CN103176307B - 半透半反液晶显示面板以及液晶显示装置 - Google Patents

半透半反液晶显示面板以及液晶显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种半透半反液晶显示面板及液晶显示装置，半透半反液晶显示面板包括第一基板、与第一基板相对设置的第二基板、以及设置于第一基板和第二基板之间的液晶层；第一基板和第二基板包括若干子像素，每一子像素包括反射区和透射区；第二基板上对应整个透射区和反射区设置有公共电极；在公共电极的靠近第一基板的一侧，对应于反射区的部分设置有反射层，反射层包括能够同时作为反射层和像素电极使用的第一反射层、以及仅起光线反射作用的第二反射层；其中，相邻两个反射区中的一个反射区内设置第一反射层，相邻两个反射区中的另一个反射区内设置第二反射层。上述方案，由于反射区的部分反射层可以同时作为像素电极使用，简化了制作工艺。

Description

半透半反液晶显示面板以及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别是指一种半透半反液晶显示面板及液晶显示装置。
背景技术
液晶显示面板一般由彩膜基板和阵列基板对盒形成，两个基板之间的空间中封装有液晶层。由于液晶分子自身不发光，所以显示器需要光源以便显示图像，根据采用光源类型的不同，液晶显示器可分为透射式、反射式和透反式。
其中，透射式的液晶显示器主要以背光源作为光源，在液晶面板后面设置有背光源，阵列基板上的像素电极为透明电极作为透射区，有利于背光源的光线透射穿过液晶层来显示图像；反射式液晶显示器主要是以前光源或者外界光源作为光源，其阵列基板采用金属或者其他具有良好反射特性材料的反射电极作为反射区，适于将前光源或者外界光源的光线反射；透反式液晶显示器则可视为透射式与反射式液晶面板的结合，在阵列基板上既设置有反射区，又设置有透射区，可以同时利用背光源以及前光源或者外界光源以进行显示。
透射式液晶显示器的优点是可以在暗的环境下显示明亮的图像，但缺点是能透过的光线占背光源发射光线的比例较小，背光源利用率不高，为提高显示亮度就需要大幅度提高背光源的亮度，因此能耗高；
反射式液晶显示器的优点是能利用阳光或者前光源作为光源，功耗相对较低，但缺点是由于对外部光源的依赖而无法在暗处显示图像；
透反式液晶显示器兼具透射式和反射式液晶面板的优点，既可以在暗的环境下显示明亮的图像，在室内使用，也可以在室外使用，因此，它被广泛用于便携式移动电子产品的显示设备，如手机，数码相机，掌上电脑，GPRS等移动产品。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种半透半反液晶显示面板及液晶显示装置，实现单盒厚的半透半反液晶显示结构，其采用新的电极结构，实现半透半反的显示效果，简化制作工艺。
本发明所提供的技术方案如下：
一种半透半反液晶显示面板，包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板、以及设置于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；
其中，所述第一基板和所述第二基板包括若干子像素，每一所述子像素包括反射区和透射区；
所述第二基板上对应整个所述透射区和所述反射区设置有公共电极；
在所述公共电极的靠近所述第一基板的一侧，对应于所述反射区的部分设置有反射层，所述反射层包括能够同时作为反射层和像素电极使用的第一反射层，以及仅起光线反射作用的第二反射层；其中，相邻两个所述反射区中的一个反射区内设置所述第一反射层，所述相邻两个所述反射区中的另一个反射区内设置所述第二反射层。
优选的，所述第一反射层采用不透明的金属材料制成。
优选的，所述液晶层为正性液晶层。
优选的，所述透射区和所述反射区的液晶盒厚相等。
优选的，所述第二基板包括：
第二衬底基板；
形成于所述第二衬底基板的靠近所述第一基板的一侧，并对应于整个所述反射区和所述透射区设置的所述公共电极；
形成于所述公共电极的靠近所述第一基板的一侧，并对应于整个所述反射区和所述透射区设置的绝缘层；
形成于所述绝缘层的靠近所述第一基板的一侧，并对应所述反射区间隔设置的所述第一反射层和所述第二反射层；以及，
