专利名称：多色低功耗反射式液晶显示器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示器件，更具体地说是一种反射式液晶显示器件。
背景技术：
与CRT显示器件相比，液晶显示器件LCD相对薄且功耗低，在各种技术领域逐渐取代 了CRT显示器件。LCD经过多年的发展，已形成一个巨大的产业，广泛应用于各个领域， 扭曲向列相液晶显示TN-LCD,超扭曲向列相液晶显示STN-LCD，薄膜晶体管液晶显示 TFT-LCD等透射型液晶显示器件占有很大比重。但是，透射型液晶显示器件功耗大，60%以 上的能量都消耗在背光源上，为了降低电子显示设备的功耗和体积，最有效的办法之一就是 摆脱背光源，采用反射式液晶显示器件。
这里，将使用图1来解释目前常规的反射式液晶显示器件。图1是概略的示出常规反射 式液晶显示器件的设置的界面图。
如图1所示，反射式液晶显示器件的层面结构为在液晶层105的上表面依次为公共电 极层104、上极板103、滤色层102和延迟膜101;在液晶层105的下表面依次为反射电极 106、钝化层107、透明电极108、下极板109。在这种反射式液晶显示器件中，是通过滤色 器实现彩色显示，但环境光在经过滤色器之后至少损失2/3的光强，反射光强度比较弱，显 示效果不理想；同时，当反射式液晶显示器件显示静态画面时，必须持续提供电源，功耗比 较大。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种多色低功耗反射式液晶显示 器件，以期增加反射光强度、改善显示效果；同时显示静态画面时无需持续提供电源，有效 降低功耗。
本发明解决技术问题采用如下技术方案
本发明多色低功耗反射式液晶显示器件的结构特点是由三层透明基板呈夹芯状设置两 层液晶层，包括自上而下顺次为第一透明基板、第一液晶层、第二透明基板、第二液晶层和 第三透明基板；第一液晶层和第二液晶层为能反射不同波长光的胆甾相液晶层，不同波长光 的中心光波相差不少于50nm。
本发明多色低功耗反射式液晶显示器件的结构特点也在于
在第三基板的底部设置可见光吸收层。
在第一基板上方设置减反膜系，第一基板与减反膜系之间设置圆偏振片。
圆偏振片的旋光性与胆甾相液晶反射光的旋光性一致。
在第一基板与第一液晶层之间，以及在第二液晶层与第三基板之间分别设置垂直取向 层；在第一液晶层与第二基板，以及在第二基板与第二液晶层之间分别设置平行取向层。 与已有技术相比，本发明有益效果体现在
1、 本发明利用胆甾相液晶对入射光选择性反射的特点，采用三层透明基板呈夹芯状设 置两层液晶层的结构，两层液晶层能够反射出不同的颜色的光，无需滤色器即可实现彩色显 示，大大提高了显示亮度；
2、 本发明在第三基板后设置了可见光吸收层，透过两层液晶层的入射光被充分吸收， 降低了显示器件暗态时的亮度，改善显示效果；
3、 本发明在第一基板前设置了减反膜系和圆偏振片，减反膜系有效的降低了入射光在 第一基板表面的反射率，同时入射光经圆偏振片起偏形成圆偏振光，光强只有原有的一半， 这都将降低显示器件暗态时的反射率，提高显示器件的对比度；
4、 本发明中由于胆甾相液晶的选择性反射对入射光的旋光性有一定要求，入射光的旋 光性必须与胆甾相液晶反射光的旋光性一致时才能被反射，因此必须选择与胆甾相液晶反射 光的旋光性一致的圆偏振片；
5、 本发明由于在第一基板与第一液晶层之间，以及在第二液晶层与第三基板之间分别 设置了垂直取向层，取向层对胆甾相液晶的垂直取向作用，胆甾相液晶层形成多畴结构，具 有双稳特性，显示静态画面时无需刷新，并且不需要背光源，真正发挥了液晶显示微功耗的 优点。
图l为己有技术结构示意图。
图l中标号101延迟膜、102滤色层、103上极板、104公共电极层、105液晶层、106 反射电极、107钝化层、108透明电极、109下极板。 图2为本发明结构示意图。 图3为本发明显示原理示意图。 图4a和图4b分别为本发明第一、第二反射光谱图。
图2、图3和图4中的标号l减反膜、2圆偏振片、3第一透明基板、4第一液晶层、 5第二透明基板、6第二液晶层、7第三透明基板、8可见光吸收层、9第一垂直取向层、10 第一平面取向层、ll第二平面取向层、12第二垂直取向层、301外界环境光线、302透过光 线、303第一反射光，304第一反射余光、305第二反射光、306第二反射余光。
以下通过具体实施方式
，结合附图对本发明作进一步说明
具体实施例方式
参见图2，在底部设置为可见光吸收层8,其上共有三层透明基板，自下而上分别为第
