一种可书写液晶显示装置及其制作方法、驱动方法 |
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| 申请号 | CN201610022582.2 | 申请日 | 2016-01-14 | 公开(公告)号 | CN105652488A | 公开(公告)日 | 2016-06-08 |
| 申请人 | 京东方科技集团股份有限公司; 北京京东方显示技术有限公司; | 发明人 | 王玉玺; 王俊伟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种可书写 液晶 显示装置及其制作方法、驱动方法，涉及显示技术领域，用于使用户能够实时控制书写的内容的 颜色 。该可书写液晶显示装置包括相对设置的第一 基板 和第二基板，以及位于第一基板和第二基板之间的液晶分子层，第一基板上设置有多个阵列排布的 像素 单元，每个像素单元内设置有像素 电极 ，每个像素单元内还设置有压电变换器，压电变换器与像素电极连接，像素电极上设置有 表面 等离子体 共振金属层，第一基板和第二基板之间设置有压 力 传递结构，压力传递结构的一端与第二基板 接触 ，压力传递结构的另一端与压电变换器接触。上述可书写液晶显示装置用于查阅文档和书籍等。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种可书写液晶显示装置，包括相对设置的第一基板和第二基板，以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶分子层，所述第一基板上设置有多个阵列排布的像素单元，每个所述像素单元内设置有像素电极，其特征在于，每个所述像素单元内还设置有压电变换器，所述压电变换器与所述像素电极连接，所述像素电极上设置有表面等离子体共振金属层，所述第一基板和所述第二基板之间设置有压力传递结构，所述压力传递结构的一端与所述第二基板接触，所述压力传递结构的另一端与所述压电变换器接触。 |
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| 说明书全文 | 一种可书写液晶显示装置及其制作方法、驱动方法技术领域[0001] 本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种可书写液晶显示装置及其制作方法、驱动方法。 背景技术[0003] 其中，当用户使用液晶显示装置查阅文档和书籍时，用户通常需要进行书写，例如，在文档或者书籍中书写一些批注或者做一些标记，为了使液晶显示装置具有上述功能，现有技术提供一种可书写液晶显示装置，该可书写液晶显示装置包括液晶显示面板、压力传感器和外部电路，在用户书写过程中，压力传感器将感测到的信号发送给外部电路，外部电路对该信号进行分析处理，进而确定用户书写的位置，并将特定的数据信号传输至液晶显示面板中用户书写位置对应的像素，使该部分像素显示某种颜色，进而使液晶显示面板显示用户书写的内容。 [0004] 然而，本申请的发明人发现，在上述可书写液晶显示装置的使用过程中，由于该数据信号为事先设定好的，因此，用户书写的内容只能以一种颜色显示，导致可书写液晶显示装置的趣味性和灵活性较差，用户体验较差。 发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种可书写液晶显示装置及其制作方法、驱动方法，用于使用户能够实时控制书写的内容的颜色，提升可书写液晶显示装置的趣味性和灵活性，提升用户体验。 [0006] 为达到上述目的，本发明的第一方面提供一种可书写液晶显示装置，采用如下技术方案： [0007] 该可书写液晶显示装置包括相对设置的第一基板和第二基板，以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶分子层，所述第一基板上设置有多个阵列排布的像素单元，每个所述像素单元内设置有像素电极，每个所述像素单元内还设置有压电变换器，所述压电变换器与所述像素电极连接，所述像素电极上设置有表面等离子体共振金属层，所述第一基板和所述第二基板之间设置有压力传递结构，所述压力传递结构的一端与所述第二基板接触，所述压力传递结构的另一端与所述压电变换器接触。 [0008] 由于本发明提供的可书写液晶显示装置具有上述结构，从而使得用户在使用可书写液晶显示装置进行书写的过程中，当用户按压该可书写液晶显示装置的压力的大小不同时，该压力依次通过第二基板和压力传递结构传递至压电变换器上后，压电变换器产生的电信号的大小不同，从而使得压电变换器向像素电极输出的电信号的大小不同，使得像素电极上方的液晶分子的偏转状态不同，进而使得液晶分子层的介电常数不同，使得液晶分子层和表面等离子体共振金属层界面处发生表面等离子体共振时，吸收的入射光的波长不同，进而使得射出该可书写液晶显示装置的光线的颜色不同，因此，用户在使用上述可书写液晶显示装置进行书写的过程中，只需要调节按压该可书写液晶显示装置的压力的大小，即可改变书写的内容的颜色，进而能够使用户可以实时控制书写的内容的颜色，有助于提升可书写液晶显示装置的趣味性和灵活性，有助于提升用户体验。 [0009] 本发明的第二方面提供一种可书写液晶显示装置的驱动方法，采用如下技术方案： [0010] 该可书写液晶显示装置的驱动方法包括： [0012] 在所述显示时间段内，在所述像素电极上施加数据信号； [0013] 在所述书写时间段内，所述压电变换器向所述像素电极输出电信号。 [0014] 本发明的第三方面提供一种可书写液晶显示装置的制作方法，采用如下技术方案： [0015] 该可书写液晶显示装置的制作方法包括： [0016] 提供第一基板和第二基板； [0017] 在所述第一基板上形成像素电极、压电变换器、表面等离子体共振金属层，所述压电变换器与所述像素电极连接； [0018] 在所述第一基板或者所述第二基板上形成压力传递结构； [0019] 在所述第一基板或者所述第二基板上滴注液晶，将所述第一基板和所述第二基板对盒，对盒后，所述压力传递结构的一端与所述第二基板接触，所述压力传递结构的另一端与所述压电变换器接触。 [0021] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0022] 图1为本发明实施例中的第一基板的平面示意图； [0023] 图2为本发明实施例中的可书写液晶显示装置在压电变换器位置处的截面示意图； [0024] 图3为本发明实施例中的可书写液晶显示装置在薄膜晶体管位置处的截面示意图； [0025] 图4为本发明实施例中的第一种表面等离子体共振金属层的扫描电镜图； [0026] 图5为本发明实施例中的第二种表面等离子体共振金属层的扫描电镜图； [0027] 图6为本发明实施例中的可书写液晶显示装置的驱动方法流程图； [0028] 图7为本发明实施例中的可书写液晶显示装置的制作方法流程图； [0029] 图8为本发明实施例中图7中步骤S702的具体流程图。 [0030] 附图标记说明： [0031] 1—第一基板； 11—像素电极； 12—压电变换器； [0032] 121—第一电极层； 122—压电层； 123—第二电极层； [0033] 13—表面等离子体共振金属层； 14—电极线； 15—栅线； [0034] 16—数据线； 17—薄膜晶体管； 2—第二基板； [0035] 21—黑矩阵； 22—彩色滤色层； 23—公共电极； [0036] 3—液晶分子层； 4—压力传递结构。 具体实施方式[0037] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。 [0038] 本发明实施例提供一种可书写液晶显示装置，如图1、图2和图3所示，该可书写液晶显示装置包括相对设置的第一基板1和第二基板2，以及位于第一基板1和第二基板2之间的液晶分子层3，第一基板1上设置有多个阵列排布的像素单元，每个像素单元内设置有像素电极11，每个像素单元内还设置有压电变换器12，压电变换器12与像素电极11连接，像素电极11上设置有表面等离子体共振金属层13，第一基板1和第二基板2之间设置有压力传递结构4，压力传递结构4的一端与第二基板2接触，压力传递结构4的另一端与压电变换器12接触。 [0039] 需要说明的是，上述“接触”可以为直接接触，也可以为间接接触，示例性地，当压电变换器12上还设置有钝化层时，压力传递结构4的另一端与位于压电变换器12上的钝化层直接接触，此时，压力传递结构4的另一端与压电变换器12间接接触。 [0040] 可选地，本发明实施例中的压力传递结构4为柱状隔垫物，以使得柱状隔垫物同时兼具维持第一基板1和第二基板2之间的间隙以及将压力传递至压电变换器12上的功能，有利于简化可书写液晶显示装置的制作方法。该柱状隔垫物可以形成于第一基板1上，柱状隔垫物的自由端与第二基板2接触，也可以形成于第二基板2上，柱状隔垫物的自由端与压力传递结构4接触，本发明实施例对此不进行限定。 [0041] 由于本发明实施例提供的可书写液晶显示装置具有上述结构，从而使得用户在使用可书写液晶显示装置进行书写的过程中，当用户按压该可书写液晶显示装置的压力的大小不同时，该压力依次通过第二基板2和压力传递结构4传递至压电变换器12上后，压电变换器12产生的电信号的大小不同，从而使得压电变换器12向像素电极11输出的电信号的大小不同，使得像素电极11上方的液晶分子的偏转状态不同，进而使得液晶分子层3的介电常数不同，使得液晶分子层3和表面等离子体共振金属层13界面处发生表面等离子体共振时，吸收的入射光的波长不同，进而使得射出该可书写液晶显示装置的光线的颜色不同，因此，用户在使用上述可书写液晶显示装置进行书写的过程中，只需要调节按压该可书写液晶显示装置的压力的大小，即可改变书写的内容的颜色，进而能够使用户可以实时控制书写的内容的颜色，有助于提升可书写液晶显示装置的趣味性和灵活性，有助于提升用户体验。 [0042] 此外，由于上述可书写液晶显示装置中每个像素单元中的压电变换器12直接与该像素单元中的像素电极11连接，直接将压电变换器12产生的电信号输出至像素电极11上，避免了电信号的长距离传输和复杂的处理，因此，与现有技术相比，上述可书写液晶显示装置还具有结构简单和驱动方法简单的优点。 [0043] 下面本发明实施例对第一基板1和第二基板2的具体结构进行详细描述： [0044] 可选地，如图4和图5所示，第一基板1上的表面等离子体共振金属层13包括本体和位于本体上的规则排列的纳米结构，本体和纳米结构的材质均为铝、银或者金。示例性地，如图4所示，上述纳米结构可以为纳米线，所有纳米线呈纵横交错排列，考虑到纳米线的制作方法的难易程度，本发明实施例中优选纳米线的直径大于或等于40nm，且小于1μm；或者，如图5所示，上述纳米结构为横截面为三角形的纳米颗粒，所有纳米颗粒呈阵列状排列，类似地，考虑到纳米颗粒的制作方法的难易程度，本发明实施例中优选纳米颗粒的边长大于或等于40nm，且小于1μm。另外，综合考虑表面等离子体共振金属层13的制作方法的难易程度和可书写液晶显示装置的厚度之后，本发明实施例中优选表面等离子体共振金属层13的厚度为30nm～10μm。 [0045] 需要说明的是，表面等离子体共振金属层13的结构不局限于以上所述，其上的纳米结构的排列方式和形状也不局限于以上所述，且各纳米结构的尺寸也不局限于以上所述，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。 [0046] 可选地，如图3所示，本发明实施例中的压电变换器12包括层叠设置的第一电极层121、压电层122和第二电极层123，此时第一基板1上还需要设置有电极线14，其中，第一电极层121与电极线14连接，电极线14用于向第一电极层121上施加基准电压，第二电极层123与像素电极11连接。本发明实施例中优选第一电极层121、压电层122和第二电极层123具有较高的光线透过率，以使得压电变换器12的设置不会大幅降低第一基板1的开口率。示例性地，压电层122的材质可以为铅锰钛酸盐或者纳米氧化锌。综合考虑压电层122的制作方法的难易程度、能够产生的电信号的大小以及可书写液晶显示装置的厚度之后，本发明实施例中优选压电层122的厚度为10nm～5μm。第一电极层121和第二电极层123的材质可以均为氧化铟锡，由于通常像素电极11的材质为氧化铟锡，因此，第二电极层123可以和像素电极 11同时形成，进而能够简化可书写液晶显示装置的制作方法，并使第二电极层123和像素电极12之间稳定连接。综合考虑两个电极层的制作方法的难易程度、电阻的大小以及可书写液晶显示装置的厚度之后，本发明实施例中优选第一电极层121和第二电极层123的厚度均为40nm±10nm。 [0047] 需要说明的是，压电变换器12的结构不局限于以上所述，其包括的各层结构的材质和厚度也不局限于以上所述，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。 [0048] 进一步地，由以上所述可知，电极线14与第一电极层121连接，像素电极11与第二电极层123连接，当上述电极线14上施加的信号为公共电压信号时，第一电极层121上的信号为公共电极信号，相同的压力作用至电压变换器12上时，通过第二电极层123传输至像素电极11上的电信号较大。因此，本发明实施例中优选电极线14上施加的信号为公共电压信号。当本发明实施例中的第一基板1上还设置有多条栅线15时，本发明实施例中优选，电极线14位于相邻两行像素单元之间，电极线14与栅线15同层设置且材料相同，以使得电极线14的设置不会降低第一基板1的开口率，且电极线14可以和栅线15同时形成，有利于简化可书写液晶显示装置的制作方法。 [0049] 可选地，如图1所示，本发明实施例中，每个像素单元内还可以设置有电容C，其中，电容C的一个极板与像素电极11连接，电容C的另一个极板与压电变换器12连接，压电变换器12产生的电信号能够使电容C充电，当用户停止按压后，电容C能够放电以维持用户书写的内容的正常显示，进而有利于延长用户书写的内容的显示时间。 [0050] 如图1所示，本发明实施例中的第一基板1上还可以设置有数据线16，数据线16和栅线15纵横交错设置，栅线15和数据线16限定出像素单元，像素单元内还设置有薄膜晶体管17，如图2所示，该薄膜晶体管包括栅极、栅极绝缘层、有源层、源极和漏极，该薄膜晶体管的栅极与栅线15连接，源极与数据线16连接，漏极与像素电极11连接。该薄膜晶体管可以为顶栅型薄膜晶体管或者底栅型薄膜晶体管，本发明实施例对此不进行限定。另外，上述薄膜晶体管还可以包括位于有源层和源极之间，以及有源层与漏极之间的欧姆接触层，以提高有源层和源极，以及有源层和漏极之间的连接性能。当该可书写液晶显示装置的显示模式为ADS(Advanced Super Dimension Switch，高级超维场开关)模式时，第一基板1上还设置有公共电极，其中，公共电极和像素电极11中更靠近液晶分子层3的结构上具有狭缝或者为条状电极。 [0051] 当然，本发明实施例中的第一基板1上的结构不局限于以上所述，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。 [0052] 如图2所示，本发明实施例中的第二基板2上可以设置有黑矩阵21和彩色滤色层22，当该可书写液晶显示装置的显示模式为TN(Twisted Nematic，扭曲向列)模式时，第二基板2上还设置有板状的公共电极23，其中，公共电极23位于黑矩阵21和彩色滤色层22朝向液晶分子层3的一面上。当然，本发明实施例中的第二基板2上的结构不局限于以上所述，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。 [0053] 另外，本发明实施例中的可书写液晶显示装置可以为透射式显示装置或者反射式显示装置，当可书写液晶显示装置为透射式显示装置或者反射式显示装置时，第一基板1和第二基板2上还可以参照现有技术设置相应的结构，本发明实施例不再进行赘述。其中，当可书写液晶显示装置为反射式显示装置(例如电润湿显示装置)时，其可以利用环境光进行显示，无需设置背光模组，进而使得可书写液晶显示装置的能耗较低。 [0054] 本发明实施例提供一种可书写液晶显示装置的驱动方法，该驱动方法用于驱动实施例一中所述的可书写液晶显示装置，如图6所示，该驱动方法包括： [0055] 步骤S601、将一帧时间划分为显示时间段和书写时间段。示例性地，一帧时间为20μs，显示时间段为16.7μs，此时显示画面的刷新频率为60Hz，书写时间段为3.3μs。 [0056] 步骤S602、在显示时间段内，在像素电极上施加数据信号。示例性地，在显示时间段内，栅线逐行开启，使得像素单元中的薄膜晶体管逐行开启，进而使数据线上传输的数据信号施加到像素电极上。 [0057] 步骤S603、在书写时间段内，压电变换器向像素电极输出电信号。