CN102830540A

CN102830540A - 蓝相液晶显示面板及应用其的液晶显示器

Info

Publication number: CN102830540A
Application number: CN2012103315790A
Authority: CN
Inventors: 赵伟利; 铃木照晃
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2032-09-07
Also published as: CN102830540B

Abstract

本发明实施例提供了一种蓝相液晶显示面板及应用其的液晶显示器，涉及液晶显示技术领域，解决了现有面板中蓝相液晶不能由垂直电场驱动以实现灰阶显示的问题。蓝相液晶显示面板包括第一基板、蓝相液晶层、第二基板，第一基板包括下偏光片、第一四分之一波片、多个基板反射片、阵列基板及像素电极；第二基板包括公共电极、第二四分之一波片及上偏光片；还包括蓝相液晶层中的多个中间反射片；下偏光片与上偏光片的吸收轴相互平行或垂直；第一四分之一波片与第二四分之一波片的光轴互相平行，且所述光轴与上偏光片、下偏光片的吸收轴夹角为45度；中间反射片与像素电极的夹角为45度，中间反射片在第一四分之一波片上的投影首尾相接且与基板反射片重合。

Description

蓝相液晶显示面板及应用其的液晶显示器

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及蓝相液晶显示面板及应用其的液晶显示器。

背景技术

目前，为了提升液晶显示器的显示品质，具有快速响应特性的蓝相液晶材料渐渐受到重视。蓝相液晶是液晶中具有特殊性质的一个相态，它在不加电压时具有各向同性的折射率，而在施加电压时则转变为各向异性的折射率，随着施加电压大小的变化，折射率的各向异性大小也会发生变化。采用蓝相液晶的显示面板可以大幅度地提高响应速度，而且无需配向处理。

由于蓝相液晶均为正型液晶，因此现有的采用蓝相液晶的显示面板仍然局限于使用横向电场。蓝相液晶必须利用电极间产生的横向电场引发本身的折射率改变，进而使光线穿过液晶后产生偏振状态的变化。

然而，由于横向电场只能影响其附近的蓝相液晶，使得蓝相液晶显示面板的穿透率较低，而且由于电极间产生的横向电场的电场强度较弱，因此，为了正常驱动蓝相液晶显面板通常需要在电极上施加较大的驱动电压。

为了解决横向电场驱动蓝相液晶显面板时存在的穿透率低、驱动电压大的问题，现有技术提出了采用垂直电场驱动蓝相液晶显面板的方案。但是由于蓝相液晶在垂直电场的作用下，在垂直方向上被“拉伸”，而光线穿过该蓝相液晶后，不会发生偏振状态的改变，使得不能仅通过垂直电场来实现蓝相液晶显示面板的各个灰阶的显示。

发明内容

本发明的实施例提供一种蓝相液晶显示面板及应用其的液晶显示器，解决了现有的蓝相液晶显示面板中，蓝相液晶不能由垂直电场驱动以实现灰阶显示的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种蓝相液晶显示面板，由下至上依次包括第一基板、蓝相液晶层、第二基板；所述第一基板由下至上依次包括下偏光片、第一四分之一波片、多个基板反射片、阵列基板及像素电极；所述第二基板由下至上依次包括公共电极、第二四分之一波片及上偏光片；还包括位于所述蓝相液晶层中的多个中间反射片；所述下偏光片与所述上偏光片的吸收轴相互平行或垂直；所述第一四分之一波片与所述第二四分之一波片的光轴互相平行，且所述光轴与所述上偏光片、所述下偏光片的吸收轴夹角为45度；所述中间反射片与所述像素电极的夹角为45度，且具有第一反射面和第二反射面；所述中间反射片在所述第一四分之一波片上的投影首尾相接且与所述基板反射片重合。

