CN220913478U - 反射式显示面板和显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种反射式显示面板和显示装置，反射式显示面板包括阵列基板、彩膜基板以及液晶层，彩膜基板包括第一基板和堆叠在第一基板朝向液晶层的一侧上的黑矩阵和第一电极，以及位于第一电极和黑矩阵之间的色阻层和透射层；阵列基板包括第二基板和堆叠在第二基板朝向液晶层的一侧上的有源元件阵列、保护层和反射层，透射层为连续凸点结构，朝向液晶层的表面呈波浪状，且其包括多个依次堆叠的折射率各不相同的子透射层。该反射式显示面板和显示装置通过在彩膜基板上设置具有折射率的透射层，使入射光线发生折射，使得出射光线的角度变小，出射角度集中于反射式显示面板的法线附近。提升了反射式显示面板的反射率和响应速度，工艺简单。

Description

反射式显示面板和显示装置

技术领域

本实用新型涉及液晶显示领域，特别涉及一种反射式显示面板和显示装置。

背景技术

近年来随着显示行业的不断发展，反射式显示面板也得到了广泛的应用。反射式显示面板是利用环境光来实现图像显示，具有低功耗、贴近自然等优点，应用在了越来越多的显示领域尤其是户外显示领域中，例如，有电子报纸、电子书以及反射式穿戴产品等。然而，现有反射式显示面板的反射出光率低，显示画面偏暗。而且现有的全彩反射式显示面板通常采用三层反射不同颜色的液晶层叠设形成，在工艺制造中需要经过三层液晶层的精准对位工艺，操作难度大，响应时间慢，限制了反射式显示产品的推广和应用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种反射式显示面板和显示装置，以解决现有技术中的问题。

根据本实用新型的第一方面，提供一种反射式显示面板，包括相对设置的阵列基板和彩膜基板以及夹在所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层，其特征在于：所述彩膜基板包括第一基板和堆叠在所述第一基板朝向所述液晶层的一侧上的黑矩阵和第一电极，以及位于所述第一电极和所述黑矩阵之间的色阻层和透射层；所述阵列基板包括第二基板和堆叠在所述第二基板朝向所述液晶层的一侧上的有源元件阵列、保护层和反射层，其中，所述透射层为连续凸点结构，其背离所述第一基板的表面呈波浪状，且所述透射层包括多个依次堆叠的折射率各不相同的子透射层。

可选地，多个所述子透射层的形状相互匹配，每个所述子透射层与相邻的所述子透射层接触的表面均呈波浪状。

可选地，每个所述子透射层对入射光线的折射率均大于1.8，且从所述第一基板至所述第一电极的方向堆叠的多个所述子透射层的折射率依次减小。

可选地，所述子透射层为氧化物掺杂的环硫树脂或环氧树脂，所述氧化物包括氧化钇和氧化钛。

可选地，所述色阻层和所述黑矩阵间隔分布在同一层，所述透射层分布在所述色阻层和所述第一电极之间，且所述第一电极覆盖所述透射层。

可选地，所述黑矩阵和所述透射层分布在同一层，所述色阻层分布在所述透射层和所述第一电极之间，所述色阻层与所述第一电极接触的表面为平面。

可选地，所述反射层的材料为铝。

可选地，所述保护层包括多个连续的凸起，所述反射层贴合于所述保护层背离所述第二基板的表面上，所述反射层呈波浪状。

可选地，所述液晶层为染料液晶层，包括相互混合的液晶分子和染料分子。

根据本实用新型的第二方面，提供一种显示装置，包括：上述的反射式显示面板；以及前置光源，位于所述反射式显示面板的出光侧，用于为所述反射式显示面板提供光源。

本实用新型提供的反射式显示面板和显示装置，通过在彩膜基板上设置具有折射率的透射层，且透射层包括多层依次堆叠的折射率各不相同的子透射层，使得入射光线经过透射层发生多次折射，改变最终的出射角度，且可以使得出射光线的出射角度变小，出射角度主要集中于反射式显示面板的法线附近的小角度范围内。从而大幅度提升反射式显示面板的反射率，且响应速度很快，结构简单，工艺流程简单。

