基于LC的光学显示系统的制作方法

文档序号:12512172阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种显示系统,其包括光学活性结构,所述光学活性结构构造成产生图案化照射,所述图案化照射生成所需图像,所述光学活性结构包括至少一层,所述至少一层包括光学活性纳米棒和液晶材料,所述光学活性纳米棒构造成响应于泵浦能量而发射预定波长范围的输出光。

2.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述显示系统对于可见光至少部分地透明。

3.根据权利要求1或2所述的显示系统,其中,所述至少一层包括所述光学活性纳米棒和所述液晶材料的混合物,使得所述液晶材料的取向变化致使所述光学活性纳米棒的取向对应地变化。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的显示系统,其中,所述光学活性纳米棒构造成能响应泵浦能量,从而发射一个或多个第二波长范围的光,所述泵浦能量是第一预定波长范围的光学泵浦。

5.根据权利要求4所述的显示装置,其中,所述第一波长范围包括下列中的至少一个:紫光波长和紫外光波长,并且其中所述一个或多个第二波长范围包括可见光。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的显示装置,其中,所述光学活性结构包括电极装置,所述电极装置构造成将电场选择性地施加在所述液晶材料上,从而致使其取向发生变化。

7.根据权利要求6所述的显示系统,其中,所述电极装置包括多个电极元件,所述多个电极元件限定了所述光学活性结构的多个单独操作的像素区域。

8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的显示装置,其中,所述光学活性纳米棒包括两种或更多种类型的纳米棒,根据所述纳米棒的尺寸和结构以及成分选择每种纳米棒的类型,以发射不同的预定波长范围的光。

9.根据权利要求8所述的显示装置,其中,所述两种或更多种类型的纳米棒包括至少三种类型的纳米棒,选择每种类型以发射对应于基色的预定波长范围的光。

10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的显示装置,其中,所述显示装置包括泵浦光源,所述泵浦光源构造成提供第一波长范围的光学泵浦形式的泵浦能量,从而致使所述光学活性纳米棒发射一个或多个第二波长范围的光。

11.根据权利要求10所述的显示装置,其中,所述泵浦光源构造成位于离开所述光学活性结构的预定距离处,所述预定距离大于1厘米。

12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的显示装置,还包括至少一个滤光层,所述至少一个滤光层构造成过滤掉不需要的波长范围的光。

13.根据权利要求12所述的显示装置,其中,所述滤光层构造成阻挡紫外光照射的透射、但允许可见光谱的光的透射。

14.根据权利要求1至13中的任意一项所述的显示装置,其中,所述光学活性结构的所述液晶材料和所述光学活性纳米棒混合在一起,使得在所述光学活性结构的某一区域中的所述液晶材料的取向变化致使所述区域中的所述光学活性纳米棒的旋转变化,从而增大或减小所述纳米棒响应于泵浦能量发射的光学发射。

15.根据权利要求1至14中的任意一项所述的显示装置,其中,所述液晶材料和所述对应的光学活性纳米棒的取向变化提供了OFF状态和ON状态,在所述OFF状态,所述光学活性纳米棒配向成其长轴线平行于输出光传播的总体方向,在所述ON状态,所述光学活性纳米棒配向成其长轴线平行于所述至少一层的表面并且响应于泵浦能量而发射光。

16.根据权利要求15所述的显示装置,其中,所述光学活性结构还构造成提供与所述液晶材料的取向相关联的一个或多个中间状态,从而实现来自一个或多个像素区域的光学发射的一个或多个中间水平。

17.一种光学活性结构,所述光学活性结构包括至少一层,所述至少一层包括在所述至少一层内混合在一起的液晶材料和多个光学活性纳米棒,其中,沿着所述液晶材料的一个取向,所述光学活性纳米棒通过以第一强度水平发射一个或多个预定第二波长范围的光而响应第一泵浦波长范围的输入辐射,沿着所述液晶材料的另一个取向,来自所述光学活性纳米棒的发射减小至第二强度水平。

