CN203204275U - 一种半透半反式液晶面板、显示装置及阵列基板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种半透半反式液晶面板、显示装置及阵列基板，其中，液晶面板包括：第一基板；与第一基板相对设置的第二基板；设置于第一基板和第二基板之间的液晶层；第一基板和第二基板上设置有多个像素单元，所述像素单元包括：透射区域和反射区域；透射区域对应的液晶层厚度等于反射区域对应的液晶层厚度的两倍；第二基板上面向所述液晶层的一面对应于反射区域处设有反射层，反射区域的像素电极设置于所述反射层之上；像素单元内设有多个间隔排列的像素电极，且相邻的两个像素电极的电压相等，极性相反。本实用新型的方案可以实现半透半反显示，并保证画面的均匀和稳定。

Description

一种半透半反式液晶面板、显示装置及阵列基板

技术领域

本实用新型涉及液晶显示技术领域，特别是指一种半透半反式液晶面板、显示装置及阵列基板。

背景技术

液晶面板按照光源可以分为：反射式、透射式和半透半反式。其中，反射式液晶面板是利用液晶面板周围的环境光作为照明光源，在反射式液晶面板中设有用于反射环境光的反射面，反射式液晶面板由于自身没有背光源，其耗电量相对较低，但是在周围的环境光偏暗的情况下，画面不易观看。

透射式液晶面板是在薄膜晶体管阵列基板的背面设置背光源，利用背光源发出的背景光透过液晶面板，显示需要的画面。

半透半反式液晶面板则可视为透射式与反射式液晶面板的结合，在阵列基板上既设置有反射区域，又设置有透射区域，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。

半透半反式液晶面板兼具透射式和反射式液晶面板的优点，既可以在暗的环境下显示明亮的图像，室内使用，也可以在室外使用。因此，它被广泛用于便携式移动电子产品的显示设备。

目前，液晶面板按照显示模式还可以分为：TN型（Twisted Nematic，扭曲向列）、IPS型（In Plane Switching，平面转换）和ADS型（Advanced SuperDimension Switch，高级超维场转换）等。其中，ADS显示模式的液晶面板是通过同一平面内电极产生的电场以及电极层间产生的电场形成的多维电场，使在电极之间或者电极正上方的所有液晶分子发生旋转，相对于IPS显示模式，ADS显示模式具有高画面品质、高分辨率、高透过率、低功耗、宽视角、高开口率、低色差、无水波纹（Push Mura）等优点。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种半透半反式液晶面板、显示装置及阵列基板，可以实现半透半反显示，并保证画面的均匀和稳定。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种半透半反式液晶面板，包括：

