CN104155800B - 一种反射式液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种反射式液晶显示器，包括位于两个基板之间的液晶层，位于液晶层一侧的光源和导光板，位于液晶层另一侧的反射层和吸收板；吸收板用于吸收射向吸收板的光线，吸收板和液晶层分别位于反射层的两侧；光源为偏振光源；反射层包括四分之一波片和胆甾相液晶层，且四分之一波片位于液晶层和胆甾相液晶层之间。本发明提供的反射式液晶显示器具有较高的光透过率和亮度。

Description

一种反射式液晶显示器

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，具体地，涉及一种反射式液晶显示器。

背景技术

根据所使用光源的类型和光源的设置方式，液晶显示器可分为透射式液晶显示器、半透射式液晶显示器和反射式液晶显示器。就反射式液晶显示器而言，其通过反射环境光，或者反射设置于显示面板前方的光源发出的光线来显示画面。

图1为现有的反射式液晶显示器的结构示意图。如图1所示，反射式液晶显示器1包括偏振片2、四分之一波片3、上基板(图中未示出)、下基板(图中未示出)、位于上基板和下基板之间的液晶层4和反射板5。其中，液晶层4为MTN模式。

当MTN模式上施加电压时，如图1所示，自然光或光源发出的光线从上方向下依次经过偏振片2、四分之一波片3和液晶层4，变为右旋圆偏振光(左旋圆偏振光)，射向反射板5；经过反射板5的反射，该右旋圆偏振光(左旋圆偏振光)的偏振状态变化，变为左旋圆偏振光(右旋圆偏振光)；该左旋圆偏振光(右旋圆偏振光)从下方向上依次经过液晶层4、四分之一波片3，变为偏振状态和最初入射时的光线成直角的线偏振光，因此，其不能透过偏光片2，从而使反射式液晶显示器1显示暗态。

当MTN模式上未施加电压时，如图2所示，自然光或光源发出的光线从上方向下依次经过偏振片2、四分之一波片3和液晶层4，变为线偏振光；并经过反射板5的反射，以原有的偏振状态向上射出；依次经过液晶层4、四分之一波片3，其仍保持与最初入射时的光线相同的偏振状态，因此，其可以透过偏振片2，从而使反射式液晶显示器1显示亮态。

上述反射式液晶显示器1在实际应用中存在下述问题：由于自然光或光源发出的光线需穿过偏振片2，才能射向四分之一波片3、液晶层4和反射板5，在光线穿过偏振片2的过程中，偏振片2会吸收50％的光线，因此，这会导致最终透过偏振片2射出的光线在入射光线中所占的比例，即光透过率较小；一般情况下，光透过率仅为35～39％，从而使反射式液晶显示器1的亮度较低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种反射式液晶显示器，其光源具有较高的亮度，且其具有较高的光透过率，从而使其具有较高的亮度。

为实现本发明的目的而提供一种反射式液晶显示器，包括位于两个基板之间的液晶层，位于所述液晶层一侧的光源和导光板，位于所述液晶层另一侧的反射层和吸收板，用于吸收射向所述吸收板的光线；所述吸收板和液晶层分别位于所述反射层的两侧；所述光源为偏振光源；所述反射层包括四分之一波片和胆甾相液晶层，且所述四分之一波片位于所述液晶层和所述胆甾相液晶层之间。

其中，所述胆甾相液晶层中的胆甾相液晶的螺距的旋转方向为左旋，所述胆甾相液晶层允许右旋圆偏振光透射，且能够将左旋圆偏振光反射向所述四分之一波片；或者所述胆甾相液晶层中的胆甾相液晶的螺距的旋转方向为右旋，所述胆甾相液晶层允许左旋圆偏振光透射，且能够将右旋圆偏振光反射向所述四分之一波片。

其中，所述导光板采用聚合物材料制成。

其中，所述聚合物材料的取向双折射率和光弹性双折射率为0。

其中，所述偏振光源向所述导光板发出线偏振光，且该线偏振光的偏振方向与导光板的上下表面之间的角度为90度。

其中，所述偏振光源向所述导光板发出线偏振光，且该线偏振光的偏振方向与导光板的上下表面之间平行。

其中，所述胆甾相液晶层的厚度的范围为7～22μm。

其中，所述液晶层中的液晶为向列相液晶。

其中，所述偏振光源为侧入式光源。

其中，位于所述液晶层两侧的基板分别为阵列基板和彩膜基板，且所述阵列基板位于所述液晶层和所述反射层之间，所述彩膜基板位于所述液晶层和所述导光板之间；所述阵列基板和所述彩膜基板上分别设有透明电极。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的反射式液晶显示器，其光源为偏振光源，相比现有的光源与偏振片的结合，在相同的功率下，其具有更高的亮度；并且，由于光源为偏振光源，使本发明提供的反射式液晶显示器中无需设置偏振片，避免了光线被偏振片吸收，从而使光源发出的线偏振光在反射式液晶显示器中具有更高的透过率；进而，本发明提供的反射式液晶显示器具有更高的亮度。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有的反射式液晶显示器的结构示意图；

