CN104635373B - 液晶显示面板及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示面板，包括：一第一偏光层、一第二偏光层以及一液晶层；所述液晶层中的液晶分子初始配向方向沿一第一方向延伸；所述第一偏光层和所述第二偏光层之间定义至少一第一区域和至少一第二区域；所述第一区域中第一偏光层的吸收轴沿第一方向延伸；所述第一区域中第二偏光层的吸收轴和第一偏光层的吸收轴正交；所述第二区域中第一偏光层的吸收轴沿一第二方向延伸，且所述第二方向和所述第一方向交叉形成一大于0度且小于90度的第一夹角；所述第二区域中第二偏光层的吸收轴和第一偏光层的吸收轴正交。本发明还提供含有上述液晶显示面板的液晶显示器。

Description

液晶显示面板及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种平面显示技术，特别涉及一种液晶显示面板及含有该液晶显示面板的液晶显示装置。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)，具有重量轻、厚度薄以及功耗低等优点，广泛应用于电视、手机、显示器等电子产品中。
目前，扭转向列(TN，Twisted Nematic)模式的液晶显示器由于制作工艺相对简单，应用十分广泛，但其视角较小。为了增加视角，开发出了面内转换(IPS，In-PlaneSwitching)型液晶显示器。现有的IPS型液晶显示器可以达到上、下、左、右均大于85度的视角，且没有灰阶反转及色偏，性能十分优异。但是所述IPS型液晶显示器的响应速度较慢，限制其进一步应用。
发明内容
本发明提供一种液晶显示面板及液晶显示装置，可以显著提高所述液晶显示面板及液晶显示装置的响应速度。
为解决上述技术问题，本发明提供一种液晶显示面板，包括：一第一偏光层、一与所述第一偏光层相对设置的第二偏光层以及设置于所述第一偏光层和第二偏光层之间的液晶层；所述液晶层中的液晶分子初始配向方向沿一第一方向延伸；所述第一偏光层和所述第二偏光层之间定义至少一第一区域和至少一第二区域；所述第一区域中第一偏光层的吸收轴沿所述第一方向延伸；所述第一区域中第二偏光层的吸收轴和第一偏光层的吸收轴正交；所述第二区域中第一偏光层的吸收轴沿一第二方向延伸，且所述第二方向和所述第一方向交叉形成一大于0度且小于90度的第一夹角；所述第二区域中第二偏光层的吸收轴和第一偏光层的吸收轴正交。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种液晶显示面板，其包括：一第一偏光层、一与所述第一偏光层相对设置的第二偏光层以及设置于所述第一偏光层和第二偏光层之间的液晶层；所述液晶层中的液晶分子初始配向方向沿一第一方向延伸；所述第一偏光层和所述第二偏光层之间定义至少一第一区域和至少一第二区域；所述第一区域中第一偏光层的吸收轴沿一第二方向延伸，且所述第一方向与所述第二方向交叉形成一大于0度且小于90度的第一夹角；所述第一区域中第二偏光层的吸收轴与第一偏光层的吸收轴正交；所述第二区域中第一偏光层的吸收轴沿一第三方向延伸，且所述第三方向和所述第二方向交叉形成一大于0度且小于90度的第二夹角；所述第二区域中第二偏光层的吸收轴与所述第一偏光层的吸收轴正交。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种包括上述液晶显示面板的液晶显示装置。
本发明所采用的液晶显示面板及液晶显示装置，由于至少一偏光区域的配向方向与所述液晶分子的初始配向方向不同，故，所述第二偏光区域的初始状态并不是处于暗态模式，需要对整个第二偏光区域中的电极施加一预置电压V0才能使所述第二偏光区域进入暗态模式，进一步的，需要在所述预置电压V0的基础施加一驱动电压V，才能使所述第二区域达到亮态模式。故，可以提高所述第二区域的响应速率。另外，由于采用区域化的偏光层，故，本发明所采用的液晶显示面板及液晶显示装置还可以具有三维显示的功能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的液晶显示面板的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的液晶显示面板中区域化的偏光层中不同区域的偏振方向的示意图。
