CN103197464A - 液晶显示面板及液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种液晶显示面板及液晶显示器。该液晶显示面板包括：液晶显示单元，包括入光侧及出光侧；第一偏光片，其设于液晶显示单元的入光侧；以及第二偏光片，其设于液晶显示单元的出光侧；半波片，其设于第一偏光片与液晶显示单元之间；其中，第一偏光片的吸收轴平行于第二偏光片的吸收轴，半波片的慢轴与第一偏光片的吸收轴的夹角为45度或135度。本发明的液晶显示面板在两个偏光片平行偏贴并且不加电压时也能实现常黑模式，而且其对比度得到有效地提高。

Description

液晶显示面板及液晶显示器
技术领域
本发明涉及液晶显示领域。更具体地讲，是涉及一种液晶显示面板及液晶显示器。
背景技术
在液晶显示面板中，如果没有偏光片的偏光作用，液晶显示面板就不能正常地显示画面。偏光片吸收方向与偏光轴垂直的光，只让沿着偏光轴方向的光透过，这样可把自然光转变成线偏振光。
VA(Vertical Alignment)显示模式即垂直取向模式，是指液晶分子与基板垂直取向的显示模式。VA显示模式以其宽视角、高对比度和无须摩擦配向等优势，成为大尺寸的液晶显示面板常采用的显示模式。
当不加电压时，入射光通过具有VA显示模式的液晶显示面板的液晶显示单元后不会发生偏转，所以在不加电压时设于液晶显示单元外侧的上下偏光片垂直偏贴(即上下偏光片的吸收轴垂直)或者平行偏贴(即上下偏光片的吸收轴平行)决定液晶显示面板的常黑模式或常白模式。如图1a、图1b所示，通常上下偏光片平行偏贴时为常白模式：上下偏光片垂直偏贴时为常黑模式。
一般来讲，VA显示模式在不加电压的情况下采用常黑模式，即上下偏光片垂直偏贴。这样在暗态下亮度很低，能够实现高对比度，而且在像素受损时呈暗态，表现为一个暗点，对画面的显示影响较小。
但是在生产大尺寸液晶显示面板的过程中，当液晶显示面板超过偏光片卷材的幅宽时，偏光片卷材不能裁切成同样尺寸且吸收轴垂直的偏光片。所以超过偏光片幅宽的大尺寸液晶显示面板按照现有的架构已经不能正常实现常黑模式。
当然，我们可以采用偏光片拼接的方式来实现上下偏光片垂直偏贴，但是在拼接处会有亮线产生，这在液晶显示面板生产制造中是不可接受的现象。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种两个偏光片平行偏贴并且在不加电压时也能实现常黑模式的液晶显示面板，以及具有该液晶显示面板的液晶显示器。
为了实现上述目的，本发明提供的液晶显示面板包括：液晶显示单元，包括入光侧及出光侧；第一偏光片，其设于液晶显示单元的入光侧；以及第二偏光片，其设于液晶显示单元的出光侧；半波片，其设于第一偏光片与液晶显示单元之间；其中，第一偏光片的吸收轴平行于第二偏光片的吸收轴，半波片的慢轴与第一偏光片的吸收轴的夹角为45度或135度。
此外，所述液晶显示面板还包括两个双轴补偿膜，其各设于第一偏光片或半波片与液晶显示单元之间。
此外，双轴补偿膜的慢轴与同侧的偏光片的吸收轴的夹角为90度时，液晶显示面板的中心点的亮度随着半波片在某一预设波长的补偿值的增加而由大变小，再由小变大，并且当半波片在某一预设波长的补偿值的大小等于该预设波长的一半时，液晶显示面板的中心点的亮度最小。
此外，双轴补偿膜的慢轴与同侧的偏光片的吸收轴的夹角为45度或135度时，液晶显示面板的中心点的亮度随着半波片在某一预设波长的补偿值与两个双轴补偿膜在该预设波长的补偿值的和的增加而由大变小，再由小变大，并且当半波片在某一预设波长的补偿值与两个双轴补偿膜在该预设波长的补偿值之和等于该预设波长的一半时，液晶显示面板的中心点的亮度最小。
此外，所述预设波长为380nm～780nm。进一步地，所述预设波长为450nm～650nm。
