WO2014198108A1 - 阵列基板和半透半反液晶显示面板 - Google Patents

阵列基板和半透半反液晶显示面板 Download PDF

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谢振宇
陈旭
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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an array substrate and a transflective liquid crystal display panel. Background technique
  • the reflective region further includes a transparent enhanced reflective layer on the polymer dispersed liquid crystal layer, the enhanced reflective layer having a relative refractive index greater than the polymer dispersed liquid crystal layer.
  • the surface of the enhanced reflective layer has a plurality of protrusions.
  • the array substrate further includes:
  • FIG. 4 is a schematic structural view of a switching transistor in an embodiment of the present invention. detailed description
  • each of the sub-pixel regions includes a transmissive area 3 and a reflective area 4, and the array substrate further includes an adjustment module.
  • the gate 71, the gate insulating layer 72 and the drain 75 of the switching transistor 7 are transparent.
  • the gate 71 and the drain 75 are preferably made of a transparent conductive material such as indium tin oxide or indium oxide;
  • the material of the gate insulating layer 72 is preferably silicon oxide, or an insulating material such as silicon nitride or tantalum oxide or A multi-layer combination of multiple insulating materials.
  • the gate insulating layer 72 is preferably made of a transparent insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, hafnium oxide, or the like, and can also be formed by forming a multilayer structure by using a plurality of transparent insulating materials, having a thickness of 250 nm to 600 nm; Layer preference Amorphous silicon, also available in semiconductor materials such as polysilicon, indium gallium oxide, etc., with a thickness of 100 nm to 300
  • the switching transistor 7 has now completed the fabrication process.
