CN103852933B - 一种半透半反式阵列基板、液晶显示器及制造方法 - Google Patents

Abstract

一种半透半反式阵列基板，像素单元内的像素电极覆盖所述透射区的全部，且部分地覆盖所述反射区。本发明实施方式还公开了一种半透半反式液晶显示装置，包括上述阵列基板。本发明实施方式还公开了一种半透半反式阵列基板的制造方法，该方法包括：在每个像素单元的透射区的全部区域和反射区的部分区域上形成像素电极。采用上述技术方案，既能改善透反式的液晶显示器的显示效果，又能降低工艺制作的复杂度。

Description

一种半透半反式阵列基板、液晶显示器及制造方法

技术领域

本发明涉及液晶显示技术，尤其涉及一种半透半反式阵列基板、液晶显示器及半透半反式阵列基板的制造方法。

背景技术

根据采用光源类型的不同，液晶显示器可分为透射式、反射式和透反式几种类型。其中，透反式的液晶显示器由于兼具透射式和反射式液晶显示器的优点，因此，既可以在室内使用，也可以在室外使用。从而，它被广泛用于便携式移动电子产品的显示设备。

然而，现有透反式的液晶显示器的缺点是：由于透反式的液晶显示器由透射区和反射区组成，而透射区是外界光源只通过一次，反射区却是需要通过二次，二者实际光通过路径和光程不同，那么就会导致在透射区和反射区的相位延迟量有差异，出现不匹配的问题，而不匹配的问题会影响透反式的液晶显示器的显示效果，比如，原本希望透射区和反射区同时出现暗态或亮态的显示效果，但是目前在透射区和反射区的相位延迟量并不匹配，而不匹配会导致透射区和反射区显示效果不同，出现有的暗态、有的亮态、不均匀的显示效果，最终出现对比度下降的不良效果。

目前的解决办法仅仅是把透射区设置为反射区的2倍，即透射区的液晶盒厚是反射区液晶盒厚的2倍，以抵消透射区和反射区的相位延迟量差异，但是这样的方案，又会导致工艺制作上的复杂度。可见：目前迫切需要一种既能改善透反式的液晶显示器的显示效果，又能降低工艺制作复杂度的方案。

发明内容

有鉴于此，本申请的主要目的在于提供一种半透半反式阵列基板、液晶显示器及半透半反式阵列基板的制造方法，既能改善透反式的液晶显示器的显示效果，又能降低工艺制作的复杂度。

为达到上述目的，本发明实施方式所提供的技术方案是这样实现的：

一种半透半反式阵列基板，该阵列基板的像素单元包括透射区和反射区，所述像素单元内的像素电极覆盖所述透射区的全部，且部分地覆盖所述反射区。

其中，所述反射区内的像素电极覆盖该反射区的四周区域。

其中，所述阵列基板在所述透射区和所述反射区的厚度设置为单盒厚模式厚度。

一种半透半反式液晶显示装置，包括如上述技术方案任一项所述的阵列基板。

其中，还包括：彩膜基板及其上方的彩膜基板侧的偏光片、位于彩膜基板下方的公共电极、公共电极下方的彩膜基板液晶取向层、所述阵列基板侧的偏光片、阵列基板液晶取向层，以及所述彩膜基板和所述阵列基板之间的液晶层。

