CN116203769A - 反射式显示屏 - Google Patents

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Abstract

一种反射式显示屏，包括第一基板、第二基板以及第一胆甾相液晶层，第一胆甾相液晶层包括反射蓝色光的第一胆甾相液晶；反射式显示屏还包括第三基板、第四基板以及第二胆甾相液晶层；反射式显示屏设有多个像素区域，多个像素区域包括多个出射红色光的第一像素区域和多个出射绿色光的第二像素区域，第二胆甾相液晶层包括反射红色光的第二胆甾相液晶、反射绿色光的第三胆甾相液晶，第二胆甾相液晶对应位于各个第一像素区域内，第三胆甾相液晶对应位于各个第二像素区域内。本发明的反射式显示屏利用外界环境光来显示影像，因此反射式显示屏无需设置背光源，降低了显示屏的整体厚度，且结构简单。

Description

反射式显示屏
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种反射式显示屏。
背景技术
液晶显示装置(liquid crystal display，LCD)具有画质好、体积小、重量轻、低驱动电压、低功耗、无辐射和制造成本相对较低的优点，在平板显示领域占主导地位。
胆甾相液晶双稳态显示属于反射式显示器，是利用外界环境光来显示影像，无需背光源。胆甾相液晶双稳态显示技术的特点是具有平面态织构(p态)和焦锥态织构(fc态)两种状态，在无外电场作用时都能够稳定存在。在p态时，如果入射光的波长与螺距相匹配，则光将被反射，反射光为圆偏振光。在fc态时，螺距分布杂乱无序，则光被散射。在外电场作用下，两个状态可以相互切换，具有双稳态特性。由于显示所用的两个织构状态在无外场的情况下是稳定的，所以不需要长时间加外场来维持显示状态，因此胆甾相液晶显示器具有省电的特点。
对于胆甾相液晶双稳态显示技术，由于液晶螺距的要求，一般单盒架构只能进行单色显示或黑白显示。如果需要彩色显示，需要采用三层液晶盒架构，例如中国专利公开号CN109407437A即提供一种采用三层液晶盒架构的胆甾相液晶显示屏。
现有技术中采用三层液晶盒架构的胆甾相液晶显示屏，由于采用三层液晶盒架构，其显示器整体较厚，规格差；另外由于采用三层液晶盒架构，其生产制程复杂，成本高；而且由于采用三层液晶盒架构，其结构复杂，稳定性也较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反射式显示屏，利用外界环境光来显示影像，因此反射式显示屏无需设置背光源，降低了显示屏的整体厚度，且结构简单。
本发明实施例提供一种反射式显示屏，包括第一基板、与该第一基板相对设置的第二基板、以及设置在该第一基板与该第二基板之间的第一胆甾相液晶层，该第一胆甾相液晶层包括反射蓝色光的第一胆甾相液晶；该反射式显示屏还包括设置在该第二基板上的第三基板、与该第三基板相对设置的第四基板、以及设置在该第三基板和该第四基板之间的第二胆甾相液晶层；该反射式显示屏设有多个像素区域，该多个像素区域包括多个出射红色光的第一像素区域和多个出射绿色光的第二像素区域，该第二胆甾相液晶层包括反射红色光的第二胆甾相液晶、反射绿色光的第三胆甾相液晶，该第二胆甾相液晶对应位于各个该第一像素区域内，该第三胆甾相液晶对应位于各个该第二像素区域内。
进一步地，该第一基板上设有多个第一像素电极，每个该第一像素电极相互间隔设置；该第三基板上设有多个第二像素电极，每个该第二像素电极相互间隔设置，每一该第二像素电极与每一该像素区域一一对应；该第一像素电极与该第二像素电极数量相同。
进一步地，该多个像素区域还包括多个出射蓝色光的第三像素区域，该第二胆甾相液晶层还包括透明层，该透明层对应位于各个该第三像素区域内。
