CN102629048A - 液晶显示面板及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例公开了一种液晶显示面板及其驱动方法，涉及液晶显示技术领域，用以消除设计半透半反式液晶显示面板过程中出现的光程差问题。在阵列基板上形成有多条栅线、多条数据线和多个像素单元，所述像素单元包括至少三个子像素单元；所述子像素单元包括一透射亚像素单元和一反射亚像素单元，所述透射亚像素单元包括有透射薄膜晶体管及与所述透射薄膜晶体管的漏极连接的透射像素电极，所述反射像素单元包括反射层、反射薄膜晶体管及与所述反射薄膜晶体管的漏极连接的反射像素电极，所述透射薄膜晶体管的栅极和所述反射薄膜晶体管的栅极均与所述栅线连接，所述透射薄膜晶体管的源极和所述反射薄膜晶体管的源极与不同数据线连接；所述彩膜基板包括有多个彩膜单元，所述彩膜单元包括有不同颜色的至少三个彩色子单元；每一彩色子单元与所述阵列基板上的一子像素单元对应。

Description

液晶显示面板及其驱动方法
技术领域
本发明涉及液晶显示技术，尤其涉及一种液晶显示面板及其驱动方法。
背景技术
目前，在液晶显示领域TFT-LCD(Thin Film Transistor-LiquidCrystal Display，薄膜晶体管液晶显示器)由于体积小、功耗小等特点得到比较广泛的应用。常用的TFT-LCD中设有背光源，光线透过阵列基板上的透明像素电极进入液晶层，经过液晶层的旋光作用后，从形成有彩膜的彩膜基板射出形成影像；由于进入液晶层的光是背光源的光线经过透明像素电极透射出去的，故也将这种TFT-LCD称为透射式TFT-LCD。
但是，若是在强光例如阳光底下使用透射式TFT-LCD，若阳光照射在屏幕上的光强大于从屏幕透射出的光强，使得用户难以看清屏幕上所显示的内容。为解决这一问题，就出现了半透半反式TFT-LCD，如图1所示，半透半反式TFT-LCD的液晶显示面板包括：阵列基板11及彩膜基板12，且在两基板之间形成有液晶层13；另外，阵列基板上的每个子像素单元包括：反射区域111以及透射区域112。其中，背光源的光线经过透射区域112进入液晶层；另外，外界光源(例如：自然光等)的光线透过彩膜基板进入液晶层13，照射在阵列基板11的反射区域111，经过反射区域111中反射物质(例如：金属等)对光的反射作用，再次经过液晶层13并从彩膜基板12射出。由于半透半反式TFT-LCD不只是利用了来自背光源的光，还可以将其所处环境的光(外界光源)经过反射作用射出屏幕，这就增大了从屏幕射出的光强，从而使得用户容易看清屏幕上显示的内容。
在实现本发明的过程中，发明人发现，虽然半透半反式TFT-LCD有其优越性，但在其设计的过程中遇到了如下问题：
如图1所示，半透半反式TFT-LCD的透射光线只经过一次液晶层13就射出，行进距离为L，而外界光源经过反射区域111的反射光线需要经过两次液晶层13，行进距离为2L(反射层厚度与液晶层厚度相比甚小，所以此处忽略反射层厚度)，由于光程被定义为光线在介质中行进的距离D与该种介质的折射率n的乘积，即光程＝D*n，又由于现有技术中在同一个子像素单元的反射区域和透射区域上方液晶层的折射率一致，透射光线与反射光线因为行进距离不同而产生了n*L(n*L＝n*2L-n*L)的光程差，该光程差的存在会导致两种光线产生干涉现象，从而导致显示效果不良。
发明内容
本发明的实施例提供一种液晶显示面板及其驱动方法，用以实现消除透射区域和反射区域上方液晶层中的光程差，从而增强显示效果的目的。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种液晶显示面板，包括：
在阵列基板上形成有多条栅线、多条数据线和多个像素单元，所述像素单元包括至少三个子像素单元；