图3为本发明实施例提供的液晶显示面板中区域化的偏光层的制备方法的流程图。
图4为本发明实施例提供的液晶显示面板中区域化的偏光层的制备方法的工艺流程图。
图5为本发明另一实施例提供的液晶显示面板的结构示意图。
图6为本发明另一实施例提供的液晶显示面板中区域化的偏光层中不同区域的偏振方向的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应所述理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
如图1所示，本发明一实施例的液晶显示面板100，包括一TFT基板10、一与所述TFT基板10相对设置的彩膜基板30、以及设置于所述TFT基板10和所述彩膜基板30之间的液晶层20。所述液晶显示面板100结构和类型不限，可以为Fringe Field Switching(FFS)型或In-Plane Switching(IPS)或其他类型的结构。本实施例中，所述液晶显示面板100为FFS型液晶显示面板。所述液晶显示面板100中的像素结构也不限，可以为单畴、双畴或伪双畴。本实施例中，所述液晶显示面板100中的像素结构为单畴。
所述TFT阵列基板10包括一第一基板11、多个电极12以及一第一偏光层13。所述电极12平行且间隔设置于所述第一基板11靠近所述液晶层20的表面。所述电极12包括多个像素电极及多个公共电极。所述多个电极12相互平行设置且基本沿一D5方向延伸。所述第一偏光层13设置于所述第一基板11远离所述液晶层20的表面。
所述液晶层20设置于所述TFT阵列基板10以及所述彩膜基板30之间，且可以选用现有的正性液晶材料或负性液晶材料，在此不再累述。所述液晶层20中液晶分子的初始配向方向为D1，即所述液晶层20中液晶分子的初始排列方向为D1。本实施例中，所述液晶层20中的液晶分子为正性液晶，故，所述正性液晶的初始排列方向D1与所述电极12的延伸方向D5形成一第一夹角，且该第一夹角大于0度且小于等于15度。
所述彩膜基板30包括一第二基板31、多个色阻32、一黑色矩阵33以及一第二偏光层34。所述多个色阻32设置于所述第二基板31靠近所述液晶层20的表面，所述第二偏光层34设置于所述第二基板31远离所述液晶层20的表面，且所述黑色矩阵33设置于所述多个色阻32之间。
请一并参照图2，所述第一偏光层13和所述第二偏光层34可以为一区域化的偏光层。所述区域化的偏光层为该区域化的偏光层中至少一区域的偏振方向与其他区域的偏振方向不同。具体的，将所述第一偏光层13和所述第二偏光层34之间定义至少一第一区域和至少一第二区域，每一第一区域和第二区域可以分别对应一像素或一子像素。所述第一区域中的第一偏光层13和所述第二偏光层34分别具有一第一偏光区域132和第二偏光区域342。所述第二区域中的第一偏光层13和所述第二偏光层34分别具有一第三偏光区域134和第四偏光区域344。且所述第一偏光区域132与所述第三偏光区域134的偏振方向不同，所述第二偏光区域342与所述第四偏光区域344的偏振方向不同。
所述第一偏光区域132中的吸收轴沿所述D1方向延伸，即，所述第一偏光区域132的吸收轴与所述液晶分子的初始配向方向D1相同；所述第二偏光区域342的吸收轴沿一D2方向延伸，且D1和D2相互垂直。所述第三偏光区域134的吸收轴沿一D3方向延伸，且所述D3方向分别与所述D1方向和所述D5方向交叉形成一第二夹角和第三夹角，所述第二夹角和所述第三夹角均大于0度且小于90度；所述第四偏光区域344中的吸收轴沿一D4方向延伸，且D3和D4相互垂直。
