CN102736312B - 液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液晶显示装置，包括背光源、第一偏光板、阵列基板、第一液晶层、彩色滤光片基板和第二偏光板，所述背光源、所述第一偏光板、所述阵列基板、所述第一液晶层、所述彩色滤光片基板和所述第二偏光板依次叠加组合为一体，所述第一液晶层包括第一表面和第二表面，所述第一表面上的液晶分子的排列方向与所述第二表面上的液晶分子的排列方向垂直，还包括液晶聚合物膜，所述液晶聚合物膜设置于所述第一偏光板与所述阵列基板之间；或者所述液晶聚合物膜设置于所述彩色滤光片基板与所述第二偏光板之间。本发明还公开了一种液晶显示装置制造方法。
Description
【技术领域】
本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种液晶显示装置及其制造方法。
【背景技术】
传统的液晶显示装置包括背光源、第一偏光板、阵列基板、液晶层、彩色滤光片基板和第二偏光板，该背光源、第一偏光板、阵列基板、液晶层、彩色滤光片基板和第二偏光板依次叠加组合为一体。液晶显示装置的第一偏光板的偏振方向与第二偏光板的偏振方向垂直，液晶显示装置通过向液晶层中的液晶分子施加电压来控制液晶分子的取向，改变光的偏振状态，从而使从第一偏光板输出的偏振光能够通过第二偏光板，从而实现图像的显示。
传统的液晶显示装置有以下几种分类：TN(Twisted Nematic，扭曲向列)模式、VA(Vertical Alignment，垂直取向排列)模式、IPS(In Panel Switching，面内切换)模式等。TN模式的液晶显示装置由于特殊的液晶分子排列，相比于其它两种模式的液晶显示装置具有响应速度快的优点，由于3D影像的显示对液晶显示屏的响应时间的要求较高，因此在3D影像显示的情况下这个优势更为突出。
TN模式中，液晶显示装置的液晶分子在默认状态下的排列方向为平行于阵列基板和彩色滤光片基板的方向，并且液晶分子会围绕基板法线逐渐扭曲一定的角度，由于旋光效应，从第一偏光板出射的偏振光会随着液晶分子旋转90°，在入射到第二偏光板时偏振光的偏振方向与第二偏光板的穿透轴平行，从而使得光线穿透第一偏光板和第二偏光板，实现影像显示。TN模式下的液晶显示装置在不加电时显示为亮态(Normally White)，在加电时显示为暗态，此时液晶层中大部分的液晶分子的排列方向为垂直于阵列基板和彩色滤光片基板的方向，由于配向层的锚定力，靠近配向层的液晶分子的排列方向仍然是平行于阵列基板和彩色滤光片基板的方向，因此会发生光学延迟，从而造成漏光。TN模式下的液晶显示装置由于在暗态时透光，对比度相对来讲较差。
【发明内容】
本发明的一个目的在于提供一种液晶显示装置，其能避免液晶显示装置出现漏光的现象，提高显示对比度，同时保持TN模式液晶显示装置响应速度快的优点。
为解决上述问题，本发明提供了一种液晶显示装置，包括背光源、第一偏光板、阵列基板、第一液晶层、彩色滤光片基板和第二偏光板，所述背光源、所述第一偏光板、所述阵列基板、所述第一液晶层、所述彩色滤光片基板和所述第二偏光板依次叠加组合为一体，所述第一液晶层包括第一表面和第二表面，所述第一表面上的液晶分子的排列方向与所述第二表面上的液晶分子的排列方向垂直，还包括液晶聚合物膜，所述液晶聚合物膜设置于所述第一偏光板与所述阵列基板之间；或者所述液晶聚合物膜设置于所述彩色滤光片基板与所述第二偏光板之间；当所述阵列基板向所述第一液晶层中的所述液晶分子施加电压时，所述第一液晶层的所述液晶分子用于偏转至垂直于所述阵列基板和所述彩色滤光片基板的状态，所述液晶聚合物膜用于将自所述第一偏光板出射的偏振光的偏振方向旋转九十度。