图2为图1所示反射式液晶显示器显示亮态的示意图；

图3为本发明实施例提供的反射式液晶显示器的示意图。

附图标记说明

1：反射式液晶显示器；2：偏振片；3：四分之一波片；4：液晶层；5：反射板；

10：反射式液晶显示器；11：液晶层；12：光源；13：导光板；14：反射层；15：吸收板；16：阵列基板；17：彩膜基板；140：四分之一波片；141：胆甾相液晶层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图3为本发明实施例提供的反射式液晶显示器的示意图。如图3所示，反射式液晶显示器10包括位于两个基板之间的液晶层11，位于液晶层11一侧的光源12和导光板13，位于液晶层11另一侧的反射层14和吸收板15；其中，光源12为侧入式光源；吸收板15用于将射向吸收板15的光线吸收；且吸收板15和液晶层11分别位于反射层14的两侧。在本实施例中，液晶层11中的液晶为向列相液晶。

反射层14包括四分之一波片140和胆甾相液晶层141，且四分之一波片140位于液晶层11和胆甾相液晶层141之间。具体地，胆甾相液晶层141中的胆甾相液晶的螺距的旋转方向为左旋，即，胆甾相液晶层141允许右旋圆偏振光透射，且能够将左旋圆偏振光反射向四分之一波片140；或者，胆甾相液晶层141中的胆甾相液晶的螺距的旋转方向为右旋，即，胆甾相液晶层141允许左旋圆偏振光透射，且能够将右旋圆偏振光反射向四分之一波片140。根据上述可知，以四分之一波片140和胆甾相液晶层141为反射层14，使反射层14不仅可以将光线反射，还可以允许光线透过；从而利用反射层14的该特性，通过控制到达胆甾相液晶层141的光线为左旋圆偏振光或右旋圆偏振光，即，通过控制加载于液晶层11两侧的电压，可以使反射式液晶显示器10分别显示暗态和亮态。

具体地，在本实施例中，位于液晶层11两侧的基板分别为阵列基板16和彩膜基板17，且阵列基板16位于液晶层11和反射层14之间，彩膜基板17位于液晶层11和导光板13之间；并且，阵列基板16和彩膜基板17上分别设有透明电极。

在本实施例中，光源12为偏振光源，其向导光板13发射线偏振光。该偏振光源包括普通光源、反射板和反射性偏光片；具体地，普通光源发出光线，在该部分光线中，一部分透过反射性偏光片，射向导光板13；而另一部分无法透过反射性偏光片的光线则被反射性偏光片反射向反射板，反射板继而将该光线反射向反射性偏光片，而在反射板反射的过程中，一部分光线变为可以透过反射性偏光片的光线，其在透过反射性偏光片后，射向导光板13，另一部分无法透过反射性偏光片的光线则重复上述过程，直至其逐步变为可以透过反射性偏光片的光线，透过反射性偏光片，并射向导光板13。从而，偏振光源发出的光线，相比普通光源与偏振片的结合，具有更高的光透过率；也即是，在相同的功率下，光源12可以具有更高的亮度。

在本实施例中，光源12向导光板13发射线偏振光，该线偏振光或直接射向导光板13的下表面，或首先射向导光板13的上表面，并在上表面处形成反射，而后射向导光板13的下表面；射至导光板13的下表面的光线通过导光板13的下表面射向液晶层11。其中，导光板13的“上表面”是指导光板13的朝向观看者的一侧的表面，“下表面”是指导光板13的背对观看者的一侧的表面。优选地，光源12所发射出的线偏振光的偏振方向与导光板13的上表面和下表面相垂直，其二者之间的夹角为90度。

表1：

具体地，如表1所示，以光源12发射的线偏振光与导光板13的上下表面之间的夹角为90度为例。在阵列基板16和彩膜基板17上的透明电极上未加载电压时，线偏振光由导光板13的下表面射向液晶层11时，其偏振方向保持不变；经过液晶层11时，线偏振光透过液晶层11，且在该过程中，其偏振方向保持不变；而后，该线偏振光经过四分之一波片140，其变为右旋圆偏振光，该右旋圆偏振光继续向下射向胆甾相液晶层141，该胆甾相液晶层141允许该右旋圆偏振光透过，使其透过之后，被吸收板15吸收，从而光线无法从导光板13的上表面射向观看者，也就是，使反射式液晶显示器10显示暗态。

在上述过程中，胆甾相液晶层141中的胆甾相液晶的螺距旋转方向为左旋，相应地，线偏振光穿过四分之一波片141后变为右旋圆偏振光；在实际应用中，胆甾相液晶层141中的胆甾相液晶的螺距旋转方向也可以为右旋，在此情况下，线偏振光穿过四分之一波片141后变为可以透过胆甾相液晶层141的左旋圆偏振光。