在对于液晶显示装置响应速度的研究中发现，其响应时间在理论上于液晶显示装置的驱动电压满足以下关系：
其中，τON为上升时间，一般指液晶显示装置的亮度从最大亮度的10％(暗态模式)到最大亮度的90％(亮态模式)所述的时间；而τOFF为下降时间，一般指液晶显示装置的亮度从亮态模式到暗态模式的时间；V为液晶显示装置的驱动电压；γ1为液晶旋转粘度洗漱；ε0为真空介电常量；Δε为介电各向异性常数；VTH为阈值电压；K为有效弹性常数；d为液晶显示装置中液晶层的厚度。
从公式(1)中可以看出，液晶显示装置的上升时间随驱动电压的增大而减小。而从公式(2)中可以看出，下降时间不随驱动电压变化。由于液晶显示装置的响应时间为上升时间和下降之间之和，故，如果要改善响应时间，较为有效的方法为增大驱动电压来减小上升时间。
然而，由于现有的液晶显示装置中，液晶分子取向与两个偏光层中至少一个吸收轴方向一致，使得液晶显示装置一开始既处于暗态模式。而从暗态模式到亮态模式的驱动电压被固定在一个较小的电压范围内，因此，通过增大驱动电压来减小上升时间的技术难度较大。
本实施例中，进一步的，使所述D3方向与所述D5方向所形成的第三夹角大于所述第一夹角。可以理解，由于所述第一偏光层13中所述第三偏光区域134的吸收轴方向D3与所述液晶分子的初始配向方向D1不同，且所述第三偏光区域134的吸收轴方向D3与所述电极12的延伸方向D5所形成的第三夹角大于所述液晶分子的初始排列方向D1与所述电极12的延伸方向D5所形成的第一夹角。由此可见，整个第二区域的初始状态并不是处于暗态模式，需要对整个第二区域中的电极12施加一预置电压V0才能使所述第二区域进入暗态模式；进一步的，在所述预置电压V0的基础施加所述驱动电压V，从而使所述第二区域达到亮态模式。换言之，所述第二区域的驱动电压为V0+V。故，所述液晶显示面板100中第二区域具有较大的驱动电压，从而可以降低上升时间，进而提高响应速度。另外，在所述第一区域中，由于所述第一偏光区域132的吸收轴与所述液晶分子的初始配向方向D1相同，故，所述第一区域的初始状态处于暗态模式，无需增加额外的预置电压V0。换言之，所述第一区域中的驱动电压为V，故，上升时间和响应速度不变。可以理解，也可以使所述第一偏光区域132的吸收轴与所述液晶分子的初始配向方向D1形成一预定角度，从而使所述第一区域的初始状态并不是处于暗态模式，进而通过预置电压V0’的方式，提高所述第一区域的响应速度。
所述区域化的偏光层可以包括一基体材料以及一偏振材料。所述偏振材料掺杂于所述基体材料之中。所述基体材料可以选自三醋酸纤维素、聚酰亚胺、聚酰胺酸等材料中的一种或多种。所述基体材料可以具有好的光配向特性，在紫外偏振光的照射下，能够产生特定的取向，从而使偏振材料的取向也随之改变，具有一定取向。
所述偏振材料包括二色性有机染料，其二色性比大于等于7，如偶氮型染料、蒽醌型染料、联苯型染料、三苯二嗪及衍生物型染料、单甲川型染料、多甲川型染料以及聚环型染料中的一种或几种。所述二色性有机染料在紫外偏振光的照射下，能够定向排列；另外，由于这类二色性有机染料具有二色性，因此在自然光的照射时，可以透射一个偏振方向的光，而阻挡另一个方向光，因此，可以具备偏振片性能。
所述偶氮类二色性有机染料的结构可以为：
其中，或
实验证明，在偶氮类二色性有机染料分子的末端，引入适当的供电子/吸电子基团，可以更加精确地实现偏振片各区域的偏振方向差别，提高区域偏振片的精确度，并且偏振片具有更好的稳定性。这可能是由于引入供电子/吸电子基团增大该种材料的二色性的缘故。
进一步的，所述偏振材料还可进一步包含联苯胺、二苯基脲类、均二苯代乙烯类、二萘基胺类、J-酸类、蒽醌类结构的材料。
请参照图3，所述区域化的偏光层可以通过以下步骤制备：
步骤S1：提供一基板。
步骤S2：将所述偏振材料或其前躯体材料与所述基体材料混合涂覆于所述基板的表面。
在一个实施例中，分别将一聚酰亚胺和偶氮染料的混合物涂覆于所述基板上。
