CN107102470A - 反射式液晶显示器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种反射式液晶显示器及其制造方法，该反射式液晶显示器包括：阵列基板，所述阵列基板上设置有多个凸起反射电极；彩膜基板，所述彩膜基板上设置有多个凸起电极；所述阵列基板和所述彩膜基板相对设置，使得所述凸起反射电极和所述凸起电极互相面对。本发明提供的反射式液晶显示器及其制造方法，在加电的像素区域形成垂直电场的同时形成斜向电场，降低暗态侧视角漏光，提升对比度，扩大了视角。

Description

反射式液晶显示器及其制造方法
技术领域
本发明涉及显示装置技术领域，尤其涉及一种反射式液晶显示器及其制造方法。
背景技术
随着显示行业的迅速发展，液晶显示屏已经遍布人们生活的方方面面，如手机、电脑、电视、手表、Pad、电子标签等。随着手机功能逐渐强大及智能穿戴产品的迅速发展，人们对显示器户外可读性的要求越来越强，近年来反射式液晶显示器得到广泛的应用和发展。另外，电子标签的应用越来越普遍，但传统电子墨水式的电子标签只能显示黑白或很少的几个颜色，而全反射液晶显示由于其低功耗、可显示色彩众多、分辨率高等优点，应用越来越广泛。全反射液晶显示器没有背光，利用对环境光的反射实现显示。为提高反射率和视角，对入射光需要进行散射。目前的产品中，薄膜晶体管(TFT)面板上的反射电极一般为平坦电极，通过在面板上面增加散射膜，来提升反射率和扩大视角，但增加散射膜后的入射光经过的界面增加，光强损失增加，同时成本较高。为减少界面及降低成本，同时提升反射率，可以在TFT面形成带有凸起的反射层金属电极。但只有TFT面带有凸起反射电极的反射式液晶显示器，侧视角观看时，暗态容易产生漏光，从而使暗态亮度提升，对比度下降，视角扩大效果有限。
发明内容
鉴于现有技术中的上述问题，本发明的目的在于提供一种反射式液晶显示器及其制造方法，能够降低暗态侧视角漏光，提升对比度，扩大视角。
本发明的实施例提供一种反射式液晶显示器，包括：阵列基板，所述阵列基板上设置有多个凸起反射电极；彩膜基板，所述彩膜基板上设置有多个凸起电极；所述阵列基板和所述彩膜基板相对设置，使得所述凸起反射电极和所述凸起电极互相面对。
其中，所述凸起反射电极与所述凸起电极相互正对或相互错开。
其中，所述凸起反射电极为圆形凸起或椭圆形凸起，和/或所述凸起电极为圆形凸起或椭圆形凸起。
其中，所述凸起反射电极的高度为0.5-5μm，直径为1-20μm。
其中，所述凸起电极的高度为0.1-2.0μm，直径为1-20μm。
本发明还一种反射式液晶显示器的制造方法，包括：提供阵列基板，在所述阵列基板上设置多个凸起反射电极；提供彩膜基板，在所述彩膜基板上设置多个凸起电极；将所述阵列基板和所述彩膜基板对盒，使得所述凸起反射电极和所述凸起电极互相面对。
其中，所述在所述阵列基板上设置多个凸起反射电极包括：在所述阵列基板上涂覆有机层；通过掩模曝光，在所述有机层表面形成多个凸起；在所述多个凸起上溅射反射金属，以形成所述多个凸起反射电极。
其中，所述在所述阵列基板上设置多个凸起反射电极包括：将硅球与有机材料混合；将混合后的材料涂覆在所述阵列基板上；在所述混合后的材料上溅射反射金属，以形成所述多个凸起反射电极。
其中，所述在所述彩膜基板上设置多个凸起电极包括：在所述彩膜基板上涂覆平坦层；通过掩模曝光，在所述平坦层表面形成多个凸起；在所述多个凸起上制作透明氧化物导电层，形成所述多个凸起电极。
其中，所述在所述彩膜基板上设置多个凸起电极包括：将硅球与平坦层材料混合；在所述彩膜基板上涂覆混合了硅球的所述平坦层材料，形成包含所述硅球的平坦层；在所述平坦层上形成透明氧化物导电层，形成所述多个凸起电极。
本发明提供的反射式液晶显示器及其制造方法，在加电的像素区域形成垂直电场的同时形成斜向电场，降低暗态侧视角漏光，提升对比度，扩大了视角。
