专利名称：一种近晶态液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器，尤指一种近晶态液晶显示器。
背景技术：
液晶显示器是目前最有发展前景的平板显示器件之一，传统的液晶显示器都是被 动显示，即透射型显示，只有在外加背光源的条件下才能进行显示，但是背光源的功耗是液 晶本身功耗的几百倍以上，十分耗能。随着液晶技术的发展，各种液晶材料层出不穷，其中 不需要背光源的反射型液晶凭借其低功耗特性具有绝对优势。中国发明专利“近晶态液晶 显示屏显示用驱动电路”(专利号为ZL 200710304409. 2)中的近晶态液晶显示屏正是一种 采用了反射型液晶——近晶态液晶制成的无需背光源的反射型显示装置。近晶态液晶显 示屏以其特有的薄膜表面特性和反射型显示原理，实现了一种无需背光、结构简单、视角广 泛、画面平稳、真正安全环保、省电的显示装置，并且其具有长期记忆功能和使用者不易疲 劳等优点，在显示器的行列中处于领先地位。但是，已有的近晶态液晶显示屏也存在如下一些缺点第一，入射光可在两个基板 间直接反射出，光线在基板间的反射次数少，易造成显示屏的亮度对比度缺陷(例如，磨砂 雾状态下的液晶分子无法收集到更多光线来进行散射作用)，液晶显示屏的亮度较低，磨砂 雾状态与全透明状态间的对比度较低，显示屏的清晰度较差，无法广泛应用于日常的阅读 和观看中。第二，已有的近晶态液晶显示屏的背板一般为一层带黑色背景的独立背板，存在 漏光、眩光等问题，给两个基板间的光线反射带来不良影响，造成显示屏的视觉效果不佳。 第三，已有的近晶态液晶显示屏的玻璃基板没有经过任何处理，玻璃基板表面存在一定程 度的反光，影响显示屏的视觉效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种近晶态液晶显示器，该近晶态液晶显示器对比度高， 显示效果好，阅读、观看舒适感强。为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案一种近晶态液晶显示器，它包括显示层，该显示层包括第一基体层和第二基体层， 该第一基体层与该第二基体层之间设有混合层，该第一基体层朝向该混合层的一侧设有第 一导电电极层，该第二基体层朝向该混合层的一侧设有第二导电电极层，在该显示层的背 面设有背板层，其特征在于在该显示层与该背板层之间设有增光层，该增光层包括基板， 该基板朝向该显示层和/或该背板层的表面上设有增光构件。本发明的优点是第一，本发明中的增光层设计的增光构件可将射入显示器的光 线进行多次反射折射，增加射入显示层内的光线次数和数量，使更多的光线在需要显示为 磨砂雾状态的像素点对应的显示层部分内进行折射，从而增强散射效果，使磨砂雾状态的 像素点因散射效果的加强而亮度加强，从而磨砂雾状态的像素点与全透明状态的像素点之 间的对比度显著提高，增强了本发明显示器的显示效果，增加了阅读、观看的舒适感。同时，
3由于增光层的增光构件设计，增大了本发明近晶态液晶显示器的可视角度。若第一基体层 上设计有增光构件，则其也会同样产生上述增强对比度的效果。第二，AR膜和/或AG膜的 设计使得本发明中的保护层起到了防止显示器表面产生镜面反射的作用，从而显示器表面 不产生反光、眩光，保护了观看者的视力。颗粒物的设计使得本发明中的保护层对射向显示 器表面上的光线有一定的散射作用，使得保护层具有防止显示器表面产生镜面反射、显示 器表面不产生反光和眩光、加强保护层硬度的作用，很好地保护了显示器的表面。第三，本 发明中的背板层本身带有的颜色经过环境光线反射透出显示器，也可增加像素点磨砂雾状 态与全透明状态间的对比度，增强本发明显示器的阅读、观看效果。