本发明还提供的液晶显示器，包括液晶显示面板及背光模组，背光模组与液晶显示面板相对设置，背光模组提供光源给液晶显示面板，所述液晶显示面板为上述的液晶显示面板。
本发明的液晶显示面板在两个偏光片平行偏贴并且不加电压时也能实现常黑模式，而且其对比度得到有效地提高。
附图说明
图1a、图1b分别示出了现有的液晶显示面板在不加电压时实现常黑模式、常白模式的架构图。
图2示出了根据本发明的实施例的液晶显示面板在不加电压时实现常黑模式的架构图。
图3示出了根据本发明的实施例的液晶显示面板在波长450nm的中心点亮度随半波片的补偿值的变化趋势图。
图4示出了根据本发明的实施例的液晶显示面板在波长550nm的中心点亮度随半波片的补偿值的变化趋势图。
图5示出了根据本发明的实施例的液晶显示面板在波长650nm的中心点亮度随半波片的补偿值的变化趋势图。
图6示出了根据本发明的实施例的半波片的补偿值与两个双轴补偿膜的补偿值之和与可见光波长的关系图。
图7示出了根据本发明的实施例的液晶显示器的示意图。
具体实施方式
现在对本发明实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。在下面的描述中，为了避免公知结构和/或功能的不必要的详细描述所导致的本发明构思的混淆，可省略公知结构和/或功能的不必要的详细描述。
图2示出了根据本发明的实施例的液晶显示面板在不加电压时实现常黑模式的架构图。
如图2所示，根据本发明的实施例的液晶显示面板包括：液晶显示单元10、半波片20、两个双轴补偿膜31、32以及第一、第二偏光片41、42。
液晶显示单元10具有VA(Vertical Alignment)显示模式，并包含有液晶分子。将光射入液晶显示单元10的一侧定义为入光侧，光通过液晶显示单元10后出射的一侧定义为出光侧。
第一偏光片41设于液晶显示单元10的入光侧，第二偏光片42设于液晶显示单元的出光侧。应该理解，也可将第二偏光片42设于液晶显示单元10的入光侧，第一偏光片41设于液晶显示单元的出光侧。第一偏光片41的吸收轴与第二偏光片42的吸收轴平行设置。
半波片20设于第一偏光片41与液晶显示单元10之间。此处，半波片20也可以被其它的器件代替，该器件具有的功能是：光通过该器件后能够产生半波长的光程差或180度的相位差。
双轴补偿膜31设于半波片20和第一偏光片41之间，双轴补偿膜32设于第二偏光片42与液晶显示单元10之间。应该理解，也可将双轴补偿膜32设于半波片20和第一偏光片41之间，双轴补偿膜31设于第二偏光片42与液晶显示单元10之间。
在本实施例中，双轴补偿膜31、32的设置是为了将液晶显示面板在不同的视角产生的相位差进行修正，让液晶分子的双折射得到对称性的补偿，可以有效地改善液晶显示面板的大视角的漏光和色偏现象。应该理解，也可以不设两个双轴补偿膜31、32。
为了使上述的液晶显示面板在不加电压时实现常黑模式，需要找到合适的半波片20的参数以及半波片20的慢轴与第一偏光片41的吸收轴的夹角，还需要找到合适的两个双轴补偿膜31、32的参数以及两个双轴补偿膜31、32的慢轴分别与第一偏光片41、第二偏光片42的吸收轴的夹角。
以下文中，将对根据本发明的实施例的液晶显示面板在不加电压时实现常黑模式进行详细地描述。
本发明的实施例采用LCD Master软件进行模拟。
模拟设定如下：
液晶设定：1：Pretilt angle＝89度；Pretilt angle为液晶在边界对垂直于液晶显示面板法向量的倾角；2：液晶显示单元10的每一像素区分为四区域，四区域(domain)液晶的轴向角分别为45度，135度，225度，315度。
光源设定：1：使用Blue-YAG LED的光谱；2：中央亮度定义为100nit；3：光源分布为朗伯特分布(Lambert`s distribution)。
