CN108459430A - 全反射液晶显示装置及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了全反射液晶显示装置及其制备方法。具体的，本发明提出了一种全反射液晶显示装置，包括：相对设置的第一基板以及第二基板，所述第一基板上限定出显示区以及非显示区，所述非显示区环绕所述显示区设置；色阻层，所述色阻层填充在所述第一基板以及所述第二基板之间并与所述非显示区对应的位置上，并在所述第一基板和所述第二基板之间形成密封空间，且所述色阻层的光学密度值不小于2.4。由此，该色阻层可以简便地保证非显示区域不漏光，从而无需在非显示区域设置黑矩阵，省略了全反射液晶显示装置制备过程中的黑矩阵掩膜版，降低了生产成本，缩短了工艺制程。

Description

全反射液晶显示装置及其制备方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及全反射液晶显示装置及其制备方法。

背景技术

随着技术的发展，液晶显示器(LCD)被大量应用于电子产品领域，例如，电视、手机、电脑等，由于其重量轻、体积小、功耗低、无辐射等优良特性，被广泛应用于人们的日常生活中，已成为目前显示领域的主流。其中，全反射液晶显示器在户外使用时，较透射式液晶显示器显示效果良好，同时可以大幅降低功耗，提升产品的待机时间。随着智能穿戴以及户外手持终端等领域的兴起，全反射液晶显示器成为研究的热点。

然而，目前的全反射液晶显示装置及其制备方法，仍有待改进。

发明内容

本发明是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识作出的：

发明人发现，目前的全反射液晶显示装置普遍存在生产成本较高、工艺制程较长的问题。发明人经过深入研究以及大量实验发现，这是由目前的全反射液晶显示装置为了避免非显示区漏光，普遍需要在非显示区设置黑矩阵造成的。全反射液晶显示装置通常由阵列基板、彩色基板以及上偏光片组成，在两基板之间填充液晶，并且由隔垫物保持基板之间的间距。为了尽可能增大全反射液晶显示装置的开口率，提升反射率，目前的全反射液晶显示装置中，通常将栅极总线和数据总线设置在像素金属反射层的下方，因此栅极总线以及数据总线不占用显示区域的面积，也不需要在显示区设置黑矩阵。但是，为了保证周边非显示区域不漏光，仍然需要在非显示区域设置黑矩阵，从而在全反射液晶显示装置的制备过程中，需要使用黑矩阵掩膜版，并且增加了形成黑矩阵的工艺，增加了生产成本。因此，如果能提出一种全反射液晶显示装置，既能保证非显示区不漏光又无需在非显示区设置黑矩阵，将在很大程度上解决上述问题。

本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种全反射液晶显示装置。根据本发明的实施例，该全反射液晶显示装置包括：相对设置的第一基板以及第二基板，所述第一基板上限定出显示区以及非显示区，所述非显示区环绕所述显示区设置；色阻层，所述色阻层填充在所述第一基板以及所述第二基板之间并与所述非显示区对应的位置上，并在所述第一基板和所述第二基板之间形成密封空间，且所述色阻层的光学密度值不小于2.4。由此，该色阻层可以简便地保证非显示区域不漏光，从而无需在非显示区域设置黑矩阵，省略了全反射液晶显示装置制备过程中的黑矩阵掩膜版，降低了生产成本，缩短了工艺制程。

根据本发明的实施例，该全反射液晶显示装置进一步包括：框胶层，所述框胶层设置在所述第一基板以及所述第二基板之间，且位于所述色阻层远离所述密封空间的一侧。由此，该框胶层可以进一步在第一基板以及第二基板之间形成密封，进一步提高了全反射液晶显示装置的使用性能。

根据本发明的实施例，所述色阻层包括多个依次层叠设置的色阻亚层。由此，通过多个色阻亚层重叠可以简便地减小色阻层的光透过率，保证非显示区域不漏光，进一步提高产品的使用性能。

根据本发明的实施例，靠近所述第一基板的所述色阻亚层在所述第一基板上的正投影，覆盖所述框胶层在所述第一基板上的正投影的至少一部分。由此，可以进一步保证框胶层所对应的非显示区域不漏光，提高了产品的使用性能。

根据本发明的实施例，所述色阻亚层包括红色亚层、绿色亚层以及蓝色亚层的至少之二。由于红色光谱、绿色光谱以及蓝色光谱在不同波长范围内的透过率重叠区域很小，从而进一步减小了色阻层的光透过率，保证非显示区域不漏光，进一步提高了产品的使用性能。

