CN102253527A - 半穿透半反射透明显示器的显示面板及其子像素结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了半穿透半反射透明显示器的子像素结构，包括相对设置的第一基板和第二基板，将所述第一基板和第二基板的对应区域分别划分为反射区和穿透区；第一基板包括第一玻璃，所述第一玻璃位于反射区的部分在相对第二基板的一侧上设有反射层，在该反射层上设有子像素电极；所述第二基板包括偏光板，在该偏光板相对第一基板的一侧上设有四分之一波片，在该四分之一波片上设有第二玻璃，在该第二玻璃位于反射区的部分上设有ITO层。本发明还公开了包括该子像素结构的显示面板。本发明面板显示区具有透明化特性，且在设有背光源的情况下，还可用于暗室环境下。

Description

半穿透半反射透明显示器的显示面板及其子像素结构

技术领域

本发明涉及一种显示装置，特别涉及一种半穿透半反射透明显示器的显示面板及其子像素结构。

背景技术

液晶显示器属于非自发光的显示器，需要一个外加光源提供液晶面板足够的亮度，一般使用的液晶显示器产品如笔记本电脑或桌面计算机用的屏幕即属于穿透式LCD。穿透式LCD需要依靠背光模块作为光源，电力大部分由背光装置消耗。不过由于可携式产品如手机、PDA、数字相机等对于省电要求较严格，因此采用背光源的穿透式LCD较不适合用于可携式产品，另外可携式产品需要时常在户外使用，当户外阳光太大时穿透式LCD则会显得黯淡、明暗对比度低。

反射式LCD是以穿透式LCD为基础，在液晶面板的下层玻璃上镀一层反射板，经过适当的光学机构设计，将液晶面板前的光源经由全反射的机制，均匀反射到面板四周，藉由外界光源来达到发光的目的，以达到省电效果。反射式LCD的优点，除了在户外环境光很强时仍然有很好的显示质量，与非常低的耗电之外，也具有轻薄的特性。不过，反射式技术LCD的缺点，则是在室内或是户外环境较暗时亮度较低，并且反射式LCD所使用反射板，在设计上也具相当的难度。

半穿透半反射技术LCD，由于同时具有穿透式与反射式的特性，当室外环境光较强烈时，则不点亮背光源，使得外界环境光穿透面板反射发光，此时则与反射式LCD一样，对于电力节省有相当帮助。当在室内或是外在环境光较弱时，则点亮背光源，利用背光源的光线来达到发光的目的，避免亮度与对比不佳的情形。如图8所示，液晶显示面板的子像素分为左侧的反射区和右侧的穿透区，子像素结构包括相对设置的第一基板1和第二基板2，其中第一基板1包括第一偏光板61，该第一偏光板61面向第二基板2的一侧上依次设有第一1/4波片71、第一玻璃3和子像素电极5，该第一玻璃3位于反射区的部分上依次设有反射层4和子像素电极5，偏光板61的外侧还设有背光源11，第二基板包括第二玻璃8，该第二玻璃8面向第一基板1的一侧上设有ITO层9，第二玻璃8的外侧依次设有第二1/4波片70和第二偏光板60。多个子像素结构和配置于第一基板1与第二基板2之间的液晶层10构成显示面板。为实现彩色显示，第二玻璃8和ITO层9之间还设有彩色滤光片(图8未示出)。目前半穿透半反射技术LCD由于穿透区第一基板设有偏光板、1/4波片、子像素电极，第二基板设有ITO层，导致面板不具有透明化特性；而且如在亮室环境下使用，背光源尽管可以不点亮，但也增加了成本。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种面板透明化的半穿透半反射透明显示器的显示面板及其子像素结构。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的第一种技术方案为一种半穿透半反射透明显示器的子像素结构，包括相对设置的第一基板和第二基板，将所述第一基板和第二基板的对应区域分别划分为反射区和穿透区；第一基板包括第一玻璃，所述第一玻璃位于反射区的部分在相对第二基板的一侧上设有反射层，在该反射层上设有子像素电极；所述第二基板包括偏光板，在该偏光板相对第一基板的一侧上设有四分之一波片(QWP)，在该四分之一波片上设有第二玻璃，在该第二玻璃位于反射区的部分上设有铟锡氧化物(ITO)层。一般使用的反射层材料有Al、Ag及其合金等，其中Al因在可见光波长范围内有较均匀的反射率(趋于白光)，并有成本低的优点，因此最常被用做反射层之材料，但其光利用率不高，就算以多层膜技术补强也很难达到90％以上。而Ag合金则具有高反射率(＞90％)的特点，但成本较高。

