CN106647063A - 一种无源矩阵液晶显示器 - Google Patents

Abstract

一种无源矩阵液晶显示器，设有显示区和非显示区，包括第一基板、第二基板和液晶层，第一基板、第二基板的内侧面分别设有第一透明导电层、第二透明导电层，在显示区之内，第一透明导电层、第二透明导电层分别包括多个第一电极、第二电极，第一电极、第二电极存在多个交叠区域以构成像素或笔段；第一基板的内侧面还设有金属引线层，金属引线层包括多个金属引线，第一电极与金属引线连接，金属引线用于提供驱动电压。由于金属引线的方块电阻远小于第一透明导电层，金属引线非常细小，容易穿过各个第一电极之间的间隙，金属引线还能够从第一电极的底部穿过，增大的走线的灵活性，从而更加有效地通过线路优化的方式来降低驱动的路数而保持较多的像素。

Description

一种无源矩阵液晶显示器

技术领域

本发明涉及一种显示器，尤其涉及一种无源矩阵液晶显示器。

背景技术

相比于有源矩阵的液晶显示器，无源矩阵液晶显示器不包含有源器件，具有结构简单，成本低、开发周期短的优点，无源矩阵液晶显示器能够灵活地应用在各种家电、工控设备或汽车的指示仪表上。

这种无源矩阵液晶显示器，一般采用多路数的动态驱动来增加像素或笔段的数量(最大数量＝扫描线数量N×信号线数量M，扫描线数量对应驱动路数)，由于各路动态驱动相应的像素之间存在干扰，在液晶显示器的光电曲线陡度难以提高的情况下，当驱动路数提高时，其显示质量(如对比度)会出现明显的降低。

显然，通过线路优化来降低驱动路数而保持较多的像素，可解决上述显示质量降低的问题。然而，在现有技术中，受限于液晶显示器所采用的ITO线路的高电阻，通过线路优化来降低驱动路数并没有较好的解决方法，难度较大，效果不明显。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无源矩阵液晶显示器，这种无源矩阵液晶显示器能够更有效地通过线路优化的方式来降低驱动的路数而保持较多的像素。采用的技术方案如下：

一种无源矩阵液晶显示器，设有显示区和非显示区，包括第一基板、第二基板和液晶层，液晶层设于第一基板与第二基板之间，其特征为：第一基板、第二基板的内侧面分别设有由透明氧化物导电薄膜图形化而成的第一透明导电层、第二透明导电层，在显示区之内，第一透明导电层、第二透明导电层分别包括多个第一电极、第二电极，第一电极、第二电极存在多个交叠区域以构成像素或笔段；第一基板的内侧面还设有由金属薄膜图形化而成的金属引线层，金属引线层包括多个金属引线，至少部分第一电极与金属引线连接，金属引线用于提供驱动电压。

一般来说，上述第一基板、第二基板为透明的玻璃基板。作为液晶显示器，除了第一基板、第二基板、液晶层之外，一般还包括第一偏光片、第一配向层、第二配向层、第二偏光片，因此，像素或笔段作为液晶显示器控制光线通断的最小单元，其剖面一般为依次包括第一偏光片、第一基板、第一电极、第一配向层、液晶层、第二配向层、第二电极、第二基板和第二偏光片构成的层状结构。

上述第一透明导电层、第二透明导电层由透明氧化物导电薄膜图形化而成的，通常，第一透明导电层、第二透明导电层可由于氧化铟锡(ITO)、氧化锌铝(AZO)等材料的薄膜图形化而成，第一透明导电层、第二透明导电层的电阻，一般通过厚度控制在5-1000方阻之间，以避免厚度过大导致透光率过低。

