CN113671746B - 一种显示基板和显示模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示基板和显示模组。该显示基板包括显示区，显示区包括透射区和反射区；显示基板还包括基底、像素电路和反射层；像素电路设置于基底上；反射层位于像素电路背离基底的一侧，且反射层在基底上的正投影位于反射区；还包括单向透射层，位于像素电路的背离基底的一侧；单向透射层在基底上的正投影位于透射区，单向透射层能使由基底背离像素电路侧入射的光线透过。该显示基板通过设置单向透射层，能提高显示基板通过反射环境光进行显示时环境光的利用率；还能提升其半透半反显示效果。

Description

一种显示基板和显示模组

技术领域

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种显示基板和显示模组。

背景技术

目前，随着人们对显示产品显示效果与效率的追求越来越高，显示领域的新技术手段层出不穷，全反射式显示结构也应声而出，这种结构完全利用反射来自外界的环境光来进行显示，如电子纸，某些kindle阅读工具等，这种结构的优点是可以去掉背光源，节约能源，低功耗显示。

但是，全反射型的显示技术也有缺点，如在光线不足时无法正常显示，造成不便。因此，半透半反式显示结构被设计出来，这种结构能够利用外加背光源进行部分透射部分反射显示，弥补了全反射显示模式时由于外界环境光不足无法正常显示的缺点。

半透半反式显示一般分两种情况：在环境光充足时，只利用全反射模式进行显示；在环境光不足时，利用透射模式与反射模式共同进行显示。

但是，目前的半透半反显示模式仍然有不足之处，如在进行全反射模式显示时，照射到透射区域的反射光无法利用，造成光损失。另外，在半透半反模式显示时，由于背光源的光线较强，使透射区域与反射区域的光效会有差异，影响显示效果。

发明内容

本发明针对上述半透半反显示模组在全反射模式和半透半反模式显示时所存在的问题，提供一种显示基板和显示模组。该显示基板，通过设置单向透射层，能提高显示基板通过反射环境光进行显示时环境光的利用率；还能提升其半透半反显示效果。

本发明提供一种显示基板，所述显示基板具有显示区，所述显示区包括透射区和反射区，所述显示基板包括：

基底；

像素电路，设置于所述基底上；

反射层，位于所述像素电路背离所述基底的一侧，所述反射层在所述基底上的正投影位于所述反射区；和

单向透射层，位于所述像素电路的背离所述基底的一侧，所述单向透射层在所述基底上的正投影位于所述透射区，所述单向透射层能使由所述基底背离所述像素电路侧入射的光线透过。

可选地，还包括散射层，位于所述单向透射层背离所述基底的一侧，且所述散射层在所述基底上的正投影位于所述透射区；

所述散射层能使经由其出射的光线发生散射。

可选地，所述单向透射层的厚度范围为200～500nm。

可选地，所述散射层的背离所述基底的一侧形成均匀交替分布的凸起和凹陷；

所述凸起的沿垂直于所述基底的截面的边缘线形状为半圆形或者抛物线形。

可选地，所述凸起的高度范围为400～500nm；

相邻所述凸起之间的间距范围为500～600nm。

可选地，所述单向透射层的材料包括纳米铬混合金属涂层、纳米铝混合金属涂层、纳米铬层与纳米铝层复合涂层中的至少一种。

可选地，所述散射层采用可固化的透明树脂材料；

所述可固化的透明树脂材料包括聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯。

可选地，所述显示区包括多个子像素区；

每个所述子像素区包括子透射区和子反射区；

每个所述子像素区内，所述子透射区的面积小于所述子反射区的面积；

所述显示基板还包括透射层，位于所述像素电路和所述单向透射层之间，且所述透射层在所述基底上的正投影位于所述透射区。

本发明实施例还提供一种显示模组，包括上述显示基板；

所述显示模组还包括对盒基板和背光源，所述对盒基板与所述显示基板对盒形成盒间隙，所述盒间隙中填充有液晶；

所述背光源位于所述显示基板的背离所述对盒基板的一侧，用于提供背光。

可选地，对应所述显示基板中反射区的盒间隙小于对应所述显示基板中透射区的盒间隙。

本发明的有益效果：本发明所提供的显示基板，通过在像素电路背离基底的一侧且在对应透射区的区域设置单向透射层，当环境光由单向透射层背离基底的一侧入射至其上时，会被单向透射层反射回去再利用，从而提高了显示基板通过反射环境光进行显示时环境光的利用率；单向透射层能使由基底背离像素电路侧入射的背光光线透过，即单向透射层能使设置在基底背离像素电路侧的背光源发出的光线透过，从而不会影响显示基板在环境光不足时通过透射区进行透射显示；进而使该显示基板更好地实现半透半反显示，并提升其半透半反显示效果。

