(57)【要約】  本発明は液晶表示装置について開示する。該液晶表示装置は、バックライト光源、第一回転方向コレステリック液晶フィルム層、アレイ基板、カラーフィルター基板、及び、第二回転方向コレステリック液晶フィルム層を含み、前記第一回転方向コレステリック液晶フィルム層は、前記バックライト光源の光出射面側の上側に位置し、前記アレイ基板は、前記第一回転方向コレステリック液晶フィルム層の上側に位置し、前記カラーフィルター基板は、前記アレイ基板の上側に位置し、前記第二回転方向コレステリック液晶フィルム層は、前記アレイ基板とカラーフィルター基板の間に位置し、前記第一回転方向と前記第二回転方向とは相反する。該液晶表示装置は光効率を向上し、表示装置の透過率を大いに向上し、工程ステップ及び生産コストを低減する。
2015522185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライト光源、第一回転方向コレステリック液晶フィルム層、アレイ基板、カラーフィルター基板、及び、第二回転方向コレステリック液晶フィルム層を含み、
前記第一回転方向コレステリック液晶フィルム層は、前記バックライト光源の光出射面側の上側に位置し、
前記アレイ基板は、前記第一回転方向コレステリック液晶フィルム層の上側に位置し、
前記カラーフィルター基板は、前記アレイ基板の上側に位置し、
前記第二回転方向コレステリック液晶フィルム層は、前記アレイ基板とカラーフィルター基板の間に位置し、前記第一回転方向と前記第二回転方向とは相反することを特徴とする、液晶表示装置。
【請求項２】
前記バックライト光源の下側には、さらに反射シートが設けられ、
前記反射シートの反射面は、前記第一回転方向コレステリック液晶フィルム層に向いていることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第一回転方向コレステリック液晶フィルム層は、左巻きコレステリック液晶フィルム層であり、前記第二回転方向コレステリック液晶フィルム層は、右巻きコレステリック液晶フィルム層であることを特徴とする、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第一回転方向コレステリック液晶フィルム層は、右巻きコレステリック液晶フィルム層であり、前記第二回転方向コレステリック液晶フィルム層は、左巻きコレステリック液晶フィルム層であることを特徴とする、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記アレイ基板は、前記第一回転方向コレステリック液晶フィルム層に接近するように設けられている下基板、及び前記下基板の上表面に位置する画素電極層を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記カラーフィルター基板は、上基板、及び前記上基板の下表面に順次作製されるカラーフィルター層及び共通電極層を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施例は一種の液晶表示装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
コレステリック液晶は複数の層を含み、それぞれの層内の分子の配列方向は同じであるが、隣接する二つの層内の分子の配列方向は少しねじれ、角度は約１５°であり、層が逐次に積層することにより螺旋構造を得る。上の層の分子の配列が、下の層に対して３６０°回転した場合、該上の層と該下の層の間の距離は一つのピッチｐである。螺旋の方向により、コレステリック液晶は左巻きコレステリック液晶及び右巻きコレステリック液晶に分けられ、それぞれ左円偏光及び右円偏光を反射することができる。コレステリック液晶の反射は、ブラッグの法則に従う。λ＝ｎ×ｐ（ｎはコレステリック液晶の平均屈折率であり、ｐはコレステリック液晶のピッチである）。コレステリック液晶が、異なるピッチを有する幾つかの液晶の混合物である場合、可視光全体の波長ブロックを反射できる可能性がある。さらに、コレステリック液晶は双安定性の性能を有し、即ち、電圧を印加しない場合は平面配向（高い電圧を印加した後）またはフォーカルコニック配向（ｆｏｃａｌ  ｃｏｎｉｃ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ，低い電圧を印加した場合）となり、電圧を印加した場合は垂直の配列を呈し、一般的なＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ垂直配向）モードの液晶に相当する。