形成于所述绝缘层的靠近所述第一基板的一侧，并位于所述第一反射层和所述第二反射层之上，且对应于所述反射区和所述透射区设置有第二取向层。
优选的，所述第一基板包括：
第一衬底基板；
形成于所述第一衬底基板的靠近所述第二基板的一侧，并对应整个所述反射区和所述透射区设置的第一取向层。
优选的，所述液晶盒厚为3～6μm；
所述子像素的反射区的宽度为2～10μm；
所述子像素的透射区的宽度为1～8μm。
优选的，所述液晶盒厚为4.4μm；
所述子像素的反射区的宽度为6μm；
所述子像素的透射区的宽度为4μm。
优选的，所述第一基板为彩膜基板；所述第二基板为阵列基板。
一种液晶显示装置，包括如上所述的半透半反液晶显示面板。
优选的，所述液晶显示装置还包括：
形成于所述第一基板的远离所述第二基板的一侧，并对应于整个所述反射区和透射区设置的第一偏光片；
形成于所述第二基板的远离所述第一基板的一侧，并对应于整个所述反射区和透射区设置的第二偏光片。
本发明所带来的有益效果如下：
上述方案中，通过对透射区和反射区的电极结构的设计，可以在实现半透半反的显示效果的同时，由于反射区的部分反射层可以同时作为像素电极使用，简化了制作工艺；此外，实现单盒厚的结构，可简化工艺的难度。
此外，在本发明的进一步技术方案中，由于同时作为像素电极与反射层使用的第一反射层采用不透明的金属材料制成，可以减少像素电极的电阻，减少像素电压信号的延迟。
附图说明
图1为本发明的半透半反液晶显示面板不加电压时结构示意图；
图2为本发明的半透半反液晶显示面板加电压时结构示意图；
图3为本发明的半透半反液晶显示装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1和图2所示，本发明实施例中提供了一种半透半反液晶显示面板，包括第一基板100、与所述第一基板100相对设置的第二基板200、以及设置于所述第一基板100和所述第二基板200之间的液晶层；
其中，所述第一基板100和所述第二基板200包括若干子像素，每一所述子像素包括反射区和透射区；
所述第二基板200上对应整个所述透射区和所述反射区设置有公共电极202；
在所述公共电极202的靠近所述第一基板100的一侧，对应于所述反射区的部分设置有反射层，所述反射层包括第一反射层2041和第二反射层2042；其中，相邻两个所述反射区中的一个反射区内设置所述第一反射层2041，所述相邻两个所述反射区中的另一个反射区内设置所述第二反射层2042；其中，所述第一反射层2041既可以作为反射层使用，也可以作为像素电极使用，所述第二反射层2042仅起光线反射作用，不作为像素电极使用。
具体地，所述第二基板200上形成有横纵交叉的数据线和栅线，数据线和栅线围设形成矩阵形式排列的子像素。每个子像素设TFT开关，其中，TFT开关包括栅电极、源电极、漏电极和有源层，栅电极连接栅线，源电极连接数据线，漏电极连接所述第一反射层2041，有源层形成在源、漏电极与栅电极之间。从而，所述第一反射层2041既可以作为反射层使用，又可以作为像素电极使用。
优选的，液晶层为正性液晶层。具体的，第一基板100上设第一取向层102，第二基板200上设第二取向层205。如图1所示，不加电时，在透射区和反射区，本发明的实施例中第一基板100（如彩膜基板）的第一取向层102和第二基板200（如阵列基板）的第二取向层205均使用竖直取向的方式，使得正性液晶分子300在不加电时竖直取向，可以减少暗态漏光，提高对比度。
此外，优选的，所述透射区和所述反射区的液晶盒厚相等。
此外，本实施例中所提供的半透半反液晶显示面板，可以同时作为像素电极使用的第一反射层2041是采用不透明的金属材料制成的，由此，由于像素电极采用金属材料制成，可以减少像素电极的电阻，减少像素电压信号的延迟。
以上方案，由于本实施例中所供的半透半反液晶显示面板中采用的是类似ADS模式（ADvanced Super Dimension Switch，高级超维场转换技术，通过同一平面内狭缝电极边缘所产生的电场以及狭缝电极层与板状电极层间产生的电场形成多维电场，使液晶盒内狭缝电极间、电极正上方所有取向液晶分子都能够产生旋转，从而提高了液晶工作效率并增大了透光效率）的电极结构，并且，在相邻两个子像素之中的一个子像素的反射区设置像素电极，而在相邻两个子像素之中的另一个子像素的反射区不设置像素电极（也就是说，像素电极在多个子像素的反射区呈间隔分布），在加电时，正性液晶分子300会在水平电场的作用下，朝着水平方向发生偏转，产生水平方向的相位延迟，液晶分子的排列方式如图2所示，并且液晶分子在透射区的水平电场作用下会产生较大的水平相位延迟，而在反射区的水平电场作用下会产生较小的水平相位延迟，最终达到透射区和反射区的相位延迟量的匹配，实现半透半反的显示效果；并且，由于反射区的部分反射层可以同时作为像素电极使用，简化了制作工艺；此外，实现单盒厚的结构，可简化工艺的难度。