本发明所提供的显示模组，通过采用上述显示基板，不仅在全反射显示模式时，提高了环境光的利用率；而且使显示模组的显示亮度更加均匀，提升了显示模组的显示效果。

附图说明

图1为半透半反显示模组在环境光充足时全反射模式显示的光路示意图；

图2为半透半反显示模组在环境光不足时半透半反模式显示的光路示意图；

图3为本发明实施例中显示基板中透射区和反射区的分区结构俯视示意图；

图4为本发明实施例中一种显示基板沿图3中AA剖切线的结构剖视示意图；

图5为本发明实施例中另一种显示基板沿图3中AA剖切线的结构剖视示意图；

图6为本发明实施例中单向透射层的光路示意图；

图7为本发明实施例中散射层沿垂直于基底方向的截面示意图；

图8为图5中显示基板的制备过程示意图；

图9为本发明实施例中显示模组的局部结构剖视图；

图10为图9中显示模组在环境光充足时全反射模式显示的光路示意图；

图11为图9中显示模组在环境光不足时半透半反模式显示的光路示意图。

其中附图标记为：

1、基底；101、透射区；102、反射区；100、子像素区；103、子透射区；104、子反射区；2、像素电路；21、栅极层；22、第一绝缘层；23、源漏电极层；24、第二绝缘层；241、第一子层；242、第二子层；3、反射层；4、单向透射层；5、散射层；51、凸起；52、凹陷；6、对盒基板；7、背光源；8、液晶；9、第一基底；10、彩膜层；11、公共电极；12、上偏光片；13、下偏光片；14、透射层；15、阵列基板；16、彩膜基板。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明一种显示基板和显示模组作进一步详细描述。

公开技术中，参照图1和图2，半透半反显示模组通常将阵列基板15的显示区分为透射区101和反射区102；透射区101能使设置于阵列基板15背离彩膜基板16侧的背光源7光线透过；反射区102设置反射层3对从彩膜基板16侧入射的环境光进行反射以实现利用环境光的显示。半透半反式显示一般分两种情况：参照图1，在环境光充足时，背光源7关闭，通过反射区102进行全反射模式的显示；参照图2，在环境光不足时，背光源7开启，通过透射区101对背光源7光线的透射和反射区对环境光的反射共同进行显示。

目前的半透半反显示模组进行半透半反显示的不足在于，在全反射模式显示时，照射到透射区的反射光无法利用，造成光损失。另外，在半透半反模式显示时，由于背光源的光线较强，使透射区与反射区的光效会有差异，影响显示效果。

针对上述半透半反显示模组在全反射模式和半透半反模式显示时所存在的问题，本发明实施例提供一种显示基板，参照图3-图5，显示基板具有显示区，显示区包括透射区和反射区；显示基板还包括基底1；像素电路2，设置于基底1上；反射层3，位于像素电路2背离基底1的一侧，反射层3在基底1上的正投影位于反射区；和单向透射层4；位于像素电路2的背离基底1的一侧，单向透射层4在基底1上的正投影位于透射区，单向透射层4能使由基底1背离像素电路2侧入射的光线透过。

可选地，参照图3，显示区包括多个子像素区100；每个子像素区100包括子透射区103和子反射区104；每个子像素区100内，子透射区103的面积小于子反射区104的面积。由于显示基板主要是利用环境光实现全反射模式的显示，所以子反射区104的面积大于子透射区103的面积，如此能够更好地实现主要利用环境光进行显示。

