專利名稱：彩色液晶顯示器件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液晶顯示器件，具體地說，涉及一種彩色液 晶顯示器件。
背景技術：
傳統(tǒng)的彩色液晶顯示器件的基本結(jié)構(gòu)包括上透明基板、彩色濾色 片、下透明基板和背光板，上透明基板和下透明基板之間設有液晶， 上透明基板、下透明基板上設有對應的電極。電極控制液晶的旋轉(zhuǎn)角 度，以改變液晶的透光率；背光板發(fā)出的白光透過液晶后，經(jīng)由彩色 濾色片后從上透明基板射出，實現(xiàn)彩色顯示。由于彩色液晶顯示器件 中設有彩色濾色片，彩色濾色片會濾去一些光，只允許約三分之一的 光通過，大大降低了光(即背光板發(fā)出的白光)的利用率，彩色液晶 顯示器件的亮度因此大受影響。另外，傳統(tǒng)的彩色液晶顯示器件不能 有效利用環(huán)境光，而且環(huán)境光是對傳統(tǒng)的彩色液晶顯示器件不利的因 素，在較強的環(huán)境光影響下，彩色液晶顯示器件的對比度下降，顯示 性能欠佳。發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種彩色液晶顯示器件， 這種彩色液晶顯示器件具有較高的光源利用率，并且能夠有效利用環(huán) 境光，在強光下仍有良好的顯示性能。采用的技術方案如下一種彩色液晶顯示器件，包括背光系統(tǒng)、第一偏振片、第一基板、 液晶層、第二基板和第二偏振片，其中液晶層設于第一基板與第二基 板之間，第一基板內(nèi)側(cè)和第二基板內(nèi)側(cè)設有對應的電極，第一偏振片 設于第一基板的外側(cè)，第二偏振片設于第二基板的外側(cè)，背光系統(tǒng)設 于第一偏振片的外側(cè)，其特征是所述背光系統(tǒng)與第一偏振片之間設 有色轉(zhuǎn)換層。3本實用新型中內(nèi)側(cè)是指第一基板、第二基板等靠近液晶層的一側(cè)， 外側(cè)是指第一基板、第二基板、第一偏振片等遠離液晶層的一側(cè)。上述背光系統(tǒng)通常由光源、導光板和反射片組成。光源應當能夠 發(fā)射某種特定光，以激發(fā)色轉(zhuǎn)換層，產(chǎn)生R (紅)G (綠)B (藍)三 基色光，因此應根據(jù)色轉(zhuǎn)換材料的特性選擇光源。目前所用的色轉(zhuǎn)換 材料大多是用短波長光(如紫外光、紫光或者藍光)激發(fā)的色轉(zhuǎn)換材 料，以產(chǎn)生所需要的長波長光，因此光源可相應地選擇紫外光、紫光'或者藍光光源，如紫外光、紫光或者藍光發(fā)光二極管(LED)。隨著色 轉(zhuǎn)換技術的發(fā)展，用長波長光激發(fā)色轉(zhuǎn)換材料產(chǎn)生短波長光也將成為 可能，如果其轉(zhuǎn)換效率達到要求，光源也可選擇相應的長波長光光源。 由于色轉(zhuǎn)換層本身具有勻光的作用，因此背光系統(tǒng)不再需要勻光用的擴散片，導光板的出光面也不再需要霧化處理，而且背光系統(tǒng)可以進一步簡化，省去導光板，而將光源(即發(fā)光二極管)排成比較均勻的陣列置于色轉(zhuǎn)換層的外側(cè)。光源發(fā)出的激發(fā)光射到色轉(zhuǎn)換層上，激發(fā)色轉(zhuǎn)換層，再由色轉(zhuǎn)換層發(fā)出均勻的RGB三基色光，色轉(zhuǎn)換層具有較高的出光均勻度，將光源轉(zhuǎn)換成平面光源。色轉(zhuǎn)換層通常是由色轉(zhuǎn)換材料和粘結(jié)劑組成的薄層，在背光系統(tǒng) 和環(huán)境光的激發(fā)下發(fā)出RGB三基色光。