CN103309103A - 阵列基板和半透半反液晶显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种阵列基板和半透半反液晶显示面板，涉及液晶显示领域，能够提高利用该阵列基板的半透半反液晶显示面板的开口率。该阵列基板包括：包括由交叉分布的栅线和数据线划分出的数个子像素区域，每个所述子像素区域包括透射区和反射区，所述阵列基板还包括调节模块；当外界的光强小于预设光强时，所述调节模块发送调节信号，将所述反射区由非透明状态调节为透明状态。

Description

阵列基板和半透半反液晶显示面板
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种阵列基板和半透半反液晶显示面板。
背景技术
半透半反液晶显示面板具有功耗低、环境光适应性强等优点，是目前比较常见的平板显示技术，被广泛应用于手机、掌上电脑（Personal Digital Assistant，简称PDA）等移动显示设备。半透半反液晶显示面板可以单独或同时采用透射模式和反射模式来显示图像，所以半透半反液晶显示面板可以在任何环境光下使用。半透半反液晶显示面板的基本结构是将每个红、绿、蓝子像素单元分成透射区和反射区两部分，使透射区的液晶工作于透射模式，反射区的液晶工作于反射模式。其工作原理是：当环境较暗时，光线透过透射区，器件工作于透射模式，而在明亮的环境下，外界的光强比背光源的光强大，半透半反式液晶显示面板工作于反射模式，利用反射来自外界的光线来显示图像。
发明人在实现本发明的过程中发现，通常反射区是通过设置不透明的金属层实现反射来自外界的光线的，在环境较暗的情况下，反射区的金属层将影响该半透半反液晶显示面板的开口率，进而降低其的分辨率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种阵列基板和半透半反液晶显示面板，能够提高利用该阵列基板的半透半反液晶显示面板的开口率。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明第一方面提供一种阵列基板，包括由交叉分布的栅线和数据线划分出的数个子像素区域，每个所述子像素区域包括透射区和反射区，所述阵列基板还包括调节模块；
当外界的光强小于预设光强时，所述调节模块发送调节信号，将所述反射区由非透明状态调节为透明状态。
所述反射区包括聚合物分散液晶层。
所述阵列基板还还包括：
所述反射区还包括位于所述聚合物分散液晶层上的透明的增强反射层，所述增强反射层的表面具有多个突起，所述增强反射层的相对折射率大于所述聚合物分散液晶层。
所述突起的截面为梯形。
所述阵列基板还包括：
第一信号线、第二信号线和开关管，所述第一信号线连接所述调节模块和所述开关管的栅极，所述第二信号线连接所述调节模块和所述开关管的源极，所述开关管的漏极连接所述聚合物分散液晶层。
所述开关管的栅极、栅极绝缘层和漏极是透明的。
所述开关管表面和所述聚合物分散液晶层上覆盖有透明的绝缘层。
所述调节模块包括光电感应装置。
在本发明实施例的技术方案中，提供了一种阵列基板，当外界的光强小于预设光强时，所述调节模块发送调节信号，将所述反射区由非透明状态调节为透明状态，此时整个子像素区域都可以用来显示，提高了利用该阵列基板的半透半反液晶显示面板的开口率。
本发明的第二方面提供了一种半透半反液晶显示面板，包括上述的阵列基板。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中的阵列基板的结构示意图一；
图2为本发明实施例中的反射区的结构示意图；
图3为本发明实施例中的阵列基板的结构示意图二；
图4为本发明实施例中的开关管的结构示意图。
附图标记说明：
1—栅线；             2—数据线；              3—透射区；
4—反射区；           41—聚合物分散液晶层；   42—增强反射层；
421—突起；           5—第一信号线；          6—第二信号线；
7—开关管；           71—栅极；               72—栅极绝缘层；
73—有源层；          74—源极；               75—漏极；
8—基板；             9—子像素薄膜晶体管；    10—沟道保护层；
11—绝缘层。
具体实施方式
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做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。
本发明实施例提供一种阵列基板，如图1所示，包括由交叉分布的栅线1和数据线2划分出的数个子像素区域，每个所述子像素区域包括透射区3和反射区4，所述阵列基板还包括调节模块；
当外界的光强小于预设光强时，所述调节模块发送调节信号，将所述反射区4由非透明状态调节为透明状态。
当外界的光强大于或等于预设光强时，意味着此时该半透半反液晶显示面板处于明亮的环境里，反射区4为不透明状态，不透明的反射区4反射来自外界的光线，并利用所反射的外界的光线来进行显示；当外界的光强小于预设光强时，意味着此时外界的环境较暗，调节模块发送调节信号，将反射区4调节为透明状态，使得来自背光源的光线可以透过透明的反射区4，整个子像素区域都可以进行显示，提高了半透半反液晶显示面板的开口率。
