蓝相液晶
蓝相液晶显示器的专利发展综述
蓝相液晶显示器的专利发展综述1. 引言1.1 蓝相液晶显示器的专利发展综述蓝相液晶显示器作为一种新型显示技术，近年来在专利领域备受关注。
随着科技的不断进步和市场需求的不断增加，蓝相液晶显示器在专利领域的发展也变得日益重要。
本文将对蓝相液晶显示器的专利发展进行综述，探讨其原理、特点、申请趋势、技术分析、保护策略以及应用案例，旨在揭示蓝相液晶显示器在专利领域的现状和未来发展趋势。
通过对蓝相液晶显示器的专利发展进行全面的梳理和分析，可以为相关领域的研究者和从业者提供参考和借鉴，有助于促进蓝相液晶显示器技术的创新与应用，推动行业的持续发展和进步。
2. 正文2.1 蓝相液晶显示器的原理及特点蓝相液晶显示器是一种采用蓝相液晶技术的显示器，其原理和特点主要包括以下几个方面。
首先，蓝相液晶显示器采用了蓝相液晶材料，这种材料具有高度有序排列的分子结构，能够提供更高的亮度和更广的视角。
同时，蓝相液晶材料具有更快的响应速度和更低的功耗，使得显示效果更加清晰和真实。
其次，蓝相液晶显示器采用了全新的驱动技术，能够实现更快的刷新率和更平滑的画面显示。
这种驱动技术可以有效减少屏幕残影和闪烁现象，提升用户体验的舒适度。
此外，蓝相液晶显示器还具有更广的色域和更高的色彩准确度，使得显示的图像更加真实和生动。
同时，蓝相液晶显示器还具有更高的对比度和更低的反射率，能够在不同光线环境下都保持良好的显示效果。
总的来说，蓝相液晶显示器的原理和特点主要体现在材料、驱动技术、色彩表现和显示效果等方面。
通过不断的创新和优化，蓝相液晶显示器在显示技术领域具有广阔的发展前景和应用前景。
2.2 蓝相液晶显示器的专利申请趋势从专利申请的内容来看，蓝相液晶显示器的专利申请涵盖了从基础原理到具体应用的各个领域，涉及到材料、结构、工艺等方面。
这表明专利申请者对蓝相液晶显示器的技术实现和应用有着全面深入的研究和探索。
蓝相液晶显示器的专利申请趋势还表现在国际化和产业化方面。
蓝相液晶
10.1117/2.1201007.003093 Emerging blue-phase LCDsLinghui Rao and Shin-Tson WuNext-generation LCDs based on the Kerr effect promise submillisecond response time,the ability to dispense with the molecular alignment layer,wide viewing angle,and insensitivity to cell gap.Following more than four decades of active research,device development,and massive investment in manufacturing tech-nology,thin-film-transistor LCDs(TFT-LCDs)havefinally taken off,to the point where they dominate theflat-panel display market.LCDs have become indispensable to everyday life.They are used in a range of applications that includes cell phones, computers,TVs,and data projectors.LCD technology can thus be said to be relatively mature.A problem with the viewing angle has been solved using multi-domain structures and optical-film compensation.Response time has been improved to2–5ms by employing low-viscosity liquid-crystal(LC)material,a special voltage waveform,and a thinner LC layer.Color shifting at oblique-angle viewing has been significantly reduced,as has motion image blur.The con-trast ratio currently exceeds1,000,000:1through local dimming of the LED backlight.The color gamut would exceed100%NTSC (National Television Systems Committee standards)if RGB (red,green,blue)LEDs were used,although white currently predominates because of its lower cost.The question is,what is next?Blue-phase LC(BPLC)exists in a very narrow temperature range( 1–2ıC).Its molecular structure consists of double-twisted cylinders arranged in a cubic lattice with periods of 100nm.1,2BPLCs have been studied for several decades,but up to now,their mesogenic(LC)temperature range has been too narrow for practical