所述子像素单元包括一透射亚像素单元和一反射亚像素单元，所述透射亚像素单元包括有透射薄膜晶体管及与所述透射薄膜晶体管的漏极连接的透射像素电极，所述反射像素单元包括反射层、反射薄膜晶体管及与所述反射薄膜晶体管的漏极连接的反射像素电极，所述透射薄膜晶体管的栅极和所述反射薄膜晶体管的栅极均与所述栅线连接，所述透射薄膜晶体管的源极和所述反射薄膜晶体管的源极与不同数据线连接；
所述彩膜基板包括有多个彩膜单元，所述彩膜单元包括有不同颜色的至少三个彩色子单元；每一彩色子单元与所述阵列基板上的一子像素单元对应。
一种液晶显示面板的驱动方法，包括：
在同一时刻内，对同一子像素单元中的透射亚像素单元的透射像素电极和反射亚像素单元的反射像素电极施加不同的电压。
本发明实施例提供的液晶显示面板及其驱动方法，通过在同一子像素单元中对透射像素电极和反射像素电极分别施加不同的电压，消除透射光线和反射光线的光程差。由于像素电极的电压与公共电极之间产生的电场可以影响液晶层的折射率，故分别调节透射像素电极和反射像素电极的电压，可以控制透射亚像素单元和彩膜之间液晶层的折射率、反射亚像素单元和彩膜之间液晶层的折射率，以使得两单元上方液晶层的折射率与光线行进距离的乘积(即光程)一致，从而消除光程差，达到增强显示效果的目的。
附图说明
图1为现有技术中半透半反式TFT-LCD液晶显示面板的示意图；
图2为本发明实施例提供的像素单元的示意图；
图3为本发明实施例提供的一个像素单元的俯视图；
图4为本发明实施例提供的一个像素单元的主视图；
图5为本发明实施例提供的一个彩膜单元的示意图。
具体实施方式
为解决现有技术中，由于透射亚像素单元和反射亚像素单元存在光程差，使得透射光线与反射光线之间产生干涉效应而导致的显示效果不良的问题，本发明实施例提供了一种液晶显示面板，以及该液晶显示面板的驱动方法。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图2所示，本发明实施例中阵列基板上形成有多个像素单元21，每一个像素单元包括至少三个子像素单元201。
如图3所示，每一个子像素单元201又包括一透射亚像素单元31和一反射亚像素单元32。
所述透射亚像素单元31包括透射薄膜晶体管311以及与透射薄膜晶体管311的漏极相连的透射像素电极312；所述反射亚像素单元32包括反射薄膜晶体管321以及与反射薄膜晶体管321的漏极相连的反射像素电极322。
所述透射薄膜晶体管311的栅极和所述反射薄膜晶体管的栅极均与栅线33连接，所述透射薄膜晶体管的源极和所述反射薄膜晶体管的源极与不同数据线34连接。
所述数据线34用于向透射像素电极312以及反射像素电极322提供驱动电压。
其中，在反射亚像素单元32中，反射层323设置在反射像素电极322的上方或者下方，由于图3为所述像素单元21的俯视图，反射层323和反射像素电极322是可以重合的，故二者在图3的同一位置做标示；具体的，反射层323和第二像素电极322的位置关系可以参见图4所示的阵列基板上的像素单元的主视图，图4中以反射层323设置在第二像素电极322的下方为例来表示二者的位置关系，当然反射层323设置在第二像素电极322的上方也可。
所述反射层323的材料可以为反射系数大于或等于铝的金属/金属合金/金属氧化物材料，一般可以采用铝Al或银Ag制作反射层。
如图4所示，在本实施例中透射亚像素单元31中没有反射层323，背光源的光线透过阵列基板41射入液晶层42；反射亚像素单元32中设有反射层323，外界光线需要经过形成有彩膜的彩膜基板43射入液晶层42，再经过反射层323的反射从彩膜基板43射出。
优选地，所述反射层323为不平坦层。具体而言，所述反射层323横截面的形状为波浪形或三角波形或锯齿波形。由于本发明实施例中反射层323为不平坦层，这就加强了外界光线在反射层323的漫反射，从而使得射出彩膜基板43的光更加均匀，进而可以增强显示效果。
