CN104570466A - 一种显示面板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示面板及显示装置，该显示面板，包括阵列基板、对置基板以及形成于阵列基板和对置基板之间的显示液晶层，显示面板还包括：第一光线作用单元，用于在反射模式下反射穿过显示液晶层的光线中具有第一偏振方向的第一光线，并透过具有第二偏振方向的第二光线，在透射模式下反射来自于背光模组的光线中具有第一偏振方向的第三光线，并透过具有第二偏振方向的第四光线；第二光线作用单元，用于在反射模式下吸收透过第一光线作用单元的第二光线，在透射模式下透过来自于背光模组的光线。发明综合了反射模式和半反半透模式的优点，同时还避免了反射模式和半反半透模式的缺点。

Description

一种显示面板及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术，特别是一种显示面板及显示装置。
背景技术
随着显示技术的快速发展，用户对显示的特性要求越来越高，比如高对比度、高分辨率、低功耗等。
为了满足低功耗的需求，现有技术中出现了更适用于户外工作的反射式显示面板，比如可以应用于广告牌、路标等。
然而反射式显示面板具有很明显的缺点，那就是在环境光线较弱时无法很好的显示。
为了解决反射式面板应用场景受限的问题，现有技术提出了一种半反半透式显示面板。相对于反射式显示面板，半反半透式显示面板增加了背光源，因此在环境光线较弱时也能够基于背光源产生的光线进行显示。
然而半反半透式显示面板中，针对每一个像素都设置有一个透射区和一个反射区，而在完全黑暗的环境下，该反射区无法利用背光源产生的光线进行显示，因此大大降低了面板的开口率。
同时，由于反射区的存在，背光源产生的光线中有一部分被反射，因此当可利用的环境光有限时(如处于室内较暗的环境时)，为了达到相同的亮度，相对于现有技术的透射式显示面板，半反半透式显示面板需要更高的背光源亮度。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种显示面板及显示装置，能够分别工作于透射模式和反射模式，综合透射模式和反射模式的优点，提高产品性能。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种显示面板，包括阵列基板、对置基板以及形成于阵列基板和对置基板之间的显示液晶层，所述显示面板还包括：
第一光线作用单元，用于在反射模式下反射穿过显示液晶层的光线中具有第一偏振方向的第一光线，并透过具有第二偏振方向的第二光线，在透射模式下反射来自于背光模组的光线中具有第一偏振方向的第三光线，并透过具有第二偏振方向的第四光线；
第二光线作用单元，到所述显示液晶层的距离比所述第一光线作用单元到所述显示液晶层的距离远，用于在反射模式下吸收透过所述第一光线作用单元的第二光线，在透射模式下透过来自于背光模组的光线。
上述的显示面板，其中，所述阵列基板包括玻璃基板，所述第一光线作用单元为包括所述玻璃基板和形成于玻璃基板上的光栅线的线栅偏振器。
上述的显示面板，其中，所述光栅线上覆盖有平坦层。
上述的显示面板，其中，所述第二光线作用单元为宾主液晶层。
上述的显示面板，其中，所述宾主液晶层和光栅线以共基板的方式设置于所述玻璃基板相对的两侧。
上述的显示面板，其中，所述宾主液晶层和显示液晶层的灌晶口相对设置。
上述的显示面板，其中，所述线栅偏振器的光栅线设置于所述玻璃基板距所述液晶层较远的一侧。
上述的显示面板，其中，所述光栅线为多条相互平行且等距离设置，并作为所述宾主液晶层的控制电极的金属线。
上述的显示面板，其中，所述对置基板上设置有能够透过具有第一偏振方向的光线，阻挡具有第二偏振方向的光线的偏振单元。
为了更好地实现上述目的，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述任意的显示面板。
本发明实施例具有以下有益效果中的至少一个：
相对于现有技术的反射式显示面板而言，本发明实施例的显示面板不但能够实现反射式显示面板的所有功能，还解决了现有的反射式显示面板无法在环境光线较弱的环境下工作的问题。
