CN103064219A - 具有高透光率的液晶显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶显示面板，所述液晶显示面板包括：相对设置的上基板和下基板，以及设置于所述上基板和下基板之间的液晶层；所述下基板朝向上基板一侧有多条平行设置的扫描线以及与所述多条扫描线垂直相交的多条数据线，所述多条扫描线和多条数据线限定多个像素单元，在每个像素单元内有平行设置的下基板像素电极和下基板公共电极；对应各像素单元，在上基板朝向下基板一侧有平行设置的上基板像素电极和上基板公共电极。本发明提供的液晶显示面板形成平面内电场驱动液晶分子转动进行显示，本发明提供的液晶显示面板具有很高的透光率和较快的响应速度。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种高透过率的液晶显示面板。
背景技术
液晶显示器（Liquid crystal display，LCD）是一种采用液晶进行显示的显示器。液晶显示面板是液晶显示器的主要部件，液晶显示面板包括相对设置的上基板和下基板，以及设置于上基板和下基板之间的液晶层。上基板和下基板的内侧设置有电极，在电极之间的电场作用下，液晶分子会发生排列上的变化，从而影响通过其的光线变化，这种光线的变化可以表现出明暗的变化，人们通过对液晶显示器电场的控制最终控制了光线的明暗变化，从而达到显示图像的目的。液晶显示器因具有低电压操作、无辐射线散射、重量轻以及体积小等传统阴极射线管所制造的显示器无法达到的优点。因此，液晶显示器已成为近年来显示器研究的主要课题。
根据液晶分子的排布方式，常见的液晶显示面板分为：窄视角的TN-LCD、STN-LCD和DSTN-LCD型液晶显示面板；宽视角的IPS、VA、FFS型液晶显示面板等。TN型液晶显示面板是目前市场上最主流的模式，但其在视角方面有天然痼疾，即使使用了补偿膜，用于弥补TN液晶显示面板可视角度的不足，但仍无法满足广视角的要求。为此，许多公司都研发相关的广视角技术，IPS（In Plane Switching，平面内偏转）就是其中一种。
IPS是日立于2001年推出的面板技术，它也被俗称为 “Super TFT”。从技术角度看，传统的TN-LCD显示器的液晶分子一般都在垂直-平行状态间切换，MVA和PVA将之改良为垂直-双向倾斜的切换方式，而IPS 技术与上述技术最大的差异就在于，不管在何种状态下液晶分子始终都与面板平行，只是在加电和常规状态下分子的旋转方向有所不同，为了配合这种结构，IPS对电极进行改良，电极做到了同侧，形成平面电场，因为其避免了液晶在竖直方向上的偏转，所以可以达到较大的视角。
如图1所示，为现有技术的一种IPS型液晶显示面板的一个像素单元的结构示意图，如图所示的IPS型液晶显示面板包括彩膜基板104、阵列基板106以及设置于其间的液晶层103，所述阵列基板106上设置有薄膜晶体管（TFT）108、像素电极109和公共电极110，像素电极109和公共电极110的上层还设置有绝缘层111，所述像素电极109通过TFT108接受数据信号。通常像素电极109和公共电极110都是平行设置的条状电极，液晶分子112在像素电极109和公共电极110的作用下可进行面内偏转，进而控制背光的光线的通过显示图像。
但是，在现有技术中，如图1所示，距离像素电极109和公共电极110较远的液晶分子因为所受的电场力会比较弱，在电场的作用下发生偏转的速度也非常慢，造成了液晶显示面板相应时间较长。而且在靠近彩膜基板104一侧的液晶分子因几乎不能受到像素电极109和公共电极110的电场的作用，进而几乎不发生偏转，也导致IPS模式液晶显示面板的透过率较低的问题。
发明内容
本发明提供一种液晶显示面板，包括：相对设置的上基板和下基板，以及设置于所述上基板和下基板之间的液晶层；所述下基板朝向上基板一侧有多条平行设置的扫描线以及与所述多条扫描线垂直相交的多条数据线，所述多条扫描线和多条数据线限定多个像素单元，在每个像素单元内有平行设置的下基板像素电极和下基板公共电极；对应各像素单元，在上基板朝向下基板一侧有平行设置的上基板像素电极和上基板公共电极。
