专利名称：一种透反式液晶显示面板及透反式液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种透反式液晶显示面板及透反式液晶显示器。
背景技术：
在液晶显示技术领域，薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-LiquidCrystal Display, TFT-IXD)是一种主要的平板显示装置。 根据光源的不同，液晶显示器分为透射式液晶显示器、反射式液晶显示器和透反式液晶显示器。其中，透反式液晶显示器兼具透射式液晶显示器和反射式液晶显示器的优点，既可以在室内使用，也可以在室外使用。并且，透反式液晶显示器同时使用背光源和环境光，器件的功耗较低，广泛运用于便携式移动电子产品的显示设备。其中，液晶分子为蓝相(Blue Phase)液晶的透反式液晶显示器，由于器件的响应速度快，显示画面好，备受关注。蓝相液晶可根据施加的电压的大小将各向同性的折射率改变为各向异性的折射率。采用蓝相液晶，显示面板无需设置配向膜，实现工艺简单，且蓝相液晶的响应速度较快。现有的透反式蓝相液晶显示面板，为横向电场式液晶显示面板，电极设置在透反式蓝相液晶显示面板的同一基板上，如面内切换(In-Plane Switching, IPS)式电场,也称横向电场，这类电场实现正常显示画面的驱动电压较高，约2(T30V。并且，横向电场电极设置在阵列基板上，靠近阵列基板的电场强度较大，靠近彩膜基板的电场强度较小。导致电场在液晶层的分布不均匀，影响器件的显示画面。并且，现有横向电场式透反式蓝相液晶显示面板，通过在光透射区域和光反射区域设置阶梯，平衡光线经过透射区域和反射区域产生的相位差。但是实现难度较大。综上，现有的透反式蓝相液晶显示面板驱动电压较高，且较难平衡光线经过透射区域和反射区域产生的相位延迟。
发明内容
本发明实施例提供一种透反式液晶显示面板及透反式液晶显示器，用以降低透反式液晶显示面板及透反式液晶显示器的驱动电压。为实现上述目的，本发明实施例提供的透反式液晶显示面板，包括具有透射区域和反射区域的彩膜基板和阵列基板、填充在所述彩膜基板和阵列基板之间的监相液晶；公共电极，形成在所述彩膜基板上与所述蓝相液晶相接触的一侧；透明凸起物，形成在所述阵列基板上每个像素单元的透射区域和反射区域；反射部，形成在每个所述透明凸起物上与所述蓝相液晶相接触的一侧。本发明实施例提供的透反式液晶显示器，包括所述透反式液晶显示面板。本发明实施例提供一种透反式液晶显示面板和透反式液晶显示器，彩膜基板和阵列基板之间填充蓝相液晶，器件的响应速度较快；并且，公共电极形成在所述彩膜基板上与所述蓝相液晶相接触的一侧，用以形成垂直电场的液晶显示面板，降低器件的驱动电压，降低功耗。
图I为本发明实施例提供的未施加电压的透反式液晶显示面板结构示意图；图2为本发明实施例提供的施加了电压的透反式液晶显示面板结构示意图；图3为本发明实施例提供的光线经过透反式液晶显示面板透射区域的走向示意图；图4为本发明实施例提供的光线经过透反式液晶显示面板透射区域的走向示意图；
图5为本发明实施例提供的光线经过透反式液晶显示面板反射区域的走向示意图；图6为本发明实施例提供的透明凸起物在阵列基板上的俯视示意图；图7为光线经过透反式液晶显示面板透射区域和反射区域的走向示意图；图8为本发明实施例提供的透反式液晶显示器结构示意图。
