本發明專利技術涉及一種光學全息反射元件及含有該元件的透射型LCD和半反半透型LCD，光學全息反射元件，包括全息薄膜材料層，全息薄膜材料層為用兩束相干性的平面光從光聚合物薄膜材料兩側入射進行激光曝光，調節材料光折射率而得到的具有光衍射性能的材料層。透射型LCD背光材料部分包括光波導板、上述光學全息反射元件；在半反半透型LCD的偏振片與反射型偏光片之間設有上述光學全息反射元件。本發明專利技術通過光學全息反射元件的衍射有效地提高了背光效率。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種光學全息反射元件及其在透射型IXD和半反半透型IXD中的應用，屬于LCD背光材料
技術介紹
IXD顯示屏可分為反射型IXD和透射型IXD，已有的技術中，使用光聚合物材料制備的基于衍射原理的全息元件，實現了在反射型LCD中的應用(見專利號為94190861. 5的中國專利，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應,提高了反射型IXD的亮度、可見度。透射型TFT IXD模塊由液晶面板部分和背光材料部分組成，背光材料包括亮度增強薄膜，反射型偏光片、擴散膜，粘合在偏振片與光波導之間，背光的光波導有側置式LED光源，它與光波導板連接，用于背光照明。現有技術中的光波導的背面，粘貼一層鍍鋁或氧化鎂的金屬膜，對透過光波導的入射光，比如經過反射型偏振片反射回的光線，起到鏡面反射的作用，實現對光的回收和再利用，此結構對于光波導的光效率，仍有進一步提高的空間。由于光波導的表面在制備中引進了微小尺寸的刻槽，微小機械刻槽改變了光波導中傳播光線的傳播方向，使其朝向LCD面板方向傳播，用于背光照明。但是，當部分反射的光線透過光波導時，這些刻槽的存在會造成光線的散射，降低了反射光穿過光波導的透射率，影響了光的回收效率。現有技術中半反半透型LCD，與透射型TFT LCD類似，只是在偏振片與反射型偏光片之間有半反半透薄膜材料，效率較低。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對透射型TFT IXD以及半反半透型TN IXD、STN IXD和TFT IXD中背光效率不甚理想的問題，提供了一種光學全息反射元件及含有該元件的透射型LCD和半反半透型LCD，提高LCD顯示屏的背光照明和前光照明的光效率。本專利技術采取的技術方案為一種光學全息反射元件，包括全息薄膜材料層，全息薄膜材料層為用兩束相干性的平面光從光聚合物薄膜材料兩側入射進行激光曝光，調節材料光折射率而得到的具有光衍射性能的材料層。所述的光學全息反射元件還包括光學膠粘合層、襯底材料層，全息薄膜材料層通過光學膠粘合層粘接襯底材料層。上述的全息薄膜材料層厚度15微米至20微米。上述的襯底材料層為PET薄膜或PE薄膜。光學全息反射元件優選中心波長488nm藍色、530nm綠色、580nm橙色、615nm紅色，使用擴散薄膜進行熱處理后，中心波長有幾個nm的紅移，光學全息反射元件的色彩濾波帶寬被加大到40nm以上。制備方法等同于側置式照明的全息成像薄膜的制備，制備詳述參考Ryder Sean Nesbitt, “Edgelit Holography !Extending Size and Color，，，MIT Thesis,1999。—種透射型IXD,包括液晶面板部分和背光材料部分,背光材料部分包括光波導板、上述光學全息反射元件，光學全息反射元件將光波導板傳播的光，以衍射的方式改變其方向，照明液晶面板部分。所述的背光材料部分還包括與光學全息反射元件粘接的金屬反射膜層，將穿過光學全息反射元件的光反射回去。 一種半反半透型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、光波導板，在光波導板后面設有上述光學全息反射兀件，光波導板后面的光學全息反射元件將射入其中的光，以衍射的方式改變其方向，照明液晶面板部分。所述的偏振片與反射型偏光片之間為半反半透薄膜材料層或專利CN1116003A中所述的全息光元件。