RU2226708C2 - Жидкокристаллический дисплей с отражающим поляризатором - Google Patents
Жидкокристаллический дисплей с отражающим поляризатором Download PDFInfo
- Publication number
- RU2226708C2 RU2226708C2 RU2001125727/28A RU2001125727A RU2226708C2 RU 2226708 C2 RU2226708 C2 RU 2226708C2 RU 2001125727/28 A RU2001125727/28 A RU 2001125727/28A RU 2001125727 A RU2001125727 A RU 2001125727A RU 2226708 C2 RU2226708 C2 RU 2226708C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- display
- polarizer
- display according
- layer
- multilayer structure
- Prior art date
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 6
- 239000004976 Lyotropic liquid crystal Substances 0.000 claims description 3
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 claims description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 abstract description 10
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 61
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- YMEPVPIIHONYLV-UHFFFAOYSA-N bisbenzimidazo[2,1-b:1',2'-j]benzo[lmn][3,8]phenanthroline-6,9-dione Chemical compound C1=CC=C2N(C(C3=CC=C4C(N5C6=CC=CC=C6N=C5C=5C=CC6=C3C4=5)=O)=O)C6=NC2=C1 YMEPVPIIHONYLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- YLYJXNTZVUEFJZ-UHFFFAOYSA-N 3beta-Acetoxy-4alpha-methylergosta-8,24(28)-dien Natural products C1=CC(OC)=CC=C1C1=COC2=CC(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)=C(OC)C=C2C1=O YLYJXNTZVUEFJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- UHOKSCJSTAHBSO-UHFFFAOYSA-N indanthrone blue Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=C4NC5=C6C(=O)C7=CC=CC=C7C(=O)C6=CC=C5NC4=C3C(=O)C2=C1 UHOKSCJSTAHBSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000001044 red dye Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- NRCMAYZCPIVABH-UHFFFAOYSA-N Quinacridone Chemical compound N1C2=CC=CC=C2C(=O)C2=C1C=C1C(=O)C3=CC=CC=C3NC1=C2 NRCMAYZCPIVABH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910001422 barium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical group 0.000 description 1
- OLAPPGSPBNVTRF-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid Chemical compound C1=CC(C(O)=O)=C2C(C(=O)O)=CC=C(C(O)=O)C2=C1C(O)=O OLAPPGSPBNVTRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- FVDOBFPYBSDRKH-UHFFFAOYSA-N perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic acid Chemical compound C=12C3=CC=C(C(O)=O)C2=C(C(O)=O)C=CC=1C1=CC=C(C(O)=O)C2=C1C3=CC=C2C(=O)O FVDOBFPYBSDRKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- BMZAOXGPXCPSTH-UHFFFAOYSA-N vatred14 Chemical compound C12=NC3=CC=CC=C3N2C(=O)C2=CC=C3C4=C2C1=CC=C4C(=O)N1C2=CC=CC=C2N=C13.C1=CC=C2N(C(C3=CC=C4C(N5C6=CC=CC=C6N=C5C=5C=CC6=C3C4=5)=O)=O)C6=NC2=C1 BMZAOXGPXCPSTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133528—Polarisers
- G02F1/133536—Reflective polarizers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
- C09K19/60—Pleochroic dyes
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
- G02B5/3033—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
- G02B5/3041—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks
- G02B5/305—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks including organic materials, e.g. polymeric layers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам отображения информации. Жидкокристаллический дисплей содержит переднюю и заднюю панели с электродами и поляризаторами и слоем жидкого кристалла между ними. При этом поляризатор задней панели является отражающим поляризатором, по крайней мере, в одной области спектра и содержит, по крайней мере, один элемент, представляющий собой многослойную структуру. Многослойная структура содержит, по крайней мере, два анизотропных слоя, разделенных промежуточным слоем, оптически прозрачным в указанной спектральной области, причем соотношение показателей преломления и толщин указанных слоев многослойной структуры выбрано из условия обеспечения экстремума для отношения прошедшей и отраженной поляризации в указанной области спектра. Жидкокристаллический дисплей по заявленному изобретению имеет яркий, насыщенный цвет, высокий контраст и широкий угол обзора. Техническим результатом изобретения является увеличение яркости дисплея, получение в изображении спектрально чистых цветов, возможность формирования в цветном изображение белой, черной и цветной компонент, что позволяет усилить контраст и насыщенность изображения, а также увеличение угла обзора изображения на дисплее. 13 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам отображения информации, в частности к жидкокристаллическим (ЖК) дисплеям и может быть использовано в средствах индикаторной техники различного назначения.