例如，图4所示液晶显示面板中反射层323横截面为波浪形，关于这种波浪形反射层的制作工艺，同传统工艺；具体地，在阵列基板41上形成栅绝缘层401之后，使用通过灰阶掩膜工艺，使得反射亚像素单元32的栅绝缘层401呈波浪形，透射亚像素单元31的栅绝缘层401仍是平坦层，之后在反射亚像素单元32波浪形的栅绝缘层401上使用溅射或热蒸发的方法沉积Al或Ag形成波浪形的反射薄膜，并图形化形成波浪形的反射层323。其他的后续工艺也同传统工艺。
由于透射亚像素单元31中的透射像素电极312和反射亚像素单元32中的反射像素电极322可以分别通过不同的数据线分别驱动，这就可以通过调节透射像素电极312和反射像素电极322上的电压调节透射亚像素单元31和彩膜之间的液晶层、和反射亚像素单元32和彩膜之间的液晶层的折射率，最终达到透射亚像素单元31和反射亚像素单元32上方液晶层的光程一致的目的。
另外，液晶面板的彩膜基板43包括有多个彩膜单元。如图5所示，所述彩膜单元包括有不同颜色的至少三个彩色子单元501；每一彩色子单元501与所述阵列基板21上的一子像素单元201对应。
本发明附图中以红、绿、蓝三原色为例进行说明，在实际应用中，所述彩色子单元501还包括其他颜色；本实施例中以三个彩色子单元501组成一个彩膜单元为例进行说明，在实际应用中，所述彩膜单元还可以包含四个或四个以上的彩色字单元。
本发明所述的液晶显示面板可以使用如下驱动方法，该驱动方法包括：
如图3所示，每一个子像素单元201又包括一透射亚像素单元31和一反射亚像素单元32。
所述透射亚像素单元31包括透射薄膜晶体管311以及与透射薄膜晶体管311的漏极相连的透射像素电极312；所述反射亚像素单元32包括反射薄膜晶体管321以及与反射薄膜晶体管321的漏极相连的反射像素电极322。
所述透射薄膜晶体管311的栅极和所述反射薄膜晶体管的栅极均与栅线33连接，所述透射薄膜晶体管的源极和所述反射薄膜晶体管的源极与不同数据线34连接。
所述数据线34用于向透射像素电极312以及反射像素电极322提供驱动电压。
如图4所示，对透射亚像素单元31中的透射像素电极312和反射亚像素单元32中的反射像素电极322施加不同的电压；
分别驱动透射亚像素单元31和反射亚像素单元32，以使得透射亚像素单元31和彩膜之间液晶层的光程、反射亚像素单元32和彩膜之间液晶层的光程一致。
由于对透射亚像素单元31中的透射像素电极312和反射亚像素单元32中的反射像素电极322施加了不同的用于驱动液晶翻转的电压，透射亚像素单元31产生的电场和反射亚像素单元32产生的电场分别控制两亚像素单元上方的液晶翻转。由于透射像素电极312与反射像素电极322上施加的电压是不同的，所以两亚像素单元上方液晶翻转的角度也不同，从而使得两亚像素单元上方液晶层的折射率n1、n2不同；也就是说，通过调整透射像素电极312与反射像素电极322上施加电压的大小，可以调节两亚像素单元上方液晶层的折射率n1、n2。
如图4所示，由背光源射出的光线从透射亚像素单元31上方液晶层42透射出彩膜，在液晶层42中行进的距离为L1(L1＝a)；外界光线射入反射亚像素单元上方液晶层42并通过金属反射层323反射出彩膜，在液晶层42中行进的距离为L2(L2＝2a)。根据光程的定义，光程等于光线在介质中行进的距离D与该种介质的折射率n的乘积，即光程＝D*n。由此得出由背光源射出的光线的光程为L1*n1(a*n1)，反射光线的光程为L2*n2(2a*n2)。由于透射亚像素31上方液晶层和反射亚像素32上方液晶层为同一液晶层，所以n1＝n2。如前所述，通过调透射像素电极312以及反射像素电极322上的电压，可以调节n1、n2的大小，而最终使得n1＝2*n2，即L1*n1＝L2*n2。需要说明的是，在本实施例中考虑光线在液晶层42行进距离时，为了便于表示和理解，没有考虑反射层323以及透射像素电极312和反射像素电极322的厚度；在实际的生产过程中也可以考虑各层的厚度，更加精确的控制透射像素电极312和反射像素电极322上的电压，以使得透射亚像素单元31和反射亚像素单元32上方液晶层的光程一致。