本发明实施例还提供一种反射式显示屏，包括第一基板、与该第一基板相对设置的第二基板、以及设置在该第一基板与该第二基板之间的胆甾相液晶层，该胆甾相液晶层用于反射蓝色光；该反射式显示屏设有多个像素区域，该多个像素区域包括多个出射红色光的第一像素区域、多个出射绿色光的第二像素区域和多个出射蓝色光的第三像素区域，该第二基板靠近该胆甾相液晶层一侧设有光致发光层，该光致发光层包括第一量子点层、第二量子点层和第一透明层，该第一量子点层对应位于各个第一像素区域内，该第二量子点层对应位于各个第二像素区域内，该第一透明层对应位于各个第三像素区域内，该第一量子点层内设有产生红色光的量子点，该第二量子点层内设有产生绿色光的量子点。
进一步地，该第一基板上设有多个像素电极，每个该像素电极相互间隔设置，每一该像素电极与每一该像素区域一一对应。
进一步地，该像素电极上设有第一凸起结构，该第二基板上设有公共电极，该公共电极上设有多个第二凸起结构，每一该第二凸起结构与每一该第一凸起结构一一对应。
进一步地，该第一凸起结构的表面设有反射层或者该反射层整面设置在该像素电极上。
进一步地，该第二基板远离该胆甾相液晶层一侧设有偏光片，该偏光片为四分之一波片。
进一步地，该第一基板靠近该胆甾相液晶层一侧设有光吸收层。
进一步地，该第二基板与该光致发光层之间设有黑矩阵和彩色膜层，该彩色膜层通过该黑矩阵间隔开，该彩色膜层包括红色色阻层、绿色色阻层和第二透明层，该红色色阻层对应位于各个第一像素区域，该绿色色阻层对应位于各个第二像素区域，该第二透明层对应位于各个第三像素区域。
本发明实施例提供的反射式显示屏，利用外界环境光来显示影像，因此反射式显示屏无需设置背光源，降低了显示屏的整体厚度，且结构简单。
附图说明
图1为本发明第一实施例中反射式显示屏的剖面结构示意图。
图2为本发明第二实施例中反射式显示屏的剖面结构示意图。
图3为本发明第三实施例中反射式显示屏的剖面结构示意图。
图4为本发明第四实施例中反射式显示屏的剖面结构示意图。
图5为本发明第五实施例中反射式显示屏的剖面结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
【第一实施例】
如图1所示，本发明第一实施例提供的反射式显示屏，包括第一基板11、与第一基板11相对设置的第二基板12、以及设置在第一基板11与第二基板12之间的第一胆甾相液晶层13，第一胆甾相液晶层13包括反射蓝色光的第一胆甾相液晶131；反射式显示屏还包括设置在第二基板12上的第三基板21、与第三基板21相对设置的第四基板22、以及设置在第三基板21和第四基板22之间的第二胆甾相液晶层23。即从下至上依次为第一基板11、第一胆甾相液晶层13、第二基板12、第三基板21、第二胆甾相液晶层23和第四基板22。
反射式显示屏设有多个像素区域，多个像素区域包括多个出射红色光的第一像素区域1a和多个出射绿色光的第二像素区域1b。第二胆甾相液晶层23包括反射红色光的第二胆甾相液晶231和反射绿色光的第三胆甾相液晶232，第二胆甾相液晶231对应位于各个第一像素区域1a内，第三胆甾相液晶232对应位于各个第二像素区域1b内。
具体地，胆甾相液晶具有平面态织构(planar texture，称为p态)和焦锥态织构(focal conic texture称为fc态)两种稳定态。当对胆甾相液晶施加不同电场时，胆甾相液晶可在焦锥态织构和平面态织构间相互切换。当胆甾相液晶呈焦锥态织构时，光线可以穿透，当胆甾相液晶呈平面态织构时，会反射特定波长的光线。
胆甾相液晶的选择性反射光的波长与胆甾相液晶的螺距有关，通过改变胆甾相液晶的螺距，可以实现对胆甾相液晶的反射光波长的调控。例如通过在胆甾相液晶中加入手性剂，并通过调整手性剂的浓度，可调配出反射蓝色光(光波长为435纳米～450纳米)的第一胆甾相液晶131、反射红色光(光波长为622纳米～760纳米)的第二胆甾相液晶231和反射绿色光(光波长为492纳米～577纳米)的第三胆甾相液晶232。其中，手性剂的作用是使胆甾相液晶进行旋转，以使胆甾相液晶实现按一定的方向扭曲，不同手性方向的手性剂可以使胆甾相液晶按照不同的方向扭曲，具体地，可以使胆甾相液晶左旋或者右旋，从而形成具有预设螺距的螺旋结构，用于反射特定波长范围的光。在一具体例子中，第一胆甾相液晶131的反射光波长可以为448纳米，第二胆甾相液晶231的反射光波长可以为630纳米，第三胆甾相液晶232的反射光波长可以为532纳米。