根据本发明的实施例，所述框胶层的光学密度值不小于2.4。由此，框胶层对光的透过率也较小，进一步保证了非显示区域不漏光，进一步提高了产品的使用性能。

根据本发明的实施例，所述非显示区的光学密度值不小于4。由此，可以保证非显示区域不会在灰阶画面发生漏光，进一步提高了全反射液晶显示装置的显示性能。

根据本发明的实施例，所述第一基板以及所述第二基板中的一个为彩膜，另一个为阵列基板，所述全反射液晶显示装置进一步包括：1/4波片，所述1/4波片设置在所述彩膜基板远离所述密封空间的一侧；偏光片，所述偏光片设置在所述1/4波片远离所述彩膜基板的一侧，所述偏光片进一步包括上偏光片以及1/2波片；反射层，所述反射层设置在所述阵列基板靠近所述密封空间的一侧。由此，保证了该全反射液晶显示器的全反射显示性能。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备全反射液晶显示装置的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：提供第一基板以及第二基板，在所述第一基板上限定出显示区以及非显示区，所述非显示区环绕所述显示区设置；形成色阻层，所述色阻层填充在所述第一基板以及所述第二基板之间并与所述非显示区对应的位置上，并在所述第一基板和所述第二基板之间形成密封空间，所述色阻层的光学密度值不小于2.4。由此，该方法可以简便地制备全反射液晶显示装置，既保证了非显示区域不漏光，又省略了非显示区域的黑矩阵工艺，节省了生产成本，节约了工艺制程。

根据本发明的实施例，该方法进一步包括：形成框胶层，所述框胶层形成在所述第一基板以及所述第二基板之间，且位于所述色阻层远离所述密封空间的一侧。由此，该方法形成的框胶层可以进一步在第一基板以及第二基板之间形成密封，进一步提高了所制备的全反射液晶显示装置的使用性能。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据本发明一个实施例的全反射液晶显示装置的结构示意图；

图2显示了根据本发明一个实施例的第一基板的结构示意图；

图3显示了现有技术中的全反射液晶显示装置的部分结构示意图；

图4显示了根据本发明另一个实施例的全反射液晶显示装置的结构示意图；

图5显示了根据本发明又一个实施例的全反射液晶显示装置的结构示意图；

图6显示了根据本发明实施例的不同颜色色阻亚层的光透过率谱图；

图7显示了根据本发明又一个实施例的全反射液晶显示装置的结构示意图；

图8显示了根据本发明又一个实施例的全反射液晶显示装置的结构示意图；

图9显示了根据本发明实施例的全反射液晶显示装置的工作原理示意图；以及

图10显示了根据本发明一个实施例的制备全反射液晶显示装置的方法流程图。

附图标记说明：

100：第一基板；110：显示区；120：非显示区；200：第二基板；300：色阻层；310：色阻亚层；400：密封空间；500：框胶层；610：1/4波片；620：偏光片；700：反射层；1000：全反射液晶显示装置。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种全反射液晶显示装置。根据本发明的实施例，参考图1以及图2，全反射液晶显示装置1000包括：第一基板100、第二基板200、色阻层300以及密封空间400。其中，第一基板100上限定出显示区110以及非显示区120，非显示区120环绕显示区110设置(如图2所示出)，色阻层300填充在第一基板100以及第二基板200之间并与非显示区120对应的位置上，并在第一基板100和第二基板200之间形成密封空间400，其中，色阻层300的光学密度值不小于2.4。由此，色阻层300可以简便地保证非显示区域不漏光，从而无需在非显示区域设置黑矩阵，省略了全反射液晶显示装置1000制备过程中的黑矩阵掩膜版，降低了生产成本，缩短了工艺制程。

为了方便理解，下面首先对根据本发明实施例的全反射液晶显示装置能够实现上述有益效果的原理作简单说明：

全反射液晶显示装置通常由阵列基板、彩色基板以及上偏光片组成，在两基板之间填充液晶，并且由隔垫物保持基板之间的间距。为了尽可能增大全反射液晶显示装置的开口率，提升反射率，目前的全反射液晶显示装置中，通常将栅极总线和数据总线设置在像素金属反射层的下方，因此栅极总线以及数据总线不占用显示区域的面积，也不需要在显示区设置黑矩阵。但是，为了保证周边非显示区域不漏光，仍然需要在非显示区域设置黑矩阵(如图3所示出)，从而在全反射液晶显示装置的制备过程中，需要使用黑矩阵掩膜版，并且增加了形成黑矩阵的工艺，增加了生产成本。发明人通过大量试验以及深入研究发现，现有的全反射液晶显示装置中，非显示区域的漏光主要由两方面原因造成，第一方面，参考图3，现有的全反射液晶显示装置中，通过框胶在阵列基板以及彩膜基板之间形成密封，液晶分子填充在所形成的密闭空间中，因此在全反射液晶显示装置的非显示区域也会存在液晶分子，因此入射的光线经过位于非显示区域的液晶分子后会产生相位延迟，进而光线可能会从上偏光片表面透出，发生漏光；第二方面，偏光片表面对光线的反射作用，也会导致非显示区域漏光，并且，发明人通过大量试验测得，目前常用的上偏光片表面的光反射率为0.03左右。

