[发明专利]一种液晶材料色域拓宽装置

说明书

本发明为一种液晶材料色域拓宽装置，该装置的组成包括：在光路方向上，依次设置有平行排列的起偏偏光装置，第一液晶层，第二液晶层和检偏偏光装置；其中，所述起偏偏光装置的透光轴方向为0度；在此基准下：第一液晶层内液晶分子取向角为0度，液晶分子扭曲角为720度；第二液晶层内液晶分子取向角为0度，液晶分子扭曲角为720度。本发明在实现相同色域拓宽效果的前提下装置结构更加简单，同时不存在视角问题，是一种更加优秀的色域拓宽装置。

技术领域

本发明涉及一种由液晶材料与偏光装置构成的色域拓宽装置，可应用于显示器件和光源光谱调控。

背景技术

近年来，高色域光源成为了研究的热点，光源的色域取决于光源的发光质量，包括光谱中发光峰的位置以及发光峰的半峰全宽，发光峰的位置决定色彩的颜色，发光峰的位置越接近红绿蓝三原色的波长范围，光源的显色特性越好，发光峰的半峰全宽决定色彩的纯度，发光峰的半峰全宽越窄，色彩越纯，光源的色域越宽。

现有宽色域光源技术大体可以分为两种，一种是以使用单色光性能好的电致发光二极管技术为代表的光源技术，其发光效果完全取决于光源，价格昂贵；另一种是以光致量子点发光技术为代表的背光源色域拓宽方法，其发光效果取决于色域拓宽装置对于指定波长光的吸收或反射。在背光源色域拓宽方法中，包括现有的以量子点膜作为色域拓宽装置的光致量子点发光技术(如发明名称为“量子点滤色器和包括该量子点滤色器的显示装置”的中国发明专利No.201610915843.3)，使用蓝光来激发绿色和红色量子点材料，实现红绿蓝三颜色光的发射；或者使用颜色陷波滤波器作为色域拓宽装置的技术(发明名称为“具有宽色域和能量效率的高动态范围显示器”的中国发明专利No.201280041032.5)，使用颜色陷波滤波器对光源的白光进行控制，使部分颜色的光不能通过，来实现色域增宽；又或者以及使用函数反射偏光片作为色域拓宽装置的技术(发表论文题目“Enlarging the colorgamut of liquid crystal displays with a functional reflective polarizer”,期刊Optics Express,Vol.25,102-111,2017)，使用函数反射偏光片来实现偏振光的同时，对部分波长的光进行全反射，从而出射的光中缺少部分波长的光，实现宽色域；以及之前本发明人提出的通过波片和偏光片调制偏振光的色域拓宽技术(发明名称为“一种色域拓宽装置”的中国发明专利No.201810017963.0)，使用偏光片与波片调制偏振光，形成特定的透光效果，实现色域拓宽。这些技术都是将色域拓宽装置与光源组合，产生的宽色域光源，在这些技术中光致量子点发光技术是唯一在实际中得到应用的技术，可以实现最高110％NTSC色域标准的发光效果，但是由于其材料特性使其仍然面临着高昂的制作成本(约为普通显示器的2倍)，颜色陷滤波器以及函数反射偏光片技术理论上可以进一步提高光源色域至120％NTSC色域标准，但是由于在色域拓宽装置中包括了数量巨大的在纳米尺寸的复杂结构以及与之配套的其它电子器件，使得其生产难度与结构复杂程度达到了相当高的水平，所以至今未得到实际的应用，通过波片和偏光片调制偏振光的色域拓宽技术由于提出时间较短，同时在视角方面存在一定缺陷，也尚未大规模应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有宽色域光源制备难度大，结构复杂，成本高昂的问题，提供了一种液晶材料色域拓宽装置。该装置利用组合扭曲液晶层结构实现对于不同波长偏振光的调控，即通过将起偏偏光装置、多层液晶层以及检偏偏光片依次按一定角度平行排列，构成了一个光学系统，按照本发明排列的相位延迟片对不同波长的偏振光作用不同，最终的透射光仅在特定波长范围具有高透过率，实现了宽色域光源的效果。

本发明的技术方案为：

一种液晶材料色域拓宽装置，该装置的组成包括：在光路方向上，依次设置有平行排列的起偏偏光装置，第一液晶层，第二液晶层和检偏偏光装置；

其中，所述起偏偏光装置的透光轴方向为0度；在此基准下：

第一液晶层内液晶分子取向角为0度，液晶分子扭曲角为720度；