而相对于现有技术的半反半透式显示面板而言，本发明的显示面板在环境光线较足的情况下能够完全关闭背光源而切换到反射模式下工作，节约了能耗，而在当前环境下可利用的环境光有限时，本发明的显示面板能够开启背光源而切换到透射模式下工作，但由于本发明实施例在透射模式下工作时并不存在反射区，因此解决了现有技术的半反半透式显示面板中由于反射区的设置而带来的背光源效率低以及开口率较低的问题。
因此本发明实施例的显示面板通过利用相互配合的第一光线作用单元和第二光线作用单元，在反射模式和透射模式分别独立工作，综合了透射式显示面板和半反半透式显示面板的优点，并解决了透射式显示面板和半反半透式显示面板的缺点，提高了产品性能。
同时，本发明具体实施例的显示面板中，第二光线作用单元在透射模式下会完全透过来自于背光模组的光线，因此不会因为第二光线单元的设置而降低背光模组产生的光线的利用率。
附图说明
图1表示本发明实施例的显示面板的结构示意图；
图2表示本发明实施例的显示面板在反射模式下工作的示意图；
图3表示本发明实施例的显示面板在透射模式下工作的示意图；
图4表示本发明实施例的显示面板中光栅线的一种设置方式；
图5表示本发明实施例的显示面板中光栅线的另一种设置方式；
图6表示本发明实施例的显示面板中光栅线和宾主液晶层的一种设置方式；
图7表示本发明实施例的显示面板中光栅线和宾主液晶层的另一种设置方式。
具体实施方式
本发明实施例的显示面板及显示装置中，利用相互配合的第一光线作用单元和第二光线作用单元，能够在反射模式和透射模式分别独立工作，综合透射模式和反射模式的优点，提高产品性能。
本发明实施例的显示面板，包括阵列基板、对置基板以及形成于阵列基板和对置基板之间的显示液晶层，其中，所述显示面板还包括：
第一光线作用单元，用于在反射模式下反射穿过显示液晶层的光线中具有第一偏振方向的第一光线，并透过具有第二偏振方向的第二光线，在透射模式下反射来自于背光模组的光线中具有第一偏振方向的第三光线，并透过具有第二偏振方向的第四光线；
第二光线作用单元，到所述显示液晶层的距离比所述第一光线作用单元到所述显示液晶层的距离远，用于在反射模式下吸收透过所述第一光线作用单元的第二光线，在透射模式下透过来自于背光模组的光线。
本发明实施例的显示面板现对于现有技术的反射式显示面板而言，当当前环境下可利用的环境光较为充足时，第一光线作用单元和第二光线作用单元能够配合工作于反射模式，此时第一光线作用单元起到反射面的作用，而第二光线作用单元起光线吸收作用，达到了利用环境光进行显示的目的。
而当当前环境下可利用的环境光有限，不足以支持正常显示时，第一光线作用单元和第二光线作用单元能够配合工作于透射模式。此时，第二光线作用单元实际上为一个光线透传的单元，对背光源产生的光源完全透过，而第一光线作用单元作为透射模式的阵列基板的下偏振片，和阵列基板、液晶层、对置基板以及上偏振片等一起构成透射式显示面板，达到了利用背光源进行显示的目的。
因此，相对于现有技术的反射式显示面板而言，本发明实施例的显示面板在当前环境下可利用的环境光有限，不足以支持正常显示时也能够正常工作，解决了现有技术的反射式显示面板无法在环境光线较弱的环境下工作的问题。
本发明实施例的显示面板现对于现有技术的半反半透式显示面板而言，当当前环境下可利用的环境光较为充足时，第一光线作用单元和第二光线作用单元能够配合工作于反射模式，此时第一光线作用单元起到反射面的作用，而第二光线作用单元起光线吸收作用，达到了直接利用环境光进行显示的目的，此时无需开启背光源，因此能够在环境光较为充足时以较低的功耗实现正常显示。
而当当前环境下可利用的环境光有限时，第一光线作用单元和第二光线作用单元能够配合工作于透射模式。此时，第二光线作用单元实际上为一个光线透传的单元，对背光源产生的光源完全透过，而第一光线作用单元作为透射模式的阵列基板的下偏振片，和阵列基板、液晶层、对置基板以及上偏振片等一起构成透射式显示面板，达到了利用背光源进行显示的目的。
现有技术的半反半透式显示面板中，由于反射层的存在，其部分光线完全被反射层阻挡无法进入液晶层。而本发明实施例的显示面板中，背光源产生的所有光线都能够通过第二光线作用单元，并通过第一光线作用单元进入液晶层，因此，本发明实施例的显示面板相对于现有技术的半反半透式显示面板提高了背光源的效率，达到了节约功耗的目的。
