CN114859583B - 一种液晶光驱动显示样品性能优化的装置及光调整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液晶光驱动显示样品性能优化的装置及光调整方法，无需电驱动液晶显示必备的导电层的光驱动模式下液晶光驱动显示样品件结构，其采用将光敏分子取向层与非光敏取向层相结合的方式制备成液晶显示结构；一种取向材料是光惰性的并且在一个基底上保持原取向方向不变；另一个基底其取向层为光敏感的。本发明的装置是基于探测光探测的同时，附加以同路同向可以优化光强度及调控光工作时间占空比的可调控辐照光来实现光驱动液晶光驱动显示样品件光驱动的同步探测和光改写的驱动光控制装置；本发明仅仅通过对驱动光光强度及光调控工作时间占空比的调控优化，实现了光驱动液晶光驱动显示样品光信息改写速度的提升。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一套具备光驱动模式下液晶显示器响应性能优化的驱动光控制功能同时具备光响应性能精确测量探测性能的综合装置以及在此装置的精确测量功能和驱动光可调控功能的辅助下的一种针对光驱动模式下液晶显示器性能优化的驱动光的光调整方法。
背景技术
光驱动液晶光驱动显示样品是利用反射环境光作为显示光源的节能型显示器件，显示过程没有任何耗电部件，是真正的绿色环保型显示技术。现阶段该技术在整体设计方案上已有了系统化的初步研究，证实了该技术方案的可行性，但其距离实用化应用仍有一些瓶颈需突破。目前的显示器件若想得到较好的对比度效果，所需驱动光辐照时间较长造成曝光量较高。这样不仅会引入过多的功耗及辐照危害，而且材料需要较高的曝光量造成光驱动所需的光源功率较高，光写入系统体积繁杂，严重地限制了其使用的便携性和低成本性，严重阻碍了其应用步伐。只有明显改善上述不足之处，此项新技术才会得以全面开发应用。此外，光响应时间的精确测量直接影响着该光调控技术的发展，只有精确判读出响应时间与驱动光作用时间的精确关系，才可以有针对性地实现响应性能的提升。因此有必要从精确检测装置以及响应速度的提升技术瓶颈进行技术突破，从而促进该光驱显示技术应用于光可打印电子纸。
影响光驱液晶显示效果的主要因素是液晶对驱动光响应的时间，所谓液晶的响应时间是指液晶显示装置各个像素点对输入光信号反应的速度，即像素由暗转亮或由亮转暗所需要的时间；光驱动模式下液晶显示原理是驱动光照射液晶分子，使液晶分子发生扭转或回复。因此，器件对驱动光的反应时间越短则其作为光打印纸应用时的打印速度会更快，才会更贴近打印纸的可打印性功能。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种针对光驱动模式下液晶光驱动显示样品性能优化的调整方法。可针对光驱动液晶显示装置，将优化目标从电压更改为辐照光，通过对驱动光的调控优化来实现液晶的快速响应。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种针对光驱动模式下液晶光驱动显示样品性能优化的调控装置，包括依次设置形成光路的探测光源、驱动光源、偏振片、液晶光驱动显示样品、偏振片、反射镜、滤波片、第一探测器，还包括第二探测器、示波器；所述驱动光源、反射镜均具有中空孔，用于使所述探测光源穿过，所述第一探测器用于监测所述探测光源透过所述液晶光驱动显示样品的透过率变化信号，所述第二探测器用于监测所述反射镜所反射的所述驱动光源的光信号，所述示波器用于接收所述第一探测器、第二探测器的检测信号，处理两者的同步信号数据得出所述液晶光驱动显示样品光作用后的开和关响应时间。
进一步地，所述滤波片为探测光波段的窄带通滤波片，用于滤除所述驱动光源的辐照光。
进一步地，所述反射镜为45度设置，用于将驱动光源的光源反射至所述第二探测器。
进一步地，所述液晶光驱动显示样品设置于一旋转机构上产生旋转。
本发明实施例提供了一种针对光驱动模式下液晶光驱动显示样品性能优化的光调整方法，包括以下步骤：
S1：将液晶光驱动显示样品设置于两片偏振片之间，所述两片偏振片偏振方向相互垂直且固定不变，所述液晶光驱动显示样品的前、后玻璃基板上分别旋涂光敏取向分子层和非光敏取向层，所述前、后玻璃基板之间灌满液晶；
S2：在所述光敏取向分子层前设置驱动光源形成光路，用于使光敏分子发生旋转，拖动液晶分子随之转动，使所述液晶分子产生开关响应；
S3：所述驱动光源调控辐射光强度梯度变化和时间变化参量。
进一步地，所述调控辐射光强度梯度变化的方法包括梯度上升，梯度下降，交错梯度上升和交错梯度下降；在所述调控辐射光强度梯度变化的同时，改变辐射光强变化区间占比液晶器件响应时间的比率关系。