選擇色轉(zhuǎn)換材料時，應選擇 具有較高的光色轉(zhuǎn)換效率和高的色純度、并且能夠耐強光照射的色轉(zhuǎn) 換材料， 一般選擇無機熒光粉。為提高熒光粉的光色轉(zhuǎn)換效率，背光系統(tǒng)發(fā)出的光的波長要與色 轉(zhuǎn)換材料最大激發(fā)波長相匹配；在戶外的情況下，環(huán)境光即為太陽光， 為有利于太陽光的利用，在可選擇的情況下，應同時考慮太陽光譜成 分，所選擇的色轉(zhuǎn)換材料的激發(fā)譜帶盡量為太陽光譜中能量較強的一 段。目前所用的色轉(zhuǎn)換材料大多是短波長光(如紫外光、紫光或者藍 光)激發(fā)的色轉(zhuǎn)換材料，下面以短波長光激發(fā)為例，具體說明色轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)。在紫光或紫外光激發(fā)的情況下，色轉(zhuǎn)換層中的RGB三色子像素 (即紅色子像素、綠色子像素和藍色子像素)均由色轉(zhuǎn)換材料和粘結(jié) 劑組成。背光系統(tǒng)產(chǎn)生紫光或紫外光，激發(fā)紅色子像素而產(chǎn)生紅光， 激發(fā)綠色子像素而產(chǎn)生綠光，激發(fā)藍色子像素而產(chǎn)生藍光；在入射到色轉(zhuǎn)換層的環(huán)境光的激發(fā)下，紅色子像素產(chǎn)生紅光，綠色子像素產(chǎn)生 綠光，藍色子像素產(chǎn)生藍光。在藍光激發(fā)的情況下，色轉(zhuǎn)換層中的紅色子像素和綠色子像素均由色轉(zhuǎn)換材料和粘結(jié)劑組成；色轉(zhuǎn)換層中的藍色子像素分成透射區(qū)和 反射區(qū)兩部分，透射區(qū)無色透明，反射區(qū)由藍色濾色材料和反射層組 成，反射層設于藍色濾色材料的外側(cè)。其中藍色濾色材料為能透過藍 色光，并能吸收其他顏色光的材料。背光系統(tǒng)產(chǎn)生藍光，激發(fā)紅色子 像素而產(chǎn)生紅光，激發(fā)綠色子像素而產(chǎn)生綠光，藍色子像素的透射區(qū) 可讓背光系統(tǒng)發(fā)出的藍光透射；入射到色轉(zhuǎn)換層的環(huán)境光激發(fā)紅色子 像素而產(chǎn)生紅光、激發(fā)綠色子像素而產(chǎn)生綠光，藍色子像素的反射區(qū) 能夠反射環(huán)境光中的藍光，而吸收環(huán)境光中其它顏色的光，從而實現(xiàn) 完備的RGB三基色體系。隨著色轉(zhuǎn)換技術的發(fā)展，用長波長光(如紅光、綠光、黃光等) 激發(fā)色轉(zhuǎn)換材料產(chǎn)生短波長光也將成為可能。在采用紅光或綠光激發(fā) 的情況下，可參照藍光激發(fā)的情況設計色轉(zhuǎn)換層；在采用其它顏色的 光(如黃光)激發(fā)的情況下，可參照紫光或紫外光激發(fā)的情況設計色 轉(zhuǎn)換層。例如，在紅光激發(fā)的情況下，色轉(zhuǎn)換層中的藍色子像素和綠色子 像素均由色轉(zhuǎn)換材料和粘結(jié)劑組成；色轉(zhuǎn)換層中的紅色子像素分成透 射區(qū)和反射區(qū)兩部分，透射區(qū)無色透明，反射區(qū)由紅色濾色材料和反射層組成，反射層設于紅色濾色材料的外側(cè)。其中紅色濾色材料為能 透過紅色光，并能吸收其他顏色光的材料。在綠光激發(fā)的情況下，色轉(zhuǎn)換層中的藍色子像素和紅色子像素均由色轉(zhuǎn)換材料和粘結(jié)劑組成；色轉(zhuǎn)換層中的綠色子像素分成透射區(qū)和 反射區(qū)兩部分，透射區(qū)無色透明，反射區(qū)由綠色濾色材料和反射層組 成，反射層設于綠色濾色材料的外側(cè)。其中綠色濾色材料為能透過綠 色光，并能吸收其他顏色光的材料。