  • the polymer dispersed liquid crystal layer 41 and the portion of the enhanced reflective layer 42 may be directly Deposited on the drain as shown in Figure 4.
  • the polymer dispersed liquid crystal layer 41 has a thickness of 300-1000 nm
  • the enhanced reflective layer 42 is made of a transparent insulating material such as silicon oxide, silicon nitride or tantalum oxide, and can also be formed by forming a multilayer structure by using a plurality of transparent insulating materials.
  • the thickness is from 50 nm to 300 nm, and the surface thereof has a plurality of protrusions 421 to increase the probability of total reflection of light on the surface of the polymer dispersed liquid crystal layer 41.
  • the adjustment signal sent by the adjustment module can be implemented by the user, and the adjustment module is preferably a general level output circuit, and the connection adjustment module is disposed outside the transflective liquid crystal display panel.
  • the user feels that the outside light intensity is weak, the user can press the switch button to turn on the adjustment module, and the adjustment module can send an adjustment signal of a certain level value.

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Abstract

一种阵列基板和半透半反液晶显示面板，该阵列基板包括：包括由交叉分布的栅线（1）和数据线（2）划分出的数个子像素区域，每个所述子像素区域包括透射区（3）和反射区（4），所述阵列基板还包括调节模块；当外界的光强小于预设光强时，所述调节模块发送调节信号，将所述反射区由非透明状态调节为透明状态。

Description

阵列基板和半透半反液晶显示面板 技术领域
本发明的实施例涉及一种阵列基板和半透半反液晶显示面板。 背景技术
半透半反液晶显示面板具有功耗低、 环境光适应性强等优点， 是目前比 较常见的平板显示技术， 被广泛应用于手机、 掌上电脑 （Personal Digital Assistant, 筒称 PDA )等移动显示设备。 半透半反液晶显示面板可以单独或 同时采用透射模式和反射模式来显示图像， 所以半透半反液晶显示面板可以 在任何环境光下使用。 半透半反液晶显示面板的基本结构是将每个红、 绿、 蓝子像素单元分成透射区和反射区两部分,使透射区的液晶工作于透射模式， 反射区的液晶工作于反射模式。 其工作原理是： 当环境较暗时， 光线透过透 射区， 器件工作于透射模式， 而在明亮的环境下， 外界的光强比背光源的光 强大， 半透半反式液晶显示面板工作于反射模式， 利用反射来自外界的光线 来显示图像。
发明人在实现本发明的过程中发现， 通常反射区是通过设置不透明的金 属层实现反射来自外界的光线的， 在环境较暗的情况下， 反射区的金属层将 影响该半透半反液晶显示面板的开口率， 进而降低其亮度。 发明内容