为了实现彩色影像显示，所述第二玻璃上位于反射区的部分与所述铟锡氧化物层之间还可设有彩色滤光片，且穿透区内设计无彩色滤光片，以增加彩色显示器的透明程度。

为使得面板更加透明化，所述穿透区的面积可大于反射区。

由于光线实际经过反射区与穿透区的路径不同，获得的位相差值也相应不同，因此所述穿透区内第一基板和第二基板的距离可以是反射区内该距离的2倍，以平衡两区域的位相差值，获得均衡的光学效果。

本发明采用的第二种技术方案为一种半穿透半反射透明显示器的显示面板，包括多个如第一种技术方案所述的子像素结构和配置于所述第一基板与第二基板之间的液晶层。

为加强暗室下的光源，使面板能更清楚地显示内容，同时加强暗室下的透明度，所述第一玻璃背离第二基板的一侧上可设有背光源。该背光源可为LED或CCFL等。

本发明采用的第三种技术方案为一种半穿透半反射透明显示器的显示面板，包括多个第一种子像素结构和多个第二种子像素结构，其中第一子像素结构包括相对设置的第一基板和第二基板，将所述第一基板和第二基板的对应区域分别划分为反射区和穿透区；第一基板包括第一玻璃，所述第一玻璃位于反射区的部分在相对第二基板的一侧上设有反射层，在该反射层上设有子像素电极；所述第二基板包括偏光板，在该偏光板相对第一基板的一侧上设有四分之一波片，在该四分之一波片上设有第二玻璃，在该第二玻璃上设有彩色滤光片，在该彩色滤光片上设有铟锡氧化物层；第二种子像素结构与第一种子像素结构的区别在于，在第二玻璃上没有彩色滤光片，铟锡氧化物层直接设在所述第二玻璃上；第一种子像素结构的数量不超过第二种子像素结构的数量；还包括配置于所述第一基板与第二基板之间的液晶层。

为加强暗室下的光源，使面板能更清楚地显示内容，同时加强暗室下的透明度，所述第一玻璃背离第二基板的一侧上可设有背光源。该背光源可为LED或CCFL等。

本发明采用的第四种技术方案为一种半穿透半反射透明显示器的显示面板，包括多个第三种子像素结构和多个第四种子像素结构，其中第三种子像素结构包括相对设置的第一基板和第二基板，将所述第一基板和第二基板的对应区域分别划分为反射区和穿透区；第一基板包括第一玻璃，所述第一玻璃位于反射区的部分在相对第二基板的一侧上设有反射层，在该反射层上设有子像素电极；所述第二基板包括偏光板，在该偏光板相对第一基板的一侧上设有四分之一波片，在该四分之一波片上设有第二玻璃，该第二玻璃位于反射区的部分上设有彩色滤光片，该彩色滤光片上设有铟锡氧化物层；第四种子像素结构与第三种子像素结构的区别在于，在第二玻璃上没有彩色滤光片，所述铟锡氧化物层直接设在所述第二玻璃位于反射区的部分上；还包括配置于所述第一基板与第二基板之间的液晶层。

为加强暗室下的光源，使面板能更清楚地显示内容，同时加强暗室下的透明度，所述第一玻璃背离第二基板的一侧上可设有背光源。该背光源可为LED或CCFL等。

有益效果：由于半穿透半反射面板本身即具有穿透式特性，为了要达到显示内容时，面板本身还能够有透明化特征，实施例将第一基板中的偏光板结构、四分之一波片、背光源、位于穿透区的ITO层移除，将第二基板位于穿透区的像素电极移除，让面板显示区在亮室环境下藉由反射区的反射原理来显示实际内容，而穿透区则会将面板后方景象穿透面板到人眼，达到透明化特性；如果考虑到暗室环境下仍需要操作，可以将背光源放置在第一玻璃背离第二基板的一侧上，借着背光源所发射的光线让穿透区显示的内容呈现出来，并加强暗室下透明度。