通常第一配向层、第二配向层分别附着于第一透明导电层（第一电极）、第二透明导电层（第二电极）的内侧面，第一配向层、第二配向层具有使液晶分子按照预倾角进行排列的配向和取向作用，由此，根据上述预倾角、取向状态以及液晶的性质和成分(如液晶分子的类型，以及如手性剂之类的添加剂)，液晶层可以配置为TN(扭曲向列)、STN(超扭曲向列)、VA(垂直配向)等模式，根据不同液晶模式的光电曲线陡度，上述液晶显示器可配置为各种路数的驱动，如在TN或VA模式下采用8路、16路或32路驱动，而在STN模式下采用更高的64路或128路驱动。根据第一偏光片、第二偏光片的结构，上述无源矩阵液晶显示器还可以配置为透光、反射、透反等模式，偏光片还能够包含一定的光学补偿膜，以改善液晶显示的品质(如视角、对比度)。

上述金属薄膜可以为单层或多层的金属薄膜或合金薄膜，优选地，金属薄膜采用“钼铌-铝钕-钼铌”的三层合金结构，其电阻率和稳定性都较为理想；上述金属薄膜的方块电阻可以达到0.5方阻以下。

在第一电极、第二电极之间施加一定的电压，使得在第一电极、第二电极的交叠区域，即像素或笔段区域的液晶层内形成电场，由此带动其液晶分子的变化，从而根据液晶分子的双折射效应来改变光的偏振态，在第一偏光片、第二偏光片的共同作用下实现光线的通断，为线路优化提供前提条件；进一步地，在第一基板内侧，部分第一电极通过金属引线与外部电路(如设置在第一基板边缘的焊盘)连接起来，由于金属引线的电阻率远远地小于第一透明导电层，金属引线能够设计得非常细小，因而容易穿过各个第一电极之间的间隙，或者，在配置有绝缘膜层的情况下，金属引线还能与第一电极层构成双层导电结构，金属引线能够从第一电极的底部穿过，因此增大的走线的灵活性，从而能够更加有效地通过线路优化的方式来降低驱动的路数而保持较多的像素。例如，基于金属引线的细小，在采用金属引线来作为部分信号线的情况下，可使信号线的数量翻倍，在保持同等像素的情况下，将驱动路数由2N降低为N。

作为本发明的优选方案，所述金属引线穿过所述显示区。将金属引线设计为穿过显示区，也就是说，金属引线不是设置在非显示区，例如金属引线部从周边区绕过，因此走线更短，其布线更加容易。

作为本发明进一步的优选方案，所述金属引线的宽度小于20μm。将金属引线的宽度设置为小于20μm，减少反射光对显示效果的影响，而且，其产生的电场分散，在低于阈值的情况下，不会影响到显示。这种情况下，还可以不需要设置绝缘层，减少整体层数。

作为本发明进一步的优选方案，还包括绝缘层，绝缘层设置在所述金属引线层与第一电极层之间，所述金属引线从第一电极的外侧穿过，并且金属引线处于相应的第一电极的范围之内。通过设置绝缘层，并将金属引线设置在第一电极外侧，使得金属引线被第一电极所屏蔽，当金属引线施加有电压时，即使与第二电极重叠，也不会对液晶层构成影响而导致误显示。

作为本发明进一步的优选方案，还包括绝缘层，绝缘层设置在所述金属引线层与第一电极层之间，绝缘层的厚度至少为液晶层的1/4；所述金属引线从各个第一电极之间的间隙穿过。金属引线从各个第一电极之间的间隙穿过，避免金属引线遮挡到像素或笔段，绝缘层设置在金属引线层与第一电极层之间且厚度大于为液晶层的1/4，使得金属引线与第二电极之间的距离较大，即使金属引线施加有电压时，金属引线与第二电极之间的电场也容易控制为小于液晶层发生变化的强度。

作为本发明的优选方案，所述金属引线设置在所述非显示区。将金属引线设置在非显示区，金属引线不会影响到显示，例如不会反光，不会遮挡像素，也不会形成不需要的显示。

作为本发明进一步的优选方案，在所述非显示区，所述金属引线的内侧覆盖有透明引线，透明引线由所述第一透明导电层构成。透明引线覆盖在金属引线的内侧，也就是说，每一条金属引线都为透明引线所覆盖，由于透明引线由氧化物透明导电薄膜制作而成，其本身具有抗氧化性，能够为金属引线提供保护，防止金属引线被氧化。