进一步地，将透射层的折射率设置的较高，以第二电极作为反射层，且液晶层采用染料液晶制作，从而通过多层结构的配合，改变入射光线在反射式显示面板内部的光路，由于多层结构的折射率差异使得出射光线的出射角度很小，出射光线集中在反射式显示面板的法线附近，从而很大角度的入射光线也可以成功出射，增强整个反射式显示面板的反射率。

进一步地，将子透射层、透射层和保护层以及反射层的表面都设置为连续的凹凸状或波浪状，使得光线在这些层结构的表面上可以进行多次反射，使反射式显示面板能以较低的成本很快实现光线的出射，提升了反射式显示面板的反射率，且响应速度很快，工艺简单。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出根据本实用新型第一实施例的反射式显示面板的结构示意图。

图2示出入射光线在图1的反射式显示面板中的光路图。

图3示出入射光线在图1的反射式显示面板的透射层中的光路图。

图4示出根据本实用新型第二实施例的反射式显示面板的结构示意图。

图5示出入射光线在图4的反射式显示面板中的光路图。

图6示出入射光线在图4的反射式显示面板的透射层中的光路图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

应当理解，在描述器件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其他的层或区域。并且如果将器件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。如果为了描述直接位于另一层、另一个区域上面的情形，本文将采用“A直接置于B上方”或“A在B上面并与之邻接”的表述方式。

图1示出根据本实用新型第一实施例的反射式显示面板的结构示意图。

如图1所示，本实施例的反射式显示面板100包括：彩膜基板110、与彩膜基板110相对设置的阵列基板130、位于彩膜基板110和阵列基板130之间的液晶层120。彩膜基板110即彩色滤光片基板，该基板上一般设置有黑矩阵和彩色滤光片(或称为色阻层)等结构，且在彩膜基板110朝向液晶层120的表面上设置有配向层(例如聚酰亚胺，PI层)，例如图1中示出的配向层116。阵列基板130上一般排布有数据线、扫描线以及像素单元等有源元件阵列，在有源元件阵列上方，即阵列基板130朝向液晶层120的表面上也设置有配向层，例如图1中示出的配向层135。不同液晶显示装置的层结构不全相同，所以下面仅给出本实用新型的液晶显示装置的一些可实施方式，并不能用于限定本实用新型。

图1中，彩膜基板110包括第一基板111和堆叠设置在第一基板111朝向液晶层120一侧的表面上的黑矩阵112与色阻层113、透射层114、第一电极115及配向层116。色阻层113例如为R、G、B色阻，色阻层113和黑矩阵112相互错开设置且同层分布。还可以在黑矩阵112和色阻层113的表面上设置保护层，起保护和支撑作用，本实施例中未详细示出各层之间的保护层，在此不作限制。透射层114分布在黑矩阵112和色阻层113背离第一基板111一侧的表面上，第一电极115覆盖透射层114，且为透明电极。

本实施例中，该反射式显示面板例如为TN或VA架构，第一电极115例如为公共电极。

本实施例中，透射层114具有一定的折射率，且折射率较高，例如其对入射光线的折射率大于1.8。其主要作用为汇聚反射光线，提升反射率。

优选地，透射层114为连续凸点结构，其背离第一基板111的表面呈波浪状。即透射层114分布在色阻层113和第一电极115之间，其朝向第一电极115一侧的表面呈凹凸不平的波浪状。透射层114可以视为多个凸点结构，凸点可以是圆形、棱形等可实施形状，这里不做限定。波浪状的连续凸点结构中，每个凸点结构可以对应一个像素单元。

具体地，透射层114包括多个依次堆叠的折射率各不相同的子透射层，例如包括三层，分别为依次堆叠在色阻层113和第一电极115之间的子透射层1141、子透射层1142和子透射层1143。每个子透射层对入射光线的折射率均大于1.8，且从第一基板111至第一电极115的方向堆叠的多个子透射层的折射率依次减小，例如子透射层1141、子透射层1142和子透射层1143的折射率分别为2.0、1.9和1.85。光线在多个子透射层中的传播光路在图3中示出。本实施例的多个子透射层的厚度大致相同且形状相互匹配。进一步地，每层子透射层的材料均可以为氧化钇、氧化钛等氧化物掺杂的环硫树脂或环氧树脂等树脂材料。其他实施例中，透射层114也可以包括更多个依次堆叠的折射率各不相同的子透射层，在此不作限制。