本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种阵列基板和半透半反液晶 显示面板， 能够提高利用该阵列基板的半透半反液晶显示面板的开口率。
根据本发明的一个实施例提供一种阵列基板， 包括由交叉分布的栅线和 数据线划分出的数个子像素区域， 所述子像素区域包括透射区和反射区， 其 中，
所述阵列基板还包括调节模块；
所述调节模块被配置为当外界的光强小于预设光强时发送调节信号到所 述反射区， 将所述反射区由非透明状态调节为透明状态。 在一个示例中， 所述反射区包括聚合物分散液晶层。
在一个示例中， 所述反射区还包括位于所述聚合物分散液晶层上的透明 的增强反射层， 所述增强反射层的相对折射率大于所述聚合物分散液晶层。
在一个示例中， 所述增强反射层的表面具有多个突起。
在一个示例中， 所述突起的截面为梯形。
在一个示例中， 所述阵列基板还包括：
第一信号线、 第二信号线和开关晶体管， 所述第一信号线连接所述调节 模块和所述开关晶体管的栅极， 所述第二信号线连接所述调节模块和所述开 关晶体管的源极， 所述开关晶体管的漏极连接所述聚合物分散液晶层。
在一个示例中， 所述开关晶体管的栅极、 栅极绝缘层和漏极是透明的。 在一个示例中， 所述开关晶体管表面和所述聚合物分散液晶层上覆盖有 透明的绝缘层。
在一个示例中， 所述调节模块包括光电感应装置， 所述光电感应装置被 配置为感测外界光强以决定是否发送所述调节信号。
在一个示例中， 所述调节模块被配置为可以通过所述第一信号线发送第 一调节信号以控制所述开关晶体管的导通 /截止以及通过所述第二信号线发 送第二调节信号以控制所述聚合物分散液晶层的透明 /非透明状态。
在一个示例中， 所述反射区和所述透射区均包括透明的像素电极。
在一个示例中， 所述反射区和所述透射区还包括透明的公共电极。
在一个示例中， 各个子像素区域还包括与所述像素电极相连的子像素薄 膜晶体管。
根据本发明的另一个实施例提供了一种半透半反液晶显示面板， 包括上 述的阵列基板。 附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对实施例的附图作 筒单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例， 而非对本发明的限制。
图 1为本发明实施例中的阵列基板的结构示意图一；
图 2为本发明实施例中的反射区的结构示意图； 图 3为本发明实施例中的阵列基板的结构示意图二;
图 4为本发明实施例中的开关晶体管的结构示意图。 具体实施方式
为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发 明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、 完整地描述。显然， 所描述的实施例是本发明的一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于所描 述的本发明的实施例， 本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获 得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种阵列基板， 如图 1所示， 包括由交叉分布的栅线
1和数据线 2划分出的数个子像素区域， 每个所述子像素区域包括透射区 3 和反射区 4, 所述阵列基板还包括调节模块。
当外界的光强小于预设光强时， 所述调节模块发送调节信号， 将所述反 射区 4由非透明状态调节为透明状态。
当外界的光强大于或等于预设光强时， 意味着此时该半透半反液晶显示 面板处于明亮的环境里， 反射区 4为不透明状态， 不透明的反射区 4反射来 自外界的光线， 并利用所反射的外界的光线来进行显示； 当外界的光强小于 预设光强时， 意味着此时外界的环境较暗， 调节模块发送调节信号， 将反射 区 4调节为透明状态， 使得来自背光源的光线可以透过透明的反射区 4, 整 个子像素区域都可以进行显示， 提高了半透半反液晶显示面板的开口率。
本发明实施例提供的阵列基板中的反射区 4包括聚合物分散液晶层 41 , 聚合物分散液晶是将低分子液晶与预聚物相混合,在一定条件下经聚合反应， 形成微米级的液晶微滴均匀地^:在高分子网络中， 再利用液晶分子的介电 各向异性获得具有电光响应特性的材料， 它主要工作在散射态和透明态之间 并具有一定的灰度。