第一基板；

与所述第一基板相对设置的第二基板；

设置于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；

所述第一基板和所述第二基板上设置有多个像素单元，所述像素单元包括：透射区域和反射区域；

所述透射区域对应的液晶层厚度等于所述反射区域对应的液晶层厚度的两倍；

所述第二基板上面向所述液晶层的一面对应于反射区域处设有反射层，所述反射区域的像素电极设置于所述反射层之上；

所述像素单元内设有多个间隔排列的像素电极，且相邻的两个所述像素电极的电压相等，极性相反。

其中，所述第二基板上对应于反射区域还设有：垫高层，所述垫高层设置于所述第二基板与所述反射层之间。

其中，所述垫高层采用树脂材料形成。

其中，所述第一基板在背向所述液晶层的一面还设有第一偏光片；所述第二基板背向所述液晶层的一面还设有第二偏光片。

其中，所述第一偏光片和所述第二偏光片的光透过轴方向相互垂直。

其中，所述第一偏光片和所述第二偏光片为内置有λ/4相位延迟膜的0度或者90度偏光片。

其中，所述像素电极为条状电极。

其中，所述第一基板面向所述液晶层的一侧还设有：公共电极层以及对应于整个透射区域和反射区域且覆盖所述公共电极层的第一取向层；

所述第二基板上靠近所述液晶层的一侧还设有对应于整个透射区域和反射区域且覆盖所述像素电极的第二取向层。

其中，所述第一基板与所述公共电极层之间设有彩色滤光膜。

本实用新型的实施例还提供一种显示装置，包括如上所述的半透半反式液晶面板。

本实用新型的实施例还提供一种阵列基板，包括：

多个像素单元，每个像素单元内设有多个间隔排列的像素电极，且相邻的两个所述像素电极的电压相等，极性相反；

对应于所述像素单元的反射区域处设有反射层，所述反射区域的像素电极设置于所述反射层之上。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，通过在双盒厚的半透半反式液晶面板中（即透射区域的液晶层厚度等于所述反射区域的液晶层厚度的2倍），在每个像素单元内设有间隔排列的像素电极，且相邻的两个所述像素电极的电压相等，极性相反。在实现半透半反显示的同时，可以保证画面的均匀和稳定。

附图说明

图1为本实用新型的半透半反式液晶面板在不加电时的结构示意图；

图2为本实用新型的半透半反式液晶面板的一具体结构示意图；

图3为图1所示的液晶面板的反射区域实现亮态和暗态的示意图；

图4为图1所示的液晶面板的透射区域实现亮态和暗态的示意图；

图5为图1所示的半透半反式液晶面板在加电时的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1所示，本实用新型的实施例提供一种半透半反式液晶面板，包括：第一基板11，该第一基板11如可以是彩膜基板；与所述第一基板11相对设置的第二基板21，该第二基板如可以是阵列基板，优选是薄膜晶体管阵列基板；以及设置于所述第一基板11和所述第二基板21之间的液晶层31；

所述第一基板11和所述第二基板21上设置有多个像素单元，所述像素单元包括：透射区域和反射区域；所述透射区域的液晶层厚度d1等于所述反射区域的液晶层厚度d2的两倍(即d1=2×d2)；

像素单元内设有多个间隔排列的像素电极24，且相邻的两个所述像素电极的电压相等，极性相反；其中，所述像素电极为条状电极，当然也可以是其它规则形状的电极；

所述第二基板21上面向所述液晶层的一面对应于反射区域处设有反射层23，所述反射区域的像素电极24设置于所述反射层23之上，其中，该反射层23可以由金属材料制成。

上述实施例所述的液晶面板在显示时，透射区域的液晶层产生的相位延迟量为：d1×△n，反射区域的液晶层产生的相位延迟量为：2×d2×△n；

其中，△n为光线通过液晶时产生的相位延迟，d1为透射区域的液晶层的厚度，也为透射区域的光程，即光线通过液晶层的距离；2×d2为外部环境光通过反射区域的液晶层的光程；

要实现半透半反显示，光线通过透射区域的液晶层产生的相位延迟量和光线通过反射区域的液晶层产生的相位延迟量要匹配，即d1×△n＝2×d2×△n，由于d1刚好是d2的2倍，因此，光线通过透射区域的液晶层产生的相位延迟量和光线通过反射区域的液晶层产生的相位延迟量是匹配的，从而可以实现半透半反的显示。

同时上述实施例中，由于在像素单元中相邻的两个像素电极24施加大小相同、且极性相反的电压，还可以实现画面的均匀和稳定，而该像素电极的电压是通过以下方式施加的：

通过为阵列基板的同一像素单元的两根相邻的数据线施加大小相等，极性相反的输入电压，使得在两根数据线中的第一数据线通过TFT（thin filmtransistor，薄膜晶体管）为像素电极传递第一强度的电压信号，第二数据线为像素电极传递第二强度的电压信号时，第一强度的电压信号与第二强度的电压信号的电量相等，极性相反，这样第一数据线与像素电极所产生的耦合电容与第二数据线与像素电极所产生的耦合电容的大小相等，由于第一强度的电压信号与第二强度的电压信号的极性相反，当第一数据线与像素电极所产生的第一耦合电容导致的跳变电压使像素电极电压增大时，第二数据线与像素电极所产生的第二耦合电容导致的跳变电压则会使像素电极电压降低，第一耦合电容与第二耦合电容引起的像素电极的跳变电压相互抵消，使像素电极的电压趋于稳定，从而避免了由于数据线与像素电极之间的耦合电容而产生的跳变电压导致画面显示不均匀的现象。