Известны ЖК-дисплеи, выполненные в виде плоской кюветы, образованной двумя параллельными стеклянными пластинами, на внутренних поверхностях которых нанесены электроды из оптически прозрачного электропроводящего материала и ориентирующие слои. После сборки кюветы ее заполняют жидким кристаллом, который образует слой толщиной 5-20 мкм, являющийся активной средой, изменяющей свои оптические свойства (угол вращения плоскости поляризации) под действием электрического поля. Изменение оптических свойств регистрируется в скрещенных поляризаторах, которые обычно наклеиваются на внешние поверхности кюветы. При этом участки дисплея, на электроды которых не наложено напряжение, пропускают свет и выглядят светлыми, а участки дисплея под напряжением выглядят как темные области [Л.К.Вистинь. ЖВХО, 1983, том XXVII, вып. 2, с.141-148].
В отражающих дисплеях, позади ЖК ячейки размещается зеркало или отражатель, при этом падающий свет дважды проходит через ЖК ячейку. Формирование изображение происходит аналогично пропускающим дисплеям [Pochi Yeh, Claire Gu, Optics of liquid Crystal Displays, N. - Y., 1999, p.p.233-237].
Основными недостатком традиционных дисплеев является малый угол обзора, так как многослойная конструкция ЖК дисплея эффективно управляется потоком света, распространяющимся к лицевой поверхности дисплея только в пределах ограниченного телесного угла. В качестве поляризаторов в таких дисплеях обычно используют поглощающие поляризаторы на основе полимера, например поливинилового спирта, обладающие оптической анизотропией, получаемой путем одноосного растяжения пленки из этого полимера [US 5007942, 1991] и последующей окраской пленки в парах йода или в органическом красителе. При этом эллипсоиды угловой зависимости действительной и мнимой частей показателя преломления поляризатора имеют вытянутую (игольчатую) форму.
К недостаткам устройств такого типа можно отнести также относительно низкую яркость, контраст изображения и достаточно высокое энергопотребление, что обусловлено большим числом поглощающих слоев.
Цветные дисплеи обычно имеют аналогичную конструкцию, в которой используют цветные фильтры. Каждый пиксель цветного изображения формируется путем смешения трех базовых цветов (красный, синий, зеленый) в соответствующем соотношении [Nikkei Electronics, 1983, 5-23, p.p.102-103]. Использование поглощающих фильтров приводит к дополнительным потерям света в приборе и, как следствие, увеличению энергопотребления.
Известны ЖК дисплеи, в которых слой поляризатора получают из ориентированных надмолекулярных комплексов дихроичного красителя. Такие поляризаторы имеют достаточно высокие оптические характеристики и малую толщину, что позволяет размещать их внутри дисплея. Это упрощает конструкцию и повышает надежность дисплея, кроме того, особенности технологии получения таких слоев позволяют совмещать в одном слое несколько функций (например, функцию поляризатора и ориентирующего ЖК слоя) [RU 2120651, 15.04.96].
В заявке РСТ WO 99/31535 описывается ЖК индикаторный элемент, включающий поляризатор, содержащий двулучепреломляющий анизотропно поглощающий слой, который имеет показатель преломления, возрастающий с увеличением длины волны поляризуемого света. В частности, такой поляризатор может быть получен из ЛЖК дихроичного красителя и иметь толщину, при которой реализуется интерференционный экстремум, по крайней мере, с одной стороны поляризатора. В том числе в этой заявке описывается и отражающий поляризатор.
К недостаткам использования таких поляризаторов для цветных дисплеев можно отнести отражение ими света в широком спектральном диапазоне, что приводит к смазанности цветов. Кроме того, дальнейшее развитие дисплейной техники требует более высоких оптических характеристик от поляризующих элементов и, в частности, увеличения угла обзора, при котором происходит эффективное преобразование света.
Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение яркости дисплея, получение в изображении спектрально чистых цветов, возможность формирования в цветном изображение белой, черной и цветной компонент, что позволяет усилить контраст и насыщенность изображения, а также увеличение угла обзора изображения на дисплее.