图1是本发明近晶态液晶显示器的组成示意图；图2是显示层的组成示意图；图3A是增光层的第一实施例示意图；图3B是增光层的第二实施例示意图；图3C是增光层的第三实施例示意图；图3D是增光层的第四实施例示意图；图3E是增光层的第五实施例示意图；图3F是增光层的第六实施例示意图；图3G是增光层的第七实施例示意图；图3H是增光层的第八实施例示意图；图4是本发明近晶态液晶显示器的一个实施例示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明近晶态液晶显示器包括显示层100，在该显示层100的背面设 有背板层300，在该显示层100与该背板层300之间设有增光层200，该增光层200包括基 板210，该基板210朝向该显示层100和/或该背板层300的表面上设有增光构件。该显示层100包括第一基体层101和第二基体层102，第一基体层101和第二基 体层102的材料可选为玻璃或塑料。如图2，该第一基体层101与该第二基体层102之 间设有由近晶态液晶和添加物混合而成的混合层103，该近晶态液晶为A类近晶态液晶 (Smectic-A)有机化合物，如带硅基的化合物、四氰基四辛基联苯、四乙酸癸酯四氰基联苯 等。添加物为带导电特性的化合物，如十六烷基三乙基溴化铵等含有导电离子的化合物。该 第一基体层101朝向该混合层103的一侧设有第一导电电极层104，该第二基体层102朝向 该混合层103的一侧设有第二导电电极层105。第一导电电极层104、第二导电电极层105 与驱动控制装置连接。第一导电电极层104可由M个平行排列的条状电极组成，第二导电电 极层105可由N个平行排列的条状电极组成，第一导电电极层104的M个条状电极与第二导 电电极层105的N个条状电极相垂直，形成一个MXN的像素点阵列结构，形成MXN个像素 点。该两个导电电极层104和105与中间的混合层103形成了一个面积很大的电容结构。 第一导电电极层104和第二导电电极层105是透明的，其可以是ITO(氧化铟锡)等，且可根 据需要使用辅助的金属电极，如铝、铜、银等。该显示层100即为专利号为200710304409. 2
4的中国发明专利“近晶态液晶显示屏显示用驱动电路”中的近晶态液晶显示屏，也即为专利 申请号为200710175959. 9的中国发明专利申请“一种电控调光介质”中的电控调光介质， 故不再在这里更详述地描述显示层的结构等。该背板层300可由PET或PC或塑料或纸类材料制成，该背板层300可为黑色、白 色或其他颜色。该增光层200是透明的，透光性很好。该基板210由PET材料制成，该增光构件可 为增光薄膜(图中未示出)或棱镜结构220。增光薄膜为一层高折射率树脂薄膜，折射率在 1. 65至1. 8之间。该棱镜结构220由高折射率的树脂制成，折射率控制在1. 65至1. 8之 间。实际制作时，可对高折射率树脂薄膜进行切割而得到棱镜结构。在实际实施中，该基板210朝向该显示层100的表面上、该基板210朝向背板层 300的表面上设有的棱镜结构220可为凸设或凹设，并且，该基板210朝向该显示层100的 表面上设有的棱镜结构220与该基板210朝向背板层300的表面上设有的棱镜结构220可 相同或相异。如图4，除了在该基板210朝向该显示层100或该背板层300的表面上设有增光构 件以及在该基板210朝向该显示层100、该背板层300的表面上都设有增光构件外，还可在 朝向该增光层200的该第一基体层101的表面上凸设或凹设有增光构件(图4示出了增光 构件为棱镜结构中一种形式的情形)，该增光构件同样可为增光薄膜或棱镜结构220。该第 一基体层101的表面上设有的增光构件与该基板210朝向该显示层100和该背板层300的 表面上设有的增光构件可相同或相异。