CN109031752A - 一种反射式液晶显示面板及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反射式液晶显示面板及显示装置,通过增加光转换结构和反射型偏光结构,可以将入射光转换为与像素电极所在的像素单元对应颜色的光,与现有技术中只反射特定波长的光而发光的结构相比,大大增加了光的利用率;并且,利用反射型偏光结构,将光转换结构发出的光通过反射型偏光结构的偏振选择后再进入液晶层,有效避免了因光转换结构引起的光偏振状态改变而导致的画面不能正常显示的问题,不仅保证了显示面板的正常显示,还提高了显示画面的质量。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,尤指一种反射式液晶显示面板及显示装置。
背景技术
反射式液晶显示器,是一种利用环境光作为光源来实现画面显示的液晶显示器,其中,反射式液晶显示面板的具体结构如图1a和图1b所示,包括相对而置的阵列基板1和对向基板2、设置于阵列基板1和对向基板2之间的液晶层3、设置于对向基板2背离液晶层3一侧的吸收型偏光片4、设置于阵列基板1面向液晶层3一侧的反射电极5、以及设置于对向基板2面向液晶层3一侧或设置于反射电极5面向液晶层3一侧的吸收型彩膜层6;其中,反射电极5能够将入射光反射回液晶层3,而吸收型彩膜层6则可以通过吸收其他波长的光而反射特定的颜色,以实现彩色画面的显示。
当反射型液晶显示器在环境光充足时,可以完美地实现显示功能;而在环境光不足或是暗室状态下光利用率很低,严重影响画面的显示效果。
基于此,如何提高反射式液晶显示器的光利用率,提高画面的显示质量,是本领域技术人亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种反射式液晶显示面板及显示装置,用以解决如何提高反射式液晶显示器的光利用率,提高画面的显示质量。
本发明实施例提供了一种反射式液晶显示面板,包括:相对而置的阵列基板和对向基板,位于所述对向基板与所述阵列基板之间的液晶层,位于所述对向基板背离所述液晶层一侧的吸收型偏光片,位于所述阵列基板面向所述液晶层一侧的多个像素电极,位于所述像素电极与所述阵列基板之间的反射型偏光结构,位于所述反射型偏光结构背离所述像素电极一侧的多个光转换结构,以及位于所述光转换结构背离所述反射型偏光结构一侧的反射镜;其中,
所述像素电极与所述光转换结构一一对应;所述光转换结构,用于将入射光转换为与所述像素电极所在的像素单元对应颜色的光;
所述反射型偏光结构的光反射轴与所述吸收型偏光片的光透过轴相互平行或垂直。
在一种可能的实施方式中,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,所述反射型偏光结构为金属线栅偏光结构。
在一种可能的实施方式中,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,所述金属线栅偏光结构与所述像素电极电连接。
在一种可能的实施方式中,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,所述金属线栅偏光结构与所述像素电极为一体结构。
在一种可能的实施方式中,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,所述反射镜位于所述阵列基板与所述光转换结构之间。
在一种可能的实施方式中,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,所述反射镜与所述阵列基板中的源漏极金属同层设置,或与栅极金属同层设置。
在一种可能的实施方式中,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,所述反射镜位于所述阵列基板背离所述对向基板的一侧。
在一种可能的实施方式中,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,与所述光转换结构对应的所述像素电极所在的像素单元为可见光波段内的低频光;
所述光转换结构,包括用于将可见光波段内的高频光和中频光转换为所述低频光的下转换材料。
在一种可能的实施方式中,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,与所述光转换结构对应的所述像素电极所在的像素单元为可见光波段内的高频光;
所述光转换结构,包括用于将可见光波段内的低频光和中频光转换为所述高频光的上转换材料。