在无外加电信号的情形下，聚合物分散液晶层 41间不能形成有规律的电 场， 液晶微粒的光轴取向随机， 呈现无序状态， 聚合物分散液晶层 41呈不透 明或半透明状。
施加了电信号后，液晶微粒的光轴垂直于聚合物分散液晶层的表面排列， 所以入射光不会发生散射， 薄膜呈透明状。 故而，聚合物分散液晶层 41可以在电信号的驱动下，在不透明状态和透 明状态之间转换， 因而本发明的实施例中的反射区 4可采用聚合物^:液晶 层 41。
由上面的叙述可知， 聚合物分散液晶层 41 没有接收到调节信号的情况 下， 即有可能呈不透明状， 也有可能呈半透明状， 因此单单依靠聚合物分散 液晶层，反射区 4的反射效率可能不太理想。为了提高反射区 4的反射效率， 优选的， 如图 2所示， 所述反射区 4还包括位于所述聚合物分散液晶层 41 上的透明的增强反射层 42,所述增强反射层 42的表面具有多个突起 421 ,所 述增强反射层 42的相对折射率大于所述聚合物分散液晶层 41。
聚合物分散液晶层 41在没有接收到调节信号的时候,其相对折射率约为
1.4至 1.6, 为了使得增强反射层 42内的光线在聚合物分散液晶层 41的表面 上能够发生全反射， 增强反射层 42的相对折射率应大于 1.6。 在本发明实施 例中，该增强反射层 42优选硅的氮化物等透明材质制成，通过调节增强反射 层 42内的氮和硅的比例， 可以调节增强反射层 42的相对折射率。 通常， 将 增强反射层 22的相对折射率控制在 2.0左右，即可满足本发明实施例的要求。
从以上描述可以知道， 根据本发明实施例的聚合物分散液晶层（或者聚 合物分散液晶层与增强反射层的组合）可以视为反射区的可调节反射结构。 而该可调节反射结构可以根据调节模块的控制被为反射态（对应于聚合物分 散液晶层为不透明状或半透明状时）或透明态。 因此， 根据本发明实施例的 阵列基板上的反射区的像素电极也为透明的， 从而能够在上述可调节反射结 构为透射态时， 能够使得反射区透射光线。
在本发明实施例中，调节信号的取值通常位于 5伏至 20伏之间，根据聚 合物分散液晶层内的高分子的材质的变化、 以及高分子和液晶的质量比的不 同， 调节信号有时也可取 20伏以上或 5伏以下的电压值。
为了提高增强反射层 42内的光线在聚合物分散液晶层 41的表面上发生 全反射的比例， 增强反射层 42的表面可以不是平的， 而是具有多个突起 421 的结构。 突起 421的截面可以为正多边形、 半圓形、 不规则形状等等， 优选 的， 该突起 421的截面为梯形。
进一步的，为了实现调节模块和反射区内的聚合物分散液晶层 41之间的 信号传递， 如图 3所示， 所述阵列基板还包括： 第一信号线 5、第二信号线 6和开关晶体管 7,所述第一信号线 5连接所 述调节模块和所述开关晶体管 7的栅极， 所述第二信号线 6连接所述调节模 块和所述开关晶体管 7的源极， 所述开关晶体管 7的漏极连接所述聚合物分 散液晶层 41。
可知， 在本发明实施例中， 来自调节模块的调节信号经由第一信号线 5 流入开关晶体管 7的栅极， 将开关晶体管 7导通； 同时， 第二信号线 6内的 调节信号通过开关晶体管 7的源极 74、 漏极 75最终作用于聚合物分散液晶 层 41 , 使得聚合物分散液晶层 41由不透明或半透明状调节为透明状。
例如， 所述调节模块被配置为可以通过所述第一信号线发送第一调节信 号以控制所述开关晶体管的导通 /截止以及通过所述第二信号线发送第二调 节信号以控制所述聚合物分散液晶层的透明 /非透明状态。
为了保证子像素区域的开口率， 优选的， 如图 4所示， 所述开关晶体管 7的栅极 71、 栅极绝缘层 72和漏极 75为透明的。 例如， 栅极 71和漏极 75 优选透明的氧化铟锡、氧化铟辞等透明导电材料制成；栅极绝缘层 72的材质 优选氧化硅， 也可采用氮化硅、 氧化铪等绝缘材料或多种绝缘材料的多层组 合。
该开关晶体管 7可以与阵列基板上的子像素薄膜晶体管同时制作， 制作 流程大致如下：
在基板 8上形成子像素薄膜晶体管 9的栅极和开关晶体管 7的栅极 71 , 其中， 子像素薄膜晶体管 9的栅极优选铝， 也可采用钼、 钨、 钛、 铜等金属 或上述几种金属的合金， 同时还可采用上述几种金属的多层结构组合而成， 厚度为 lOOnm至 500nm; 开关晶体管的栅极 71优选透明的氧化铟锡、 氧化 铟辞等透明导电材料制成， 厚度为 50nm至 500nm。 优选的， 子像素薄膜晶 体管 9的栅极和开关晶体管 7的栅极 71的厚度一致。