具体实施例方式本发明实施例提供一种透反式液晶显示面板及透反式液晶显示器，用以降低透反式液晶显示器的驱动电压，并平衡光线经过透射区域和反射区域产生的相位延迟，实现较高质量的显示画面。本发明实施例提供的透反式液晶显示器为基于蓝相液晶的透反式液晶显示器，SP液晶面板中填充有蓝相液晶的透反式液晶显示器。下面简单介绍一下蓝相液晶以及本发明提供的透反式液晶显示器。蓝相是一种介于各向同性态与胆留相之间的一种液晶相。一般情况下，蓝相液晶存在的温度范围非常狭窄，大约只有1°C的温度区间。但是其经过高分子稳定化以后，存在温度范围较大，基本可以满足作为液晶显示材料的使用温度范围。蓝相液晶材料具有快速应答的特性，形成的液晶显示面板的响应速度较快。相应地，透反式蓝相液晶显示器存在以下优点I、蓝相液晶显示器在不加电压的情况下各向同性，透反式液晶显示器具有视野角大，暗态好的特点。2、蓝相液晶材料具有快速应答的特性，透反式液晶显示器的理论响应时间可达到毫秒级以下，大大提高了透反式液晶显示器的响应速度。3、由于蓝相液晶的高分子稳定性，在不加电压的情况下是各向同性，彩膜基板和阵列基板上无需取向膜层，从而降低了透反式液晶显示器的制造成本，简化了制造工艺。透反式液晶显示面板在不加电压的情况下，蓝相液晶分子不受电场的影响，此时蓝相液晶分子呈各向同性态，透射区域和反射区域的光线经过各向同性态的蓝相液晶将不会产生相位延迟。由于出射光线的偏振方向没有发生变化，所以将会透过吸收轴相互水平的彩膜基板的偏振片，实现亮态的显示。
透反式液晶显示面板在施加电压的情况下，蓝相液晶分子受阵列基板和彩膜基板之间垂直电场的影响，液晶分子长轴的方向沿电场线的方向，当光线沿着蓝相液晶分子的长轴方向传播时不产生相位延迟，当沿蓝相液晶分子的短轴方向传播时产生相位延迟。本发明实施例通过在每个像素单元的透射区域和反射区域设置不同的用于反射光线的反射部，使得光线经过反射部改变传播方向，即光线由垂直于面板的方向经反射部改变为非垂直于面板的方向，然后再经过相邻的反射部再次改变光的传播方向，最后经面板发射出去。下面通过附图具体对本发明实施例提供的技术方案进行说明。参见图1，为本发明实施例提供的透反式液晶显示面板，包括具有透射区域和反射区域的彩膜基板I和阵列基板2 ；
填充在彩膜基板I和阵列基板2之间的蓝相液晶3 ；形成在彩膜基板I上与蓝相液晶3相接触一侧的公共电极10 ；形成在所述阵列基板上每个像素单元的透射区域和反射区域的透明凸起物4 ；形成在每个透明凸起物4上与蓝相液晶3相接触的一侧的反射部5。需要说明的是，图I显示的是彩膜基板I和阵列基板2之间一个像素单元，虚线右侧为反射区域，虚线左侧为透射区域。并且，图I中的蓝相液晶结构为未施加电压时的呈球状的结构。该反射部5和透明凸起物4也可以设置在彩膜基板I上，或者同时设置在彩膜基板I和阵列基板2上；透射区域每个反射部5上包括第一反射面和第二反射面；反射区域每个反射部5上包括第一反射面。第一反射面为与蓝相液晶3相接触的一面，第二反射面为与透明凸起物相接触的一面。较佳地，每个透明凸起物4的截面形状为直角三角形，透射区域的透明凸起物4对应的直角三角形的其中一个直角边设置于阵列基板2上，反射区域的透明凸起物4对应的直接三角形的斜边设置于阵列基板2上。透明凸起物4的表面包括两侧在透射区域，与直角三角形的斜边对应的一侧以及与直角三角形的直角边相对应的一侧(该直角边对应的一侧为不与阵列基板相接触的一侦D ;在反射区域，与直角三角形的两个直角边对应的两侧。反射部5形成在直角三角形状的透明凸起物4的表面，包括在透射区域，形成在直角三角形的斜边上；在反射区域，形成在直角三角形的两条直角边上。其中，所述反射部为具有反射光线功能的非导电膜层。下面说明通过本发明实施例提供的透反式液晶显示面板实现显示的原理。参见图2，本发明公共电极10设置在彩膜基板I上，公共电极10和阵列基板2上的像素单元的像素电极20形成彩膜基板I和阵列基板2之间的垂直电场。当彩膜基板I和阵列基板2之间不施加电压时，蓝相液晶分子各向同性，基本上呈球状结构，蓝相液晶分子的长轴较短，来自背光源的光线或者来自外部环境的光线经过蓝相液晶分子时，光线的相位未发生改变。如图I所示，为蓝相液晶分子未施加电压后的形状结构。