作为本发明进一步的优选方案，还包括保护层，保护层为一层绝缘膜层，保护层至少覆盖在所述金属引线的内侧。采用绝缘膜层来对金属线进行保护，相比于采用上述透明导电膜，无需为透明引线增加引线之间的距离，由此可以减少引线的宽度，使得非显示区更窄。具体来说，上述保护层可以为氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、氮化钛薄膜等无机薄膜或涂层，也可以为聚酰亚胺等有机薄膜或涂层，或者可以为光敏树脂涂层。

作为本发明更进一步的优选方案，所述保护层为光敏树脂层，所述金属引线层、光敏树脂层和第一透明导电层依次设置在第一基板的内侧面，所述第一电极设置在光敏树脂层的内侧，至少部分第一电极通过光敏树脂层之上的通孔、缺口或边缘之外与所述金属引线的一端相连接。将金属引线层、光敏树脂层和第一透明导电层依次设置在第一基板的内侧面，光敏树脂层不仅对金属引线层具有保护作用，还能够填平金属引线引起的凸起，对第一基板的内侧面起到平坦化作用，有利于提高液晶显示的均匀性，例如避免出现画面不均、摩擦纹等问题。

作为本发明进一步的优选方案，在所述非显示区之内，所述第一基板、第二基板之间设有密封胶层，密封胶层覆盖在金属引线的内侧。利用密封胶层对金属引线进行保护，使得金属引线不容易接触到外接的空气，以避免其被氧化。

上述的内侧是指相对靠近中间液晶层的一侧，而外侧则指相对远离中间液晶层的一侧。

附图说明

图1是本发明实施例一的层状结构示意图；

图2是本发明实施例一的平面结构示意图；

图3是图2中P部分的局部放大图；

图4是图3中沿A-A的剖面图；

图5是图3中沿B-B的剖面图；

图6是图3中沿C-C的剖面图；

图7是图2中Q部分的局部放大图；

图8是图7中沿D-D的剖面图；

图9是本发明实施例二的平面结构示意图；

图10是图9中R部分的局部放大图；

图11是图10中沿E-E的剖面图；

图12是图10中沿F-F的剖面图；

图13是图10中沿G-G的剖面图；

图14是本发明实施例三的层状结构示意图；

图15是本发明实施例三的平面结构示意图；

图16是本发明实施例四的层状结构示意图；

图17是本发明实施例四的平面结构示意图；

图18是图17中S部分的局部放大图；

图19是图18中沿H-H的剖面图；

图20是图17中T部分的局部放大图；

图21是图20中沿I-I的剖面图；

图22是本发明实施例五的层状结构示意图；

图23是本发明实施例五的平面结构示意图；

图24是图23中U部分的局部放大图；

图25是图24中沿J-J的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。

实施例一

如图1至图8所示，这种无源矩阵液晶显示器，设有显示区和非显示区，包括第一偏光片1、第一基板2、第一透明导电层3、第一配向层4、液晶层5、第二配向层6、第二透明导电层7、第二基板8和第二偏光片9，液晶层5设于第一基板2与第二基板8之间，第一透明导电层3、第二透明导电层7分别设置在第一基板2、第二基板8的内侧面，第一透明导电层3、第二透明导电层7由透明氧化物导电薄膜图形化而成。显示区划分为上半区和下半区，在上半区或下半区，第一透明导电层3、第二透明导电层7均分别包括16个第一电极10和8个第二电极11并形成8×16个交叠区域，由此，在上半区K、下半区L分别构成8×16的像素或笔段阵列，使得整个显示区为一16×16的像素或笔段阵列；第一基板2的内侧面还设有由金属薄膜图形化而成的金属引线层12，金属引线层12包括8个扫描线引脚13、32个信号线引脚14及其到第一电极10或第二电极11的金属引线15(包括扫描线和信号线)，其中：每个扫描线引脚13通过左侧非显示区的两个金属引线15分别连接到上半区K、下半区L的各一第二电极11；信号线引脚14分为两组，其中一组连接至16个第一电极10处于下半区L的端部，另一组通过绕过右侧非显示区的金属引线15，由顶侧连接至16个第一电极10处于上半区K的端部。