其中，所述液晶层为负性液晶层。

其中，所述液晶层的电场施加方式为竖直电场模式。

其中，所述像素电极是设置为：部分地覆盖所述反射区，使得在施加竖直电场时所述反射区中液晶层的水平相位延迟小于所述透射区中液晶层的水平相位延迟。

其中，所述像素电极是设置为：部分地覆盖所述反射区，使得在施加竖直电场时所述反射区中液晶层的水平相位延迟量为所述透射区中液晶层的水平相位延迟量的一半。

一种半透半反式阵列基板的制造方法，该方法包括：

在衬底基板上形成薄膜晶体管、栅线、数据线；

在每个像素单元的透射区的全部区域和反射区的部分区域上形成像素电极。

其中，所述制造方法还包括：在所述反射区上形成反射层。

其中，所述在每个像素单元的透射区的全部区域和反射区的部分区域上形成像素电极，包括：在所述透射区的全部区域和所述反射区的四周区域形成像素电极。

上述的半透半反式阵列基板，该阵列基板的像素单元包括透射区和反射区，所述像素单元内的像素电极覆盖所述透射区的全部，且部分地覆盖所述反射区。

由于上述技术方案中设置的透射区和反射区的液晶盒厚相同，区别于现有技术把透射区设置为反射区的2倍液晶盒厚，从而采用上述技术方案，工艺复杂度降低；由于像素电极位于反射区时是部分断开的，因此，这种像素电极的结构在透射区和反射区是不相同的，从而可以平衡透射区和反射区之间的相位延迟，使得在透射区和反射区的相位延迟量达到匹配，从而采用本技术方案，也能改善透反式的液晶显示器的显示效果。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的半透半反液晶显示器的不加电压时的液晶显示结构图；

图2为本发明实施例所提供的半透半反液晶显示器加电压时的一种液晶显示结构图；

图3为本发明实施例所提供的半透半反液晶显示器加电压时的的另一种液晶显示结构图；

图4为本发明实施例所提供的像素电极一种实现的俯视图；

图5为本发明实施例所提供的像素电极另一种实现的俯视图；

图6为本发明实施例所提供的半透半反液晶显示器的不加电压时的液晶分子排布图；

图7为本发明实施例所提供的半透半反液晶显示器的加电压4V时的液晶分子排布图。

附图标记说明：

1：彩膜基板侧的偏光片 2：彩膜基板 3：公共电极 4：彩膜基板PI层

5：负性液晶分子层 6：阵列基板PI层 7a：反射区像素电极

7b：透射区像素电极 8：反射层 9：阵列基板 10：阵列基板侧的偏光片

11：绝缘层

具体实施方式

本发明的实施方式中，阵列基板的像素单元包括透射区和反射区，透射区和反射区的液晶盒厚相同，像素单元内的像素电极覆盖透射区的全部，且部分地覆盖反射区，即像素电极位于反射区时为部分断开的形式。

本发明的实施方式主要包括以下内容：

一种半透半反式阵列基板，该阵列基板的像素单元包括透射区和反射区，像素单元内的像素电极覆盖透射区的全部，且部分地覆盖反射区。

进一步的，反射区内的像素电极覆盖该反射区的四周区域。

进一步的，像素电极可以为桥接或网接的结构。

进一步的，阵列基板在透射区和反射区的厚度设置为单盒厚模式厚度。

这里，透射区和反射区，二者的液晶盒厚可以相同；在透射区和反射区，像素电极的结构不相同，且像素电极位于反射区时为部分断开的形式。

上述方案对应的有益效果为：第一、由于透射区和反射区的液晶盒厚相同，因此，本发明的实施方式的设计实际上是一种单盒厚的结构。第二、在透射区和反射区，像素电极的结构不相同，且像素电极位于反射区时为部分断开的形式。由于本技术方案这种像素电极的结构在透射区和反射区是不相同的，从而可以平衡透射区和反射区之间的相位延迟，使得在透射区和反射区的相位延迟量达到匹配，从而采用本技术方案，能改善透反式的液晶显示器的显示效果。对比现有的透反式的液晶显示器为了避免相位延迟量的不匹配采取的都是双盒厚结构，把透射区设置为反射区的2倍，即透射区的液晶盒厚是反射区液晶盒厚的2倍，左边透射区高，右边反射区低，双盒厚结构虽然可以抵消透射区和反射区的相位延迟量差异，但是现有这样的方案，又会导致工艺制作上的复杂度。而本技术方案采取的这种单盒厚的结构，区别于现有的双盒厚结构，不仅能抵消透射区和反射区的相位延迟量差异，工艺制作上是非常简单的，降低了工艺复杂度。