Технический результат достигается тем, что жидкокристаллический дисплей содержит переднюю и заднюю панели с электродами и поляризаторами и слоем жидкого кристалла между ними. При этом поляризатор задней панели является отражающим поляризатором, по крайней мере, в одной области спектра и содержит, по крайней мере, один элемент, представляющий собой многослойную структуру. Многослойная структура содержит, по крайней мере, два анизотропных слоя, разделенных, по крайней мере, одним промежуточным слоем, оптически прозрачным в указанной спектральной области, причем соотношение показателей преломления и толщин указанных слоев многослойной структуры выбрано из условия обеспечения экстремума для отношения прошедшей и отраженной поляризации в указанной области спектра.
По крайней мере, один анизотропный слой многослойной структуры может быть оптически прозрачным в указанной области спектра для обеих компонент поляризации.
Предпочтительно, чтобы, по крайней мере, один анизотропный слой имел степень анизотропии не ниже 0,4 в указанной области спектра.
По крайней мере, один анизотропный слой многослойной структуры может быть поляризатором Е-типа, по крайней мере, в одной области спектра.
Обычно анизотропные слои получают, по крайней мере, из одного органического красителя, который(-ые) и/или производные которого(-ых) способны к образованию лиотропного жидкого кристалла (ЛЖК).
Предпочтительно, чтобы в дисплее, по крайней мере, один из поляризаторов был расположен между передней и задней панелями.
Обычно за поляризатором задней панели по направлению падающего излучения располагают слой материала, поглощающего, по крайней мере, в указанной области спектра или во всем видимом диапазоне длин волн.
Предпочтительно, чтобы, по крайней мере, один анизотропный слой в дисплее был, по крайней мере, частично кристаллическим.
Для цветного дисплея поляризатор задней панели обычно состоит из матрицы цветных отражающих элементов, каждый из которых отражает, по крайней мере, в одной области спектра. При этом выбор элементов матрицы определен условием обеспечения набора базисных цветов. Обычно базисными цветами являются синий (с длиной волны из диапазона 400-500 нм), зеленый (с длиной волны из диапазона 500-600 нм) и красный (с длиной волны из диапазона 600-700 нм).
Для такого дисплей за поляризатором задней панели, состоящим из матрицы цветных отражающих элементов, предпочтительно располагать слой материала, поглощающего во всем видимом диапазоне длин волн.
Такой дисплей характеризуется наличием белой, черной и цветной компонент в цветном изображении.
ЖК дисплей по заявленному изобретению содержит переднюю и заднюю панели с электродами, поляризаторами и другими функциональными слоями и слой жидкого кристалла между ними. Поляризатор передней панели обычно является нейтральным, пропускающим одну поляризованную компоненту света и эффективно поглощающим другую.
Поляризатор задней панели для монохромного дисплея представляет собой многослойную структуру, содержащую, по крайней мере, два оптически анизотропных слоя, разделенных оптически прозрачным промежуточным слоем. Толщина и коэффициенты преломления всех слоев структуры подобраны таким образом, чтобы поляризатор эффективно отражал излучение одной поляризации в определенной области спектра и пропускал ортогонально поляризованное излучение, которое затем поглощается фильтрами.
Для цветного дисплее поляризатор задней панели представляет собой матрицу цветных отражающих элементов, каждый из которых выполнен аналогично отражающему поляризатору, описанному выше для монохромного дисплея. Выбор элементов матрицы определен обеспечением набора базисных цветов в изображении. Для получения спектрально чистых, контрастных цветных изображений предпочтительно, чтобы каждый элемент матрицы отражал в достаточно узком спектральном диапазоне.
При формировании многослойной структуры, эффективно отражающей свет одной поляризации, необходимо получать однородные слои с высокой степенью анизотропии, высоким значением одного из показателей преломления и предпочтительно тонкие (сравнимые с длиной волны). Для этих целей оптимальными являются кристаллические пленки (слои), полученные методами Optiva Technology [Lazarev P., Paukshto M., Proceeding of the 7th International Display Workshops, Materials and Components, Kobe, Japan, November 29 - December 1 (2000), p.p.1159-1160].
Начальный выбор материала для формирования такого слоя определяется подходящими спектральными характеристиками и наличием развитой системы π-сопряженных связей в ароматических сопряженных циклах и наличием в молекулах групп типа аминных, фенольных, кетонных и т.д., лежащих в плоскости молекулы и являющихся частью ароматической системы связей. Сами молекулы или их фрагменты имеют плоское строение. Например, это могут быть такие органические вещества, как индантрон (Vat Blue 4), или дибензоимидазол 1,4,5,8-нафталинтетракарбоновой кислоты (Vat Red 14), или дибензоимидазол 3,4,9,10-перилентетракарбоновой кислоты, или хинакридон (Pigment Violet 19) и другие, производные которых или их смеси образуют стабильную лиотропную жидкокристаллическую фазу.
