电子纸显示面板及显示装置的制作方法

1.本实用新型涉及显示器技术领域，特别是涉及一种电子纸显示面板及显示装置。


背景技术：

2.显示面板具有轻薄、耐用及符合节能环保的低耗电等优点，电子纸显示器成为符合大众需求的一种显示器，电子纸显示器可利用外界的光源来显示影像，不像液晶显示器需要背光源，所以在户外阳光强烈的环境下，仍然可清楚地看到电子纸上的资讯，而无视角的问题，且电子纸显示器因其省电、高反射率和对比率等优点，现已广泛运用于电子阅读器(如电子书、电子报纸)或其它电子元件(如价格标签)。
3.现有的电子纸显示器通常采用e-ink微胶囊技术(微胶囊电子油墨技术)、sipix微杯技术(微杯型电泳显示技术)、bridgestone电子液态粉末技术、胆固醇液晶显示(cholesteric liquid crystal display，clcd)技术、微机电系统(mems)技术或电湿润(electrowetting)技术。但是现有的电子纸显示器技术相对于液晶显示技术不怎么成熟，量产效率低，制造成本比较高，而且现有的电子纸显示器技术的反射率较低，在环境光线较暗的时候，显示亮度和对比度较低。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种电子纸显示面板及显示装置，以解决现有技术中电子纸显示器在环境光线较暗的时候，显示亮度和对比度较低的问题。
5.本实用新型的目的通过下述技术方案实现：
6.本实用新型提供一种电子纸显示面板，包括彩膜基板、与所述彩膜基板相对设置的阵列基板、位于所述彩膜基板与所述阵列基板之间的液晶层以及位于所述彩膜基板侧面的侧入式光源；
7.所述彩膜基板在远离所述液晶层的表面设有导光网点，所述导光网点用于将所述侧入式光源发出的光线导向所述阵列基板；
8.所述阵列基板上设有反射层，所述反射层用于将所述导光网点折射出的光线和/或外环境光线反射至所述彩膜基板。
9.本技术还提供一种电子纸显示面板，包括彩膜基板、与所述彩膜基板相对设置的阵列基板、位于所述彩膜基板与所述阵列基板之间的液晶层以及位于所述阵列基板侧面的侧入式光源；
10.所述阵列基板在靠近所述液晶层的表面设有导光网点，所述导光网点用于将所述侧入式光源发出的光线导向所述阵列基板远离所述液晶层的方向；
11.所述阵列基板远离所述液晶层的一侧设有反射层，所述反射层用于将所述导光网点折射出的光线和/或外环境光线反射至所述彩膜基板。
12.进一步地，所述阵列基板在靠近所述液晶层的表面设有平坦层，所述平坦层覆盖
住所述导光网点。
13.进一步地，所述阵列基板上设有像素电极，所述彩膜基板上设有与所述像素电极配合的公共电极；所述液晶层包括液晶分子以及与所述液晶分子混合在一起的染料液晶分子。
14.进一步地，所述液晶分子为负性液晶分子，在初始状态时，所述液晶分子和所述染料液晶分子均垂直于所述彩膜基板和所述阵列基板。
15.进一步地，所述液晶分子为正性液晶分子，在初始状态时，所述液晶分子和所述染料液晶分子均平行于所述彩膜基板和所述阵列基板。
16.进一步地，所述彩膜基板远离所述液晶层的一侧设有偏光片，当所述液晶分子和所述染料液晶分子均平行于所述彩膜基板和所述阵列基板时，所述偏光片的透光轴与所述液晶分子和所述染料液晶分子的长轴相垂直。
17.进一步地，所述液晶分子为正性液晶分子，在初始状态时，所述液晶分子和所述染料液晶分子在靠近所述彩膜基板一侧的配向方向与靠近所述阵列基板一侧的配向方向相互垂直。
18.进一步地，所述彩膜基板远离所述液晶层的一侧设有保护层。
19.本技术还提供一种显示装置，包括如上所述的电子纸显示面板。
20.本实用新型有益效果在于：通过在彩膜基板或阵列基板上设置导光网点以及在侧面设置侧入式光源，从而在外环境光线较暗的时候，可以打开侧入式光源，导光网点可以将侧入式光源发出的光线导向阵列基板上的反射层，反射层再将光线反射并射出电子纸显示面板，从而可以增加电子纸显示面板的显示亮度，以提高显示对比度；而且将导光网点直接设于彩膜基板或阵列基板上，从而无需额外设置导光板，可以降低电子纸显示面板的厚度和制作成本，由于无需额外设置导光板，光线少穿过一个膜层，可以减少光线的损耗量，进一步提高电子纸显示面板的显示亮度和显示对比度。
附图说明
21.图1是本实用新型实施例一中电子纸显示面板在初始状态时的结构示意图；
22.图2是本实用新型实施例一中电子纸显示面板在初始状态时的光路示意图；
23.图3是本实用新型实施例一中电子纸显示面板在暗态时的结构示意图；
24.图4是本实用新型实施例二中电子纸显示面板在初始状态时的结构示意图；