本实施例中，第二胆甾相液晶231和第三胆甾相液晶232之间通过挡墙234相互间隔。挡墙234对应设置在相邻的两个像素区域的交界位置。
进一步地，第一基板11上设有多条扫描线和多条数据线，多条扫描线与多条数据线交叉限定形成呈矩阵排布的多个控制单元。第一基板11上还设有多个第一像素电极14，多个第一像素电极14相互间隔设置，每个第一像素电极14通过一个薄膜晶体管与对应的扫描线和数据线连接。第一基板11或第二基板12上设有第一公共电极15(图中绘示在第二基板12一侧)，通过对第一像素电极14和第一公共电极施加控制电压，可控制对应该控制单元内的第一胆甾相液晶131在平面态织构和焦锥态织构间相互切换，从而使第一胆甾相液晶131反射蓝色光或将光线从第一胆甾相液晶131透射过去。
同样，第三基板21上也设有多条扫描线和多条数据线，并由多条扫描线与多条数据线交叉限定形成呈矩阵排布的上述该多个像素区域，第三基板21上还设有多个第二像素电极24，每个第二像素电极24相互间隔设置，每一第二像素电极24与每一像素区域一一对应。每个像素区域内设有一个第二像素电极24，每个第二像素电极24通过一个薄膜晶体管与对应的扫描线和数据线连接。第三基板21或第四基板22上设有第二公共电极25(图中绘示在第四基板22一侧)，通过对第二像素电极24和第二公共电极施加控制电压，可控制对应该像素区域内的第二胆甾相液晶231和第三胆甾相液晶232在平面态织构和焦锥态织构间相互切换，从而使第二胆甾相液晶231反射红色光或将光线从第二胆甾相液晶231透射过去、使第三胆甾相液晶232反射绿色光或将光线从第三胆甾相液晶232透射过去。
进一步地，该第一像素电极14与该第二像素电极24数量相同，第一像素电极14可设置在第二像素电极24的正下方或与第二像素电极24错位设置。
进一步地，第一基板11和第二基板12靠近第一胆甾相液晶层13一侧各设有一层第一配向膜16，第三基板21和第四基板22靠近第二胆甾相液晶层23一侧各设有一层第二配向膜26。
本实施例中，将反射蓝色光的第一胆甾相液晶131独立设置在第一基板11和第二基板12之间，将反射红色光的第二胆甾相液晶231和反射绿色光的第三胆甾相液晶232设置在第三基板21和第四基板22之间并与第一胆甾相液晶131重叠设置，每个显示像素包括一个红色子像素、一个绿色子像素和两个蓝色子像素，当自然光(图中空心箭头所示)入射至反射式显示屏时，一部分光线经第二胆甾相液晶231和第三胆甾相液晶232反射显示所需的红光和绿光，没有被反射的光线继续入射至第一胆甾相液晶131，经第一胆甾相液晶131反射出所需的蓝色光。
本实施例的反射式显示屏利用外界环境光来显示影像，因此反射式显示屏无需设置背光源，降低了显示屏的整体厚度，且结构简单。另外本实施例是双层液晶盒架构，使得显示屏整体较薄，制程简单，制作成本较低。
另外，在彩色显示中，通常由红(R)、绿(G)、蓝(B)三个子像素组成一个像素。本实施例的反射式显示屏由于每个显示像素新增一蓝色子像素，且红(R)和绿(G)、蓝(B)分上下两个液晶盒组成，可以通过分别调整第一胆甾相液晶层13或第二胆甾相液晶层23来实现调整双层液晶盒结构的彩色显示效果，相较现有技术提升了显示效果，且减少调整难度，方便操作。
【第二实施例】
如图2所示，本实施例的反射式显示屏与第一实施例的不同点在于：多个像素区域还包括多个出射蓝色光的第三像素区域1c，第二胆甾相液晶层23还包括透明层233，透明层233对应位于各个第三像素区域1c内。
本实施例的反射式显示屏的其它结构可参上述第一实施例，在此不再赘述。
本实施例的反射式显示屏每个显示像素包括一个红色子像素、一个绿色子像素和三个蓝色子像素，当自然光(图中空心箭头所示)入射至反射式显示屏时，一部分光线经第二胆甾相液晶231和第三胆甾相液晶232反射显示所需的红光和绿光，没有被反射的光线继续入射至第一胆甾相液晶131，经第一胆甾相液晶131反射出所需的蓝色光，每个显示像素内配置三个蓝色子像素，进一步提高了显示效果。
【第三实施例】