而由于本发明实施例的显示面板在透射模式下工作时，第一光线作用单元起到的起偏作用，因此并不存在针对每一个像素设置的反射区，因此也能够提高显示面板的开口率。
综上所述，相对于现有技术的反射式显示面板而言，本发明的显示面板不但能够实现反射式显示面板的所有功能，还解决了现有的反射式显示面板无法在环境光线较弱的环境下工作的问题。
而相对于现有技术的半反半透式显示面板而言，本发明的显示面板在环境光线较足的情况下能够完全关闭背光源而切换到反射模式下工作，节约了能耗，而在当前环境下可利用的环境光有限时，本发明的显示面板能够开启背光源而切换到透射模式下工作，但由于本发明实施例在透射模式下工作时并不存在反射区，因此解决了现有技术的半反半透式显示面板中由于反射区的设置而带来的背光源效率低以及开口率较低的问题。
因此本发明实施例的显示面板通过利用相互配合的第一光线作用单元和第二光线作用单元，在反射模式和透射模式分别独立工作，综合了透射式显示面板和半反半透式显示面板的优点，并解决了透射式显示面板和半反半透式显示面板的缺点，提高了产品性能。
同时，本发明具体实施例的显示面板中，不但需要第一光线作用单元，还需要第二光线作用单元，其在反射模式下起到吸收透过所述第一光线作用单元的第二光线，但在透射模式下会完全透过来自于背光模组的光线。因此，该第二光线作用单元在透射模式下相当于一个透明体，不会降低背光模组产生的光线的利用率。
下面对本发明实施例的显示面板在透射模式和反射模式下的详细工作过程说明如下。
<反射模式>
在反射模式下工作时，本发明具体实施例的显示面板利用环境光进行工作，此时第一光线作用单元反射穿过显示液晶层的光线中具有第一偏振方向的第一光线，并透过具有第二偏振方向的第二光线，而第二光线作用单元吸收透过所述第一光线作用单元的第二光线。
如图2所示，环境光通过上偏振片之后，X方向的偏振光被上偏振片吸收，而Y方向的线偏振光能够通过上偏振片。如图2左半部分所示，当不对显示液晶层施加电压时，显示液晶层能够对到达显示液晶层的Y方向的线偏振光进行扭转，使之通过显示液晶层改变为X方向的线偏振光。
在反射模式下工作时，第一光线作用单元能够反射穿过显示液晶层的Y方向的线偏振光，并透过X方向的线偏振光。因此，当对显示液晶层不施加电压时，通过显示液晶层改变为X方向的线偏振光到达第一光线作用单元时，穿过第一光线作用单元，由第二光线作用单元完全吸收，实现了暗态显示。
而如图2右半部分所示，当对显示液晶层施加电压时，由于液晶分子垂直排列，导致显示液晶层不会改变穿过显示液晶层的光线，因此Y方向的线偏振光通过显示液晶层后，仍然保持为Y方向的线偏振光。
在反射模式下工作时，第一光线作用单元能够反射穿过显示液晶层的Y方向的线偏振光，并透过X方向的线偏振光。因此，当对显示液晶层施加电压时，通过显示液晶层的Y方向的线偏振光到达第一光线作用单元时，被第一光线作用单元反射。而被第一光线作用单元反射的Y方向的线偏振光会穿过显示液晶层，并通过上偏振片，实现了亮态显示。
当对显示液晶层施加不同的电压时，即可实现其他灰阶的显示，在此不再详细说明。
<透射模式>
在透射模式下工作时，本发明具体实施例的显示面板利用背光源产生的光线进行工作，此时第一光线作用单元反射的是来自于背光模组的光线中具有第一偏振方向的第三光线，而透过的是来自于背光模组的光线中具有第二偏振方向的第四光线；而第二光线作用单元在透射模式下直接透过来自于背光模组的光线。
如图3所示，背光源产生的光直接通过第二光线作用单元到达第一光线作用单元，此时第一光线作用单元相当于一个偏振片，会通过X方向的偏振光，而反射Y方向的偏振光。
如图3左半部分所示，当不对显示液晶层施加电压时，显示液晶层能够对到达显示液晶层的X方向的线偏振光进行扭转，使之通过显示液晶层改变为Y方向的线偏振光。而Y方向的线偏振光能够通过上偏振片射出，实现亮态显示。
如图3右半部分所示，当对显示液晶层施加电压时，由于液晶分子垂直排列，导致显示液晶层不会改变穿过显示液晶层的光线，因此X方向的线偏振光通过显示液晶层后，仍然保持为X方向的线偏振光。
而X方向的线偏振光会被上偏振片阻挡，无法射出显示面板，实现了暗态显示。
当对显示液晶层施加不同的电压时，即可实现其他灰阶的显示，在此不再详细说明。