在黃光激發(fā)的情況下，色轉(zhuǎn)換層中的RGB三色子像素(即紅色 子像素、綠色子像素和藍色子像素)均由色轉(zhuǎn)換材料和粘結(jié)劑組成。為了提高顏色對比度，防止光線泄漏，并阻止色轉(zhuǎn)換材料混合， 色轉(zhuǎn)換層設有黑色介質(zhì)矩陣，黑色介質(zhì)矩陣將紅色子像素、綠色子像 素和藍色子像素分隔開。黑色介質(zhì)矩陣一般均要求低反射，反射越低， 則色彩表現(xiàn)越好。色轉(zhuǎn)換層中，RGB三色子像素(即紅色子像素、綠色子像素和藍 色子像素)按照一定的順序排布，組成像素，常用的排列方式有RGB 條狀排列、RGB矩陣排列、RGB三角形排列和正方形排列。色轉(zhuǎn)換層的每一個子像素將對應一個液晶調(diào)制單元，因此要依據(jù) 色轉(zhuǎn)換層在液晶層設計相應的液晶調(diào)制單元，而且色轉(zhuǎn)換層要與液晶 層精確的對位貼合。為了使盡可能多的環(huán)境光進入彩色液晶顯示器件，提高彩色液晶 顯示器件對環(huán)境光的利用率，并減少環(huán)境光的反射，降低環(huán)境光的產(chǎn) 生的不利影響，在第二偏振片的外側(cè)設有增透膜。增透膜能夠使更多 的環(huán)境光進入顯示裝置，屬于熒光粉寬帶激發(fā)譜帶的光可以被利用來 激發(fā)色轉(zhuǎn)換層而產(chǎn)生RGB三基色光，而其激發(fā)譜帶之外的光大部分 會被吸收，避免其產(chǎn)生不利影響。增透膜可采用抗反射膜或光控制薄膜，如多元非對稱微透鏡陣列光控制薄膜(Multi-directional Asymmetrical Microlens Array Light Control Film)、無序光柵光控制薄 膜(Random Grating Light Control Film)。本實用新型在背光系統(tǒng)與第一偏振片之間設有色轉(zhuǎn)換層，取代傳 統(tǒng)彩色液晶顯示器件中的彩色濾色片，因此背光系統(tǒng)(即光源)發(fā)出 的光能夠被充分用于彩色液晶顯示器件的顯示，具有較高的光源利用 率；本實用新型還能夠有效利用環(huán)境光激發(fā)色轉(zhuǎn)換層，將環(huán)境光用于 顯示，在強光下仍有良好的顯示性能。
圖1是本實用新型優(yōu)選實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實用新型優(yōu)選實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例1如圖1所示，這種彩色液晶顯示器件包括背光系統(tǒng)1、色轉(zhuǎn)換層2、 第一偏振片3、第一基板4、液晶層5、第二基板6和第二偏振片7， 其中液晶層5設于第一基板4與第二基板6之間，第一基板4內(nèi)側(cè)和 第二基板6內(nèi)側(cè)設有對應的電極8、 9，第一偏振片3設于第一基板4 的外側(cè)，第二偏振片7設于第二基板6的外側(cè)，背光系統(tǒng)l設于第一 偏振片3的外側(cè)，色轉(zhuǎn)換層2設于背光系統(tǒng)1與第一偏振片3之間， 第二偏振片7的外側(cè)設有增透膜10。本實施例中色轉(zhuǎn)換層2采用紫光或紫外光激發(fā)。背光系統(tǒng)1包括光源和反射片組成，光源是多個紫光或紫外光發(fā) 光二極管，這些發(fā)光二極管排成陣列置于色轉(zhuǎn)換層2的外側(cè)，形成發(fā) 光二極管陣列。光源發(fā)出的紫光或紫外光射到色轉(zhuǎn)換層2上，激發(fā)色 轉(zhuǎn)換層2，再由色轉(zhuǎn)換層2發(fā)出均勻的RGB三基色光，色轉(zhuǎn)換層2具 有較高的出光均勻度。