[發明專利]一種顯示板

有效

• 申請號: 201110405146.0
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN102445795A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 陳禹翔;李青;王保平;匡文劍;金潮;鞠霞
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G02F1/1343
• 分類號: G02F1/1343;G02F1/03
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本發明涉及非主動發光型顯示面板，尤其涉及一種應用了光學量子隧道效應和逆壓電效應的光調制器陣列。具體地說是利用一種新型光調制器陣列對外光源進行調制而使其達到顯示的目的的一種顯示板。

背景技術

目前電子顯示器可分為主動發光型和非主動發光型。前者是利用信息來調制各像素的發光亮度和顏色，進行直接顯示；后者本身不發光，而是利用信息調制外光源而使其達到顯示的目的。在自然界中，人類所獲得的視覺信息中，90％以上是靠外部物體的反射光，而并非物體本身的發光，所以被動顯示更適合于人眼視覺，不易引起眼部疲勞。

液晶顯示板是目前常用的一種非主動發光型顯示面板，下面簡述其工作原理。液晶是一種介于固態和液態之間的物質，是具有規則性分子排列的有機化合物，如果把它加熱會呈現透明狀的液體狀態，把它冷卻則會出現結晶顆粒的混濁固體狀態。正是由于它的這種特性，所以被稱之為液晶。液晶電視是在兩張玻璃之間的液晶內，加入電壓，通過分子排列變化及曲折變化來控制背光源的光線透過與否：在需要的地方讓光線透過，不需要的地方阻斷光線，從而顯示畫面。以扭曲向列型液晶為例，如圖1、圖2所示，液晶盒兩側有偏振片，其中上方的偏振片為線性起偏器，下方的偏振片為線性檢偏器。他們的偏光軸互相平行，并都與液晶盒頂部基片內表面處的液晶分子去向一致。當未加外電場時，入射光到達盒的底部時，光的偏振面將與檢偏器的偏光軸垂直，光線被檢偏器擋住，從背面看過去液晶盒不透明，如圖1所示。外加電場后，入射光經過液晶盒時不發生偏轉，能從檢偏器穿過，液晶盒仿佛是透明的，如圖2所示。當液晶分子介于這兩個狀態之間時，光線具有一定的透過率。為了提高顯示效果，目前液晶顯示板通過薄膜場效應晶體管陣列進行有源驅動。液晶顯示板的工作原理決定了這種器件具有一定的缺陷：1，結構十分復雜，薄膜場效應晶體管陣列制作工藝要求高，成品率低；2，由于背光源發出的光都要通過一個起偏器，將自然光轉換成偏振光，所以造成損失一半的光能量，使得面板的發光效率不高，造成能耗較高，漸漸難以滿足能耗標準的要求；3，電光響應速度慢，因此在動態圖像方面的表現不理想，會出現拖尾等現象；4，光透過和關閉都不徹底，即開狀態時仍有光被阻擋，關狀態時仍有光透過，使得面板對比度差；5，由各個方向觀看顯示板時，液晶分子排列不一樣，造成透過光線也不一樣，所以可視角度小。

當電磁波從折射率為n₁介質射入折射率為n₂的介質，入射角α₁與折射角α₂滿足折射定律：n₁*sinα₁＝n₂*sinα₂。若n₁大于n₂，則α₂大于α₁，即當電磁波從光密介質射向光疏介質時，折射角將大于入射角。當入射角為某一數值時，折射角將等于90°，此入射角稱臨界角。臨界角c＝arcsin(n₂/n₁)。這時在光疏介質中將不出現折射波。若入射角大于臨界角，則無折射，全部電磁波均返回到光密介質，此現象稱為全反射。這時沒有電磁波射出到光疏介質中，但光疏介質中產生了某種波的擾動，這種波被稱為瞬逝波，它不攜帶任何能量，這種波的擾動隨著離界面距離的增加而迅速減弱至消失。由數學計算可得，這種波的電場強度可以表示為：

其中光密介質中物理量下標為1，光疏介質中物理量下標為2或上標(2)。從式中可以看到，這是一個阻尼衰減的波動過程，此式所表示的透射波是沿x方向傳播沿z向呈指數衰減的特殊波動，這種波叫倏逝波。以前討論的波等相面與等幅面重合，為均勻波；而倏逝波的等相面與等幅面垂直，為非均勻波。這種波動只能緊貼界面傳播而不能深入光疏介質內部，倏逝波的振幅隨進入深度z減小得非常快。