之后，可以连续形成子像素薄膜晶体管和开关晶体管 7的栅极绝缘层 72、 有源层 73 ,可采用等离子体增强化学气相沉积法（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition , 筒称 PECVD )沉积栅极绝缘层 72和有源层 73 , 并通过 一次掩膜板刻蚀工艺完成栅极绝缘层 72和有源层 73的制作。 通常， 栅极绝 缘层 72优选透明的绝缘材料如氧化硅、 氮化硅、 氧化铪等制成， 也可通过多 种透明的绝缘材料形成多层结构制成，厚度为 250nm至 600nm; 有源层优选 非晶硅， 也可选择多晶硅、 铟镓辞氧化物等半导体材料制成， 厚度为 lOOnm 至 300
接着形成子像素薄膜晶体管 9和开关晶体管 7的源极 74、漏极 75。子像 素薄膜晶体管 9的源极、漏极和开关晶体管 7的源极 74通过同层金属沉积形 成， 可采用铝、 相、 钨、 钛、 铜等金属制成， 或采用上述多种金属的合金或 多层结构制成；开关晶体管 7的漏极 75优选透明的氧化铟锡、氧化铟辞等多 种透明的导电材料制成， 厚度为 50nm至 500nm
开关晶体管 7到此就已完成制作工艺。 为了节省制作成本、 使得反射区 4的结构更紧凑，并且使得开关晶体管 7的漏极 75与所述聚合物分散液晶层 41连接，可以将聚合物分散液晶层 41和增强反射层 42的部分直接沉积在漏 极上， 如图 4所示。 聚合物分散液晶层 41的厚度为 300-1000nm, 增强反射 层 42由氧化硅、 氮化硅、氧化铪等透明绝缘材料制成， 也可通过多种透明的 绝缘材料形成多层结构制成， 厚度为 50nm至 300nm, 其表面具有多个突起 421 , 增大光线在聚合物分散液晶层 41的表面上发生全反射的概率。
之后， 可在开关晶体管 7的源极 74、 源极 74和漏极 75之间暴露的有源 层 73上沉积沟道保护层 10, 最后， 在开关晶体管 7、 聚合物分散液晶层 41 上的增强反射层 42的表面上以及子像素薄膜晶体管的表面上沉积绝缘层 11 , 该绝缘层 11由氧化硅、 氮化硅、树脂等透明绝缘材料制成，也可通过多种透 明的绝缘材料形成多层结构制成， 厚度为 800nm至 2000nm。 绝缘层 11的沉 积防止了开关晶体管 7与其他部分之间存在高度差， 有利于该阵列基板的后 续制作、 加工。
例如，绝缘层 11至少设置在反射区 4和透射区 3中 以在像素区域内消 除因为开关晶体管 7引起的高度差。 例如， 每个子像素区域中还包括像素电 极， 该像素电极设置在反射区 4和透射区 3中的绝缘层 11上。 例如，每个子 像素区域可以进一步包括隔着一钝化层设置在像素电极上方公共电极。 像素 电极和公共电极均由透明导电材料形成。 例如， 像素电极可以与子像素薄膜 晶体管的漏极相连。然而，根据本发明实施例的阵列基板并不限于上述结构。 例如， 在开关晶体管 7的栅极 71、栅极绝缘层 72和漏极 75均为透明的情况 下， 根据本发明的像素电极也可以设置在聚合物分散液晶层和开关晶体管 7 的下方。 例如， 如图 3所示， 在平面图中看， 反射区 4设置在子像素区域的下部 位置中。 然而， 根据本发明的实施例并不限于此， 反射区可以设置在子像素 区域的中部、 上部或其他任意合适的位置。
由之前的描述可知， 如图 3所示， 第一信号线 5与开关晶体管 7的栅极 71连接， 其作用与现有技术中的栅线类似， 故而在阵列基板上可以将其与现 有技术中的栅线平行排布， 并且采用透明的材质制成， 以防止该第一信号线 5影响子像素区域的开口率。 例如， 第一信号线 5中用于传递调节信号的部 分可以采用透明的氧化铟锡、 氧化铟辞等透明导电材料制成， 第一信号线 5 中的绝缘部分可以采用透明的氧化硅、 氮化硅、 氧化铪等绝缘材料或上述多 种绝缘材料的多层组合形成。
类似的， 如图 3所示， 第二信号线 6与开关晶体管 7的源极连接， 其作 用与现有技术中的数据线类似， 故而在阵列基板上可以将其与现有技术中的 数据线平行排布。
实际上， 当开关晶体管 7的电容足够大时， 第二信号线 6的功能可以由 数据线 2承担， 在帧与帧的切换之间或在黑屏的情况下调节聚合物分散液晶 层 41 ,之后依靠开关晶体管 7的电容内存储的电荷量来维持聚合物分散液晶 层 41的液晶的偏转，使得子像素区域的反射区 4在较暗的环境下也可正常显 示。
在本发明实施例的技术方案中， 所述调节模块发送调节信号可以由用户 人为操控实现， 此时调节模块优选一般的电平输出电路， 半透半反液晶显示 面板外设置有连接调节模块的开关按键， 当用户感觉到外界的光强较弱时， 可以自行按下该开关按键， 开启调节模块， 调节模块即可发送为某一电平值 的调节信号。