在一种可能的实施方式中,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,与所述光转换结构对应的所述像素电极所在的像素单元为可见光波段内的中频光;
所述光转换结构,包括用于将可见光波段内的低频光转换为所述中频光的上转换材料,和/或用于将可见光波段内的高频光转换为所述中频光的下转换材料。
在一种可能的实施方式中,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,所述下转换材料包括:无机发光材料和有机发光材料之一或组合。
在一种可能的实施方式中,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,所述上转换材料包括:掺杂稀土离子的无机化合物。
本发明实施例还提供了一种显示装置,包括:如本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板。
本发明有益效果如下:
本发明实施例提供的一种反射式液晶显示面板及显示装置,包括:相对而置的阵列基板和对向基板,位于对向基板与阵列基板之间的液晶层,位于对向基板背离液晶层一侧的吸收型偏光片,位于阵列基板面向液晶层一侧的多个像素电极,位于像素电极与阵列基板之间的反射型偏光结构,位于反射型偏光结构背离像素电极一侧的多个光转换结构,以及位于光转换结构背离反射型偏光结构一侧的反射镜;像素电极与光转换结构一一对应;光转换结构,用于将入射光转换为与像素电极所在的像素单元对应颜色的光;反射型偏光结构的光反射轴与吸收型偏光片的光透过轴相互平行或垂直。因此,通过光转换结构的设置,可以将入射光转换为与像素电极所在的像素单元对应颜色的光,与现有技术中只反射特定波长的光而发光的结构相比,大大增加了光的利用率;并且,结合反射型偏光结构的设置,将光转换结构发出的光,通过反射型偏光结构的偏振选择后进入液晶层,有效避免了因光转换结构引起的光偏振状态改变而导致的画面不能正常显示的问题,不仅保证了显示面板的正常显示,还提高了显示画面的质量。
附图说明
图1a和图1b分别为现有技术中的反射式液晶显示面板的侧视图;
图2至图5分别为本发明实施例中的反射式液晶显示面板的侧视图;
图6为本发明实施例中提供的常白模式的显示面板为常白模式时的工作原理示意图;
图7为本发明实施例中提供的常白模式的显示面板为黑态时的工作原理示意图;
图8为本发明实施例中提供的常白模式的显示面板显示各种灰阶画面时的工作原理示意图;
图9为本发明实施例中提供的光转换结构的俯视图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本发明实施例提供的一种反射式液晶显示面板及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。需要说明的是,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反射式液晶显示面板,如图2至图5所示,可以包括:相对而置的阵列基板10和对向基板20,位于对向基板20与阵列基板10之间的液晶层30,位于对向基板20背离液晶层30一侧的吸收型偏光片40,位于阵列基板10面向液晶层30一侧的多个像素电极50,位于像素电极50与阵列基板10之间的反射型偏光结构60,位于反射型偏光结构60背离像素电极50一侧的多个光转换结构70,以及位于光转换结构70背离反射型偏光结构60一侧的反射镜80;其中,
像素电极50与光转换结构70一一对应;光转换结构70,用于将入射光转换为与像素电极50所在的像素单元对应颜色的光;
反射型偏光结构60的光反射轴与吸收型偏光片40的光透过轴相互平行或垂直。
本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板,通过光转换结构的设置,可以将入射光转换为与像素电极所在的像素单元对应颜色的光,与现有技术中只反射特定波长的光而发光的结构相比,大大增加了光的利用率;并且,结合反射型偏光结构的设置,将光转换结构发出的光,通过反射型偏光结构的偏振选择后进入液晶层,有效避免了因光转换结构引起的光偏振状态改变而导致的画面不能正常显示的问题,不仅保证了显示面板的正常显示,还提高了显示画面的质量。
在具体实施时,当本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板为常白模式时,需将反射型偏光结构的光反射轴与吸收型偏光片的光透过轴设置为相互平行。如图6所示的示意图,若吸收型偏光片40的光透过轴为X方向,则只有偏振方向为X的光线才能透过吸收型偏光片40,当X方向的偏振光经过液晶层30入射至反射型偏光结构60的表面时,因液晶无旋光性,使得光线的偏振方向仍然为X;入射至反射型偏光结构60表面的X方向的偏振光全部被反射,再通过液晶层30后仍然为X方向的偏振光,并经过吸收型偏光片40发射出显示面板,构成常白模式。
