光开关制造技术

本发明专利技术总的涉及一种光开关，尤其涉及一种高解析度的彩色显示器。本发明专利技术的目的在提供一种光开关，它比起已知结构的解决方案来构造较简单，且有高度的光输出率，且视差很小。要保证在高达约５５０℃仍有作用能力。本发明专利技术的光开关（例如ＬＣＤ型）的特征在于：至少有一载板由彩色结构的二色性偏振玻璃构成，该二色性偏振玻璃中嵌入二向色性滤色器，该二向色性滤色器位于一直角矩阵内沿滤色器层的方向，且该载板的滤色器层从载板表面开始一直到达几微米深度进去。彩色图案在构成该玻璃载板后一直到约５５０℃仍保持稳定。利用这种彩色结构的二向色性偏振玻璃，使本发明专利技术比起传统ＬＣＤ来，至少可省略一个偏振滤光器（结构较简单）。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的涉及一种光开关，尤其是一种高解析度的彩色显示器。这种具有彩色与偏振作用的光开关不限於可见光的频谱范围。它也可用在紫外线及组外线范围作光控制以及与可见光谱范围的应用组合。液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)长时以来已为人们所熟知。其特点是，电力需求小，且构造方式强固，实际应用中，有多种类型的液晶显示器。其原理是一个扭曲的液晶层会根据是否有施加电场而使光的偏振(polarisation)面作不同程度的扭转。因此，该光在一种情形可通过一第二偏振滤光器，在另一种情形则不然。这种构件由二玻璃板(即载板)构成，液晶位於其间，二玻璃板内侧有导电之透光电极及取向层。在无电场状态下，该液晶分子取平行于玻璃板的方向。二玻璃板内侧带有超微构造，它们互呈相对扭转(一般扭转90°或270°)。由于液晶分子在取向层结构部分对齐，因此在液晶层中，分子互相扭转。在对立的电极间施一电压，使分子沿电场方向排列，一道透过之光束的偏振方向则不再扭转。一般与液晶显示器的构造有关的，除了其他元件外，还有二个偏振滤光器，它们各设在载板外侧，而对于彩色LCD则有额外的滤色器。滤色器对较高温度敏感，因为它们往往由有机聚合物材料构成。在传统彩色LCD中，光输出率较低。德国专利DE4201281 A1中揭示了一种液晶显示器的基质板的设计，它适用于再生彩色影像。该专利中提到，当液晶显示器的基质板利用一种点矩阵电极构造控制且可显示彩色影像时，一般将不同的原色的彩色象素(Pixel)直接形成在一载板上。但由于彩色象素不形成平坦的表面轮廓，因此它们设有一个盖层。这方面一个进一步的专利技术见DE 4201281 A1，其方法是将该由彩色象素构成的滤色器层用一超薄的膜或玻璃层覆盖。如果基质板要使用在某些显示器中，该显示器的液晶分子间的扭转角度90°或液晶格(Zellen)板之间的所容许距离很小，则这种措施被认为是必要的。如今由于利用覆盖实现平坦表面，故可实现液晶分子一致的切换比例。这种
技术介绍
的例子显示出要制造高值的彩色显示器需要作那些措施。另一德国专利申请19642116．0-33，其名称为“用电子束形成能量传输的方法”。根据该方法，在短时内用电子束将能量传输到由金属、半导体或介电材料或其组合构成的物体(如板或带子)的表面(宜为平面)上，进入限定的表面元件中。可利用的加工效果系由材料的物理或化学反应配合利用电子束所做的能量传输。这种较佳的应用领域是，在任意长的条带形物体的表面上，形成一种使有限数目的结构元件重复呈矩阵排列成行与列的结构。前述专利申请的重要专利技术特点在于在能量传输之时，要加工的物体在一光罩下方以不与光罩接触的方式移动，使一道沿物体运动方向的电子束沿大约垂直于该物体运动方向高频振动，经过位於光罩中的凹洞，利用一种高速度(此速度比起物体运动速度来高得多)导经该光罩。一种较佳应用领域是将较面积的物体做高产量的构造化加工。在该热电子束加工的区域中，可用此方法，以将适当地敏化过(施过光敏材料)的玻璃表面作彩色式构造化。举例而言，可将一个玻璃制的基质(它具有制备的薄表面层)利用电子束加工而在重复构造(例如LCD技术中所习用者)中设以一彩色图案。为了得到最希望要的光学效果，将四个排列在一直角矩阵中的象素施加不同的能量密度。在加工时，由于热效应，而使该制备之薄表面层在该象素的区域中经历不同温度的周期循环，这些温度的周期循环在象素区域中时间相同，但最大温度不同，以得到依象素方式决定的光学性质。利用专利申请案19642116．0-33的方法，首先克服了已知方法中用电子束做能量传输来加工材料的限制。它可使构造元件以及最小的面积区域(例如象素)能在表面上以一定的排列方式用电子束作一定的施加，以在此区域中得到一定的加工效果。本专利技术的目的在于提供一种光开关，它比起已知结构解决方案来，构造较简单，这种构造产生高的光输出率及很小的视差(Parallaxe)。本专利技术的解决方案的直接结果为该光开关对温度作用较不敏感。如前述，标题为“用电子束形成能量传输的方法”的德国专利申请DE 19642116．0-33在目前是最进步的