在上述液晶显示装置中，所述液晶聚合物膜内设有第二液晶层，所述第二液晶层中的液晶分子的排列方向与所述液晶聚合物膜所在的平面平行，所述第二液晶层包括第三表面和第四表面，所述第三表面上的液晶分子的排列方向与所述第四表面上的液晶分子的排列方向垂直。
在上述液晶显示装置中，所述第二液晶层具有与所述第一液晶层相同的相位差。
在上述液晶显示装置中，若所述液晶聚合物膜置于所述第一偏光板与所述阵列基板之间，所述第二液晶层的所述第三表面面向所述第一液晶层，所述第二液晶层的所述第四表面面向所述第一偏光板，所述第二液晶层的所述第四表面上的液晶分子的排列方向与所述第一偏光板的穿透轴所在的方向平行，所述第二液晶层的所述第三表面上的液晶分子的排列方向与所述第一液晶层的所述第二表面上的液晶分子的排列方向平行。
在上述液晶显示装置中，若所述液晶聚合物膜置于所述彩色滤光片基板和所述第二偏光板之间，所述第二液晶层的所述第三表面面向所述第二偏光板，所述第二液晶层的所述第四表面面向所述第一液晶层，所述第二液晶层的所述第四表面上的液晶分子的排列方向与所述第一偏光板的穿透轴所在的方向平行，所述第二液晶层的所述第四表面上的液晶分子的排列方向与所述第一液晶层的所述第一表面上的液晶分子的排列方向平行。
本发明的另一个目的在于提供一种液晶显示装置制造方法，其能避免液晶显示装置出现漏光的现象，提高显示对比度，同时保持TN模式液晶显示装置响应速度快的优点。
为解决上述问题，本发明提供了一种液晶显示装置制造方法，所述液晶显示装置包括背光源、第一偏光板、阵列基板、第一液晶层、彩色滤光片基板和第二偏光板，所述第一液晶层包括第一表面和第二表面，所述第一表面上的液晶分子的排列方向与所述第二表面上的液晶分子的排列方向垂直，所述方法包括将所述背光源、所述第一偏光板、所述阵列基板、所述第一液晶层、所述彩色滤光片基板和所述第二偏光板依次叠加组合为一体的步骤，所述液晶显示装置还包括液晶聚合物膜，所述方法还包括以下步骤：(A)、将所述液晶聚合物膜设置于所述第一偏光板与所述阵列基板之间；或者(B)、将所述液晶聚合物膜设置于所述彩色滤光片基板与所述第二偏光板之间；所述方法还包括以下步骤：当所述阵列基板向所述第一液晶层中的所述液晶分子施加电压时，所述第一液晶层的所述液晶分子偏转至垂直于所述阵列基板和所述彩色滤光片基板的状态，所述液晶聚合物膜将自所述第一偏光板出射的偏振光的偏振方向旋转九十度。
在上述液晶显示装置制造方法中，所述液晶聚合物膜内设有第二液晶层，所述第二液晶层中的液晶分子的排列方向与所述液晶聚合物膜所在的平面平行，所述第二液晶层包括第三表面和第四表面，所述第三表面上的液晶分子的排列方向与所述第四表面上的液晶分子的排列方向垂直。
在上述液晶显示装置制造方法中，所述第二液晶层具有与所述第一液晶层相同的相位差。
在上述液晶显示装置制造方法中，若所述液晶聚合物膜置于所述第一偏光板与所述阵列基板之间，所述方法还包括以下步骤：(c1)、将所述第二液晶层的所述第三表面面向所述第一液晶层；(c2)、所述第二液晶层的所述第四表面面向所述第一偏光板；(c3)、所述第二液晶层的所述第四表面上的液晶分子的排列方向与所述第一偏光板的穿透轴所在的方向平行；(c4)、所述第二液晶层的所述第三表面上的液晶分子的排列方向与所述第一液晶层的所述第二表面上的液晶分子的排列方向平行。
在上述液晶显示装置制造方法中，若所述液晶聚合物膜置于所述彩色滤光片基板和所述第二偏光板之间，所述方法还包括以下步骤：(d1)、所述第二液晶层的所述第三表面面向所述第二偏光板；(d2)、所述第二液晶层的所述第四表面面向所述第一液晶层；(d3)、所述第二液晶层的所述第四表面上的液晶分子的排列方向与所述第一偏光板的穿透轴所在的方向平行；(d4)、所述第二液晶层的所述第四表面上的液晶分子的排列方向与所述第一液晶层的所述第一表面上的液晶分子的排列方向平行。
