Жидкокристаллический дисплей

Жидкокристаллический дисплей, состоящий из пикселов, каждый из которых включает в себя светоизлучающую (СИ) и отражательную светомодулирующую (СМ) части, которые пространственно разделены и примыкают боковыми сторонами друг к другу, причем обе части дисплея содержат первую и вторую общие подложки, а также элементы, выполненные в виде слоев, а именно СИ часть содержит следующие элементы, расположенные последовательно один под другим, между первой и второй подложками: катод, расположенный на нижней стороне первой подложки; слой с дырочной проводимостью; светоизлучающий слой; слой с электронной проводимостью; анод; прозрачный изолирующий слой, расположенный между анодом и второй подложкой. Отражательная СМ часть содержит следующие элементы, расположенные последовательно один под другим между первой и второй подложками: первый электрод, расположенный на нижней стороне первой подложки; первый пассивирующий слой; первый ориентирующий слой; светомодулирующий слой; второй ориентирующий слой; второй пассивирующий слой; отражающий слой; второй электрод, расположенный между отражающим слоем и второй подложкой. СМ часть содержит компенсирующий слой, расположенный на верхней стороне первой подложки и выполненный с возможностью компенсации фазы, а также поляризатор, расположенный на компенсирующем слое, причем светоизлучающий слой в СИ части и светомодулирующий слой в СМ части изготовлены из одного и того же электролюминесцентного жидкокристаллического (ЖК) материала, при этом ориентирующие слои выполнены с возможностью ориентирования молекул ЖК, а пассивирующие слои с возможностью замедления старения ЖК материала. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области электроники, а именно к жидкокристаллическим дисплеям и способам их изготовления, и может применяться в качестве дисплея для мобильного телефона, карманного компьютера, ноутбука и других аналогичных устройств.

В настоящее время известны светоизлучающие (СИ) дисплеи, трансфлективные светомодулирующие (СМ) дисплеи, состоящие из отражающих и пропускающих светомодулирующих областей, а также гибридные светомодулирующие-светоизлучающие дисплеи, состоящие из отражающих СМ и СИ областей.

Светоизлучающие дисплеи (см. например, патент США №5684365 [1]) содержат источник света, интенсивность излучения которого изменяется под действием управляющего напряжения. Недостатком светоизлучающих дисплеев является плохая видимость изображения при яркой внешней засветке (например, при дневном свете).

Трансфлективные светомодулирующие дисплеи (см. например, патент США №6295109 [2]) содержат как отражающие, так и пропускающие свет области, и поэтому лишены указанного недостатка светоизлучающих дисплеев. С другой стороны, трансфлективные светомодулирующие дисплеи содержат лампу подсветки, и их эффективность в режиме пропускания составляет менее 5%.

Наиболее близким к заявленному изобретению является гибридный светомодулирующий-светоизлучающий дисплей (см. выложенную патентную заявку США №2003/0052869 [3]), который содержит СМ и СИ части, при этом СМ часть данного дисплея выполнена на базе отражательного СМ жидкокристаллического дисплея, а СИ часть выполнена на базе органического светоизлучающего диода. Отличительной особенностью дисплея является расположение элементов СМ и СИ части между двумя подложками. Данный дисплей выбран в качестве прототипа заявленного изобретения.

Недостатком прототипа является сложность технологии производства дисплея вследствие использования разных электролюминесцентных ЖК материалов в СМ и СИ частях дисплея в качестве светоизлучающего и светомодулирующего материалов.

Задачей заявленного изобретения является создание жидкокристаллического дисплея имеющего конструкцию, позволяющую упростить технологию производства дисплея.