优选地，所述的蓝相液晶显示面板，还包括彩膜基板，位于所述第二四分之一波片与所述公共电极之间。

优选地，所述蓝相液晶层的厚度等于所述基板反射片的宽度。

一种液晶显示器，包括如上所述的蓝相液晶显示面板以及用于向所述蓝相液晶显示面板发出光线的背光源。

本发明实施例提供的蓝相液晶显示面板及应用其的液晶显示器，由于在第一基板与第二基板之间设置多个倾斜角度为45度的中间反射片，且在第一基板和第二基板中分别设置了四分之一波片，从而达到了改变光线在蓝相液晶层中传播路径的目的，使得在蓝相液晶显示面板的第一基板上设置的像素电极和在第二基板上设置的公共电极施加电压时，蓝相液晶层能够改变光线的相位，在配合四分之一波片对光线的作用，从而实现图像的显示。因此，相对于采用横向电场的传统蓝相液晶显示面板，本发明采用垂直电场的蓝相液晶显示面板可以大大降低驱动电压，减少能耗。

另外，由于在第一基板中设置了基板反射片，且具有第三反射面，因此在蓝相液晶显示面板中形成了反射区和透射区，从而实现了半透半反显示。当环境光线较暗时，打开背光源，蓝相液晶显示面板的透射区工作；当环境光线较亮时，关闭背光源，反射区依靠反射外界光来发光，使得蓝相液晶显示面板的反射区工作，不仅能提高蓝相液晶显示面板的显示效果还可以进一步降低能耗。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术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。

图1为根据本发明一种实施例的蓝相液晶显示面板在关闭状态下的部分截面示意图；

图2为根据本发明一种实施例的蓝相液晶显示面板在开启状态下的部分截面示意图；

图3为根据本发明的另一种实施例的蓝相液晶显示面板在开启状态下的部分截面示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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作出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。

如图1所示，为本发明的蓝相液晶显示面板在关闭状态下的部分截面示意图，该蓝相液晶显示面板由下至上依次包括第一基板10、蓝相液晶层11、第二基板12，第一基板10由下至上依次包括下偏光片101、第一四分之一波片102、多个基板反射片105、阵列基板103及像素电极104，第二基板12由下至上依次包括公共电极120、第二四分之一波片121及上偏光片122，还包括位于蓝相液晶层11中的多个中间反射片110，下偏光片101与上偏光片122的吸收轴相互平行或垂直，第一四分之一波片102与第二四分之一波片121的光轴互相平行，且所述光轴与上偏光片122、下偏光片101的吸收轴夹角为45度，中间反射片110与像素电极104的夹角为45度，且具有第一反射面1101和第二反射面1102，中间反射片110在第一四分之一波片102上的投影首尾相接且与基板反射片105重合。

由图1可知，由基板反射片105及其对应的相邻的两个中间反射片110构成区域为反射区R，其余区域为透射区T。

在透射区T，当环境光线较暗时，位于第一基板10下偏光片101侧的背光源(图中未示出)打开，且公共电极120与像素电极104之间未施加电压，即蓝相液晶显示面板处于关闭状态，背光源发出的光线垂直射向蓝相液晶显示面板，以其中一束射向透射区T的光束S1为例来说明。

当光束S1经过下偏光片101时，仅偏振方向与下偏光片101的吸收轴垂直的线偏振光可以透过。假设此时的线偏振光的偏振状态为0度，再经过第一四分之一波片102之后，线偏振光的相位改变π/2，成为左旋圆偏振光，之后光束S1透过阵列基板103射至中间反射片110的第一反射面1101，经过第一次反射后，光束S1的相位又改变π，成为右旋圆偏振光，由于中间反射片110与像素电极104夹角为45度放置，所以反射后的光束S1将沿水平方向传播，光束S1射至蓝相液晶层11。

