CN107463039A - 透反式液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种透反式液晶显示装置。该透反式液晶显示装置采用COA及BPS设计，并将反射电极设置于BPS遮光层的黑色矩阵上，且使反射电极与像素电极相连接，使装置在对应反射电极的区域形成反射区，而对应像素电极的区域形成透射区，能够在外在光强度较大时提升显示画面的亮度，且反射区并不占用透射区的面积，不会影响装置的透过率，同时反射区与透射区的液晶盒厚可通过控制黑色矩阵的厚度进行控制，无需引入额外的绝缘层，结构简单。

Description

透反式液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种透反式液晶显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。
目前市场上液晶显示器以光源需求大略分为三类，透射式液晶显示器、反射式液晶显示器及透反式液晶显示器。其中，透射式的液晶显示器以液晶面板背面的背光模组作为光源，背光模组发出的光线穿过阵列基板透明的像素电极进行画面显示，透射式液晶显示器适合使用在弱光源的环境中，如在室内使用，而在室外使用时，当外在光源过于强大时，会使背光源的强度受到外在光的干扰，而使得眼睛看显示器时会因此而觉得面板过亮而不清楚，影响到影像品质。而且长期使用背光源，使电量的消耗非常大，而小尺寸的显示器通常使用电池供电，所以容易出现很快没电的情况。
反射式液晶显示器主要是以前光源或者外界自然光作为光源，其阵列基板上设有用金属或者其他具有良好反射特性材料制作的反射电极，通过反射电极反射前光源或者外界自然光的光线实现画面显示，反射式液晶显示器则适合用于外在光源强大的地方，通过反射自然光进行显示能够降低显示器的能耗，但在光源弱的地方，会出现光强度不足的现象，影响影像品质。
透反式液晶显示面板则可视为透射式与反射式液晶显示面板的结合，在阵列基板上既设置有反射区，又设置有透射区，可以同时利用背光源以及前光源或者外界光源以进行显示。在光线较暗的环境下，主要靠透射模式，也就是利用液晶显示器自身的背光源发光使液晶显示面板显示图像，在阳光下等光线充足的情况下，主要靠反射模式，即利用液晶显示面板内的反射电极将外部的自然光反射出去，以此作为光源显示图像，因此透反式液晶显示器适用于各种光线强度的外部环境，尤其具有优秀的户外可视性能，并且背光源的亮度不需要很高，具有功耗低的特点。
请参阅图1，为现有的一种透反式液晶显示装置的结构示意图，该透反式液晶显示装置包括相对设置的上基板100’与下基板200’、及设于上基板100’与下基板200’之间的液晶层300’，其中，所述上基板100’为彩膜基板，具有公共电极110’，所述下基板200’包括阵列基板210’、设于阵列基板210’上的绝缘层220’、及设于所述绝缘层220’上的反射电极230’，所述下基板200’具有反射区201’及透射区202’，绝缘层220’及反射电极230’均与反射区201’对应，阵列基板210’在透射区202’设有像素电极211’，液晶层300’中与反射区201’对应区域的厚度为与透射区202’对应区域的厚度的二分之一。该透反式液晶显示装置虽然能够进行透反显示，然而由于反射区201’的存在，严重的影响了液晶显示装置的透过率，同时需要通过控制绝缘层220’的厚度来实现液晶层300’在反射区201’的厚度为在透射区202’的厚度的二分之一，制程复杂难以实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种透反式液晶显示装置，能够在外在光强度较大时提升显示画面的亮度，透过率高，无需引入额外的绝缘层，结构简单。
为实现上述目的，本发明提供一种透反式液晶显示装置，包括：相对设置的上基板与下基板、及设于上基板与下基板之间的液晶层；
所述下基板包括第一衬底、设于第一衬底上的TFT阵列层、设于TFT阵列层上的色阻层、覆盖色阻层及TFT阵列层的平坦层、设于平坦层上的BPS遮光层、设于平坦层上的像素电极、及设于BPS遮光层上的反射电极；
所述BPS遮光层包括黑色矩阵、设于黑色矩阵上且间隔设置的主隔垫物及辅助隔垫物；所述反射电极设于所述黑色矩阵上，且所述反射电极与像素电极相连接；
所述反射电极与上基板之间的距离等于像素电极与上基板之间的距离的二分之一。
所述下基板具有阵列排布的多个子像素；所述色阻层包括对应多个子像素设置的多个色阻块，相邻两行色阻块相间隔，所述色阻层还包括设于相邻两行色阻块之间的多个色阻桥；
所述BPS遮光层的黑色矩阵覆盖相邻两行色阻块之间的区域，所述主隔垫物对应位于色阻桥上方。
所述BPS遮光层通过利用半色调光罩对一形成于平坦层上的BPS材料层进行光刻制程制得。