Технический результат достигается за счет создания жидкокристаллического дисплея, который состоит из пикселей, каждый из которых включает в себя СИ и отражательную СМ части, которые пространственно разделены и примыкают боковыми сторонами друг к другу, причем обе части дисплея содержат первую и вторую общие подложки, а также элементы, выполненные в виде слоев, а именно

СИ часть содержит следующие элементы, расположенные последовательно один под другим, между первой и второй подложками:

- катод, расположенный на нижней стороне первой подложки;

- слой с дырочной проводимостью;

- светоизлучающий слой;

- слой с электронной проводимостью;

- анод;

- прозрачный изолирующий слой, расположенный между анодом и второй подложкой.

Отражательная СМ часть содержит следующие элементы, расположенные последовательно один под другим, между первой и второй подложками:

- первый электрод, расположенный на нижней стороне первой подложки;

- первый пассивирующий слой;

- первый ориентирующий слой;

- светомодулирующий слой;

- второй ориентирующий слой;

- второй пассивирующий слой;

- отражающий слой;

- второй электрод, расположенный между отражающим слоем и второй подложкой.

Кроме того, СМ часть содержит компенсирующий слой, расположенный на верхней стороне первой подложки и выполненный с возможностью компенсации фазы, а также поляризатор, расположенный на компенсирующем слое, причем светоизлучающий слой в СИ части и светомодулирующий слой в СМ части изготовлены из одного и того же электролюминесцентного жидкокристаллического (ЖК) материала, при этом ориентирующие слои выполнены с возможностью ориентирования молекул ЖК, а пассивирующие слои с возможностью замедления старения ЖК материала.

Для функционирования дисплея существенно, чтобы отношение размеров отражательной СМ части к размерам СИ части находилось в интервале между 10:1 и 1:1.

Для функционирования дисплея важно, чтобы подложки были гибкими.

Для функционирования дисплея существенно, чтобы подложки были выполнены из материала, выбранного из группы, включающей в себя стекло, полимер и металл.

Для функционирования дисплея важно, чтобы одна из подложек была выполнена из полимера, а вторая из материала, выбранного из группы, включающей в себя стекло, полимер и металл.

Для функционирования дисплея важно, чтобы одна из подложек была выполнена из стекла, а вторая из полимера или металла.

Для функционирования дисплея важно, чтобы СИ и отражающая СМ части имели неодинаковую форму.

Для функционирования дисплея существенно, чтобы жидкокристаллический материал в СИ части был полимеризован.

Техническим результатом заявленного изобретения является упрощение технологии производства ЖК дисплея за счет изготовления светоизлучающего и светомодулирующего элемента в светомодулирующей (СМ) и светоизлучающей (СИ) частях дисплея из одного и того же электролюминесцентного жидкокристаллического материала.

Для лучшего понимания заявленного изобретения далее приводится его подробное описание с соответствующими чертежами.

На чертеже представлена схема пикселя жидкокристаллического дисплея (вид сбоку), выполненного согласно изобретению.

Рассмотрим подробнее заявленное изобретение (Фиг.1). Каждый элемент жидкокристаллического (ЖК) дисплея, пиксель, пространственно разделен на две части - СИ часть 1 и отражательную СМ часть 2. Данные части формируют пиксель, примыкая друг к другу боковыми сторонами. Обе части дисплея содержат общие: первую обложку 3 и вторую подложку 4, а также элементы, выполненные в виде слоев.

СИ часть 1 содержит следующие элементы, расположенные последовательно один под другим, между первой подложкой 3 и второй подложкой 4:

- катод 5, расположенный на нижней стороне первой подложки 3,

- слой 6 с дырочной проводимостью,

- светоизлучающий слой 7,

- слой 8 с электронной проводимостью,

- анод 9,

- прозрачный изолирующий слой 10, расположенный между анодом 9 и второй подложкой 4.

Отражательная СМ часть 2 содержит следующие элементы, расположенные последовательно один под другим, между первой подложкой 3 и второй подложкой 4:

- первый электрод 11, расположенный на нижней стороне первой подложки 3;

- первый пассивирующий слой 12,

- первый ориентирующий слой 13,

- светомодулирующий слой 14,

- второй ориентирующий слой 15,

- второй пассивирующий слой 16,

- отражающий слой 17,

- второй электрод 18, расположенный между отражающим слоем 17 и второй подложкой 4.