applications.However,when a small amount of polymer is embedded to form an LC composite, the polymer-stabilized BPLC shows a reasonably wide meso-genic temperature range that includes room temperature.3 Consequently,enthusiasm for developing new BP-LCDs has been revived.We previously showed that,in comparison to conventional, nematic LCDs,polymer-stabilized BP-LCDs exhibit four trans-formative features.4First,response time is in the submillisecond range,which helps to minimize motion image blur and,more Figure1.Blue-phase liquid crystals(BPLCs)in an in-plane-switching electrode cell.(left)Voltage-off state.(right)Voltage-on state.w:Elec-trode width.l:Electrode spacing.A:Analyzer.E:Electricfield.P:Po-larizer.importantly,enablesfield-sequential color display without us-ing colorfilters.Today,RGB LEDs are commonly used as LCD backlighting.Eliminating colorfilters would triple optical efficiency,resulting in lower power consumption at the same brightness,triple device resolution density(i.e.,crisper images), and reduce production costs.A second advantage of the BP is that it requires an alignment layer(typically polyimide or inorganic silicon dioxide),which both simplifies the manufac-turing process and reduces costs.Third,the dark state of a BP-LCD is optically isotropic,which means that its viewing angle is wide and pensationfilms may or may not be needed.Finally,BP transmittance is insensitive to the cell gap when in-plane electrodes are used,as long as the gap ex-ceeds 4 m,depending on the birefringence(which relates to contrast ratio)of the LC composite.This cell-gap insensitivity is particularly desirable for fabricating large-panel LCDs in which cell-gap uniformity is a big concern,or single-substrate LCDs for slimness and light weight.However,major technical issues remain to be tackled for use to be practical.Operation voltage is still too high( 50versus 5V rms for conventional nematic LCDs).Transmittance is rela-tively low( 65versus85%for nematic LCDs).The mesogenic temperature range is still not sufficient for practical application ( 40to80ıC).Finally,hysteresis(a factor in grayscale control) and residual birefringence must be addressed for better display performance.Continued on next page10.1117/2.1201007.003093Page2/2Figure 2.Proposed protrusion-electrode structure for a low-voltage BP-LCD.Our research team is designing new BPLC composites and de-vice structures to lower operating voltage and optimize display performance.The BPLC material shows a response time in the submillisecond range.5Figure 1illustrates an