而由于透射层114为连续的多个凸点结构，且多个子透射层的形状相互匹配，则每个子透射层与相邻的子透射层接触的表面均呈波浪状。子透射层1141为多个凸点结构，而子透射层1142和子透射层1143均可以是波浪状。第一电极115覆盖透射层114，那么第一电极115也可以整体呈波浪状，与透射层114贴合且结构匹配，与透射层114配合对入射光线进行透射，多次改变入射光线的入射角度。波浪状的第一电极115的整体厚度均匀，而且将第一电极115做成波浪状可以减薄其厚度，在一定厚度范围内提升透光率。

另外，阵列基板130例如包括第二基板131和依次覆盖在第二基板131朝向液晶层120一侧的表面上堆叠的有源元件阵列132、保护层133、反射层134和配向层135。这里当然也未详细示出各层之间的所有保护层或钝化层等。关于有源元件阵列132的结构为本领域所熟知的，例如有源元件阵列132包括扫描线、数据线和薄膜晶体管(TFT)，多条扫描线与多条数据线相互绝缘交叉限定形成呈阵列排布的多个子像素(sub-pixel)，每个子像素内设有TFT。每个TFT包括栅极、有源层、源极及漏极，其中栅极电连接对应的扫描线，源极电连接对应的数据线。反射层134例如作为第二电极，其材料为铝，用于对从彩膜基板110和液晶层120中穿过的入射光线进行反射，形成出射光线。保护层133例如为OC(over coating)层，选择有机绝缘材料形成，或者透明树脂，起绝缘和保护作用。优选地，保护层133包括多个连续的凸起，其朝向反射层134的表面呈波浪状，而反射层134位于保护层133背离第二基板131的表面上，反射层134例如整体呈波浪状，与保护层133的形状匹配。保护层133的凸起结构中，多个凸起结构对应一个像素单元，即单个凸起结构的宽度小于透射层114的一个凸点结构的宽度。且保护层133和反射层134设置成波浪状，可以增强光线的反射率，增强整个反射式显示面板的出光率，提升画面亮度。

本实施例中，反射层134与第二电极复用，反射层134例如为像素电极。在其他实施例中，也可以单独设置反射层134和像素电极，在此不作限制。

本实施例中，通过连续凸点设计和高折射率的透射层114对入射光线进行折射，又由表面呈波浪状的第一电极115和反射层134对光线进行透射或反射，改变入射光线在反射式显示面板内部的光路，使得最终的出射光线的出射角度很小，从而提升整个反射式显示面板的出光率，提升显示亮度。

进一步地，液晶层120例如为染料液晶层，包括相互混合的多个液晶分子121和多个染料分子122，液晶分子121在电场作用下可以实现偏转，使光线透过。通常，可以在液晶层120的上下两侧分别设置配向层116、135，两配向层116、135分别设置在阵列基板130和彩膜基板110上且靠近液晶层120。配向层用于对液晶层120进行初始配向，共同限定液晶分子121的初始配向方向。染料分子122长轴的吸光能力大于短轴的吸光能力，即染料分子122长轴吸收光的能力强，短轴吸收光的能力很弱。通过在液晶层120的液晶分子121中混合染料分子122，再搭配扭曲状态的配向，从而使得反射式显示面板100在初始状态时为暗态，而且还不需要设置偏光片就可以实现反射显示。采用染料液晶控制灰阶亮度，使画面的响应速度更快，可用在视频显示中取得更好的显示效果。

图2示出入射光线在图1的反射式显示面板中的光路图。

如图2所示，在图1的反射式显示面板100上示出了入射光线的光路，色阻层113的R、G、B色阻对光线的光路改变近似相同。以图2中任一颜色的色阻单元中的光路示例，实线箭头为入射光线和出射光线的光路示意。首先，入射光线从第一基板111表面入射，发生第一次折射，之后经过透射层114时发生第二次折射，且折射角度较大，之后穿过液晶层120到达反射层134表面，在反射层134表面发生反射形成出射光线。出射光线经过透射层114时也发生折射，之后由第一基板111出射。可以看到，出射光线的出射角度极小，均位于反射式显示面板100的法线四周的小角度范围内。那么，即便入射光线为入射角很大的光线，经过反射式显示面板100也可以近乎在中心位置很集中地出射，提升整体反射式显示面板的光线反射率，增强画面亮度。