其中，本发明实施例提供的阵列基板中的反射区4包括聚合物分散液晶层41，聚合物分散液晶是将低分子液晶与预聚物相混合，在一定条件下经聚合反应，形成微米级的液晶微滴均匀地分散在高分子网络中，再利用液晶分子的介电各向异性获得具有电光响应特性的材料，它主要工作在散射态和透明态之间并具有一定的灰度。
在无外加电信号的情形下，聚合物分散液晶层41间不能形成有规律的电场，液晶微粒的光轴取向随机，呈现无序状态，聚合物分散液晶层41呈不透明或半透明状。
施加了电信号后，液晶微粒的光轴垂直于聚合物分散液晶层的表面排列，所以入射光不会发生散射，薄膜呈透明状。
故而，聚合物分散液晶层41可以在电信号的驱动下，在不透明状态和透明状态之间转换，因而本发明的实施例中的反射区4可采用聚合物分散液晶层41。
由上面的叙述可知，聚合物分散液晶层41没有接收到调节信号的情况下，即有可能呈不透明状，也有可能呈半透明状，因此单单依靠聚合物分散液晶层，反射区4的反射效率可能不太理想。为了提高反射区4的反射效率，优选的，如图2所示，所述反射区4还包括位于所述聚合物分散液晶层41上的透明的增强反射层42，所述增强反射层42的表面具有多个突起421，所述增强反射层42的相对折射率大于所述聚合物分散液晶层41。
聚合物分散液晶层41在没有接收到调节信号的时候，其相对折射率约为1.4至1.6，为了使得增强反射层42内的光线在聚合物分散液晶层41的表面上能够发生全反射，增强反射层42的相对折射率应大于1.6。在本发明实施例中，该增强反射层42优选硅的氮化物等透明材质制成，通过调节增强反射层42内的氮和硅的比例，可以调节增强反射层42的相对折射率。通常，将增强反射层22的相对折射率控制在2.0左右，即可满足本发明实施例的要求。
在本发明实施例中，调节信号的取值通常位于5伏至20伏之间，根据聚合物分散液晶层内的高分子的材质的变化、以及高分子和液晶的质量比的不同，调节信号有时也可取20伏以上或5伏以下的电压值。
为了提高增强反射层42内的光线在聚合物分散液晶层41的表面上发生全反射的比例，增强反射层42的表面可以不是平的，而是具有多个突起421的结构，其中，突起421的截面可以为正多边形、半圆形、不规则形状等等，优选的，该突起421的截面为梯形。
进一步的，为了实现调节模块和反射区内的聚合物分散液晶层41之间的信号传递，如图3所示，所述阵列基板还包括：
第一信号线5、第二信号线6和开关管7，所述第一信号线5连接所述调节模块和所述开关管7的栅极，所述第二信号线6连接所述调节模块和所述开关管7的源极，所述开关管7的漏极连接所述聚合物分散液晶层41。
可知，在本发明实施例中，来自调节模块的调节信号经由第一信号线5流入开关管7的栅极，将开关管7导通；同时，第二信号线6内的调节信号通过开关管7的源极74、漏极75最终作用于聚合物分散液晶层41，使得聚合物分散液晶层41由不透明或半透明状调节为透明状。
为了保证子像素区域的开口率，优选的，如图4所示，所述开关管7的栅极71、栅极绝缘层72和漏极75为透明的，具体的，栅极71和漏极75优选透明的氧化铟锡、氧化铟锌等透明导电材料制成；栅极绝缘层72的材质优选氧化硅，也可采用氮化硅、氧化铪等绝缘材料或多种绝缘材料的多层组合。
该开关管7可以与阵列基板上的子像素薄膜晶体管同时制作，制作流程大致如下：
在基板8上形成子像素薄膜晶体管9的栅极和开关管7的栅极71，其中，子像素薄膜晶体管9的栅极优选铝，也可采用钼、钨、钛、铜等金属或上述几种金属的合金，同时还可采用上述几种金属的多层结构组合而成，厚度为100nm至500nm；开关管的栅极71优选透明的氧化铟锡、氧化铟锌等透明导电材料制成，厚度为50nm至500nm。优选的，子像素薄膜晶体管9的栅极和开关管7的栅极71的厚度一致。
之后，可以连续形成子像素薄膜晶体管和开关管7的栅极绝缘层72、有源层73，可采用等离子体增强化学气相沉积法（Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，简称PECVD）沉积栅极绝缘层72和有源层73，并通过一次掩膜板刻蚀工艺完成栅极绝缘层72和有源层73的制作。通常，栅极绝缘层72优选透明的绝缘材料如氧化硅、氮化硅、氧化铪等制成，也可通过多种透明的绝缘材料形成多层结构制成，厚度为250nm至600nm；有源层优选非晶硅，也可选择多晶硅、铟镓锌氧化物等半导体材料制成，厚度为100nm至300nm。
接着形成子像素薄膜晶体管9和开关管7的源极74、漏极75，其中，子像素薄膜晶体管9的源极、漏极和开关管7的源极74通过同层金属沉积形成，可采用铝、钼、钨、钛、铜等金属制成，或采用上述多种金属的合金或多层结构制成；开关管7的漏极75优选透明的氧化铟锡、氧化铟锌等多种透明的导电材料制成，厚度为50nm至500nm。
开关管7到此就已完成制作工艺。为了节省制作成本、使得反射区4的结构更紧凑，并且使得开关管7的漏极75与所述聚合物分散液晶层41连接，可以将聚合物分散液晶层41和增强反射层42的部分直接沉积在漏极上，如图4所示，其中，聚合物分散液晶层41的厚度为300-1000nm，增强反射层42由氧化硅、氮化硅、氧化铪等透明绝缘材料制成，也可通过多种透明的绝缘材料形成多层结构制成，厚度为50nm至300nm，其表面具有多个突起421，增大光线在聚合物分散液晶层41的表面上发生全反射的概率。