接下来的描述中，暗态亮度(单位：nit)指的是上述的液晶显示面板10在未加电压(0V)时的亮度；亮态亮度(单位：nit)指的是上述的液晶显示面板10在加上电压(7V)时的亮度；对比度为亮态亮度与暗态亮度的比率。
表1示出了图1所示的液晶显示面板在常黑模式时的暗态亮度、亮态亮度和对比度。
[表1]
0V 7V
暗态亮度 亮态亮度 对比度
0.019966 34.348 1720
表2示出本实施例的半波片20分别在波长450nm、550nm、650nm的各种参数。
[表2]
Figure BDA00002991114300061
在表2中，Nx为半波片20在x轴的折射率，Ny为半波片20在y轴的折射率，d为半波片20的厚度(单位：nm)，R0为半波片20在某一预设波长的补偿值，其可满足式子(1)，
R0＝(Nx-Ny)×d    (1)
从式(1)可以看出，通过调节半波片的厚度d的大小或者折射率Nx，Ny的大小，则可以调节半波片20在某一预设波长的补偿值的大小。
表3示出根据本发明的实施例的液晶显示面板在不加电压时实现常黑模式和在加电压时实现常白模式的模拟结果。其中，设定双轴补偿膜31、32的慢轴分别与第一偏光片41、第二偏光片42的吸收轴的夹角为90度。
[表3]
Figure BDA00002991114300071
从表3中可知，当半波片20的慢轴与第一偏光片41的吸收轴平行或垂直时，液晶显示面板在不加电压时为亮态，呈现常白模式。当半波片20的慢轴与第一偏光片41的吸收轴的夹角为45度或135度时，液晶显示面板在不加电压时为暗态，呈现常黑模式，但是液晶显示面板在不加电压时暗态亮度偏高，导致液晶显示面板的对比度很低。因此，需要重新设计合适的半波片20的参数来降低暗态亮度。
在下文中，将以入射光的波长450nm、550nm和650nm为例来对合适的半波片20的参数进行模拟，以使根据本发明的实施例的液晶显示面板的对比度相当于表[1]中示出的具有现有架构的液晶显示面板的对比度。由于半波片20在某一预设波长的参数Nx及参数Ny为定值，因此，只能重新设计半波片20在该预设波长的补偿值R0的大小来降低本发明的实施例的液晶显示面板的对比度，即改变半波片20的厚度d的大小。设计两种方案来对半波片20合适的补偿值R0的大小进行模拟。
方案1：设定半波片20的慢轴与第一偏光片41的吸收轴的夹角为45度或135度，双轴补偿膜31的慢轴与第一偏光片41的吸收轴的夹角为90度，双轴补偿膜32的慢轴与第二偏光片42的吸收轴的夹角为90度，双轴补偿膜31、32的补偿值R0之和为112nm，改变半波片20的补偿值R0的大小来模拟出本发明的实施例的液晶显示面板的中心点亮度(单位：nit)的变化趋势。其中，液晶显示面板的中心点亮度指的是正视该液晶显示面板时的液晶显示面板的中心处的亮度。
方案2：设定半波片20的慢轴与第一偏光片41的吸收轴的夹角为45度或135度，双轴补偿膜31的慢轴与第一偏光片41的吸收轴的夹角为45度或135度，双轴补偿膜32的慢轴与第二偏光片42的吸收轴的夹角为45度或135度，双轴补偿膜31、32的补偿值R0之和为112nm，改变半波片20的补偿值R0的大小来模拟出本发明的实施例的液晶显示面板的中心点亮度(单位：nit)的变化趋势。其中，液晶显示面板的中心点亮度指的是正视该液晶显示面板时的液晶显示面板的中心处的亮度。
图3示出了根据本发明的实施例的液晶显示面板在波长450nm的中心点亮度随半波片的补偿值的变化趋势图。
如图3所示，方案1的结论：当双轴补偿膜31的慢轴与第一偏光片41的吸收轴的夹角为90度并且双轴补偿膜32的慢轴与第二偏光片42的吸收轴的夹角为90度时，根据本发明的实施例的液晶显示面板的中心点亮度随着半波片20的补偿值R0的增大而由大变小，再由小变大，并且当半波片20的补偿值R0为波长450nm的一半(即半波片20的补偿值R0为225nm)时，中心点亮度最小。