具体地，图1所示为本实施例所提供的半透半反液晶显示面板在不加电时的结构示意图；图2所示为本实施例中所提供的半透半反液晶显示面板在加电时的结构示意图。
如图1所示，由于第一基板100上设第一取向层102，第二基板200上设第二取向层205，不加电时，在透射区和反射区，本发明的实施例中第一基板100（如彩膜基板）的第一取向层102和第二基板200（如阵列基板）的第二取向层205均使用竖直取向的方式，使得正性液晶分子300在不加电时竖直取向，可以减少暗态漏光，提高对比度。
如图2所示，加电压时，在透射区，正性液晶分子300由于受水平电场的影响而逐渐变为如图2中所示的趋近水平排列方式，产生水平方向的相位延迟；
加电压时，在反射区，正性液晶分子300由于受电场的影响而逐渐变为如图2所示的排列情况，产生较少的水平方向的相位延迟。
若要获得单盒厚结构的半透半反显示效果，可以通过对透射区的宽度、反射区的宽度以及液晶盒厚进行优化，使得经过透射区的光线会产生比反射区更多的相位延迟；
设光线通过透射区的正性液晶在水平电场作用下会产生较大的水平相位延迟为△n1；反射区的正性液晶由于在倾斜电场作用下产生较小的水平相位延迟为△n2。若要实现透反显示，需要光线通过透射区的液晶的相位延迟量为：△n1×dn＝λ/2；其中，dn为透射区的光线经过液晶的光程；光线一次通过反射区的液晶的相位延迟量为：△n2×dm=λ/4；其中，dm为反射区的光线一次经过液晶的光程；
而对于透射区和反射区来讲，若整个透射区在电场的作用下液晶的△n是反射区的2倍，即△n1/△n2＝2，透射区光线通过液晶的光程等于反射区光线一次通过液晶的光程，即dn＝dm；整体效果上看，△n1×dn＝2△n2×dm；而在反射区，光线要两次通过反射区的液晶，因此光线在经过透射区的液晶和反射区的液晶的相位延迟量是相匹配的，并最终达到半透半反的显示效果。
以下就提供了一种优选方案，优化透射区的宽度b、反射区的宽度a以及液晶盒厚h，以实现半透半反显示效果。需要说明的是，由于反射层是整个对应于反射区设置，反射区的宽度a也就是第一反射层2041和第二反射层2042的宽度。
优选的，如图1、图2所示，本实施例中所提供的半透半反液晶显示面板，所述液晶盒厚h为3～6μm；所述子像素的反射区的宽度a为2～10μm；所述子像素的透射区的宽度b为1～8μm。
进一步优选的，所述液晶盒厚h为4.4μm；所述子像素的反射区的宽度a为6μm；所述子像素的透射区的宽度b为4μm。
应当理解的是，在实际应用中，透射区的宽度b、反射区的宽度a以及液晶盒厚h等，也并不局限于本实施例中所提供的优选方案。
此外，本实施例中还提供了第一基板100和第二基板200的一种优选装配方式。
如图1和图2所示，第一基板100包括：
第一衬底基板101；
形成于所述第一衬底基板101的靠近所述第二基板200的一侧，并对应整个所述反射区和所述透射区设置的第一取向层102。
所述第二基板200包括：
第二衬底基板201；
形成于所述第二衬底基板201的靠近所述第一基板100的一侧，并对应于整个所述反射区和所述透射区设置的所述公共电极202；
形成于所述公共电极202的靠近所述第一基板100的一侧，并对应于整个所述反射区和所述透射区设置的绝缘层203；
形成于所述绝缘层203的靠近所述第一基板100的一侧，并对应相邻两个所述反射区间隔设置的所述第一反射层2041和所述第二反射层2042；以及，
形成于所述绝缘层203的靠近所述第一基板100的一侧，并位于所述第一反射层2041和所述第二反射层2042之上，且对应于所述反射区和所述透射区设置的第二取向层205。
其中，绝缘层203位于公共电极202与第一反射层2041（像素电极）之间起到绝缘作用；
第二取向层205位于绝缘层203的靠近第一基板100的一侧，并位于第一反射层2041和第二反射层2042之上，一方面起到使得正性液晶分子300在不加电时竖直取向的作用，另一方面避免由于第一反射层和第二反射层的设置导致透射区与反射区的盒厚不等。