所述调节模块发送调节信号除了人为控制之外， 所述调节模块发送调节 信号也可以是自动发送的。当所述调节模块具有自动发送调节信号的功能时， 优选的， 如图 3所示， 所述调节模块包括光电感应装置， 光电感应装置感应 到来自外界的光强大于预设光强时， 调节模块被激活， 自动发送调节信号。 例如， 所述光电感应装置被配置为感测外界光强以决定是否发送所述调节信 号。
本发明实施例中的阵列基板适用于高级超维场转换（ Advanced Super Dimension Switch , 筒称 ADS )以及扭曲向列型（ Twisted Nematic , 筒称 ΤΝ ) 等现有的驱动模式。
在本实施例的技术方案中， 提供了一种阵列基板， 当外界的光强小于预 设光强时， 所述调节模块发送调节信号， 将所述反射区由非透明状态调节为 透明状态， 此时整个子像素区域都可以用来显示， 提高了利用该阵列基板的 半透半反液晶显示面板的开口率。
以上重点描述了阵列基板的反射区内的可调节反射结构。 然而， 根据本 发明实施例的阵列基板还可以包括其他任何合适的半透半反式阵列基板的必 要部件。 例如， 反射区和透射区内可以包括像素电极， 还可以进一步包括公 共电极。 需要说明的是， 由于本发明实施例中已经有了可调节反射结构， 并 且反射区可以在可调节反射结构为透明态时透射光， 因此， 这里的像素电极 和公共电极均需要是透明的。 例如， 每个子像素区域内还可以包括子像素薄 膜晶体管与像素电极相连， 以作为子像素的开关。
进一步的， 本发明实施例还提供了一种半透半反液晶显示面板， 包括上 述的阵列基板。 所述半透半反液晶显示面板可以为： 液晶面板、 手机、 平板 电脑、 电视机、 显示器、 笔记本电脑、 数码相框、 导航仪等任何具有显示功 能的产品或部件。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式， 而非用于限制本发明的保护范 围， 本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims

权利要求书
1、一种阵列基板， 包括由交叉分布的栅线和数据线划分出的数个子像素 区域， 所述子像素区域包括透射区和反射区， 其中，
所述阵列基板还包括调节模块；
所述调节模块被配置为当外界的光强小于预设光强时发送调节信号到所 述反射区， 将所述反射区由非透明状态调节为透明状态。
2、根据权利要求 1所述的阵列基板， 其中， 所述反射区包括聚合物分散 液晶层。
3、根据权利要求 2所述的阵列基板， 其中， 所述反射区还包括位于所述 聚合物分散液晶层上的透明的增强反射层， 所述增强反射层的相对折射率大 于所述聚合物分散液晶层。
4、根据权利要求 3所述的阵列基板， 其中， 所述增强反射层的表面具有 多个突起。
5、 根据权利要求 4所述的阵列基板， 其中， 所述突起的截面为梯形。
6、 根据权利要求 2-5任一项所述的阵列基板， 还包括：
第一信号线、 第二信号线和开关晶体管， 所述第一信号线连接所述调节 模块和所述开关晶体管的栅极， 所述第二信号线连接所述调节模块和所述开 关晶体管的源极， 所述开关晶体管的漏极连接所述聚合物分散液晶层。
7、 根据权利要求 6所述的阵列基板， 其中，
所述开关晶体管的栅极、 栅极绝缘层和漏极是透明的。
8、 根据权利要求 7所述的阵列基板， 其中，
所述开关晶体管表面和所述聚合物分散液晶层上覆盖有透明的绝缘层。
9、 根据权利要求 2-8任一项所述的阵列基板， 其中，
所述调节模块包括光电感应装置， 所述光电感应装置被配置为感测外界 光强以决定是否发送所述调节信号。
10、 根据权利要求 6所述的阵列基板， 其中，
所述调节模块被配置为可以通过所述第一信号线发送第一调节信号以控 制所述开关晶体管的导通 /截止以及通过所述第二信号线发送第二调节信号 以控制所述聚合物分散液晶层的透明 /非透明状态。
11、 根据权利要求 2-10任一项所述的阵列基板， 其中， 所述反射区和所 述透射区均包括透明的像素电极。
12、根据权利要求 11所述的阵列基板， 其中， 所述反射区和所述透射区 还包括透明的公共电极。
13、根据权利要求 11所述的阵列基板， 其中， 各个子像素区域还包括与 所述像素电极相连的子像素薄膜晶体管。
14、一种半透半反液晶显示面板， 包括如权利要求 1-13任一项所述的阵 列基板。
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