胆甾相液晶显示系统技术方案

本发明专利技术提供了一种显示系统，包括一显示器，该显示器包括一基片，形成在该基片上的一第一透明导体，在环境温度下具有多个稳定光学状态、形成在该第一导体上的一层胆甾相液晶，以及一设置在该层胆甾相液晶上用于根据图像态光图案形成图像态热图案的光吸收第二导体；和一写入装置，该写入装置包括一闪光灯，一用于形成图像态光图案的掩模，和将电场施加在该第一与第二导体上的装置，以及一显示器驱动器，该显示器驱动器具有将电场施加到该显示器导体上的电接触点；以及一与该光源和该显示器驱动器相连的控制器，用于控制电场强度并激励光源在该显示器上产生图像。（*该技术在2023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具有聚合物分散(polymer dispersed)胆甾相液晶的显示系统，其中液晶相应于热、光和电场而改变其光学状态。
技术介绍
胆甾相液晶具有在不施加电场时保持多种不同光学状态的性质。此外，胆甾相液晶能根据所施加的电场和/或热场改变光学状态。这些性质使之可用于开发场稳定、可重写的显示器。1968年9月10日公开的Fergason等人的美国专利3,401,262公开了一种将光作用于屏幕上的阴极射线管。屏幕具有一光导层，被细导线施加到该光导层上的电场激发。该屏幕具有一层对温度敏感的胆甾材料，可随温度轻微变化而改变反射波长，并改变加热区域中的色调。阴极射线管发出的光入射到光导层，产生可用于有选择地改变胆甾材料片颜色的热度。该系统使用复杂的阴极射线管和光导层，并且在没有电场时不产生图像。1971年5月18日公开的Churchill的美国专利3,578,844公开了一种封装有胆甾材料，但没有光导层的凝胶片。通过加热使薄片处于第一反射状态。通过施加DC电场将该薄片的一部分写成黑色(未遮蔽)状态。加热该薄片恢复显示。在周围环境下，该薄片中的封装材料保持所写入的信息8个星期不消失。1974年1月29日公开的Leder的美国专利3,789,225公开了一种处于玻璃板之间的玻璃态胆甾相液晶。玻璃态液晶材料为一种在环境温度下处于有序状态的固体液晶。在玻璃态下它们不对电场作出响应。通过将该材料加热到各相同性(液态)转变点之上，设备将该薄片写成初始状态。随着该材料冷却，使用高强度氙闪光灯干扰该材料，从而闪光干扰区凝固成一种与未接收闪光能量区域不同的状态。该成像系统要求将材料升温到较高温度，并在存在选择性高强度闪光灯时快速冷却。不将电场施加给该介质。传统的非玻璃态液晶具有在环境温度上，可在反射特定可见光波长的平面状态与散射焦点圆锥态之间电驱动的性质。也称作胆甾相液晶的手性向列相液晶，具有在不存在电场时保持多种给定状态其中之一的性质。1995年8月1日公开的Doane等人的美国专利5,437,811公开了一种具有聚合物分散手性向列相(chiral nematic)液晶的光调制单元。手性向列相液晶具有可在反射特定波长可见光的平面状态与弱光散射焦点圆锥态之间受驱动的性质。也称作胆甾相液晶的手性向列相液晶，具有在不存在电场时保持多个给定状态中一种状态的能力。Doane等人的专利披露了仅使用电场改变胆甾相液晶的光学状态。该技术按行顺序写入图像数据。顺序写入数据行与一次写入所有象素相比较慢，并且每一列和行线都需要电驱动器。Yamamoto等人在论文“A Novel Photoaddressable Electronic PaperUtilizing Cholesteric LC Microcapsules and Organic Photoconductor”(SID 2001 DIGEST，pp.362-365)中，描述了一种电子纸的制备，该电子纸具有一光导层和在环境温度下对电场作出响应的聚合物封装胆甾相液晶。在两层上施加高电场，该光导层在有光情况下产生偏压。该材料上的高场和低场状态将不同光学状态写入胆甾材料中。现有技术的光敏薄片需要昂贵而复杂的光敏层进行操作。电驱动系统必须顺序写入数据，需要复杂的电驱动器。玻璃态液晶在施加大量热量和不施加电场时改变状态。因此需要一种能在低温下同时写入图像数据而没有光导层的光写入薄片(light written sheet)。