图3示出入射光线在图1的反射式显示面板的透射层中的光路图。

如图3所示，透射层114包括堆叠的折射率依次减小的子透射层1141、子透射层1142和子透射层1143。在反射式显示面板内部，入射光线在经由反射层134发射后向上传播，在彩膜基板内穿过透射层114时需要依次经过子透射层1143、子透射层1142和子透射层1141，透射层1143、子透射层1142和子透射层1141的折射率n依次为1.85、1.90和1.95。经由反射层134反射的反射光线在穿过多层子透射层时角度依次较小，向中心聚拢，最后形成出射光线。出射光线的角度集中于中心附近，增强显示效果。

图4示出根据本实用新型第二实施例的反射式显示面板的结构示意图。

如图4所示，本实施例的反射式显示面板200与第一实施例的反射式显示面板结构基本相同，也包括相对设置的阵列基板230和彩膜基板210以及位于两者之间的液晶层220。彩膜基板210包括第一基板211和堆叠设置在第一基板211朝向液晶层220一侧的表面上的黑矩阵212、色阻层213、透射层214、第一电极215及配向层116。透射层214为连续凸点结构，其背离第一基板211的表面呈波浪状，且包括多个依次堆叠的折射率各不相同的子透射层(例如包括子透射层2141、子透射层2142和子透射层2143)。阵列基板230包括依次堆叠的第二基板231、有源元件阵列232、保护层233、第二电极234和配向层235。

在本实施例中，仅彩膜基板210的色阻层213和透射层214的分布位置，以及色阻层213和第一电极215的形状与第一实施例不同，其他结构都与第一实施例相同。阵列基板230和液晶层220可以采用与第一实施例完全相同的结构。本实施例与第一实施例的相同之处不再赘述。同样，其他实施例中，透射层214也可以包括更多个依次堆叠的折射率各不相同的子透射层，在此不作限制。

在本实施例中，黑矩阵212仍分布在第一基板211朝向液晶层220一侧的表面上，但是黑矩阵212和透射层214分布在同一层，即黑矩阵212和透射层214间隔分布。且透射层214包括依次堆叠的子透射层2141、子透射层2142和子透射层2143，子透射层2141、子透射层2142和子透射层2143的折射率依次减小，光线在各子透射层中的传播光路在图6中示出。而色阻层213则分布在透射层214和第一电极215之间，色阻层213与透射层214接触的表面为波浪状，而色阻层213与第一电极215接触的表面为平面。透射层214直接设置在了第一基板211的下方，使得其对光线的汇聚能力加强，汇聚效果更好。而且，第一电极215和配向层216均可以为平板状。这是本实施例与实施例一的不同之处。将透射层214设置为与第一基板211距离更近，使得入射光线一透过第一基板211就可以被透射层214折射，使得入射光线的角度改变，从而更能提升入射光线被反射式显示面板反射，增强反射光线的几率。

另外，在其他实施例中，还可以在色阻层213与第一电极215之间设置连续凸起状的保护层，该保护层的形状可以与透射层214相匹配，那么第一电极215也可以是整体呈波浪状的。

图5示出入射光线在图4的反射式显示面板中的光路图。

如图5所示，在图4的反射式显示面板200上示出入射光线的光路。入射光线在三色色阻层上的光路大致相同，这里仅以一处为例，且没有详细示出透射层的结构。入射光线仍以实线箭头示意，如图5，入射光线首先穿过第一基板211，发生小角度折射，经过透射层214发生大角度的折射，之后穿过多层结构和液晶层220到达反射层234的表面，反射层234凹凸不平的表面可以增强漫反射。经由反射层234发射后形成出射光线，再次穿过液晶层220和彩膜基板210，在透射层214中发生折射，之后穿过第一基板211形成出射光束。该出射光线的出射角度较小，集中在中心位置附近。那么当外界大角度的光线进入反射式显示面板内时，因各层结构间折射率的差异使得最终出射光线的出射角度变小，集中于中心附近的小角度内，提升反射式显示面板对光线的反射率。当然，本实施例仅是一个举例，所以仅简略示意，并不作为对本实用新型的限定。

