一种全息增亮元件及含该元件的半反半透型LCD制造技术

本发明专利技术涉及一种全息增亮元件及含该元件的半反半透型LCD，全息增亮元件包括全息薄膜材料层，全息薄膜材料层为用具有相干性的一束平面光与一束漫反射光从光聚合物薄膜材料两侧入射进行激光曝光，调节材料光折射率而得到的具有光衍射性能的材料层。半反半透型LCD在其偏振片与反射型偏光片之间设有上述全息增亮元件，利用光学全息元件的滤波功能，有效地将入射于半反半透型LCD显示屏的照明光，通过对光的衍射、漫反射作用，会聚到显示屏的观察视角范围进一步提高背光效率和照明光效率。全息增亮元件的滤波光谱与背光光波导LED光源光谱分离，背光照明可不受全息增亮元件的衍射影响，达到全透射，可以转变成全反全透型LCD。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种全息增亮元件及含该元件的半反半透型IXD(TransflectiveIXD)，属于IXD显示屏光学材料

技术介绍
IXD显示屏可分为反射型IXD和透射型IXD，已有的技术中，使用光聚合物材料制备的基于衍射原理的全息元件，实现了在反射型LCD中的应用(见专利号为94190861. 5的中国专利，CN1116003A)，反射型 TN LCD(Twisted Nematic), STN LCD (Super TwistedNematic), TFT IXD(Thin Film Transistor)利用全息元件的衍射效应,提高了反射型IXD的亮度、可见度。半反半透型IXD模块包括TN IXD，STN IXD，TFT IXD，由液晶面板部分和背光材料部分组成。背光材料包括半反半透膜、反射型偏光片、棱镜增亮膜、光漫扩散膜，放置于偏振片与光波导之间。光波导有侧置式LED光源，用于背光照明，它与光波导板相连接。在半反半透LCD中，偏振片与反射型偏光片之间置有半反半透薄膜材料，常规的半反半透膜是一层毛化的镀铝或氧化镁的金属膜，对正面入射LCD的光线，产生漫反射，不足的是镜面反射信号与半反半透膜的漫反射最亮方向重叠，造成LCD的观测的干扰；同时LED (LightEmiting Diode)背光透过半反半透膜，对液晶屏进行照明时，会有一部分光被吸收掉，通常50 %反射50 %透射，或70 %反射30 %透射。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对半反半透型TN IXD、STN IXD和TFT IXD中背光效率不甚理想的问题，提供了一种全息增亮元件及含该元件的半反半透型LCD，利用全息增亮元件的衍射特性，可以有选择性地对不同波段滤波，通过改变漫反射的视角方向和角度范围，可以有效地避开了镜面反射产生的干扰，显著地提高了户外光照下的的亮度和对比度，若全息增亮元件的滤波光谱与背光光波导LED光源光谱分离，背光照明可不受全息增亮元件的衍射影响，达到全透射，半反半透型IXD进而可以转变成全反全透型IXD。本专利技术采取的技术方案为一种全息增亮元件，包括全息薄膜材料层，全息薄膜材料层为用具有相干性的一束平面光与一束漫反射光从光聚合物薄膜材料两侧入射进行激光曝光，调节材料光折射率而得到的具有光衍射性能的材料层。所述的全息增亮元件还包括光学胶粘合层、衬底材料层，全息薄膜材料层通过光学胶粘合层粘接衬底材料层。上述的全息薄膜材料层厚度15微米至20微米。上述的衬底材料层为PET薄膜或PE薄膜。全息增亮元件优选中心波长488nm蓝色、530nm绿色、580nm橙色、615nm红色,使用扩散薄膜进行热处理后，中心波长有几个nm的红移，全息增亮元件的色彩滤波带宽被加大到40nm以上。一种半反半透型LCD，包括前面的液晶面板部分和其后面的背光材料部分，背光材料部分包括偏振片、反射型偏光片、光波导板，在偏振片与反射型偏光片之间设有上述全息增亮元件，全息增亮元件通过光的衍射将射入其中的光以漫反射的方式会聚到LCD显示屏的视角方向。所述的光波导板后面设 有光学全息反射元件，光学全息反射元件将射入其中的光，以衍射的方式改变其方向，照明液晶面板部分。