由于蓝相液晶显示面板处于关闭状态，像素电极104与公共电极120之间没有电压，在像素电极104与公共电极120之间不存在垂直电场，此时蓝相液晶保持各向同性，因此，蓝相液晶不改变从其中经过的光束S1的相位，即光束S1在经过蓝相液晶的过程中，其偏振态仍然不变，之后光束S1在中间反射片110的第二反射面1102进行第二次反射，经过第二次反射后光束的相位又改变π，成为左旋圆偏振光。

反射后的光束S1将沿垂直向上的方向传播，透过公共电极120，再经过第二四分之一波片121后，光束S1的相位又改变π/2，变成线偏振光，此时线偏振光的相位与经过下偏光片101之后的线偏振光相比相差π，即此时线偏振光的偏振状态为90度，因下偏光片101与上偏光片122的吸收轴相互平行或垂直，因此光束S1无法透过蓝相液晶显示面板，此时，背光源发出的光线无法透过蓝相液晶显示面板，蓝相液晶显示面板表现为暗态。

在反射区R，公共电极120与像素电极104之间未施加电压，即蓝相液晶显示面板处于关闭状态，周围环境的光线射向蓝相液晶显示面板，以其中一束射向反射区R的光束S2为例来说明。

当光束S2经过上偏光片122时，仅偏振方向与上偏光片122的吸收轴垂直的线偏振光可以透过。假设此时的线偏振光的偏振状态为0度，再经过第二四分之一波片121之后，线偏振光的相位改变π/2，成为左旋圆偏振光，之后光束S2透过公共电极120射至中间反射片110的第二反射面1102，由于中间反射片110与像素电极104夹角为45度放置，所以反射后的光束S2将沿水平方向传播，经过第一次反射后，光束S2的相位又改变π，成为右旋圆偏振光，光束S2射至蓝相液晶层11。

由于蓝相液晶显示面板处于关闭状态，像素电极104与公共电极120之间没有电压，在像素电极104与公共电极120之间不存在垂直电场，此时蓝相液晶保持各向同性，因此，蓝相液晶不改变从其中经过的光束S2的相位，即光束S2在经过蓝相液晶的过程中，其偏振态仍然不变，之后光束S2在中间反射片110的第一反射面1101进行第二次反射，同样由于中间反射片110与像素电极104夹角为45度放置，所以反射后的光束S2将沿水平方向传播经过第二次反射后光束的相位又改变π，成为左旋圆偏振光。

反射后的光束S2将沿垂直向上的方向传播，透过像素电极104，射至基板反射片105，光束S2被基板反射片105反射，由于中间反射片110在第一四分之一波片121上的投影首尾相接且与基板反射片重合，即基板反射片105平行于像素电极104，保证了经过每一像素单元的光线的可控性。光束S2相位和偏振态均不发生改变经原路返回，其反射过程和相位的变化与射向透射区T的光束S1的反射过程和相位变化相同。最终光束S2被上偏光片122吸收，因此光束S2也无法透过蓝相液晶显示面板，蓝相液晶显示面板表现为暗态。

如图2所示，为本发明的蓝相液晶显示面板在开启状态下的部分截面示意图。仍然以光束S1为例，光束S1在到达第一反射面1101之前的传播与图1所示关闭状态下的上述情况相同。光束S1经第一反射面1101之后，被第一反射面1101反射将射至蓝相液晶层11。由于像素电极104与公共电极120施加有电压，在像素电极104与公共电极120之间形成垂直电场，蓝相液晶此时具有各向异性的特性。当光束S1沿本质上平行于阵列基板103的方向经过蓝相液晶层11时，则蓝相液晶改变从其中经过的光束S1的相位，即光束S1在经过蓝相液晶的过程中其偏振态将会发生改变。