附图说明

图1为实施例1-A的子像素结构剖面图；

图2为实施例1-B的子像素结构剖面图；

图3为实施例2-A的子像素结构剖面图；

图4为实施例2-B的子像素结构剖面图；

图5为实施例3-A的第一种子像素结构剖面图；

图6为实施例3-A的第二种子像素结构剖面图；

图7为实施例4-A的第四种子像素结构剖面图；

图8为现有技术的子像素结构剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1-A：

如图1所示，本实施例子像素结构包括相对设置的第一基板1和第二基板2，两个基板的左侧区域为子像素的反射区，右侧区域为子像素的穿透区，第一基板1包括第一玻璃3、设于第一玻璃3反射区上的反射层4和设于反射层4上的子像素电极5，第二基板2包括依次设置的偏光板6、四分之一波片7、第二玻璃8和设于第二玻璃8反射区上的ITO层9，不设彩色滤光片；多个子像素结构和配置于第一基板1与第二基板2之间的液晶层10构成显示面板。和现有技术相比，第一基板无背光源、偏光片和四分之一波片，且第二玻璃在穿透区的部分上不设像素电极，第一玻璃在穿透区的部分上不设ITO层。第一基板与第二基板之间的距离称为液晶盒厚，则本实施例子像素穿透区的液晶盒厚是反射区液晶盒厚的2倍。在不设彩色滤光片的情况下，只能显示黑白灰阶影像，可以应用在一般电子书，广告招牌，大众运输工具，百货公司橱柜使用，制作上比较简单且低成本考虑。反射区呈现黑白灰阶影像，穿透区无法呈现影像而变成透明感，且由于穿透区少了一层偏光板+QWP也少了ITO层和子像素电极，所以更能够提高穿透率。因为反射区的显示方式是靠外来入射光打到偏光板+QWP，通过液晶层的穿透与反射层的反射改变偏振状态，然后再由偏光板+QWP来进行偏振光筛选，所以从头到尾，反射区的显示只需要靠设在第二基板中的偏光板+QWP就可以达到了，不需要在第一基板中设有偏光板+QWP。穿透区的部分就是因为没有第二基板中的偏光板+QWP的存在，所以外界自然光(不规则偏振态)从面板后面可以直接打到液晶层，不管穿透区液晶分子如何排列，光穿过液晶层后还是不规则偏振光，永远都没办法藉由偏光板来呈现黑白显示，所以穿透区永远都是处在透明状态。因为要突显“透明化”，穿透区的开口面积比反射区要大，并使用高穿透率(偏亮度＞99.99％)偏光板，更加能够提高整个面板的光线穿透率，提高透明度。本实施例是利用外界自然光来做画面显示(反射区)和透明功能(穿透区)，适用于亮室环境下。

实施例1-B：

如图2所示，本实施例和实施例1-A的区别在于，第一玻璃3的外侧还设有LED背光源11，利用该LED背光源加强暗室下的光源，使面板能更清楚地显示内容，适用于暗室环境下。

实施例2-A：

如图3所示，本实施例和实施例1-A的区别在于，第二玻璃8位于反射区部分与ITO层9之间还设有彩色滤光片12，实现彩色影像显示，且穿透区内设计无彩色滤光片，以达到增加面板透明度的目的。

实施例2-B：

如图4所示，本实施例和实施例2-A的区别在于，第一玻璃3的外侧还设有LED背光源11，利用该LED背光源加强暗室下的光源，使面板能更清楚地显示内容，适用于暗室环境下。

实施例3-A：

本实施例中，显示面板包含两种子像素结构，其中第一种子像素结构如图5所示，其和实施例1-A中的子像素结构的区别在于，第二玻璃8上依次设有彩色滤光片12和ITO层9，第二种子像素结构如图6所示，其和第一种子像素结构的区别在于，取消了彩色滤光片9，ITO层9直接设在第二玻璃8上，第一种子像素的数目和第二种子像素相同。本实施例中，仅一半的子像素结构中设有彩色滤光片，既降低了成本，也兼顾了显示面板的透明程度。