附图说明
图1示出现有技术中的反射式液晶显示器的结构示意图。
图2示出根据现有技术中的反射式液晶显示器在工作状态下的结构示意图。
图3示出根据本发明实施例的反射式液晶显示器的结构示意图。
图4示出根据本发明实施例的反射式液晶显示器在工作状态下的结构示意图。
图5示出根据本发明实施例的反射式液晶显示器的彩膜基板的俯视结构示意图。
图6示出根据本发明实施例的反射式液晶显示器的阵列基板的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1示出现有技术中的反射式液晶显示器的结构示意图。该反射式液晶显示器为现有技术中普通的带有凸起反射电极的液晶显示器。如图1所示，该反射式液晶显示器包括：阵列基板1；设置在阵列基板1上的栅极层2；设置在栅极层2上的栅绝缘层3；设置在栅绝缘层3上的有源层4；设置在有源层上的源漏电极层5；设置在所述有源层4、源漏电极层5、栅绝缘层之上的钝化层6；设置在钝化层6上的有机层7，所述有机层包括树脂；设置在有机层上的反射电极8，该反射电极8为凸起结构；与阵列基板1相对设置的彩膜基板12；设置在彩膜基板12上面对阵列基板1的彩膜面11，所述彩膜面11包括透明氧化铟锡(ITO)；设置在所述彩膜基板12与所述阵列基板1之间液晶9；以及设置在所述彩膜基板12与所述阵列基板1之间的隔离柱10，该隔离柱可以为PS(Photo Spacer)，材质为聚合后具有弹性的有机透明材料。
在该反射式液晶显示器中，仅设置在阵列基板的面上的反射电极8为凸起反射电极，而在彩膜基板12的彩膜膜11的电极为平坦电极。
图2示出根据现有技术中的反射式液晶显示器在工作状态下的结构示意图。参考图2，该反射式液晶显示器的彩膜基板上还设置有1/4λ波片14、设置在1/4λ波片14上的1/2λ波片15以及设置在1/2λ波片15之上的上偏光片16。
在图2中，A表示A像素区域，B表示B像素区域，C表示C像素区域，D表示A像素区域和B像素区域之间无反射金属电极的区域，E表示B像素区域和C像素区域之间无反射金属电极的区域。在反射式液晶显示器的工作状态下，为了显示的需要，不同像素区域的加电和不加电情况不相同。在图2所示的示例中，A像素区域和C像素区域不加电，显示白态；B像素区域加电，显示黑态。
对于现有技术中只有TFT基板的面上带凸起反射电极的反射式液晶显示器，在D区域和E区域只有很轻微的倾斜电场，这两个区域中液晶分子排列略微倾斜，接近于A像素区域和C像素区域不加电的液晶分子排列，当从侧视角观察时，A像素区域和C像素区域入射光的反射光就会进入B像素区域的人眼中，产生漏光，导致B像素区域中黑态像素的反射率提高，也就是暗态亮度提升，从而降低对比度，降低视角，影响显示效果。
实施例一
为了解决前述现有技术中的问题，本实施例提供一种反射式液晶显示器，在薄膜晶体管(TFT)基板的表面上设置有凸起反射电极，同时在彩膜基板上与TFT基板相对的一面上也设置有凸起电极。
图3示出根据本发明实施例的反射式液晶显示器的结构示意图。如图1所示，该反射式液晶显示器包括：阵列基板301；设置在阵列基板301上的栅极层302；设置在栅极层302上的栅绝缘层303；设置在栅绝缘层303上的有源层304；设置在有源层304上的源漏电极层305；设置在所述有源层304、源漏电极层305、栅绝缘层303之上的钝化层306；设置在钝化层306上的有机层307，所述有机层307包括树脂；设置在有机层307上的反射电极308，该反射电极为凸起结构；与阵列基板301相对设置的彩膜基板312；设置在彩膜基板312上面对阵列基板301的平坦层311,平坦层一般为有机透明材料；设置在所述平坦层311面对阵列基板301的凸起电极313，所述凸起电极313的材质可以为导电的透明氧化物，例如透明氧化铟锡(ITO)；设置在所述彩膜基板312与所述阵列基板301之间液晶309；以及设置在所述彩膜基板312与所述阵列基板311之间的隔离柱310，该隔离柱可以为PS(Photo Spacer)，材质一般为聚合后具有弹性的有机透明材料。