在本发明的具体实施例中，相对于现有技术的阵列基板，增加了第一光线作用单元和第二光线作用单元。
如前所述，第一光线作用单元在反射模式和透射模式下分别起到不同的作用，其中，在反射模式下应该能够反射穿过显示液晶层的光线中具有第一偏振方向的第一光线，并透过具有第二偏振方向的第二光线，而在透射模式下反射来自于背光模组的光线中具有第一偏振方向的第三光线，并透过具有第二偏振方向的第四光线。
综合来看，第一光线作用单元应该能够反射具有第一偏振方向的光线，而透过具有第二偏振方向的光线。具备上述功能的第一光线作用单元可以通过多种方式来实现，在本发明具体实施例中，其采用形成于玻璃基板上的线栅偏振器来实现，具体说明如下。
线栅偏振器具有使透射的光成为偏振光的功能，所述线栅偏振器在由玻璃等构成的基板上以比光的波长短的周期(光栅线的周期为光栅线的宽度与光栅线之间的间隔之和)平行地配置有作为光栅线的多个金属线(金属丝)。
投射到线栅偏振器表面的光线中，电场在与光栅线平行的方向上振动的光线被线栅偏振器反射，而电场在与光栅线垂直的方向上振动的光被线栅偏振器透射。
因此，根据需要反射的光线的偏振方向和需要透射的光线的偏振方向即可设计合适的线栅偏振器。
在本发明的具体实施例中，组成线栅偏振器的光栅线的方向应该与上偏光片的透光轴平行即可。
在本发明的具体实施例中，上述的线栅偏振器的光栅线的结构宽度为30-50nm左右，螺距为100-200nm左右，厚度为100-200nm。
但应当理解的是，上述仅仅是线栅偏振器的一种可能的尺寸，本发明具体实施例并不限定其具体的尺寸。
结合图1所示，本发明实施例的第一光线作用单元可以是独立的元件并贴合到现有的阵列基板上。
但由于线栅型偏振器都是通过在透光性基板上形成多条相互平行的金属细线而形成，即一般的线栅型偏振器都包括：透光性基板。
而现有的显示面板的阵列基板也包括透光性的玻璃基板，为了降低产品的厚度，在本发明的具体实施例中，上述的线栅型偏振器的光栅线可以形成于阵列基板的玻璃基板上，即如图4所示，本发明实施例中，所述阵列基板包括玻璃基板时，所述第一光线作用单元为包括所述玻璃基板和形成于玻璃基板上的光栅线的线栅偏振器。
如图4所示，本发明具体实施例的显示面板中，玻璃基板既作为阵列基板功能层(如TFT结构的栅极金属层、有源层、像素电极层等)的基板，同时又作为光栅线的基板，因此至少省去了一层基板，降低了产品的厚度。
如图4所述的显示面板中，其特征在于，所述线栅偏振器的光栅线设置于所述玻璃基板距所述液晶层较远的一侧。
图4所示的设置方式中，光栅线设置于所述玻璃基板距所述液晶层较远的一侧，减小了对阵列基板原有元件(如TFT、公共电极等)的干扰，提高显示面板工作的可靠性、
虽然如图4所示的显示面板中，光栅线和阵列基板的功能层分布于玻璃基板的两侧，但光栅线和阵列基板的功能层也可以分布于玻璃基板的同侧，如图5所示。
这种情况下，为了更加方便的制作阵列基板的功能层，如阵列基板上的TFT以及像素电极等，在光栅线上覆盖有平坦层。
本发明具体实施例的显示面板中，不但需要第一光线作用单元，还需要第二光线作用单元，其在反射模式下吸收透过所述第一光线作用单元的第二光线，在透射模式下透过来自于背光模组的光线。
上述的第二光线作用单元可以通过各种方式来实现，如波片。
本发明实施例的显示面板中，不管是反射模式下使用的自然光，还是透射模式下使用的背光，其频谱范围都比较宽。如果使用波片来实现对光线处理，由于波片的作用与光线的波长相关性较大，无法保证所有频谱的光线都能够得到有效的处理。
因此，本发明具体实施例中，使用处理能力与光线的频谱相关度较小的宾主液晶来实现第二光线作用单元。
所谓宾主液晶，实际上是在液晶(Host)里混入染料(Guest)，其中，染料分子和液晶分子同样都是棒状结构的分子。这种棒状染料分子，对于长轴方向的偏振光吸收量很大，而对于短轴方向偏振光的吸收量较小。
当液晶分子围绕Z轴呈现扭转排列状(即液晶层上部分的液晶分子的长轴沿X方向排列，而在液晶层下部分的液分子的长轴沿Y方向排列)时，在液晶上层处X方向的直线偏振光大致都被吸收掉，而在液晶下层处Y方向的直线偏振光也可被吸收。而当施加的信号较大时，液晶分子的长轴可沿Z方向排列，而且染料分子也是呈现竖立状。因此，从光源发出的X方向和Y方向的直线偏振光几乎不被吸收。于是，入射光能够以非常小的损耗穿过宾主液晶层。