При растворении такого органического соединения в подходящем растворителе образуется коллоидная система (жидкокристаллический раствор), в котором молекулы объединяются в супрамолекулярные комплексы, являющиеся кинетическими единицами системы. ЖК является предупорядоченным состоянием системы, из которой в процессе ориентации супрамолекулярных комплексов и последующего удаления растворителя образуется анизотропная кристаллическая пленка (или в других терминах пленочный кристалл).
Способ получения тонких анизотропных кристаллических пленок из коллоидной системы с супрамолекулярньгми комплексами предусматривает:
- нанесение этой коллоидной системы на подложку (или изделие, или один из слоев многослойной структуры); коллоидная система должна также обладать свойством тиксотропии, для этого коллоидная система должна находиться при заданной температуре и иметь определенную концентрацию дисперсной фазы;
- приведение нанесенной или наносимой коллоидной системы в состояние повышенной текучести путем любого вида внешнего воздействия, обеспечивающего уменьшение вязкости системы (это может быть нагрев, деформация сдвига и т.д.); внешнее воздействие может продолжаться в течение всего последующего процесса ориентирования или занимать время, необходимое для того, чтобы система не успела релаксировать в состояние с повышенной вязкостью за время ориентирования;
- внешнее ориентирующее воздействие на систему, которое может быть произведено как механическим, так и любым другим способом; степень указанного воздействия должна быть достаточна для того, чтобы кинетические единицы коллоидной системы получили необходимую ориентацию и образовали структуру, которая и будет являться основой будущей кристаллической решетки получаемого слоя;
- перевод ориентированной области получаемого слоя из состояния с уменьшенной вязкостью, которое было достигнуто первоначальным внешним воздействием, в состояние с первоначальной или более высокой вязкостью системы; ее осуществляют таким образом, чтобы не произошла разориентация структуры формируемого слоя и не возникли дефекты на поверхности слоя;
- завершающей операцией является процесс удаление растворителя, в ходе которого и происходит непосредственно образование кристаллической структуры.
В полученном слое плоскости молекул параллельны друг другу и образуют трехмерный кристалл, по крайней мере, в части слоя. При оптимизации способа производства возможно получение монокристаллического слоя. Оптическая ось в таком кристалле будет перпендикулярна плоскости молекул. Такой слой обладает высокой степенью анизотропии и, по крайней мере, для одного направления высоким показателем преломления. Толщина слоя обычно не превышает 1 мкм.
Толщину получаемого слоя можно контролировать по содержанию твердой фазы в исходном ЖК и толщине нанесенного слоя ЛЖК. Кроме того, для получения слоев с промежуточными оптическими характеристиками возможно смешивать коллоидные системы (в этом случае в растворе будут образовываться совместные супрамолекулярные комплексы). В слоях, полученных из смесей коллоидных растворов, поглощение и преломление могут принимать различные значения в пределах, определяемых исходными компонентами. Смешивание различных коллоидных систем с образованием совместных супрамолекулярных комплексов возможно в связи с плоскостностью молекул (или их фрагментов) и совпадением одного из размеров молекул указанных выше органических соединений (3,4А). Во влажном слое молекулы имеют дальний порядок в одном направлении, что связано с ориентацией супрамолекулярных комплексов на подложке. При испарении растворителя молекулам оказывается энергетически выгоднее образовывать трехмерную кристаллическую структуру.
Многослойная структура включает, по крайней мере, два анизотропных слоя, полученных описанным выше способом. При этом оптические оси отдельных анизотропных слоев обычно сонаправленны. Отражение света поляризатором в определенном спектральном диапазоне происходит за счет эффекта интерференции в тонких слоях. Выбор толщины слоев и показателей преломления для каждого направления поляризации осуществляют таким образом, чтобы одна поляризационная компонента света эффективно отражалась такой структурой, а другая проходила без отражения. Для поглощения прошедшего через многослойную структуру света за ней (по ходу падения излучения) обычно располагают слой абсолютно поглощающего материала. Это устраняет блики света от задней панели дисплея и усиливает контраст изображения, кроме того, такая конструкция дисплея позволяет получать черный цвет в изображении.
Поскольку получаемые слои являются тонкими (толщиной менее 100 нм), а их количество может быть минимально (например, 3) благодаря высокой степени анизотропии, такая многослойная структура может быть расположена внутри ЖК дисплея.