in-plane-switching (IPS)electrode cell with and without voltage.In the voltage-off state,BPLC appears optically isotropic.As the voltage increases,the LC’s refractive-index distribution becomes anisotropic be-cause of the Kerr effect.The induced birefringence is propor-tional to the incident wavelength,the Kerr constant k ,and the square of the applied electric field.6When the device is sand-wiched between two crossed polarizers,transmittance increases gradually as voltage increases.We also developed a numerical model to study the electro-optics properties of the display.7Figure 2shows the protrusion-electrode structure we propose to dramatically lower the operation voltage.Simulation results indicate that the generated horizontal electric field is both stronger and also penetrates deeper into the bulk LC layer compared with traditional IPS structures.As a result,low voltage ( 10V rms /BP-LCDs can be achieved with k D 1:27 10 8m/V 2and reasonably high transmittance ( 70%).8This approach enables driving of the BP-LCDs by amorphous-silicon TFTs.LCDs based on the Kerr effect are attractive because of their fast switching time,symmetric viewing angle,and simple fab-rication process.If the challenges involving high voltage and hysteresis can be further addressed,widespread application of TFT BP-LCDs is foreseeable.Currently,our group is working closely with TFT-LCD manufacturers to implement our device designs into prototypes.Author InformationLinghui Rao and Shin-Tson WuCenter for Research and Education in Optics and Lasers (CREOL)The College of Optics and Photonics University of Central Florida (UCF)Orlando,FLLinghui Rao is a PhD candidate.Her research interests include novel LC materials for advanced LCD applications,and BP-LCDs.She has published 11journal papers and has one pending US patent.She is the president of the Society for Information Display (SID)’s UCF student chapter.Shin-Tson Wu received his BS degree in physics from the Na-tional Taiwan University,and his PhD from the University of Southern California,Los Angeles.He is a Pegasus professor.Prior to joining UCF in 2001,he worked at Hughes Research Laboratories (Malibu,CA)for 18years.He has co-authored six books,six book chapters,over 350journal publications,and holds more than 60issued patents.He is a recipient of the Optical Society of America (OSA)’s Joseph Fraunhofer Award/Robert M.Burley Prize,the SPIE G.G.Stokes Award,and the SID Jan Rajchman prize.He was the founding editor-in-chief of the IEEE/OSA Journal of Display Technology.He is a Fellow