根据本发明实施例的全反射液晶显示装置，通过在第一基板和第二基板之间设置色阻层，一方面，色阻层可以在第一基板和第二基板之间形成密封空间，也即是说，通过设置色阻层，与非显示区域对应的第一基板以及第二基板之间没有液晶分子，因此，无论是否施加电压，由于在非显示区域没有液晶层的存在，位相差始终为0，因此，光线经过非显示区域后无法从上偏光片表面透出，因此不会造成前面所述的第一方面的漏光；另一方面，根据本发明实施例的全反射液晶显示装置中，色阻层的光学密度值不小于2.4(光学密度值，即OD值，计算公式为OD＝-lg(T)，T为透过率)，即色阻层的光透过率小于0.004，因此，考虑前面所述第二方面的漏光原因，即使在上偏光片表面存在光反射率约为0.03的情况下，在第一基板和第二基板之间设置光阻层后，非显示区域的整体光学密度值不小于4.0，从而既保证了非显示区域不会在灰阶画面发生漏光，又省略了黑矩阵工艺，节约了生产成本，缩短了工艺制程。并且，上述色阻层可以与彩膜基板的彩色滤光片同步制备，因此增加色阻层并不会增加制备该全反射液晶显示装置的工艺流程。

根据本发明的实施例，参考图4，全反射液晶显示装置1000进一步包括：框胶层500，框胶层500设置在第一基板100以及第二基板200之间，且位于色阻层300远离密封空间400的一侧。由此，框胶层500可以进一步在第一基板100以及第二基板200之间形成密封，进一步提高了全反射液晶显示装置1000的使用性能。根据本发明的实施例，框胶层500的光学密度值可以不小于2.4，由此，框胶层500对光的透过率也较小，进一步保证了非显示区域不漏光。需要说明的是，现有的全反射液晶显示装置中所使用的框胶，其光学密度值为0.1左右，即透过率约为0.75，环境光透过框胶入射到反射层后会被反射回来，因此需要在框胶对应的区域设置黑矩阵，以防止漏光。而根据本发明实施例的全反射液晶显示装置，通过设置框胶层500，并且框胶层500的光学密度值不小于2.4，即框胶层500的透过率不大于0.004，可以简便地保证框胶层所对应的非显示区域不会漏光，并且省略了黑矩阵工艺，降低了生产成本。根据本发明的具体实施例，可以采用添加黑色颜料的黑框胶形成框胶层500，这样环境光先入射再被反射，两次经过框胶层500，其OD值可以达到2.5以上，对应的透过率约为0.003。由此，可以保证框胶层500对应的非显示区域不漏光。

根据本发明的实施例，参考图5，色阻层300可以包括多个依次层叠设置的色阻亚层310(参考图5所示出的色阻亚层310A、310B以及310C)。根据本发明的实施例，色阻亚层310的类型和数目不受特别限制，只要能在第一基板100以及第二基板200之间形成密封空间，并且使色阻层300的光学密度值不小于2.4即可。由此，通过多个色阻亚层310的重叠设置，可以简便地减小色阻层310的光透过率，保证非显示区域不漏光，进一步提高全反射液晶显示装置1000的使用性能。根据本发明的实施例，色阻亚层310可以是由红色亚层、绿色亚层以及蓝色亚层的至少之二形成的，参考图6，由于红色光谱、绿色光谱以及蓝色光谱在不同波长范围内的透过率重叠区域很小，从而通过由红色亚层、绿色亚层以及蓝色亚层中的任意两种或者三种形成色阻层300，可以简便地减小色阻层300的光透过率，保证非显示区域不漏光。具体的，可以由形成彩膜基板上红绿蓝颜色的红色光阻、绿色光阻和蓝色光阻中的至少之二形成色阻层300，由此，可以方便地形成色阻层300，并且经计算和检测，设置红色光阻、绿色光阻和蓝色光阻三个色阻亚层310之后，色阻层300的透过率为0.0035，从而可以保证色阻层300所对应的非显示区域不漏光，提高了全反射液晶显示装置1000的显示性能。根据本发明的另一些实施例，设置红色光阻、绿色光阻和蓝色光阻三个色阻亚层310之后，通过调整各个色阻亚层的厚度等，可以使色阻层300的透过率为0.003，从而进一步保证色阻层300所对应的非显示区域不漏光。