コレステリック液晶の反射特性を利用して、反射型偏光板を作製することができ、その双安定性を用いることで、反射式液晶表示及び透明表示を実現することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の実施例は、コレステリック液晶を用いた液晶表示装置の提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は一つの局面において、液晶表示装置を提供する。該液晶表示装置は、バックライト光源、第一回転方向コレステリック液晶フィルム層、アレイ基板、カラーフィルター基板、及び、第二回転方向コレステリック液晶フィルム層を含み、前記第一回転方向コレステリック液晶フィルム層は、前記バックライト光源の光出射面側の上側に位置し、前記アレイ基板は、前記第一回転方向コレステリック液晶フィルム層の上側に位置し、前記カラーフィルター基板は、前記アレイ基板の上側に位置し、前記第二回転方向コレステリック液晶フィルム層は、前記アレイ基板とカラーフィルター基板の間に位置し、前記第一回転方向と前記第二回転方向とは相反する。
【０００５】
該液晶表示装置において、例えば、前記バックライト光源の下側には、さらに反射シートが設けられ、前記反射シートの反射面は、前記第一回転方向コレステリック液晶フィルム層に向いている。
【０００６】
該液晶表示装置において、例えば、前記第一回転方向コレステリック液晶フィルム層は、左巻きコレステリック液晶フィルム層であり、前記第二回転方向コレステリック液晶フィルム層は、右巻きコレステリック液晶フィルム層である。
【０００７】
また、該液晶表示装置において、前記第一回転方向コレステリック液晶フィルム層は、右巻きコレステリック液晶フィルム層であり、前記第二回転方向コレステリック液晶フィルム層は、左巻きコレステリック液晶フィルム層である。
【０００８】
該液晶表示装置中において、例えば、前記アレイ基板は、前記第一回転方向コレステリック液晶フィルム層が設けられている下基板、及び、前記下基板の上向きの表面に位置する画素電極層を含む。
【０００９】
該液晶表示装置中において、例えば、前記カラーフィルター基板は、上基板、及び前記上基板の下表面に順次制作されるカラーフィルター層及び共通電極層を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施例において、コレステリック液晶の反射性、及び双安定性を用いて構成される液晶表示装置は、以下のメリットを有する。表示装置の透過率は大いに向上され、反射シートを設ける状況において、光源効率を大いに向上し、パネルの明るさは増し、エネルギーの節約につながり、工程ステップ及び生産コストを低減できる。
【００１１】
本発明の実施例の技術案をさらに明確に説明するために、以下に実施例の図面について簡単に紹介する。明らかなように、下記に記載の図面は本発明の一部の実施例に係るものに過ぎず、本発明を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明実施例の液晶表示装置の暗状態における模式図である。
【図２】図２は本発明実施例の液晶表示装置の明状態における模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施例の目的、技術的構成及びメリットをさらに明確にするため、以下に本発明実施例の図面を組み合わせて、本発明実施例の技術的構成についてさらに明確に、完全に記載する。明らかなように、記載される実施例は本発明の一部の実施例であり、全ての実施例ではない。記載される本発明の実施例に基づいて、当業者が進歩性を有する作業を必要としない前提において得られる他の実施例も、本発明が保護を求める範囲に属する。
【００１４】