本发明提供的液晶显示面板可以使整个液晶层的液晶分子都发明偏转，大大提高了现有的IPS型液晶显示装置的光线的透光过率，并且具有较快的响应速度。
可选地，所述上基板像素电极和下基板像素电极位置相对应，所述上基板公共电极和下基板公共电极位置相对应。
可选地，所述上基板像素电极和下基板像素电极形状及大小相同，所述上基板公共电极和下基板公共电极形状及大小相同。
可选地，所述上基板公共电极和下基板公共电极电位相同。
可选地，所述上基板公共电极和下基板公共电极电连接。
可选地，所述上基板公共电极和下基板公共电通过液晶显示面板外围区域设置的导通点电连接。
可选地，所述上基板像素电极和下基板像素电极电位相同。
可选地，所述上基板像素电极和下基板像素电极电连接。
可选地，在像素单元内还设置有光间隙物。
可选地，所述光间隙物为导电材料，并且所述光间隙物电连接上基板像素电极和下基板像素电极。
可选地，所述光间隙物上设置有导电层，所述导电层电连接上基板像素电极和下基板像素电极。
可选地，所述导电层和下基板像素电极为同一层，并且连接在一起。
可选地，所述上基板为彩膜基板。
可选地，所述上基板公共电极、下基板公共电极、上基板像素电极和下基板像素电极由透明导电材料构成。
可选地，所述透明导电材料为氧化铟锡。
可选地，所述上基板像素电极、上基板公共电极和下基板像素电极、下基板公共电极的对位偏差在1μm以内。
可选地，所述液晶显示面板的盒厚在4.5μm至5μm之间。
附图说明
图1是现有技术的IPS型液晶显示面板的一个像素单元的结构示意图；
图2是本发明实施例液晶显示面板的阵列基板的一个像素单元示意图；
图3是本发明液晶显示面板的彩膜基板上的一个像素单元的示意图;
图4是本发明液晶显示面板沿BB'截面的示意图；
图5是一种现有技术的IPS型液晶显示面板的电场模拟图；
图6是本发明提供的液晶显示面板的电场模拟图；
图7是本发明提供的液晶显示面板的CC'截面的示意图；
图8是本发明液晶显示面板的另一实施例的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式予以说明。
本发明提供的液晶显示面板包括相对设置的上基板和下基板以及设置于所述上基板和下基板之间的液晶层，在本实施例中所述上基板为彩膜基板，下基板为阵列基板。在阵列基板上包括多条平行设置的扫描线以及与所述多条扫描线垂直相交的多条数据线，所述多条扫描线和多条数据线限定多个像素单元。
请参考图2，为本发明实施例液晶显示面板的阵列基板上的一个像素单元的示意图。如图所示，所述像素单元的TFT203的栅极和扫描线201连接，TFT203的源极和数据线202连接，TFT203的漏极通过过孔204和下基板像素电极206电连接，所述像素单元还包括下基板公共电极207。
在本发明提供的液晶显示面板中还包括上基板，在本实施例中所述上基板为彩膜基板。相对于所述像素单元，在彩膜基板朝向阵列基板的一侧还设置的有上基板像素电极和上基板公共电极。
图3是本发明液晶显示面板的彩膜基板上的一个像素单元的示意图。图4是本发明液晶显示面板沿BB'截面的示意图。
请参考图2和图4，在阵列基板210上，像素单元包括栅绝缘层211、钝化层212，所述像素单元还包括设置于钝化层212上的下基板像素电极206和下基板公共电极207，所述下基板像素电极206和下基板公共电极207分别为梳状电极，即所述下基板像素电极206和下基板公共电极207分别具有多条相互平行设置的长条形部分，并且所述长条形部分通过连接部电连接在一起。所述下基板像素电极206和下基板公共电极207的梳状电极的各长条状部分相互平行间隔设置，并且所述下基板像素电极206和下基板公共电极207施加不同的电压形成面内电场，所述下基板像素电极206和下基板公共电极207为透明导电材料，在本实施例中，所述下基板像素电极206和下基板公共电极207为氧化铟锡。
