ДИСПЛЕЙ Российский патент 2008 года по МПК G02F1/13357 G02B27/10 

Изобретение относится к области оптики, более конкретно к дисплеям, и может быть использовано для формирования изображения.

К современным дисплеям предъявляются высокие требования пространственной однородности и яркости изображения.

Для улучшения однородности света, формирующего изображение на экране дисплея, часто используют диффузионные пленки, которые эффективно перераспределяют и смешивают свет. Например, в патенте US 6.111,696 [1] описан проекционный дисплей, который содержит источник света, жидкокристаллическую (далее по тексту ЖК) панель и расположенные между ними диффузионную пленку, которая равномерно распределяет свет источника, и перенаправляющую пленку, направляющую свет, прошедший диффузионную пленку, на ЖК-панель под определенным углом.

Наиболее близким к заявленному изобретению является дисплей, приведенный в патенте US 5,828,488 [2], который включает в себя источник света, ЖК-панель и расположенный между ними набор пленок, поляризующих и равномерно распределяющих излучение источника, а также перенаправляющую пластину, которая направляет равномерно распределенное излучение на ЖК-панель. Данный дисплей выбран в качестве прототипа заявленного изобретения.

Недостатком описанных выше аналога и прототипа заявленного изобретения является то, что диффузная и поляризационные пленки поляризуют свет источника, при этом уменьшая его интенсивность, поэтому изображение на экране дисплея имеет недостаточную яркость.

Задачей заявляемого изобретения является создание дисплея с улучшенной яркостью изображения.

Поставленная задача решена путем создания дисплея, который содержит источник света, ЖК-панель, а также расположенные между ними перенаправляющую пленку и стек (т.е. организованное множество) оптических волноводов, при этом оптические волноводы выполнены в виде пленок, первые концы которых направлены в сторону источника света, а вторые концы выдвинуты относительно друг друга с образованием зубчатой поверхности, которая соединена с первой зубчатой поверхностью перенаправляющей пленки, вторая поверхность которой соединена с ЖК-панелью, причем зубцы обеих соединенных поверхностей двугранные, при этом одна из граней каждого зубца первой поверхности перенаправляющей пленки покрыта слоем отражающего материала и соединена с выдвинутой боковой поверхностью оптических волноводов, а другая грань является прозрачной и соединена с торцами оптических волноводов, причем выдвинутая боковая поверхность оптических волноводов и торцы оптических волноводов образуют грани зубцов поверхности, образованной вторыми концами оптических волноводов, причем оптические волноводы выполнены с возможностью направления света источника от первых концов ко вторым, а зубцы первой поверхности перенаправляющей пленки выполнены с возможностью направления света от вторых концов оптических волноводов на ЖК-панель, за счет отражения от граней, покрытых слоем отражающего материала.

Для функционирования дисплея важно, чтобы зубцы зубчатой поверхности, образованной вторыми концами оптических волноводов, и зубцы первой поверхности перенаправляющей пленки имели одинаковую форму.

Для функционирования дисплея важно, чтобы одна грань каждого зубца поверхности, образованной вторыми концами оптических волноводов, состояла из, по меньшей мере, одного торца оптического волновода, а вторая грань из поверхности оптического волновода.

Для функционирования дисплея важно, чтобы волноводы в стеке были соединены латерально.

Для функционирования дисплея важно, чтобы зубчатая поверхность, образованная вторыми концами оптических волокон, была соединена путем оптической адгезии с первой зубчатой поверхностью перенаправляющей пленки с образованием оптического контакта.

Для функционирования дисплея важно, чтобы первые и вторые концы оптических волокон были компланарны.

Технический результат заявленного изобретения заключается в увеличении яркости изображения на экране за счет использования для распределения света стека оптических волокон, соединенного с перенаправляющей пленкой зубчатым соединением.

Для лучшего понимания настоящего изобретения далее приводится его подробное описание с соответствующими чертежами.

Фиг.1. Схема дисплея, выполненного согласно изобретению.

Фиг.2. Схема способа изготовления дисплея, выполненная согласно изобретению.

Дисплей (Фиг.1) содержит источник 1 света, ЖК-панель 2, а также расположенные между ними перенаправляющую пленку 3 и стек 4 оптических волноводов 5. Оптические волноводы 5 выполнены в виде пленок, первые концы которых направлены в сторону источника 1 света, а вторые концы выдвинуты относительно друг друга с образованием зубчатой поверхности, которая соединена с первой зубчатой поверхностью перенаправляющей пленки 3, вторая поверхность которой соединена с ЖК-панелью 2. Зубцы обеих соединенных поверхностей двугранные. Одна из граней каждого зубца первой поверхности перенаправляющей пленки 3 покрыта слоем 6 отражающего материала и соединена с выдвинутой боковой поверхностью 7 оптического волновода 5, а другая грань прозрачная и соединена с торцом 8 оптического волновода 5. Причем выдвинутая боковая поверхность 7 оптического волновода 5 и торец 8 оптического волновода 5 образуют грани зубцов поверхности, образованной вторыми концами оптических волноводов 5.

