CN103995405B - 一种半透半反型液晶面板及其制备方法、液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示技术领域，公开一种半透半反型液晶面板及其制备方法、液晶显示装置，液晶面板包括多个像素单元，像素单元具有透射区和反射区，且包括第一偏光片、第一基板、液晶层、第二基板、第二偏光片，至少一部分像素单元还包括：位于第一基板与液晶层之间的第一电极，第一电极位于透射区的部分为条形结构，第一电极位于反射区的部分为面状结构；设置于第一电极与第二基板之间的第二电极；位于反射区内、且设置于第一基板与液晶层之间的线栅偏振元件，线栅偏振元件具有多条线栅，多条线栅的排列方向与第一偏光片的吸光轴垂直，每一条线栅的延伸方向与第一偏光片的透光轴平行。上述液晶面板像素单元中反射区与透射区的电光特性匹配较高。

Description

一种半透半反型液晶面板及其制备方法、液晶显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种半透半反型液晶面板及其制备方法、液晶显示装置。

背景技术

目前，市场上的液晶显示装置可分为透射型、反射型和半透半反型三大类，其中半透半反型的液晶显示装置可同时在光线充足和光线不足的情况下使用，因此广泛应用于便携式移动电子产品的显示设备。

在半透半反型的液晶显示装置的性能评价中，高的光效率和更好的色彩再现是非常重要的，因此，对于半透半反型的液晶显示装置中，液晶面板内透射区和反射区的电光特性匹配是非常重要的。

因此，如何提供一种透射区和反射区的电光特性匹配较高的半透半反型液晶面板及液晶显示装置是本领域技术人员亟需解决的技术问题之一。

发明内容

本发明提供了一种半透半反型液晶面板及其制备方法、液晶显示装置，该液晶面板中反射区与透射区的电光特性匹配较高。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种半透半反型液晶面板，包括多个阵列分布的像素单元，每一个所述像素单元内具有透射区和反射区，每一个所述像素单元包括由入光侧向出光侧依次排列的第一偏光片、第一基板、液晶层、第二基板、第二偏光片，至少一部分像素单元中还包括：

位于所述第一基板与所述液晶层之间的第一电极，所述第一电极位于所述透射区的部分为条形结构，所述第一电极位于所述反射区的部分为面状结构；

设置于所述第一电极与所述第二基板之间的第二电极；

位于所述反射区内、且设置于所述第一基板与所述液晶层之间的线栅偏振元件，所述线栅偏振元件具有多条线栅，所述多条线栅的排列方向与所述第一偏光片的吸光轴垂直，且每一个所述线栅的延伸方向与所述第一偏光片的透光轴平行。

线栅偏振元件具有一种特性，偏振方向与其具有的多条线栅的排列方向平行的偏振光可以通过线栅偏振元件，偏振方向与其具有的多条线栅的排列方向垂直的偏振光会被线栅偏振元件反射。

上述半透半反型的液晶面板中，至少部分像素单元的反射区设有一条线栅偏振元件，第一基板和第二基板之间的第一电极和第二电极能够控制该像素单元内液晶层的状态。

当一个像素单元需要呈亮态时，该像素单元内的液晶层内的液晶分子处于第一状态，该像素单元的透射区部分，背光源发射的光通过第一偏光片得到偏振方向与第一偏光片透光轴平行的偏振光，该偏振光通过液晶层后的偏振方向与第二偏光片的透光轴平行，进而此部分光线经第二偏光片射出液晶面板，实现亮态；同时，该像素单元的反射区中，自然光通过第二偏光片后得到偏振方向与第二偏光片透光轴方向平行的偏振光，此部分偏振光经过液晶层后的偏振方向与第一偏光片透光轴方向平行，且照射在线栅偏振元件上，由于偏振光的偏振方向与线栅偏振元件具有的多条线栅的排列方向平行，因此被线栅偏振元件反射向液晶层，然后偏振光在通过液晶层后的偏振方向与第二偏光片的透光轴平行，进而通过上偏振片射出液晶面板，实现亮态。

当一个像素单元需要实现暗态时，该像素单元内的液晶层内的液晶分子处于第二状态，该像素单元的透射区中，背光源发射的光线经过第一偏光片后得到偏振方向与第一偏光片的偏光轴方向平行的偏振光，该偏振光通过液晶层后的偏振方向与第二偏光片的透光轴方向垂直，不能透过第二偏光片，进而实现暗态；同时，该像素单元的反射区中，自然光透过第二偏光片后得到偏振方向与第二偏光片的透光轴平行的偏振光，该偏振光透过液晶层后的偏振方向与第一偏光片的透光轴方向垂直，且照射在线栅偏振元件上，由于偏振光的偏振方向与线栅偏振元件具有的多条线栅的排列方向平行，因此偏振方向与第一偏光片的透光轴垂直的偏振光能够透过线栅偏振元件后照射在第一偏光片上，然后被第一偏光片吸收，进而反射区实现暗态。