在上述液晶面板中，为了实现上述d1=2×d2，可以在第二基板21上对应于反射区域设有：垫高层22，所述垫高层22设置于所述第二基板21与所述反射层23之间。该垫高层的厚度可以为上述d1与d2之差，反射层23是很薄的一层膜，因此，反射层23占用的液晶层的空间，可以忽略不计；且该垫高层22采用树脂材料形成，当然还可以采用其它材料形成。

在上述液晶面板中，第一基板11在背向液晶层31的一面还设有第一偏光片10；所述第二基板21背向所述液晶层31的一面还设有第二偏光片20。其中，所述第一偏光片10和所述第二偏光片20的光透过轴方向相互垂直。所述第一偏光片10和所述第二偏光片20为内置有λ/4相位延迟膜的0度或者90度偏光片，而λ/4相位延迟膜位于第一偏光10片面向第一基板11的一面，或者位于第二偏光片20面向第二基板21的一面。

上述液晶面板在实现显示的过程中，未在像素电极与公共电极之间加电场时，液晶层中的液晶分子沿着第一偏光片10或者第二偏光片20的光透过轴方向平行取向（如图1所示的那样），即在未加电场时，液晶分子没有偏转，不会对通过的光线产生延迟作用，且由于只有与偏光片的光透过轴方向一致的线偏光才能透过偏光片，因此，未加电场时，液晶面板为暗场。

需要说明的是，上述阵列基板的同一像素单元中的数据线并不限制数量，只要保证相邻的数据线施加大小相等，极性相反的输入电压即可，在本实施例中仅以两根数据线的情况进行说明。

进一步地，如图2所示，为了使液晶层中的液晶分子的快速轴方向和第一偏光片10或者第二偏光片20的光透过轴方向平行，还可以在第一基板11面向所述液晶层的一侧还设有：公共电极层13对应于整个透射区域和反射区域且覆盖所述公共电极层13的第一取向层14；在第二基板21上靠近所述液晶层31的一侧还设有对应于整个透射区域和反射区域且覆盖所述像素电极的第二取向层25。

在具体实现时，可以将第一取向层14的和第二取向层25的取向方向设置为与第一偏光片的光透过轴方向一致，即与第二偏光片的光透过轴垂直；反之，也可以将第一取向层和第二取向层的取向方向设置为与第二偏光片的光透过轴方向一致，即与第一偏光片的光透过轴垂直。这样在未加电场时，液晶分子在取向层的作用下沿其长轴方向平行于取向层排列。但第一取向层14和第二取向层25的取向方式不一定为摩擦取向，还可以为光取向等其他方式，在此不作限定。

另外在上述液晶面板的实施例中，所述第一基板11与所述公共电极层13之间设有彩色滤光膜12，以实现彩色显示。

图3为本实用新型实施例中反射区域实现亮态和暗态的示意图，图4为本实用新型实施例中透射区域实现亮态和暗态的示意图；图3和图4仅以第一偏光片10的偏振方向为竖直方向（如90度偏光片）为例进行示意，不代表全部的实施例方案。如图3和图4所示，将结合上述液晶面板的具体实施例说明，该液晶面板是实现亮态和暗态显示的原理：

（1）在液晶面板未加电压时，透射区域和反射区域均呈暗态，其具体的光线模拟情况如图3和图4中的暗态一栏中所示：

在反射区域内，环境光为自然光，是各个方向上的线偏振光的集合，，环境光通过第一偏光片10（如90度偏光片），产生和所述第一偏光片10光透过轴方向平行的线偏振光，经过第一λ/4相位延迟膜后产生左旋圆偏振光，左旋圆偏振光经过液晶层，由于液晶层的液晶分子未有电场影响，对左旋圆偏振光无延迟作用，所以左旋圆偏振光进入反射层，经过反射层反射后发生λ/2延迟变成右旋圆偏振光，该右旋圆偏振光再次进入液晶层，无延迟并再次通过第一λ/4相位延迟膜，变成和第一偏光片10光透过轴方向垂直的线偏振光，因此无法从第一偏光片10射出，从而形成反射区域的暗态；

