一种负性液晶透反显示器的制作方法

本发明涉及液晶显示领域，具体是一种负性液晶透反显示器。

背景技术：

透反液晶显示器因在户外和室内都有良好的可读性而被广泛用于移动显示设备，如电子书、电子手表和平板电脑等。在透射区，背光源经过液晶层一次，在反射区，外界环境光经过液晶层两次，因此设计透反液晶显示器的关键在于匹配透射区和反射区的相位延迟。为了匹配透射区和反射区的相位延迟，专家学者提出了双盒厚透反液晶显示器，在透射区和反射区采用不同的液晶层厚度，然而透射区较厚的液晶层会造成透射区响应时间慢，而且双盒厚的液晶盒制作难度大。为了解决双盒厚透反液晶显示器存在的缺陷，人们提出了单盒厚透反液晶显示器，如在透射区引入光学延迟膜和采用双边面内转换(ips)结构都能够很好地匹配透射区和反射区的相位延迟。但是在透射区引入额外的光学延迟膜会增加制作难度，并且容易造成匹配误差；采用双边ips需要额外的驱动，并且上下基板要严格对位。

本发明目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提出了一种单盒厚、制作简单、驱动方式简单、高性能的负性液晶透反显示器。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括检偏器、上半波片、上四分之一波片、负性c膜、上玻璃基板、上透明平面电极、液晶层、下透明方环形电极、下玻璃基板、漫反射膜、下四分之一波片、下半波片和起偏器。

所述的液晶层采用负性的向列相液晶，并且垂直于玻璃基板取向。

所述上半波片和上四分之一波片组合成上圆偏振片，下四分之一波片和下半波片组合成下圆偏振片，上下圆偏振片正交，所有波片厚度均小于液晶层厚度，使反射区在不加电压的时候呈现良好的暗态，并且在加电压的时候使光线在液晶层内部获得均匀的相位差，提高透过率。

所述负性c膜为相位补偿膜，由聚合物或紫外光(uv)固化的液晶材料制作而成，其厚度大于液晶层厚度，用于补偿液晶层的相位，以扩大视角和提高对比度。

所述上透明平面电极和下透明方环形电极采用氧化铟锡(ito)或氧化铟锌(izo)等透明导电材料制作，上透明平面电极形状为正方形，驱动电压施加在下透明方环形电极上。

所述漫反射膜贴在下玻璃基板的中心位置，漫反射膜形状为正方形，边长长度小于等于下透明方环形电极内侧方孔的宽度。

本发明负性液晶透反显示器采用检偏器、上半波片、上四分之一波片、c膜、上玻璃基板、上透明平面电极、液晶层、透明方环形电极、下玻璃基板、漫反射膜、下四分之一波片、下半波片和起偏器，其制作简单、驱动方式简单和显示性能高；根据加电负性液晶的液晶分子短轴平行于电场方向的原理，在透射区，利用上透明平面电极和下方环形电极产生的纵向场，使透射区的液晶分子偏转较大的角度，从而在透射区，背光源光线能够累积较大的相位差；在反射区，利用上透明平面电极和下方环形的方孔产生的边缘场，使反射区的液晶分子偏转较小的角度，从而在反射区，外界环境光累积较小的相位差；最终背光源经过液晶层一次累积的相位差和外界环境光两次经过液晶层累积的相位差达到匹配；此外提出的负性液晶透反显示器的电压-透射率曲线和电压-反射率曲线匹配得很好。

附图说明

附图1是本发明实施例提供的负性液晶透反显示器的结构示意图。

附图2是本发明实施例提供的负性液晶透反显示器方环形电极的方孔和漫反射膜的位置关系俯视图。

附图3是本发明实施例提供的负性液晶透反显示器的电压-透射率曲线和电压-反射率曲线以及归一化的电压-透射率曲线和归一化电压-反射率曲线。

附图4是本发明实施例提供的负性液晶透反显示器透射区的等对比度视角图。

附图5是本发明实施例提供的负性液晶透反显示器反射区的等对比度视角图。

上述附图中的图示标号为：

1检偏器，2上半波片，3上四分之一波片，4负性c膜，5上玻璃基板，6上透明平面电极，7液晶层，8下透明方环形电极，9下玻璃基板，10漫反射膜，11下四分之一波片，12下半波片，13起偏器。