进而，上述液晶面板中，每一个像素单元的透射区和反射区能够同时实现亮态和暗态的显示；且，由于第一电极位于反射区的部分为面状结构，且位于透射区的部分为条形结构，因此，第一电极与第二电极相互作用产生的电场中，透射区的电场强度小于反射区的电场强度，进而使液晶层在电场作用下对透射区通过该液晶层一次的光线产生的相位延迟、与反射区通过该液晶层两次的光线产生的相位延迟相同，提高每一个像素单元中透射区和反射区之间光电特性的匹配。

因此，上述液晶面板能够实现半透半反型的显示，且每一个像素单元中反射区与透射区的电光特性匹配较高。

优选地，所述线栅偏振元件设置于所述第一电极与所述第一基板之间；或者，

所述线栅偏振元件设置于所述第一电极与所述液晶层之间。

优选地，所述第二电极设置于所述第一电极与所述液晶层之间、与所述第一电极绝缘，所述第二电极具有条形结构。

优选地，所述第二偏光片和所述第一偏光片的吸光轴相互垂直，且所述液晶层中液晶分子的初始取向与所述第一偏光片的透光轴方向平行。

优选地，所述第二电极设置于所述第二基板和所述液晶层之间。

优选地，所述线栅偏振元件中，所述多条线栅周期性分布；沿所述多条线栅的排列方向，每一条线栅的宽度大小为任意相邻的两个线栅的中心线之间间距大小的40％～60％。

优选地，沿所述多条线栅的排列方向，任意相邻的两个线栅的中心线之间间距的大小为50～200nm；沿所述第一基板指向第二基板的方向，所述线栅偏振元件的厚度为40～80nm。

本发明还提供了一种液晶显示装置，包括上述技术方案中提供的任一种半透半反型液晶面板。

由于上述液晶面板中每一个像素单元的透射区与反射区的电光特性匹配较高，因此，该液晶显示装置的显示效果较好。

本发明还提供了一种液晶面板的制备方法，所述液晶面板包括多个阵列分布的像素单元，每一个所述像素单元内具有透射区和反射区，所述制备方法包括：

在第一基板上形成第一电极图形、第二电极图形和线栅偏振单元图形；其中，所述第一电极位于透射区的部分为条形结构，位于所述反射区的部分为面状结构；所述线栅偏振单元位于反射区，且线栅偏振单元图形包括并行设置的多条线栅；

对盒连接第一基板和第二基板以形成液晶盒；

在第一基板背离第二基板的侧面贴设第一偏光片，且在第二基板背离第一基板的侧面贴设第二偏光片；其中，第一偏光片的吸光轴与所述多条线栅的排列方向垂直，且第一偏光片的透光轴与每一条线栅的延伸方向平行。

优选地，所述在第一基板上形成第一电极图形、第二电极图形和线栅偏振单元图形，具体包括：

在第一基板上生成线栅金属层，并通过构图工艺形成所述线栅偏振单元中多条线栅的图形；

在线栅偏振单元图形上生成透光层，并通过构图工艺得到位于多条线栅中任意相邻的两个线栅之间间隙内的透明部图形；

生成第一电极层，并通过构图工艺形成第一电极图形；

生成钝化层；

在钝化层上形成第二电极层并通过构图工艺形成第二电极图形。

优选地，所述在第一基板上形成第一电极图形、第二电极图形和线栅偏振单元图形，具体包括：

在第一基板上生成第一电极层，并通过构图工艺形成第一电极图形；

在第一电极层上形成线栅金属层，并通过构图工艺形成线栅金属层的多条线栅图形；

生成透明的钝化层；

在钝化层上形成第二电极层并通过构图工艺形成第二电极图形。

附图说明

图1为本发明一种实施例中提供的半透半反型液晶面板的结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的液晶面板中线栅偏振元件的原理结构示意图；

图3为本发明实施例提供的液晶面板中反射区和透射区均显示暗态时的原理示意图；

图4为本发明实施例提供的液晶面板中反射区和透射区均显示亮态时的原理示意图。

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。

本发明实施例提供了一种半透半反型液晶面板其制备方法、以及一种具有该半透半反型液晶面板的液晶显示装置，该液晶面板中每一个像素单元的反射区和透射区的电光特性匹配较高，具有该液晶面板的液晶显示装置的显示效果较好。下面将结合附图对上述液晶面板的结构原理进行描述。

