基于染色液晶的半反射lcd的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了基于染色液晶的半反射LCD，包括透射偏光层和偏光半反射层，所述透射偏光层和偏光半反射层之间设置有染色液晶层。半反射模式即可实现彩色背景色黑色字体的效果又可以实现黑色背景白色或者彩色字体的效果而且可以在两种效果之间相互转换，还可以实现彩色背景色白色或者彩色字体的特殊显示效果。通过染色液晶的半反射LCD方案不仅在结构上更简洁，而且在各个性能方面有很大提升，成本上也具有很大优势，可实现自动化生产。染色液晶的半反射模式可广泛应用于家电消费类如LCD智能电饭煲，智能空调，智能型微波炉等个性化产品、电子手表等不同应用领域产品，满足消费者的不同需求。
【专利说明】基于染色液晶的半反射LCD
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及染色液晶显示领域，特别是基于染色液晶的半反射LCD。
【背景技术】
[0002]现有带有颜色的LCD，通常是在透射式LCD后面贴合彩色丝印纸或者胶片如橙色纸、蓝色纸，以达到不同的背景色，但此技术加上上下偏光片有四层结构，结构较复杂，并且因为橙色纸本身耐候性较差、粘接要靠双面胶，故可靠性差存在容易脱落等隐患，同时，采用彩色贴纸的方式在生产时需要人工进行粘贴，不仅质量达不到精准，而且不能自动化生产，生产成本高，生产效率低下。目前市场上出现利用染色液晶与透射光学片搭配使用的LCD,但该方案大多利用其蓝色染料或紫色染料通过上下搭配透射片以实现黑色背景色白色字体的效果，没有彩色背景色黑色字体的显示效果，显示效果不太理想。
实用新型内容
[0003]为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供采用颜色液晶搭配半反射光学片、可通过对光源的控制来实现不同显示模式之间的相互转换的一种基于染色液晶的半反射LCD。
[0004]本实用新型解决其问题所采用的技术方案是:
[0005]基于染色液晶的半反射LCD，包括透射偏光层和偏光半反射层，所述透射偏光层和偏光半反射层之间设置有染色液晶层。
[0006]作为上述的其中一种改进,所述偏光半反射层为偏振方向与透射偏光层相反的半反射片。
[0007]作为上述的进一步改进，所述半反射片包括设置于染色液晶层下方、偏振方向与透射偏光层相反的偏振片和设置于偏振片下方的半反射膜。
[0008]作为上述的进一步改进，所述偏振片的上方还依次设置有扩散粘着层和剥离膜。
[0009]作为上述的另一种改进，偏光半反射层为半反射光学片，所述半反射光学片包括设置于染色液晶层下方的反射偏振膜，所述反射偏振膜的反射偏振方向与透射偏光层相同，所述反射偏振膜的下方设置有半透膜。
[0010]作为上述的另一种改进，偏光半反射层为半反射光学片，所述半反射光学片包括设置于染色液晶层下方的反射偏振膜，所述反射偏振膜的反射偏振方向与透射偏光层相反，所述反射偏振膜的下方设置有半透膜。
[0011]进一步地，所述反射偏振膜与半透膜之间设置有TAC保护膜。
[0012]进一步地，所述TAC保护膜的下方设置有保护膜，反射偏振膜上方设置有剥离膜。
