陣列基板及其制作方法、半透半反式顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種陣列基板及其制作方法、半透半反式顯示裝置，其中陣列基板包括：襯底基板及位于襯底基板上的多個(gè)像素單元，每個(gè)像素單元包括：透射區(qū)和反射區(qū)，反射區(qū)內(nèi)設(shè)置有反射結(jié)構(gòu)，還包括：設(shè)置于反射結(jié)構(gòu)與襯底基板之間的光學(xué)元件，光學(xué)元件改變從陣列基板的背面入射至反射區(qū)內(nèi)的光線的傳播方向，使光線從反射區(qū)周?chē)耐干鋮^(qū)穿出。上述技術(shù)方案中，通過(guò)在反射結(jié)構(gòu)的下方設(shè)置光學(xué)元件，利用光學(xué)元件對(duì)從背面入射至反射區(qū)內(nèi)的光線進(jìn)行作用，使光線的傳播方向改變，繞過(guò)對(duì)光線有遮擋作用的反射結(jié)構(gòu)，從反射區(qū)周?chē)耐干鋮^(qū)穿出，從而增加了光線的穿透率，提高了裝置的顯示亮度。
【專利說(shuō)明】陣列基板及其制作方法、半透半反式顯示裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種陣列基板及其制作方法、半透半反式顯 示裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在當(dāng)前的平板顯示【技術(shù)領(lǐng)域】中，液晶顯示裝置以體積小、功耗低、無(wú)輻射等優(yōu)點(diǎn)占 據(jù)了主導(dǎo)的地位。根據(jù)所使用光源（內(nèi)部光源、外部光源）類型的不同，液晶顯示裝置可分 為透射式、反射式和半透半反式三種。
[0003] 其中，半透半反式液晶顯示裝置在進(jìn)行畫(huà)面顯示時(shí)，既可以利用內(nèi)部背光源光線， 又可以利用外部環(huán)境光線，兼具透射式顯示裝置畫(huà)面可見(jiàn)度好和反射式顯示裝置能耗低的 優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足外界光線充足（如：室外）和不足（如：室內(nèi)）等情況下的使用需求，在便攜 式移動(dòng)電子設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。
[0004] 半透半反式液晶顯示裝置的一個(gè)像素單元包括透射區(qū)和反射區(qū)兩部分，反射區(qū)通 常位于像素單元的中間，內(nèi)部設(shè)置有用于反射光線的反射結(jié)構(gòu)。背光源發(fā)出的光線可穿過(guò) 透射區(qū)出射，外界環(huán)境光線進(jìn)入液晶顯示裝置內(nèi)部后，會(huì)被位于反射區(qū)內(nèi)的反射結(jié)構(gòu)反射 出屏幕，從而使用戶能夠看清屏幕上顯示的內(nèi)容。
[0005] 但是，背光源所發(fā)出的光線中一部分會(huì)被反射結(jié)構(gòu)遮擋，造成光線透過(guò)率較低，裝 置的顯示亮度較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題為：提供一種半透半 反式顯示裝置，以提高光線透過(guò)率和顯示亮度。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0008] -種陣列基板，包括：襯底基板及位于所述襯底基板上的多個(gè)像素單元，每個(gè)所述 像素單元包括：透射區(qū)和反射區(qū)，所述反射區(qū)內(nèi)設(shè)置有反射結(jié)構(gòu)，還包括：設(shè)置于所述反射 結(jié)構(gòu)與所述襯底基板之間的光學(xué)元件，所述光學(xué)元件改變從所述陣列基板的背面入射至所 述反射區(qū)內(nèi)的光線的傳播方向，使所述光線從所述反射區(qū)周?chē)耐干鋮^(qū)穿出。
[0009] 優(yōu)選的，所述陣列基板還包括：位于所述光學(xué)元件與所述反射結(jié)構(gòu)之間的平坦層； 所述光學(xué)元件包括與所述平坦層靠近所述襯底基板的一面齊平的底面和與所述反射結(jié)構(gòu) 相對(duì)的弧面，所述弧面的球心位于所述平坦層靠近所述襯底基板的一側(cè)，且所述光學(xué)元件 的折射率大于所述平坦層的折射率，以使所述光線向所述透射區(qū)折射。