在本发明实施例的反射式液晶显示器中，在阵列基板301上设置有多个凸起反射电极308；在彩膜基板312上设置有多个凸起电极313；凸起反射电极308和凸起电极313互相面对。凸起反射电极308和凸起电极313可以正对，也就是一个凸起反射电极308与一个凸起电极313相互正对。凸起反射电极308和凸起电极313也可以相互错开，也就是一个凸起反射电极308正对着相邻的两个凸起电极313之间的间隔位置。
图4示出根据本发明实施例的反射式液晶显示器在工作状态下的结构示意图。参考图4，该反射式液晶显示器的彩膜基板上还设置有1/4λ波片414，设置在1/4λ波片414上的1/2λ波片415以及设置在1/2λ波片415之上的上偏光片416。
在图4中，A表示A像素区域，B表示B像素区域，C表示C像素区域，D表示A像素区域和B像素区域之间的区域，E表示B像素区域和C像素区域之间的区域。在反射式液晶显示器的工作状态下，为了显示的需要，不同像素区域的加电和不加电情况不相同。在图4所示的示例中，A像素区域和C像素区域不加电，显示白态；B像素区域加电，显示黑态。
在本实施例的反射式液晶显示器中，彩膜基板带有凸起电极313，同时TFT基板带有凸起反射电极308，由于上下电极都为凸起的结构，在D区域和E区域会形成较强的倾斜电场，这两个区域的液晶分子随着实线方向呈现倾斜排列，即从TFT基板反射回来的光线传播方向不会改变，从而无法从上偏光片416通过，当从侧视角观察时，A像素区域和C像素区域入射光的反射光无法进入B区域人眼中，从而降低B区域黑态像素的反射率，提升对比度，扩大视角。
图5示出根据本发明实施例的反射式液晶显示器的彩膜基板的俯视结构示意图。所述彩膜基板312的平坦层311上的凸起电极313可以为能够导电的透明氧化物，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锌(ZnO)等，形状为圆形或椭圆形，具体而言，截面形状为弧形，俯视形状为圆形或椭圆形。凸起电极311的直径为1～20μm，高度为0.1～2.0μm。
图6示出根据本发明实施例的反射式液晶显示器的阵列基板的俯视结构示意图。所述阵列基板301上反射金属像素电极315中的凸起反射电极308的材质可以为反射率高的金属，形状为圆形或椭圆形，具体而言，截面形状为弧形，俯视形状为圆形或椭圆形。凸起反射电极308的直径为1～20μm，高度为0.5～5μm。
在本实施例中，在彩膜基板带有凸起电极313同时TFT基板带有凸起反射电极308的反射式液晶显示结构中，在加电的像素区域形成垂直电场的同时形成斜向电场，降低暗态侧视角漏光，提升加电的像素区域与不加电的像素区域的对比度，扩大了视角。
实施例二
本实施例提供一种制造方法，制造实施例一中的反射式液晶显示器。该方法包括以下的步骤。
步骤a，在阵列基板301上依次形成栅极层302、栅绝缘层303、有源层304、源漏电极层305、钝化层(PVX)306，然后涂覆有机层307，有机层307的材料可以是树脂，厚度为2.0μm；
步骤b，通过掩模曝光，使步骤a中形成的有机层307的表面形成高度为1.0μm，直径为10μm的凸起界面；
步骤c，在步骤b中形成的有机层307上溅射反射金属，例如Al、Ag等，形成凸起反射电极308；
步骤d，在彩膜基板312上依次涂覆黑矩阵、蓝、绿、红色阻和平坦层(OC)311；
步骤e，通过掩模曝光，使步骤d中形成的平坦层311的表面上形成高度为0.4μm，直径为10μm的凸起界面；
步骤f，在步骤e中形成的彩膜基板上制作ITO层，覆盖步骤e中形成的凸起界面，形成ITO凸起电极313；
步骤g，将封框胶SWB-73涂覆到步骤f中形成的彩膜基板312上，避光操作，混合物涂覆均匀；