色轉(zhuǎn)換層2中的RGB三色子像素(即紅色子像素21、綠色子像 素22和藍色子像素23)均由色轉(zhuǎn)換材料和粘結(jié)劑組成，紅色子像素21采用紅色色轉(zhuǎn)換材料，綠色子像素22采用綠色色轉(zhuǎn)換材料，藍色 子像素23采用藍色色轉(zhuǎn)換材料。色轉(zhuǎn)換材料采用無機熒光粉。色轉(zhuǎn)換層2設有黑色介質(zhì)矩陣24，黑色介質(zhì)矩陣24將紅色子像素21、綠色子像素22和藍色子像素23分隔開，以提高顏色對比度，防止光線泄漏，并阻止色轉(zhuǎn)換材料混合。色轉(zhuǎn)換層2中，RGB三色子像素(即紅色子像素21、綠色子像 素22和藍色子像素23)按照一定的順序排布，組成像素，排列方式 可采用RGB條狀排列、RGB矩陣排列或RGB三角形排列。色轉(zhuǎn)換層2的每一個子像素21、 22、 23將對應液晶層5上的一個 液晶調(diào)制單元，即色轉(zhuǎn)換層2的三色子像素(即紅色子像素21、綠色 子像素22和藍色子像素23)與液晶層5上的液晶調(diào)制單元精確對位。增透膜10采用抗反射膜或光控制薄膜，如多元非對稱微透鏡陣列 光控制薄膜(Multi-directional Asymmetrical Microlens Array Light Control Film)、無序光柵光控制薄膜(Random Grating Light Control Film)。增投膜10能夠使盡可能多的環(huán)境光進入彩色液晶顯示器件， 提高彩色液晶顯示器件對環(huán)境光的利用率，并減少環(huán)境光的反射，降 低環(huán)境光的產(chǎn)生的不利影響。下面簡述一下本彩色液晶顯示器件的工作原理背光系統(tǒng)1產(chǎn)生紫光或紫外光11，照射到色轉(zhuǎn)換層2上；色轉(zhuǎn)換層2上的紅色子像素21受激發(fā)而產(chǎn)生紅光，綠色子像素22受激發(fā)而 產(chǎn)生綠光，藍色子像素23受激發(fā)而產(chǎn)生藍光，從而將背光系統(tǒng)1發(fā)出 的紫光或紫外光ll轉(zhuǎn)換為所需的紅、綠、藍三基色光(即紅光211、 綠光221、藍光231);色轉(zhuǎn)換層2產(chǎn)生的紅、綠、藍三基色光(即紅 光211、綠光221、藍光231)通過第一偏光片3，轉(zhuǎn)換為偏振光，之 后偏振光進入液晶層5;由于色轉(zhuǎn)換層2的紅色子像素21、綠色子像 素22、藍色子像素23分別與液晶調(diào)制單元精確對位，因此偏振的紅光211、綠光221、藍光231準確的進入相應的液晶調(diào)制單元，在驅(qū)動 電壓的作用下，液晶層5分別對的紅光211、綠光221、藍光231進行 調(diào)制，經(jīng)調(diào)制后的紅、綠、藍三基色光通過第二偏振片7后，即可形 成所要顯示的圖像。環(huán)境光12經(jīng)第二偏振片7、第二基板6、液晶層5、第一基板4 和第一偏振片3后(第二偏振片7、液晶層5和第一偏振片3對環(huán)境 光進行調(diào)制，控制環(huán)境光進入量的多少)，入射到色轉(zhuǎn)換層2上，屬于 色轉(zhuǎn)換層2激發(fā)譜帶的光可以被利用來激發(fā)色轉(zhuǎn)換層而產(chǎn)生紅、綠、 藍三基色光(激發(fā)紅色子像素21產(chǎn)生紅光211，激發(fā)綠色子像素22 產(chǎn)生綠光221，激發(fā)藍色子像素23產(chǎn)生藍光231)，而其激發(fā)譜帶之外 的光大部分會被吸收，從而將環(huán)境光轉(zhuǎn)換為所需的紅、綠、藍三基色 光(即紅光211、綠光221、藍光231);色轉(zhuǎn)換層2產(chǎn)生的紅、綠、 