可选地，显示区内透射区和反射区的划分也可以是将部分子像素区设置为透射区，部分子像素区设置为反射区，具体可以有多种分区方案。

其中，像素电路2为设置于基底1上的薄膜晶体管驱动电路，像素电路2包括栅极层21、第一绝缘层22、有源层、源漏电极层23和第二绝缘层24；本实施例中，栅极层21、第一绝缘层22、源漏电极层23和第二绝缘层24依次远离基底1叠置；栅极层21和源漏电极层23的图形还延伸至反射区内沿剖切线AA的位置；第一绝缘层22采用无机绝缘材料，如氮化硅、氧化硅或氮氧化硅，第一绝缘层22用作栅绝缘层，第一绝缘层22覆盖整个显示区；第二绝缘层24包括第一子层241和第二子层242，第一子层241和第二子层242依次远离基底1叠置；第一子层241采用有机绝缘材料，如聚酰亚胺等树脂材料；第二子层242采用无机绝缘材料，如氮化硅、氧化硅或氮氧化硅；第一子层241的图形只覆盖反射区；第二子层242覆盖整个显示区。第一子层241的厚度可以做得较厚，以有利于垫高反射区的高度，使显示基板中反射区与透射区形成高度差，以便后续对盒基板与显示基板对盒后对应反射区的盒间隙小于对应透射区的盒间隙，从而使对盒基板与显示基板对盒形成的显示模组透射区与反射区的光效趋于均匀，提升显示模组的显示效果。另外，第一子层241的厚度可以做得较厚，还可以起到隔离导电层及降低导电层之间的电容及功耗的作用。

可选地，反射层3采用铝或银等材料，实现对照射至其上的环境光进行良好的反射。单向透射层4具有单向透射的性能，能使由基底1背离像素电路2侧入射的光线透过；单向透射层4还具有单向反射的性能，能使由其背离基底1侧入射的光线发生反射。可选地，单向透射层4的材料包括纳米铬混合金属涂层、纳米铝混合金属涂层、纳米铬层与纳米铝层复合涂层中的至少一种。

可选地，反射层3和单向透射层4共同作为子像素区100的像素电极。反射层3和单向透射层4可以连接在一起，也可以相互断开(参照图4)。如果反射层3和单向透射层4连接在一起，则二者可以通过开设在第二绝缘层24中的一个过孔与像素电路2电连接；如果反射层3和单向透射层4相互断开，则二者需要分别通过开设在第二绝缘层24中的不同过孔与像素电路2电连接；以实现像素电路2对像素电极的驱动。

可选地，参照图5，显示基板还包括透射层14，位于像素电路2和单向透射层4之间，且透射层14在基底1上的正投影位于透射区。透射层14是双向透射的，能使位于基底1背离像素电路2侧的背光光线透过；也能使位于像素电路2背离基底1侧的环境光透过。透射层14采用透明导电材料，如ITO等。进一步可选地，反射层3和透射层14共同作为子像素区100的像素电极。反射层3和透射层14可以连接在一起，也可以相互断开(参照图5)。如果反射层3和透射层14连接在一起，则二者可以通过开设在第二绝缘层24中的一个过孔与像素电路2电连接；如果反射层3和透射层14相互断开，则二者需要分别通过开设在第二绝缘层24中的不同过孔与像素电路2电连接；以实现像素电路2对像素电极的驱动。

参照图6，通过在像素电路2背离基底1的一侧且在对应透射区的区域设置单向透射层4，当环境光由单向透射层4背离基底1的一侧入射至其上时，会被单向透射层4反射回去再利用，从而提高了显示基板通过反射环境光进行显示时环境光的利用率；单向透射层4能使由基底1背离像素电路2侧入射的背光光线透过，即单向透射层4能使设置在基底1背离像素电路2侧的背光源发出的光线透过，从而不会影响显示基板在环境光不足时通过透射区进行透射显示；进而使该显示基板更好地实现半透半反显示，并提升其半透半反显示效果。

可选地，单向透射层4的厚度范围为200～500nm。其中，单向透射层4的厚度可以根据实际的光效进行调整。

可选地，参照图5，显示基板还包括散射层5，位于单向透射层4背离基底1的一侧，且散射层5在基底1上的正投影位于透射区；散射层5能使经由其出射的光线发生散射。通过设置散射层5，在显示基板透射显示时，位于基底1背离像素电路2侧的背光源发出的光线通过散射层5后会向四周发散，如此能减弱通过透射区出射的背光光线的强度，从而减小透射区与反射区的光线强度差异，使显示基板透射区与反射区的光线强度更加均匀，进而使显示基板的显示亮度更加均匀，提升了显示基板的显示效果。

可选地，散射层5在基底1上的正投影与透射区重合。

可选地，参照图5和图7，散射层5的背离基底1的一侧形成均匀交替分布的凸起51和凹陷52；凸起51的沿垂直于基底1的截面的边缘线形状为半圆形或者抛物线形。

可选地，参照图7，凸起51的高度h范围为400～500nm；相邻凸起51之间的间距s范围为500～600nm。其中，凸起51的高度h指凸起51的最高点(即顶点)至凹陷52的最低点(即底部顶点)的垂直距离(即沿垂直于基底1方向的距离)。相邻凸起51之间的间距s为相邻凸起51的顶点之间的间距。