別途定義する場合を除き、ここで使用する技術用語または科学技術用語は、本発明が属する分野における一般的な技能を有する者が理解する通常の意味である。本発明の特許出願明細書及び請求の範囲において使用される「第一」、「第二」及び類似の用語は、いかなる順序、数量または重要性も示さず、異なる構成部材を区分するためのみに使われる。同じように、「一つ」または「一」などの類似用語は数量の制限を示していなく、少なくとも一つ存在するという意味である。「Ａは、Ｂを含む」または「Ａは、Ｂを備える」などの類似の表現は、Ａという素子または部材が、Ｂとして列挙された素子または部材、及びその均等物を含むことを意味し、その他の素子または部材を排除するわけではない。「接続」または「連結」などの類似の用語は、物理的または機械的な接続に限られず、電気的な接続を含み、直接でも間接でも構わない。「上」、「下」、「左」、「右」などは相対的な位置関係の表示のみに用いるものであり、記載される対象の絶対的位置が変わった場合、その相対的な位置関係も相応に変化する可能性がある。
【００１５】
本発明実施例のアレイ基板は、複数のゲートライン及び複数のデータラインを含み、これらのゲートライン及びデータラインは互いに交差し、これによりマトリックス状の配列である複数の画素ユニットを定義する。それぞれの画素ユニットは例えば、スイッチ素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、及び液晶の配列を制御するための画素電極を含む。例えば、それぞれの画素の薄膜トランジスタのゲート電極と対応するゲートラインは電気接続または一体形成され、ゲート電極と対応するデータラインは電気接続しまたは一体形成され、ドレイン電極と対応する画素電極は電気接続または一体形成される。
【００１６】
カラーフィルター基板は、ブラックマトリックス及び、ブラックマトリックスに限定された複数の画素ユニット中の複数のカラーフィルターを含む。これらの画素ユニットのフィルターは例えば、赤、緑、青色（ＲＧＢ）フィルターを含み、これらの赤、緑、青色画素ユニットは一定の方式で配列され、アレイ基板上の画素ユニットに対応する。白色は、これらのカラーのフィルターを透過して、対応する色の光に変換され、カラー表示に用いられる。カラーフィルター基板はさらに共通電極を含み、アレイ基板上の画素ユニット中の画素電極と組み合わせて、液晶に電界を印加する。
【００１７】
以下の記載は主に、一つの画素ユニットに対して行うものであるが、その他の画素ユニットも同じように稼動する。
【００１８】
図１及び図２に示すとおり、本実施例は液晶表示装置について記載し、該液晶表示装置は以下を含む。バックライト光源１、上記バックライト光源１の光出射面側に位置する第一回転方向コレステリック液晶フィルム層２、上記第一回転方向コレステリック液晶フィルム層２の上側に位置する、ＴＦＴ基板３、上記ＴＦＴ基板３の上側に位置する、カラーフィルター基板５、及び、上記ＴＦＴ基板３及びカラーフィルター基板５の間に位置する、第二回転方向コレステリック液晶フィルム層４。ＴＦＴ基板３はアレイ基板の一つの例である。
【００１９】
本実施例中の「上側」は、いずれも液晶表示装置の表示面に向く側であり、「下側」は、いずれも液晶表示装置の表示面に背く側であり、図１または図２に示すとおりである。
【００２０】
本実施例中において、上記バックライト光源１の下側には、反射面が上記第一回転方向コレステリック液晶フィルム層２に向けられている反射シート６が設置され、即ち第一回転方向コレステリック液晶フィルム層２と反射シート６は、バックライト光源１を挟んで互いに向かいあっている。本発明の他の実施例において、バックライト光源１の下側において、反射シートを設けないこともできる。しかし反射シートを設置しない実施例の光源の利用率は低下する。反射シート６は、金属シート、または例えば表面に金属反射層がめっきされているプラスチックシートなどである。
【００２１】
本実施例中において、上記第一回転方向コレステリック液晶フィルム層２は、左巻きコレステリック液晶フィルム層であり、上記第二回転方向コレステリック液晶フィルム層４は、右巻きコレステリック液晶フィルム層である。本発明の他の実施例中において、上記第一回転方向コレステリック液晶フィルム層２が、右巻きコレステリック液晶フィルム層であり、上記第二回転方向コレステリック液晶フィルム層４は、左巻きコレステリック液晶フィルム層とすることもできる。例えば、これらの左巻きコレステリック液晶及び右巻きコレステリック液晶は、本分野で知られている液晶材料を用いることができるが、ここでは再度説明しない。
【００２２】
バックライト光源１は直下式またはサイドライト式バックライト光源であり、例えば冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として用いる。
【００２３】
