带有介质堆栈滤光片的显示器制造技术

一种显示器具有一种最好是液晶盒的调制器，调制器适于调制从盒后部入射到在盒的观察者侧的荧光型输出元件（７）上的ＵＶ激发光（２３，２５），显示器还有一个诸如棱形片的预准直装置（１１），用于将入射光在到达液晶盒之前部分地准直，以便提高液晶调制器的对比度。在本发明专利技术中还有一个以介质堆栈滤光片（９）的形式夹在盒（１１）和输出元件（７）之间的调制器。调谐此滤光片从而阻挡以大于与液晶盒的法线的预定角角度从液晶盒出射的基本单色的入射光（２５ａ），还用于阻挡可见光波段中的光通过。这确保较好的光输出，同时消除非常有害（即消减对比度）的偏轴光线。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液晶显示器，尤其涉及一种光致发光液晶显示器(PLLCD)，但不限于此。在如GB-A-2154355(Ricoh Co.)中图3所示的这种显示器中，荧光点放置在液晶盒的顶部，并且紫外激发光从后面入射。液晶层调制紫外光，然后调制的紫外光击中荧光点，使荧光点发光。在这种显示器中，当不存在UV激发光的任何校准时，荧光物质在整个入射角的范围内有效地汇集电光装置的整体对比性能，结果并不理想，因为对于大多数液晶，在某些角度对比度很低。为了提高PLLCD装置的视觉对比度，提出了几种涉及对来自发散的背光的激发光准直(在光落射到液晶层之前)的方法-例如见WO95/27920(Crossland et al.)。无论何种形式，这种准直通常导致大量的激发光在偏离高对比度的方向上经液晶盒入射。因此，准直提供了一种提高显示对比度的方法，同时也通过减小相邻荧光象素之间的串扰而提高可实现的分辨率。虽然定向的背光照明对光致发光的LCD特别有用，但它也用于某些传统的显示器。例如，银行出纳员所用机器的显示器受益于显示的窄视场，因为它提供更好的安全性。另外，甚至在希望具有宽视角的传统LCD中，如果在观察者一侧有一个在成象时立即扩展光束的散射板，则也可以用准直的背光照明。把散射的窄带光准直到窄角锥中的方法是本申请人较早的PCT申请NO.PCT/GB98/01203中所述的一种方法。这种方法依赖于选定的最佳介质堆栈滤光片的角透射特性。该处到达液晶盒后壁的散射窄带UVA光能够在前进的方向上(首先)穿过滤光片，但如果入射角大于偏离法线的某一角度则被反射。反射的光在从介质堆栈后面的散射反射面反射后可以还有一次穿过滤光片(在滤光片的窄角透射范围之内)的机会。通常用于传统的液晶显示器(或也可用于PLLCD)散射光准直的另一种方法涉及利用光学膜如3M公司的亮度增强膜(优选此膜具有两个交叉层)的光折射。这种膜被发现能把大量散射光向前导向，但仅在一个具有较大半角的圆锥内，并且有相当一部分杂散光以大于偏离法线40°的角度出射(见附图说明图1)。这种杂散光特别在PLLCD的情况下是不希望有的，因为它很可能会在转换的液晶中引起较差的对比度，并影响(和继而降低)显示器总体的对比度。为了利用这种类型的准直实现提高背照明及光致发光LCD的对比度和分辨率，需要以显著偏离法线的角度删除从液晶发出的激发光而不损失太多的输入光使显示太暗。本专利技术的一个方面在于提供一种具有适于调制从后面入射的光束的调制器的显示器，尤其是一种液晶板，以及具有一种用于在光束到达调制器之前将其局部地沿光轴准直的预准直装置；显示器还包括一个位于输出端的滤光片最好是介质堆栈滤光片。滤光片可用于阻挡从调制器以大于与光轴的预定角的角度出射的入射光；如果显示器利用入射UV光激发输出的荧光物质，则滤光片也可以防止荧光物质散射的UV光以锐角重新进入调制器，这将是不希望发生的现象。本专利技术允许在调制器后面使用不完全的或局部的准直器，通过确保光源散射的大部分光向前投射而提高亮度，同时，滤光片消除严重偏离法向的小部分光。利用这种两步准直器的优点在于当使用象荧光物质这样的发射输出元件和UV或近UV激发光时，可以把第二准直元件(即介质堆栈滤光片)放置在显示器前部邻近发射层的位置，只允许通过显示器之后仍保持准直的激发光撞击到发射层。由显示器内各种元件散射的激励光可以不再在优选的方向穿行并且可以不再拥有期望的偏振。这些散射光很可能几乎没有被液晶调制且以大的角度入射到发射层，它们将由第二准直阶段舍弃。