相对现有技术，本发明由于在第一偏光板和阵列基板之间设置有液晶聚合物膜或者在彩色滤光片基板和第二偏光板之间设置有液晶聚合物膜，本发明的液晶聚合物膜能对偏振光起到旋光的作用，第一液晶层起到允许和禁止偏振光在第一偏光板和第二偏光板之间穿透的作用，从根本上解决了TN模式液晶显示装置漏光的技术问题，避免TN模式液晶显示装置出现漏光的现象，提高液晶显示装置的显示对比度，同时保持了传统的TN模式液晶显示装置响应速度快的优点。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
【附图说明】
图1为本发明的液晶显示装置的第一个实施例在不向液晶施加电压时的状态的示意图；
图2为本发明的液晶显示装置的第一个实施例在向液晶施加电压时的状态的示意图；
图3为本发明的液晶显示装置的第二个实施例在不向液晶施加电压时的状态的示意图；
图4为本发明的液晶显示装置的第二个实施例在向液晶施加电压时的状态的示意图；
图5为本发明的液晶显示装置制造方法的第一个实施例的流程图；
图6为本发明的液晶显示装置制造方法的第二个实施例的流程图。
【具体实施方式】
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。
本发明旨在提供一种能同时具备响应速度快而且在常态下显示为暗的液晶显示装置，避免传统的TN(Twisted Nematic，扭曲向列)模式液晶显示装置在暗态状态下出现漏光现象的情况，提高液晶显示装置的显示对比度，适应液晶显示装置对响应速度要求越来越高和对对比度要求越来越高的趋势。
参考图1，图1为本发明的液晶显示装置的第一个实施例在不向液晶施加电压时的状态的示意图。在本实施例中，液晶显示装置包括背光源111、第一偏光板110、阵列基板106、第一液晶层104、彩色滤光片基板102、第二偏光板101。本实施例的液晶显示装置还包括液晶聚合物膜108，该液晶聚合物膜108设置于第一偏光板110与阵列基板106之间。该液晶聚合物膜108的内部具有若干液晶分子，记为第二液晶层，该第二液晶层中的液晶分子的排列方向(即，液晶分子的长轴的方向)与该液晶聚合物膜108所在的平面平行。该第二液晶层具有上下两个表面，分别记为第三表面107和第四表面109，第三表面107上的液晶分子的排列方向(即，液晶分子的长轴的方向)均相同，第四表面109上的液晶分子的排列方向(即，液晶分子的长轴的方向)均相同，并且该第三表面107上的液晶分子的排列方向与该第四表面109上的液晶分子的排列方向垂直。该第二液晶层的第三表面107和第四表面109之间还存在液晶分子，该第二液晶层内的液晶分子沿着该液晶聚合物膜108的法线方向自第三表面107开始至第四表面109结束逐渐旋转一定的角度，即该第二液晶层内的液晶分子自第三表面107开始，沿着该液晶聚合物膜108的法线方向从零度角逐渐旋转至九十度角，至第四表面109结束。该第二液晶层与第一液晶层104相同的相位差，使得本发明的液晶显示装置在常态下是暗的，防止漏光情况的发生。该液晶聚合物膜108与第一偏光板110和阵列基板106的位置关系为：液晶聚合物膜108的第二液晶层的第三表面107面向第一液晶层104，第二液晶层的第四表面109面向第一偏光板110，第二液晶层的第四表面109上的液晶分子的排列方向(即，液晶分子的长轴的方向)与第一偏光板110的穿透轴所在的方向平行，第二液晶层的第三表面107上的液晶分子的排列方向与第一液晶层104的第二表面105上的液晶分子的排列方向平行。