请参考图1～图4，其中，图1为本发明一种实施例中提供的半透半反型液晶面板的结构示意图；图2为本发明实施例中提供的液晶面板中线栅偏振元件的原理结构示意图；图3为本发明实施例提供的液晶面板中反射区和透射区均显示暗态时的原理示意图；图4为本发明实施例提供的液晶面板中反射区和透射区均显示亮态时的原理示意图。

如图1所示，一种实施例中，本发明实施例提供的半透半反型液晶面板包括多个阵列分布的像素单元，每一个像素单元内具有透射区T和反射区F，每一个像素单元包括由入光侧向出光侧依次排列的第一偏光片1、第一基板2、液晶层6、第二基板7、第二偏光片8，还包括：

位于第一基板2与液晶层6之间的第一电极4，第一电极4位于透射区T的部分为条形结构，第一电极4位于反射区F的部分为面状结构，如图1中所示；

设置于第一电极4与第二基板7之间的第二电极5；

位于反射区F内、且设置于第一基板2与液晶层6之间的线栅偏振元件3，如图2所示，线栅偏振元件3具有多条线栅31，多条线栅31的排列方向与第一偏光片1的吸光轴垂直，且每一条线栅31的延伸方向与第一偏光片1的透光轴平行。

如图2所示，线栅偏振元件3具有一种特性，入射光线A中，偏振方向与其具有的多条线栅31的排列方向平行的偏振光a2可以通过线栅偏振元件3，形成透射光线C，偏振方向与其具有的多条线栅31的排列方向垂直的偏振光a1会被线栅偏振元件3反射，形成反射光线B。

上述半透半反型的液晶面板中，像素单元的反射区F设有一条线栅偏振元件3，第一基板2和第二基板7之间的第一电极4和第二电极5能够控制该像素单元内液晶层的状态。

如图4所示，且以图4中所示的第一偏光片1、第二偏光片8的透光轴方向为例，当一个像素单元需要呈亮态时，该像素单元内的液晶层6内的液晶分子处于第一状态，该像素单元的透射区T部分，背光源发射的光如图4中所示光线b1，光线b1通过第一偏光片1后得到偏振方向与第一偏光片1透光轴平行的偏振光，该偏振光通过液晶层6后的偏振方向与第二偏光片8的透光轴平行，进而此部分光线经第二偏光片8射出液晶面板，实现亮态；同时，该像素单元的反射区F中，入射的自然光b2通过第二偏光片8后得到偏振方向与第二偏光片8透光轴方向平行的偏振光，此部分偏振光经过液晶层6后的偏振方向与第一偏光片1透光轴方向平行，且照射在线栅偏振元件3上，由于线栅偏振元件3中多条线栅31的排列方向与第一偏光片1的吸光轴垂直，因此，透过液晶层6得到的偏振光的偏振方向与线栅偏振元件3具有的多条线栅31的排列方向平行，因此被线栅偏振元件3反射形成反射光线b3反射向液晶层6，然后反射光线b3的偏振光在通过液晶层6后的偏振方向与第二偏光片8的透光轴平行，进而通过上偏振片8射出液晶面板，实现亮态。

如图3所示，且以图3中所示的第一偏光片1、第二偏光片8的透光轴方向为例，图3中所示的第一偏光片1与第二偏光片8透光轴的设置方式与图4中一致；当一个像素单元需要实现暗态时，该像素单元内的液晶层6内的液晶分子处于第二状态，该像素单元的透射区T中，背光源发射的光线b1经过第一偏光片1后得到偏振方向与第一偏光片1的偏光轴方向平行的偏振光，该偏振光通过液晶层6后的偏振方向与第二偏光片8的透光轴方向垂直，不能透过第二偏光片8，进而实现暗态；同时，该像素单元的反射区F中，入射的自然光b2透过第二偏光片8后得到偏振方向与第二偏光片8的透光轴平行的偏振光，该偏振光透过液晶层6后的偏振方向与第一偏光片1的透光轴方向垂直，且照射在线栅偏振元件3上，由于线栅偏振元件3中多条线栅31的排列方向与第一偏光片1的吸光轴垂直，因此偏振光的偏振方向与线栅偏振元件3具有的多条线栅31的排列方向平行，因此偏振方向与第一偏光片1的透光轴垂直的偏振光能够透过线栅偏振元件3后照射在第一偏光片1上，然后被第一偏光片1吸收，进而反射区实现暗态。