请参考图3和图4，在彩膜基板213朝向阵列基板210的一侧设置有上基板像素电极2131和上基板公共电极2132，所述上基板像素电极2131和上基板公共电极2132呈长条状并且相互平行间隔设置，并且在上基板像素电极2131和上基板公共电极2132施加不同的电压形成面内电场，所述上基板像素电极2131和上基板公共电极2132为透明导电材料，在本实施例中，所述上基板像素电极2131和上基板公共电极2132为氧化铟锡。
以下具体介绍本发明提供的液晶显示面板的工作原理，请参考图2、图3和图4，数据线202的数据电压通过TFT203的源极和漏极以及过孔204被传输至下基板像素电极206；下基板公共电压加载在下基板公共电极207上，从而下基板公共电极207和下基板像素电极206之间产生一个平面内电场，液晶分子在呈平行且间隔设置的下基板公共电极207和下基板像素电极206之间发生偏转，可以控制光线通过液晶分子层。同时，对上基板像素电极2132输入上基板像素电压，对上基板公共电极2131输入上基板公共电压。所述上基板像素电压等于所述数据线202输入至下基板像素电极206的数据电压，所述上基板公共电压等于下基板公共电压。此时，靠近阵列基板210一侧的液晶分子主要受到下基板公共电极207和下基板像素电极206形成的平面内电场的作用发生偏转，靠近彩膜基板213一侧的液晶分子主要受到上基板像素电极2132和上基板公共电极2131形成的平面内电场的作用发生偏转，整个液晶层的液晶分子几乎都能可以在电场的作用下进行偏转，大大提高了光线的透光过率；同时因整个液晶层的液晶分子都能受到均匀的电场力的作用，因而都可以以较快的速度偏转，具有较快的响应速度。
作为优先实施例，在本实施例中，上基板像素电极2131和下基板像素电极207的形状大小完全一致并且对应设置，同时下基板公共电极206和上基板公共电极2132的形状大小完全一致并且对应设置，所述上基板像素电极2131、上基板公共电极2132和下基板像素电极207、下基板公共电极206的对位偏差保证在1μm以内。
如果彩膜基板213和阵列基板210存在较大的对位偏差，会使得上基板像素电极2131、上基板公共电极2132和下基板像素电极207、下基板公共电极206之间也存在较大的对位偏差，而不能上下完全对应，则因为上基板像素电极2131和下基板公共电极206的电位不同，在它们之间会产生一个斜向的电场，同样如果存在较大的对位偏差，上基板公共电极2132和下基板像素电极207之间也会产生一个斜向的电场。上述的两个斜向电场会削弱平面内电场的强度，并且使液晶层的液晶分子的排列发生紊乱，影响显示效果。在本实施例中，通过保证上基板像素电极2131和下基板像素电极207的形状大小一致并且对位偏差在1μm以内，同时上基板公共电极2132和下基板公共电极206的形状大小一致，对位偏差也在1μm以内。即从垂直方向上看上基板公共电极2132和下基板公共电极206是完全重合的，上基板像素电极2131和下基板像素电极2132也是完全重合的，从而保证液晶层的液晶分子只受到平面内电场的作用，提高显示质量。
请参考图5，为一种现有技术的IPS型液晶显示面板的电场模拟图；另提供一个电极尺寸、液晶盒厚、以及所使用的材料等都与上述现有技术的IPS型液晶显示面板一样的按照本发明所提供的结构设置的液晶显示装置，图6是上述本发明提供的液晶显示面板的电场模拟图。以上模拟所用软件都为DIMOS仿真软件。
从图5和图6中可以看出，本发明提供的液晶显示面板的电场分布比现有技术的IPS型液晶显示面板的电场分布更为均匀，现有的IPS型液晶显示面板在靠近上基板一侧的电场线已经是分散分布并且很不均匀了，但是本发明提供的液晶显示装置在整个液晶层内都能形成均匀的电场。根据软件模拟结果的显示，现有技术的IPS型液晶显示面板的光的透过率仅为17.85%，这是因为靠近上基板一侧的液晶分子因受不到电场的作用而不发生偏转进而阻挡了光线的通过，而本发明提供的液晶显示面板的光的透过率高达27.14%，和现有技术相比光线的透过率提高了近50%，本发明提供的液晶显示面板在具有广视角的基础上，解决了现有技术中一直存在的IPS型液晶显示装置中光的透过率低的问题。