在实际实施中，本发明显示器不设置增光层200，而 只在朝向背板层300的第一基体层101的表面上设置增光构件也是可以的。下面对棱镜结构220做详细描述。该棱镜结构220可由多个条状棱镜组成，该条状棱镜的横截面可为三角形、正方 形、长方形、半圆形、四分之一圆形、扇形、梯形、二元菲涅尔形或抛物线形中的任一种，该条 状棱镜的横截面也可为任意形状。实际中，该棱镜结构220可平铺铺满整个基板210，也可 只铺设在基板210上的某一块位置上。该棱镜结构220可整齐规则排列，也可不规则排列。 该棱镜结构220中的各个条状棱镜的结构可相同，也可不相同或不完全相同。举例如图3A，基板210朝向该显示层100的表面上凸设的棱镜结构220由多个横截面 为三角形的条状棱镜221组成，该多个条状棱镜221整齐规则排列，条状棱镜221的一个三 角边与基板210连接。如图3B，基板210朝向该显示层100的表面上凸设的棱镜结构220由多个横截面 为三角形的条状棱镜221组成，该多个条状棱镜221整齐规则排列，条状棱镜221的一个三 角边与基板210连接，基板210朝向该背板层300的表面上凸设的棱镜结构220由多个横 截面为半圆形的条状棱镜222组成，该多个条状棱镜222整齐规则排列，条状棱镜222的直 边与基板210连接。如图3C，基板210朝向该显示层100的表面上凸设的棱镜结构220由多个横截面 为二元菲涅尔形(该二元菲涅尔形由两个直边与一个弧边构成，如图3C)的条状棱镜223 组成，该多个条状棱镜223整齐规则排列，条状棱镜223的一个直边与基板210连接。
如图3D，基板210朝向显示层100的表面上凹设有多个半圆柱状的凹槽，每个该凹
5槽内嵌设一个相应的横截面为半圆形的条状棱镜224。该多个条状棱镜224便构成棱镜结 构 220。如图3G，图中示出的棱镜结构220由多个横截面为抛物线的条状棱镜231组成，这 些条状棱镜231的大小不同，且这些条状棱镜231不规则排列在该基板210上。如图3H，图中示出的棱镜结构220完全为一种不规则形状的棱镜结构。当然，棱镜结构220除了由条状棱镜组成，还可由各种各样形状的棱镜组成。例 如，该棱镜结构220可由多个金字塔状或圆球状棱镜组成。该棱镜结构220也可由层叠式 光栅结构(现有技术，不详述)组成。另外，棱镜结构220可由多个条状棱镜复合结构组成，该条状棱镜复合结构由至 少两个条状长棱镜构成，该至少两个条状长棱镜的横截面相同或相异，该至少两个条状长 棱镜的折射率相异。并且，相邻的两个条状棱镜复合结构间可设有用于阻挡侧向光线的视 栅栏结构，以增加光线的反射或折射效率。例如，如图3F，条状棱镜复合结构由两个条状长棱镜构成，一个条状长棱镜228的 横截面为半圆形，另一个条状长棱镜229与该横截面为半圆形的条状长棱镜228的形状相 适配而使该条状棱镜复合结构形成一个长方体结构，如图，该两个条状长棱镜228、229的 折射率不相同，相邻的两个条状棱镜复合结构间设有用于阻挡侧向光线的视栅栏结构230。另外，该棱镜结构220可由多个条状棱镜和多个条状棱镜复合结构组成，该多个 条状棱镜凹设于基板210的表面上，在该多个条状棱镜上凸设有该多个条状棱镜复合结 构，该条状棱镜复合结构由至少两个条状长棱镜构成，该至少两个条状长棱镜的横截面相 同或相异，该至少两个条状长棱镜的折射率相异。例如，如图3E，基板210朝向显示层100的表面上凹设有多个半圆柱状的凹槽，每 个该凹槽内嵌设一个相应的横截面为半圆形的条状棱镜225，每个凹槽内嵌设的条状棱镜 225上设有一个呈长方体状的条状棱镜复合结构，该条状棱镜复合结构由两个横截面为直 角三角形的条状长棱镜226和227通过斜边贴合形成，该两个横截面为直角三角形的条状 长棱镜226、227的折射率不相同。