如果允许这些光照射到发射层，则可造成对比度降低和串扰增加，导致整个显示性能下降。滤光片最好是一种介质堆栈滤光片，它在设计上可以多方面地类似于专利申请PCT/GB98/01203中所述的情形，例如由多对不同折射率的层制成。但是在本专利技术中，叠层位于液晶盒的前部或至少(从观看者一侧)在液晶层本身的前部，并且尽可能地接近可见光发射荧光物质的下方或PLLCD的其它显示输出元件的下方。它可以在LCD的前板(如果有，也可以是解析器)上或分开的基底上；在后一种情况中，荧光物质将也在辅助基底上，辅助基底可以与滤光片基底一样。滤光片用作一个角度识别器，去除任何以严重偏离轴向的窄带激发入射光，并且将反射法向入射的整个可见光范围内的光。另外，滤光片还将相当量的从可见光发射荧光层UV后散射的光反射回荧光层，而不是让它们穿过回到显示器上。然后UV光将还有一次机会激发荧光层。这种为特殊需要设计叠式结构的方法是公知的。预准直装置可以是一种较粗糙的光学透镜型阵列，如由3M公司提供的BEF膜，或者也可以是一种介质堆栈滤光片。或者，可以用一维光源将光束在经抛物线部分的反射路径中以一维的形式向前传播。当输出元件是一种发射材料，如荧光材料时，这种布局中的滤光片的另一个作用是反射荧光物质前表面后向发射的大部分可见光。这种作用在美国专利申请US-A-4830469和US-A-4822144(USphilps)中提到。这将导致显示器的亮度增强。另外，因为为此目的，滤光片的理想设计是具有一个覆盖整个可见光谱(以法向入射)的反射带，所以用此元件滤除Hg荧光背光发出的可见光成为可能。因此在这种布局中不再需要使用(例如，用于灯泡的)“Woods glass”可见光吸收/UVA带通滤波器。为此目的，滤光片可以设计成反射第一准直阶段通过的背光中任意波长和角度的可见光。美国专利申请US-A-4830469和US-A-4822144中讨论了荧光物质发射的可见光的向前反射而不是对入射激发光滤光。在这些专利中激发光出自高压汞蒸汽灯，大约为365nm。这种灯通常将具有Woodsglass灯泡，吸收可见光。吸收滤光片具有长的截止“尾部”，即对波长的截止是渐进的。这意味着光源的波长必须相当地低于可见光波长，从而通过滤光片的吸收而避免效率损失。但是使用的波长越短，寻找与液晶盒匹配的材料就越难。根据本专利技术的第二方面，提供了一种液晶显示器，显示器包括一个预定波长范围的激发光源，一个调制激发光的液晶层，和一个输出层，当受到通过液晶盒的激发光触击时发射较长波长的光；显示器还包括一个位于液晶和输出层之间的滤光片，滤光片由一叠一定厚度和折射率的电介质片组成，如基本上通过上述所有垂直或近似垂直入射的激发光但反射严重偏离法向如偏离30°的光。另一种方案涉及一种液晶显示器，显示器包括一个预定波长范围的激发光源，一个调制激发光的液晶层，和一个输出层，当受到通过液晶盒的激发光触击时发射较长波长的光；显示器还包括一个位于液晶和输出层之间的滤光片，滤光片由一叠电介质片组成，其中激发光源还发射上述较长波长区域中的激发光，这些波长的光被介电滤光片阻挡。因为就波长而言滤光片的截止边缘可以正好设置在激发光的波长之上(与US4830469相反，在该专利中没有确定截止边缘，但截止边缘可以位于激发光波长370nm和蓝色荧光物质的可见光发射450nm之间的任何位置)，叠式滤光片阻挡激发光的倾斜光束并且还防止波长长于激发光的光到达荧光层以及荧光层发射的光经盒返回。因为介质堆栈(干涉)滤光片可以设计成具有很尖锐的截止边缘，所以激发光的波长范围可以非常接近可见光范围但没有可见光特别是蓝光从荧光层返回穿过滤光片或由灯发射的可见本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有适于调制从后面入射光束的调制器（１）和用于在光束到达调制器之前将其局部地沿光轴准直的预准直装置（１１）的显示器；显示器还包括一个位于调制器输出端的滤光片（９）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PA拜莱，TM科克，WA克罗斯兰德，AB达维，
申请(专利权)人：英国国防部，
类型：发明
国别省市：GB[英国]