[发明专利]一种光学全息反射元件及含有该元件的透射型LCD和半反半透型LCD

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学全息反射元件及其在透射型LCD和半反半透型LCD中的应用，属于LCD背光材料技术领域。

背景技术

LCD显示屏可分为反射型LCD和透射型LCD，已有的技术中，使用光聚合物材料制备的基于衍射原理的全息元件，实现了在反射型LCD中的应用(见专利号为94190861.5的中国专利，CN1116003A)，反射型TN LCD(Twisted Nematic)，STN LCD (Super Twisted Nematic)，TFT LCD(Thin Film Transistor)，利用全息元件的衍射效应，提高了反射型LCD的亮度、可见度。

透射型TFT LCD模块由液晶面板部分和背光材料部分组成，背光材料包括亮度增强薄膜，反射型偏光片、扩散膜，粘合在偏振片与光波导之间，背光的光波导有侧置式LED光源，它与光波导板连接，用于背光照明。现有技术中的光波导的背面，粘贴一层镀铝或氧化镁的金属膜，对透过光波导的入射光，比如经过反射型偏振片反射回的光线，起到镜面反射的作用，实现对光的回收和再利用，此结构对于光波导的光效率，仍有进一步提高的空间。由于光波导的表面在制备中引进了微小尺寸的刻槽，微小机械刻槽改变了光波导中传播光线的传播方向，使其朝向LCD面板方向传播，用于背光照明。但是，当部分反射的光线透过光波导时，这些刻槽的存在会造成光线的散射，降低了反射光穿过光波导的透射率，影响了光的回收效率。现有技术中半反半透型LCD，与透射型TFT LCD类似，只是在偏振片与反射型偏光片之间有半反半透薄膜材料，效率较低。

发明内容

本发明的目的是针对透射型TFT LCD以及半反半透型TN LCD、STN LCD和TFT LCD中背光效率不甚理想的问题，提供了一种光学全息反射元件及含有该元件的透射型LCD和半反半透型LCD，提高LCD显示屏的背光照明和前光照明的光效率。

本发明采取的技术方案为：

一种光学全息反射元件，包括全息薄膜材料层，全息薄膜材料层为用两束相干性的平面光从光聚合物薄膜材料两侧入射进行激光曝光，调节材料光折射率而得到的具有光衍射性能的材料层。

所述的光学全息反射元件还包括光学胶粘合层、衬底材料层，全息薄膜材料层通过光学胶粘合层粘接衬底材料层。

上述的全息薄膜材料层厚度15微米至20微米。

上述的衬底材料层为PET薄膜或PE薄膜。

光学全息反射元件优选中心波长488nm蓝色、530nm绿色、580nm橙色、615nm红色，使用扩散薄膜进行热处理后，中心波长有几个nm的红移，光学全息反射元件的色彩滤波带宽被加大到40nm以上。制备方法等同于侧置式照明的全息成像薄膜的制备，制备详述参考Ryder Sean Nesbitt，“Edgelit Holography：Extending Size and Color”，MIT Thesis，1999。

一种透射型LCD，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导板、上述光学全息反射元件，光学全息反射元件将光波导板传播的光，以衍射的方式改变其方向，照明液晶面板部分。

所述的背光材料部分还包括与光学全息反射元件粘接的金属反射膜层，将穿过光学全息反射元件的光反射回去。

一种半反半透型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、光波导板，在光波导板后面设有上述光学全息反射元件，光波导板后面的光学全息反射元件将射入其中的光，以衍射的方式改变其方向，照明液晶面板部分。

所述的偏振片与反射型偏光片之间为半反半透薄膜材料层或专利CN1116003A中所述的全息光元件。

所述的背光材料部分还包括与光学全息元件粘接的金属反射膜层。

本发明透射型LCD、半反半透型LCD中的光学全息元件，有效地将光波导中的光耦合到液晶玻璃板背面，同时对光波导面板上方在传播路径中被反射回来的光线，通过光学全息元件和背面金属反射膜层的反射，得到了回收利用，进一步提高光波导的光使用效率，提高了亮度和对比度。

附图说明

图1为本发明透射型LCD结构图；

图2为本发明半反半透型LCD结构图；

图3为本发明实施例1中光波导板后面的光学全息反射元件结构图；

图4为本发明光学全息反射元件制备原理图；

图5为显示器亮度随视角的变化曲线图；

图6为显示器对比度随视角的变化曲线图；