具体地,当需要采用常白模式的显示面板显示黑态时,可以通过控制电压,使光线在经过液晶层后偏振方向旋转90°;例如,如图7所示,透过吸收型偏光片40的X方向的偏振光在穿过液晶层30后,偏振方向变为与X方向垂直的Y方向,进而全部透过反射型偏光结构60而进入到光转换结构70中激发出M方向的偏振光,经反射镜80的反射而入射到反射型偏光结构60,M方向的偏振光中的X方向分量的偏振光X’通过反射型偏光结构60后进入到液晶层30中,再经液晶层30的偏转变成Y方向的偏振光,进而被吸收型偏光片40所吸收(如双箭头所示),由此显示黑态。
具体地,当需要采用常白模式的显示面板显示各种灰阶画面时,通过控制电压来控制液晶的偏转方向;例如,如图8所示,透过吸收型偏光片40的X方向的偏振光在穿过液晶层30后,偏振方向变为P方向;其中,P方向的偏振光中处于X方向分量的偏振光X’被反射型偏光结构60反射至液晶层30中,P方向的偏振光中处于Y方向分量的偏振光Y’透过反射型偏光结构60入射到光转换结构70中激发出Q方向的偏振光,经过反射镜80的反射而入射到反射型偏光结构60中,Q方向的偏振光中的X方向分量的偏振光X”通过反射型偏光结构60而进入到液晶层30中;经过液晶层30的偏转后,将分量偏振光X’和分量偏振光X”变为P方向的偏振光,使得P方向的偏振光中X方向分量的偏振光X”’透过吸收型偏光片40而出射,而Y方向分量的偏振光Y”’则被吸收型偏光片40吸收(如双箭头所示);并根据不同光转换结构70受激发光的颜色不同,经过混色后形成最后的图像,实现显示的功能。
具体地,当本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板为常黑模式时,需要将反射型偏光结构的光反射轴与吸收型偏光片的光透过轴设置为相互垂直,具体实现常黑模式,显示白态以及各种灰阶画面的显示原理与常白模式的显示面板的显示原理类似,具体可以参考常白模式显示面板的实施例,重复之处不在赘述。
在具体实施时,为了实现反射型偏光结构的作用,将光转换结构发出的光,经过偏振选择后进入液晶层,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,反射型偏光结构一般为金属线栅偏光结构。
具体地,位于金属线栅偏光结构面向液晶层一侧设置的像素电极,通常为透明导电材料,如ITO;且像素电极需要和阵列基板中的漏极金属电连接,以便于为像素电极提供驱动信号;然而,在图2至图5所示的结构中,因像素电极50与漏极金属102之间相隔多个膜层,且厚度较大,在制作过孔时难度较大,因此,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,金属线栅偏光结构与像素电极50电连接;通过过孔使得金属线栅偏光结构与漏极金属102电连接,不仅降低了制作难度,还有效避免了因过孔制作难度较大而引起的像素电极50与漏极金属102接触不良而影响显示效果。
具体地,由于金属线栅偏光结构为金属材质,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,可以将金属线栅偏光结构与像素电极设置为一体结构,即将金属线栅偏光结构复用作为像素电极,如图3所示的左斜线填充区域,由金属线栅偏光结构构成的反射型偏光结构60与像素电极50为一体结构,简化了制作工艺,节约了制作成本。
在具体实施时,反射镜的作用为将入射至反射镜的入射光全部反射至光转换结构,提高光的利用率,并提高反射式液晶显示面板的显示亮度;因此,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,可以如图5所示,反射镜80可以位于阵列基板10背离对向基板20的一侧;当然,还可以如图2至图4所示,反射镜80可以位于阵列基板10与光转换结构70之间。
具体地,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,在反射镜80位于阵列基板10与光转换结构70之间时,可以如图2所示;当然,还可以如图3和图4所示,反射镜80可以与阵列基板10中的源漏极金属102同层设置,或与栅极金属101同层设置;即通过一次构图工艺就可以同时得到源漏极金属102和反射镜80,或同时得到栅极金属101和反射镜80,大大简化了制作工艺,降低了制作成本;而图2至图5中给出的阵列基板中的晶体管为底栅结构,但还可以是顶栅结构,在此不作限定。