[0013]本实用新型的有益效果是:本实用新型采用的基于染色液晶的半反射LCD，包括透射偏光层和偏光半反射层，所述透射偏光层和偏光半反射层之间设置有染色液晶层。所述染色液晶的半反射LCD可利用外界光和背光源来实现不同的显示模式，半反射模式即可实现彩色背景色黑色字体的效果又可以实现黑色背景白色或者彩色字体的效果而且可以在两种效果之间相互转换，还可以实现彩色背景色白色或者彩色字体的特殊显示效果。橙色染料的半反射模式开发缘由主要基于改善目前市场上通过彩色贴纸来达到彩色显示效果，此结构复杂，彩色贴纸易脱落，不易于自动化生产，可靠性不易保证，且成本较高。通过染色液晶的半反射LCD方案不仅在结构上更简洁，而且在各个性能方面有很大提升，成本上也具有很大优势，可实现自动化生产。采用外界光源和/或背光源均可实现该效果，本实用新型改善了橙色纸方案品质不稳定，不能自动化生产的缺点。对于满足市场对产品的高性价比的需求有了很大的提升。染色液晶的半反射模式可广泛应用于家电消费类如LCD智能电饭煲，智能空调，智能型微波炉等个性化产品、电子手表等不同应用领域产品，满足消费者的不同需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。
[0015]图1是本实用新型第一实施例半反射片的结构示意图。
[0016]图2是本实用新型第一实施例采用外界光在关态下的光路图。
[0017]图3是本实用新型第一实施例采用外界光在开态下的光路图。
[0018]图4是本实用新型第一实施例采用背光源在关态下的光路图。
[0019]图5是本实用新型第一实施例采用背光源在开态下的光路图。
[0020]图6是本实用新型第一实施例采用外界光和背光源在关态下的光路图。
[0021]图7是本实用新型第一实施例采用外界光和背光源在开态下的光路图。
[0022]图8是本实用新型第二实施例半反射光学片的结构示意图。
[0023]图9是本实用新型第二实施例采用外界光在关态下的光路图。
[0024]图10是本实用新型第二实施例采用外界光在开态下的光路图。
[0025]图11是本实用新型第三实施例采用外界光在关态下的光路图。
[0026]图12是本实用新型第三实施例采用外界光在开态下的光路图。
[0027]图13是本实用新型第二实施例采用背光源在关态下的光路图。
[0028]图14是本实用新型第二实施例采用背光源在开态下的光路图。
[0029]图15是本实用新型第三实施例采用背光源在关态下的光路图。
[0030]图16是本实用新型第三实施例采用背光源在开态下的光路图。
[0031]图17是本实用新型第二实施例采用外界光和背光源在关态下的光路图。
[0032]图18是本实用新型第二实施例采用外界光和背光源在开态下的光路图。
[0033]图19是本实用新型第三实施例采用外界光和背光源在关态下的光路图。
[0034]图20是本实用新型第三实施例采用外界光和背光源在开态下的光路图。
【具体实施方式】
[0035]参照图1-图20所示，本实用新型基于染色液晶的半反射IXD，包括透射偏光层I和偏光半反射层，所述透射偏光层I和偏光半反射层之间设置有染色液晶层2。
[0036]参照图1所示，本实用新型的基于染色液晶的半反射LCD第一种实施方式，所述染色液晶层2在开态下的旋光角度为O° ,其中偏光半反射层为偏振方向与透射偏光层I相反的半反射片3。所述半反射片3包括设置于染色液晶层2下方、偏振方向与透射偏光层I相反的偏振片31和设置于偏振片31下方的半反射膜32，本文中所述的下方与人眼观测LCD的方向一致。进一步为了提高LCD的性能，所述偏振片31的上方还依次设置有扩散粘着层33和剥离膜5。
[0037]参照图8所示，为本实用新型基于染色液晶的半反射LCD第二种实施方式，与第一种实施方式不同的地方在于所述的偏光半反射层为半反射光学片4,所述半反射光学片4包括设置于染色液晶层2下方的反射偏振膜41，所述反射偏振膜41的反射偏振方向与透射偏光层I相同，所述反射偏振膜41的下方设置有半透膜42。为了进一步提高本实用新型的性能，所述反射偏振膜41与半透膜42之间设置有TAC保护膜43，所述TAC保护膜43的下方设置有保护膜44，反射偏振膜41上方设置有剥离膜5。
[0038]参照图8所示，为本实用新型基于染色液晶的半反射LCD第三种实施方式，与第二种实施方式不同的地方在于所述反射偏振膜41的反射偏振方向与透射偏光层I相反，其余结构均与第二种实施方式相同。