Поляризатор передней панели может быть также получен по описанной технологии при соответствующем выборе органического вещества, образующего ЛЖК, или смеси веществ, имеющих подходящий спектр поглощения. При этом поляризатор также может быть расположен внутри дисплея.
Внутреннее расположение всех функциональных слоев дисплея позволяет уменьшить его размеры, повысить надежность и упростить технологию производства.
Кроме того, особенности формирования анизотропных слоев приводят к тому, что эллипсоиды угловой зависимости действительной и мнимой частей показателя преломления имеют дискообразную форму. Изменение формы эллипсоида мнимой части показателя преломления существенно сказывается на параметрах поляризатора и в том числе на его угловых характеристиках. Использование таких поляризаторов в дисплее позволяет увеличить угол обзора практически до 180°.
Поляризатор задней панели для цветного дисплея, представляющий собой матрицу цветных отражающих элементов, может быть также получен по описанной выше технологии. Например, с использованием защитных масок для формирования локальных покрытий. При этом слои анизотропного материала наносятся последовательно друг за другом по описанной выше технологии. В местах, где необходимо сохранить покрытие для формирования локального отражающего элемента поляризатора, материал покрытия переводится в нерастворимую форму. В остальных местах он удаляется путем смыва. Сверху наносится слой другого анизотропного материала и процедура повторяется. При необходимости можно использовать дополнительные планаризующие слои. Таким образом, формируется многослойная структура поляризатора, являющаяся матрицей отдельных элементов. Каждый из элементов матрицы отражает свет определенного спектрального диапазона и одной поляризации.
Сущность изобретения поясняется следующими чертежами: на фиг.1 представлена конструкция монохромного дисплея с внутренними поляризаторами; на фиг.2 представлена схема многослойного отражающего поляризатора; на фиг.3 даны спектральные характеристики трехслойного отражающего поляризатора.
Пример реализации
ЖК дисплей (фиг.1) содержит переднюю 1 и заднюю 2 панели со сформированными на них функциональными слоями (системой электродов, планаризующим слоем, адгезионным слоем и т.д.) и слой ЖК 3 между ними. С внутренней стороны передней панели сформирована тонкая кристаллическая пленка 4, выполняющая функцию дихроичного поляризатора. Кристаллическую пленку могут формировать описанным выше способом из ЛЖК, содержащего 12,5% смеси красителей (Vat Blue 4; бис-бензимидазол-[2,1-а:1’2’b’]антра[2,1,9-def:6,5,10-d’e’f’]диизохинолин-6,9-дион; Vat Red 15 в соотношении 5,2: 2: 1) с последующим переводом ее в нерастворимую форму путем обработки ионами Ва. Толщина кристатлической пленки составляет около 100 нм. Поскольку пленка 4 является высокоупорядоченной анизотропной пленкой, она одновременно может выполнять функцию ориентирующего слоя для ЖК.
На внутренней стороне задней панели сформирована многослойная структура отражающего поляризатора 5. На задней панели расположен также поглощающий слой 6.
Отражающий поляризатор 5 состоит из трех слоев (фиг.2): начиная с задней панели дисплея, кристаллического слоя 7, полученный из ЛЖК красителя Vat Red 15, толщиной 60 нм; изотропного, прозрачного слоя 8 поливинилацетата, толщиной 100 нм и кристаллического слоя 9, полученный из ЛЖК красителя Vat Red 15, толщиной 60 нм. Кристаллические слои отличаются высокой степенью анизотропии, в интервале длин волн 570-600 нм она достигает величины 0,8. Слои формируются на задней панели последовательно описанным выше способом. Отражающий поляризатор 5 имеет интегральную эффективность отражения около 44% поляризованного света для необыкновенного направления и около 1% - для обыкновенного. На фиг.3 представлены соответствующие спектральные зависимости отраженного света для разных направлений поляризации.
Описанный дисплей имеет яркий, насыщенный цвет (зеленый), высокий контраст и широкий угол обзора.
Список используемой литературы
Л.К.Вистинь, ЖВХО, 1983, т. XXVII, вып. 2, с.141-148.
Pochi Yeh, Claire Gu, Optics of liquid Crystal Displays, N. - Y., 1999, p.p.233-237.
US 5007942, 1991.
Nikkei Electronics, 1983, 5-23, p.p.102-103.
RU 2120651, 15.04.96.
WO 99/31535.
