[發明專利]一種液晶材料色域拓寬裝置

在審

• 申請號: 201810734551.9
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN108490681A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 孫玉寶;牛瑞;張弛;馬紅梅
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G02F1/1335
• 分類號: G02F1/1335
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本發明為一種液晶材料色域拓寬裝置，該裝置的組成包括：在光路方向上，依次設置有平行排列的起偏偏光裝置，第一液晶層，第二液晶層和檢偏偏光裝置；其中，所述起偏偏光裝置的透光軸方向為0度；在此基準下：第一液晶層內液晶分子取向角為0度，液晶分子扭曲角為720度；第二液晶層內液晶分子取向角為0度，液晶分子扭曲角為720度。本發明在實現相同色域拓寬效果的前提下裝置結構更加簡單，同時不存在視角問題，是一種更加優秀的色域拓寬裝置。

技術領域

本發明涉及一種由液晶材料與偏光裝置構成的色域拓寬裝置，可應用于顯示器件和光源光譜調控。

背景技術

近年來，高色域光源成為了研究的熱點，光源的色域取決于光源的發光質量，包括光譜中發光峰的位置以及發光峰的半峰全寬，發光峰的位置決定色彩的顏色，發光峰的位置越接近紅綠藍三原色的波長范圍，光源的顯色特性越好，發光峰的半峰全寬決定色彩的純度，發光峰的半峰全寬越窄，色彩越純，光源的色域越寬。

現有寬色域光源技術大體可以分為兩種，一種是以使用單色光性能好的電致發光二極管技術為代表的光源技術，其發光效果完全取決于光源，價格昂貴；另一種是以光致量子點發光技術為代表的背光源色域拓寬方法，其發光效果取決于色域拓寬裝置對于指定波長光的吸收或反射。在背光源色域拓寬方法中，包括現有的以量子點膜作為色域拓寬裝置的光致量子點發光技術(如發明名稱為“量子點濾色器和包括該量子點濾色器的顯示裝置”的中國發明專利No.201610915843.3)，使用藍光來激發綠色和紅色量子點材料，實現紅綠藍三顏色光的發射；或者使用顏色陷波濾波器作為色域拓寬裝置的技術(發明名稱為“具有寬色域和能量效率的高動態范圍顯示器”的中國發明專利No.201280041032.5)，使用顏色陷波濾波器對光源的白光進行控制，使部分顏色的光不能通過，來實現色域增寬；又或者以及使用函數反射偏光片作為色域拓寬裝置的技術(發表論文題目“Enlarging the colorgamut of liquid crystal displays with a functional reflective polarizer”,期刊Optics Express,Vol.25,102-111,2017)，使用函數反射偏光片來實現偏振光的同時，對部分波長的光進行全反射，從而出射的光中缺少部分波長的光，實現寬色域；以及之前本發明人提出的通過波片和偏光片調制偏振光的色域拓寬技術(發明名稱為“一種色域拓寬裝置”的中國發明專利No.201810017963.0)，使用偏光片與波片調制偏振光，形成特定的透光效果，實現色域拓寬。這些技術都是將色域拓寬裝置與光源組合，產生的寬色域光源，在這些技術中光致量子點發光技術是唯一在實際中得到應用的技術，可以實現最高110％NTSC色域標準的發光效果，但是由于其材料特性使其仍然面臨著高昂的制作成本(約為普通顯示器的2倍)，顏色陷濾波器以及函數反射偏光片技術理論上可以進一步提高光源色域至120％NTSC色域標準，但是由于在色域拓寬裝置中包括了數量巨大的在納米尺寸的復雜結構以及與之配套的其它電子器件，使得其生產難度與結構復雜程度達到了相當高的水平，所以至今未得到實際的應用，通過波片和偏光片調制偏振光的色域拓寬技術由于提出時間較短，同時在視角方面存在一定缺陷，也尚未大規模應用。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有寬色域光源制備難度大，結構復雜，成本高昂的問題，提供了一種液晶材料色域拓寬裝置。該裝置利用組合扭曲液晶層結構實現對于不同波長偏振光的調控，即通過將起偏偏光裝置、多層液晶層以及檢偏偏光片依次按一定角度平行排列，構成了一個光學系統，按照本發明排列的相位延遲片對不同波長的偏振光作用不同，最終的透射光僅在特定波長范圍具有高透過率，實現了寬色域光源的效果。

本發明的技術方案為：

一種液晶材料色域拓寬裝置，該裝置的組成包括：在光路方向上，依次設置有平行排列的起偏偏光裝置，第一液晶層，第二液晶層和檢偏偏光裝置；

其中，所述起偏偏光裝置的透光軸方向為0度；在此基準下：

第一液晶層內液晶分子取向角為0度，液晶分子扭曲角為720度；