该多个条状棱镜225、条状长棱镜226、227便构成棱镜结 构 220。另外，如果基板210朝向背板层300的表面上没有设置棱镜结构时，还可在该表面 上镀有透明油墨，以增加透光性。如图1，在该显示层100的前面还可设有保护层400，保护层400由PET或PC或玻 璃基材制成，该保护层涂布或粘贴在该第二基体层102上。该保护层400朝向显示层100 的表面上可设有防反光的AR膜和/或防眩光的AG膜，以保护显示层100，提高阅读、观看 的舒适感。较佳地，该保护层400朝向显示层100的表面上可先镀设AR膜，然后再镀设AG 膜。当然，也可将AR膜和/或AG膜镀设在第二基体层102的表面上。保护层400内可掺杂有用于增加保护层硬度、防止保护层产生镜面反射效应的颗 粒物，该颗粒物可为微球粒子或油墨分子材料。该微球粒子为纳米级或微米极，可为金属或 其他有机塑料类微球粒子。第二基体层102中也可掺杂颗粒物，以防止显示器产生镜面反射效应。另外，还可 对第二基体层102进行粗糙度处理，例如雾化处理、刻蚀处理等，以减少第二基体层102表 面的镜面反射，提高阅读、观看的舒适感。
下面以具有棱镜结构220的增光层为例，说明本发明的工作原理如图1，驱动控制装置控制施加在两个导电电极层104和105上的电压信号，使得 显示层100中的各个像素点根据显示需要而相应呈现出磨砂雾状态或全透明状态。若设置 黑色背板层300，则像素点相应表现为黑色或白色(黑色对应全透明状态，白色对应磨砂雾 状态)，液晶显示器也就相应呈现为黑白显示状态。具体地，根据显示需要，控制各个导电电极层中的每个条状电极上的电压信号，显 示层100中的各个像素点对应的近晶态液晶分子呈现出相应的排列状态一乱序排列状态 或规则排列状态。以一个像素点为例说明若该像素点根据显示需要，受其对应的条状电极上的电压信号(例如IOOvUkHz 左右的驱动脉冲)的控制，其对应的近晶态液晶分子变为规则排列，近晶态液晶分子的长 光轴垂直于第一、第二导电电极层的平面，则从外部射入的入射光线经由保护层400、该像 素点对应的显示层100部分、增光层200而射向背板层300，经由背板层300的反射而又依 次经过增光层200、该像素点对应的显示层100部分以及保护层400而直接射出，入射各近 晶态液晶分子的光线的折射不产生剧烈变化，该像素点呈现出全透明状态，对应黑色的背 板层300而表现出黑色。若该像素点根据显示需要，受其对应的条状电极上的电压信号(例如100v、50Hz 左右的驱动脉冲)的控制，其对应的近晶态液晶分子发生扭转，变为乱序排列，则从外部射 入的入射光线经由保护层400进入该像素点对应的显示层100部分内，在该像素点对应的 显示层100部分内，光线在近晶态液晶分子内进行折射后射出，射入增光层200。射入增光 层200的光线可能会经由增光层200后射向背板层300，也可能被反射回该像素点对应的显 示层100部分而进行再次折射。而且，背板层300将反射回的光线射向增光层200后，因为 增光层200设计有棱镜结构220，从背板层300射回的光线可能会被增光层200再次反射射 向背板层300，也可能经由增光层200改变方向而再次射入该像素点对应的显示层100部 分进行折射，依次类推。在该像素点对应的显示层100部分内进行折射的光线产生散射效 果，最后由保护层400射出。具体地，在该像素点对应的显示层100部分内，因为近晶态液 晶分子的各向相异性(即由于入射光线通过各液晶的长光轴不同，各液晶的光折射角度不 同，因而各液晶的折射率不同)，使得入射各近晶态液晶分子的光线的折射存在着很大的差 异，即在该像素点对应的显示层100部分内，光折射率产生着剧烈的变化，光线在该像素点 对应的显示层100部分内发生了强烈的散射，从宏观上看，为一种散光效应，呈现雾状遮光 状态，如磨砂毛玻璃一般。