Claims (14)
1. Жидкокристаллический дисплей, содержащий переднюю и заднюю панели с электродами и поляризаторами и слоем жидкого кристалла между ними, отличающийся тем, что поляризатор задней панели является отражающим поляризатором и содержит, по крайней мере, один элемент, представляющий собой многослойную структуру, содержащую, по крайней мере, два анизотропных слоя, разделенных, по крайней мере, одним оптически прозрачным слоем, причем соотношение показателей преломления и толщин указанных слоев многослойной структуры выбрано из условия обеспечения экстремума для отношения прошедшей и отраженной поляризации.
2. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что, по крайней мере, один анизотропный слой многослойной структуры, является оптически прозрачным для обоих компонентов поляризации.
3. Дисплей по пп.1 и 2, отличающийся тем, что, по крайней мере, один анизотропный слой имеет степень анизотропии не ниже 0,4.
4. Дисплей по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что, по крайней мере, один анизотропный слой является поляризатором Е-типа.
5. Дисплей по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что анизотропный слой получен, по крайней мере, из одного органического красителя, который и/или производные которого способны к образованию лиотропного жидкого кристалла.
6. Дисплей по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что, по крайней мере, один из поляризаторов расположен между передней и задней панелями дисплея.
7. Дисплей по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что за поляризатором задней панели по направлению падающего излучения расположен слой поглощающего материала.
8. Дисплей по п.7, отличающийся тем, что материал поглощает во всем видимом диапазоне длин волн.
9. Дисплей по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что, по крайней мере, один анизотропный слой является, по крайней мере, частично кристаллическим.
10. Дисплей по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что поляризатор задней панели состоит из матрицы цветных отражающих элементов.
11. Дисплей по п.10, отличающийся тем, что выбор элементов матрицы определен условием обеспечения набора базисных цветов.
12. Дисплей по п.11, отличающийся тем, что базисными цветами являются синий, с длиной волны из диапазона 400-500 нм; зеленый, с длиной волны из диапазона 500-600 нм и красный, с длиной волны из диапазона 600-700 нм.
13. Дисплей по любому из пп.10-12, отличающийся тем, что за поляризатором задней панели, состоящим из матрицы цветных отражающих элементов, по направлению падающего излучения расположен слой материала, поглощающего во всем видимом диапазоне длин волн.
14. Дисплей по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что дисплей характеризуется наличием белой, черной и цветной компоненты в цветном изображении.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001125727/28A RU2226708C2 (ru) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | Жидкокристаллический дисплей с отражающим поляризатором |
| US10/241,068 US6847420B2 (en) | 2001-09-21 | 2002-09-10 | Liquid crystal display with reflecting polarizer |
| PCT/US2002/030008 WO2003025092A1 (en) | 2001-09-21 | 2002-09-20 | Liquid crystal display with reflecting polarizer |
| CNB028208781A CN100403108C (zh) | 2001-09-21 | 2002-09-20 | 具有反射偏振片的液晶显示器 |
| JP2003529869A JP4201267B2 (ja) | 2001-09-21 | 2002-09-20 | 反射偏光板を有する液晶ディスプレイ |
| KR1020047004126A KR100589974B1 (ko) | 2001-09-21 | 2002-09-20 | 반사 편광자를 구비한 액정 디스플레이 |
| EP02761772A EP1436359A1 (en) | 2001-09-21 | 2002-09-20 | Liquid crystal display with reflecting polarizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001125727/28A RU2226708C2 (ru) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | Жидкокристаллический дисплей с отражающим поляризатором |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001125727A RU2001125727A (ru) | 2003-08-27 |
| RU2226708C2 true RU2226708C2 (ru) | 2004-04-10 |
Family
ID=20253250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001125727/28A RU2226708C2 (ru) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | Жидкокристаллический дисплей с отражающим поляризатором |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6847420B2 (ru) |