一种半透半反式液晶显示装置，包括上述方案中提到的半透半反式阵列基板。

进一步的，该液晶显示装置还包括：彩膜基板及其上方的彩膜基板侧的偏光片、位于彩膜基板下方的公共电极、公共电极下方的彩膜基板液晶取向层、所述阵列基板侧的偏光片、阵列基板液晶取向层，以及彩膜基板和阵列基板之间的液晶层。其中，所述液晶取向层的材料可以为聚酰亚胺（PI）。

进一步的，液晶层为负性液晶层。对应的有益效果为：加压时，在反射区，负性液晶分子会以两个方向并且不同的倾斜角度进行偏转，所以可以扩大显示的视角。

进一步的，液晶层的电场施加方式为竖直电场模式。对应的有益效果为：采取竖直取向的方式，可以减少暗态漏光，从而提高显示的对比度。

进一步的，像素电极是设置为：部分地覆盖反射区，使得在施加竖直电场时反射区中液晶层的水平相位延迟小于所述透射区中液晶层的水平相位延迟。

进一步的，像素电极是设置为：部分地覆盖反射区，使得在施加竖直电场时所述反射区中液晶层的水平相位延迟量为所述透射区中液晶层的水平相位延迟量的一半。

上述显示装置的一个最优实施例为：包括上述阵列基板，还包括彩膜基板及其上方的彩膜基板侧的偏光片、位于彩膜基板下方的公共电极、公共电极下方的彩膜基板PI层、阵列基板及其下方的阵列基板侧的偏光片、位于阵列基板内的反射层、位于阵列基板上方的像素电极、位于像素电极上方的阵列基板PI层，位于平行放置的彩膜基板PI层与阵列基板PI层之间的区域被分为透射区和反射区，且透射区和反射区的液晶盒厚相同，都含有相同的负性液晶分子层。上述显示装置的液晶层所采用的加压方式为竖直电场加压时，在反射区部分断开的像素电极与公共电极正对的部分，负性液晶分子均呈现为水平排列；在反射区部分断开的像素电极与公共电极非正对的部分，负性液晶分子呈现为以两个方向且不同的倾斜角度进行偏转的倾斜排列。

一种单盒厚半透半反的液晶显示器，包括彩膜基板及其上方的彩膜基板侧的偏光片、位于彩膜基板下方的公共电极、公共电极下方的彩膜基板PI层、阵列基板及其下方的阵列基板侧的偏光片、位于阵列基板内的反射层、位于阵列基板上方的像素电极、位于像素电极上方的阵列基板PI层，位于彩膜基板PI层与阵列基板PI层之间的透射区和反射区，且透射区和反射区的液晶盒厚相同；在透射区和反射区，像素电极的结构不相同，且像素电极位于反射区时为部分断开的形式。

这里，第一、由于透射区和反射区的液晶盒厚相同，因此，本技术方案的设计实际上是一种单盒厚的结构。第二、在透射区和反射区，像素电极的结构不相同，且像素电极位于反射区时为部分断开的形式。由于本技术方案这种像素电极的结构在透射区和反射区是不相同的，从而可以平衡透射区和反射区之间的相位延迟，使得在透射区和反射区的相位延迟量达到匹配，从而采用本技术方案，能改善透反式的液晶显示器的显示效果。对比现有的透反式的液晶显示器为了避免相位延迟量的不匹配采取的都是双盒厚结构，把透射区设置为反射区的2倍，即透射区的液晶盒厚是反射区液晶盒厚的2倍，左边透射区高，右边反射区低，双盒厚结构虽然可以抵消透射区和反射区的相位延迟量差异，但是现有这样的方案，又会导致工艺制作上的复杂度。而本技术方案采取的这种单盒厚的结构，区别于现有的双盒厚结构，不仅能抵消透射区和反射区的相位延迟量差异，工艺制作上是非常简单的，降低了工艺复杂度。

