[發(fā)明專利]一種顯示板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110405146.0
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN102445795A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)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(fā)明涉及非主動發(fā)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(diào)制器陣列。具體地說是利用一種新型光調(diào)制器陣列對外光源進行調(diào)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(fā)光型和非主動發(fā)光型。前者是利用信息來調(diào)制各像素的發(fā)光亮度和顏色，進行直接顯示；后者本身不發(fā)光，而是利用信息調(diào)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(fā)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(fā)光型顯示面板，下面簡述其工作原理。液晶是一種介于固態(tài)和液態(tài)之間的物質(zhì)，是具有規(guī)則性分子排列的有機化合物，如果把它加熱會呈現(xiàn)透明狀的液體狀態(tài)，把它冷卻則會出現(xiàn)結(jié)晶顆粒的混濁固體狀態(tài)。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(nèi)，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(cè)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(nèi)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(jīng)過液晶盒時不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，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(tài)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(qū)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(jié)構(gòu)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(fā)出的光都要通過一個起偏器，將自然光轉(zhuǎn)換成偏振光，所以造成損失一半的光能量，使得面板的發(fā)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(tài)圖像方面的表現(xiàn)不理想，會出現(xiàn)拖尾等現(xiàn)象；4，光透過和關閉都不徹底，即開狀態(tài)時仍有光被阻擋，關狀態(tài)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(zhì)射入折射率為n₂的介質(zhì)，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(zhì)射向光疏介質(zhì)時，折射角將大于入射角。當入射角為某一數(shù)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(zhì)中將不出現(xiàn)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(zhì)，此現(xiàn)象稱為全反射。這時沒有電磁波射出到光疏介質(zhì)中，但光疏介質(zhì)中產(chǎn)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(shù)學計算可得，這種波的電場強度可以表示為：

其中光密介質(zhì)中物理量下標為1，光疏介質(zhì)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(shù)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?zhèn)鞑ザ荒苌钊牍馐杞橘|(zhì)內(nèi)部，倏逝波的振幅隨進入深度z減小得非常快。