图6示出入射光线在图4的反射式显示面板的透射层中的光路图。

如图6所示，彩膜基板的透射层214包括堆叠的折射率依次减小的子透射层2141、子透射层2142和子透射层2143。在反射式显示面板内部，入射光线在经由反射层234发射后向上传播，在彩膜基板内穿过透射层214时需要依次经过子透射层2143、子透射层2142和子透射层2141，透射层2143、子透射层2142和子透射层2141的折射率n依次为1.85、1.90和2.0。经由反射层234反射的反射光线在穿过多层子透射层时角度依次较小，向中心聚拢，最后形成出射光线。出射光线的角度集中于中心附近，增强显示效果。

进一步地，本实用新型还提供一种显示装置，包括图1-图6实施例的反射式显示面板和前置光源，前置光源位于反射式显示面板的出光侧，且用于为反射式显示面板提供背光源。

综上，根据本实用新型提供的反射式显示面板和显示装置，通过在彩膜基板上设置具有折射率的透射层，且透射层包括多层依次堆叠的折射率各不相同的子透射层，使得入射光线经过透射层发生多次折射，改变最终的出射角度，且可以使得出射光线的出射角度变小，出射角度主要集中于反射式显示面板的法线附近的小角度范围内。从而大幅度提升反射式显示面板的反射率，且响应速度很快，结构简单，工艺流程简单。

进一步地，将彩膜基板上透射层的折射率设置的较高，阵列基板上设置反射层，且液晶层采用染料液晶制作，从而通过多层结构的配合，改变入射光线在反射式显示面板内部的光路，由于多层结构的折射率差异使得出射光线的出射角度很小，出射光线集中在反射式显示面板的法线附近，从而很大角度的入射光线也可以成功出射，增强整个反射式显示面板的反射率。

进一步地，将子透射层、透射层和保护层以及反射层的表面都设置为连续的凹凸状或波浪状，使得光线在这些层结构的表面上可以进行多次反射，提升光线出射的成功率，使反射式显示面板能以较低的成本很快实现光线的出射。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。本说明书选取并具体描述本实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。

Claims (10)

1.一种反射式显示面板，包括相对设置的阵列基板和彩膜基板以及夹在所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层，其特征在于：

所述彩膜基板包括第一基板和堆叠在所述第一基板朝向所述液晶层的一侧上的黑矩阵和第一电极，以及位于所述第一电极和所述黑矩阵之间的色阻层和透射层；

所述阵列基板包括第二基板和堆叠在所述第二基板朝向所述液晶层的一侧上的有源元件阵列、保护层和反射层；

其中，所述透射层为连续凸点结构，其背离所述第一基板的表面呈波浪状，且所述透射层包括多个依次堆叠的折射率各不相同的子透射层。

2.根据权利要求1所述的反射式显示面板，其特征在于，多个所述子透射层的形状相互匹配，每个所述子透射层与相邻的所述子透射层接触的表面均呈波浪状。

3.根据权利要求1所述的反射式显示面板，其特征在于，每个所述子透射层对入射光线的折射率均大于1.8，且从所述第一基板至所述第一电极的方向堆叠的多个所述子透射层的折射率依次减小。

4.根据权利要求1所述的反射式显示面板，其特征在于，所述子透射层为氧化物掺杂的环硫树脂或环氧树脂。

5.根据权利要求1所述的反射式显示面板，其特征在于，所述色阻层和所述黑矩阵间隔分布在同一层，所述透射层分布在所述色阻层和所述第一电极之间，且所述第一电极覆盖所述透射层。

6.根据权利要求1所述的反射式显示面板，其特征在于，所述黑矩阵和所述透射层分布在同一层，所述色阻层分布在所述透射层和所述第一电极之间，所述色阻层与所述第一电极接触的表面为平面。

7.根据权利要求1所述的反射式显示面板，其特征在于，所述反射层的材料为铝。

8.根据权利要求1所述的反射式显示面板，其特征在于，所述保护层包括多个连续的凸起，所述反射层贴合于所述保护层背离所述第二基板的表面上，所述反射层呈波浪状。

9.根据权利要求1所述的反射式显示面板，其特征在于，所述液晶层为染料液晶层。

10.一种显示装置，其特征在于，包括：

根据权利要求1-9任一项所述的反射式显示面板；以及

前置光源，位于所述反射式显示面板的出光侧，用于为所述反射式显示面板提供光源。