当彩膜基板I和阵列基板2之间施加一定电压时，彩膜基板I和阵列基板2之间产生垂直电场，由于本发明实施例提供的液晶显示面板上不设置配向膜，蓝相液晶分子在垂直电场的作用下，长轴拉长，且长轴的方向平行于电场线的方向。如图2所示，为蓝相液晶分子施加电压后的形状结构。图2中带箭头的虚线为垂直电场的电场线。图2中电场线仅代表电场的方向，不代表电场的强度。参见图3，当来自背光源的光线通过透射区域的液晶显示面板时，光线(带箭头的折线)垂直面板进入液晶层，首先经过反射部5的第二反射面(位于三角形斜边上的反射部)，经透明凸起物4的斜边上的反射部5将光线的传播方向改变一定角度，然后光线经相邻的透明凸起物4上的反射部5的第一反射面将光线的传播方向改变一定角度，然后光线经过彩膜基板I传播出去。当来自背光源的光线与液晶分子的长轴平行时，不存在相位延迟；当来自背光源的光线与液晶分子的长轴平行，且经过反射部5与液晶分子的短轴平行时(光线改变90° )，光线存在相位延迟。
当来自背光源的光线与蓝相液晶分子的长轴有一定夹角时，光线的水平分量(与彩膜基板I或阵列基板2平行的方向为水平方向)的相位发生了改变，通过改变光线的相位，显示不同灰阶的图像。光线的垂直分量(与彩膜基板I或阵列基板2垂直的方向为垂直方向)的相位未发生改变。通过改变彩膜基板I和阵列基板2之间的电压，使得蓝相液晶分子的长轴发生变化，从而改变图像的灰阶，显示不同的画面。只有当与透明凸起物4对应的三角形不为等腰直角三角形时，来自背光源的光线与蓝相液晶分子的长轴有一定夹角。参见图4，为与透明凸起物4对应的三角形为等腰直角三角形时的透射区域的光线的传播路径，光线经过反射部5光线方向改变为90°。参见图5，为与透明凸起物4对应的三角形为等腰直角三角形时的反射区域的光线的传播路径，当来自环境中的光线通过反射区域的液晶显示面板时，光线垂直面板进入液晶层，首先经过与反射部5对应的直角三角形的直角边反射部5的第一反射面反射改变光线的传播方向，然后光线投射到相邻的透明凸起物4的反射部5的第一反射面上，再次改变光线的传播方向，使得光线经过彩膜基板I投射出去。同理，当光线穿过蓝相液晶分子时，光线的水平分量的相位发生了改变，通过改变光线的相位，显示不同灰阶的图像。光线的垂直分量的相位未发生改变。通过改变彩膜基板I和阵列基板2之间的电压，使得蓝相液晶分子的长轴发生变化，从而改变图像的灰阶，显示不同的画面。图5所示的光线经透明凸起物的反射部5的反射光线的传播方向发生两次改变，且每次改变90°。较佳地，阵列基板2每个像素单元上的透射区域和反射区域包括多个在阵列基板2上的投影呈条状排布的透明凸起物4，每个透明凸起物4上的反射部5在阵列基板上的投影也呈条状排布。也就是说非导电膜层的反射部5覆盖在每个透明凸起物4上。如图6为透明凸起物4在阵列基板2上的投影示意图，图6中所示的条状图形表示透明凸起物4覆盖阵列基板2的区域。透射区域每一条状图形的宽度对应图5中所示的透射区域的三角形与阵列基板接触的直角边的长度dl，反射区域的每一条状图形的宽度对应图5中所示的反射区域的三角形的斜边的长度d2。较佳地，为了使得所有光线通过具有透明凸起物4的反射部5都能够实现较佳的显示画面，每个像素单元上的透明凸起物4的底面彼此相邻接。较佳地，为了能够使得图像显示质量较佳，每个像素单元上的透射区域和反射区域的透明凸起物4的形状相同。但是透射区域的透明凸起物4和反射区域的透明凸起物4的大小可以相同也可以不同。所述透明凸起物4的截面图可以呈三角形。光线通过三角形状的反射部，与彩膜基板I呈非90°的夹角发射出去，液晶显示面板的视角较大。较佳地，所述透射区域和反射区域的透明凸起物4的截面呈等腰直角三角形；透射区域的透明凸起物4对应的等腰直角三角形的某一直角边设置于阵列基板上，所述反射部5形成在该等腰直角三角形的斜边上；反射区域的透明凸起物4对应的等腰直角三角形