之后，可在开关管7的源极74、源极74和漏极75之间暴露的有源层73上沉积沟道保护层10，最后，在开关管7、聚合物分散液晶层41上的增强反射层42的表面上以及子像素薄膜晶体管的表面上沉积绝缘层11，该绝缘层11由氧化硅、氮化硅、氧化铪等透明绝缘材料制成，也可通过多种透明的绝缘材料形成多层结构制成，厚度为300nm至1000nm。绝缘层11的沉积防止了开关管7与其他部分之间存在高度差，有利于该阵列基板的后续制作、加工。
由之前的描述可知，如图3所示，第一信号线5与开关管7的栅极71连接，其作用与现有技术中的栅线类似，故而在阵列基板上可以将其与现有技术中的栅线平行排布，并且采用透明的材质制成，以防止该第一信号线5影响子像素区域的开口率。例如，第一信号线5中用于传递调节信号的部分可以采用透明的氧化铟锡、氧化铟锌等透明导电材料制成，第一信号线5中的绝缘部分可以采用透明的氧化硅、氮化硅、氧化铪等绝缘材料或上述多种绝缘材料的多层组合形成。
类似的，如图3所示，第二信号线6与开关管7的源极连接，其作用与现有技术中的数据线类似，故而在阵列基板上可以将其与现有技术中的数据线平行排布。
实际上，当开关管7的电容足够大时，第二信号线6的功能可以由数据线2承担，在帧与帧的切换之间或在黑屏的情况下调节聚合物分散液晶层41，之后依靠开关管7的电容内存储的电荷量来维持聚合物分散液晶层41的液晶的偏转，使得子像素区域的反射区4在较暗的环境下也可正常显示。
在本发明实施例的技术方案中，所述调节模块发送调节信号可以由用户人为操控实现，此时调节模块优选一般的电平输出电路，半透半反液晶显示面板外设置有连接调节模块的开关按键，当用户感觉到外界的光强较弱时，可以自行按下该开关按键，开启调节模块，调节模块即可发送为某一电平值的调节信号。
所述调节模块发送调节信号除了人为控制之外，所述调节模块发送调节信号也可以是自动发送的。当所述调节模块具有自动发送调节信号的功能时，优选的，如图3所示，所述调节模块包括光电感应装置，光电感应装置感应到来自外界的光强大于预设光强时，调节模块被激活，自动发送调节信号。
本发明实施例中的阵列基板适用于高级超维场转换（Advanced SuperDimension Switch，简称ADS）以及扭曲向列型（Twisted Nematic，简称TN）等现有的驱动模式。
在本实施例的技术方案中，提供了一种阵列基板，当外界的光强小于预设光强时，所述调节模块发送调节信号，将所述反射区由非透明状态调节为透明状态，此时整个子像素区域都可以用来显示，提高了利用该阵列基板的半透半反液晶显示面板的开口率。
进一步的，本发明实施例还提供了一种半透半反液晶显示面板，包括上述的阵列基板。所述半透半反液晶显示面板可以为：液晶面板、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。
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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种阵列基板，包括由交叉分布的栅线和数据线划分出的数个子像素区域，所述子像素区域包括透射区和反射区，其特征在于，
所述阵列基板还包括调节模块；
当外界的光强小于预设光强时，所述调节模块发送调节信号，将所述反射区由非透明状态调节为透明状态。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述反射区包括聚合物分散液晶层。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述反射区还包括位于所述聚合物分散液晶层上的透明的增强反射层，所述增强反射层的表面具有多个突起，所述增强反射层的相对折射率大于所述聚合物分散液晶层。
4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述突起的截面为梯形。
5.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括：
第一信号线、第二信号线和开关管，所述第一信号线连接所述调节模块和所述开关管的栅极，所述第二信号线连接所述调节模块和所述开关管的源极，所述开关管的漏极连接所述聚合物分散液晶层。
6.根据权利要求5所述的阵列基板，其特征在于，
所述开关管的栅极、栅极绝缘层和漏极是透明的。
7.根据权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，
所述开关管表面和所述聚合物分散液晶层上覆盖有透明的绝缘层。
8.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，
所述调节模块包括光电感应装置。
9.一种半透半反液晶显示面板，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的阵列基板。
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