Свет, сформированный источником 1 света, входит в стек 4 пленок-волноводов 5 со стороны первых концов волноводов, распространяется по волноводам 5 ко вторым зубчатым концам. После чего свет выходит из торцов 8 волноводов 5, входит через прозрачные грани зубцов первой поверхности перенаправляющей пленки, отражается от слоя 6 отражающего материала и падает на поверхность ЖК-панели 2, которая формирует изображение.

На Фиг.2 показан способ изготовления стека пленок-волноводов. На первом этапе способа создают фотополимеризованную смесь голографического фотополимера 8, которая состоит из полимерных вставок, жидкого мономера, пластификатора и фотоинициатора. Затем жидкий фотополимер (далее LPC) 5 располагают между двумя гидрофобными стеклянными пластинами 9 и 10. Вставляют между пластинами 9 и 10 разделители 11, при этом задают величину зазора между ними. Освещают слой LCP пучком 12 ультрафиолетового света через маску 13, которая представляет собой периодическую структуру вдоль одной их координат, период h которой соответствует периоду соединенных в стек пленок-волноводов. Под действием ультрафиолетового света в слое 5 LCP происходит реакция фотополимеризации, при этом в нем формируются периодические области с разными коэффициентами преломления n_nnod и n_nant, соответственно. Периодическое изменение коэффициента преломления в фотополимеризиованном слое 5 обеспечит волноводный эффект для луча света, попадающего в пленку-волновод.

Хотя указанный выше вариант выполнения изобретения был изложен с целью иллюстрации настоящего изобретения, специалистам ясно, что возможны разные модификации, добавления и замены, не выходящие из объема и смысла настоящего изобретения, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к устройствам формирования изображения - дисплеям. Заявленное устройство содержит источник света, ЖК-панель, а также расположенные между ними перенаправляющую пленку и стек оптических волноводов, при этом оптические волноводы выполнены в виде пленок, первые концы которых направлены в сторону источника света, а вторые концы выдвинуты относительно друг друга с образованием зубчатой поверхности, которая соединена с первой зубчатой поверхностью перенаправляющей пленки, вторая поверхность которой соединена с ЖК-панелью, причем зубцы обеих соединенных поверхностей двугранные. Технический результат: повышение яркости изображения. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Дисплей, содержащий источник света, ЖК-панель, а также расположенные между ними перенаправляющую пленку и стек оптических волноводов, при этом оптические волноводы выполнены в виде пленок, первые концы которых направлены в сторону источника света, а вторые концы выдвинуты относительно друг друга с образованием зубчатой поверхности, которая соединена с первой зубчатой поверхностью перенаправляющей пленки, вторая поверхность которой соединена с ЖК-панелью, причем зубцы обеих соединенных поверхностей двугранные, при этом одна из граней каждого зубца первой поверхности перенаправляющей пленки покрыта слоем отражающего материала и соединена с выдвинутой боковой поверхностью оптических волноводов, а другая грань прозрачная и соединена с торцами оптических волноводов, причем выдвинутая боковая поверхность оптических волноводов и торцы оптических волноводов образуют грани зубцов поверхности, образованной вторыми концами оптических волноводов, причем оптические волноводы выполнены с возможностью направления света источника от первых концов ко вторым, а зубцы первой поверхности перенаправляющей пленки выполнены с возможностью направления света от вторых концов оптических волноводов на ЖК-панель за счет отражения от граней, покрытых слоем отражающего материала.2. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что зубцы зубчатой поверхности, образованной вторыми концами оптических волноводов, и зубцы первой поверхности перенаправляющей пленки имеют одинаковую форму.3. Дисплей по п.2, отличающийся тем, что одна грань каждого зубца поверхности, образованной вторыми концами оптических волноводов, состоит из, по меньшей мере, одного торца оптического волновода, а вторая грань из поверхности оптического волновода.4. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что волноводы в стеке соединены латерально.5. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что зубчатая поверхность, образованная вторыми концами оптических волокон, соединена путем оптической адгезии с первой зубчатой поверхностью перенаправляющей пленки с образованием оптического контакта.6. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что первые и вторые концы оптических волокон компланарны.