of IEEE,SID,OSA,and SPIE.References1.S.Meiboom,J.P .Sethna,W.P .Anderson,and W.F.Brinkman,Theory of the blue phase cholesteric liquid crystals ,Phys.Rev.Lett.46,p.1216,1981.2.R.Memmer,Computer simulation of chiral liquid crystal phases.VIII.Blue phases of the chiral Gay-Berne fluid ,Liq.Cryst.27,p.533,2000.3.H.Kikuchi,M.Yokota,Y.Hiskado,H.Yang,and T.Kajiyama,Polymer-stabilized liquid crystal blue phases ,Nat.Mater.1,p.64,2002.4.Z.Ge,S.Gauza,M.Jiao,H.Xianyu,and S.T.Wu,Electro-optics of polymer-stabilized blue phase liquid crystal displays ,Appl.Phys.Lett.94,p.101104,2009.5.K.M.Chen,S.Gauza,H.Xianyu,and S.T.Wu,Submillisecond gray-level response time of a polymer-stabilized blue-phase liquid crystal ,J.Disp.Technol.6,p.49,2010.6.J.Kerr,A new relation between electricity and light:dielectrified media birefringent ,Philos.Mag.50,p.337,1875.7.Z.Ge,L.Rao,S.Gauza,and S.T.Wu,Modeling of blue phase liquid crystal displays ,J.Disp.Technol.5,p.250,2009.8.L.Rao,Z.Ge,S.T.Wu,and S.H.Lee,Low voltage blue-phase liquid crystal displays ,Appl.Phys.Lett.95,p.231101,2009.c2010SPIE。
蓝相液晶显示器的专利发展综述
蓝相液晶显示器的专利发展综述【摘要】蓝相液晶显示器是一种先进的显示技术，在专利发展方面取得了长足的进步。
本文从历史、技术、应用、趋势和保护等方面综述了蓝相液晶显示器的专利情况。
通过对专利未来展望、价值和重要性的探讨，展示了蓝相液晶显示器在未来的发展潜力和重要地位。
这篇文章对蓝相液晶显示器的专利发展进行了系统性的概括和分析，为读者了解蓝相液晶显示器专利领域提供了有益的参考。
【关键词】蓝相液晶显示器、专利发展、历史、技术、应用、趋势、保护、未来展望、价值、重要性1. 引言1.1 蓝相液晶显示器的专利发展综述蓝相液晶显示器在专利领域的发展历史可以追溯到早期的液晶技术研究阶段。
随着科技的进步和市场的需求，蓝相液晶显示器的专利技术也不断得到创新和完善。
通过专利技术的不断积累和应用，蓝相液晶显示器已经成为广泛应用于各类电子产品中的核心技术之一。
在专利趋势方面，随着市场的竞争日趋激烈，蓝相液晶显示器的专利保护显得尤为重要。
未来展望方面，随着科技的不断进步和市场的需求不断变化，蓝相液晶显示器的专利将继续发挥重要作用，并具有巨大的商业价值。
蓝相液晶显示器的专利对于行业的发展和创新至关重要，值得广泛关注和研究。
2. 正文2.1 蓝相液晶显示器的专利历史1983年，日本企业夏普公司首次向世界公布了蓝相液晶显示器的研究成果，引起了各国科研机构和企业的高度关注。
随后，夏普等企业相继申请了相关专利，并在液晶显示器领域展开了竞争与合作。
随着技术的不断进步，蓝相液晶显示器的专利技术逐渐得到完善和推广。
1990年代初，蓝相液晶显示器开始逐步商用，而相关的专利也得到了广泛的应用和保护。
各国企业纷纷加大在蓝相液晶显示器领域的研发投入，加快了该领域的发展步伐。
至今，蓝相液晶显示器的专利历史已经积淀了数十年的技术经验和产业基础。
各国企业在专利合作和技术创新方面取得了一系列重要成果，为蓝相液晶显示器的未来发展奠定了坚实基础。
2.2 蓝相液晶显示器的专利技术蓝相液晶显示器的专利技术是指在该领域内获得专利保护的技术创新和发明。
蓝相液晶显示器的专利技术综述
TECHNOLOGY AND INFORMATION工业与信息化130 科学与信息化2019年7月上蓝相液晶显示器的专利技术综述巩龙静国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心 广东 广州 510530摘 要 由于蓝相液晶的相对稳定和液体的流动性，目前蓝相液晶已经成为新一代显示的研发热点。
通过对国内外的蓝相液晶显示领域的相关专利分析，了解国内外在该领域的发展情况，有助于蓝相液晶的研发。
关键词 蓝相液晶；显示；研发引言蓝相是液晶中具有特殊性质的一个相态，是各种胆甾相液晶（胆甾醇衍生物和手性液晶）在稍低于清晰亮点时存在的热力学稳定相，且相态稳定，由于通常呈现蓝色，故称为蓝相。
目前制约蓝相液晶大规模产业化仍需要解决的问题如下：①驱动电压是制约蓝相液晶产业化的一个最重要的问题。
目前各个研究单位都致力于提出新的电极结果或者注入方式来降低驱动电压提高效率；②磁滞现象和寿命问题较突出；③对比度和高电压的保持程度也较差。
1 蓝相液晶在显示领域的专利研发状况自1984年，蓝相液晶在显示领域的专利申请主要围绕着以下几个方面：1.1 改进电极结构来降低驱动电压突起电极的设计理论可以产生强大的水平电场，而该电场能很深地穿入液晶分子，极大地降低了蓝相液晶的驱动电压[1]。