[0010] 優(yōu)選的，所述光學(xué)元件的焦點(diǎn)位于與所述反射區(qū)相鄰的透射區(qū)內(nèi)或所述反射區(qū)與 所述透射區(qū)的交界面上。
[0011] 優(yōu)選的，所述光學(xué)元件中間的厚度小于四周的厚度。
[0012] 優(yōu)選的，所述弧面以所述反射結(jié)構(gòu)的中心軸中心對(duì)稱，所述底面的寬度等于所述 反射結(jié)構(gòu)的寬度。
[0013] 優(yōu)選的，所述光學(xué)元件的形成材料為光刻膠。
[0014] 優(yōu)選的，所述陣列基板還包括：位于所述光學(xué)元件與所述反射結(jié)構(gòu)之間的平坦層， 所述平坦層內(nèi)具有朝向所述反射結(jié)構(gòu)開(kāi)口的凹槽，所述光學(xué)元件位于所述凹槽內(nèi)；所述光 學(xué)元件包括與所述反射結(jié)構(gòu)重疊的底面和與所述凹槽的內(nèi)壁重疊的反射面，所述反射面使 所述光線向所述透射區(qū)反射。
[0015] 優(yōu)選的，所述反射面的頂點(diǎn)位于所述平坦層靠近所述襯底基板的一面上或者位于 所述平坦層的內(nèi)部。
[0016] 優(yōu)選的，所述底面與所述反射結(jié)構(gòu)的尺寸相同，所述反射面的中心軸與所述反射 結(jié)構(gòu)的中心軸重合。
[0017] 優(yōu)選的，所述反射面為錐面、球面或者橢球面。
[0018] 優(yōu)選的，所述光學(xué)元件的形成材料為樹(shù)脂。
[0019] 本發(fā)明還提供了一種陣列基板的制作方法，所述陣列基板包括：襯底基板及位于 所述襯底基板上的多個(gè)像素單元，每個(gè)所述像素單元包括：透射區(qū)和反射區(qū)，所述反射區(qū)內(nèi) 設(shè)置有反射結(jié)構(gòu)，所述制作方法包括：在形成所述反射結(jié)構(gòu)之前，在所述襯底基板上形成 光學(xué)元件，所述光學(xué)元件改變從所述陣列基板的背面入射至所述反射區(qū)內(nèi)的光線的傳播方 向，使所述光線從所述反射區(qū)周?chē)耐干鋮^(qū)穿出。
[0020] 優(yōu)選的，在形成所述光學(xué)元件之后，形成所述反射結(jié)構(gòu)之前，還包括：在所述光學(xué) 元件上覆蓋平坦層，所述平坦層的折射率小于所述光學(xué)元件的折射率；其中，所述光學(xué)元件 包括與所述平坦層靠近所述襯底基板的一面齊平的底面和與所述反射結(jié)構(gòu)相對(duì)的弧面，所 述弧面的球心位于所述平坦層靠近所述襯底基板的一側(cè)，且所述光學(xué)元件的折射率大于所 述平坦層的折射率，以使所述光線向所述透射區(qū)折射。
[0021] 優(yōu)選的，在形成所述光學(xué)元件之前，還包括：在所述襯底基板上形成平坦層，所述 平坦層內(nèi)具有朝向所述反射結(jié)構(gòu)開(kāi)口的凹槽；其中，所述光學(xué)元件位于所述凹槽內(nèi)，所述光 學(xué)元件包括與所述反射結(jié)構(gòu)重疊的底面和與所述凹槽的內(nèi)壁重疊的反射面，所述反射面使 所述光線向所述透射區(qū)反射。
[0022] 本發(fā)明還提供了一種半透半反式顯示裝置，包括以上任一項(xiàng)所述的陣列基板。
[0023] 本發(fā)明所提供的陣列基板及其制作方法、半透半反式顯示裝置中，通過(guò)在反射結(jié) 構(gòu)的下方設(shè)置光學(xué)元件，利用光學(xué)元件對(duì)從背面入射至反射區(qū)內(nèi)的光線進(jìn)行作用，使光線 的傳播方向改變，繞過(guò)對(duì)光線有遮擋作用的反射結(jié)構(gòu)，從反射區(qū)周?chē)耐干鋮^(qū)穿出，從而增 加了光線的穿透率，提高了裝置的顯示亮度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0025] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一所提供的陣列基板的結(jié)構(gòu)圖；
[0026] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例二所提供的陣列基板的結(jié)構(gòu)圖；
[0027] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例三所提供的第一種陣列基板的結(jié)構(gòu)圖；
