CN210835536U - 胆固醇液晶显示屏 - Google Patents

Abstract

一种胆固醇液晶显示器，兼具广视角与高反射率的功效，包含三个依序堆叠的光反射胆固醇液晶模块。各光反射胆固醇液晶模块包括一个第一基板111与一个第二基板112、一个第一电极121与一个第二电极122、一个第一配向层与一个第二配向层、以及设置于第一配向层与第二配向层之间的一个胆固醇液晶层。第一电极121设置于第一基板111与第一配向层之间，第二电极122设置于第二基板112与第二配向层之间。各胆固醇液晶层内的胆固醇液晶分子具有一个胆固醇液晶旋转螺距，且三个胆固醇液晶层的胆固醇液晶旋转螺距互不相同。第一配向层具有第一预倾角，使胆固醇液晶分子沿水平方向配置，第二配向层具有第二预倾角，使胆固醇液晶分子沿垂直方向配置。

Description

胆固醇液晶显示屏

【技术领域】

本实用新型是有关于用于控制光的强度、颜色、相位、偏振或方向的装置，特别是指通过改变器件或装置的介质的光学性质来修改的的技术。

【背景技术】

胆固醇液晶显示器是液晶显示技术的一种，但是胆固醇液晶显示器具有双稳态特性：即加电前后液晶分子排列状态不会改变，这是与现今普遍使用的TFT液晶显示器与OLED显示器最大的差异。

胆固醇液晶的分子呈螺旋状排列，故也称螺旋状液晶材料。胆固醇液晶材料具有独特的光反射选择特性，掺入了适当添加剂的胆固醇液晶材料只能反射特定波长的色光。在外加电压的作用下，其分子的螺旋状态会发生变化，进而导致光反射率改变，且在外加电压消失后，胆固醇液晶分子仍能保持相同排列状态，不会改变。

在对液晶分子作深入分析时，科学家发现胆固醇液晶材料具有独特的光电特性，胆固醇液晶在不同的电场排列下会表现出不同的光特性。当胆固醇液晶分子呈现平面状态排列(Planar State)时拥有反射光线的能力，当胆固醇液晶分子呈现焦点圆锥状态排列(Focal Conic State)时，光线就能径直通过而被吸收层吸收，表现为此处显示黑色。因此在电子纸电子设备发展得如火如荼的今天，胆固醇液晶显示器被视为比彩色E-INK电子墨水在彩色显示上更具有优势。

彩色TFT液晶显示器的现有技术非常多，但是关于彩色的胆固醇液晶显示屏的现有技术就极少，中国专利CN200810109138.X公开一种彩色胆固醇液晶显示器装置以及其驱动方法。彩色胆固醇液晶显示器具有彩色胆固醇液晶显示面板，其具有多个像素。驱动模块，施以该彩色胆固醇液晶显示面板的部分像素一第一电压，以维持该部分像素的显示状态，以及输入装置，施以压力于该彩色胆固醇液晶显示面板上，以改变未施加该第一电压的另一部分像素的显示状态。

现有技术中，中国专利CN201110005235.6公开一种胆固醇液晶显示面板，包括一第一基板、一第二基板、一主动组件数组、一太阳能电池结构、一隔绝层、一胆固醇液晶层以及一共享电极层。第二基板与第一基板相向。主动组件数组配置于第一基板上，并位于第一基板与第二基板之间。太阳能电池结构配置于第二基板上，并位于主动组件数组与第二基板之间。隔绝层位于太阳能电池结构与主动组件数组之间。胆固醇型液晶层配置于隔绝层与主动组件数组之间。共享电极层配置于胆固醇型液晶层与隔绝层之间，且隔绝层相对的两侧分别直接接触共享电极层以及太阳能电池结构。

现有技术中，中国专利CN201220027115.6公开一种基于胆固醇液晶的立体影像装置，包含：一显示装置，包含：一第一基板；一第二基板，平行第一基板；一黑色吸收层，位于第二基板上；一胆固醇液晶层，位于黑色吸收层及第一基板间，胆固醇液晶层包含一第一左旋胆固醇液晶层及一第一右旋胆固醇液晶层，以分别显示一第一影像及一第二影像，第一左旋及第一右旋胆固醇液晶层位于同一平面；以及一观看装置，包含：一第二左旋胆固醇液晶层及一第二右旋胆固醇液晶层，允许第一影像的光线及第二影像的光线分别穿透第二左旋胆固醇液晶层及第二右旋胆固醇液晶层至一观看者的两眼，其中第一左旋胆固醇液晶层与第二左旋胆固醇液晶层为相同的一左旋胆固醇液晶材料，第一右旋胆固醇液晶层与第二右旋胆固醇液晶层为相同的一右旋胆固醇液晶材料。