参考图2，图2为本发明的液晶显示装置的第一个实施例在向液晶施加电压时的状态的示意图。在本发明的液晶显示装置中，当阵列基板106向第一液晶层104中的液晶分子施加电压时，该第一液晶层104的液晶分子便会偏转至垂直于阵列基板106和彩色滤光片基板102的状态，由于液晶聚合物膜108的旋光作用，自第一偏光板110出射的偏振光在进入第一液晶层104时的偏振方向便会旋转九十度，第一液晶层104对入射至其中的偏振光不起旋光作用，因此，在经过第一液晶层104和彩色滤光片基板102后，入射至第二偏光板101的偏振光的偏振方向与第二偏光板101的穿透轴所在的方向平行，从而使光能够穿透第一偏光板110和第二偏光板101。
参考图3，图3为本发明的液晶显示装置的第二个实施例在不向液晶施加电压时的状态的示意图。在本实施例中，与第一实施例相同的部分不再赘述。本实施例的液晶显示装置还包括液晶聚合物膜108，该液晶聚合物膜108设置于彩色滤光片基板102和第二偏光板101之间。该液晶聚合物膜108的内部具有若干液晶分子，记为第二液晶层，该第二液晶层中的液晶分子的排列方向(即，液晶分子的长轴的方向)与该液晶聚合物膜108所在的平面平行。该第二液晶层具有上下两个表面，分别记为第三表面107和第四表面109，第三表面107上的液晶分子的排列方向(即，液晶分子的长轴的方向)均相同，第四表面109上的液晶分子的排列方向(即，液晶分子的长轴的方向)均相同，并且该第三表面107上的液晶分子的排列方向与该第四表面109上的液晶分子的排列方向垂直。该第二液晶层的第三表面107和第四表面109之间还存在液晶分子，该第二液晶层内的液晶分子沿着该液晶聚合物膜108的法线方向自第三表面107开始至第四表面109结束逐渐旋转一定的角度，即该第二液晶层内的液晶分子自第三表面107开始，沿着该聚合物膜108的法线方向从零度角逐渐旋转至九十度角，至第四表面109结束，该第二液晶层与第一液晶层104具有相同的相位差，使得本发明的液晶显示装置在常态下是暗的，防止漏光情况的发生。该液晶聚合物膜1080与彩色滤光片基板102和第二偏光板101的位置关系为：液晶聚合物膜108的第二液晶层的第三表面107面向第二偏光板101，第二液晶层的第四表面109面向第一液晶层104。第二液晶层的第四表面109上的液晶分子的排列方向(即，液晶分子的长轴的方向)与第一液晶层104的第一表面103上的液晶分子的排列方向平行，第二液晶层的第三表面107上的液晶分子的排列方向与第二偏光板101的穿透轴所在的方向平行，即，第二液晶层的第四表面109上的液晶分子的排列方向与第一偏光板110的穿透轴所在的方向平行。
参考图4，图4为本发明的液晶显示装置的第二个实施例在向液晶施加电压时的状态的示意图。在本发明的液晶显示装置中，当阵列基板106向第一液晶层104中的液晶分子施加电压时，该第一液晶层104的液晶分子便会偏转至垂直于阵列基板106和彩色滤光片基板102的状态，第一偏光板110向第一液晶层104输出偏振光，该偏振光的偏振方向与液晶聚合物膜108的第四表面109的液晶分子的排列方向平行，第一液晶层104对入射至其中的偏振光不起旋光作用，由于液晶聚合物膜108的旋光作用，自第一偏光板110出射的偏振光在进入第二液晶层时的偏振方向便会旋转九十度，因此入射至第二偏光板101的偏振光的偏振方向便会与第二偏光板101的穿透轴所在的方向平行从而使光能够穿透第一偏光板110和第二偏光板101。