而一般而言，使用偏振片加波片的结构都会存在8％左右的光损耗，因此本发明具体实施例使用宾主液晶来形成第二光线作用单元还能够提高光的利用率。
当使用宾主液晶层来控制光线的吸收和通过时，宾主液晶层照样需要上下两层基板，此时，当形成线栅偏振器的光栅线也需要形成于基板时，本发明实施例中为了减小盒厚，所述宾主液晶层和光栅线以共基板的方式设置。
即如图6所示，本发明实施例的显示面板中，所述宾主液晶层和光栅线以共基板的方式设置于所述玻璃基板相对的两侧。即本发明实施例的显示面板以三层玻璃基板的结构实现了两个液晶盒(显示液晶盒和宾主液晶盒)，降低了产品的厚度。
然而，在本发明的具体实施例中，所述宾主液晶层和光栅线以共基板的方式设置于所述玻璃基板的远离显示液晶层的一侧，即如图7所示。
这种方式下，考虑到宾主液晶层需要使用电信号进行控制，而光栅线是金属导电线，因此，为了降低产品的制作工艺复杂度以及成本，在本发明具体实施例中，所述光栅线为多条相互平行且等距离设置，并作为所述宾主液晶层的控制电极的金属线。
当然，在本发明的具体实施例中，所述对置基板上设置有能够透过具有第一偏振方向的光线，阻挡具有第二偏振方向的光线的偏振单元。
当需要实现彩色显示时，所述的对置基板为彩膜基板。
本发明实施例还公开了一种显示装置，包括上述的显示面板。
上述的显示装置可以为：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。该显示装置的实施可以参见上述显示面板的实施例，重复之处不再赘述。
显然，本领域的技术人员可以对本发明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 (10)

1.一种显示面板，包括阵列基板、对置基板以及形成于阵列基板和对置基板之间的显示液晶层，其特征在于，所述显示面板还包括：
第一光线作用单元，用于在反射模式下反射穿过显示液晶层的光线中具有第一偏振方向的第一光线，并透过具有第二偏振方向的第二光线，在透射模式下反射来自于背光模组的光线中具有第一偏振方向的第三光线，并透过具有第二偏振方向的第四光线；
第二光线作用单元，到所述显示液晶层的距离比所述第一光线作用单元到所述显示液晶层的距离远，用于在反射模式下吸收透过所述第一光线作用单元的第二光线，在透射模式下透过来自于背光模组的光线。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述阵列基板包括玻璃基板，所述第一光线作用单元为包括所述玻璃基板和形成于玻璃基板上的光栅线的线栅偏振器。
3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述光栅线上覆盖有平坦层。
4.根据权利要求2或3所述的显示面板，其特征在于，所述第二光线作用单元为宾主液晶层。
5.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，所述宾主液晶层和光栅线以共基板的方式设置于所述玻璃基板相对的两侧。
6.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，所述宾主液晶层和显示液晶层的灌晶口相对设置。
7.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，所述线栅偏振器的光栅线设置于所述玻璃基板距所述液晶层较远的一侧。
8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述光栅线为多条相互平行且等距离设置，并作为所述宾主液晶层的控制电极的金属线。
9.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述对置基板上设置有能够透过具有第一偏振方向的光线，阻挡具有第二偏振方向的光线的偏振单元。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的显示面板。
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