现有技术中，中国专CN201420187573.5公开一种彩色的胆固醇液晶显示屏，其针对已知彩色的胆固醇液晶显示屏的注入口设在同一侧影响彩色的胆固醇液晶显示屏的制作效率而进行，CN201420187573.5的彩色的胆固醇液晶显示屏为二层堆叠结构的液晶显示器，且各层堆叠结构的各注入口都在不同侧边，使得施行液晶灌注作业时彼此不会相互干扰，单次即可完成液晶灌注作业，借以缩短液晶注入时间，提升彩色的胆固醇液晶显示屏的制作效率。

上述现有技术虽各有特色，然而仍尚未满足消费市场的需求。

【实用新型内容】

本实用新型的主要目的，在于提供一种新型的胆固醇液晶显示屏，能呈现全彩，兼具广视角与高反射率的功效，且具有模块化的结构，易于制造。

本实用新型提出的胆固醇液晶显示屏，主要由三个光反射胆固醇液晶模块100、200、300堆叠而成，各光反射胆固醇液晶模块包括一个第一基板111与一个第二基板112、一个第一电极121与一个第二电极122、一个第一配向层131与一个第二配向层132、以及设置于第一配向层131与第二配向层132之间的一个胆固醇液晶层140。第一电极121设置于第一基板111与第一配向层131之间，第二电极122设置于第二基板112与第二配向层132之间。各胆固醇液晶层140、240、340内的胆固醇液晶分子具有一个胆固醇液晶旋转螺距，且三个胆固醇液晶层140、240、340的胆固醇液晶旋转螺距互不相同。第一配向层131具有第一预倾角131A，使胆固醇液晶分子沿水平方向配置，第二配向层132具有第二预倾角132A，使胆固醇液晶分子沿垂直方向配置。

本实用新型提出的新型结构，具有下列特点：

第一，三个光反射胆固醇液晶模块除了胆固醇液晶旋转螺距不同以外，其他的基本结构相同，制造简易。

第二，三个光反射胆固醇液晶模块的胆固醇液晶旋转螺距不相同，用以反射出不同颜色的光，再通过后续的混光控制就能形成全彩的胆固醇液晶显示屏。

第三，传统的胆固醇液晶模块的反射率与广视角不可兼得，但本实用新型的各个光反射胆固醇液晶模块中，通过第一配向层的第一预倾角与第二配向层的第二配向层的相对配置，能够使胆固醇液晶显示屏同时兼具反射率与广视角，视觉效果更佳。

基于相同的创新构思，本实用新型进一步提出一种胆固醇液晶显示屏，主要由二个光反射胆固醇液晶模块100、500堆叠而成。各光反射胆固醇液晶模块100、500包括一个第一基板111与一个第二基板112、一个第一电极121与一个第二电极122、一个第一配向层131与一个第二配向层132、以及设置于第一配向层131与第二配向层132之间的一个胆固醇液晶层140、540。第一电极121设置于第一基板111与第一配向层131之间，第二电极122设置于第二基板112与第二配向层132之间。第一配向层131具有第一预倾角131A，使胆固醇液晶分子沿水平方向配置，第二配向层132具有第二预倾角132A，使胆固醇液晶分子沿垂直方向配置。

其中一种较佳的实施例中，各胆固醇液晶层140、540内的胆固醇液晶分子具有一个胆固醇液晶旋转螺距，且二个胆固醇液晶层140、540的胆固醇液晶旋转螺距互不相同。借此可以提供双色的高广视角、高反射率的胆固醇液晶显示屏。

另一种较佳的实施例中，二个胆固醇液晶层140、540的胆固醇液晶旋转螺距的螺距相同、但旋向互不相同。借此可以提供单色的高广视角、且反射率更高的胆固醇液晶显示屏。

基于相同的创新构思，本实用新型提出另一种胆固醇液晶显示屏，主要提供各种色彩的单色显示，包含一个光反射胆固醇液晶模块100，各光反射胆固醇液晶模块包括一个第一基板111与一个第二基板112、一个第一电极121与一个第二电极122、一个第一配向层131与一个第二配向层132、以及设置于第一配向层131与第二配向层132之间的一个胆固醇液晶层140。第一电极121设置于第一基板111与第一配向层131之间，第二电极122设置于第二基板112与第二配向层132之间。第一配向层131具有第一预倾角131A，使胆固醇液晶分子沿水平方向配置，第二配向层132具有第二预倾角132A，使胆固醇液晶分子沿垂直水平方向配置。借此可以提供单色的高广视角、高反射率的胆固醇液晶显示屏。

