璃基板、下玻璃基板与密封胶形成2个独立的液晶盒，其中分别灌注液晶层；而2个液晶盒在接触面粘附在一起，形成一个新的集成液晶盒。由此，在保证旋光效率的前提下，可以提高器件响应速度，避免驱动电压过高，今进一步分析说明如下。
根据扭曲液晶盒的Gooch-Tarry公式，白光入射液晶盒的透过率与延迟量Δn*d的关系曲线，基本规律是波长λ＝589nm延迟量Δn*d在470nm～480nm、1050nm～1150nm、1600～1800nm三个范围内，出射光的偏振度较高，并且延迟量越大线性度越好。由于液晶的Δn≤0.4，要做到线性度最好的1600～1800nm，盒厚必须做到40um以上。同时，驱动电压与盒厚成正比，响应时间与盒厚的平方成正比，如此大的盒厚，驱动电压比正常6um盒厚的TN盒高数倍，响应时间是普通TN盒的30倍以上。故目前一般的旋光器件都是采用Δn*d＝470nm～480nm，采用较大的Δn液晶，并将盒厚控制到2～4um，由此牺牲光学性能，以满足对相应时间的要求。
与此不同，本发明的上述实施例采用两个液晶盒叠加，能达到如下效果：一方面，单个液晶盒的盒厚较小，无需过高的驱动电压，有助于缩短响应时间；另一方面，几个液晶盒叠加以后的整个器件盒厚较大，增大了整个器件的延迟量，有助于提高器件的线性度，最终改善了旋光性能。
显然，本发明通用型高效液晶旋光器件也可以采取用多个液晶盒(优选为3～5液晶盒)叠加而成，其与普通器件相比，具有以下的优点：(1)旋光性能好；(2)响应速度快；(3)驱动电压低。
本发明的单个液晶盒与普通LCD结构相同，工艺不变，易于大批量生产；同时，整个旋光器件的旋光效率高，色散小；本发明得到的产品结构简单，成本较低，具有较好的市场前景。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种通用型高效液晶旋光器件，其特征在于，包括两个或两个以上的液晶盒，相邻液晶盒之间叠合在一起，形成组合式的整体液晶盒。
2.如权利要求1所述的通用型高效液晶旋光器件，其特征在于，相邻液晶盒之间的叠加接触面通过胶水粘附在一起。
3.如权利要求2所述的通用型高效液晶旋光器件，其特征在于，胶水的厚度小于或等于0.1mm。
4.如权利要求1所述的通用型高效液晶旋光器件，其特征在于，包括两个独立的液晶盒，两个液晶盒叠合在一起。
5.根据权利要求4所述的通用型高效液晶旋光器件，其特征在于，两个液晶盒的扭曲方向相同，都是左旋或者右旋，并且两个液晶盒的扭曲角度都是40°～50°。
6.根据权利要求5所述的通用型高效液晶旋光器件，其特征在于，两个液晶盒相加的总扭曲角度为90°±10°。
7.如权利要求4所述的通用型高效液晶旋光器件，其特征在于，每个液晶盒包括上玻璃基板、下玻璃基板和封装在所述上玻璃基板和所述下玻璃基板之间的液晶，所述上玻璃基板和所述下玻璃基板上靠近液晶的一侧分别设置有透明导电膜。
8.根据权利要求7所述的通用型高效液晶旋光器件，其特征在于，两个液晶盒中，第一液晶盒的下玻璃基板的摩擦方向与第二液晶盒的上玻璃基板的摩擦方向相同或者相反。
9.根据权利要求4所述的通用型高效液晶旋光器件，其特征在于，两个液晶盒的光学延迟量之和的范围为1000nm～1300nm和1600nm～2000nm两个范围之一。
10.根据权利要求4所述的通用型高效液晶旋光器件，其特征在于，每个液晶盒的液晶层盒厚为2μm～3μm。
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