一般情况下，不同时刻内控制同一透射像素电极的电压都不相同，控制同一反射像素电极的电压也不相同，但是在同一时刻内，控制透射像素电极的电压和控制反射像素电极的电压之间的差值不变，这个差值即为消除光程差所需要的差值(使透射亚像素单元折射率n1增大为2倍n2所需要的电压)。此外，同一时刻内，控制不同子像素单元中透射像素电极的电压一般都不相同，控制不同子像素单元中反射像素电极的电压一般也不相同，但是在同一子像素单元中控制透射像素电极的电压与控制反射像素电极的电压之间的差值同样不变。
另外，液晶面板的彩膜基板43包括有多个彩膜单元，每一彩膜单元对应一个像素单元。如图5所示，所述彩膜单元包括有不同颜色的至少三个彩色子单元501；每一彩色子单元501与所述阵列基板21上的一子像素单元201对应。
本发明附图中以红、绿、蓝三原色为例进行说明，在实际应用中，所述彩色子单元501还包括其他颜色；本实施例中以三个彩色子单元501组成一个彩膜单元为例进行说明，在实际应用中，所述彩膜单元还可以包含四个或四个以上的彩色字单元。
本发明实施例提供的液晶显示面板及其驱动方法，通过在同一子像素单元中对透射像素电极和反射像素电极分别施加不同的电压，消除透射光线和反射光线的光程差。由于像素电极的电压与公共电极之间产生的电场可以影响液晶层的折射率，故分别调节透射像素电极和反射像素电极的电压，可以控制透射亚像素单元和彩膜之间液晶层的折射率、反射亚像素单元和彩膜之间液晶层的折射率，以使得两单元上方液晶层的折射率与光线行进距离的乘积(即光程)一致，从而消除光程差，达到增强显示效果的目的。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种液晶显示面板，包括阵列基板、彩膜基板和液晶层，其特征在于，
在阵列基板上形成有多条栅线、多条数据线和多个像素单元，所述像素单元包括至少三个子像素单元；
所述子像素单元包括一透射亚像素单元和一反射亚像素单元，所述透射亚像素单元包括有透射薄膜晶体管及与所述透射薄膜晶体管的漏极连接的透射像素电极，所述反射像素单元包括反射层、反射薄膜晶体管及与所述反射薄膜晶体管的漏极连接的反射像素电极，所述透射薄膜晶体管的栅极和所述反射薄膜晶体管的栅极均与所述栅线连接，所述透射薄膜晶体管的源极和所述反射薄膜晶体管的源极与不同数据线连接；
所述彩膜基板包括有多个彩膜单元，所述彩膜单元包括有不同颜色的至少三个彩色子单元；每一彩色子单元与所述阵列基板上的一子像素单元对应。
2.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，
所述反射层在所述反射像素电极的上方或者下方。
3.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述反射层为不平坦层。
4.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述反射层横截面的形状为波浪形或三角波形或锯齿波形。
5.根据权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于，所述反射层的材料为反射系数大于或等于铝的金属/金属合金/金属氧化物材料。
6.一种权利要求1所述的液晶显示面板的驱动方法，其特征在于，包括：
在同一时刻内，对同一子像素单元中的透射亚像素单元的透射像素电极和反射亚像素单元的反射像素电极施加不同的电压。
7.根据权利要求6所述的液晶显示面板的驱动方法，其特征在于，
在所述子像素单元中，所述驱动透射像素电极的电压与所述驱动反射像素电极的电压之间存在差值，且所述差值保持恒定，使得透射亚像素单元和彩膜之间液晶层的光程、反射亚像素单元和彩膜之间液晶层的光程保持一致。
CN2011101962397A 2011-07-13 2011-07-13 液晶显示面板及其驱动方法 Pending CN102629048A (zh)

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