[发明专利]光学显示器

说明书

技术领域

本发明是一种改进型光学显示器。

背景技术

光学显示器被广泛地用于便携式计算机，手持式计算器，数字式手表等。常见的液晶(LC)显示器是此种光学显示器的一个普通例子。传统的液晶显示器在一对吸收偏振片之间安装液晶和电极矩阵。在这种液晶显示器中，液晶部份靠施加电场来改变其光学状态。该过程产生以偏振光显示信息“像素”(“pixel”)所必需的对比度。

因此，传统液晶显示器包括前偏振片和后偏振片。一般，这类偏振片采用二向性染料，该染料对一种偏振取向光的吸收比与其垂直的偏振取向光的吸收更强。通常，前偏振片透射轴与后偏振片的透射轴“相交”。交角可从零度直至九十度角变化。液晶，前偏振片和后偏振片共同组成液晶显示片组件。

液晶显示器可依据照明源分类。“反射”式显示器是用“前部”进入显示器的环境光来照明。一般在液晶显示器组件“后面”放置擦亮的铝反射器，这种反射表面将光返回到液晶显示器组件而维持入射到反射表面上的光的偏振取向。

在环境光线强度不足以观看的应用场合下，通常用“背光”组件来替代擦亮铝表面。典型的背光组件包括光腔(optical cavity)和灯，或者产生光的其它结构。这种在环境光及背光条件下可视的显示被称为“传输反射”(“transflective”)。传输反射式显示的一个问题是典型背光不能象传统擦亮的铝表面一样有效反射。而且，背光对光线偏振作用有随机性，进一步降低了提供给照明液晶显示器的光量。因此，在环境光线下观察时，背光补加到液晶显示器使显示亮度更弱。

为此，需要一种在环境照明和背光照明条件下均能够有足够亮度和对比度的显示器。

发明内容

本发明提供的一种显示器，包含：光源，具有反射光腔，构筑成使由光腔反射的光的方向和极性随机化；设置在一平面上的显示模件；其特征在于，所述显示器还包含：条纹面材料，设置在光源与显示模件之间，条纹面材料把入射到条纹面材料上的部分光由入射角重定向到透射角，该透射角小于从轴法线到显示模件的显示平面测得到入射角；以及反射偏振片，设置在光源与显示模件之间，反射偏振片具有双折射材料，布置成使第一偏振光基本上朝向光腔，而第二偏振光基本上透射通过反射偏振片而朝向显示模件。

本发明提供的另一种光学显示器，包含：显示模件；光学显示器还包含：靠近显示模件的亮度增强反射偏振器；靠近亮度增强反射偏振器设置的光腔，光腔提供显示模件的照明源，并使入射到光腔上的光的偏振取向随机化，使入射到光腔上的光的方向随机化；反射偏振片，具有第一和第二偏振取向，反射偏振片透射具有第一偏振取向的光，反射具有第二偏振取向的光，第二偏振取向与第一偏振取向不同，反射偏振片还具有与第一和第二偏振取向垂直的轴；条纹面材料，对轴角度的第一预选组内进入条纹表材料的光将被反射，而在对轴角度的第二预选组内进入条纹面材料的光将被折射，以使第二角度组内的大部分光形成的输出光楔窄于与其相关的输入光楔，在第二角度组内的角度大于在第一角度组内的角度，反射偏振片和条纹面材料形成一体结构；其中，反射偏振片包含单轴取向的至少两种不同材料的各层叠层。

附图概述

这些图描述了本发明代表性和说明性的实例。同一引用的数字在整个若干张图中表示相同结构。

图1是本发明光学显示器剖面图；

图2是本发明作为例证的光学显示器剖面图；

图3是本发明作为例证的光学显示器剖面图；

图4是本发明反射式偏振片的放大剖面图；

图5是反射式偏振片性能曲线图；

图6是本发明亮度提高的光学显示器示意图；

图7是亮度增强器的工作说明示意图；

图8是亮度增强器的工作曲线图；

图9是作为例证的光学显示器的剖面图；

图10是作为例证的光学显示器的剖面图；

图11是作为例证的光学显示器剖面图；

图12是试验结果曲线图；

图13是作为例证的光学显示器剖面图；

图14是亮度增强反射式偏振片的剖面图；

图15示出了形成单一界面的两层“叠层”膜；

图16和17是在介质系数内为1.60的单轴双折射系统的反射率比角度的曲线；

图18是在介质系数为1.0的单轴双折射系统的反射率比角度的曲线；

图19，20和21是单轴双折射系统在面内(in-plane)折射率和Z-折射率之间的各种关系；

图22显示出两种不同单轴双折射系统的离轴反射率比波长关系；