25.图5是本实用新型实施例二中电子纸显示面板在初始状态时的光路示意图；
26.图6是本实用新型实施例二中电子纸显示面板在暗态时的结构示意图；
27.图7是本实用新型实施例三中电子纸显示面板在初始状态时的结构示意图；
28.图8是本实用新型实施例三中电子纸显示面板在暗态时的结构示意图；
29.图9是本实用新型实施例四中电子纸显示面板在初始状态时的结构示意图；
30.图10是本实用新型实施例四中电子纸显示面板在亮态时的结构示意图。
具体实施方式
31.为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的电子纸显示面板及显示装置的具体
实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
32.[实施例一]
[0033]
图1是本实用新型实施例一中电子纸显示面板在初始状态时的结构示意图。图2是本实用新型实施例一中电子纸显示面板在初始状态时的光路示意图。图3是本实用新型实施例一中电子纸显示面板在暗态时的结构示意图。
[0034]
如图1至图3所示，本实用新型实施例一提供的一种电子纸显示面板，包括彩膜基板10、与彩膜基板10相对设置的阵列基板20、位于彩膜基板10与阵列基板20之间的液晶层30以及位于彩膜基板10侧面的侧入式光源40。彩膜基板10在远离液晶层30的表面设有导光网点50，导光网点50用于将侧入式光源40发出的光线导向阵列基板20，使得侧入式光源40发出的光线朝向阵列基板20。阵列基板20上设有反射层22，反射层22用于将导光网点50折射出的光线和/或外环境光线i反射至彩膜基板10，并从彩膜基板10射出。
[0035]
本实施例中，如图1所示，彩膜基板10上设有呈阵列排布的色阻层12以及将色阻层12间隔开的黑矩阵11，色阻层12包括红(r)、绿(g)、蓝(b)三色的色阻材料，并对应形成红(r)、绿(g)、蓝(b)三色的子像素。
[0036]
阵列基板22在朝向液晶层30的一侧上由多条扫描线和多条数据线相互绝缘交叉限定形成多个像素单元，每个像素单元内设有像素电极21和薄膜晶体管，像素电极21通过薄膜晶体管与邻近薄膜晶体管的数据线电性连接。其中，薄膜晶体管包括栅极、有源层、漏极以及源极，栅极与扫描线位于同一层并电性连接，栅极与有源层通过绝缘层隔离开，源极与数据线电性连接，漏极与像素电极21通过接触孔电性连接。
[0037]
本实施例中，彩膜基板10上设有公共电极13，公共电极13为整面结构并设于彩膜基板10朝向液晶层30的一侧，从而使得电子纸显示面板形成tn模式或va模式。公共电极13与像素电极21相互配合，从而控制像素单元的灰阶亮度。当然，在其他实施例中，公共电极13也可设于阵列基板20上，公共电极13与像素电极21位于不同层并通过绝缘层绝缘隔离。公共电极13可位于像素电极21上方或下方。优选地，公共电极13为整面设置的面状电极，像素电极21为在每个像素单元内整块设置的块状电极或者具有多个电极条的狭缝电极，以形成边缘场开关模式(fringe field switching，ffs)。当然，像素电极21与公共电极13可位于同一层，但是两者相互绝缘隔离开，像素电极21和公共电极13各自均可包括多个电极条，像素电极21的电极条和公共电极13的电极条相互交替排列，以形成面内切换模式(in～plane switching，ips)。
[0038]
本实施例中，如图1所示，液晶层30包括液晶分子31以及与液晶分子31混合在一起的染料液晶分子32。液晶分子31为负性液晶分子，在初始状态时，液晶层30中的液晶分子31和染料液晶分子32均垂直于彩膜基板10和阵列基板20。可以理解地是，彩膜基板10和阵列基板20朝向液晶层30的一侧均设置配向层，以对液晶层30进行配向。染料液晶分子32采用正染料液晶分子，正染料液晶分子长轴的吸光能力大于短轴的吸光能力，正染料液晶分子具有长轴吸收光的能力强，短轴吸收光的能力很弱的特性。在初始状态时，染料液晶分子32具有较弱的吸光能力，即在初始状态时电子纸显示面板呈亮态，如图1所示。其中，染料液晶分子32可以采用黑色染料液晶分子或紫黑色染料液晶分子，染色液晶分子32可由液晶分子进行染色制得，但不能在电场内进行偏转，需要液晶分子31带着染料液晶分子32在电场内转动。
[0039]