方案2的结论：当双轴补偿膜31的慢轴与第一偏光片41的吸收轴的夹角为45度或135度并且双轴补偿膜32的慢轴与第二偏光片42的吸收轴的夹角为45度或135度时，根据本发明的实施例的液晶显示面板的中心点亮度随着半波片20的补偿值R0与双轴补偿膜31、32的补偿值R0之和的增大而由大变小，再由小变大，并且当半波片20的补偿值R0与双轴补偿膜31、32的补偿值R0之和为波长450nm的一半(即半波片20的补偿值R0为113nm)时，中心点亮度最小。
图4示出了根据本发明的实施例的液晶显示面板在波长550nm的中心点亮度随半波片的补偿值的变化趋势图。
如图4所示，方案1的结论：当双轴补偿膜31的慢轴与第一偏光片41的吸收轴的夹角为90度并且双轴补偿膜32的慢轴与第二偏光片42的吸收轴的夹角为90度时，根据本发明的实施例的液晶显示面板的中心点亮度随着半波片20的补偿值R0的增大而由大变小，再由小变大，并且当半波片20的补偿值R0为波长550nm的一半(即半波片20的补偿值R0为275nm)时，中心点亮度最小。
方案2的结论：当双轴补偿膜31的慢轴与第一偏光片41的吸收轴的夹角为45度或135度并且双轴补偿膜32的慢轴与第二偏光片42的吸收轴的夹角为45度或135度时，根据本发明的实施例的液晶显示面板的中心点亮度随着半波片20的补偿值R0与双轴补偿膜31、32的补偿值R0之和的增大而由大变小，再由小变大，并且当半波片20的补偿值R0与双轴补偿膜31、32的补偿值R0之和为波长550nm的一半(即半波片20的补偿值R0为163nm)时，中心点亮度最小。
图5示出了根据本发明的实施例的液晶显示面板在波长650nm的中心点亮度随半波片的补偿值的变化趋势图。
如图5所示，方案1的结论：当双轴补偿膜31的慢轴与第一偏光片41的吸收轴的夹角为90度并且双轴补偿膜32的慢轴与第二偏光片42的吸收轴的夹角为90度时，根据本发明的实施例的液晶显示面板的中心点亮度随着半波片20的补偿值R0的增大而由大变小，再由小变大，并且当半波片20的补偿值R0为波长650nm的一半(即半波片20的补偿值R0为325nm)时，中心点亮度最小。
方案2的结论：当双轴补偿膜31的慢轴与第一偏光片41的吸收轴的夹角为45度或135度并且双轴补偿膜32的慢轴与第二偏光片42的吸收轴的夹角为45度或135度时，根据本发明的实施例的液晶显示面板的中心点亮度随着半波片20的补偿值R0与双轴补偿膜31、32的补偿值R0之和的增大而由大变小，再由小变大，并且当半波片20的补偿值R0与双轴补偿膜31、32的补偿值R0之和为波长650nm的一半(即半波片20的补偿值R0为213nm)时，中心点亮度最小。
应当理解，在上述的模拟中，将双轴补偿膜31、32的补偿值R0之和设定为112nm，但并不以此为限，可以任意设定双轴补偿膜31、32的补偿值R0之和的大小，只要其满足当双轴补偿膜31的慢轴与第一偏光片41的吸收轴的夹角为45度或135度并且双轴补偿膜32的慢轴与第二偏光片42的吸收轴的夹角为45度或135度时，半波片20的补偿值R0与双轴补偿膜31、32的补偿值R0之和为预设波长的一半即可。
由上述的模拟结果可知，关于波长450nm、550nm和650nm的方案1、方案2的结论可拓展到整个可见光波段(即波长为380nm～780nm的光)。
作为一种优选，我们给出了半波片20的补偿值R0与双轴补偿膜31、32的补偿值R0之和与可见光波长的关系。
图6示出了根据本发明的实施例的半波片的补偿值与两个双轴补偿膜的补偿值之和与可见光波长的关系图。
如图6所示，半波片20的补偿值R0与两个双轴补偿膜31、32的补偿值R0的和为对应的可见光波长的一半。