参考图5，图5为本发明的液晶显示装置制造方法的第一个实施例的流程图。在步骤501，将液晶聚合物膜108置于第一偏光板110和阵列基板106之间。在步骤502，设置液晶聚合物膜108的第三表面107和第四表面109的面对方向，具体地，将该液晶聚合物膜108的第三表面107面向阵列基板106，将该液晶聚合物膜108的第四表面109面向第一偏光板110。在步骤503，设置液晶聚合物膜108的第四表面109的液晶分子的排列方向，具体地，该第四表面109的液晶分子的排列方向与第一偏光板110的穿透轴所在的方向平行。在步骤504，设置第一液晶层104的第二表面105的液晶分子的排列方向，使得该第一液晶层104的第二表面105的液晶分子的排列方向与液晶聚合物膜108的第三表面107的液晶分子的排列方向平行。
参考图6，图6为本发明的液晶显示装置制造方法的第二个实施例的流程图。在步骤601，将液晶聚合物膜108置于彩色滤光片基板102和第二偏光板101之间。在步骤502，设置液晶聚合物膜108的第三表面107和第四表面109的面对方向，具体地，将该液晶聚合物膜108的第三表面107面向第二偏光板101，将该液晶聚合物膜108的第四表面109面向彩色滤光片基板102。在步骤603，设置液晶聚合物膜108的第四表面109的液晶分子的排列方向，具体地，该第四表面109的液晶分子的排列方向与第一偏光板110的穿透轴所在的方向平行。在步骤604，设置第一液晶层104的第一表面103的液晶分子的排列方向，使得该第一液晶层104的第一表面103的液晶分子的排列方向与液晶聚合物膜108的第四表面109的液晶分子的排列方向平行。
在本发明中，由于在第一偏光板110和阵列基板106之间设置有液晶聚合物膜108，或者在彩色滤光片基板102和第二偏光板101之间设置有液晶聚合物膜108，因此，本发明的液晶聚合物膜108能对偏振光起到旋光的作用，第一液晶层104起到允许和禁止偏振光在第一偏光板110和第二偏光板101之间穿透的作用，从根本上解决了TN模式液晶显示装置漏光的技术问题。本发明将传统的TN(Twisted Nematic，扭曲向列)模式液晶显示装置在不向第一液晶层104施加电压时显示为亮态，在向第一液晶层104施加电压时显示为暗态改造成为在不向第一液晶层104施加电压时显示为暗态，在向第一液晶层104施加电压时显示为亮态，因此能避免TN模式液晶显示装置在暗态时出现漏光的现象。此外，本发明保持了传统的TN模式下的液晶显示装置相应速度快的优点。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种液晶显示装置，包括背光源、第一偏光板、阵列基板、第一液晶层、彩色滤光片基板和第二偏光板，所述背光源、所述第一偏光板、所述阵列基板、所述第一液晶层、所述彩色滤光片基板和所述第二偏光板依次叠加组合为一体，所述第一液晶层包括第一表面和第二表面，所述第一表面上的液晶分子的排列方向与所述第二表面上的液晶分子的排列方向垂直，其特征在于，还包括液晶聚合物膜，
所述液晶聚合物膜设置于所述第一偏光板与所述阵列基板之间；或者
所述液晶聚合物膜设置于所述彩色滤光片基板与所述第二偏光板之间；
当所述阵列基板向所述第一液晶层中的所述液晶分子施加电压时，所述第一液晶层的所述液晶分子用于偏转至垂直于所述阵列基板和所述彩色滤光片基板的状态，所述液晶聚合物膜用于将自所述第一偏光板出射的偏振光的偏振方向旋转九十度。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述液晶聚合物膜内设有第二液晶层，所述第二液晶层中的液晶分子的排列方向与所述液晶聚合物膜所在的平面平行，所述第二液晶层包括第三表面和第四表面，所述第三表面上的液晶分子的排列方向与所述第四表面上的液晶分子的排列方向垂直。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第二液晶层具有与所述第一液晶层相同的相位差。