进一步地，彩膜基板10远离液晶层30的一侧设有偏光片14，偏光片14覆盖住导光网点50，以对导光网点50起到保护作用。当然，还可以在偏光片14远离彩膜基板10的一侧设置保护层15(图9)，增加电子纸显示面板耐刮性。当液晶分子31和染料液晶分子32均平行于彩膜基板10和阵列基板20时，偏光片14的透光轴与液晶分子31和染料液晶分子32的长轴相垂直。如图3所示，当像素单元需要显示黑态的时候，向公共电极13施加公共电压，向像素电极21施加黑态灰阶电压，液晶层30中的液晶分子31和染料液晶分子32均会朝向平行于彩膜基板10和阵列基板20的方向偏转，此时，液晶分子31和染料液晶分子32的长轴均与偏光片14的透光轴相垂直。通过采用染料液晶分子32与液晶分子31相互混合，从而可以减少一个偏光片，以减少光线的损耗，进一步提高电子纸显示面板的显示亮度和显示对比度，还可以降低电子纸显示面板的厚度和制作成本。
[0040]
其中，为了使导光网点50对侧入式光源40入射的光线进行均匀的散射并向反射层22输出，将该导光网点50设计为指向性微结构，该指向性微结构用于将光线向预定方向(朝向液晶层30的方向)传导。具体地，指向性微结构为三棱台状微结构或三棱锥状微结构，进一步优选为斜三棱台状微结构或斜三棱锥状微结构，即三棱锥或三棱台的中轴线(连接三棱锥顶点和底面中心的直线，或者连接三棱台两个底面中心的直线)与底面不垂直，三棱不等长，该倾斜的中轴线的倾斜方向参考光源入射方向设置。任意侧面的中心线与该侧面的底边夹角为55-90
°
之间，具体的角度需要根据显示屏液晶配向角度调整。可以采用激光直写光刻工艺在彩膜基板10或阵列基板20的表现形成导光网点50。
[0041]
如图2所示，当外环境光线i较强的时候，关闭侧入式光源40，反射层22用于反射外环境光线i，通过反射外环境光线i进行显示，可以降低侧入式光源40对眼睛的刺激，起到一定的护眼作用；当外环境光线i较暗的时候，打开侧入式光源40，侧入式光源40发出的光线(图2中bl)经导光网点50导向阵列基板20远离液晶层30的方向，使得光线朝向反射层22，反射层22用于将导光网点50折射出的光线和外环境光线i反射至彩膜基板10，并从彩膜基板10射出；当没有外环境光线i的时候，打开侧入式光源40，侧入式光源40发出的光线经导光网点50导向阵列基板20远离液晶层30的方向，使得光线朝向反射层22，反射层22用于将导光网点50折射出的光线反射至彩膜基板10，并从彩膜基板10射出。
[0042]
本实用新型通过在彩膜基板10上设置导光网点50以及在彩膜基板10侧面设置侧入式光源40，从而在外环境光线i较暗的时候，可以打开侧入式光源40，导光网点50可以将侧入式光源40发出的光线导向阵列基板20上的反射层22，反射层22再将光线反射并射出电子纸显示面板，从而可以增加电子纸显示面板的显示亮度，以提高显示对比度；而且将导光网点50直接设于彩膜基板10上，从而无需额外设置导光板，可以降低电子纸显示面板的厚度和制作成本，由于无需额外设置导光板，光线少穿过一个膜层，可以减少光线的损耗量，进一步提高电子纸显示面板的显示亮度和显示对比度。
[0043]
[实施例二]
[0044]
图4是本实用新型实施例二中电子纸显示面板在初始状态时的结构示意图。图5是本实用新型实施例二中电子纸显示面板在初始状态时的光路示意图。图6是本实用新型实施例二中电子纸显示面板在暗态时的结构示意图。如图4至图6所示，本实用新型实施例二提供的电子纸显示面板与实施例一(图1至图3)中的电子纸显示面板基本相同，不同之处在于，在本实施例中，电子纸显示面板包括彩膜基板10、与彩膜基板10相对设置的阵列基板
20、位于彩膜基板10与阵列基板20之间的液晶层30以及位于阵列基板20侧面的侧入式光源40。阵列基板20在靠近液晶层30的表面设有导光网点50，导光网点50用于将侧入式光源40发出的光线导向阵列基板20远离液晶层30的方向，使得侧入式光源40发出的光线朝向反射层22。阵列基板20远离液晶层30的一侧设有反射层22，反射层22用于将导光网点50折射出的光线和/或外环境光线i反射至彩膜基板10，并从彩膜基板10射出。
[0045]
由于阵列基板20在朝向液晶层30的一侧还需要设置扫描线、数据线、薄膜晶体管以及像素电极21等，为了不影响其他结构，因此，本实施例中，阵列基板20在靠近液晶层30的表面设有平坦层23，平坦层23覆盖住导光网点50，从而使得阵列基板20在朝向液晶层30一侧的表面比较平整。
[0046]
本实施例中，通过将侧入式光源40和导光网点50设置于阵列基板20上，侧入式光源40射出的光线中，即使有部分没有被导光网点50导向阵列基板20远离液晶层30的方向，也可以直接穿过液晶层30并从彩膜基板10射出，从而可以提高光线的利用率，减小光损，降低功耗，提高电子纸显示面板的显示亮度和显示对比度。