进而，上述液晶面板中，每一个像素单元的透射区T和反射区F能够同时实现亮态和暗态的显示；且，由于第一电极4位于反射区F的部分为面状结构，且位于透射区T的部分为条形结构，因此，第一电极4与第二电极5产生的电场中，透射区T的电场强度小于反射区F的电场强度，进而使液晶层6在电场作用下对透射区T通过该液晶层6一次的光线产生的相位延迟、与反射区F通过该液晶层6两次的光线产生的相位延迟相同，提高每一个像素单元中透射区T和反射区F之间光电特性的匹配较高。

因此，上述液晶面板能够实现半透半反型的显示，且每一个像素单元中反射区T与透射区F的电光特性匹配较高。

具体地，上述实施例中线栅偏振元件3的设置位置可以有多种选择方式：

一种方式中，线栅偏振元件3可以设置于第一电极4与第一基板2之间，如图1中所示。

另一种方式中，线栅偏振元件3还可以设置于第一电极4与液晶层6之间。

当然，当第二电极5设置于第一电极4与液晶层6之间时，线栅偏振元件3还可以设置于第二电极5与液晶层6之间。

具体地，上述实施例中，第二电极5的设置位置也可以有多种选择方式：

一种方式中，如图1所示，第二电极5可以设置于第一电极4与液晶层6之间、且与第一电极4绝缘，第二电极5具有条形结构。形成ADS(AdvancedSuper Dimension Switch，高级超维场开关)型液晶面板。

优选地，第一电极4与第二电极5之间通过钝化层9实现绝缘，第二电极5与液晶层6之间具有绝缘层10。

当第二电极5位于第一电极4与液晶层6之间时，优选地，第二偏光片8和第一偏光片1的吸光轴相互垂直，且液晶层6中液晶分子的初始取向与第一偏光片1的透光轴方向平行。

另一种方式中，第二电极5还可以设置于第二基板7和液晶层6之间。形成TN(Twisted Nematic，扭曲向列)型液晶面板。

当然，TN型液晶面板可以为长黑模式，也可以为常白模式。

一种实施例中，如图1所示，线栅偏振元件3中，多条线栅31周期性分布；沿多条线栅31的排列方向，每一条线栅31的宽度D1大小为任意相邻的两个线栅31的中心线之间间距D3大小的40％～60％。

优选地，沿多条线栅31的排列方向，任意相邻的两个线栅31的中心线之间间距D3的大小为50～200nm；沿第一基板2指向第二基板7的方向，线栅偏振元件3的厚度D2为40～80nm。

本发明实施例还提供了一种液晶显示装置，包括上述各实施方式中提供的任一种半透半反型液晶面板。

由于上述液晶面板中每一个像素单元的透射区与反射区的电光特性匹配较高，因此，该液晶显示装置的显示效果较好。

本发明实施例还提供了一种上述液晶面板的制备方法，上述液晶面板包括多个阵列分布的像素单元，每一个像素单元内具有透射区和反射区，上述制备方法包括：

步骤S101，在第一基板上形成第一电极图形、第二电极图形和线栅偏振单元图形；其中，第一电极位于透射区的部分为条形结构，位于反射区的部分为面状结构；线栅偏振单元位于反射区，且线栅偏振单元图形包括并行设置的多条线栅；通过上述步骤S101生成的第一电极和第二电极之间光电特性匹配较好，且线栅偏着单元能够对偏振方向与其具有的多条线栅的排列方向垂直的偏振光进行反射，形成反射区的反射机构；

步骤S102，对盒连接第一基板和第二基板以形成液晶盒；

步骤S103，在第一基板背离第二基板的侧面贴设第一偏光片，且在第二基板背离第一基板的侧面贴设第二偏光片；其中，第一偏光片的吸光轴与所述多条线栅的排列方向垂直，且第一偏光片的透光轴与每一条线栅的延伸方向平行。