更进一步地，作为优先实施例，在本实施中所述液晶显示面板的液晶盒厚在4.5μm至5μm之间。
在现有技术中，如图1所示，远离像素电极109和公共电极110的液晶分子受到电场的作用非常小而几乎不发生偏转，为了尽量减小这种影响，现有技术中尽量将液晶盒的厚度做的比较小来保证整个液晶层的液晶分子都能受到电场力的作用。所述液晶盒是上基板104和下基板103形成的一个密闭的用来容纳液晶层103的空间，液晶盒的厚度也即液晶层103的厚度。现有技术中所述液晶盒的厚度一般在3.5μm到4.5μm之间，这样可以尽量使液晶层103的液晶分子都能受到电场的驱动，但是比较小的液晶盒也给制程工艺上带来了很大的难度。在现有技术中，液晶盒的制程一般使用ODF（one drop flowing）技术，即将液晶滴在下基板上，一般使用步进马达控制注射器的方式控制滴下的每滴液晶的量，边框胶涂布在上基板上，然后翻转上基板使涂布了边框胶的一侧朝下和下基板贴合以形成液晶盒。按照设置的液晶盒厚，液晶量需要精确的控制，如果液晶量过多会造成颜色异常、影响边框胶粘合强度和液晶泄露等不良，液晶量不足会造成盒内气泡等不良，都会对液晶显示面板的显示造成严重影响甚至使其直接报废。需要控制3.5μm到4.5μm这样的较小的液晶盒厚度就需要更精准的控制液晶的滴下量，对现有工艺来说无疑增加了难度，也提高了不良率。
本发明提供的液晶显示面板，因为在阵列基板上设置了下基板像素电极和下基板公共电极用于形成一个面内水平电场，还在彩膜基板上设置了上基板像素电极和上基板公共电极也用于形成一个面内水平电场，在两个电场的作用下整个液晶盒内液晶分子都能很好的进行偏转，进而本发明液晶显示面板可以将液晶盒厚设置在4.5μm至5μm，对显示效果全完没有影响，但是较大的液晶盒厚大大降低液晶显示面板制程工艺的难度，提高了良率。
进一步的，作为优选实施例，本实施例中所述上基板公共电极2132和下基板公共电极206电连接，上基板像素电极2131和下基板像素电极207电连接，从而使得上基板公共电极2132和下基板公共电极206的电位一致，上基板像素电极2131和下基板像素电极207的电位一致。
具体地，请参考图7，为本发明提供的液晶显示面板的CC'截面的示意图，请参考图2以及图7，本发明所提供的液晶显示面板进一步的还包括光间隙物205，所述光间隙物205设置于阵列基板210上，具体地，所述光间隙物205设置于下基板像素电极206的连接部之上。
所述下基板像素电极206在光间隙物205处凸起和上基板像素电极2131电接触，从而在各像素单元内，上基板像素电极2131和下基板像素电极206可以形成电连接而等电位。当数据线202上的数据电压通过TFT203的源极、漏极和过孔204传输至下基板像素电极206时，上基板像素电极2131也具有同样的电位。
作为其他实施例，所述光间隙物205也可以设置于彩膜基板213朝向阵列基板210的一侧。上基板像素电极在光间隙物205处向下凸起和下基板像素电极电接触，可达到同样的效果。
在本发明提供的液晶显示面板中，各像素单元的下基板公共电极207是连接在一起的，具体地，所述各像素单元的下基板公共电极207可以连接在一起，整个液晶显示面板的下基板公共电极207具有相同的电位。在彩膜基板213上，同样，所述各上基板公共电极2132也是连接在一起的并具有统一的电位的。在液晶显示面板的外围可以设置导通点（图上为示出），电连接上基板公共电极2132和下基板公共电极207。
通过以上技术方案，在各像素单元内部，上基板像素电极和下基板像素电极电连接拥有数据电压，在液晶显示面板的外围，上基板公共电极和下基板公共电极通过导通点电连接拥有相同的电压，从而不需要单独为上基板像素电极和上基板公共电极提供驱动电压，降低了液晶显示面板的驱动难度，简化了液晶显示面板的结构。