如表1所示，在阵列基板16和彩膜基板17上的透明电极上加载电压时，液晶分子在电场中发生偏转，在此情况下，线偏振光自导光板13向下穿过液晶层11时，其偏振方向发生变化，变为与导光板13相平行；该线偏振光继续向下经过四分之一波片140后，变为左旋圆偏振光；并射向胆甾相液晶层141，而胆甾相液晶层141将该左旋圆偏振光反射向四分之一波片140，变为线偏振光，并依次经过液晶层11和导光板13，射向观看者，也就是，使反射式液晶显示器10显示亮态。

在上述过程中，胆甾相液晶层141中的胆甾相液晶的螺距旋转方向为左旋，相应地，线偏振光穿过四分之一波片140后变为左旋圆偏振光；在实际应用中，胆甾相液晶层141中的胆甾相液晶的螺距旋转方向也可以为右旋，在此情况下，线偏振光穿过四分之一波片140后变为能够被胆甾相液晶层141反射向四分之一波片140的的右旋圆偏振光。

在本实施例中，反射式液晶显示器10不包括偏振片，也就是说，其不利用自然光，其用于显示的光线全部来自光源12；但根据上述可知，在本实施例中，光源12为偏振光源，相比现有的光源与偏振片的结合，其具有更高的亮度；并且，由于取消了偏振片，在光线由上至下，以及右下至上的运动过程中，不会有光线被偏振片吸收，从而可以使光源12发出的光线具有更高的透过率。进而，相比现有技术中的反射式液晶显示器，本实施例提供的反射式显示器10具有更高的亮度。

在本实施例中，导光板13采用聚合物材料制成，以使光源12发射出的线偏振光可以在导光板13的上下表面之间反射，且自导光板13的下表面射向液晶层11，而不会自导光板13的上表面之间射向观看者。优选地，制备导光板13的聚合物材料的取向双折射率和光弹性双折射率为0；以使线偏振光在导光板13的上下表面之间反射时，使线偏振光的偏振轴不发生偏移。

在本实施例中，四分之一波片140和吸收板15之间设置有隔垫物，以控制胆甾相液晶层141的厚度。优选地，该隔垫物为玻璃微珠；胆甾相液晶层141的厚度为7～22μm。进一步优选地，胆甾相液晶层141的厚度为10μm。

综上所述，本实施例提供的反射式液晶显示器10，其光源12为偏振光源，相比现有的光源与偏振片的结合，在相同的功率下，其具有更高的亮度；并且，由于光源12为偏振光源，使本实施例提供的反射式液晶显示器中无需设置偏振片，避免了光线被偏振片吸收，从而使光源12发出的线偏振光在反射式液晶显示器10中具有更高的透过率；进而，本实施例提供的反射式液晶显示器10具有更高的亮度。

需要说明的是，在本实施例中，光源12向导光板13发出的线偏振光的偏振方向与导光板13的上下表面之间的夹角为90度，但本发明并不限于此，在实际应用中，光源12向导光板13发出的线偏振光的偏振方向还可以与导光板13的上下表面之间相平行；以及，上述二者之间还可以具有预设角度，预设角度的范围在0～90度之间。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种反射式液晶显示器，包括位于两个基板之间的液晶层，位于所述液晶层一侧的光源和导光板，位于所述液晶层另一侧的反射层，其特征在于，所述反射式液晶显示器还包括吸收板，用于吸收射向所述吸收板的光线；所述吸收板和液晶层分别位于所述反射层的两侧；

所述光源为偏振光源；所述反射层包括四分之一波片和胆甾相液晶层，且所述四分之一波片位于所述液晶层和所述胆甾相液晶层之间；

所述四分之一波片和吸收板之间设置有隔垫物。

2.根据权利要求1所述的反射式液晶显示器，其特征在于，所述胆甾相液晶层中的胆甾相液晶的螺距的旋转方向为左旋，所述胆甾相液晶层允许右旋圆偏振光透射，且能够将左旋圆偏振光反射向所述四分之一波片；或者

所述胆甾相液晶层中的胆甾相液晶的螺距的旋转方向为右旋，所述胆甾相液晶层允许左旋圆偏振光透射，且能够将右旋圆偏振光反射向所述四分之一波片。

3.根据权利要求1所述的反射式液晶显示器，其特征在于，所述导光板采用聚合物材料制成。

4.根据权利要求1所述的反射式液晶显示器，其特征在于，所述胆甾相液晶层的厚度的范围为7～22μm。

5.根据权利要求1所述的反射式液晶显示器，其特征在于，所述液晶层中的液晶为向列相液晶。

6.根据权利要求1所述的反射式液晶显示器，其特征在于，所述偏振光源为侧入式光源。

7.根据权利要求1所述的反射式液晶显示器，其特征在于，位于所述液晶层两侧的基板分别为阵列基板和彩膜基板，且所述阵列基板位于所述液晶层和所述反射层之间，所述彩膜基板位于所述液晶层和所述导光板之间；

所述阵列基板和所述彩膜基板上分别设有透明电极。