可选地，散射层5采用可固化的透明树脂材料；可固化的透明树脂材料包括聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯等材料。采用透明树脂材料且具有上述凸起51和凹陷52的表面形态的散射层5具备了对经过其的光线进行散射的透镜的性能，通过控制散射层5的表面形态参数(如散射层5所形成透镜的曲率半径及焦距)，可以达到预想的散射层5光学处理效果，从而使显示基板的显示亮度更加均匀，提升了显示基板的显示效果。

基于显示基板的上述结构，本发明实施例还提供一种该显示基板的制备方法，参照图8，以显示基板上一个子像素区内各膜层的制备为例，说明上述图5中显示基板的制备过程。该制备方法具体包括：

步骤S01：在基底1上形成包括栅极层21的图形；

该步骤采用传统构图工艺(包括成膜、曝光、显影、刻蚀等步骤)制备相应图形，这里不再赘述。

步骤S02：在完成步骤S01的基底1上形成第一绝缘层22的图形；

该步骤采用传统构图工艺(包括成膜、曝光、干刻刻蚀等步骤)制备相应图形，这里不再赘述。

步骤S03：在完成步骤S02的基底1上依次形成包括有源层的图形、包括源漏电极层23的图形；

该步骤采用传统构图工艺(包括成膜、曝光、显影、刻蚀等步骤)制备相应图形，这里不再赘述。

步骤S04：在完成步骤S03的基底1上形成第二绝缘层24的图形；

该步骤采用传统构图工艺(包括成膜、曝光、干刻刻蚀等步骤)制备相应图形，这里不再赘述。

步骤S05：在完成步骤S04的基底1上分别形成包括反射层3的图形和包括透射层14的图形；

该步骤采用传统构图工艺(包括成膜、曝光、显影、刻蚀等步骤)制备相应图形，这里不再赘述。

步骤S06：在完成步骤S05的基底1上形成包括单向透射层4的图形；

该步骤中，通过溅射或涂布的工艺形成单向透射层4的整层膜，然后通过刻蚀(如湿刻)工艺形成单向透射层4的图形；或者，也可以采用掩膜板通过溅射或涂布的工艺直接形成单向透射层4的图形。溅射、涂布及刻蚀均为传统工艺，这里不再赘述。

步骤S07：在完成步骤S06的基底1上形成包括散射层5的图形。

该步骤中，可以通过涂敷光刻胶曝光、刻蚀的工艺形成散射层5的图形；也可以通过直接采用掩膜板曝光、灰化的工艺形成散射层5的图形。

本发明实施例所提供的显示基板，通过在像素电路背离基底的一侧且在对应透射区的区域设置单向透射层，当环境光由单向透射层背离基底的一侧入射至其上时，会被单向透射层反射回去再利用，从而提高了显示基板通过反射环境光进行显示时环境光的利用率；单向透射层能使由基底背离像素电路侧入射的背光光线透过，即单向透射层能使设置在基底背离像素电路侧的背光源发出的光线透过，从而不会影响显示基板在环境光不足时通过透射区进行透射显示；进而使该显示基板更好地实现半透半反显示，并提升其半透半反显示效果。

本发明实施例还提供一种显示模组，参照图9，包括上述实施例中的显示基板；显示模组还包括对盒基板6和背光源7，对盒基板6与显示基板对盒形成盒间隙，盒间隙中填充有液晶8；背光源7位于显示基板的背离对盒基板6的一侧，用于提供背光。

其中，显示基板作为该显示模组的阵列基板，对盒基板6作为该显示模组的彩膜基板；该显示模组由阵列基板与彩膜基板对盒并在对盒间隙中填充液晶8形成液晶显示模组。对盒基板6包括第一基底9、彩膜层10和公共电极11，彩膜层10和公共电极11依次叠置于第一基底9上，且位于第一基底9面向显示基板的一侧。彩膜层10包括红、绿、蓝色阻和黑矩阵，红、绿、蓝色阻分别对应显示基板上的子像素区设置，黑矩阵对应覆盖子像素区之间的间隔区域；像素电路2中的不透光金属导电膜层和走线绝大部分对应位于黑矩阵覆盖区域，少部分还延伸至反射区，由于反射区无需透光，所以像素电路2延伸至反射区的不透光金属导电膜层和走线不会影响子像素区的开口；同时上述结构的显示模组还能实现彩色显示。公共电极11与显示基板上的像素电极(由反射层3和单向透射层4充当；或者，由反射层3和透射层14充当)之间在加电时形成能使液晶8偏转的电场，从而实现对不同子像素区通过光线量的控制，进而实现不同灰阶图像的显示。另外，显示模组还包括上偏光片12和下偏光片13，上偏光片12位于第一基底9的背离显示基板的一侧；下偏光片13位于对盒基板6与背光源7之间；上偏光片12和下偏光片13用于形成并筛选偏振光，配合液晶显示模组实现显示。