示例性地，在书写时间段内，用户按压在该可书写液晶显示装置上的压力依次通过第二基板和压力传递结构施加在压电变换器上，压电变换器在该压力的作用下产生的电信号输出至像素电极上。 [0058] 上述可书写液晶显示装置的驱动方法具有和实施例一中所述的可书写液晶显示装置相同的有益效果，此处不再进行赘述。 [0059] 为了便于本领域技术人员理解和实施，下面本发明实施例提供一种该可书写液晶显示装置的具体驱动方法。以下仅以一帧时间为20μs为例进行描述。 [0060] 在显示时间段，即前16.7μs内，该可书写液晶显示装置中的栅线逐行开启，像素单元中的薄膜晶体管逐行开启，数据线逐行向像素单元中的像素电极上施加数据信号，像素单元显示画面。 [0061] 在书写时间段，即后3.3μs内，该可书写液晶显示装置中的栅线均关闭，所有电极线上施加公共电压信号，使所有压电变换器的第一电极层上均施加有公共电压信号，用户在该可书写液晶显示装置上施加压力，该压力依次通过第二基板和压力传递结构作用于压电变换器的压电层上，压电层产生的电信号通过第二电极层输出至像素电极，像素单元显示用户书写内容。 [0062] 此外，本发明实施例还提供一种可书写液晶显示装置的制作方法，该制作方法用于制作实施例一中所述的可书写液晶显示装置，如图7所示，该制作方法包括： [0063] 步骤S701、提供第一基板和第二基板。 [0064] 步骤S702、在第一基板上形成像素电极、压电变换器、表面等离子体共振金属层，压电变换器与像素电极连接，其中步骤S702的具体实现方式有多种，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。本发明实施例将在后续内容中进行详细说明。 [0065] 步骤S703、在第一基板或者第二基板上形成压力传递结构。示例性地，当该压力传递结构为柱状隔垫物时，在第一基板或者第二基板上形成压力传递结构的步骤包括：在第一基板或者第二基板上涂覆透明感光树脂，使用掩膜板遮盖，对该透明感光树脂进行曝光和显影。 [0066] 步骤S704、在第一基板或者第二基板上滴注液晶，将第一基板和第二基板对盒，对盒后，压力传递结构的一端与第二基板接触，压力传递结构的另一端与压电变换器接触。 [0067] 示例性地，当第一基板上的像素电极、压电变换器和表面等离子体共振金属层具有如图1、图2和图3中所示的结构时，步骤S702，即在第一基板上形成像素电极、压电变换器、表面等离子体共振金属层之前，该可书写液晶显示装置的制作方法还包括：在第一基板上形成栅极金属层，经过构图工艺形成包括栅线和电极线的图形。 [0068] 进一步地，如图8所示，步骤S702，即在第一基板上形成像素电极、压电变换器、表面等离子体共振金属层的步骤具体包括： [0069] 步骤S801、在形成了包括栅线和电极线的图形的第一基板上，形成第一透明导电层，经过构图工艺形成包括第一电极层的图形，第一电极层和电极线连接。需要说明的是，如无特殊说明，本发明实施例中的“构图工艺”均包括涂覆光刻胶、使用掩膜板遮盖、曝光、显影、刻蚀和剥离光刻胶的步骤。 [0070] 步骤S802、在形成了包括第一电极层的图形的第一基板上，形成压电薄膜，经过构图工艺形成包括压电层的图形。 [0071] 步骤S803、在形成了包括压电层的图形的第一基板上，形成第二透明导电层，经过构图工艺形成包括像素电极和第二电极层的图形，第二电极层与像素电极连接，第一电极层、压电层和第二电极层构成压电变换器。 [0072] 步骤S804、在形成了压电变换器和像素电极的第一基板上，形成表面等离子体共振金属层。示例性地，本发明实施例中采用纳米压印技术形成表面等离子体共振金属层。 [0073] 由实施例一中的内容可知，第一基板和第二基板上还可以设置有其他结构，本领域人员参照现有技术即可获得其他结构的制作步骤，此处不再进行赘述。 [0074] 上述可书写液晶显示装置的制作方法具有和实施例一中所述的可书写液晶显示装置相同的有益效果，此处不再进行赘述。 [0075] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。 |
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