三透明基板7、第二透明基板5和第一透明基板3，减反膜系1位于表层，在减反膜1与第 一透明基板3之间为圆偏振片2;在第一透明基板3与第二透明基板5之间具有第一液晶层 4，在第二透明基板5和第三透明基板7之间具有第二液晶层6;分别设置位于第一液晶层4 与第一透明基板3之间的第一垂直取向层9、位于第一液晶层4与第二透明基板5之间的第 一平面取向层10，以及位于第二液晶层6与第二透明基板5之间的第二平面取向层11、位 于第二液晶层6与第三透明基板7之间的第二垂直取向层12;第一液晶层4和第二液晶层6 均为胆甾相液晶。
显示用胆甾相液晶材料一般由向列相液晶和手性材料配制而成，对入射光具有选择性反 射的特点，对于多色低功耗反射式液晶显示器件而言，只有当入射光的旋光性与胆甾相液晶 层一致且波长满足Bragge公式时才被反射，即入射光的波长;io与液晶材料的螺距(A)及 平均折射率(^)成正比
(Bmgge公式)
反射光为圆偏振光，旋光性与胆甾相液晶层的旋光性一致，与胆甾相液晶层旋光性相反 的光则透过液晶层进入下一层，不满足Bragge公式的光也经过液晶层进入下一层。 胆甾相液晶材料的螺距尸o和手性材料浓度^的关系是<formula>formula see original document page 5</formula>
其中//7P是手性材料的扭曲力常数，可以通过调节不同//7P值的手性组份及其在液晶 材料中的含量来改变螺距和反射波长。
由于在第一基板与第一液晶层之间，以及在第二液晶层与第三基板之间分别设置了垂直 取向层，取向层对胆甾相液晶的垂直取向作用，胆甾相液晶层形成多畴结构，使得胆甾相液 晶具有双稳特性，无需电源即可持续显示画面，这将进一步降低显示器件的功耗。
图3所示为本发明反射式LCD器件的显示原理示意图，当外界环境光线301入射至多 色低功耗反射式LCD器件表面，光线透过圆偏振片，部分光线被吸收，透过光线302为圆 偏振光，旋光性与胆甾相液晶层一致，透过光线302经过第一透明基板3到达第一液晶层4， 满足Bragge公式的光线被反射出来，形成第一反射光303,第一反射余光304经过第二透明 基板5到达第二液晶层6，满足Bmgge公式的光线被反射出来，形成第二反射光305，第二
反射余光306经过第二液晶层6和第三透明基板7后被吸收涂层8吸收。通过调节第一反 射光303和第二反射光305的强度，可以实现多色显示。
在此结构中，减反膜1用于对入射光进行减反处理，圆偏振片2用于对入射光进行起偏， 这都将降低暗态时的反射率，这将提高显示器件的对比度，改善显示效果。
图4是根据本发明的实施方案的第一、第二反射光谱图，图4a为第一反射光303的反 射光谱图，由图可知，其中心波长位于480nm，反射光带宽为60nm;图5b为第二反射光 305的反射光谱图，由图可知，其中心波长位于580nm，反射光带宽为60nm。
本发明可应用与电子地图、户外广告等的多色低功耗反射式液晶显示器件。
权利要求
1、多色低功耗反射式液晶显示器件，其特征是由三层透明基板呈夹芯状设置两层液晶层，包括自上而下顺次为第一透明基板(3)、第一液晶层(4)、第二透明基板(5)、第二液晶层(6)和第三透明基板(7)；所述第一液晶层(4)和第二液晶层(6)是能反射不同波长光的胆甾相液晶层，所述不同波长光的中心波长相差不少于50nm。
2、 根据权利要求1所述的多色低功耗反射式液晶显示器件，其特征是在所述第三基板 的底部设置可见光吸收层(8)。
3、 根据权利要求1所述的多色低功耗反射式液晶显示器件，其特征是在所述第一基板 的上方设置减反膜系(1)，第一基板与减反膜系之间设置圆偏振片(2)。
4、 根据权利要求3所述的器件，其特征在于所述圆偏振片的旋光性与胆甾相液晶反射 光的旋光性一致。
5、 根据权利要求1所述的多色低功耗反射式液晶显示器件，其特征是在所述第一基板 与第一液晶层之间，以及在第二液晶层与第三基板之间分别设置垂直取向层；在所述第一液 晶层与第二基板，以及在第二基板与第二液晶层之间分别设置平行取向层。
全文摘要
多色低功耗反射式液晶显示器件，其特征是由三层透明基板呈夹芯状设置两层液晶层，包括自上而下顺次为第一透明基板、第一液晶层、第二透明基板、第二液晶层和第三透明基板；第一液晶层和第二液晶层是能反射不同波长光的胆甾相液晶层，所述不同波长光的中心波长相差不少于50nm。本发明可有效增强反射光强度、改善显示效果；同时显示静态画面时无需持续提供电源，有效降低功耗。
文档编号G02F1/13GK101339308SQ20081002179
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月13日 优先权日2008年8月13日
发明者吕国强, 胡跃辉, 陆红波 申请人:合肥工业大学