进一步地，所述改变辐射光强变化区间占比液晶器件响应时间的比率关系包括辐射光强变化时间小于、等于和大于液晶响应时间。
进一步地，还包括将所述液晶光驱动显示样品设置于一旋转机构上产生旋转。
更进一步地，还包括在所述光敏取向分子层前设置探测光源，在所述非光敏取向层后依次设置滤波片、探测器，所述探测器负责监测所述探测光源透过显示样品的透过率，所述滤波片用于滤除所述驱动光源的辐照光，所述探测器将经过所述液晶光驱动显示样品的光信号转变成电信号，处理数据得出显示器的开和关响应时间。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明优化光强度及调控光工作时间占空比的可调控辐照光来实现光驱动液晶光驱动显示样品件光信息驱动的同步光探测和光改写的光驱动控制装置，针对驱动光的工作状态，利用程序控制驱动光的辐照时长、辐照强度调控等主要参量，最终通过对驱动光的调控优化实现光驱动液晶显示装置的液晶快速响应效果。本发明提出了一种无需更改任何液晶器件结构及相关材料的情形上，仅仅通过改变单、双向梯度光强及调控光强时间占总调控时间的比例的方法，实现了光驱动液晶光驱动显示样品光信息改写速度的提升。
附图说明
图1是液晶光驱动显示样品的制备流程；
图2是液晶光驱动显示器件结构和工作原理；
图3是液晶光驱动显示器件的光驱动控制亮暗态转换曲线示意图；
图4是本发明光路结构的示意图；
图5是精确响应时间起点流程图
图6是响应区间内辐射光恒定的辐照方式的示意图；
图7是在响应区间内辐射光梯度变化调整的调控方式示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
由于影响光驱液晶显示效果的主要因素是液晶对驱动光响应的时间，所谓液晶的响应时间是指液晶显示装置各个像素点对输入光信号反应的速度，即像素由暗转亮或由亮转暗所需要的时间；光驱动模式下液晶显示原理是驱动光照射液晶分子，使液晶分子发生扭转或回复。因此，器件对驱动光的反应时间越短则其作为光打印纸应用时的打印速度会更快，才会更贴近打印纸的可打印性功能。
本发明实施例的一种针对光驱动模式下液晶光驱动显示样品性能优化的调控装置，是可以实现光驱液晶显示器件光响应性能的同步探测和光改写的驱动光实时可调控的装置；且具备对驱动光开启和关闭时间点的精确检测，可以实现液晶样品响应曲线起点的精确确定功能的装置；基于探测光探测的同时，附加以同路同向且与液晶器件响应性能测试的探测光互不影响的、同时具备驱动光的光强度及调控光工作时间占空比可调控的辐照光可调控功能的装置；
如图4，在本实施例中，探测光与驱动光实时工作的双光路设计；探测光源、（带中空孔可通过探测光的）驱动光源、偏振片、液晶光驱动显示样品、偏振片、所述45度反射镜用于反射部分所述驱动光源、滤波片、主要负责对探测光波段响应的探测器；与探测光路错开的支路中主要负责对驱动光波段响应的探测器；依次设置形成对透过液晶显示样品的探测光强度的探测以及对驱动光起止作用点的实时探测。
所述非光敏取向层前设置驱动光源、探测光源、偏振片，在所述非光敏取向层后依次设置45度反射镜、滤波片、偏振片、主要负责对探测光波段响应的探测器；依次设置形成对透过液晶显示样品的探测光强度的探测。
在探测光主路的支路上另设一个主要负责对驱动光波段响应的探测器，目的是为了探测驱动光源的开启和关闭信号以判定光强曲线中驱动光作用的起止点以便来精确检测液晶器件真正的光作用后的响应时间。
滤波片用于滤除所述驱动光源的辐照光，所述驱动光探测器在与主路成一定角度的支路负责实时监测驱动光源的光信号。
探测器，主要负责对驱动光波段响应的探测器，将探测驱动光源的开启和关闭点以精确确定驱动光的作用时间区间；主要对探测光波段响应的探测器将经过所述液晶显示器的光信号转变成电信号，处理数据得出显示器的开和关响应时间。
在本实施例中，在基于探测光探测的同时，附加以同路同向且与液晶器件响应性能测试的探测光互不影响的、同时具备驱动光的光强度及调控光工作时间占空比可调控的辐照光可调控功能的装置。本实施的主要构成包括探测光源、（带中空孔可通过探测光的）驱动光源、偏振片、液晶光驱动显示样品、偏振片、用于反射部分所述驱动光源的45度反射镜、滤波片、主要负责对探测光波段响应的第一探测器；与探测光路错开的支路中主要负责对驱动光波段响应的第二探测器，上述构成依次设置形成对透过液晶显示样品的探测光强度的探测以及对驱动光起止作用点的实时探测。