步骤h，将MAT-05-575液晶滴在步骤c形成的具有凸起反射电极308的阵列基板301上；
步骤i，将滴有液晶的阵列基板301和涂覆有封框胶混合物的彩膜基板312对盒后，进行紫外聚合和热聚合，制作高反射率和宽视角的反射式液晶显示器。
实施例三
本实施例提供另一种制造方法，制造实施例一中的反射式液晶显示器。该方法包括以下的步骤。
步骤a，将直径大小为3.0μm的硅球按质量比为5.0Wt％和有机材料(例如树脂)混合均匀；
步骤b，在阵列基板301上依次形成栅极层302、栅绝缘层303、有源层304、源漏电极层305、钝化层(PVX)306，然后涂覆步骤a中形成的混合材料形成有机层307，涂覆的厚度为1.5μm；
步骤c，在有机层307上溅射反射金属银或铝，反射金属覆盖上述硅球的部分形成凸起反射电极308，凸起反射电极308的直径为3.5μm；
步骤d，在彩膜基板312上依次涂覆黑矩阵、蓝、绿、红色阻和平坦层(OC)311；
步骤e，通过掩模曝光，使步骤d中形成的平坦层311的表面上形成高度为0.6μm，直径为5μm的凸起界面；
步骤f，在步骤e中形成的彩膜基板上制作ITO层，覆盖步骤e中形成的凸起界面，形成ITO凸起电极313；
步骤g，将封框胶SWB-66涂覆到步骤f中形成的彩膜基板312上，避光操作，混合物涂覆均匀；
步骤h，将ZBE-5047液晶滴在步骤c形成的具有凸起反射电极308的阵列基板301上；
步骤i，将滴有液晶的阵列基板301和涂覆有封框胶混合物的彩膜基板312对盒后，进行紫外聚合和热聚合，制作高反射率和宽视角的反射式液晶显示器。
实施例四
本实施例提供又一种制造方法，制造实施例一中的反射式液晶显示器。该方法包括以下的步骤。
步骤a，在阵列基板301上依次形成栅极层302、栅绝缘层303、有源层304、源漏电极层305、钝化层(PVX)306，然后涂覆有机层307，有机层307的材料可以是树脂，厚度为2.0μm；
步骤b，通过掩模曝光，使步骤a中形成的有机层307的表面形成高度为1.5μm，直径为8μm的凸起界面；
步骤c，在步骤b中形成的有机层307上溅射反射金属，例如Al、Ag等，形成凸起反射电极308；
步骤d，将直径大小为2.5μm的硅球按质量比为3.0Wt％和形成平坦层(OC)的材料混合均匀，得到包含硅球的平坦层；
步骤e，在彩膜基板312上依次涂覆黑矩阵、蓝、绿、红色阻和步骤d中形成平坦层；
步骤f，在步骤e中形成的彩膜基板312上制作ITO层，所述ITO层覆盖在步骤e中形成的平坦层中的硅球上，形成ITO凸起电极313，直径为3μm；
步骤g，将封框胶SWB-73涂覆到步骤f中形成的彩膜基板312上，避光操作，混合物涂覆均匀；
步骤h，将SLC10T12L01液晶滴在步骤c形成的具有凸起反射电极308的阵列基板301上；
步骤i，将滴有液晶的阵列基板301和涂覆有封框胶混合物的彩膜基板312对盒后，进行紫外聚合和热聚合，制作高反射率和宽视角的反射式液晶显示器。
实施例五
本实施例提供又一种制造方法，制造实施例一中的反射式液晶显示器。该方法包括以下的步骤。
步骤a，将直径大小为3.0μm的硅球按质量比为5.0Wt％和有机材料(例如树脂)混合均匀；
步骤b，在阵列基板301上依次形成栅极层302、栅绝缘层303、有源层304、源漏电极层305、钝化层(PVX)306，然后涂覆步骤a中形成的混合材料形成有机层307，涂覆的厚度为2.0μm；
步骤c，在有机层307上溅射反射金属银或铝，反射金属覆盖硅球的部分形成凸起反射电极308，凸反射电极308的直径为5.5μm；
步骤d，将直径大小为4.0μm的硅球按质量比为3.0Wt％和形成平坦层(OC)的材料混合均匀，得到包含硅球的平坦层；
步骤e，在彩膜基板312上依次涂覆黑矩阵、蓝、绿、红色阻和步骤d中形成平坦层；