上述各个第二电极11的连接端通过导电条17实现与第一基板2上的扫描线（金属引线15）连接，导电条17由包含导电小球18的导电胶19形成。

上述第一电极10、第二电极11、扫描线引脚13、信号线引脚14、扫描线、信号线的数量仅为示例，并不代表唯一数量，可根据像素或笔段的具体数量进行设置，因此，上述数量可以分别设置为M、N的倍数。

上述金属引线15均设置在非显示区，在非显示区，扫描线引脚13、信号线引脚14、金属引线15的内侧覆盖有透明引线20，透明引线20由第一透明导电层7构成。

在第一电极10、第二电极11之间施加一定的电压，使得在第一电极10、第二电极11的交叠区域，即像素或笔段区域的液晶层5内形成电场，由此带动其液晶分子的变化，从而根据液晶分子的双折射效应来改变光的偏振态，在第一偏光片1、第二偏光片9的共同作用下实现光线的通断，进一步采用金属引线15，由于金属引线15的方块电阻远小于第一透明导电层7，金属引线15能够设计得非常细小，将金属引线15作为信号线，并设置了两倍数量的信号线及相应的信号线引脚14，而扫描线分为上半区和下半区，上半区K、下半区K的相应扫描线连接到同一扫描线引脚13以进行同步驱动，扫描线的数量虽不变，但扫描线引脚13减少了一半，在保持像素或笔段的数量为16×16的情况下，将16×16路驱动降级为8×32路驱动，即是将驱动路数由16降低为8，从而能够更加有效地通过线路优化的方式来降低驱动的路数而保持较多的像素。

实施例二

如图9至图13所示，在其它部分均与实施例一相同的情况下，其区别仅在于：金属引线15的内侧并不覆盖由第一透明导电层3形成的透明引线20，而是增设了保护层21，保护层21为光敏树脂层，金属引线层12、保护层21和第一透明导电层3依次设置在第一基板2的内侧面，保护层21至少覆盖在金属引线15的内侧，第一电极10设置在保护层21的内侧，第一电极10通过保护层21之上的通孔、缺口或边缘之外与金属引线15的一端相连接。周边仅走金属引线15，因此金属引线15的间距更小，金属引线15的线宽为10μm，金属引线15的间距为8μm。树脂层一般1～3μm厚，具有平坦作用。除此之外，实施例还还可采用其他类型的保护层21，如果保护层21较薄，则第一透明导电层3可以做在保护层21之内(ITO-金属层-保护层)。

实施例三

如图14、图15所示，在其它部分均与实施例一相同的情况下，其区别仅在于：金属引线15的内侧并不覆盖由第一透明导电层3形成的透明引线20，而是在非显示区之内，第一基板2、第二基板8之间增设密封胶层22，即是将原来的密封圈扩大到能够覆盖所有金属引线15，密封胶层22覆盖在金属引线15的内侧，另外，相应的第二电极11直接在第二基板8上通过跳线23连接，无需在第一基板2上设置第二电极11的跳线连接。

实施例四

如图16至图21所示，种无源矩阵液晶显示器，设有显示区和非显示区，包括第一偏光片1、第一基板2、第一透明导电层3、第一配向层4、液晶层5、第二配向层6、第二透明导电层7、第二基板8和第二偏光片9，液晶层5设于第一基板2与第二基板8之间，第一透明导电层3、第二透明导电层7分别设置在第一基板2、第二基板8的内侧面，第一透明导电层3、第二透明导电层7由透明氧化物导电薄膜图形化而成。显示区划分为上半区和下半区，在上半区或下半区，第一透明导电层3、第二透明导电层7均分别包括16个第一电极10和8个第二电极11并形成8×16个交叠区域，由此，在上半区K、下半区L分别构成8×16的像素或笔段阵列，使得整个显示区为一16×16的像素或笔段阵列；第一基板2的内侧面还设有由金属薄膜图形化而成的金属引线层12，金属引线层12包括8个扫描线引脚13、32个信号线引脚14及其到第一电极10或第二电极11的金属引线15(包括扫描线和信号线)，其中：每个扫描线引脚13通过左侧非显示区的金属引线15分别连接到上半区K、下半区L相应的两个第二电极11，其中，相应的两个第二电极11在第二基板8上通过跳线23连接；信号线引脚14分为两组，其中一组通过由第一透明导电层3形成的ITO连线24直接连接至16个第一电极10处于下半区L的端部，另一组通过金属引线15穿过显示区连接至16个第一电极10处于上半区K的端部。