[0039]上述反射偏振膜41具有特殊的反射偏振功能，当偏振方向与其反射偏振方向一致的偏振光会透过反射偏振膜41，而偏振方向与其相反的偏振光则会发生反射，而不是吸收，因此能起到增亮的作用，又称为增亮膜，又称DBEF膜，本实用新型所采用的反射偏振膜41被广泛应用于各种电脑、手机显示屏上，为现有技术，在此不再详细对其原理进行叙述。
[0040]参照图2所示，为本实用新型第一种实施方式在外界光6下使用的光路示意图，所述染色液晶处于关态，LCD背景颜色的呈现是利用LCD关态染色液晶对光的作用的结果，夕卜界光6通过透射偏光层1，其中本实用新型的多个实施例其透射偏光层I的偏振方向均与纸面平行，该方式只是透射偏光层I的其中一种实施方式，透射偏光层I也可以选用偏振方向均与纸面垂直，其显示效果即会相反。与透射偏光层I偏振方向一致的光通过透射偏光层1，经染色液晶层2，利用染色液晶的旋光性将偏振光振动方向旋转90°，所述振动方向与纸面垂直，与偏振片31的偏振方向一致，光线通过偏光半反射片3的偏振片31，再经半反射膜32部分反射回相同偏振方向的光线再途径染色液晶层2旋转90°，通过透射偏光层I入射到人眼。此过程中利用染色液晶的二向色性，透射及半反射的光大部分为染色液晶的颜色，其互补色被“吸收”。所以人眼看到的背景颜色为增强后的染色液晶颜色。
[0041]字体颜色的呈现是利用IXD开态下染色液晶对光的作用的结果。参照图3所示，染色液晶层2处于开态,外界光6通过透射偏光层1，与透射偏光层I偏振方向一致的光通过，由于这时染色液晶层2的液晶分子垂直排列，染色液晶层2的旋光性消失，经过染色液晶层2后的光线方向不变，因此偏振光无法通过偏振片31，半反射膜32无法半反射光线，所以人眼看到的为黑色字体。此原理图呈现出彩色背景色黑色字体的显示效果。
[0042]参照图4所示，为本实用新型第一种实施方式只利用背光源7的显示的背景颜色的显示原理光路示意图，所述的染色液晶层2处于关态，背光源7发出白色光，也可以采用其它颜色的背光源7，经半反射膜32、偏振片31透过与偏振片31方向相同的偏振光，本实施例中该光线与纸面垂直，光线经过液晶层，利用液晶层的旋光性偏振状态旋转90° (平行纸面方向)，再经过透射偏光层I入射到人眼，所看到的背景颜色为增强后的染色液晶颜色。参照图5所示，染色液晶层2处于关态，染色液晶层2的旋光性消失，经过染色液晶层2后的光线方向不变，因此偏振光无法通过偏振片31，半反射膜32无法半反射光线，所以人眼看到的为黑色字体。此原理图呈现出彩色背景色黑色字体的显示效果。[0043]参照图6、图7所示，若同时利用背光源7及外界光6进行显示，背景颜色及字体颜色为上述两种显示效果的叠加，实现了彩色背景色黑色字体的效果。
[0044]参照图9所示，为本实用新型第二种实施方式在外界光6下使用的光路示意图，所述的染色液晶层2处于关态，背景颜色的呈现是利用LCD关态染色液晶对光的作用的结果，外界光6通过透射偏光层I，与透射偏光层I偏振方向一致的光通过，其振动方向与纸面平行方向，经过染色液晶层2，利用液晶的旋光性将偏振光振动方向旋转90°其振动方向与纸面垂直，由于反射偏振膜的反射偏振方向与透射偏光层I相同，为与纸面平行，因此该偏振光无法通过反射偏振膜41而反射偏光方向相同的偏振光，该光线在经过染色液晶层2旋转90°通过透射偏光层I入射到人眼。此过程中利用染色液晶的二向色性，透射及反射的光大部分为染色液晶的颜色，其互补色被“吸收”。所以人眼看到的背景颜色为增强后的染色液晶颜色。字体颜色的呈现是利用LCD开态下染色液晶对光的作用的结果。