[0028] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例三所提供的第二種陣列基板的結(jié)構(gòu)圖；
[0029] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例三所提供的第一種陣列基板中部分元件的幾何關(guān)系圖；
[0030] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例三所提供的第二種陣列基板中部分元件的幾何關(guān)系圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施 例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例 僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[0032] 實(shí)施例一
[0033] 本實(shí)施例提供了一種陣列基板，該陣列基板的結(jié)構(gòu)可如圖1所示，包括：襯底基板 101及位于襯底基板101上的多個(gè)像素單元A，每個(gè)像素單元A包括：透射區(qū)A1和反射區(qū) A2,反射區(qū)A2內(nèi)設(shè)置有反射結(jié)構(gòu)105。
[0034] 上述陣列基板101還包括：設(shè)置于反射結(jié)構(gòu)105與襯底基板101之間的光學(xué)元件 106,該光學(xué)兀件106改變從陣列基板的背面入射至反射區(qū)A2內(nèi)的光線的傳播方向，使光線 從所述反射區(qū)A2周?chē)耐干鋮^(qū)A1穿出。
[0035] 本實(shí)施例所提供的陣列基板中，通過(guò)在反射結(jié)構(gòu)105的下方設(shè)置光學(xué)元件106,利 用光學(xué)元件106使從陣列基板的背面入射至反射區(qū)A2內(nèi)、原本會(huì)被反射結(jié)構(gòu)105遮擋的光 線繞過(guò)反射結(jié)構(gòu)105,從透射區(qū)A1穿出，從而提高了光線利用率，增強(qiáng)了顯示亮度。
[0036] 需要說(shuō)明的是，所謂"陣列基板的背面"是指襯底基板101背離反射結(jié)構(gòu)105的一 側(cè)。
[0037] 本實(shí)施例中，光學(xué)元件106使光線繞過(guò)反射結(jié)構(gòu)105,所利用的原理優(yōu)選的可為光 的折射、反射等原理。
[0038] 相對(duì)應(yīng)的，本實(shí)施例還提供了上述陣列基板的制作方法，該陣列基板包括：襯底基 板101及位于襯底基板101上的多個(gè)像素單元A，每個(gè)像素單元A包括：透射區(qū)A1和反射 區(qū)A2,反射區(qū)A2內(nèi)設(shè)置有反射結(jié)構(gòu)105,該制作方法包括：在形成反射結(jié)構(gòu)105之前，在襯 底基板101上形成光學(xué)元件106,該光學(xué)元件106改變從陣列基板的背面入射至反射區(qū)A2 內(nèi)的光線的傳播方向，使光線從反射區(qū)A2周?chē)耐干鋮^(qū)A1穿出。
[0039] 上述制作方法中，通過(guò)在形成反射結(jié)構(gòu)105之前，在待形成反射區(qū)內(nèi)形成光學(xué)元 件106,使入射至反射區(qū)A2的光線在到達(dá)反射結(jié)構(gòu)105之前，首先經(jīng)過(guò)光學(xué)元件106,利用 光學(xué)元件106改變光線的傳播方向，使其不再被反射結(jié)構(gòu)105,而從透射區(qū)A1穿出，在工藝 簡(jiǎn)單易行的前提下，提高了陣列基板的光線透過(guò)率。
[0040] 實(shí)施例二
[0041] 本實(shí)施例提供了一種陣列基板，其光學(xué)元件106利用光的折射使光線繞過(guò)反射結(jié) 構(gòu)105,該陣列基板的結(jié)構(gòu)優(yōu)選的可如圖2所示，該陣列基板還包括：位于光學(xué)元件106與 反射結(jié)構(gòu)105之間的平坦層103。光學(xué)元件106的結(jié)構(gòu)優(yōu)選的包括：與平坦層103靠近襯 底基板101的一面齊平的底面和與反射結(jié)構(gòu)105相對(duì)的弧面；弧面的球心位于平坦層103 靠近襯底基板101的一側(cè)，即弧面朝向襯底基板101彎曲；使光學(xué)兀件106的折射率大于平 坦層103的折射率，從而光線能夠向透射區(qū)A1折射。