上述各个第二电极11的连接端通过导电条17实现与第一基板2上的扫描线（金属引线15）连接，导电条17由包含导电小球18的导电胶19形成。

上述第一电极10、第二电极11、扫描线引脚13、信号线引脚14、扫描线、信号线的数量仅为示例，并不代表唯一数量，可根据像素或笔段的具体数量进行设置，因此，上述数量可以分别设置为M、N的倍数。

上述金属引线15（信号线）穿过显示区，金属引线15的宽度小于20μm，在金属引线层12与第一电极层3之间还设有绝缘层25，金属引线15从第一电极10的外侧穿过，并且金属引线15处于相应的第一电极10的范围之内。

实施例五

如图22至图25所示，在其它部分均与实施例四相同的情况下，其区别仅在于：绝缘层25的厚度为液晶层5的1/2（大于1/4就可以），即是对绝缘层25进行加厚；金属引线15从各个第一电极10之间的间隙穿过。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无源矩阵液晶显示器，设有显示区和非显示区，包括第一基板、第二基板和液晶层，液晶层设于第一基板与第二基板之间，其特征为：第一基板、第二基板的内侧面分别设有由透明氧化物导电薄膜图形化而成的第一透明导电层、第二透明导电层，在显示区之内，第一透明导电层、第二透明导电层分别包括多个第一电极、第二电极，第一电极、第二电极存在多个交叠区域以构成像素或笔段；第一基板的内侧面还设有由金属薄膜图形化而成的金属引线层，金属引线层包括多个金属引线，至少部分第一电极与金属引线连接，金属引线用于提供驱动电压。

2.如权利要求1所述的无源矩阵液晶显示器，其特征是：所述金属引线穿过所述显示区。

3.如权利要求2所述的无源矩阵液晶显示器，其特征是：所述金属引线的宽度小于20μm。

4.如权利要求2所述的无源矩阵液晶显示器，其特征是：还包括绝缘层，绝缘层设置在所述金属引线层与第一电极层之间，所述金属引线从第一电极的外侧穿过，并且金属引线处于相应的第一电极的范围之内。

5.如权利要求2所述的无源矩阵液晶显示器，其特征是：还包括绝缘层，绝缘层设置在所述金属引线层与第一电极层之间，绝缘层的厚度至少为液晶层的1/4；所述金属引线从各个第一电极之间的间隙穿过。

6.如权利要求1所述的无源矩阵液晶显示器，其特征是：所述金属引线设置在所述非显示区。

7.如权利要求6所述的无源矩阵液晶显示器，其特征是：在所述非显示区，所述金属引线的内侧覆盖有透明引线，透明引线由所述第一透明导电层构成。

8.如权利要求6所述的无源矩阵液晶显示器，其特征是：还包括保护层，保护层为一层绝缘膜层，保护层至少覆盖在所述金属引线的内侧。

9.如权利要求8所述的无源矩阵液晶显示器，其特征是：所述保护层为光敏树脂层，所述金属引线层、光敏树脂层和第一透明导电层依次设置在第一基板的内侧面，所述第一电极设置在光敏树脂层的内侧，至少部分第一电极通过光敏树脂层之上的通孔、缺口或边缘之外与所述金属引线的一端相连接。

10.如权利要求6所述的无源矩阵液晶显示器，其特征是：在所述非显示区之内，所述第一基板、第二基板之间设有密封胶层，密封胶层覆盖在金属引线的内侧。