18.根据权利要求17所述的光学活性结构,其中,所述光学活性纳米棒构造成具有材料成分和几何结构以发射所述至少一个第二波长范围的光。

19.根据权利要求17至18所述的光学活性结构,其中,所述液晶材料构造成响应于外部电场而改变其取向,并且其中,所述液晶材料的取向变化致使所述光学活性纳米棒对应地旋转,从而改变所述光学活性纳米棒的光发射。

20.根据权利要求19所述的光学活性结构,其中,所述液晶材料的取向变化提供了所述光学活性纳米棒的光发射的连续变化。

21.根据权利要求19或20所述的光学活性结构,其中,所述光学活性纳米棒中的所述液晶材料在一个取向状态下沿着平行于所述光学活性结构的表面的预定轴线配向,而在另一个取向状态下改变其取向,使之沿着垂直于所述光学活性结构的所述表面的预定轴线配向。

22.根据权利要求17至21中的任意一项所述的光学活性结构,其中,所述液晶材料具有负介电各向异性。

23.根据权利要求17至22中的任意一项所述的光学活性结构,还包括电极装置,所述电极装置包括多个电极元件,所述多个电极元件限定了所述光学活性结构的多个能够单独操作的像素,所述电极装置的所述电极元件构造成将电场选择性地施加于对应像素,从而致使所述液晶材料和所述光学活性纳米棒旋转。

24.根据权利要求17至23中的任意一项所述的光学活性结构,包括两种或更多种类型的光学活性纳米棒,其中,每种类型包括具有选定的材料成分和尺寸以提供与其它类型的光学活性纳米棒的波长范围不同的选定波长范围中的光学发射的光学活性纳米棒。

25.根据权利要求24所述的光学活性结构,其中,不同类型的所述光学活性纳米棒布置在所述光学活性结构的多个像素区域中,从而通过所发射的光的选择性空间和时间变化实现彩色图像的形成。

26.根据权利要求17至25中的任意一项所述的光学活性结构,其中,所述光学活性结构及其液晶材料和光学活性纳米棒构造成针对可见光谱的光部分地光学透明,所述光学活性纳米棒构造成响应于包括紫外光(UV)或紫光照射的第一波长范围中的泵浦光而发射可见光谱的光。

27.根据权利要求17至26中的任意一项所述的光学活性结构,其中,所述液晶材料包括向列液晶材料。

28.根据权利要求17至27中的任意一项所述的光学活性结构,还包括定位成与所述液晶材料物理接触的至少一个配向层,所述至少一个配向层构造成在其休止状态下配向所述液晶材料。

29.根据权利要求28所述的光学活性结构,其中,所述至少一个配向层包括聚合物稳定的垂直配向层。

30.根据权利要求17至29中的任意一项所述的光学活性结构,还包括一个或多个域分隔件,所述一个或多个域分隔件在所述光学活性结构的一侧或两侧处定位成与所述液晶材料和光学活性纳米棒材料物理接触,从而提供所述液晶材料和对应光学活性纳米棒的多域配向。

31.根据权利要求17至30中的任意一项所述的光学活性结构,其构造成应用在显示装置中。

32.一种显示装置,包括:泵浦光源,所述泵浦光源构造成提供第一泵浦波长范围的光学照射;根据权利要求17至31中的一项或多项所述的光学活性结构;和电极装置,所述电极装置构造成将电场选择性地施加于所述光学活性结构的所需像素区域,从而调制所述显示装置的所需像素区域中的光学活性纳米棒的光发射。

33.根据权利要求32所述的显示装置,其中,所述显示装置对于可见波长范围的光至少部分地透明。

34.根据权利要求32或33所述的显示装置,还包括阻挡/漫射层,所述阻挡/漫射层位于所述显示装置与来自其背部场景的光之间,阻挡/漫射元件构造成选择性地阻挡或漫射来自所述显示装置的背部场景的预定波长范围的光。

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