如图3所示，本发明第三实施例提供的反射式显示屏包括第一基板31、与第一基板31相对设置的第二基板32、以及设置在第一基板31与第二基板32之间的胆甾相液晶层33，胆甾相液晶层33包括反射蓝色光的胆甾相液晶331。
反射式显示屏设有多个像素区域，多个像素区域包括多个出射红色光的第一像素区域1a、多个出射绿色光的第二像素区域1b和多个出射蓝色光的第三像素区域1c，第二基板32靠近胆甾相液晶层33一侧设有光致发光层34，光致发光层34包括第一量子点层341、第二量子点层342和第一透明层343，第一量子点层341对应位于各个第一像素区域1a内，第二量子点层342对应位于各个第二像素区域1b内，第一透明层343对应位于各个第三像素区域1c内。
具体地，量子点(Quantum Dot，QD)是纳米尺寸的半导体粒子，当蓝色光照射到这些纳米颗粒时会被二次激发光谱颜色。QD粒子的大小决定了蓝色光照射到这些纳米颗粒时被二次激发的光谱颜色，例如，尺寸在3纳米左右的QD粒子会产生绿色光，而7纳米左右的QD粒子则发出红色光。
其中，第一量子点层341内设有产生红色光的量子点，第二量子点层342内设有产生绿色光的量子点，当胆甾相液晶层33反射的蓝光照射至第一量子点层341和第二量子点层342时，第一量子点层341出射红色光，第二量子点层342出射绿色光。
进一步地，第一基板31上设有多条扫描线和多条数据线，多条扫描线与多条数据线交叉限定形成呈矩阵排布的该多个像素区域。第一基板31上还设有多个像素电极35，每个像素电极35相互间隔设置，每一像素电极35与每一像素区域一一对应，每个像素电极35通过一个薄膜晶体管与对应的扫描线和数据线连接。第一基板31或第二基板32上设有公共电极36(图中绘示在第二基板32一侧)，通过对像素电极35和公共电极36施加控制电压，可控制对应该像素区域内的胆甾相液晶331在平面态织构和焦锥态织构间相互切换，从而使胆甾相液晶331反射蓝色光或将光线从胆甾相液晶331透射过去。
本实施例中，胆甾相液晶331的螺距由设置在第一基板31或第二基板32上的凸起结构定义。
具体地，像素电极35上设有第一凸起结构351，公共电极36设置在第二基板32上，公共电极36上设有多个第二凸起结构361，每一第二凸起结构361与每一第一凸起结构351一一对应。
进一步地，第一凸起结构351的表面设有反射层352。反射层352可增加反射光的反射效率。
进一步地，第二基板32远离胆甾相液晶层33一侧设有偏光片37，偏光片37为四分之一波片。
进一步地，第一基板31靠近胆甾相液晶层33一侧设有光吸收层38。
进一步地，第一基板31和第二基板32靠近胆甾相液晶层33一侧各设有一层配向膜41。
本实施例的反射式显示屏利用外界环境光来显示影像，因此反射式显示屏无需设置背光源，且只需单层液晶盒，进一步降低了显示屏的整体厚度，且结构简单。另外本实施例胆甾相液晶层33无需通过手性剂来调整螺距，胆甾相液晶层33无需添加手性剂，进一步简化了制程，降低了制作成本。
【第四实施例】
本实施例的反射式显示屏与第三实施例的不同点在于：第二基板32与光致发光层34之间设有黑矩阵39和彩色膜层40，彩色膜层40通过黑矩阵39间隔开，彩色膜层40包括红色色阻层41、绿色色阻层42和第二透明层43，红色色阻层41对应位于各个第一像素区域1a，绿色色阻层42对应位于各个第二像素区域1b，第二透明层43对应位于各个第三像素区域1c。第二透明层43可以为镂空结构或由透明材料形成。
本实施例的反射式显示屏通过设置彩色膜层40，胆甾相液晶层33只需反射少量蓝色光即可激发第一量子点层341和第二量子点层342内的QD粒子。本实施例的反射式显示屏的其它结构可参上述第三实施例，在此不再赘述。
【第五实施例】