本发明实施例的一种针对光驱动模式下液晶光驱动显示样品性能优化的调整方法通过以下步骤进行实施。
步骤1) 液晶光驱动显示样品（液晶光驱动显示样品）的制备，纯玻璃经清洗烘干后，用匀胶机以一定转速旋涂光敏层取向材料，烘干后备用，另一片洁净玻璃则旋涂非光敏层取向材料，烘干后，将两片玻璃基板用干喷设备压制成盒，在制备好的空盒中灌满液晶，再用胶封盒，最后将光敏层取向材料那一面朝向驱动光源，照射一定时长，给予液晶样品初始取向方向，如图1、图2、图3所示。
步骤2）将液晶光驱动显示样品放置在光路中，如图4所示，探测光源、驱动光源、偏振片、液晶光驱动显示样品、偏振片、滤波片、探测器依次设置形成光路。将液晶光驱动显示样品通过电机的带动转动，两条光路同时工作，驱动光负责使液晶的偏振方向发生变化，即驱动光仅仅偏振方向发生变化，光强固定不变，如图5所示；从而使光敏分子发生旋转，拖动液晶分子随之转动。
步骤3）在液晶盒转动过程中，改写主路的探测光源负责监测透过显示样品的透过率；光电探测器将经过液晶样品的光信号转变成电信号，处理数据得出显示器的开和关响应时间。另一条支路将以探测到驱动光源开启为信号，确定液晶样品响应的起点。
步骤4）如图6所示，调控辐射光强度梯度变化和时间变化参量，其中改变辐射光强梯度变化方式，主要包括但不局限于：梯度上升，梯度下降，交错梯度上升和交错梯度下降；在强度梯度变化的同时，改变辐射光强变化区间占比液晶器件响应时间的比率关系，主要包括但不局限于：辐射光强变化时间小于，等于和大于样品响应时间。在调控辐照光的驱动光下，光敏层材料作用驱使液晶分子发生不同程度的偏转，如步骤3所述，获得显示器件在亮暗态之间的快速切换时间。
步骤5）经过光响应性能测试分析，相比较驱动光恒定条件下液晶光驱动显示样品的响应时间，经实验验证发现，经驱动光调控优化后的液晶光驱动显示样品，其开关态间切换的响应效果确实实现了提升。对比恒定辐照光的条件，不同调控时间占空比的单、双向梯度变化光强的调控方法均实现了光驱动液晶器件光信息改写速度的提升；且调控时间占空比相同时，对提升器件响应速度效果而言，双向梯度变化的优化方法效果与单向梯度变化优化效果相当；当光强梯度调控相同时，当调控占空比小于总调控时间时，其光擦写优化效果最佳，其响应速度提升可达近20%。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种针对光驱动模式下液晶显示器性能优化的光调整方法，其特征在于，使用针对光驱动模式下液晶光驱动显示样品性能优化的调控装置实施以下步骤：
使用的所述调控装置包括：依次设置形成光路的探测光源、驱动光源、偏振片、液晶光驱动显示样品、偏振片、反射镜、滤波片、第一探测器，还包括第二探测器、示波器；所述驱动光源、反射镜均具有中空孔，用于使所述探测光源穿过，所述第一探测器用于监测所述探测光源透过所述液晶光驱动显示样品的透过率变化信号，所述反射镜为45度设置，用于将驱动光源的光源反射至所述第二探测器，所述第二探测器用于监测所述反射镜所反射的所述驱动光源的光信号，所述示波器用于接收所述第一探测器、第二探测器的检测信号，处理两者的同步信号数据得出所述液晶光驱动显示样品光作用后的开和关响应时间，所述驱动光源通过改变单、双向梯度光强及调控光强时间占总调控时间的比例的方法，实现光驱动液晶光驱动显示样品光信息改写速度的提升；所述滤波片为探测光波段的窄带通滤波片，用于滤除所述驱动光源的辐照光；所述液晶光驱动显示样品设置于一旋转机构上产生旋转，用于改写所述液晶光驱动显示样品的透过率；
S1：将液晶光驱动显示样品设置于两片偏振片之间，所述两片偏振片偏振方向相互垂直且固定不变，所述液晶光驱动显示样品的前、后玻璃基板上分别旋涂光敏取向分子层和非光敏取向层，所述前、后玻璃基板之间灌满液晶，使用胶封盒，将光敏层取向材料的一面朝向所述驱动光源，通过照射给予液晶样品初始取向方向；
S2：在所述光敏取向分子层前设置驱动光源形成光路，用于使光敏分子发生旋转，拖动液晶分子随之转动，使所述液晶分子产生开关响应；所述液晶光驱动显示样品设置于一旋转机构上产生旋转，所述探测光源、驱动光源同时工作，用于改写所述液晶光驱动显示样品的透过率；
S3：所述驱动光源调控辐射光强度梯度变化和时间变化参量，所述调控辐射光强度梯度变化的方法包括梯度上升，梯度下降，交错梯度上升和交错梯度下降；在所述调控辐射光强度梯度变化的同时，改变辐射光强变化区间占比液晶器件响应时间的比率关系，包括辐射光强变化时间小于、等于和大于液晶响应时间。
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