由此可见，本发明中的增光层200可增加光线射入该像素点对应 的显示层100部分内的次数，增加该像素点对应的显示层100部分内的光线数量，使更多的 光线在该像素点对应的显示层100部分内进行折射，从而增强该像素点对应的显示层100 部分的散射效果，使该像素点呈现的磨砂雾状态的亮度得以提高。与该像素点之外的其他 黑色像素点相对比，该像素点对应黑色的背板层300而表现出了亮度很高的白色。与已有 的近晶态液晶显示屏相比，该白色与显示器上显示出的黑色之间的对比度明显加强。需要提及的是，关于显示层100内的调光原理(即近晶态液晶分子如何被驱动进 行相应的排列)在这里不再详述，请参阅专利号为200710304409. 2的中国发明专利“近晶 态液晶显示屏显示用驱动电路”、专利申请号为200710175959. 9的中国发明专利申请“一种电控调光介质”以及专利申请号为200810102000. 7的中国发明专利申请“电控调光介质”
中的相应调光原理描述。当给第一、第二导电电极层加载驱动脉冲、本发明产生散射、全透明等光效应后， 便可撤去电压。这种光效应的保持是不需要电压来维持的，即撤去电压后，本发明仍然能够 保持加载电压时产生的光效应，而作用的电压信号只是为了改变近晶态液晶分子的排列形 态。在本发明中，将这种不需要电驱动而维持光效应的状态称为“多稳态”或“准静态”。而 这种“多稳态”是因为添加物采用了带导电特性的化合物，当电信号施加在第一、第二导电 电极层上时，带导电特性的化合物中的离子根据电势差变化产生往复运动，这种运动可以 改变近晶态液晶分子的排列形态，而变化后的近晶态液晶分子排列形态并不需要离子的持 续运动来维持，是稳定的。当然，通过合理控制施加在第一、第二导电电极层上的驱动脉冲的脉冲对个数、频 率、电压幅值或作用时间，可使近晶态液晶分子的排列形态变为部分扭曲，以产生不同程度 的散光效应，从而在宏观上，使本发明的像素点在磨砂雾状态与全透明状态两个状态间产 生具有不同灰度阶的多种渐进状态，如半透明状态等。另外，在混合层103内还可混合有一定量的二色性染料，如淡黄色的偶氮基二色 性染料，在这里不进行详述。本发明的优点是本发明中的增光层设计的增光构件可将射入显示器的光线进行多次反射折射，增 加射入显示层内的光线次数和数量，使更多的光线在需要显示为磨砂雾状态的像素点对应 的显示层部分内进行折射，从而增强散射效果，使磨砂雾状态的像素点因散射效果的加强 而亮度加强，从而磨砂雾状态的像素点与全透明状态的像素点之间的对比度显著提高，增 强了本发明显示器的显示效果，增加了阅读、观看的舒适感。同时，由于增光层的增光构件 设计，增大了本发明近晶态液晶显示器的可视角度。若第一基体层上设计有增光构件，则其 也会同样产生上述增强对比度的效果。AR膜和/或AG膜的设计使得本发明中的保护层起到了防止显示器表面产生镜面 反射的作用，从而显示器表面不产生反光、眩光，保护了观看者的视力。颗粒物的设计使得 本发明中的保护层对射向显示器表面上的光线有一定的散射作用，使得保护层具有防止显 示器表面产生镜面反射、显示器表面不产生反光和眩光、加强保护层硬度的作用，很好地保 护了显示器的表面。本发明中的背板层本身带有的颜色经过环境光线反射透出显示器，也可增加像素 点磨砂雾状态与全透明状态间的对比度，增强本发明显示器的阅读、观看效果。当然，由于本发明显示器设计有由近晶态液晶和添加物构成的显示层，因而，其也 具有因显示层而带来的许多优点，例如，多稳态特性、能耗低、环保等，在这里不再详述，请 参阅专利申请号为200710175959. 