步骤f，在步骤e中形成的彩膜基板312上制作ITO层，所述ITO层覆盖在步骤e中形成的平坦层中的硅球上，形成ITO凸起电极313，直径为4.5μm；
步骤g，将封框胶SWB-66涂覆到步骤f中形成的彩膜基板312上，避光操作，混合物涂覆均匀；
步骤h，将BOE-81201液晶滴在步骤c形成的具有凸起反射电极308的阵列基板301上；
步骤i，将滴有液晶的阵列基板301和涂覆有封框胶混合物的彩膜基板312对盒后，进行紫外聚合和热聚合，制作高反射率和宽视角的反射式液晶显示器。
在上述实施例二至实施例五提供的制造本发明反射式液晶显示器的方法中，彩膜基板的凸起电极可以通过在彩膜基板上形成凸起平坦层(OC)界面，然后涂覆ITO，进行掩模曝光形成ITO凸起电极；也可以在平坦层中掺杂硅球，在平坦层表面形成可控的弧度较大、高度较高的平坦层凸起界面，进一步在凸起界面处涂覆ITO形成弧度和高度可控的ITO凸起电极。
阵列基板的凸起反射电极，可以通过在TFT基板上通过掩模曝光形成凸起有机层界面，然后在凸起处溅射反射金属形成凸起反射电极；也可以在有机层中掺杂硅球，在有机层表面形成可控的弧度较大、高度较高的有机凸起界面，进一步在有机凸起界面处溅射反射金属形成弧度和高度可控的凸起反射电极。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术的原理。本领域技术人员应当理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求决定。

Claims (10)

1.一种反射式液晶显示器，包括：
阵列基板，所述阵列基板上设置有多个凸起反射电极；
彩膜基板，所述彩膜基板上设置有多个凸起电极；
所述阵列基板和所述彩膜基板相对设置，使得所述凸起反射电极和所述凸起电极互相面对。
2.如权利要求1所述的反射式液晶显示器，其中所述凸起反射电极与所述凸起电极相互正对或相互错开。
3.如权利要求1所述的反射式液晶显示器，其中所述凸起反射电极为圆形凸起或椭圆形凸起，和/或所述凸起电极为圆形凸起或椭圆形凸起。
4.如权利要求1所述的反射式液晶显示器，其中所述凸起反射电极的高度为0.5-5μm，直径为1-20μm。
5.如权利要求1所述的反射式液晶显示器，其中所述凸起电极的高度为0.1-2.0μm，直径为1-20μm。
6.一种反射式液晶显示器的制造方法，包括：
提供阵列基板，在所述阵列基板上设置多个凸起反射电极；
提供彩膜基板，在所述彩膜基板上设置多个凸起电极；
将所述阵列基板和所述彩膜基板对盒，使得所述凸起反射电极和所述凸起电极互相面对。
7.如权利要求6所述的反射式液晶显示器的制造方法，其中所述在所述阵列基板上设置多个凸起反射电极包括：
在所述阵列基板上涂覆有机层；
通过掩模曝光，在所述有机层表面形成多个凸起；
在所述多个凸起上溅射反射金属，以形成所述多个凸起反射电极。
8.如权利要求6所述的反射式液晶显示器的制造方法，其中所述在所述阵列基板上设置多个凸起反射电极包括：
将硅球与有机材料混合；
将混合后的材料涂覆在所述阵列基板上；
在所述混合后的材料上溅射反射金属，以形成所述多个凸起反射电极。
9.如权利要求6所述的反射式液晶显示器的制造方法，其中所述在所述彩膜基板上设置多个凸起电极包括：
在所述彩膜基板上涂覆平坦层；
通过掩模曝光，在所述平坦层表面形成多个凸起；
在所述多个凸起上制作透明氧化物导电层，形成所述多个凸起电极。
10.如权利要求6所述的反射式液晶显示器的制造方法，其中所述在所述彩膜基板上设置多个凸起电极包括：
将硅球与平坦层材料混合；
在所述彩膜基板上涂覆混合了所述硅球的所述平坦层材料，形成包含所述硅球的平坦层；
在所述平坦层上形成透明氧化物导电层，形成所述多个凸起电极。
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