[0045]参照图10所示，当染色液晶层2处于开态时，外界光6通过透射偏光层1，其偏振方向为与纸面平行，由于这时染色液晶层2的旋光性消失，经过染色液晶层2后光线的偏振方向不变，因此可以通过反射偏振膜41，并被半透膜42所吸收，无法反射光线，所以人眼所看到的为黑色字体，因此本实用新型的第一种实施方式利用外界光6源能实现彩色背景色黑色字体的显示效果。
[0046]同理，参照图11、图12本实用新型第三种实施方式在外界光6下使用的光路示意图，由于反射偏振膜41的反射偏振方向与透射偏光层I相反，因此其显示效果与第二实施方式相反，为黑色背景色、彩色字体的效果，所述的彩色字体与染色液晶相同。
[0047]参照图13所示，为本实用新型第二种实施方式在背光源7下使用的光路示意图，染色液晶层2处于关态，背光源7发出白光，也可以采用其它颜色的背光源7，经过半透膜42,到达反射偏振膜41,其中偏振方向与反射偏振膜41反射偏振方向相同的光线可以通过反射偏振膜41，偏振方向相反的光线反生反射而不能通过反射偏振膜41，这时透过反射偏振膜41的偏振光与纸面平行，偏振光经过染色液晶层2后旋转90°，与纸面垂直，因此不能通过透射偏光层1，于是显示黑色的背景色。
[0048]参照图14所示，染色层处于开态，其旋光性消失，因此透过反射偏振膜41的偏振光经过染色液晶层2后其偏振方向不变，与纸面平行，因此能够通过透射偏光层I进入人目艮，显示彩色的字体。因此本实施例在背光源7下能实现黑色背景、彩色字体的显示效果，其中字体的颜色与背光源7及染色液晶的颜色相关。
[0049]同理，参照图15、图16本实用新型第三种实施方式在背光源7下使用的光路示意图，由于反射偏振膜41的反射偏振方向与透射偏光层I相反，因此其显示效果与第二实施方式在背光源7下的效果相反，为彩色背景色、黑色字体的效果，所述的彩色字体的颜色与背光源7及染色液晶的颜色相关。
[0050]参照图17所示为本实用新型第二种实施方式在外界光6和背光源7同时作用下使用的光路示意图，为单独使用外界光6和单独使用背光源7光路效果的叠加，染色液晶层2处于关态时，外界光6进入染色液晶层2后在反射偏振膜41上发生反射并进入人眼，而背光源7则不能通过透射偏光层1，从而显示染色液晶层2 二色染料的背景色。参照图18所示，染色液晶层2处于开态，外界光6进入染色液晶层2后透过反射偏振膜41并被半透膜42所吸收，而背光源7发出的光线则可穿过透射偏光层I进入人眼，从而显示背光源7作用下的颜色。该设计下能实现彩色背景色彩色字体的效果，其中背景色为染色液晶层2 二色染料颜色，字体颜色为与背光相关的颜色。
[0051]同理，参照图19、图20本实用新型第三种实施方式在外界光6和背光源7同时作用下使用的光路示意图，由于反射偏振膜41的反射偏振方向与透射偏光层I相反，因此其显示效果与第二实施方式在外界光6和背光源7同时作用下的效果相反，为彩色背景色、彩色字体的效果，其中背景色为与背光相关的颜色，字体颜色为染色液晶层2 二色染料颜色。
[0052]本实用新型IXD结构搭配及相关产品参数:
[0053]扭曲(包含高扭曲、超扭曲)向列相半反射式LCD搭配染色液晶如橙色、红色、蓝色在外界光源下反射状态下是彩色底黑字的炫丽显示效果如橙底黑字、红底黑字、蓝底黑字；而且还能无外界光源下采用背光源显示，显示效果是彩色底白字或者彩色字如蓝黑底(与染料颜色相反的背景)白字。
[0054]而在既有外界光源又有背光源且外界光源亮度较强时，又可以实现彩色底白字或者彩色字的炫丽显示效果如橙底白字、红底白字、蓝底白字.另外底半反射光学片转90度后变成负性显示，显示效果反过来，在背光下变成了彩色底黑字的炫丽显示效果如橙底黑字、红底黑字、蓝底黑字，外界光源下彩色底白字如橙黑色底白字、红底白字、蓝底白字。
[0055]不同的浓度染料、不同双折射率(Λη)液晶可搭配不同的盒厚及不同的扭曲角度可以实现背景颜色深浅不同的显示效果，染料浓度可从0.1%~5%，液晶双折射率(Λη)可从