此外，第一衬底基板101和第二衬底基板201可以选用玻璃、石英、透明树脂等材质，在此不作限定。
此外，需要说明的是，本实施例中所提供的半透半反液晶显示面板，各子像素的反射区内的像素电极上施加的电压相等，可以是由同一TFT开关供电，也可以是由不同TFT开关供电。
优选的，本实施例中所提供的半透半反液晶显示面板中的第一基板100为彩膜基板，第二基板200为阵列基板。
本发明的又一实施例提供了一种液晶显示装置，包括如上所述的半透半反液晶显示面板。所述液晶显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
优选的，如图3所示，本实施例中所提供的液晶显示装置还包括：形成于第一基板100的远离所述第二基板200的一侧，并对应于整个所述反射区和透射区设置的第一偏光片400；形成于所述第二基板200的远离所述第一基板100的一侧，并对应于整个所述反射区和透射区设置的第二偏光片500。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种半透半反液晶显示面板，包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板、以及设置于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；其中，所述第一基板和所述第二基板包括若干子像素，每一所述子像素包括反射区和透射区；其特征在于：
所述第二基板上对应整个所述透射区和所述反射区设置有公共电极；
在所述公共电极的靠近所述第一基板的一侧，对应于所述反射区的部分设置有反射层，所述反射层包括能够同时作为反射层和像素电极使用的第一反射层、以及仅起光线反射作用的第二反射层；其中，相邻两个所述反射区中的一个反射区内设置所述第一反射层，所述相邻两个所述反射区中的另一个反射区内设置所述第二反射层。
2.根据权利要求1所述的半透半反液晶显示面板，其特征在于，
所述第一反射层采用不透明的金属材料制成。
3.根据权利要求1所述的半透半反液晶显示面板，其特征在于，
所述液晶层为正性液晶层。
4.根据权利要求1所述的半透半反液晶显示面板，其特征在于，
所述第二基板包括：
第二衬底基板；
形成于所述第二衬底基板的靠近所述第一基板的一侧，并对应于整个所述反射区和所述透射区设置的所述公共电极；
形成于所述公共电极的靠近所述第一基板的一侧，并对应于整个所述反射区和所述透射区设置的绝缘层；
形成于所述绝缘层的靠近所述第一基板的一侧，并对应所述反射区间隔设置的所述第一反射层和所述第二反射层；以及，
形成于所述绝缘层的靠近所述第一基板的一侧，并位于所述第一反射层和所述第二反射层之上，且对应于所述反射区和所述透射区设置的第二取向层。
5.根据权利要求1所述的半透半反液晶显示面板，其特征在于，
所述第一基板包括：
第一衬底基板；
形成于所述第一衬底基板的靠近所述第二基板的一侧，并对应整个所述反射区和所述透射区设置的第一取向层。
6.根据权利要求1所述的半透半反液晶显示面板，其特征在于，
液晶盒厚为3～6μm；
所述子像素的反射区的宽度为2～10μm；
所述子像素的透射区的宽度为1～8μm。
7.根据权利要求6所述的半透半反液晶显示面板，其特征在于，
所述液晶盒厚为4.4μm；
所述子像素的反射区的宽度为6μm；
所述子像素的透射区的宽度为4μm。
8.根据权利要求1所述的半透半反液晶显示面板，其特征在于，
所述第一基板为彩膜基板；所述第二基板为阵列基板。
9.根据权利要求6或7所述的半透半反液晶显示面板，其特征在于，
所述透射区和所述反射区的液晶盒厚相等。
10.一种液晶显示装置，其特征在于，
包括如权利要求1-9任一项所述的半透半反液晶显示面板。
11.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于，还包括：
形成于所述第一基板的远离所述第二基板的一侧，并对应于整个所述反射区和透射区设置的第一偏光片；
形成于所述第二基板的远离所述第一基板的一侧，并对应于整个所述反射区和透射区设置的第二偏光片。
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