4.根据权利要求2或3所述的液晶显示装置，其特征在于，若所述液晶聚合物膜置于所述第一偏光板与所述阵列基板之间，所述第二液晶层的所述第三表面面向所述第一液晶层，所述第二液晶层的所述第四表面面向所述第一偏光板，所述第二液晶层的所述第四表面上的液晶分子的排列方向与所述第一偏光板的穿透轴所在的方向平行，所述第二液晶层的所述第三表面上的液晶分子的排列方向与所述第一液晶层的所述第二表面上的液晶分子的排列方向平行。
5.根据权利要求2或3所述的液晶显示装置，其特征在于，若所述液晶聚合物膜置于所述彩色滤光片基板和所述第二偏光板之间，所述第二液晶层的所述第三表面面向所述第二偏光板，所述第二液晶层的所述第四表面面向所述第一液晶层，所述第二液晶层的所述第四表面上的液晶分子的排列方向与所述第一偏光板的穿透轴所在的方向平行，所述第二液晶层的所述第四表面上的液晶分子的排列方向与所述第一液晶层的所述第一表面上的液晶分子的排列方向平行。
6.一种液晶显示装置制造方法，所述液晶显示装置包括背光源、第一偏光板、阵列基板、第一液晶层、彩色滤光片基板和第二偏光板，所述第一液晶层包括第一表面和第二表面，所述第一表面上的液晶分子的排列方向与所述第二表面上的液晶分子的排列方向垂直，所述方法包括将所述背光源、所述第一偏光板、所述阵列基板、所述第一液晶层、所述彩色滤光片基板和所述第二偏光板依次叠加组合为一体的步骤，其特征在于，所述液晶显示装置还包括液晶聚合物膜，所述方法还包括以下步骤：
(A)、将所述液晶聚合物膜设置于所述第一偏光板与所述阵列基板之间；或者
(B)、将所述液晶聚合物膜设置于所述彩色滤光片基板与所述第二偏光板之间；
所述方法还包括以下步骤：
当所述阵列基板向所述第一液晶层中的所述液晶分子施加电压时，所述第一液晶层的所述液晶分子偏转至垂直于所述阵列基板和所述彩色滤光片基板的状态，所述液晶聚合物膜将自所述第一偏光板出射的偏振光的偏振方向旋转九十度。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置制造方法，其特征在于，所述液晶聚合物膜内设有第二液晶层，所述第二液晶层中的液晶分子的排列方向与所述液晶聚合物膜所在的平面平行，所述第二液晶层包括第三表面和第四表面，所述第三表面上的液晶分子的排列方向与所述第四表面上的液晶分子的排列方向垂直。
8.根据权利要求7所述的液晶显示装置制造方法，其特征在于，所述第二液晶层具有与所述第一液晶层相同的相位差。
9.根据权利要求7或8所述的液晶显示装置制造方法，其特征在于，若所述液晶聚合物膜置于所述第一偏光板与所述阵列基板之间，所述方法还包括以下步骤：
(c1)、将所述第二液晶层的所述第三表面面向所述第一液晶层；
(c2)、所述第二液晶层的所述第四表面面向所述第一偏光板；
(c3)、所述第二液晶层的所述第四表面上的液晶分子的排列方向与所述第一偏光板的穿透轴所在的方向平行；
(c4)、所述第二液晶层的所述第三表面上的液晶分子的排列方向与所述第一液晶层的所述第二表面上的液晶分子的排列方向平行。
10.根据权利要求7或8所述的液晶显示装置制造方法，其特征在于，若所述液晶聚合物膜置于所述彩色滤光片基板和所述第二偏光板之间，所述方法还包括以下步骤：
(d1)、所述第二液晶层的所述第三表面面向所述第二偏光板；
(d2)、所述第二液晶层的所述第四表面面向所述第一液晶层；
(d3)、所述第二液晶层的所述第四表面上的液晶分子的排列方向与所述第一偏光板的穿透轴所在的方向平行；
(d4)、所述第二液晶层的所述第四表面上的液晶分子的排列方向与所述第一液晶层的所述第一表面上的液晶分子的排列方向平行。
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