動作時において、バックライト光源１から出る光は、左偏光と右偏光を含む。コレステリック液晶の反射特性により、左巻きコレステリック液晶フィルムは左偏光を反射し、右偏光を透過させる。右巻きコレステリック液晶フィルムは右偏光を反射し、左偏光を透過させる。よって、図１に示す実施例において、バックライト光源１から出る光は、左巻きコレステリック液晶フィルム層２を通過した後には、右偏光だけが透過し、左偏光は反射され、即ち半分のみが透過し、後の半分は左巻きコレステリック液晶フィルム層２に反射される。反射される左偏光は、反射シート６において反射されてから、上記左巻きコレステリック液晶フィルム層２に戻り、左巻き偏光は反射後において右偏光となり、これにより左巻きコレステリック液晶フィルム層２を透過できる。よって、反射シート６を設置している状況において、バックライト光源１から出る光は、右偏光の形で、左巻きコレステリック液晶フィルム層２から全部透過してしまう。
【００２４】
本実施例の液晶表示装置の、暗状態における模式図は図１に示すとおりである。
【００２５】
暗状態において、一つの画素ユニットに対応する右巻きコレステリック液晶フィルム層４は、双安定状態の一つの平面配向を取り、右偏光を反射する。以前に記載したように、バックライト光源１から出る光は、左巻きコレステリック液晶フィルム層２を経てから全部右偏光となり、よってこの際すべての光（右偏光）は右巻きのコレステリック液晶フィルム層に反射されて透過できず、液晶表示装置は暗状態となる。
【００２６】
本実施例の液晶表示装置の明状態における模式図は図２に示すとおりである。
【００２７】
明状態において、例えば画素電極と共通電極とは、一つの画素ユニットに対応するコレステリック液晶フィルム層４に電圧を印加し、該右巻きコレステリック液晶は垂直方向に変わり、ＶＡモードの配列に相当する。以前に記載したように、バックライト光源１から出る光は、左巻きコレステリック液晶フィルム層２を透過してから、全部右偏光となり、該右偏光はこの場合、全部右巻きコレステリック液晶フィルム層４を透過でき、これにより明状態での表示を実現する。
【００２８】
本実施例において、図１及び図２に示すように、上記ＴＦＴ基板３は、上記第一回転方向コレステリック液晶フィルム層２を設置した下基板３１、及び上記下基板３１の上表面に位置する画素電極層３２を含むことができる。
【００２９】
上記カラーフィルター基板５は、上基板５３、及び上記上基板５３の下表面において順次作製されるカラーフィルター層５２、及び共通電極層５１を含むことができる。
【００３０】
本実施例中において「上表面」は液晶表示装置の表示面に向く側の表面であり、「下表面」はいずれも液晶表示装置の表示面に背く側の表面であり、図１または２に示すとおりである。
【００３１】
本発明の他の実施例において、必要に基づいて液晶表示装置中にその他の機能を有するフィルム層または構造、例えば増透膜などを追加できる。
【００３２】
本発明の上記実施例の液晶表示装置は、偏光板を用いて表示を行うことが必要はなく、表示装置の透過率を大いに向上させる。同時に、反射シートを設けている状況において、バックライト１から出る光は、反射されてから再度利用することができ、これにより光源効率は大いに向上し、パネルの明るさは強くなり、エネルギーを節約できる。本発明の実施例の液晶表示装置の作製プロセスにおいて、配向膜及び配向工程は必要なく、これにより工程プロセス及び製造コストを低減させる。
【００３３】
以上は本発明の例示的な実施形態に過ぎず、本発明の保護範囲を制限するものではなく、本発明の保護範囲は添付の特許請求の範囲によって決まる。
【符号の説明】
【００３４】
１  バックライト光源
２  左巻きコレステリック液晶フィルム層、第一回転方向コレステリック液晶フィルム層
３  アレイ基板、ＴＦＴ基板
４  右巻きコレステリック液晶フィルム層、第二回転方向コレステリック液晶フィルム層
５  カラーフィルター基板
６  反射シート
３１  下基板
３２  画素電極層
５１  共通電極層
５２  カラーフィルター層
５３  上基板
【図１】
2015522185.tif 000003
【図２】
2015522185.tif 000004
【国際調査報告】
2015522185.tif 000005
2015522185.tif 000006
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2015522185.tif 000008
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