[0042] 從陣列基板背面入射至反射區(qū)A2的光線在經(jīng)過(guò)光學(xué)元件106后進(jìn)入平坦層103 時(shí)，由于光學(xué)元件106的弧面的球心位于平坦層103靠近襯底基板101的一側(cè)，因此光學(xué)元 件106具備凸透鏡或類似凸透鏡的結(jié)構(gòu)，并且光學(xué)元件106的折射率大于平坦層103的折 射率，從而能夠使得光學(xué)元件106對(duì)光線具有匯聚作用，使光線向透射區(qū)A1折射，提高了光 線穿透率。
[0043] 光學(xué)元件106的焦點(diǎn)優(yōu)選的位于與反射區(qū)A2相鄰的透射區(qū)A1內(nèi)或反射區(qū)A2與 透射區(qū)A1的交界面上，以保證經(jīng)過(guò)光學(xué)元件106的光線全部被匯聚于透射區(qū)A1內(nèi)。
[0044] 對(duì)于反射區(qū)A2位于像素單元A的區(qū)域中間的結(jié)構(gòu)，更為優(yōu)選的是，光學(xué)元件106 中間的厚度可小于四周的厚度，以將光線分散的折射至反射區(qū)A2周?chē)耐干鋮^(qū)A1的各個(gè) 區(qū)域內(nèi)，避免僅折射至透射區(qū)A1的一個(gè)區(qū)域，提高顯示的亮度均勻性。更進(jìn)一步的，光學(xué)元 件106的弧面可以反射結(jié)構(gòu)105的中心軸中心對(duì)稱，以進(jìn)一步提高折射光線的均勻性，進(jìn)而 提高亮度均勻性；光學(xué)元件106的底面的寬度可等于反射結(jié)構(gòu)105的寬度，以在不影響像素 開(kāi)口率的前提下，最大限度的對(duì)經(jīng)過(guò)自身的光線進(jìn)行折射。
[0045] 本實(shí)施例所提供的陣列基板中，所設(shè)置的平坦層103的厚度需根據(jù)所設(shè)置的光學(xué) 元件106的尺寸和焦距、透射區(qū)A1的尺寸、反射區(qū)A2的尺寸等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
[0046] 假設(shè)光學(xué)元件106的弧面由半徑為R的球面形成，光學(xué)元件106的焦距為f，光學(xué) 元件106的焦點(diǎn)到反射結(jié)構(gòu)105的距離為y ;反射結(jié)構(gòu)105的寬度為2b，若光學(xué)元件106的 底面的寬度等于反射結(jié)構(gòu)105的寬度，則光學(xué)元件106底面的一半的寬度為b ;透射區(qū)A1寬 度為P ;光學(xué)元件106的折射率為nl，平坦層103的折射率為n2, nl>n2。
[0047] 本實(shí)施例中平坦層103的厚度的計(jì)算方法如下：
[0048] 由透鏡折射基本原理，可以得到公式1

【權(quán)利要求】
1. 一種陣列基板，包括：襯底基板及位于所述襯底基板上的多個(gè)像素單元，每個(gè)所述 像素單元包括：透射區(qū)和反射區(qū)，所述反射區(qū)內(nèi)設(shè)置有反射結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：設(shè) 置于所述反射結(jié)構(gòu)與所述襯底基板之間的光學(xué)元件，所述光學(xué)元件改變從所述陣列基板的 背面入射至所述反射區(qū)內(nèi)的光線的傳播方向，使所述光線從所述反射區(qū)周?chē)耐干鋮^(qū)穿 出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列基板，其特征在于，還包括：位于所述光學(xué)元件與所述反 射結(jié)構(gòu)之間的平坦層； 所述光學(xué)元件包括與所述平坦層靠近所述襯底基板的一面齊平的底面和與所述反射 結(jié)構(gòu)相對(duì)的弧面，所述弧面的球心位于所述平坦層靠近所述襯底基板的一側(cè)，且所述光學(xué) 元件的折射率大于所述平坦層的折射率，以使所述光線向所述透射區(qū)折射。