表4示出了根据本发明的实施例的液晶显示面板在常黑模式时的暗态亮度、亮态亮度和对比度的模拟结果。优选地，表4中的根据本发明的实施例的液晶显示面板，其半波片20的慢轴与第一偏光片41的吸收轴的夹角为45度或135度，双轴补偿膜31的慢轴与第一偏光片41的吸收轴的夹角为45度或135度并且双轴补偿膜32的慢轴与第二偏光片42的吸收轴的夹角为45度或135度，半波片20的补偿值R0与两个双轴补偿膜31、32的补偿值R0的和为对应的可见光波长的一半。
[表4]
0V LV 7V LV
暗态亮度 亮态亮度 对比度
0.02015 34.618 1718
从表4中可知，根据本发明的实施例的液晶显示面板在不会降低亮态亮度的同时，有效地降低了暗态亮度，并且对比度得到有效地提高。根据本发明的实施例的液晶显示面板的对比度(其值为1718)相当于表1中的具有现有架构的液晶显示面板的对比度(其值为1720)。
图7示出了根据本发明的实施例的液晶显示器的示意图。
如图7所示，根据本发明的实施例的液晶显示器1包括液晶显示面板2及背光模组3，背光模组3与液晶显示面板2相对设置，背光模组3提供光源给液晶显示面板2，其中，液晶显示面板2为上述的液晶显示面板。
根据本发明的实施例的液晶显示面板在两个偏光片平行偏贴并且不加电压时也能实现常黑模式，而且其对比度得到有效地提高。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (9)

1.一种液晶显示面板，其特征在于，包括：
液晶显示单元，包括入光侧及出光侧；
第一偏光片，其设于液晶显示单元的入光侧；以及
第二偏光片，其设于液晶显示单元的出光侧；
半波片，其设于第一偏光片与液晶显示单元之间；
其中，第一偏光片的吸收轴平行于第二偏光片的吸收轴，半波片的慢轴与第一偏光片的吸收轴的夹角为45度或135度。
2.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，还包括两个双轴补偿膜，其各设于第一偏光片或半波片与液晶显示单元之间。
3.根据权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于，双轴补偿膜的慢轴与同侧的偏光片的吸收轴的夹角为90度时，液晶显示面板的中心点的亮度随着半波片在某一预设波长的补偿值的增加而由大变小，再由小变大。
4.根据权利要求3所述的液晶显示面板，其特征在于，当半波片在某一预设波长的补偿值的大小等于该预设波长的一半时，液晶显示面板的中心点的亮度最小。
5.根据权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于，双轴补偿膜的慢轴与同侧的偏光片的吸收轴的夹角为45度或135度时，液晶显示面板的中心点的亮度随着半波片在某一预设波长的补偿值与两个双轴补偿膜在该预设波长的补偿值的和的增加而由大变小，再由小变大。
6.根据权利要求5所述的液晶显示面板，其特征在于，当半波片在某一预设波长的补偿值与两个双轴补偿膜在该预设波长的补偿值之和等于该预设波长的一半时，液晶显示面板的中心点的亮度最小。
7.根据权利要求3至6任意一项所述的液晶显示面板，其特征在于，所述预设波长为380nm～780nm。
8.根据权利要求7所述的液晶显示面板，其特征在于，所述预设波长为450nm～650nm。
9.一种液晶显示器，包括液晶显示面板及背光模组，背光模组与液晶显示面板相对设置，背光模组提供光源给液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板为权利要求1至8任意一项所述的液晶显示面板。
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