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，和此专利申请的目的有关的是根据DE 19642116．0-33作构造化制成的特殊构件，也配合该专利申请做应用。本专利技术的目的是这样来实现的。其中关于本专利技术的基本构想可见权利要求1。其他有利的设计见权利要求2-7。要实现本专利技术的目的，需要其他实施例。此光开关(它特别是指一种高解析度的显示器)的载板由玻璃构成，二向色性滤色器嵌入该玻璃中。它系一种依DE 19642116．0-23的方法构成的载板。此载板可设计成平坦或不平坦的方式。可以只有一片载板或所有的载板都由玻璃构成(这点下文还要说明)以做光开关的构造，二向色性滤色器嵌入该玻璃中。载板的二向色性滤色器层一般设在载板的一面。对於特别的应用情形，二色滤色器层设在载板两面。当滤色器层设在载板两面时，可实现相同或不同的吸收与偏振作用。载板层中的各二向色性滤色器可构成黑白(单色显示器)或彩色(多色显示器)方式。二向色性滤过器层位於载板的玻璃母质(矩阵)(Matrix)中，且它们对应於制造方法呈矩阵形分布。在此情形中，彩色图案具有重构造，且使得一种具全彩色能力的显示器能构建。载板的二向色性滤色器层从玻璃表面起一直达到几微米的深度中。此处，深达最大10微米的深度方向可称为“取向”(Orientierung)。此外，彩色区域的厚度也只有十分之几微米。此二向色性滤色器在可见及／或不可见光谱范围(UV，IR范围)内具有彩色作用与偏振作用。在一有利的实施例中，为了使视差很小，将载板的构造化过的滤色器层设在与液晶物质接触的那一面上，亦即为了使构造化之面的间隔尽量小，因此这些面位在内部。此处，基本上系根据已知的设置，其中与已知之
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不同的，系使用依DE 196421160．33的方法构成的载板。如果不要求视差尽量地小，则一个或二个滤色器层可位在载板外侧，一如在已知的构造化的面或滤色器构造的原理。有一点很重要如果载板由玻璃制成，则在构成载板後，彩色图案直到550℃／600℃都保持稳定。此处，也不能完全排除采用其他材料的可能性。如下文将说明，光开关也可以是透过式(背照光式transmissive)、反射式(reflective)及透过反射式(transflektive)的。采用构成二向色性的载板来制成光开关(例如LCD型)，其特点是结构简单，这是因为至少省去了一层偏振滤光器。这种形成二向色性的滤色器所在的那一层中，可以省却用于将象素高度作补偿的额外成本。此滤色器的特色为很高的光输出率，因为该二向色性滤色器比起传统滤色器来，基本吸收较少。下面利用实施例说明本专利技术。图中附图说明图1是具有混合色(红、黄、蓝、黑)的透过式彩色LCD，图2是具有混合色(红、黄、蓝、白)的透过式彩色LCD，图3是具有混合色(红、黄、蓝、白)的反射式彩色LCD，图4是具有混合色(红、黄、蓝)的透过式彩色LCD，图5是具有混合色(红、绿、蓝、白)的透过式彩色LCD，图6是A型紫外线的光开关〔透过式，在狭小范围中消光(Ausloschung)〕，图7是狭带式A型紫外线的光开关(透过式)，图8是宽带式A型紫外线的光开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光开关，由玻璃制的载板构成，所述载板之间有液晶物质，所述载板设有透明电极，所述载板外侧有偏振器，其特徵在于：至少有一载板由彩色结构的二向色性偏振玻璃构成，二向色性滤色器嵌入该偏振玻璃中，该二向色性滤色器系位在滤色层的一矩阵的方向，而该载板的二向色性滤色层从载板层表面起一直延伸到几微米的深度处。

【技术特征摘要】
DE 1998-2-20 19807121.31．一种光开关，由玻璃制的载板构成，所述载板之间有液晶物质，所述载板设有透明电极，所述载板外侧有偏振器，其特徵在于至少有一载板由彩色结构的二向色性偏振玻璃构成，二向色性滤色器嵌入该偏振玻璃中，该二向色性滤色器系位在滤色层的一矩阵的方向，而该载板的二向色性滤色层从载板层表面起一直延伸到几微米的深度处。2．如权利请求1所述的光开关，其特徵在于所述载板由平玻璃构成。3．如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：WG多洛斯，K伯德特，A贝格，
申请(专利权)人：FOB有限公司制造彩色光电构成元件公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]