具体实施方式

为使本领域的技术人员能更进一步了解本发明，下面将结合附图详细地说明本发明的具体实施方式。需要说明的是，附图仅以说明为目的，并未依照原始尺寸作图。

附图1是本发明实施例提供的负性液晶透反显示器的结构示意图，该负性液晶透反显示器包括检偏器、上半波片、上四分之一波片、负性c膜、上玻璃基板、上透明平面电极、液晶层、下透明方环形电极、下玻璃基板、漫反射膜、下四分之一波片、下半波片和起偏器；液晶层采用负性的向列相液晶，并且垂直取向，其厚度为d；上半波片为负性，上四分之一波片为正性，下四分之一波片为负性，下半波片为正性，其厚度都小于液晶层厚度，这样组合使反射区在不加电压的时候呈现良好的暗态，并且在加电压的时候使光线能够在液晶层内部获得均匀的相位差，提高透过率；所述负性c膜为相位补偿膜，由uv固化的液晶材料制作而成，其厚度大于液晶层厚度，用于补偿液晶层的相位，以扩大视角和提高对比度；上透明平面电极和下透明方环形电极采用ito制作，上透明平面电极形状为正方形，且边长与下透明方环形电极边长相等，驱动电压施加在下透明方环形电极上；漫反射膜贴在下玻璃基板中心，漫反射膜形状为正方形，边长长度小于下透明方环形电极内侧方孔的宽度；根据负性液晶的液晶分子短轴平行于电场方向的原理，在透射区，利用上透明平面电极和下方环形电极产生的纵向场，使透射区的液晶分子偏转较大的角度，从而在透射区，背光源光线能够累积较大的相位差；在反射区，利用上透明平面电极和下方环形的方孔产生的边缘场，使反射区的液晶分子偏转较小的角度，从而在反射区，外界环境光累积较小的相位差；最终背光源经过液晶层一次累积的相位差和外界环境光两次经过液晶层累积的相位差达到匹配。

附图2是本发明实施例提供的负性液晶透反显示器方环形电极的方孔和漫反射膜的位置关系俯视图，下透明方环形电极边长为l1，环形宽度为w1，方孔宽度为l2，反射镜宽度为l3，反射镜和下透明方环形电极方孔的间隙为w2。

设定检偏器透光轴相对于上玻璃基板的方向为90°，上半波片透光轴相对于上玻璃基板的方向为75°，上四分之一波片透光轴相对于上玻璃基板的方向为-75°，负性c膜的透光轴方向垂直于上玻璃基板方向，下四分之一波片透光轴相对于上玻璃基板的方向为-75°，下半波片透光轴相对于下玻璃基板的方向为75°，起偏器透光轴相对于下玻璃基板的方向为0°，上半波片和下半波片的厚度为2.75μm，上四分之一波片和下四分之一波片厚度为1.375μm，负性c膜厚度为55.57μm。

本实施例中使用的负性液晶材料的特性参数为：介电系数δε＝-8.2，液晶的材料折射率为no＝1.6，ne＝1.4763，入射光波长λ＝550nm。

本实施例中液晶层厚度d＝3.5μm，下透明方环形电极边长l1＝14μm，环形宽度w1＝2μm，方孔宽度为l2＝10μm，反射镜宽度为l3＝7.5μm，反射镜和下透明方环形电极方孔的间隙为w2＝1.25μm。

附图3是本发明实施例提供的负性液晶透反显示器的电压-透射率曲线和电压-反射率曲线以及归一化的电压-透射率曲线和归一化电压-反射率曲线。从附图3可以看出，本发明实施例的透射区峰值电压为10.2vrms，峰值透射率为88％，反射区峰值电压为10.2vrms，峰值反射率为52％。归一化的电压-透射率曲线和归一化电压-反射率曲线能够很好匹配，从归一化的电压-透射率曲线和归一化电压-反射率曲线可以看出，透射区和反射区阈值电压都是4vrms，并且峰值电压都为10.2vrms，相同的阈值电压和峰值电压能够使它们的灰度匹配得很好。

附图4是本发明实施例提供的负性液晶透反显示器透射区的等对比度视角图，由附图4可知，本实施例的透射区视角非常匀称，对比度大于2000:1的视角能够达到25°。附图5是本发明实施例提供的负性液晶透反显示器反射区的等对比度视角图，由附图5可知，本实施例的透射区视角非常匀称，对比度大于1000:1的视角能够达到25°。透射区和反射区都能实现高对比度显示，本发明提出的负性液晶透反显示器非常适合应用于掌上电脑和掌上电子书等移动显示设备，并且本发明提出的负性液晶透反显示器适用于信息保护性显示设备。

以上所述仅为本发明的优选实施例，但本发明不限于此实施例。本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离由权利要求书限定的本发明的精神实质和范围的情况下对其形式和细节做出的各种改变，皆应属本发明的范围内。