藍三基色光通過第一偏光片3，轉(zhuǎn)換為偏振光，之后偏振光進入液晶 層5;由于色轉(zhuǎn)換層2的紅色子像素21、綠色子像素22、藍色子像素 23分別與液晶調(diào)制單元精確對位，因此偏振的紅光211、綠光221、 藍光231準確的進入相應的液晶調(diào)制單元，在驅(qū)動電壓的作用下，液 晶層5分別對紅光211、綠光221、藍光231進行調(diào)制，經(jīng)調(diào)制后的三 基色光通過第二偏振片7后，即可成為顯示圖像的光線。實施例2如圖2所示，這種彩色液晶顯示器件的總體結(jié)構(gòu)與實施例1相同。 所不同的是，本實施例中色轉(zhuǎn)換層2采用藍光激發(fā)；背光系統(tǒng)l的光 源是多個藍光發(fā)光二極管。色轉(zhuǎn)換層2中的紅色子像素21和綠色子像素22均由色轉(zhuǎn)換材料和粘結(jié)劑組成，與實施例1相同；色轉(zhuǎn)換層2中的藍色子像素23分成 透射區(qū)25和反射區(qū)兩部分，透射區(qū)25無色透明，反射區(qū)由藍色濾色 材料26和反射層27組成，反射層27設于藍色濾色材料26的外側(cè)。其中藍色濾色材料26為能透過藍色光，并能吸收其他顏色光的材料。本彩色液晶顯示器件中，色轉(zhuǎn)換層2上紅色子像素21、綠色子像 素22對應的部分工作原理與實施例相同，在此不作重復描述。下面簡 述一下本彩色液晶顯示器件中藍色子像素23對應的部分的工作原理:背光系統(tǒng)1產(chǎn)生藍光，藍色子像素23的透射區(qū)25可讓背光系統(tǒng) 1發(fā)出的藍光2311透射;藍光2311通過第一偏光片3，轉(zhuǎn)換為偏振光， 之后偏振光進入液晶層5相應的液晶調(diào)制單元，在驅(qū)動電壓的作用下， 液晶調(diào)制單元對藍光進行調(diào)制，與經(jīng)過調(diào)制的紅光211、綠光221 — 起通過第二偏振片7后，即可形成所要顯示的圖像。環(huán)境光12經(jīng)第二偏振片7、第二基板6、液晶層5、第一基板4 和第一偏振片3后(第二偏振片7、液晶層5和第一偏振片3對環(huán)境 光進行調(diào)制，控制環(huán)境光進入量的多少)，入射到色轉(zhuǎn)換層2上，藍色 子像素23的反射區(qū)能夠反射環(huán)境光中的藍光2312，而吸收環(huán)境光中 其它顏色的光；被反射的藍光2312通過第一偏光片3，轉(zhuǎn)換為偏振光， 之后偏振光進入液晶層5相應的液晶調(diào)制單元，在驅(qū)動電壓的作用下， 液晶調(diào)制單元對藍光2312進行調(diào)制，即可成為顯示圖像的光線。除了上述兩實施例外，隨著色轉(zhuǎn)換技術的發(fā)展，用長波長光(如 紅光、綠光、黃光等)激發(fā)色轉(zhuǎn)換材料產(chǎn)生短波長光也將成為可能。 在采用紅光或綠光激發(fā)的情況下，可參照藍光激發(fā)的情況設計色轉(zhuǎn)換 層；在采用其它顏色的光(如黃光)激發(fā)的情況下，可參照紫光或紫 外光激發(fā)的情況設計色轉(zhuǎn)換層。例如，在紅光激發(fā)的情況下，色轉(zhuǎn)換層中的藍色子像素和綠色子 像素均由色轉(zhuǎn)換材料和粘結(jié)劑組成；色轉(zhuǎn)換層中的紅色子像素分成透 射區(qū)和反射區(qū)兩部分，透射區(qū)無色透明，反射區(qū)由紅色濾色材料和反 射層組成，反射層設于紅色濾色材料的外側(cè)。其中紅色濾色材料為能透過紅色光，并能吸收其他顏色光的材料。在綠光激發(fā)的情況下，色轉(zhuǎn)換層中的藍色子像素和紅色子像素均 由色轉(zhuǎn)換材料和粘結(jié)劑組成；色轉(zhuǎn)換層中的綠色子像素分成透射區(qū)和反射區(qū)兩部分，透射區(qū)無色透明，反射區(qū)由綠色濾色材料和反射層組 成，反射層設于綠色濾色材料的外側(cè)。其中綠色濾色材料為能透過綠 色光，并能吸收其他顏色光的材料。在黃光激發(fā)的情況下，色轉(zhuǎn)換層中的RGB三色子像素(即紅色 子像素、綠色子像素和藍色子像素)均由色轉(zhuǎn)換材料和粘結(jié)劑組成。