进一步的，在透射区和反射区，含有相同的负性液晶分子层，对应采用的加压方式为竖直电场加压。

这里，加压时，在反射区，负性液晶分子会以两个方向并且不同的倾斜角度进行偏转，所以可以扩大显示的视角。

进一步的，像素结构可以为桥接或网接的结构。

进一步的，本发明一个最优实施例为：彩膜基板及其上方的彩膜基板侧的偏光片、位于彩膜基板下方的公共电极、公共电极下方的彩膜基板PI层、阵列基板及其下方的阵列基板侧的偏光片、位于阵列基板内的反射层、位于阵列基板上方的像素电极、位于像素电极上方的阵列基板PI层，位于平行放置的彩膜基板PI层与阵列基板PI层之间的区域被分为透射区和反射区，且透射区和反射区的液晶盒厚相同，都含有相同的负性液晶分子层。在透射区，对应采用的加压方式为竖直电场加压时，在反射区部分断开的像素电极与公共电极正对的部分，负性液晶分子均呈现为水平排列；在反射区，对应采用的加压方式为竖直电场加压时，在反射区部分断开的像素电极与公共电极非正对的部分，负性液晶分子呈现为以两个方向且不同的倾斜角度进行偏转的倾斜排列。

这里，由于在透射区和反射区，采用不同的像素电极结构，位于反射区的像素电极是部分断开的，从而通过优化反射区的像素电极间距，可以平衡透射区和反射区之间的相位延迟，实现并改善透反式的液晶显示效果。

一种如上所述的单盒厚半透半反的液晶显示器的制作方法，该方法包括以下步骤：

步骤101、设置位于彩膜基板PI层与阵列基板PI层之间的透射区和反射区液晶盒厚相同；其中所述彩膜基板和所述阵列基板为上述实施例中任一所述的彩膜基板和阵列基板；

步骤102、设置透射区和反射区的像素电极的结构不相同，且像素电极位于反射区时为部分断开的形式。

进一步的，对液晶分子施加电场的方式为竖直电场模式。

进一步的，该方法还包括：采用的加压方式为竖直电场加压时，设置在反射区部分断开的像素电极与公共电极正对的部分，负性液晶分子均呈现为水平排列。在反射区，设置在反射区部分断开的像素电极与公共电极非正对的部分，负性液晶分子呈现为以两个方向且不同的倾斜角度进行偏转的倾斜排列。

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。

图1是本发明实施方式的单盒厚半透半反液晶显示器的不加电压时的液晶显示结构图。显示器包括：彩膜基板2及彩膜基板2上方的彩膜基板侧的偏光片1、位于彩膜基板下方的公共电极3、公共电极3下方的彩膜基板PI层4、阵列基板9及阵列基板9下方的阵列基板侧的偏光片10、位于阵列基板9内的反射层8、位于阵列基板9上方部分断开的反射区像素电极7a、位于阵列基板9上方的透射区像素电极7b、位于像素电极7a和像素电极7b上方的阵列基板PI层，绝缘层11，位于平行放置的彩膜基板PI层4与阵列基板PI层6之间的区域被分为透射区和反射区，且透射区和反射区的液晶盒厚相同，都含有相同的负性液晶分子层。半透半反液晶显示器的不加电压时的液晶分子排布图如图6所示。

图2是本发明实施方式所提供的单盒厚半透半反液晶显示器的加电压时的液晶显示结构图。显示器所组成结构的各部分与针对上述图1的描述相同，在此不做赘述。需要指出的是：在透射区，采用普通VA模式（垂直取向模式）的像素电极结构，在反射区，采用如图2所示部分断开的像素电极结构。如图2所示，施加电压时，在透射区，对应采用的加压方式为竖直电场加压时，透射区的负性液晶分子由于受竖直电场的影响而逐渐变为均呈现水平排列，产生水平方向的相位延迟。在反射区，对应采用的加压方式为竖直电场加压时，在反射区部分断开的像素电极与公共电极正对的部分，负性液晶分子由于受竖直电场的影响而逐渐变为均呈现为水平排列，产生水平方向的相位延迟；在反射区部分断开的像素电极与公共电极非正对的部分，电场线呈倾斜方向排布，负性液晶分子由于受倾斜电场的影响而逐渐变为倾斜排列，呈现为以两个方向且不同的倾斜角度进行偏转的倾斜排列，产生倾斜方向的相位延迟。本实施例半透半反液晶显示器的不加电压时的液晶分子排布图如图7所示。