的斜边设置于阵列基板上，所述反射部5形成在该等腰直角三角形的两个直角边上。这样，光线通过等腰直角三角形的反射部5，透射区域光线经两次反射方向不变，反射区域光线经两次反射方向发生180°的改变，通过彩膜基板I垂直投射出去。较佳地，所述透射区域的透明凸起物4对应的等腰直角三角形的直角边的长度dl等于所述反射区域的透明凸起物4对应的等腰直角三角形的斜边的长度d2。这样可以保证光线经过与透射区域对应的面板相位延迟和光线通过与反射区域对应的面板的相位延迟相同，实现较佳的显示质量。较佳地，在透射区域的所有透明凸起物4大小相同，且对应的等腰直角三角形的斜边的朝向一致。如图7所示，透射区域的透明凸起物4对应的等腰直角形的直角边的长度dl等于所述反射区域的透明凸起物4对应的等腰直角形的斜边的长度d2，即d2=dl时，经过透射区域透明凸起物上对应的斜边中点处的光线和经过反射区域透明凸起物上对应的直角边中点处的光线经过液晶的水平路程相等a=b=D。又因为相同电压下液晶的折射率相同为Λη，使得光线经过透射区域和反射区域的水平方向的液晶层后的相位延迟相同，为Λ n*D。又因为，光线经过透射区域的每一条光线都对应经过反射区域的某一条光线，使得光线经过透射区域水平方向的光程等于光线经过反射区域的水平方向的光程，光线经过整个面板的相位延迟相等。使得在某一电压下透射区域和反射区域对应的画面一致，提高了图像的品质。较佳地，位于透射区域的透明凸起物4的最高高度(也即直角边的边长)约为I μ πΓ3 μ m之间,位于反射区域的透明凸起物的最高高度约在O. 5 2μ m之间。相应地,液晶盒的盒厚可以但不限于设置为4 μ πΓ6 μ m。需要说明的是，如果透明凸起物4的最高高度设置太高，超过3μπι则会影响蓝相液晶分子的流动性，影响最终的显示画面。如果透明凸起物4的最高高度设置太低，低于I μ m,制作工艺难度较大，实现的透明凸起物4不够规则，且有可能会发生光线的漫反射，导致光线不会按照图4或者图5所示的传播方向传播，达不到本发明要实现的降低透反式液晶显示器的驱动电压的目的，无法平衡光线经过透射区域和反射区域产生的相位延迟，难以实现较高质量的显示画面。因此，经试验验证，本发明实施例提供的透明凸起物4的最高高度为I μ πΓ3 μ m中的任一值较佳。当d2=dl，且透明凸起物4的截面都呈等腰直角三角形时，位于透射区域的透明凸起物4的直角边边长确定，则位于反射区域的透明凸起物的边长也确定。所述反射部5的反射面为不导电的反射材料。本发明实施例还提供一种透反式液晶显示器，包括上述透反式液晶显示面板，实现透反式液晶图像的显示。较佳地，参见图8，本发明实施例提供的液晶显示器还包括位于彩膜基板I上不与蓝相液晶3接触的一侧的第一四分之一波片11、位于第一四分之一波片11上的第一二分之一波片12、位于第一二分之一波片12上的第一偏振片13 ;以及位于阵列基板2上不与蓝相液晶相接触的一侧的第二四分之一波片21、位于第二四分之一波片21上的第二二分之一波片22、位于第二二分之一波片22上的第二偏振片23。 本发明的透反式液晶显示面板电极的设置方式为垂直设置，且直接在现有的阵列基板上设置透明凸起物和反射部。本发明实施例提供的透反式液晶显示面板的制作过程和现有技术相同，不同之处在于反射部和透明凸起物的制作过程。并且，本发明采用单盒厚结构，即透射区域和反射区域的液晶层的厚度相同，制作工艺简单。下面通过具体的工艺流程说明本发明实施例提供的透明凸起物和反射部的制作过程，包括以下步骤第一、在设有像素电极的阵列基板上，通过旋涂法，涂覆一层一定厚度的透明高分子材料或树脂材料。第二、通过设计好的掩模板(MASK)进行曝光处理，以及对曝光部分做显影的处理。第三、用刻蚀液将显影之后不需要的部分处理掉，剩下透明凸起物。