可选地，对应显示基板中反射区的盒间隙h1小于对应显示基板中透射区的盒间隙h2。如此能使对盒基板6与显示基板对盒形成的显示模组透射区与反射区的光效趋于均匀，提升显示模组的显示效果。

本实施例中，在显示基板的透射区，从显示基板中的散射层5出射的光线入射至对盒间隙内的液晶8中，散射层5的折射率大于液晶8的等效折射率，如此能使由散射出5入射至液晶8中的光线进一步向四周发散，从而进一步减弱通过透射区出射的背光光线的强度，进一步减小透射区与反射区的光线强度差异，使显示基板透射区与反射区的光线强度更加均匀，进而使显示基板的显示亮度更加均匀，提升了显示基板的显示效果。

参照图10和图11，本实施例中的显示模组，在环境光充足时，使用全反射显示模式，不需要开启背光源7，光路如图10所示，入射到反射区的环境光线会被反射层3反射进行利用，入射到透射区的环境光线会被单向透射层4反射进行利用，这样相当于一个全反射显示，提高了环境光的利用率。在环境光不充足时，开启背光源7进行半透半反显示，光路如图11所示，透射区的背光源7光线会通过单向透射层4被利用，并且经过散射层5的散射作用发散到周围，减小透射区光线与反射区光线的差异，使显示模组的显示亮度更加均匀，提升了显示模组的显示效果。

本发明实施例中所提供的显示模组，通过采用上述实施例中的显示基板，不仅在全反射显示模式时，提高了环境光的利用率；而且使显示模组的显示亮度更加均匀，提升了显示模组的显示效果。

本发明所提供的显示模组可以为LCD面板、LCD电视、显示器、手机、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种显示基板，所述显示基板具有显示区，所述显示区包括透射区和反射区，其特征在于，所述显示基板包括：

基底；

像素电路，设置于所述基底上；

反射层，位于所述像素电路背离所述基底的一侧，所述反射层在所述基底上的正投影位于所述反射区；和

单向透射层，位于所述像素电路的背离所述基底的一侧，所述单向透射层在所述基底上的正投影位于所述透射区，所述单向透射层能使由所述基底背离所述像素电路侧入射的光线透过。

2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，还包括散射层，位于所述单向透射层背离所述基底的一侧，且所述散射层在所述基底上的正投影位于所述透射区；

所述散射层能使经由其出射的光线发生散射。

3.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，所述单向透射层的厚度范围为200～500nm。

4.根据权利要求3所述的显示基板，其特征在于，所述散射层的背离所述基底的一侧形成均匀交替分布的凸起和凹陷；

所述凸起的沿垂直于所述基底的截面的边缘线形状为半圆形或者抛物线形。

5.根据权利要求4所述的显示基板，其特征在于，所述凸起的高度范围为400～500nm；

相邻所述凸起之间的间距范围为500～600nm。

6.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述单向透射层的材料包括纳米铬混合金属涂层、纳米铝混合金属涂层、纳米铬层与纳米铝层复合涂层中的至少一种。

7.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，所述散射层采用可固化的透明树脂材料；

所述可固化的透明树脂材料包括聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯。

8.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述显示区包括多个子像素区；

每个所述子像素区包括子透射区和子反射区；

每个所述子像素区内，所述子透射区的面积小于所述子反射区的面积；

所述显示基板还包括透射层，位于所述像素电路和所述单向透射层之间，且所述透射层在所述基底上的正投影位于所述透射区。

9.一种显示模组，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的显示基板；

所述显示模组还包括对盒基板和背光源，所述对盒基板与所述显示基板对盒形成盒间隙，所述盒间隙中填充有液晶；

所述背光源位于所述显示基板的背离所述对盒基板的一侧，用于提供背光。

10.根据权利要求9所述的显示模组，其特征在于，对应所述显示基板中反射区的盒间隙小于对应所述显示基板中透射区的盒间隙。

Images