制备方法同于侧置式照明的全息成像薄膜的制备，制备详述参考Ryder Sean Nesbitt,“Edgelit Holography !Extending Size andColor”，MIT Thesis，1999。所述的光学全息反射元件后面粘接着金属反射膜层。所述的全息增亮元件的滤波峰值与入光波导板的LED背光光谱错开，减少光谱范围重叠。蓝光LED波长465nm，带宽30nm ;绿光LED波长505nm，带宽35nm ;红光LED波长655nm,带宽25nm ;基于蓝光波长的全息增亮元件对655nm光波段的衍射影响可忽略，因此以波长655nm的红光LED作为背光光源基本可全部透过，红光波长的全息增亮元件对465nm光波段的衍射影响也较小，因此以波长465nm的蓝光LED作为背光光源也可大部分透过。所述的光学全息反射元件，包括全息薄膜材料层，全息薄膜材料层为用两束相干性的平面光从光聚合物薄膜材料两侧入射进行激光曝光，调节材料光折射率而得到的具有光衍射性能的材料层。所述的光学全息反射兀件还包括光学胶粘合层、衬底材料层，全息薄膜材料层通过光学胶粘合层粘接衬底材料层。上述的全息薄膜材料层厚度15微米至20微米。上述的衬底材料层为PET薄膜或PE薄膜。本专利技术半反半透型LCD，偏振片与反射型偏光片之间的全息增亮元件的滤波峰值与光波导LED背光光谱错开，这样照明光可通过全息增亮元件有效地漫反射，为反射状态下的LCD面板提供照明，同时，来自光波导的背光可以有效透过，从而不但提高了照明光下的漫反射光的使用效率，而且提高了背光LED光波导的光效率。偏振片与反射型偏光片之间的全息增亮元件对入射的照明光有最佳聚光角度，其方向为入射方向相对于垂直的法向45度角，偏振片与反射型偏光片之间的全息增亮元件衍射方向决定了 LCD显示屏的观测角度，即视角方向，在元件的垂直法向的另一侧的15度角，漫反射产生的垂直视角范围相对于垂直法向为0度至30度视角范围，水平视角范围相对于垂直法向为-10度至+10度视角范围。通过采用视角方向偏离LCD面板镜面反射的方向，从而进入视角范围的衍射信号与镜面反射信号的角度错开，有效地减少LCD触摸屏、玻璃片、光学材料层产生的耀眼光对LCD观测信号的干扰，使LCD在户外光照明下更易使用。利用全息增亮元件的滤波功能，有效地将入射于半反半透型LCD显示屏的照明光，通过对光的衍射、漫反射作用，会聚到显示屏的观察视角范围。同时，来自光波导的背光可有效地透过，以透射模式照明显示屏，进一步提高半反半透型TNIXD、STN IXD和TFT IXD背光效率和照明光效率。若全息增亮元件的滤波光谱与背光光波导LED光源光谱分离，背光照明可不受全息增亮元件的衍射影响，达到全透射，半反半透型IXD进而可以转变成全反全透型IXD。附图说明图I为本专利技术半反半透 型IXD结构图；图2为本专利技术光波导板后面的全息增亮元件结构图；图3为本专利技术全息增亮元件、光学全息反射元件制备原理图；图4为不同滤波波段的全息增亮元件CIE色度图；其中，1.金属反射膜,2.光学全息反射兀件,3.光波导板,4.光漫扩散膜,5.棱镜增亮膜，6.反射型偏光片，7.偏振片I，8.玻璃板I，9. ITO电极(下)，10.液晶分子，11. ITO电极(上)，12.玻璃板II，13.彩色滤光片，14.偏振片II，15.全息增亮元件，16.光学胶粘合层，17.衬底材料层，18.全息薄膜材料层，19.激光器，20.分束镜，21.反光镜Ml，22.反光镜M2，23.反光镜M3，24.扩束镜LI，25.扩束镜L2，26.空间调制器，b、d、e、f、h、i、k、m、n、o、p、q、r、s为光线，F、G、H、I、J为选取的光入点，PU 6 2、a I、a 2为角度。具体实施例方式下面结合实施例进一步说明，但不限于下述实施例。如图1，一种半反半透型IXD，包括前面的液晶面板部分和其后面的背光材料部分，整个LCD由后向前依次为金属反射膜1，光学全息反射兀件2,光波导板3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈更生，谭虎威，于英霞，孙渝明，
申请(专利权)人：济南量谱信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：