所述半色调光罩用于形成主隔垫物的区域的透光率与用于形成辅助隔垫物的区域的透光率相同。
所述透反式液晶显示装置还包括设于上基板远离下基板一侧的上偏光片、及设于下基板远离上基板一侧的下偏光片。
所述上偏光片的光轴与下偏光片的光轴相平行。
所述透反式液晶显示装置还包括设于下偏光片远离下基板一侧的背光模组。
所述上基板包括第二衬底、及设于第二衬底靠近下基板一侧上的公共电极。
所述反射电极的材料为铝或银。
本发明的有益效果：本发明提供的一种透反式液晶显示装置，采用COA及BPS设计，并将反射电极设置于BPS遮光层的黑色矩阵上，且使反射电极与像素电极相连接，使装置在对应反射电极的区域形成反射区，而对应像素电极的区域形成透射区，能够在外在光强度较大时提升显示画面的亮度，且反射区并不占用透射区的面积，不会影响装置的透过率，同时反射区与透射区的液晶盒厚可通过控制黑色矩阵的厚度进行控制，无需引入额外的绝缘层，结构简单。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为现有的一种透反式液晶显示装置的剖面结构示意图；
图2为本发明的透反式液晶显示装置在主隔垫物处的剖视结构示意图；
图3为本发明的透反式液晶显示装置在黑色矩阵处的剖视结构示意图；
图4为本发明的透反式液晶显示装置的色阻层的俯视示意图；
图5为本发明的透反式液晶显示装置的色阻层与BPS遮光层的俯视示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
本发明提供一种透反式液晶显示装置，应用将彩色滤光层直接制备在的阵列基板上(Color Filter on Array，COA)的技术、及利用黑色光阻隔垫物(Black Photo Spacer，BPS)材料通过一道制程同时制得黑色矩阵和主、辅助隔垫物的技术，请参阅图2至图5，本发明的透反式液晶显示装置包括：相对设置的上基板100与下基板200、设于上基板100与下基板200之间的液晶层300、设于上基板100远离下基板200一侧的上偏光片400、设于下基板200远离上基板100一侧的下偏光片500、及设于下偏光片500远离下基板200一侧的背光模组600。
其中，所述下基板200包括第一衬底210、设于第一衬底210上的TFT阵列层220、设于TFT阵列层220上的色阻层230、覆盖色阻层230及TFT阵列层220的平坦层240、设于平坦层240上的BPS遮光层250、设于平坦层240上的像素电极260、及设于BPS遮光层250上的反射电极270；所述BPS遮光层250包括黑色矩阵251、设于黑色矩阵251上且间隔设置的主隔垫物252及辅助隔垫物253；所述反射电极270设于所述黑色矩阵251上，且所述反射电极270与像素电极260相连接；所述反射电极270与上基板100之间的距离等于像素电极260与上基板100之间的距离的二分之一。
具体地，所述上偏光片400的光轴与下偏光片500的光轴相平行，也即本发明的透反式液晶显示装置不接入电压时为常黑态。
具体地，所述上基板100包括第二衬底110、及设于第二衬底110靠近下基板200一侧上的公共电极120。
具体地，请参阅图4，在本发明中，所述下基板200具有阵列排布的多个子像素201；所述色阻层230包括对应多个子像素201设置的多个色阻块231，相邻两行色阻块231相间隔，所述色阻层230还包括设于相邻两行色阻块231之间的多个色阻桥232；请参阅图5，所述BPS遮光层250的黑色矩阵251覆盖相邻两行色阻块231之间的区域，所述主隔垫物252对应位于色阻桥232上方。
具体地，所述BPS遮光层250通过利用半色调光罩对一形成于平坦层240上的BPS材料层进行光刻制程制得。具体地，所述半色调光罩用于形成主隔垫物252的区域的透光率与用于形成辅助隔垫物253的区域的透光率相同。
进一步地，当BPS材料层采用负性光阻材料时，所述半色调光罩包括用于形成主隔垫物252及辅助隔垫物253的全透光区、用于形成黑色矩阵251的半透光区、以及位于全透光区及半透光区以外的不透光区，当BPS材料层采用正性光阻材料时，所述半色调光罩包括用于形成主隔垫物252及辅助隔垫物253的不透光区、用于形成黑色矩阵251的半透光区、以及位于不透光区及半透光区以外的全透光区，从而利用半色调光罩对形成于平坦层240上的BPS材料层进行曝光显影后，即可形成包括黑色矩阵251、及设于黑色矩阵251上的相间隔的主隔垫物252及辅助隔垫物253的BPS遮光层250，同时由于色阻桥232的存在，即使半色调光罩用于形成主隔垫物252的区域的透光率与用于形成辅助隔垫物253的区域的透光率相同，主隔垫物252与辅助隔垫物253之间也会形成段差，实现主、辅助隔垫物252、253的功能。