在具体实施时,因像素电极与光转换结构是一一对应的,在图9所示中只示出了光转换结构70,一般地,将每个像素电极对应的像素单元称为子像素单元,每三个子像素单元组成一个像素,即每三个光转换结构70组成一个像素m,如图9所示,当然,并不限于三个;因此,每个光转换结构70用于将入射光转换为与像素电极所在的像素单元对应颜色的光,例如,当一个像素包括的三个子像素分别发红光R、绿光G和蓝光B时,三个光转换结构70分别将入射光转换为红光R,绿光G和蓝光B;因此,为了实现光转换结构能够将入射光转换为与像素电极所在的像素单元对应颜色的光,以提高光的利用率。光转换结构材料的选择与光的波长范围有关。下面就对光转换结构的选材进行具体描述。
具体地,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,当与像素电极所在的像素单元对应颜色的光为可见光波段内的低频光时,光转换结构一般包括用于将可见光波段内的高频光和中频光转换为低频光的下转换材料。具体地,下转换材料可以包括:无机发光材料和有机发光材料之一或组合,例如可以是量子点材料和荧光材料等。其中有机发光材料可以有机小分子发光材料也可以为有机高分子聚合物发光材料,在此不做限定。并且,当选择多种下转换材料作为光转换结构时,可以将各材料分膜层设置,且各膜层可以相邻也可以间隔设置,也可以将各材料混合在同一膜层,在此不做限定。
例如,与像素电极所在的像素单元对应颜色的光为红光时,光转换结构的材料为用于将蓝光和绿光转换为红光的下转换材料。具体地,下转换材料可以选择红色量子点,红色荧光材料等红色发光材料,在此不做限定。
具体地,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,当与像素电极所在的像素单元对应颜色的光为可见光波段内的高频光时,光转换结构一般包括用于将可见光波段内的低频光和中频光转换为高频光的上转换材料。具体地,上转换材料可以包括:掺杂稀土离子的无机化合物。例如,根据所需转换的高频光,可以在氟化物、氧化物、含硫化合物、氟氧化物、卤化物等无机化合物内掺杂相应浓度和比例的一种或多种稀土离子。例如可以选择目前上转换发光效率最高NaYF4作为基质材料,掺杂Yb:Tm:Er=18~60:0~0.2:0~2。并且,当选择多种上转换材料作为光转换结构时,可以将各材料分膜层设置,且各膜层可以相邻也可以间隔设置,也可以将各材料混合在同一膜层,在此不做限定。
例如,与像素电极所在的像素单元对应颜色的光为蓝光时,光转换结构的材料为用于将红光和绿光转换为蓝光的上转换材料。具体地,上转换材料可以选择基质材料即无机化合物为NaYF4,掺杂Yb:Tm:Er=20:0.2:0~0.5的材料。
具体地,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,当与像素电极所在的像素单元对应颜色的光为可见光波段内的中频光时,光转换结构一般包括用于将可见光波段内的低频光转换为中频光的上转换材料,和/或用于将可见光波段内的高频光转换为中频光的下转换材料。并且,为了最大限度的提高光利用率,光转换结构较佳地需要同时包括上转换材料和下转换材料。具体地,下转换材料可以包括:无机发光材料和有机发光材料之一或组合,例如可以是量子点材料和荧光材料等。其中有机发光材料可以有机小分子发光材料也可以为有机高分子聚合物发光材料,在此不做限定。具体地,上转换材料可以包括:掺杂稀土离子的无机化合物。例如,根据所需转换的高频光,可以在氟化物、氧化物、含硫化合物、氟氧化物、卤化物等无机化合物内掺杂相应浓度和比例的一种或多种稀土离子。例如可以选择目前上转换发光效率最高NaYF4作为基质材料,掺杂Yb:Tm:Er=18~60:0~0.2:0~2。并且,当选择多种上转换材料作为光转换结构时,可以将各材料分膜层设置,且各膜层可以相邻也可以间隔设置,也可以将各材料混合在同一膜层,在此不做限定。
例如,与像素电极所在的像素单元对应颜色的光为绿光时,光转换结构的材料可以同时包括用于将红光转换为绿光的上转换材料和用于将蓝光转换为绿光的下转换材料。具体地,下转换材料可以选择绿色量子点,绿色荧光材料等绿色有机发光材料,在此不做限定。具体地,上转换材料可以选择基质材料即无机化合物为NaYF4,掺杂Yb:Tm:Er=18~25:0:2的材料。