实施例3-B：

本实施例和实施例3-A的区别在于，第一玻璃3的外侧还设有LED背光源11(未在图中示出)，利用该LED背光源加强暗室下的光源，使面板能更清楚地显示内容，适用于暗室环境下。

实施例4-A：

本实施例中，显示面板包含两种子像素结构，其中第三种子像素结构和实施例2-A中的子像素结构相同，第四种子像素结构如图7所示，其和第三种子像素结构的区别在于，在第二玻璃8上没有彩色滤光片12，ITO层9直接设在第二玻璃8位于反射区的部分上，第一种子像素的数目和第二种子像素相同。本实施例中，仅一半的子像素结构的反射区中设有彩色滤光片，降低了成本，且所有子像素结构的穿透区均无彩色滤光片，相比实施例3进一步提高了显示面板的透明程度。

实施例4-B：

本实施例和实施例4-A的区别在于，第一玻璃3的外侧还设有LED背光源11(未在图中示出)，利用该LED背光源加强暗室下的光源，使面板能更清楚地显示内容，适用于暗室环境下。

Claims (10)

1.一种半穿透半反射透明显示器的子像素结构，包括相对设置的第一基板和第二基板，将所述第一基板和第二基板的对应区域分别划分为反射区和穿透区；第一基板包括第一玻璃，所述第一玻璃位于反射区的部分在相对第二基板的一侧上设有反射层，在该反射层上设有子像素电极；所述第二基板包括偏光板，在该偏光板相对第一基板的一侧上设有四分之一波片，在该四分之一波片上设有第二玻璃，在该第二玻璃位于反射区的部分上设有铟锡氧化物层。

2.根据权利要求1所述半穿透半反射透明显示器的子像素结构，其特征在于：所述第二玻璃上位于反射区的部分与所述铟锡氧化物层之间还设有彩色滤光片。

3.根据权利要求1或2所述半穿透半反射透明显示器的子像素结构，其特征在于：所述穿透区的面积大于反射区。

4.根据权利要求1或2所述半穿透半反射透明显示器的子像素结构，其特征在于：所述穿透区内第一基板和第二基板的距离是反射区内该距离的2倍。

5.一种半穿透半反射透明显示器的显示面板，包括多个如权利要求1或2所述的子像素结构和配置于所述第一基板与第二基板之间的液晶层。

6.根据权利要求5所述半穿透半反射透明显示器的显示面板，其特征在于：所述第一玻璃背离第二基板的一侧上设有背光源。

7.一种半穿透半反射透明显示器的显示面板，包括多个第一种子像素结构和多个第二种子像素结构，其中第一子像素结构包括相对设置的第一基板和第二基板，将所述第一基板和第二基板的对应区域分别划分为反射区和穿透区；第一基板包括第一玻璃，所述第一玻璃位于反射区的部分在相对第二基板的一侧上设有反射层，在该反射层上设有子像素电极；所述第二基板包括偏光板，在该偏光板相对第一基板的一侧上设有四分之一波片，在该四分之一波片上设有第二玻璃，在该第二玻璃上设有彩色滤光片，在该彩色滤光片上设有铟锡氧化物层；第二种子像素结构与第一种子像素结构的区别在于，在第二玻璃上没有彩色滤光片，铟锡氧化物层直接设在所述第二玻璃上；第一种子像素结构的数量不超过第二种子像素结构的数量；还包括配置于所述第一基板与第二基板之间的液晶层。

8.根据权利要求7所述半穿透半反射透明显示器的显示面板，其特征在于：所述第一玻璃背离第二基板的一侧上设有背光源。

9.一种半穿透半反射透明显示器的显示面板，包括多个第三种如权利要求2所述子像素结构和多个第四种子像素结构，第四种子像素结构与第三种子像素结构的区别在于，在第二玻璃上没有彩色滤光片，所述铟锡氧化物层直接设在所述第二玻璃位于反射区的部分上；还包括配置于所述第一基板与第二基板之间的液晶层。

10.根据权利要求9所述半穿透半反射透明显示器的显示面板，其特征在于：所述第一玻璃背离第二基板的一侧上设有背光源。

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