图3是本发明实施方式提出的一种半透半反液晶显示器的加电压时的另一种液晶显示结构图。与图2的区别在于，透射区和反射区中的像素电极是不连接的，且优选可以设置透射区和反射区各自的像素电极覆盖区域和面积；通过采用这种结构，可以根据设定向透射区和反射区施加不同电压，进而调整液晶层在透射区和反射区所受到的电场作用，以使得透射区和反射区的液晶相位延迟一直，从而达到更加均匀的显示效果。

综上所述，负性液晶在透射区竖直电场作用下会产生较大的水平相位延迟△n1。然而，反射区的负性液晶在竖直电场和倾斜电场共同作用下会产生较小的水平相位延迟△n2。因此，我们通过对反射区像素电极间距的优化，使得经过透射区的光线会产生比反射区更多的水平相位延迟，大概是△n透射区=2×△n反射区。而反射区的光线因为反射的缘故相当于两次经过液晶层，也就是d反射区=2×d透射区。总的来说，也就是透射区（△n×d）=反射区（△n×d），所以就可以实现透射区和反射区的相位延迟量的匹配，并最终达到半透半反的显示效果。

如图4、图5所示为本发明实施方式像素电极两种实现的俯视图，分别为线性或圆形截面。单盒厚半透半反液晶显示器，其设计范围为：液晶显示器盒厚=3至6μm；反射区像素电极的宽度=2至6μm；反射区部分断开的像素电极的间距=10至25μm。其中的优选设计条件为：液晶显示器盒厚=4.4μm；反射区像素电极的宽度=4μm；反射区部分断开的像素电极的间距=18μm。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种半透半反式阵列基板，该阵列基板的像素单元包括透射区和反射区，其特征在于，所述像素单元内的像素电极覆盖所述透射区的全部，且部分地覆盖所述反射区，且像素电极位于反射区时为中间断开的形式；使得在施加竖直电场时，通过竖直电场和倾斜电场的共同作用在所述反射区中产生的水平相位延迟小于通过竖直电场作用在所述透射区中产生的水平相位延迟；

对反射区像素电极间距进行优化，使得在施加竖直电场时所述反射区中的水平相位延迟大于所述透射区中的水平相位延迟；

所述反射区内的像素电极覆盖该反射区的四周区域；

所述阵列基板在所述透射区和所述反射区的厚度设置为单盒厚模式厚度。

2.一种半透半反式液晶显示装置，包括如权利要求1所述的阵列基板。

3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，还包括：彩膜基板及其上方的彩膜基板侧的偏光片、位于彩膜基板下方的公共电极、公共电极下方的彩膜基板液晶取向层、所述阵列基板侧的偏光片、阵列基板液晶取向层，以及所述彩膜基板和所述阵列基板之间的液晶层。

4.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，所述液晶层为负性液晶层。

5.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，所述液晶层的电场施加方式为竖直电场模式。

6.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，所述像素电极是设置为：部分地覆盖所述反射区。

7.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于，所述像素电极是设置为：部分地覆盖所述反射区，使得在施加竖直电场时，通过竖直电场和倾斜电场的共同作用在所述反射区中液晶层产生的水平相位延迟量为通过竖直电场作用在所述透射区中液晶层产生的水平相位延迟量的一半。

8.一种半透半反式阵列基板的制造方法，其特征在于，该方法包括：

在衬底基板上形成薄膜晶体管、栅线、数据线；

在每个像素单元的透射区的全部区域和反射区的部分区域上形成像素电极，且像素电极位于反射区时为中间断开的形式；使得在施加竖直电场时，通过竖直电场和倾斜电场的共同作用在所述反射区中产生的水平相位延迟小于通过竖直电场作用在所述透射区中产生的水平相位延迟；

对反射区像素电极间距进行优化，使得在施加竖直电场时所述反射区中的水平相位延迟大于所述透射区中的水平相位延迟；

所述反射区内的像素电极覆盖该反射区的四周区域；所述阵列基板在所述透射区和所述反射区的厚度设置为单盒厚模式厚度。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括：在所述反射区区域上形成反射层。