具体地,由于下转换材料的转换效率一般高于上转换材料的转换效率,因此,在本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板中,在如图9所示的一个像素内,为了能够得到白色光,需要满足:蓝光对应的光转换结构(竖线填充区域)70的面积大于绿光对应的光转换结构(白色填充区域)70的面积大于红光对应的光转换结构(横线填充区域)70的面积;并且,具体的面积比例大小,需要根据实际的混光比例进行设置,在此不作限定。
基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种显示装置,包括:如本发明实施例提供的上述反射式液晶显示面板。该显示装置可以为: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反射式液晶显示面板的实施例,重复之处不再赘述。
本发明实施例提供了一种反射式液晶显示面板及显示装置,包括:相对而置的阵列基板和对向基板,位于对向基板与阵列基板之间的液晶层,位于对向基板背离液晶层一侧的吸收型偏光片,位于阵列基板面向液晶层一侧的多个像素电极,位于像素电极与阵列基板之间的反射型偏光结构,位于反射型偏光结构背离像素电极一侧的多个光转换结构,以及位于光转换结构背离反射型偏光结构一侧的反射镜;像素电极与光转换结构一一对应;光转换结构,用于将入射光转换为与像素电极所在的像素单元对应颜色的光;反射型偏光结构的光反射轴与吸收型偏光片的光透过轴相互平行或垂直。因此,通过光转换结构的设置,可以将入射光转换为与像素电极所在的像素单元对应颜色的光,与现有技术中只反射特定波长的光而发光的结构相比,大大增加了光的利用率;并且,结合反射型偏光结构的设置,将光转换结构发出的光,通过反射型偏光结构的偏振选择后进入液晶层,有效避免了因光转换结构引起的光偏振状态改变而导致的画面不能正常显示的问题,不仅保证了显示面板的正常显示,还提高了显示画面的质量。
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 (13)
1.一种反射式液晶显示面板,其特征在于,包括:相对而置的阵列基板和对向基板,位于所述对向基板与所述阵列基板之间的液晶层,位于所述对向基板背离所述液晶层一侧的吸收型偏光片,位于所述阵列基板面向所述液晶层一侧的多个像素电极,位于所述像素电极与所述阵列基板之间的反射型偏光结构,位于所述反射型偏光结构背离所述像素电极一侧的多个光转换结构,以及位于所述光转换结构背离所述反射型偏光结构一侧的反射镜;其中,
所述像素电极与所述光转换结构一一对应;所述光转换结构,用于将入射光转换为与所述像素电极所在的像素单元对应颜色的光;
所述反射型偏光结构的光反射轴与所述吸收型偏光片的光透过轴相互平行或垂直。
2.如权利要求1所述的反射式液晶显示面板,其特征在于,所述反射型偏光结构为金属线栅偏光结构。
3.如权利要求2所述的反射式液晶显示面板,其特征在于,所述金属线栅偏光结构与所述像素电极电连接。
4.如权利要求2所述的反射式液晶显示面板,其特征在于,所述金属线栅偏光结构与所述像素电极为一体结构。
5.如权利要求1所述的反射式液晶显示面板,其特征在于,所述反射镜位于所述阵列基板与所述光转换结构之间。
6.如权利要求5所述的反射式液晶显示面板,其特征在于,所述反射镜与所述阵列基板中的源漏极金属同层设置,或与栅极金属同层设置。
7.如权利要求1所述的反射式液晶显示面板,其特征在于,所述反射镜位于所述阵列基板背离所述对向基板的一侧。
8.如权利要求1-7任一项所述的反射式液晶显示面板,其特征在于,与所述光转换结构对应的所述像素电极所在的像素单元为可见光波段内的低频光;
所述光转换结构,包括用于将可见光波段内的高频光和中频光转换为所述低频光的下转换材料。
9.如权利要求1-7任一项所述的反射式液晶显示面板,其特征在于,与所述光转换结构对应的所述像素电极所在的像素单元为可见光波段内的高频光;
所述光转换结构,包括用于将可见光波段内的低频光和中频光转换为所述高频光的上转换材料。
10.如权利要求1-7任一项所述的反射式液晶显示面板,其特征在于,与所述光转换结构对应的所述像素电极所在的像素单元为可见光波段内的中频光;
所述光转换结构,包括用于将可见光波段内的低频光转换为所述中频光的上转换材料,和/或用于将可见光波段内的高频光转换为所述中频光的下转换材料。
11.如权利要求8或10所述的反射式液晶显示面板,其特征在于,所述下转换材料包括:无机发光材料和有机发光材料之一或组合。
12.如权利要求9或10所述的反射式液晶显示面板,其特征在于,所述上转换材料包括:掺杂稀土离子的无机化合物。
13.一种显示装置,其特征在于,包括:如权利要求1-12任一项所述的反射式液晶显示面板。
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