[0047]
本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一相同，这里不再赘述。
[0048]
[实施例三]
[0049]
图7是本实用新型实施例三中电子纸显示面板在初始状态时的结构示意图。图8是本实用新型实施例三中电子纸显示面板在暗态时的结构示意图。如图7和图8所示，本实用新型实施例三提供的电子纸显示面板与实施例一(图1至图3)或实施例二(图4至图6)中的电子纸显示面板基本相同，不同之处在于，在本实施例中，液晶分子31为正性液晶分子。如图7所示，在初始状态时，液晶分子31和染料液晶分子32均平行于彩膜基板10和阵列基板20。可以理解地是，彩膜基板10和阵列基板20朝向液晶层30的一侧均设置配向层，以对液晶层30进行配向。液晶层30靠近彩膜基板10一侧的配向方向与靠近阵列基板20一侧的配向方向相平行或方向平行。
[0050]
进一步地，在初始状态时，液晶分子31和染料液晶分子32的长轴与偏光片14的透光轴相垂直，即在初始状态时电子纸显示面板呈黑态，如图7所示。
[0051]
进一步地，彩膜基板10远离液晶层30的一侧设有偏光片14，偏光片14覆盖住导光网点50，以对导光网点50起到保护作用。如图8所示，当像素单元需要显示亮态的时候，向公共电极13施加公共电压，向像素电极21施加亮态灰阶电压，液晶层30中的液晶分子31和染料液晶分子32均会朝向垂直于彩膜基板10和阵列基板20的方向偏转。
[0052]
本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一或实施例二相同，这里不再赘述。
[0053]
[实施例四]
[0054]
图9是本实用新型实施例四中电子纸显示面板在初始状态时的结构示意图。图10是本实用新型实施例四中电子纸显示面板在亮态时的结构示意图。如图9和图10所示，本实用新型实施例四提供的电子纸显示面板与实施例一(图1至图3)或实施例二(图4至图6)中的电子纸显示面板基本相同，不同之处在于，在本实施例中，液晶分子31为正性液晶分子。如图9所示，在初始状态时，液晶层30中的液晶分子31和染料液晶分子32在靠近彩膜基板10一侧的配向方向与靠近阵列基板20一侧的配向方向相互垂直，即液晶层30中的液晶分子31
和染料液晶分子32从上至下呈90
°
扭曲状态。可以理解地是，彩膜基板10朝向液晶层30的一侧设有第一配向层，阵列基板20朝向液晶层30的一侧设有第二配向层，第一配向层和第二配向层用于对液晶层30进行配向，第一配向层和第二配向层相互垂直。
[0055]
由于在初始状态时，液晶层30中的液晶分子31和染料液晶分子32从上至下呈90
°
扭曲状态，因此，各个方向的光线均无法穿过液晶层30，即在初始状态时电子纸显示面板呈黑态，如图9所示。
[0056]
如图10所示，当像素单元需要显示亮态的时候，向公共电极13施加公共电压，向像素电极21施加亮态灰阶电压，液晶层30中的液晶分子31和染料液晶分子32均会朝向垂直于彩膜基板10和阵列基板20的方向偏转。因此，本实施例中无需设置偏光片14也能实现灰阶显示，从而进一步减少一个偏光片，以减少光线的损耗，进一步提高电子纸显示面板的显示亮度和显示对比度，还可以降低电子纸显示面板的厚度和制作成本。
[0057]
进一步地，由于彩膜基板10远离液晶层30的一侧无需设置偏光片14，因此，在彩膜基板10远离液晶层30的一侧设有保护层15，以增加彩膜基板10的防刮性。
[0058]
本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一或实施例二相同，这里不再赘述。
[0059]
本技术还提供一种显示装置，包括如上所述的电子纸显示面板。
[0060]
在本文中，所涉及的上、下、左、右、前、后等方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本技术请求保护的范围。还应当理解，本文中使用的术语“第一”和“第二”等，仅用于名称上的区分，并不用于限制数量和顺序。
[0061]
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限定，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰，为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。