| KR (1) | KR100589974B1 (ru) |
| RU (1) | RU2226708C2 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443072C1 (ru) * | 2008-01-09 | 2012-02-20 | Долби Лэборетериз Лайсенсинг Корпорейшн | Подавление блика lcd |
| RU2446485C2 (ru) * | 2007-03-28 | 2012-03-27 | Шарп Кабушики Каиша | Жидкокристаллический дисплей и способы управления этим дисплеем |
| RU2450295C1 (ru) * | 2009-12-03 | 2012-05-10 | Шарп Кабусики Кайся | Устройство жидкокристаллического дисплея |
| RU2458411C2 (ru) * | 2008-03-11 | 2012-08-10 | Шарп Кабусики Кайся | Возбуждающая схема, способ возбуждения, жидкокристаллическая дисплейная панель, жидкокристаллический модуль и жидкокристаллическое дисплейное устройство |
| RU2491655C2 (ru) * | 2008-12-18 | 2013-08-27 | Шарп Кабусики Кайся | Способ и устройство адаптивной обработки изображений для сокращения смещения цветов у жидкокристаллических дисплеев |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050104027A1 (en) * | 2003-10-17 | 2005-05-19 | Lazarev Pavel I. | Three-dimensional integrated circuit with integrated heat sinks |
| US7324181B2 (en) * | 2004-04-15 | 2008-01-29 | Nitto Denko Corporation | Non-absorbing polarization color filter and liquid crystal display incorporating the same |
| KR101338680B1 (ko) | 2006-11-27 | 2013-12-06 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시장치 |
| JP5205747B2 (ja) * | 2006-12-08 | 2013-06-05 | ソニー株式会社 | 液晶表示装置および投射型表示装置 |
| US8792432B2 (en) * | 2011-02-14 | 2014-07-29 | Broadcom Corporation | Prioritizing RACH message contents |
| KR101976734B1 (ko) * | 2012-11-30 | 2019-05-09 | 동우 화인켐 주식회사 | 반사형 화상 표시 장치 및 이를 구비한 전자 기기 |
| US9360596B2 (en) | 2013-04-24 | 2016-06-07 | Light Polymers Holding | Depositing polymer solutions to form optical devices |
| JP2015099362A (ja) * | 2013-10-15 | 2015-05-28 | 日東電工株式会社 | 光学積層体及び調光窓 |
| US9829617B2 (en) | 2014-11-10 | 2017-11-28 | Light Polymers Holding | Polymer-small molecule film or coating having reverse or flat dispersion of retardation |
| US9856172B2 (en) | 2015-08-25 | 2018-01-02 | Light Polymers Holding | Concrete formulation and methods of making |
| US10403435B2 (en) | 2017-12-15 | 2019-09-03 | Capacitor Sciences Incorporated | Edder compound and capacitor thereof |
| US10962696B2 (en) | 2018-01-31 | 2021-03-30 | Light Polymers Holding | Coatable grey polarizer |
| US11370914B2 (en) | 2018-07-24 | 2022-06-28 | Light Polymers Holding | Methods of forming polymeric polarizers from lyotropic liquid crystals and polymeric polarizers formed thereby |
| WO2023086072A1 (en) | 2021-11-09 | 2023-05-19 | Light Field Lab, Inc. | Energy modulation systems for diffraction based holographic displays |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3610729A (en) * | 1969-06-18 | 1971-10-05 | Polaroid Corp | Multilayered light polarizer |
| EP1156362A1 (en) | 1986-05-19 | 2001-11-21 | Seiko Epson Corporation | A liquid crystal display device |
| EP0374655B1 (de) * | 1988-12-23 | 1993-09-15 | Bayer Ag | Lichtpolarisierende Filme oder Folien enthaltende Stilbenfarbstoffe |
| JPH04161978A (ja) | 1990-10-24 | 1992-06-05 | Nippon Paint Co Ltd | カラー液晶表示装置 |
| EP0736187B1 (en) | 1993-12-21 | 2002-04-03 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Optical polarizer |
| JP3044681B2 (ja) * | 1994-06-08 | 2000-05-22 | 富士写真フイルム株式会社 | 液晶表示装置 |
| US6573961B2 (en) * | 1994-06-27 | 2003-06-03 | Reveo, Inc. | High-brightness color liquid crystal display panel employing light recycling therein |
| US5686979A (en) * | 1995-06-26 | 1997-11-11 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Optical panel capable of switching between reflective and transmissive states |
| US6399166B1 (en) * | 1996-04-15 | 2002-06-04 | Optiva, Inc. | Liquid crystal display and method |
| RU2120651C1 (ru) | 1996-04-15 | 1998-10-20 | Поларайзер Интернэшнл, ЛЛСи | Жидкокристаллический индикаторный элемент |
| US5808794A (en) * | 1996-07-31 | 1998-09-15 | Weber; Michael F. | Reflective polarizers having extended red band edge for controlled off axis color |