通过上述制备方法得到的液晶面板能够实现半透半反型的显示，且像素单元中反射区T与透射区F的电光特性匹配较高。

一种具体实施方式中，上述步骤S101中，在第一基板上形成第一电极图形、第二电极图形和线栅偏振单元图形，可以具体包括：

在第一基板上生成线栅金属层，并通过构图工艺形成所述线栅偏振单元中多条线栅的图形；

在线栅偏振单元图形上生成透光层，并通过构图工艺得到位于多条线栅中任意相邻的两个线栅之间间隙内的透明部图形；

生成第一电极层，并通过构图工艺形成第一电极图形；

生成钝化层；

在钝化层上形成第二电极层并通过构图工艺形成第二电极图形。

另一种具体实施方式中，上述步骤S101中，在第一基板上形成第一电极图形、第二电极图形和线栅偏振单元图形，还可以具体包括：

在第一基板上生成第一电极层，并通过构图工艺形成第一电极图形；

在第一电极层上形成线栅金属层，并通过构图工艺形成线栅金属层的多条线栅图形；

生成透明的钝化层；

在钝化层上形成第二电极层并通过构图工艺形成第二电极图形。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种半透半反型液晶面板，包括多个阵列分布的像素单元，每一个所述像素单元内具有透射区和反射区，每一个所述像素单元包括第一偏光片、第一基板、液晶层、第二基板、第二偏光片，其特征在于，至少一部分像素单元中还包括：

位于所述第一基板与所述液晶层之间的第一电极，所述第一电极位于所述透射区的部分为条形结构，所述第一电极位于所述反射区的部分为面状结构；

设置于所述第一电极与所述第二基板之间的第二电极；

位于所述反射区内、且设置于所述第一基板与所述液晶层之间的线栅偏振元件，所述线栅偏振元件具有并行设置的多条线栅，且所述多条线栅的排列方向与所述第一偏光片的吸光轴垂直，且每一条所述线栅的延伸方向与所述第一偏光片的透光轴平行。

2.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，所述线栅偏振元件设置于所述第一电极与所述第一基板之间；或者，

所述线栅偏振元件设置于所述第一电极与所述液晶层之间。

3.根据权利要求2所述的液晶面板，其特征在于，所述第二电极设置于所述第一电极与所述液晶层之间、与所述第一电极绝缘，所述第二电极具有条形结构。

4.根据权利要求3所述的液晶面板，其特征在于，所述第二偏光片和所述第一偏光片的吸光轴相互垂直，且所述液晶层中液晶分子的初始取向与所述第一偏光片的透光轴方向平行。

5.根据权利要求2所述的液晶面板，其特征在于，所述第二电极设置于所述第二基板和所述液晶层之间。

6.根据权利要求1～5任一项所述的液晶面板，其特征在于，所述线栅偏振元件中，所述多条线栅周期性分布；沿所述多条线栅的排列方向，每一条线栅的宽度大小为任意相邻的两个线栅的中心线之间间距大小的40％～60％。

7.根据权利要求6所述的液晶面板，其特征在于，沿所述多条线栅的排列方向，任意相邻的两个线栅的中心线之间间距的大小为50～200nm；沿所述第一基板指向第二基板的方向，所述线栅偏振元件的厚度为40～80nm。

8.一种液晶显示装置，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述的半透半反型液晶面板。

9.一种半透半反型液晶面板的制备方法，所述液晶面板包括多个阵列分布的像素单元，每一个所述像素单元内具有透射区和反射区，其特征在于，所述制备方法包括：

在第一基板上形成第一电极图形、第二电极图形和线栅偏振单元图形；其中，所述第一电极位于透射区的部分为条形结构，位于所述反射区的部分为面状结构；所述线栅偏振单元位于反射区，且线栅偏振单元图形包括并行设置的多条线栅；

对盒连接第一基板和第二基板以形成液晶盒；

在第一基板背离第二基板的侧面贴设第一偏光片，且在第二基板背离第一基板的侧面贴设第二偏光片；其中，第一偏光片的吸光轴与所述多条线栅的排列方向垂直，且第一偏光片的透光轴与每一条线栅的延伸方向平行。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述在第一基板上形成第一电极图形、第二电极图形和线栅偏振单元图形，具体包括：

在第一基板上生成线栅金属层，并通过构图工艺形成所述线栅偏振单元中多条线栅的图形；

在线栅偏振单元图形上生成透光层，并通过构图工艺得到位于多条线栅中任意相邻的两个线栅之间间隙内的透明部图形；

生成第一电极层，并通过构图工艺形成第一电极图形；

生成钝化层；

在钝化层上形成第二电极层并通过构图工艺形成第二电极图形。

11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述在第一基板上形成第一电极图形、第二电极图形和线栅偏振单元图形，具体包括：

在第一基板上生成第一电极层，并通过构图工艺形成第一电极图形；

在第一电极层上形成线栅金属层，并通过构图工艺形成线栅金属层的多条线栅图形；

生成透明的钝化层；

在钝化层上形成第二电极层并通过构图工艺形成第二电极图形。