根据本发明的实施例，参考图7，靠近第一基板100的色阻亚层310A在第一基板100上的正投影，可以覆盖框胶层500在第一基板100上的正投影的至少一部分。由此，在框胶层500所对应的非显示区域，入射光线会经过至少一部分色阻亚层310A以及框胶层500，可以进一步减小框胶层500所在区域的光透过率，进一步保证了框胶层400所对应的非显示区域不漏光。

根据本发明的实施例，非显示区的光学密度值不小于4.0。由此，可以保证非显示区域不会在灰阶画面发生漏光，进一步提高了全反射液晶显示装置的显示性能。需要说明的是，现有的全反射液晶显示装置中，在非显示区域设置黑矩阵，可以保证非显示区域不漏光，为了满足器件的显示要求，此时，黑矩阵的光学密度值为4.0左右。根据本发明实施例的全反射液晶显示装置，通过在非显示区域设置光学密度值不小于2.4且能使非显示区域没有液晶分子的色阻层，光线经过非显示区域时只需考虑上偏光片的反射率0.03，和色阻层的光学密度值不小于2.4相结合，就可以使非显示区域整体上的光学密度值不小于4.0，就可以保证非显示区域不漏光。也即是说，根据本发明实施例的全反射液晶显示装置无需设置黑矩阵，即可实现非显示区域不漏光的效果。

根据本发明的实施例，参考图8，第一基板100以及第二基板200中的一个可以为彩膜基板，另一个可以为阵列基板(如图8所示出的第一基板100为彩膜基板，第二基板200为阵列基板)，全反射液晶显示装置1000可以进一步包括：1/4波片610、偏光片620以及反射层700，其中，1/4波片610设置在彩膜基板100远离密封空间400的一侧，偏光片620设置在1/4波片610远离彩膜基板100的一侧，偏光片620可以进一步包括上偏光片以及1/2波片，反射层700设置在阵列基板200靠近密封空间400的一侧。由此，保证了该全反射液晶显示装置1000的全反射显示性能。根据本发明的实施例，反射层700的类型不受特别限制，只要能使光线在其表面发生全反射即可。例如，反射层700可以是形成在TFT基板表面的全反射偏振片，并且其偏振方向与上偏光片的偏振方向垂直。具体的，反射层700也可以是由TFT基板的金属像素电极形成的，由此，可以简便地对入射的光线进行反射。

根据本发明的实施例，参考图9，下面对根据本发明实施例的全反射液晶显示装置的显示原理进行简单说明。全反射液晶显示装置在使用时由开态和关态两种状态，开态也称作白态，关态也称作暗态。如图9(a)所示，外界环境光入射后，经过偏光片变为线性偏振光，线偏光经过1/2波片、1/4波片后，偏振态变为右旋圆偏光。不加电时，液晶层通过调整各向异性和盒厚，达到1/4波长的位相延迟，所以光线通过液晶层后偏振态又变为线偏光。线性偏振光被反射层反射不影响偏振状态，再经过液晶层、1/4波片、1/2波片，变回线偏振光与偏光片的透光轴一致，光线通过实现白态。加电后，如图9(b)所示，液晶分子因为垂直电场立起来，位相差为0，光线经过液晶层后偏振态不变。反射层反射后位相突变为左旋圆偏光，再次透过1/4波片、1/2波片变为线偏振光，其透过轴与偏光片的透过轴垂直，光线无法从偏光片射出，形成暗态。因此，根据本发明实施例的全反射液晶显示装置，在非显示区域没有液晶分子，这样无论是否施加电压，由于没有液晶层的存在，位相差始终为0，右旋偏振光经过彩膜基板偏振态不变，在到达反射层时位相突变为左旋偏振光，再次透过1/4波片、1/2波片变为线偏振光，其透过轴与偏光片的透过轴垂直，光线无法从偏光片射出，形成暗态。因此，根据本发明实施例的全反射液晶显示装置，为了保证非显示区域不漏光，只需要考虑偏光片的表面反射率约为0.03，根据本发明的实施例，色阻层的光学密度值不小于2.4，因此，综合考虑偏光片的反射率以及色阻层的光学密度值，根据本发明实施例的全反射液晶显示装置在非显示区域的光学密度值不小于4.0，保证了非显示区域不漏光。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备全反射液晶显示器的方法。根据本发明的实施例，参考图10，该方法包括：