本实施例的反射式显示屏与第三实施例的不同点在于：未设置光吸收层38，反射层352整面设置在像素电极35上。本实施例的反射式显示屏的其它结构可参上述第三实施例，在此不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种反射式显示屏，其特征在于，包括第一基板(11)、与该第一基板(11)相对设置的第二基板(12)、以及设置在该第一基板(11)与该第二基板(12)之间的第一胆甾相液晶层(13)，该第一胆甾相液晶层(13)包括反射蓝色光的第一胆甾相液晶(131)；该反射式显示屏还包括设置在该第二基板(12)上的第三基板(21)、与该第三基板(21)相对设置的第四基板(22)、以及设置在该第三基板(21)和该第四基板(22)之间的第二胆甾相液晶层(23)；该反射式显示屏设有多个像素区域，该多个像素区域包括多个出射红色光的第一像素区域(1a)和多个出射绿色光的第二像素区域(1b)，该第二胆甾相液晶层(23)包括反射红色光的第二胆甾相液晶(231)、反射绿色光的第三胆甾相液晶(232)，该第二胆甾相液晶(231)对应位于各个该第一像素区域(1a)内，该第三胆甾相液晶(232)对应位于各个该第二像素区域(1b)内。
2.根据权利要求1所述的反射式显示屏，其特征在于，该第一基板(11)上设有多个第一像素电极(14)，每个该第一像素电极(14)相互间隔设置；该第三基板(21)上设有多个第二像素电极(24)，每个该第二像素电极(24)相互间隔设置，每一该第二像素电极(24)与每一该像素区域一一对应；该第一像素电极(14)与该第二像素电极(24)数量相同。
3.根据权利要求2所述的反射式显示屏，其特征在于，该多个像素区域还包括多个出射蓝色光的第三像素区域(1c)，该第二胆甾相液晶层(23)还包括透明层(233)，该透明层(233)对应位于各个该第三像素区域(1c)内。
4.一种反射式显示屏，其特征在于，包括第一基板(31)、与该第一基板(31)相对设置的第二基板(32)、以及设置在该第一基板(31)与该第二基板(32)之间的胆甾相液晶层(33)，该胆甾相液晶层(33)用于反射蓝色光；该反射式显示屏设有多个像素区域，该多个像素区域包括多个出射红色光的第一像素区域(1a)、多个出射绿色光的第二像素区域(1b)和多个出射蓝色光的第三像素区域(1c)，该第二基板(32)靠近该胆甾相液晶层(33)一侧设有光致发光层(34)，该光致发光层(34)包括第一量子点层(341)、第二量子点层(342)和第一透明层(343)，该第一量子点层(341)对应位于各个第一像素区域(1a)内，该第二量子点层(342)对应位于各个第二像素区域(1b)内，该第一透明层(343)对应位于各个第三像素区域(1c)内，该第一量子点层(341)内设有产生红色光的量子点，该第二量子点层(342)内设有产生绿色光的量子点。
5.根据权利要求4所述的反射式显示屏，其特征在于，该第一基板(31)上设有多个像素电极(35)，每个该像素电极(35)相互间隔设置，每一该像素电极(35)与每一该像素区域一一对应。
6.根据权利要求5所述的反射式显示屏，其特征在于，该像素电极(35)上设有第一凸起结构(351)，该第二基板(32)上设有公共电极(36)，该公共电极(36)上设有多个第二凸起结构(361)，每一该第二凸起结构(361)与每一该第一凸起结构(351)一一对应。
7.根据权利要求6所述的反射式显示屏，其特征在于，该第一凸起结构(351)的表面设有反射层(352)或者该反射层(352)整面设置在该像素电极(35)上。
8.根据权利要求4所述的反射式显示屏，其特征在于，该第二基板(32)远离该胆甾相液晶层(33)一侧设有偏光片(37)，该偏光片(37)为四分之一波片。
9.根据权利要求4所述的反射式显示屏，其特征在于，该第一基板(31)靠近该胆甾相液晶层(33)一侧设有光吸收层(38)。
10.根据权利要求4所述的反射式显示屏，其特征在于，该第二基板(32)与该光致发光层(34)之间设有黑矩阵(39)和彩色膜层(40)，该彩色膜层(40)通过该黑矩阵(39)间隔开，该彩色膜层(40)包括红色色阻层(41)、绿色色阻层(42)和第二透明层(43)，该红色色阻层(41)对应位于各个第一像素区域(1a)，该绿色色阻层(42)对应位于各个第二像素区域(1b)，该第二透明层(43)对应位于各个第三像素区域(1c)。
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