CM часть 4 также содержит компенсирующий слой 19, расположенный на верхней стороне первой подложки 3 и выполненный с возможностью компенсации фазы, а также поляризатор 20, расположенный на компенсирующем слое 19.

Отличие заявленного изобретения состоит в том, что светоизлучающий слой 7 в СИ части 1 и светомодулирующий слой 14 в CM части 2 изготовлены из одного и того же электролюминесцентного жидкокристаллического (ЖК) материала, при этом ориентирующие слои 13 и 15 выполнены с возможностью ориентирования молекул ЖК материала, а пассивирующие слои 12 и 16 с возможностью замедления старения ЖК материала.

Дисплей работает следующим образом. Отражательная СМ часть 2 отражает внешний свет, а СИ часть 1 излучает свет (направление лучей света обозначено стрелками на Фиг.1). Таким образом, при отсутствии внешнего освещения СИ часть 1 оказывает эффективный вклад в отображение информации. Когда присутствует внешнее излучение (при дневном свете), происходит отображение информации с использованием как отраженного, так и излучаемого света, при этом ЖК материал в СМ части 2 используется для электрооптической модуляции отраженного света, тогда как в СИ части 1 он является светоизлучающим материалом. СМ и СИ части дисплея могут быть разделены изолирующим слоем 21.

Хотя указанный выше вариант выполнения изобретения был изложен с целью иллюстрации настоящего изобретения, специалистам ясно, что возможны разные модификации, добавления и замены, не выходящие из объема и смысла настоящего изобретения, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.

1. Жидкокристаллический дисплей, состоящий из пикселов, каждый из которых включает в себя светоизлучающую (СИ) и отражательную светомодулирующую (СМ) части, которые пространственно разделены и примыкают боковыми сторонами друг к другу, причем обе части дисплея содержат первую и вторую общие подложки, а также элементы, выполненные в виде слоев, а именно СИ-часть содержит следующие элементы, расположенные последовательно один под другим между первой и второй подложками:

катод, расположенный на нижней стороне первой подложки;

слой с дырочной проводимостью;

светоизлучающий слой;

слой с электронной проводимостью;

анод;

прозрачный изолирующий слой, расположенный между анодом и второй подложкой,

при этом отражательная СМ-часть содержит следующие элементы, расположенные последовательно один под другим между первой и второй подложками:

первый электрод, расположенный на нижней стороне первой подложки;

первый пассивирующий слой;

первый ориентирующий слой;

светомодулирующий слой;

второй ориентирующий слой;

второй пассивирующий слой;

отражающий слой;

второй электрод, расположенный между отражающим слоем и второй подложкой;

кроме того, СМ-часть содержит компенсирующий слой, расположенный на верхней стороне первой подложки и выполненный с возможностью компенсации фазы, а также поляризатор, расположенный на компенсирующем слое, причем светоизлучающий слой в СИ-части и светомодулирующий слой в СМ-части изготовлены из одного и того же электролюминесцентного жидкокристаллического (ЖК) материала, при этом ориентирующие слои выполнены с возможностью ориентирования молекул ЖК, а пассивирующие слои с возможностью замедления старения ЖК-материала.

2. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что соотношение размеров отражательной СМ-части к размерам СИ-части находится в интервале между 10:1 и 1:1.

3. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что подложки выполнены гибкими.

4. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что подложки выполнены из материала, выбранного из группы, включающей в себя стекло, полимер и металл.

5. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что одна из подложек выполнена из полимера, а вторая из материала, выбранного из группы, включающей в себя стекло, полимер и металл.

6. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что одна из подложек выполнена из стекла, а вторая из полимера или металла.

7. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что СИ- и отражающая СМ-части имеют неодинаковую форму.

8. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что жидкокристаллический материал в СИ-части полимеризован.