S100：提供第一基板以及第二基板

在该步骤中，提供第一基板以及第二基板，其中，在第一基板上限定出显示区以及非显示区，非显示区环绕所述显示区设置。

S200：形成色阻层

在该步骤中，形成色阻层。根据本发明的实施例，色阻层填充在第一基板以及第二基板之间并与非显示区对应的位置上，并在第一基板和所述第二基板之间形成密封空间，其中，色阻层的光学密度值不小于2.4。根据本发明的实施例，色阻层可以是由多个依次层叠设置的色阻亚层形成的。具体的，色阻层可以是由红色亚层、绿色亚层以及蓝色亚层的至少之二形成的，由于红色光谱、绿色光谱以及蓝色光谱在不同波长范围内的透过率重叠区域很小，从而通过由红色亚层、绿色亚层以及蓝色亚层中的任意两种或者三种形成色阻层，可以简便地减小色阻层的光透过率，保证非显示区域不漏光。

本领域技术人员能够理解的是，由于彩膜基板上也需要具有彩色滤光片结构，上述色阻层可以由构成彩色滤光片中色阻段的色阻胶形成的。由此，可利用现有的产线，方便的实现色阻层的制备，而无需在产线中增设处理流程，不增加光罩，构图工艺的数目也没有增加。由此，可以简便的获得上述色阻层。

为了进一步提高根据本发明实施例的方法所制备的全反射液晶显示装置的性能，该方法可以进一步包括：形成框胶层。框胶层形成在第一基板以及第二基板之间，且位于色阻层远离密封空间的一侧。由此，该方法形成的框胶层可以进一步在第一基板以及第二基板之间形成密封，进一步提高了所制备的全反射液晶显示装置的显示性能。根据本发明的实施例，框胶层的光学密度值可以不小于2.4，由此，框胶层对光的透过率也较小，进一步保证了非显示区域不漏光。

综上可知，该方法可以简便地制备全反射液晶显示装置，既保证了非显示区域不漏光，又省略了非显示区域的黑矩阵工艺，节省了生产成本，节约了工艺制程。

在本发明的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。另外，需要说明的是，本说明书中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种全反射液晶显示装置，其特征在于，包括：

相对设置的第一基板以及第二基板，所述第一基板上限定出显示区以及非显示区，所述非显示区环绕所述显示区设置；

色阻层，所述色阻层填充在所述第一基板以及所述第二基板之间并与所述非显示区对应的位置上，并在所述第一基板和所述第二基板之间形成密封空间，且所述色阻层的光学密度值不小于2.4。

2.根据权利要求1所述的全反射液晶显示装置，其特征在于，进一步包括：

框胶层，所述框胶层设置在所述第一基板以及所述第二基板之间，且位于所述色阻层远离所述密封空间的一侧。

3.根据权利要求2所述的全反射液晶显示装置，其特征在于，所述色阻层包括多个依次层叠设置的色阻亚层。

4.根据权利要求3所述的全反射液晶显示装置，其特征在于，靠近所述第一基板的所述色阻亚层在所述第一基板上的正投影，覆盖所述框胶层在所述第一基板上的正投影的至少一部分。

5.根据权利要求3或4所述的全反射液晶显示装置，其特征在于，所述色阻亚层包括红色亚层、绿色亚层以及蓝色亚层的至少之二。

6.根据权利要求2所述的全反射液晶显示装置，其特征在于，所述框胶层的光学密度值不小于2.4。

7.根据权利要求1所述的全反射液晶显示装置，其特征在于，所述非显示区的光学密度值不小于4.0。

8.根据权利要求1所述的全反射液晶显示装置，其特征在于，所述第一基板以及所述第二基板中的一个为彩膜，另一个为阵列基板，所述全反射液晶显示装置进一步包括：

1/4波片，所述1/4波片设置在所述彩膜基板远离所述密封空间的一侧；

偏光片，所述偏光片设置在所述1/4波片远离所述彩膜基板的一侧，所述偏光片进一步包括上偏光片以及1/2波片；

反射层，所述反射层设置在所述阵列基板靠近所述密封空间的一侧。

9.一种制备全反射液晶显示装置的方法，其特征在于，包括：

提供第一基板以及第二基板，在所述第一基板上限定出显示区以及非显示区，所述非显示区环绕所述显示区设置；

形成色阻层，所述色阻层填充在所述第一基板以及所述第二基板之间并与所述非显示区对应的位置上，并在所述第一基板和所述第二基板之间形成密封空间，所述色阻层的光学密度值不小于2.4。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括：

形成框胶层，所述框胶层形成在所述第一基板以及所述第二基板之间，且位于所述色阻层远离所述密封空间的一侧。