图1 图2日本夏普株式会社2005年在公开号为US2005179847A 的申请中提出了的将电极放置在像素基板的绝缘突起上，该结构最小的驱动电压约为50伏。
日本株式会社半导体能源所2009年在申请号为JP2009-266231A 中提出了的电极结构，使得在驱动电压20v 与驱动电压为0时的对比度可高达98.9；2009年，在公开号为JP2009-270055中提出了如图1所示的电极结构。
三星公司在公开号为KR10-2009-0063761A 的申请中提出了如图2所示的将第一或第二电极形成在突起结构上，以降低驱动电压，并证明突起的高度越高，所需的驱动电压越小，该结构最小的驱动电压约为15伏；2014年，河北工业大学在公开号为CN103529601A 中利用在基板上设 置直角劈形的凸起，并在直角劈形凸起的斜边上制作ITO 电极，直角劈形凸起的材料具有较 高的介电常数，从而达到降低驱动电压，可将驱动电压降至5.8伏。
稳定蓝相液晶的进展
Ｍｅｉｂｏｏｍ 等 认 ［３，４］ 为，单轴 螺 旋 的 胆 甾 相 中，只 有 不同层之间的分 子 相 互 扭 转 以 保 持 能 量 最 低，属 于 同 一层面的分子则 仍 采 取 平 行 排 列，这 并 不 是 能 量 最 低 的方式，与之相比，采 取 双 螺 旋 排 列，可 使 体 系 自 由 能
＊ 基金项目：国家高技术研究发展计划（８６３计划）资助项目（２０１１ＡＡ０２Ａ２０９）
收 到 初 稿 日 期 ：２０１２－０５－０３
收 到 修 改 稿 日 期 ：２０１２－０７－０３
通 讯 作 者 ：华 瑞 茂
作 者 简 介 ：李 宁 （１９８１－ ），女 ，河 北 石 家 庄 人 ，博 士 ，从 事 液 晶 显 示 材 料 方 面 的 研 究 。
２ 蓝 相 的 结 构 特 点
在蓝相液晶中，各 个 相 邻 的 液 晶 分 子 之 间 都 存 在 旋转角度，而与 另 外 一 种 存 在 旋 转 的 相 态———胆 甾 相 （即手性向 列 相 Ｎ＊ ）相 比，分 子 旋 转 排 列 的 方 式 有 所 不 同 。 在 胆 甾 相 中 ，同 一 层 内 的 分 子 呈 平 行 排 列 ，相 邻 层 间 的 分 子 则 呈 一 定 旋 转 角 度 排 列 ，该 方 式 称 为 “单 轴 螺旋”，如图１（ａ）所 示［１１］；在 蓝 相 中，分 子 之 间 的 排 列 取向不但沿着螺 轴 方 向 发 生 扭 转，同 时 还 沿 着 与 螺 轴 垂直的方向发生扭转，该方 式 称 为 “双 轴 螺 旋”，如 图 １ （ｂ）所示 。 ［１１］
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20
25
X
0.7 0.6 0.5
450nm 650nm 550nm
Normalized T
0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 -0.1 0 50 100 150 200
n
Voltage(V)
0.7 0.6 0.5
K 3K 5K 50K
Normalized T
ห้องสมุดไป่ตู้
0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 -0.1 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80
谢谢观赏!
输出电光曲线
2um l 10um
10
电压分布图
44.20 37.80 31.40 25.00 18.60
8
6
12.20 5.800 -0.6000
V
4 2 0 0 5 10 15 20
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l 10um
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50v 90v
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T
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0
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1.蓝相液晶及聚合物稳定蓝相简介 2.聚合物蓝相液晶显示器优缺点 3.数值模拟结果
4.结论
5.致谢
蓝相液晶的空间结构
向列相液晶 n
ne
o
加电场
ne no no
旋转
各向异性
~5ms
no
各向异性
ne
蓝相液晶
nz
E
加电场 ny nx
拉长 <1ms no no
各向同性
各向异性
蓝相温度范围特别窄，通常只有1至2℃, 在蓝相状态下紫外光引发液晶体系中少量的 光聚合单体聚合，聚合交联后的高分子可以 束缚蓝相液晶分子的运动，从而达到稳定蓝 相结构和拓宽蓝相温度范围,
v1 v2
Noltage(V)
k1 k2
0.6
l =5 l =10 l =4 l =2
0.5
0.4
Normalized T
0.3
0.2
0.1
0.0 0 50 100 150 200
Voltage(V)
本文模拟了共面转换模式下基于克尔效应的聚 合物稳定蓝相液晶在不同参数,如波长,克尔常数和电 极间距下的电光曲线，并讨论降低电压的方法。小 的波长大的克尔常数可以降低驱动电压，小的电极 间距也可以降低驱动电压。 但是随着极间距离的减小, 向液晶层顶部渗透的 电场就会变弱，这样会使透射率降低，综合考虑 “开”态电压和透射率这两个矛盾的因素，考虑到 优化电极形状如采用梯形电极对。
它无需配向膜，所以装配过程比较简单； 具有非常好的宽视角特性； 响应时间在亚毫秒数量级
驱动电压很高，（高于100V） 光学效率很低
差分法计算电压U的分布 计算电场分布 计算诱导双折射率n=
2
IPS BP-LCD
A
2
d
电场线
nd ) 计算透射率T sin (
P
w l