当蓝相液晶的各向异性常数Δn、光线经过蓝相液晶的距离d以及入射光的波长λ三者满足Δnd＝λ/2时，此时光线经过蓝相液晶相位会改变π。由于中间反射片110与像素电极104夹角为45度放置，所以反射后的光束S1将沿水平方向传播，光束S1由第一反射面1101反射后变为右旋圆偏振光，光束S1射至蓝相液晶层11，经蓝相液晶层11时，相位将改变π而成为左旋圆偏振光。当光束S1在第二反射面1102反射后，光束S1的相位又改变π，变成右旋圆偏振光，然后光束S1依次透过公共电极120、第二四分之一波片121，光束S1经过第二四分之一波片121时相位又改变π/2，变成线偏振光，此时线偏振光的相位与经过下偏光片101之后的线偏振光相位相比相差0，即此时线偏振光的偏振状态仍为0度，由于下偏光片101与上偏光片122的吸收轴相互平行或垂直，所以光束S1可以完全透过蓝相液晶显示面板，从而实现亮态显示。

在反射区R，由于像素电极104与公共电极120施加有电压，在像素电极104与公共电极120之间形成垂直电场，蓝相液晶此时具有各向异性的特性，当光束S1沿本质上平行于第一基板10的方向经过蓝相液晶层11时，则蓝相液晶改变从其中经过的光束S1的相位，即光束S1在经过蓝相液晶的过程中其偏振态将会发生改变。

以一束射向反射区R的光束S2为例来说明。当光束S2经过上偏光片122时，仅偏振方向与上偏光片122的吸收轴垂直的线偏振光可以透过.光束S2在到达第二反射面1102之前的传播与图1所示关闭状态下的情况相同，由于中间反射片110与像素电极104夹角为45度放置，所以反射后的光束S2将沿水平方向传播，光束S2射至蓝相液晶层11。

由于蓝相液晶显示面板处于开启状态，像素电极104与公共电极120之间有电压，在像素电极104与公共电极120之间存在垂直电场，此时蓝相液晶保持各向异性，因此，蓝相液晶改变从其中经过的光束S2的相位，即光束S2在经过蓝相液晶的过程中，其偏振态改变。当经中间反射片110的第二反射面1102反射后形成的光束相位改变π成为右旋圆偏光，再射至蓝相液晶层11时，相位将改变π而成为左旋圆偏振光。之后光束S2在中间反射片110的第一反射面1101进行第二次反射，经过第二次反射后光束的相位又改变π，成为右旋圆偏振光。

反射后的光束S2将沿垂直向上的方向传播，透过像素电极104，射至基板反射片105，由于中间反射片110在第一四分之一波片121上的投影与基板反射片重合，即基板反射片105平行于像素电极104，光束S2被基板反射片105反射，光束S2相位改变π，右旋偏振光变为左旋偏振光后经原路再返回中间反射片110的第一反射面1101，被第一反射面1101反射相位又改变π成为右旋偏振光，该光束将射至蓝相液晶层11。由于像素电极104与公共电极120施加有电压，在像素电极104与公共电极120之间形成垂直电场，蓝相液晶此时具有各向异性的特性。当光束S2沿本质上平行于阵列基板103的方向经过蓝相液晶层11时，则蓝相液晶改变从其中经过的光束S2的相位，即光束S2在经过蓝相液晶的过程中其偏振态将会发生改变。

当蓝相液晶的各向异性常数Δn、光线经过蓝相液晶的距离d以及入射光的波长λ三者满足Δnd＝λ/2时，光线经过蓝相液晶相位会改变π。由于中间反射片110与像素电极104夹角为45度放置，所以上述经第一反射面1101反射后的右旋偏振光束S2将沿水平方向传播，经蓝相液晶层11时，相位将改变π而成为左旋圆偏振光。当光束S2在第二反射面1102反射后，光束S2的相位又改变π，变成右旋圆偏振光，然后光束S2依次透过公共电极120、第二四分之一波片121，光束S2经过第二四分之一波片121时相位又改变π/2，变成线偏振光，此时线偏振光的相位与经过下偏光片101之后的线偏振光相比相差0，即此时线偏振光的偏振状态为0度，因下偏光片101与上偏光片122的吸收轴相互平行或垂直，所以光束S2可以完全透过蓝相液晶显示面板从而实现亮态显示。