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种显示系统可满足上述需要，该显示系统包括设置成可接收图像态光图案的显示器，该显示器包括一对导体，其中至少一个导体是透明的；设置在上述导体之间的一层胆甾相液晶材料，该胆甾相液晶材料在零电场时具有多个稳定光学状态；和一光吸收体，在液晶中形成图象状热图案，其足以根据图像态光图案改变胆甾相液晶的光学状态；以及一显示写入器，该显示写入器包括一光源，该光源用于产生强度足以在光吸收体中产生足够热量从而改变液晶光学状态的闪光，一设置在该光源与显示器之间用于限定图像态光图案的掩模，一与该导体相连、用以在导体之间产生电场以改变液晶光学状态的显示器驱动器，以及一与该光源和该显示器驱动器相连、用于控制电场强度和激励光源在显示器上产生图像的控制器。本专利技术还提供了一种写入和擦除图像的方法，包括如下步骤a)提供一层聚合物分散胆甾相液晶材料和一光吸收体，其中该聚合物分散胆甾相液晶材料设置在一对未图案化的导体之间，该光吸收体用于根据图像态光图案而形成图像态热图案；b)在该未图案化的导体上施加具有第一幅值的电场，从而擦除该聚合物分散胆甾相液晶中的任何图像，并初始化该材料；以及c)在该未图案化的导体上施加具有第二幅值的电场，并将该聚合物分散液晶材料层暴露于图像态闪光从而写入图像。本专利技术的优点在于提供一种可用氙闪光灯和电场来写入和重复写入的简单片状结构。可不考虑以前写入的信息而用一次写入过程来写入薄片。写入过程迅速，并改善了仅通过电写入到薄片上的图像质量。附图说明图1为根据本专利技术的显示器的局部剖面图；图2为相应于入射光，处于平面和焦点圆锥态的现有技术手性向列相材料的示意性侧视图；图3为用于模拟根据本专利技术的显示系统的实验装置的示意性侧视图；图4为最初处于平面状态，在恒定闪光灯能量和可变电压下，图1中显示器的响应曲线；图5为图4中数据的对比度曲线；图6为最初处于焦点圆锥态，在恒定闪光灯能量和可变电压下，图1中显示器的响应曲线；图7为图6中数据的对比度曲线；图8为根据本专利技术的显示写入的电气示意图；图9为图1中的显示器与物体相连时的侧视图；图10为根据本专利技术的显示写入器的侧视图； 图11为根据本专利技术与显示器相连用于写入显示器的显示写入器的侧视图；以及图12A和B分别为处于重写和写入状态的根据本专利技术的显示器的正视图。具体实施例方式参照图1，根据本专利技术的显示器10包括一诸如为薄透明聚合物材料的显示基片15，其例如是由厚度在20到200微米(最好为125微米)之间的聚酯塑料形成的柯达Estar薄膜基底。也可以使用其他聚合物，如透明聚碳酸酯。在显示基片15上形成第一透明导体20。第一透明导体20可以为氧化锡，氧化铟锡(ITO)或者聚硫苯(polythiophene)，其中ITO为优选材料。一般在显示基片15上溅射或涂覆一层电阻小于每平方1000欧姆的第一透明导体20材料。在一优选实施例中，在第一透明导体20上印刷一第一导体保护层22。第一导体保护层22可以为丝网印刷的导电墨水，如Acheson公司的Electrodag 423SS丝网印刷导电材料。这种丝网印刷导电材料包括热塑性树脂中的微石墨粒子。第一导体保护层22保护第一透明导体20免受磨损。光调制层30覆盖第一透明导体20的第一部分。去除一部分光调制层30，产生容许电接触的暴露的第一导体20’。光调制层30包含胆甾相液晶材料，如1997年12月9日授予Doane等人的美国专利5,695,682中所公开的，该专利的内容引作参考。可以使用不同强度和持续时间的电场将手性向列相材料(胆甾)驱动到反射状态、基本透明状态、或者中间状态。这些材料的优点是在没有电场时第一和第二光学状态均稳定。在场去除之后，该材料可无限期地保持一给定光学状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示系统，包括：ａ）一显示器，该显示器包括一基片，一形成在该基片上的第一透明导体，一层在环境温度下具有多个稳定光学状态、设置在该第一导体上的胆甾相液晶，以及一设置在该胆甾相液晶层上、用于根据图像态光图案而形成图像态热图案的光吸收 第二导体；和ｂ）一写入装置，该写入装置包括一闪光灯，一用于形成该图像态光图案的掩模，将电场施加在该第一与第二导体上的装置，一显示器驱动器，该显示器驱动器具有电触点以将电场施加到所述显示器的各导体，以及一控制器，该控制器与该光源和显示 器驱动器相连，用于控制该电场的强度并激励该光源从而在该显示器上产生图像。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SW斯蒂芬森，米向东，DM约翰松，
申请(专利权)人：伊斯曼柯达公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]