所述的背光材料部分還包括與光學全息元件粘接的金屬反射膜層。本專利技術透射型IXD、半反半透型IXD中的光學全息元件，有效地將光波導中的光耦合到液晶玻璃板背面，同時對光波導面板上方在傳播路徑中被反射回來的光線，通過光學全息元件和背面金屬反射膜層的反射，得到了回收利用，進一步提高光波導的光使用效率，提高了亮度和對比度。附圖說明圖I為本專利技術透射型IXD結構圖；圖2為本專利技術半反半透型IXD結構圖；圖3為本專利技術實施例I中光波導板后面的光學全息反射元件結構圖；圖4為本專利技術光學全息反射元件制備原理圖；圖5為顯示器亮度隨視角的變化曲線圖；圖6為顯示器對比度隨視角的變化曲線圖；其中，1.金屬反射膜,2.光學全息反射兀件,3.光波導板,4.光漫擴散膜,5.棱鏡增亮膜，6.反射型偏光片，7.偏振片I，8.玻璃板I，9. ITO電極(下)，10.液晶分子，11.ITO電極(上)，12.玻璃板II，13.彩色濾光片，14.偏振片II，15.半反半透薄膜材料層或CN1116003A中所述的全息光兀件,16.光學膠粘合層，17.襯底材料層，18.全息薄膜材料層，19.激光器，20.分束鏡，21.反光鏡Ml，22.反光鏡M2，23.反光鏡M3，24.擴束鏡LI，25.擴束鏡 L2, 26.空間調制器，a、b、C、d、e、f > g、h、i、j、k、I、m、n、o、p、q、r> s 為光線，A、B、C、D、E、F、G、H、I、J 為選取的光入點，β I、β2、α I、α 2 為角度。具體實施例方式下面結合實施例進一步說明，但不限于下述實施例。實施例I如圖I所示，一種透射型IXD，包括背光材料部分和液晶面板部分，由后向前依次為金屬反射膜I，光學全息反射元件2，光波導板3，光漫擴散膜4，棱鏡增亮膜5，反射型偏光片6，偏振片17，玻璃板18，ITO電極(下)9，液晶分子10，ITO電極(上)11，玻璃板1112，彩色濾光片13,偏振片1114。光學全息反射兀件2,包括全息薄膜材料層18、光學膠粘合層16、襯底材料層17,全息薄膜材料層18通過光學膠粘合層16粘接襯底材料層17。全息薄膜材料層為用兩束相干性的平面光從光聚合物薄膜材料兩側入射進行激光曝光，調節材料光折射率而得到的具有光衍射性能的材料層。光聚合物薄膜材料源于杜邦公司生產銷售的HRF-800X001和HRF-00X070，使用北京創作科技有限公司研制生產的光聚合物材料，達到同樣的光學性能要求。厚度為15至20微米的全息薄膜材料層，依附在厚度50微米的襯底材料PET或PE之上。光聚合物薄膜材料通常使用Acrylic單分子化合物材料和用于誘發分子鏈接反應的激活媒介材料組成，為了有效地曝光，根據激光波長的需要，光聚合物摻雜微量光敏材料，如小于O. 1%微量的光敏染料(methylene blue),充分混合入光聚合物材料中。 制備全息薄膜材料層的第一步是激光曝光過程，使用美國相干公司的Verdi VlO固體激光器，工作波長532nm, Spectra Physics公司生產的Ar+離子激光器，工作波長514nm, 488nm, 476nm,激光輸出功率小于5W/cm2，照射光強2mW/cm2，激光照射下光聚合物的曝光能量50mj/cm2 ;第二步，對激光處理過的元件進行UV光照固化，固化剩余的單分子或小分子化合物材料，使用UV波長340nm至380nm的金屬齒化物燈(metal halide lamp)照射5分鐘，UV曝光能量lOOmW/cm2以上；第三步，緊貼光聚合物薄膜材料，粘合一層成分由低分子化合物組成的擴散薄膜，擴散膜是杜本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳更生，于英霞，譚虎威，孫渝明，
申請(專利權)人：濟南量譜信息技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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