| US6122079A (en) * | 1997-02-28 | 2000-09-19 | Polaroid Corporation | Chromatically-adjusted holographically illuminated image-providing display element |
| RU2124746C1 (ru) | 1997-08-11 | 1999-01-10 | Закрытое акционерное общество "Кванта Инвест" | Дихроичный поляризатор |
| KR100607739B1 (ko) | 1997-12-16 | 2006-08-01 | 고수다르스체니 노크니 첸트르 로시스코이 페데라치 | 편광기와 액정디스플레이 |
| US6207260B1 (en) * | 1998-01-13 | 2001-03-27 | 3M Innovative Properties Company | Multicomponent optical body |
| US6111697A (en) * | 1998-01-13 | 2000-08-29 | 3M Innovative Properties Company | Optical device with a dichroic polarizer and a multilayer optical film |
| TW394852B (en) * | 1998-08-26 | 2000-06-21 | Merck Patent Gmbh | Reflective film |
| US6466297B1 (en) * | 1999-07-02 | 2002-10-15 | Merck Patent Geselleschaft Mit Beschrankter Haftung | Method of preparing a broadband reflective polarizer |
| US6574044B1 (en) * | 1999-10-25 | 2003-06-03 | 3M Innovative Properties Company | Polarizer constructions and display devices exhibiting unique color effects |
| WO2003025092A1 (en) | 2001-09-21 | 2003-03-27 | Optiva, Inc. | Liquid crystal display with reflecting polarizer |
-
2001
- 2001-09-21 RU RU2001125727/28A patent/RU2226708C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-09-10 US US10/241,068 patent/US6847420B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-09-20 KR KR1020047004126A patent/KR100589974B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2446485C2 (ru) * | 2007-03-28 | 2012-03-27 | Шарп Кабушики Каиша | Жидкокристаллический дисплей и способы управления этим дисплеем |
| US8760476B2 (en) | 2007-03-28 | 2014-06-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display devices and methods for driving the same |
| RU2443072C1 (ru) * | 2008-01-09 | 2012-02-20 | Долби Лэборетериз Лайсенсинг Корпорейшн | Подавление блика lcd |
| US8698729B2 (en) | 2008-01-09 | 2014-04-15 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Mitigation of LCD flare |
| RU2458411C2 (ru) * | 2008-03-11 | 2012-08-10 | Шарп Кабусики Кайся | Возбуждающая схема, способ возбуждения, жидкокристаллическая дисплейная панель, жидкокристаллический модуль и жидкокристаллическое дисплейное устройство |
| RU2491655C2 (ru) * | 2008-12-18 | 2013-08-27 | Шарп Кабусики Кайся | Способ и устройство адаптивной обработки изображений для сокращения смещения цветов у жидкокристаллических дисплеев |
| RU2450295C1 (ru) * | 2009-12-03 | 2012-05-10 | Шарп Кабусики Кайся | Устройство жидкокристаллического дисплея |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20040051592A (ko) | 2004-06-18 |
| US20030071939A1 (en) | 2003-04-17 |
| KR100589974B1 (ko) | 2006-06-19 |
| US6847420B2 (en) | 2005-01-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2226708C2 (ru) | Жидкокристаллический дисплей с отражающим поляризатором | |
| US7453640B2 (en) | Liquid crystal display including O-type and E-type polarizer | |
| TWI245937B (en) | Polarization rotators, articles containing the polarization rotators, and methods of making and using the same | |
| TWI314230B (en) | Liquid crystal display | |
| JP4415334B2 (ja) | 非吸収性偏光カラーフィルター及びそれを組み込んだ液晶表示装置 | |
| US20040201795A1 (en) | Liquid crystal display with internal polarizer | |
| KR20040094811A (ko) | 편광 미러 | |
| JP3791905B2 (ja) | Ｏ型偏光子およびｅ型偏光子を含む液晶ディスプレー | |
| JP2005504333A (ja) | 偏光回転子および偏光回転子を含有する物品の製造方法 | |
| US7079207B2 (en) | Liquid crystal display | |
| RU2225025C2 (ru) | Жидкокристаллическое устройство отображения информации | |
| JP2006503324A (ja) | カラーフィルタ及びかかるフィルタを有する液晶ディスプレイ装置 | |
| JPH11160538A (ja) | 偏光素子とその製造方法及び表示装置 | |
| JP4201267B2 (ja) | 反射偏光板を有する液晶ディスプレイ | |
| JPH08106087A (ja) | 反射型液晶表示装置 | |
| US20050057707A1 (en) | Super white cholesteric display employing backside circular polarizer | |
| JPH08278408A (ja) | 偏光素子とその製造方法およびそれを用いた液晶表示装置 | |
| JPH11352519A (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP2003161938A (ja) | 液晶表示素子及びその製造方法 | |
| JPH10319442A (ja) | 反射型ゲストホスト液晶表示装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030922 |