在透射区域内，从背光源发射出的光线经过第二偏光片20（如0度偏光片），其中第二偏光片20的光透过轴方向和第一偏光片10的光透过轴方向垂直。背光源发出的光线近似于自然光，是各个方向上的线偏振光的集合，光线通过第二偏光片20，产生和第二偏光片20光透过轴方向平行的线偏振光，经过第二λ/4相位延迟膜后产生右旋圆偏振光，右旋圆偏振光经过液晶层，由于液晶层的液晶分子未有电场影响，对右旋圆偏振光无延迟作用，所以右旋圆偏振光直接进入第一λ/4相位延迟膜，变成和第一偏光片10光透过轴方向垂直线偏振光，因此无法从第一偏光片10射出，从而形成透射区域的暗态；

需要说明的是，在图1、图2及图5所示的半透半反式液晶面板结构中，第一λ/4相位延迟膜和第一偏光片10是复合在同一光学膜中的，第二λ/4相位延迟膜和第二偏光片20也是复合在同一光学膜中的，但为了清楚地描述本实施例的实施过程，按照对光的作用不同予以分开描述。在本实用新型的实施例中，λ/4相位延迟膜和偏光片也可以分开形成。

（2）在液晶面板加电压时，透射区域和反射区域均呈亮态，其具体的光线模拟情况如图3和图4中的亮态一栏中所示，在液晶面板加电压时，透射区域和反射区域的液晶层中的液晶分子在像素电极提供的电场作用下偏转排列（如图5所示），偏振光在通过液晶层时，发生λ/2相位延迟；具体情况如下：

在反射区域内，环境光通过第一偏光片10，产生偏振方向和第一偏光片10的光透过轴方向平行的线偏振光，并经过第一λ/4相位延迟膜，从而产生左旋圆偏振光，左旋圆偏振光经过液晶层，由于液晶层导致的λ/2相位延迟，光线变成偏振方向和第一偏光片的光透过轴垂直的线偏振光，再经过反射层，经过反射层的λ/2延迟后，依然为偏振方向和第一偏光片的光透过轴垂直的线偏振光，光线再次进入液晶层经过延迟后变成右旋圆偏振光，由第一λ/4相位延迟膜，变成偏振方向和第一偏光片10的光透过轴平行的线偏振光，从而能够通过第一偏光片10出射，形成反射区域的亮态；

在透射区域内，从背光源发射出的光线经过第二偏光片20（如0度偏光片），由于第二偏光片20的光透过轴方向沿水平方向，光线通过第二偏光片20，产生偏振方向和第二偏光片20的光透过轴平行的线偏振光，并经过第二λ/4相位延迟膜延迟后产生右旋圆偏振光，再经过液晶层的λ/2相位延迟，变成左旋圆偏振光，然后直接进入第一λ/4相位延迟膜延迟后，变成偏振方向和第一偏光片10的光透过轴平行的线偏振光，从而能够通过第一偏光片10（如90度偏光片）出射，形成透射区域的亮态；

进一步的，上述半透半反式液晶面板在实现暗态以及亮态显示的同时，由于像素单元中相邻的两个像素电极施加大小相同、且极性相反的电压，还可以实现画面的均匀和稳定，因此本实用新型的上述半透半反式液晶面板实现显示的同时，还可以保证显示的画面的均匀和稳定。