0.07、.25，盒厚范围可从2.5微米到50微米，扭曲角度可从30°到270°，以上均属于本实用新型的保护范围。。
[0056]不同颜色染料液晶可实现不同背景色效果，如橙色背景黑字、蓝色背景黑字、绿色背景黑字、红色背景黑字等，以上均属于本实用新型的保护范围之内。正显模式下橙色背景色黑色字体显示效果的对比度在`10左右。
[0057]本实用新型采用的基于染色液晶的半反射LCD，包括透射偏光层I和偏光半反射层，所述透射偏光层I和偏光半反射层之间设置有染色液晶层2。所述染色液晶的半反射LCD可利用外界光6和背光源7来实现不同的显示模式，半反射模式即可实现彩色背景色黑色字体的效果又可以实现黑色背景白色或者彩色字体的效果而且可以在两种效果之间相互转换，还可以实现彩色背景色白色或者彩色字体的特殊显示效果。橙色染料的半反射模式开发缘由主要基于改善目前市场上通过彩色贴纸来达到彩色显示效果，此结构复杂，彩色贴纸易脱落，不易于自动化生产，可靠性不易保证，且成本较高。通过染色液晶的半反射LCD方案不仅在结构上更简洁，而且在各个性能方面有很大提升，成本上也具有很大优势，可实现自动化生产。采用外界光6源和/或背光源7均可实现该效果，本实用新型改善了橙色纸方案品质不稳定，不能自动化生产的缺点。对于满足市场对产品的高性价比的需求有了很大的提升。染色液晶的半反射模式可广泛应用于家电消费类如LCD智能电饭煲，智能空调，智能型微波炉等个性化产品、电子手表等不同应用领域产品，满足消费者的不同需求。
[0058]以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.基于染色液晶的半反射LCD，其特征在于:包括透射偏光层(I)和偏光半反射层，所述透射偏光层(I)和偏光半反射层之间设置有染色液晶层(2)。
2.根据权利要求1所述的基于染色液晶的半反射LCD，其特征在于:所述偏光半反射层为偏振方向与透射偏光层(I)相反的半反射片(3 )。
3.根据权利要求2所述的基于染色液晶的半反射LCD，其特征在于:所述半反射片(3)包括设置于染色液晶层(2)下方、偏振方向与透射偏光层(I)相反的偏振片(31)和设置于偏振片(31)下方的半反射膜(32)。
4.根据权利要求3所述的基于染色液晶的半反射LCD，其特征在于:所述偏振片(31)的上方还依次设置有扩散粘着层(33 )和剥离膜(5 )。
5.根据权利要求1所述的基于染色液晶的半反射LCD，其特征在于:偏光半反射层为半反射光学片(4)，所述半反射光学片(4)包括设置于染色液晶层(2)下方的反射偏振膜(41)，所述反射偏振膜(41)的反射偏振方向与透射偏光层(I)相同，所述反射偏振膜(41)的下方设置有半透膜(42)。
6.根据权利要求1所述的基于染色液晶的半反射LCD，其特征在于:偏光半反射层为半反射光学片(4)，所述半反射光学片(4)包括设置于染色液晶层(2)下方的反射偏振膜(41)，所述反射偏振膜(41)的反射偏振方向与透射偏光层(I)相反，所述反射偏振膜(41)的下方设置有半透膜(42)。
7.根据权利要求5或6所述的基于染色液晶的半反射LCD，其特征在于:所述反射偏振膜(41)与半透膜(42 )之间设置有TAC保护膜(43 )。
8.根据权利要求7所述的基于染色液晶的半反射LCD，其特征在于:所述TAC保护膜(43)的下方设置有保护膜(44)，反射偏振膜(41)上方设置有剥离膜(5)。
【文档编号】G02F1/1335GK203422539SQ201320424103
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年7月16日 优先权日:2013年7月16日
【发明者】杨晓东, 张立叶 申请人:江门亿都半导体有限公司