9的中国发明专利申请“一种电控调光介质”以及专利申 请号为200810102000. 7的中国发明专利申请“电控调光介质”中的相关优点描述。以上所述是本发明的较佳实施例及其运用的技术原理，对于本领域的技术人员来 说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、 简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。
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权利要求
一种近晶态液晶显示器，它包括显示层，该显示层包括第一基体层和第二基体层，该第一基体层与该第二基体层之间设有混合层，该第一基体层朝向该混合层的一侧设有第一导电电极层，该第二基体层朝向该混合层的一侧设有第二导电电极层，在该显示层的背面设有背板层，其特征在于在该显示层与该背板层之间设有增光层，该增光层包括基板，该基板朝向该显示层和/或该背板层的表面上设有增光构件。
2.如权利要求1所述的近晶态液晶显示器，其特征在于朝向所述增光层的所述第一基体层的表面上凸设或凹设有增光构件。
3.如权利要求1或2所述的近晶态液晶显示器，其特征在于 所述增光构件为增光薄膜或棱镜结构。
4.如权利要求3所述的近晶态液晶显示器，其特征在于所述基板朝向所述显示层、所述背板层的表面上设有的棱镜结构为凸设或凹设，所述 基板朝向所述显示层与所述背板层的表面上设有的所述棱镜结构相同或相异。
5.如权利要求4所述的近晶态液晶显示器，其特征在于所述棱镜结构由多个条状棱镜组成，该条状棱镜的横截面为三角形、正方形、长方形、 半圆形、四分之一圆形、扇形、梯形、二元菲涅尔形或抛物线形中的任一种。
6.如权利要求4所述的近晶态液晶显示器，其特征在于所述棱镜结构由多个金字塔状棱镜或圆球状棱镜或层叠式光栅结构组成。
7.如权利要求4所述的近晶态液晶显示器，其特征在于所述棱镜结构由多个条状棱镜复合结构组成，该条状棱镜复合结构由至少两个条状长 棱镜构成，该至少两个条状长棱镜的横截面相同或相异，该至少两个条状长棱镜的折射率 相异。
8.如权利要求4所述的近晶态液晶显示器，其特征在于所述棱镜结构由多个条状棱镜和多个条状棱镜复合结构组成，该多个条状棱镜凹设于 所述基板的表面上，在该多个条状棱镜上凸设有该多个条状棱镜复合结构，该条状棱镜复 合结构由至少两个条状长棱镜构成，该至少两个条状长棱镜的横截面相同或相异，该至少 两个条状长棱镜的折射率相异。
9.如权利要求1所述的近晶态液晶显示器，其特征在于所述显示层的前面设有保护层，该保护层朝向所述显示层的表面上设有AR膜和/或AG膜。
10.如权利要求9所述的近晶态液晶显示器，其特征在于所述保护层内掺杂有用于增加保护层硬度、防止保护层产生镜面反射效应的颗粒物。
全文摘要
本发明公开了一种近晶态液晶显示器，它包括显示层，该显示层包括第一基体层和第二基体层，该第一基体层与该第二基体层之间设有混合层，该第一基体层朝向该混合层的一侧设有第一导电电极层，该第二基体层朝向该混合层的一侧设有第二导电电极层，在该显示层的背面设有背板层，在该显示层与该背板层之间设有增光层，该增光层包括基板，该基板朝向该显示层和/或该背板层的表面上设有增光构件。本发明显示器的对比度高，显示效果好，阅读、观看舒适感强。
文档编号G02B5/04GK101916009SQ20101024244
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月2日 优先权日2010年8月2日
发明者万丽芳, 孙刚 申请人:苏州汉朗光电有限公司