请参考图8，为本发明液晶显示面板的另一实施例的示意图，和图7所示结构不同之处在于，本实施例中光间隙物305由导电材料构成，如金属等。所述光间隙物305设置于阵列基板210上，具体地设置于下基板像素电极306的上层，并且和下基板像素电极306相接触。所述光间隙物305的上侧还和上基板像素电极2131相接触，从而上基板像素电极2131和下基板像素电极306通过光间隙物305电连接。和图7所示结构相同之处在此就不再详细描述，本领域技术人员通过实施例的具体介绍和现有技术可理解。
在本发明另一实施例提供的液晶显示面板中，上基板像素电极和下基板像素电极通过导电材料制成的光间隙物电连接，避免如图7所示的下基板像素电极需要跨越光间隙设置的结构，减小了下基板像素电极断裂的风险，提高了液晶显示面板的的工艺良率和显示的稳定性。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (17)
1.一种液晶显示面板，包括：
相对设置的上基板和下基板，以及设置于所述上基板和下基板之间的液晶层；
所述下基板朝向上基板一侧有多条平行设置的扫描线以及与所述多条扫描线垂直相交的多条数据线，所述多条扫描线和多条数据线限定多个像素单元，在每个像素单元内有平行设置的下基板像素电极和下基板公共电极；
对应各像素单元，在上基板朝向下基板一侧有平行设置的上基板像素电极和上基板公共电极。
2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述上基板像素电极和下基板像素电极位置相对应，所述上基板公共电极和下基板公共电极位置相对应。
3.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述上基板像素电极和下基板像素电极形状及大小相同，所述上基板公共电极和下基板公共电极形状及大小相同。
4.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述上基板公共电极和下基板公共电极电位相同。
5.如权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于，所述上基板公共电极和下基板公共电极电连接。
6.如权利要求5所述的液晶显示面板，其特征在于，所述上基板公共电极和下基板公共电通过液晶显示面板外围区域设置的导通点电连接。
7.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述上基板像素电极和下基板像素电极电位相同。
8.如权利要求7所述的液晶显示面板，其特征在于，所述上基板像素电极和下基板像素电极电连接。
9.如权利要求8所述的液晶显示面板，其特征在于，在像素单元内还设置有光间隙物。
10.如权利要求9所述的液晶显示面板，其特征在于，所述光间隙物为导电材料，并且所述光间隙物电连接上基板像素电极和下基板像素电极。
11.如权利要求9所述的液晶显示面板，其特征在于，所述光间隙物上设置有导电层，所述导电层电连接上基板像素电极和下基板像素电极。
12.如权利要求11所述的液晶显示面板，其特征在于，所述导电层和下基板像素电极为同一层，并且连接在一起。
13.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述上基板为彩膜基板。
14.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述上基板公共电极、下基板公共电极、上基板像素电极和下基板像素电极由透明导电材料构成。
15.如权利要求14所述的液晶显示面板，其特征在于，所述透明导电材料为氧化铟锡。
16.如权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于，所述上基板像素电极、上基板公共电极和下基板像素电极、下基板公共电极的对位偏差在1μm以内。
17.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板的盒厚在4.5μm至5μm之间。
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