具体地，所述反射电极270的材料可以为铝(Al)、银(Ag)、或其他高反射率的导电材料。
需要说明的是，本发明的透反式液晶显示装置，采用BPS设计，并将反射电极270设置在BPS遮光层250的黑色矩阵251上，且使反射电极270与像素电极260相连接，从而在对应反射电极270的区域形成反射区，在对应像素电极260的区域形成透射区，且像素电极260与上基板100间的距离为反射电极270与上基板100间距离的两倍，使透射区与反射区的光程差相同，在不施加电压的情况下，透射区为暗态，由于反射区的光程差与透射区相同，因而反射区也为暗态，当向公共电极120与像素电极260之间施加电压使透射区为亮态时，由于像素电极260与反射电极270相连，透射区与反射区内的液晶偏转角度同步，反射区也为亮态，提升了画面的显示亮度，且外在光强度越大，反射区的亮度越高，画面显示亮度越高，并且，通过控制形成BPS遮光层250的工艺参数，可以很容易地控制黑色矩阵251与平坦层240之间的段差、以及黑色矩阵251与主隔垫物252之间的段差，使形成在平坦层240上的像素电极260与上基板100间的距离为形成在黑色矩阵251上的反射电极270与上基板100间距离的两倍，相比于现有技术，无需引入额外的绝缘层，结构简单，制程难度低，且反射区设置于黑色矩阵251上，并不会占用透射区的面积，不影响装置的透过率。
综上所述，本发明的透反式液晶显示装置，采用COA及BPS设计，并将反射电极设置于BPS遮光层的黑色矩阵上，且使反射电极与像素电极相连接，使装置在对应反射电极的区域形成反射区，而对应像素电极的区域形成透射区，能够在外在光强度较大时提升显示画面的亮度，且反射区并不占用透射区的面积，不会影响装置的透过率，同时反射区与透射区的液晶盒厚可通过控制黑色矩阵的厚度进行控制，无需引入额外的绝缘层，结构简单。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种透反式液晶显示装置，其特征在于，包括：相对设置的上基板(100)与下基板(200)、及设于上基板(100)与下基板(200)之间的液晶层(300)；
所述下基板(200)包括第一衬底(210)、设于第一衬底(210)上的TFT阵列层(220)、设于TFT阵列层(220)上的色阻层(230)、覆盖色阻层(230)及TFT阵列层(220)的平坦层(240)、设于平坦层(240)上的BPS遮光层(250)、设于平坦层(240)上的像素电极(260)、及设于BPS遮光层(250)上的反射电极(270)；
所述BPS遮光层(250)包括黑色矩阵(251)、设于黑色矩阵(251)上且间隔设置的主隔垫物(252)及辅助隔垫物(253)；所述反射电极(270)设于所述黑色矩阵(251)上，且所述反射电极(270)与像素电极(260)相连接；
所述反射电极(270)与上基板(100)之间的距离等于像素电极(260)与上基板(100)之间的距离的二分之一。
2.如权利要求1所述的透反式液晶显示装置，其特征在于，所述下基板(200)具有阵列排布的多个子像素(201)；所述色阻层(230)包括对应多个子像素(201)设置的多个色阻块(231)，相邻两行色阻块(231)相间隔，所述色阻层(230)还包括设于相邻两行色阻块(231)之间的多个色阻桥(232)；
所述BPS遮光层(250)的黑色矩阵(251)覆盖相邻两行色阻块(231)之间的区域，所述主隔垫物(252)对应位于色阻桥(232)上方。
3.如权利要求2所述的透反式液晶显示装置，其特征在于，所述BPS遮光层(250)通过利用半色调光罩对一形成于平坦层(240)上的BPS材料层进行光刻制程制得。
4.如权利要求3所述的透反式液晶显示装置，其特征在于，所述半色调光罩用于形成主隔垫物(252)的区域的透光率与用于形成辅助隔垫物(253)的区域的透光率相同。
5.如权利要求1所述的透反式液晶显示装置，其特征在于，还包括设于上基板(100)远离下基板(200)一侧的上偏光片(400)、及设于下基板(200)远离上基板(100)一侧的下偏光片(500)。
6.如权利要求5所述的透反式液晶显示装置，其特征在于，所述上偏光片(400)的光轴与下偏光片(500)的光轴相平行。
7.如权利要求5所述的透反式液晶显示装置，其特征在于，还包括设于下偏光片(500)远离下基板(200)一侧的背光模组(600)。
8.如权利要求1所述的透反式液晶显示装置，其特征在于，所述上基板(100)包括第二衬底(110)、及设于第二衬底(110)靠近下基板(200)一侧上的公共电极(120)。
9.如权利要求1所述的透反式液晶显示装置，其特征在于，所述反射电极(270)的材料为铝或银。
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