【附图说明】

图1是本实用新型第一较佳实施例的整体示意图。

图2与图3是本实用新型提出的光反射胆固醇液晶模块的示意图。

图4是本实用新型另一种较佳实施例的整体示意图。

附图中的符号说明如下

光反射胆固醇液晶模块100、200、300、500

第一基板111

第二基板112

第一电极121

第二电极122

第一配向层131

第一预倾角131A

第二配向层132

第二预倾角132A

胆固醇液晶层140、240、340、540

光吸收层400

【具体实施方式】

本实用新型主要披露一种胆固醇液晶显示屏，其中所使用的液晶基本原理已为相关技术领域的技术人员所熟知，故以下文中的说明，不作完整描述。同时，以下文中所对照的附图，主要表达与本实用新型特征有关的结构示意，并未亦不需要依据实际尺寸完整绘制，在先说明。

请参阅图1，本实用新型提出的第一较佳实施例，是一种胆固醇液晶显示屏，用以提供全彩显示，由三个光反射胆固醇液晶模块100、200、300堆叠而成。胆固醇液晶显示屏是使用外部光源，外部光源的位置靠近光反射胆固醇液晶模块100的上表面。因此外部光的光线依序射入光反射胆固醇液晶模块100、200、300，最后从光反射胆固醇液晶模块100的上表面射出而进入用户的眼睛中。

各个光反射胆固醇液晶模块100、200、300的基本结构相同，以光反射胆固醇液晶模块100为例说明，请见图2。光反射胆固醇液晶模块100包括：一个第一基板111与一个第二基板112、一个第一电极121与一个第二电极122、一个第一配向层131与一个第二配向层132、以及设置于第一配向层131与第二配向层132之间的一个胆固醇液晶层140。光反射胆固醇液晶模块100是以胆固醇液晶层140为中心而形成的上下对称结构，第一电极121设置于第一基板111与第一配向层131之间，第二电极122设置于第二基板112与第二配向层132之间。通过驱动第一电极121与第二电极122对胆固醇液晶层140施以适当电压，就能够使胆固醇液晶层140内的胆固醇液晶的分子排列发生旋转而将射入胆固醇液晶层140的入射光反射而出。

前面说到，各个光反射胆固醇液晶模块100、200、300的基本结构相同，而重点差异则在于：各个光反射胆固醇液晶模块100、200、300中的胆固醇液晶层140、240、340内的胆固醇液晶分子具有一个胆固醇液晶旋转螺距，且三个胆固醇液晶层140、240、340的胆固醇液晶旋转螺距互不相同。胆固醇液晶旋转螺距与反射光的波长有密切关系，实质上，如果胆固醇液晶旋转螺距相同于某个颜色光的波长，当这个胆固醇液晶通电旋转后就能反射出该颜色的光。也就是说，本实用新型的各个光反射胆固醇液晶模块100、200、300能够反射出不同颜色的光；较佳的，分别能反射出红光(R)、绿光(G)、蓝光(B)等三种颜色的光。红光(R)、绿光(G)与蓝光(B)是光的三原色，借此通过后续的混光控制，就能提供呈现全彩的胆固醇液晶显示屏。

较佳的，本实用新型中，最上层的光反射胆固醇液晶模块100的胆固醇液晶旋转螺距最小，用以反射出波长最小的光；最下层的光反射胆固醇液晶模块300的胆固醇液晶旋转螺距最大，用以反射出波长最长的光。

更具体的，最下层的光反射胆固醇液晶模块300的胆固醇液晶旋转螺距介于290～580纳米，用于反射出红色波段附近的光。最上层的光反射胆固醇液晶模块100的胆固醇液晶旋转螺距介于190～430纳米，用于反射出蓝色波段附近的光。介于中间的光反射胆固醇液晶模块200的胆固醇液晶旋转螺距介于230～490纳米，比最上层长，但比最下层短，用于反射出绿色波段附近的光。

更进一步的，本实用新型提出的光反射胆固醇液晶模块100、200、300具有特殊的结构配置，以下以光反射胆固醇液晶模块100为例说明，请见图2。胆固醇液晶层140的上下两侧分别是第一配向层131与第二配向层132。第一配向层131具有第一预倾角131A，使胆固醇液晶分子沿水平方向配置，第二配向层132具有第二预倾角132A，使胆固醇液晶分子沿垂直水平方向配置。