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的陣列基板，其特征在于，所述光學(xué)元件的焦點(diǎn)位于與所述反 射區(qū)相鄰的透射區(qū)內(nèi)或所述反射區(qū)與所述透射區(qū)的交界面上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的陣列基板，其特征在于，所述光學(xué)元件中間的厚度小于四周 的厚度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的陣列基板，其特征在于，所述弧面以所述反射結(jié)構(gòu)的中心軸 中心對(duì)稱，所述底面的寬度等于所述反射結(jié)構(gòu)的寬度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2?5任一項(xiàng)所述的陣列基板，其特征在于，所述光學(xué)元件的形成材料 為光刻膠。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列基板，其特征在于，還包括：位于所述光學(xué)元件與所述反 射結(jié)構(gòu)之間的平坦層，所述平坦層內(nèi)具有朝向所述反射結(jié)構(gòu)開(kāi)口的凹槽，所述光學(xué)元件位 于所述凹槽內(nèi)； 所述光學(xué)元件包括與所述反射結(jié)構(gòu)重疊的底面和與所述凹槽的內(nèi)壁重疊的反射面，所 述反射面使所述光線向所述透射區(qū)反射。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的陣列基板，其特征在于，所述反射面的頂點(diǎn)位于所述平坦層 靠近所述襯底基板的一面上或者位于所述平坦層的內(nèi)部。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的陣列基板，其特征在于，所述底面與所述反射結(jié)構(gòu)的尺寸相 同，所述反射面的中心軸與所述反射結(jié)構(gòu)的中心軸重合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的陣列基板，其特征在于，所述反射面為錐面、球面或者橢球 面。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7?10任一項(xiàng)所述的陣列基板，其特征在于，所述光學(xué)元件的形成材 料為樹(shù)脂。
12. -種陣列基板的制作方法，所述陣列基板包括：襯底基板及位于所述襯底基板上 的多個(gè)像素單元，每個(gè)所述像素單元包括：透射區(qū)和反射區(qū)，所述反射區(qū)內(nèi)設(shè)置有反射結(jié) 構(gòu)，其特征在于，所述制作方法包括：在形成所述反射結(jié)構(gòu)之前，在所述襯底基板上形成光 學(xué)元件，所述光學(xué)元件改變從所述陣列基板的背面入射至所述反射區(qū)內(nèi)的光線的傳播方 向，使所述光線從所述反射區(qū)周?chē)耐干鋮^(qū)穿出。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的陣列基板的制作方法，其特征在于，在形成所述光學(xué)元件 之后，形成所述反射結(jié)構(gòu)之前，還包括：在所述光學(xué)元件上覆蓋平坦層，所述平坦層的折射 率小于所述光學(xué)元件的折射率； 其中，所述光學(xué)元件包括與所述平坦層靠近所述襯底基板的一面齊平的底面和與所述 反射結(jié)構(gòu)相對(duì)的弧面，所述弧面的球心位于所述平坦層靠近所述襯底基板的一側(cè)，且所述 光學(xué)元件的折射率大于所述平坦層的折射率，以使所述光線向所述透射區(qū)折射。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的陣列基板的制作方法，其特征在于，在形成所述光學(xué)元件 之前，還包括：在所述襯底基板上形成平坦層，所述平坦層內(nèi)具有朝向所述反射結(jié)構(gòu)開(kāi)口的 凹槽； 其中，所述光學(xué)元件位于所述凹槽內(nèi)，所述光學(xué)元件包括與所述反射結(jié)構(gòu)重疊的底面 和與所述凹槽的內(nèi)壁重疊的反射面，所述反射面使所述光線向所述透射區(qū)反射。
15. -種半透半反式顯示裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1?11任一項(xiàng)所述的陣列基 板。
【文檔編號(hào)】G02F1/1333GK104090420SQ201410332134
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】李凡, 李宏偉 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司, 成都京東方光電科技有限公司