本实用新型的实施例还提供一种显示装置，包括如上所述的半透半反式液晶面板。

再如图1所示，本实用新型的实施例还提供一种阵列基板，包括：

多个像素单元，每个像素单元内设有多个间隔排列的像素电极24，且相邻的两个所述像素电极24的电压相等，极性相反；

对应于所述像素单元的反射区域处设有反射层23，所述反射区域的像素电极24设置于所述反射层23之上。

本实用新型的上述阵列基板由于在像素单元中相邻的两个像素电极施加大小相同、且极性相反的电压，还可以实现画面的均匀和稳定，具体理由如上述液晶面板实施例中所述，在此不再赘述。

进一步的，上述阵列基板对应于反射区域还设有：垫高层22，所述垫高层22设置于所述第二基板21与所述反射层23之间。该垫高层的厚度可以为上述透射区域的液晶层的厚度d1与反射区域液晶层的厚度d2之差，反射层23是很薄的一层膜，一般由金属等高反射率材料形成，因此，反射层占用的液晶层的空间，可以忽略不计；且考虑到制备工艺的复杂度，该垫高层优选采用树脂材料形成，当然还可以采用其它材料形成。

进一步地，上述阵列基板靠近背光源、背离液晶层的一面还设有：第二偏光片20，该第二偏光片20靠近所述阵列基板的一侧内置有第二λ/4相位延迟膜。

进一步地，如图2所示，阵列基板上靠近液晶层31的一侧还设有对应于整个透射区域和反射区域且覆盖所述像素电极24的第二取向层25。

在具体实现时，可以将第二取向层25的取向方向设置为与第二偏光片20的光透过轴垂直；反之，也可以将第二取向层25的取向方向设置为与第二偏光片20的光透过轴方向一致。这样在未加电场时，液晶分子在取向层的作用下沿其长轴方向平行于取向层排列。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种半透半反式液晶面板，包括：

第一基板；

与所述第一基板相对设置的第二基板；

设置于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；

所述第一基板和所述第二基板上设置有多个像素单元，所述像素单元包括：透射区域和反射区域；

所述透射区域对应的液晶层厚度等于所述反射区域对应的液晶层厚度的两倍；

所述第二基板上面向所述液晶层的一面对应于反射区域处设有反射层，所述反射区域的像素电极设置于所述反射层之上；其特征在于，

所述像素单元内设有多个间隔排列的像素电极，且相邻的两个所述像素电极的电压相等，极性相反。

2.根据权利要求1所述的半透半反式液晶面板，其特征在于，所述第二基板上对应于反射区域还设有：垫高层，所述垫高层设置于所述第二基板与所述反射层之间。

3.根据权利要求2所述的半透半反式液晶面板，其特征在于，所述垫高层采用树脂材料形成。

4.根据权利要求1所述的半透半反式液晶面板，其特征在于，所述第一基板在背向所述液晶层的一面还设有第一偏光片；所述第二基板背向所述液晶层的一面还设有第二偏光片。

5.根据权利要求4所述的半透半反式液晶面板，其特征在于，所述第一偏光片和所述第二偏光片的光透过轴方向相互垂直。

6.根据权利要求4所述的半透半反式液晶面板，其特征在于，所述第一偏光片和所述第二偏光片为内置有λ/4相位延迟膜的0度或者90度偏光片。

7.根据权利要求1所述的半透半反式液晶面板，其特征在于，所述像素电极为条状电极。

8.根据权利要求1所述的半透半反式液晶面板，其特征在于，所述第一基板面向所述液晶层的一侧还设有：公共电极层以及对应于整个透射区域和反射区域且覆盖所述公共电极层的第一取向层；

所述第二基板上靠近所述液晶层的一侧还设有对应于整个透射区域和反射区域且覆盖所述像素电极的第二取向层。

9.根据权利要求8所述的半透半反式液晶面板，其特征在于，所述第一基板与所述公共电极层之间设有彩色滤光膜。

10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1－9任一项所述的半透半反式液晶面板。

11.一种阵列基板，其特征在于，包括：

多个像素单元，每个像素单元内设有多个间隔排列的像素电极，且相邻的两个所述像素电极的电压相等，极性相反；

对应于所述像素单元的反射区域处设有反射层，所述反射区域的像素电极设置于所述反射层之上。

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