配向层对于胆固醇液晶相比对于其他的TFT液晶更为重要。由于胆固醇液晶分子排列的旋转螺距是光反射的关键要素，配向层用于锚定胆固醇液晶分子的排列及螺距，使其断电时仍能维持稳定的排列，亦即形成“稳态”。借此就能维持稳定的色光输出。对胆固醇液晶施以适当的垂直配向，能够提供广视角的效果，但反射率降低；对胆固醇液晶施以适当的水平配向，能够提高光反射率。本实用新型因此在胆固醇液晶层140的上下两侧分别设置第一配向层131对胆固醇液晶施以水平配向、以及第二配向层132胆固醇液晶施以垂直配向。借此，能够在提高反射率与广视角达到一个均衡的效果。必须注意的是，本实用新型中，第一配向层131以及第二配向层132相对于胆固醇液晶层140的上下位置是可以互换的，如图3所示。也就是说，施以水平配向的第一配向层131可以设置在胆固醇液晶层140的上方，也可以设置在胆固醇液晶层140的下方，都能够达到兼顾高反射率与广视角的效果。

更具体的，本实用新型更包含一个光吸收层400，请见图1，设置于三个光反射胆固醇液晶模块100、200、300的最底部，将没有被胆固醇液晶反射出的光吸收，借此能提高屏幕显示的对比度。

本实用新型更进一步提出第二较佳实施例，一种全彩显示的胆固醇液晶显示屏，包含六个光反射胆固醇液晶模块，分成两组堆叠而成。各组包含如前所述的三个光反射胆固醇液晶模块100、200、300，但这两组的光反射胆固醇液晶模块的胆固醇液晶旋转螺距的旋向互不相同。亦即，其中一组胆固醇液晶旋转螺距的旋向为左旋，另一组胆固醇液晶旋转螺距的旋向为右旋。由于左旋的胆固醇液晶分子只能反射出左旋偏振光，右旋偏振光会穿透而出；右旋的胆固醇液晶分子只能反射出右旋偏振光，左旋偏振光会穿透而出。传统的胆固醇液晶显示屏即使反射率再高，但由于旋向的限制，还是有一半以上的光是无法反射的。本实施例的胆固醇液晶显示屏因为包含多个光反射胆固醇液晶模块，其中有一半是左旋的，另一半是右旋的，因此可以将更多入射光反射而出。

本实用新型进一步提出第三较佳实施例，一种胆固醇液晶显示屏，由两个光反射胆固醇液晶模块100、500堆叠而成，请参阅图4，外部光源的位置靠近光反射胆固醇液晶模块100的上表面。因此外部光的光线依序射入光反射胆固醇液晶模块100、500，最后从光反射胆固醇液晶模块100的上表面射出而进入用户的眼睛中。

各个光反射胆固醇液晶模块100、500的结构与特征如第一较佳实施例所述，于此不再多做重复说明。第二较佳实施例的胆固醇液晶显示屏并非用于显示全彩，第一个用途主要用于提供双色的彩色显示，此时各个光反射胆固醇液晶模块100、500的胆固醇液晶层140、540的胆固醇液晶旋转螺距互不相同。第二个用途主要用于提供单色的高反射显示，此时各个光反射胆固醇液晶模块100、500的胆固醇液晶层140、540的胆固醇液晶旋转螺距相同，但是旋向互不相同，其中一个为左旋，另一个为右旋，借此左旋偏射光与右旋偏振光都能被反射而出。

本实用新型进一步提出第四较佳实施例，一种胆固醇液晶显示屏，包含一个光反射胆固醇液晶模块100，请参阅图2。胆固醇液晶显示屏是使用外部光源，外部光源的位置靠近光反射胆固醇液晶模块100的上表面。因此外部光的光线射入光反射胆固醇液晶模块100，通过胆固醇液晶的反射，最后从光反射胆固醇液晶模块100的上表面射出而进入用户的眼睛中。光反射胆固醇液晶模块100的结构与特征如第一较佳实施例所述，于此不再多做重复说明。第三较佳实施例的彩色的胆固醇液晶显示屏，主要用于提供各种颜色的单色显示，同时兼具广视角与高反射率的特点。

较佳的，本实用新型中，各光反射胆固醇液晶模块100、200、300的厚度介于50～250微米，视实际应用场景而定。如果是应用在可携式电子纸方面，以轻薄、可携为重点，厚度较薄。但如果是使用在广告看板、电子白板等非可携的场景，较厚的厚度可以制作出更大的面积。因此，彩色的胆固醇液晶显示屏的整体厚度视应用场景的不同介于100～1700微米。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施方式，并非用以限定本实用新型的权利范围；同时以上的描述，对于相关技术领域人士应可理解及实施，因此其他未脱离本实用新型所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在权利要求中。