第四、对制作好的透明凸起物进行固化和老化的处理。第五、采用溅射或化学沉积的方式在具有透明凸起物的阵列基板上形成一层不导电反射膜层，形成反射部。上述制作反射部的工艺流程简单，容易实现。本发明实施例提供一种透反式液晶显示面板和透反式液晶显示器，通过为液晶显示面板施加垂直电场，降低器件的驱动电压，降低功耗；通过在基板上与液晶分子接触的一侧设置透明凸起物和位于该透明凸起物上的反射部，实现图像的显示，且平衡了光线经过透射区域和反射区域产生的相位延迟，实现较高质量的显示画面。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。
权利要求
1.一种透反式液晶显示面板，包括具有透射区域和反射区域的彩膜基板和阵列基板、填充在所述彩膜基板和阵列基板之间的蓝相液晶，其特征在于，还包括 公共电极，形成在所述彩膜基板上与所述蓝相液晶相接触的一侧； 透明凸起物，形成在所述阵列基板上每个像素单元的透射区域和反射区域； 反射部，形成在每个所述透明凸起物上与所述蓝相液晶相接触的一侧。
2.根据权利要求I所述的透反式液晶显示面板，其特征在于，所述反射部为不导电的光反射膜层。
3.根据权利要求2所述的透反式液晶显示面板，其特征在于，每个像素单元上的透射区域和反射区域包括多个在所述阵列基板上的投影呈条状排布的透明凸起物，每个透明凸起物上的反射部在阵列基板上的投影也呈条状排布。
4.根据权利要求3所述的透反式液晶显示面板，其特征在于，每个像素单元上的透明凸起物的底面彼此相邻接。
5.根据权利要求4所述的透反式液晶显示面板，其特征在于，每个像素单元上的透射区域和反射区域的透明凸起物的形状相同。
6.根据权利要求5所述的透反式液晶显示面板，其特征在于，所述透射区域和反射区域的透明凸起物的截面呈等腰直角三角形； 透射区域的透明凸起物对应的等腰直角三角形的其中一个直角边设置于阵列基板上，所述反射部形成在该等腰直角三角形的斜边上； 反射区域的透明凸起物对应的等腰直角三角形的斜边设置于阵列基板上，所述反射部形成在该等腰直角三角形的两个直角边上。
7.根据权利要求6所述的透反式液晶显示面板，其特征在于，所述透射区域的透明凸起物对应的等腰直角三角形的直角边的长度等于所述反射区域的透明凸起物对应的等腰直角三角形的斜边的长度。
8.根据权利要求7所述的透反式液晶显示面板，其特征在于，所述透射区域的透明凸起物的直角边的长度为1 3μπι。
9.一种透反式液晶显示器，包括权利要求1-8任一权项所述的透反式液晶显示面板。
10.根据权利要求9所述的透反式液晶显示器，其特征在于，还包括 第一四分之一玻片，位于所述彩膜基板上与蓝相液晶不相接触的一侧； 第一二分之一玻片，位于所述第一四分之一玻片上； 第一偏振片，位于所述第一二分之一玻片上；以及 第二四分之一玻片，位于阵列基板上与蓝相液晶不相接触的一侧； 第二二分之一玻片，位于所述第二四分之一玻片上； 第二偏振片，位于所述第二二分之一玻片上。
全文摘要
本发明公开了一种透反式液晶显示面板及透反式液晶显示器，涉及液晶显示技术领域，用以降低透反式液晶显示面板及透反式液晶显示器的驱动电压。本发明提供的透反式液晶显示面板，包括具有透射区域和反射区域的彩膜基板和阵列基板；填充在所述彩膜基板和阵列基板之间的蓝相液晶；公共电极，形成在所述彩膜基板上与所述蓝相液晶相接触的一侧；透明凸起物，形成在所述阵列基板上每个像素单元的透射区域和反射区域；反射部，形成在每个所述透明凸起物上与所述蓝相液晶相接触的一侧。
文档编号G02F1/1343GK102778778SQ20121023204
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月5日 优先权日2012年7月5日
发明者谢畅 申请人:京东方科技集团股份有限公司