權(quán)利要求1、一種彩色液晶顯示器件，包括背光系統(tǒng)、第一偏振片、第一基板、液晶層、第二基板和第二偏振片，其中液晶層設于第一基板與第二基板之間，第一基板內(nèi)側(cè)和第二基板內(nèi)側(cè)設有對應的電極，第一偏振片設于第一基板的外側(cè)，第二偏振片設于第二基板的外側(cè)，背光系統(tǒng)設于第一偏振片的外側(cè)，其特征是所述背光系統(tǒng)與第一偏振片之間設有色轉(zhuǎn)換層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色液晶顯示器件，其特征是所述背 光系統(tǒng)采用紫光或紫外光光源，色轉(zhuǎn)換層中的紅色子像素、綠色子像 素和藍色子像素均由色轉(zhuǎn)換材料和粘結(jié)劑組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色液晶顯示器件，其特征是所述背 光系統(tǒng)采用藍光光源，色轉(zhuǎn)換層中的紅色子像素和綠色子像素均由色 轉(zhuǎn)換材料和粘結(jié)劑組成；色轉(zhuǎn)換層中的藍色子像素分成透射區(qū)和反射 區(qū)兩部分，透射區(qū)無色透明，反射區(qū)由藍色濾色材料和反射層組成， 反射層設于藍色濾色材料的外側(cè)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的彩色液晶顯示器件，其特征是所 述色轉(zhuǎn)換層設有黑色介質(zhì)矩陣，黑色介質(zhì)矩陣將紅色子像素、綠色子 像素和藍色子像素分隔開。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項所述的彩色液晶顯示器件，其特征 是所述第二偏振片的外側(cè)設有增透膜。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的彩色液晶顯示器件，其特征是所述第 二偏振片的外側(cè)設有增透膜。專利摘要一種彩色液晶顯示器件，包括背光系統(tǒng)、第一偏振片、第一基板、液晶層、第二基板和第二偏振片，其中液晶層設于第一基板與第二基板之間，第一基板內(nèi)側(cè)和第二基板內(nèi)側(cè)設有對應的電極，第一偏振片設于第一基板的外側(cè)，第二偏振片設于第二基板的外側(cè)，背光系統(tǒng)設于第一偏振片的外側(cè)，其特征是所述背光系統(tǒng)與第一偏振片之間設有色轉(zhuǎn)換層。本實用新型在背光系統(tǒng)與第一偏振片之間設有色轉(zhuǎn)換層，背光系統(tǒng)發(fā)出的光能夠被充分用于彩色液晶顯示器件的顯示，具有較高的光源利用率；本實用新型還能夠有效利用環(huán)境光激發(fā)色轉(zhuǎn)換層，將環(huán)境光用于顯示，在強光下仍有良好的顯示性能。
文檔編號G02F1/13GK201107513SQ20072006014
公開日2008年8月27日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者驥 劉, 吳利剛, 吳永俊, 姜言森, 奕 沈, 馬浩杰, 翀 黃 申請人:汕頭超聲顯示器(二廠)有限公司