蓝相液晶的各向异性常数Δn与所施加的电场强度E的关系为：Δn＝λKE²。

其中，λ为入射光的波长，K为蓝相液晶的克尔常数。通过改变像素电极与公共电极之间的电压大小来改变其间蓝相液晶层的电场强度E，从而改变蓝相液晶的各向异性常数Δn，可以使经过蓝相液晶之后的光线变成不同的椭圆偏振光，光线可以部分地从上偏光片出射，从而显示出蓝相液晶显示面板的各个灰阶。

本发明实施例提供的蓝相液晶显示面板中，由于在第一基板与第二基板之间设置多个倾斜角度为45度的中间反射片，从而达到了改变光线在蓝相液晶层中传播路径的目的，使得在蓝相液晶显示面板的第一基板上设置的像素电极和在第二基板上设置的公共电极施加电压时，蓝相液晶层能够改变光线的相位；再配合四分之一波片对光线的作用，从而实现图像的显示。因此，相对于采用横向电场的传统蓝相液晶显示面板，本发明采用垂直电场的蓝相液晶显示面板可以大大降低驱动电压，减少能耗。

另外，由于在第一基板中设置了基板反射片，且具有第三反射面，因此在蓝相液晶显示面板中形成了反射区和透射区，从而实现了半透半反显示。当环境光线较暗时，打开背光源，蓝相液晶显示面板的透射区和反射区工作；当环境光线较亮时，关闭背光源，反射区依靠反射外界光来发光，使得蓝相液晶显示面板的反射区工作，不仅能提高蓝相液晶显示面板的显示效果还可以进一步降低能耗。

如图3所示，上述实施例描述的蓝相液晶显示面板，还可以包括彩膜基板123，位于第二四分之一波片121与公共电极之间120。当然，因蓝相液晶具有快速响应的特点，如果本发明的蓝相液晶显示面板采用背光场序驱动的方式，则可以省略在第二四分之一波片121与公共电极之间120设置的彩膜基板123。

上述实施例中，蓝相液晶层11的厚度可以等于基板反射片105的宽度。即中间反射片110的上沿与公共电极接触，从而减小液晶盒厚。

本发明实施例还提供一种液晶显示器，包括上述实施例描述的蓝相液晶显示面板以及用于向所述蓝相液晶显示面板发出光线的背光源。

本发明实施例提供的液晶显示器中，由于采用了上述实施例描述的蓝相液晶显示面板，实现了垂直电场驱动蓝相液晶，可显著减小驱动电压，从而降低了功耗。

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，可轻易想到的变化或替换，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。

Claims

1.一种蓝相液晶显示面板，其特征在于，由下至上依次包括第一基板、蓝相液晶层、第二基板；所述第一基板由下至上依次包括下偏光片、第一四分之一波片、多个基板反射片、阵列基板及像素电极；所述第二基板由下至上依次包括公共电极、第二四分之一波片及上偏光片；

还包括位于所述蓝相液晶层中的多个中间反射片；

所述下偏光片与所述上偏光片的吸收轴相互平行或垂直；

所述第一四分之一波片与所述第二四分之一波片的光轴互相平行，且所述光轴与所述上偏光片、所述下偏光片的吸收轴夹角为45度；

所述中间反射片与所述像素电极的夹角为45度，且具有第一反射面和第二反射面；所述中间反射片在所述第一四分之一波片上的投影首尾相接且与所述基板反射片重合。

2.根据权利要求1所述的蓝相液晶显示面板，其特征在于，还包括彩膜基板，位于所述第二四分之一波片与所述公共电极之间。

3.根据权利要求1所述的蓝相液晶显示面板，其特征在于，所述蓝相液晶层的厚度等于所述基板反射片的宽度。

4.一种液晶显示器，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的蓝相液晶显示面板以及用于向所述蓝相液晶显示面板发出光线的背光源。