Claims (9)

1.一种胆固醇液晶显示屏，包含三个光反射胆固醇液晶模块(100、200、300)，其特征在于：

所述三个光反射胆固醇液晶模块(100、200、300)依序堆叠，所述各光反射胆固醇液晶模块包括一个第一基板(111)与一个第二基板(112)、一个第一电极(121)与一个第二电极(122)、一个第一配向层(131)与一个第二配向层(132)、以及设置于所述第一配向层(131)与所述第二配向层(132)之间的一个胆固醇液晶层(140)；

所述第一电极(121)设置于所述第一基板(111)与所述第一配向层(131)之间，所述第二电极(122)设置于所述第二基板(112)与所述第二配向层(132)之间；

各所述胆固醇液晶层(140、240、340)内的胆固醇液晶分子具有一个胆固醇液晶旋转螺距，且所述三个胆固醇液晶层(140、240、340)的胆固醇液晶旋转螺距互不相同；

所述第一配向层(131)具有第一预倾角(131A)，使所述胆固醇液晶分子沿水平方向配置，所述第二配向层(132)具有第二预倾角(132A)，使所述胆固醇液晶分子沿垂直方向配置。

2.根据权利要求1所述的胆固醇液晶显示屏，其特征在于：

更包含一个光吸收层(400)，设置于所述三个光反射胆固醇液晶模块(100、200、300)的最底部。

3.根据权利要求2所述的胆固醇液晶显示屏，其特征在于：

最上层的所述光反射胆固醇液晶模块(100、200、300)的所述胆固醇液晶旋转螺距最小，最下层的所述光反射胆固醇液晶模块(300)的所述胆固醇液晶旋转螺距最大。

4.根据权利要求1所述的胆固醇液晶显示屏，其特征在于：

所述光反射胆固醇液晶模块(100、200、300)的所述胆固醇液晶旋转螺距最大值介于290～580纳米，所述光反射胆固醇液晶模块(100、200、300)的所述胆固醇液晶旋转螺距最小值介于190～430纳米。

5.根据权利要求4所述的胆固醇液晶显示屏，其特征在于：

所述光反射胆固醇液晶模块(100、200、300)的所述胆固醇液晶旋转螺距的中间值介于230～490纳米。

6.根据权利要求1～5其中任一项所述的胆固醇液晶显示屏，其特征在于：各所述光反射胆固醇液晶模块的厚度介于50～250微米，所述胆固醇液晶显示屏的厚度介于100～1700微米。

7.一种胆固醇液晶显示屏，包含至少两个光反射胆固醇液晶模块(100、500)，其特征在于：所述两个光反射胆固醇液晶模块(100、500)互相堆叠，所述各光反射胆固醇液晶模块包括一个第一基板(111)与一个第二基板(112)、一个第一电极(121)与一个第二电极(122)、一个第一配向层(131)与一个第二配向层(132)、以及设置于所述第一配向层(131)与所述第二配向层(132)之间的一个胆固醇液晶层(140、540)；

所述第一电极(121)设置于所述第一基板(111)与所述第一配向层(131)之间，所述第二电极(122)设置于所述第二基板(112)与所述第二配向层(132)之间；

所述第一配向层(131)具有第一预倾角(131A)，使所述胆固醇液晶分子沿水平方向配置，所述第二配向层(132)具有第二预倾角(132A)，使所述胆固醇液晶分子沿垂直方向配置。

8.根据权利要求7所述的胆固醇液晶显示屏，其特征在于：

各所述胆固醇液晶层(140、540)内的胆固醇液晶分子具有一个胆固醇液晶旋转螺距，且所述两个胆固醇液晶层(140、540)的胆固醇液晶旋转螺距互不相同。

9.一种胆固醇液晶显示屏，包含一个光反射胆固醇液晶模块(100)，其特征在于：

所述光反射胆固醇液晶模块包括一个第一基板(111)与一个第二基板(112)、一个第一电极(121)与一个第二电极(122)、一个第一配向层(131)与一个第二配向层(132)、以及设置于所述第一配向层(131)与所述第二配向层(132)之间的一个胆固醇液晶层(140)；

所述第一电极(121)设置于所述第一基板(111)与所述第一配向层(131)之间，所述第二电极(122)设置于所述第二基板(112)与所述第二配向层(132)之间；

所述第一配向层(131)具有第一预倾角(131A)，使所述胆固醇液晶分子沿水平方向配置，所述第二配向层(132)具有第二预倾角(132A)，使所述胆固醇液晶分子沿垂直方向配置。

Images