步骤S3：对所述偏振片层进行预烘烤处理，形成一第一预制体。
具体地，所述预烘烤处理的温度可选为90℃-130℃，时间60S-120S。在一个实施例中，所述烘烤处理的温度约为130℃，时间约为120S。
步骤S4：将所述第一预制体分成至少两个区域，并使用不同偏振方向的紫外偏振光分别对所述至少两个区域进行照射，形成一第二预制体。
对所述第一预制体进行紫外偏振光照射可以使得所述偏振材料或/和基体材料定向排列。所述紫外偏振光的能量可以为300mj-1000mj，可选为500mj-800mj。这种光照能量情况下，聚酰亚胺膜的光配向能力最佳，越利于偶氮染料定向排列，偏振性能最佳。
请参照图4，为通过紫外偏振光照射的工艺示意图。首先，提供一紫外偏振光光源以及一掩膜基板，所述紫外偏振光光源可以发出一第一偏振方向的偏振紫外光，所述掩膜基板具有至少一透光部和遮光部。其次，通过所述掩膜基板将所述第一预制体的区域B用所述遮光部遮挡，而区域A通过透光部暴露。再次，使用所述紫外偏振光光源照射暴露的区域A，从而对所述第一预制体的区域A进行配向。最后，将所述第一预制体旋转一定角度，并使用所述掩膜基板对第一预制体的区域A用所述遮光部遮挡，而区域B通过透光部暴露，并通过所述紫外偏振光光源照射暴露的区域B，从而对所述第一预制体的区域B进行配向。
步骤S5：对所述第二预制体进行烘烤固化。
所述固化的温度可选为210℃-230℃，时间可选为20min-50min。在一个实施例中，所述固化的温度约为230℃，时间约为30min。
可以理解，通过上述区域化的偏光层的使用还可以使本发明实施例提供的液晶显示面板200进一步具有三维显示功能。
本发明实施例还提供一种由上述液晶显示面板100组装形成的显示装置。
如图5和图6所示，本发明另一实施例的液晶显示面板200与液晶显示面板100基本相同，不同之处在于所述液晶显示面板200中液晶层20的液晶分子为负性液晶，且所述第一区域和第二区域中所对应的第一偏光层13和所述第二偏光层34的偏振方向不同。
第一偏光层13、与所述第一偏光层13相对设置的第二偏光层34以及设置于所述第一偏光层13和第二偏光层34之间的液晶层20；所述液晶层20中的液晶分子初始配向方向沿一第一方向延伸，其中，所述液晶分子为负性液晶；所述第一偏光层13和所述第二偏光层34之间定义至少一第一区域和至少一第二区域；所述第一区域中第一偏光层的吸收轴沿一第二方向延伸，且所述第一方向与所述第二方向交叉形成一大于0度且小于90度的第一夹角；所述第一区域中第二偏光层的吸收轴与第一偏光层的吸收轴正交；所述第二区域中第一偏光层的吸收轴沿一第三方向延伸，且所述第三方向和所述第二方向交叉形成一大于0度且小于90度的第二夹角；所述第二区域中第二偏光层的吸收轴与所述第一偏光层的吸收轴正交。
具体的，请参照图6，所述负性液晶的初始排列方向D1与所述电极12的延伸方向D5形成的第一夹角大于75度且小于等于90度。所述第一偏光区域136中的吸收轴与所述液晶分子的初始配向方向D1相同，所述第二偏光区域346的吸收轴沿一D2方向延伸，且D1和D2相互垂直。所述第三偏光区域138的吸收轴沿所述D3方向延伸，且所述D3方向分别与所述D1方向和所述D5方向交叉形成一第二夹角和第三夹角，所述第二夹角和所述第三夹角均大于0度且小于90度；所述第四偏光区域348中的吸收轴沿所述D4方向延伸，且D3和D4相互垂直。同时，所述D3方向与所述D5方向所形成的第三夹角小于所述液晶分子的初始排列方向D1与所述电极12的延伸方向D5所形成的第一夹角。
可以理解，由于所述第一偏光层13中所述第三偏光区域138的吸收轴方向D3与所述液晶分子的初始配向方向D1不同，且所述第三偏光区域138的吸收轴方向D3与所述电极12的延伸方向D5所形成的第三夹角小于所述液晶分子的初始排列方向D1与所述电极12的延伸方向D5所形成的第一夹角。由此可见，整个第二区域的初始状态并不是处于暗态模式，需要对整个第二区域中的电极12施加一预置电压V0才能使所述第二区域进入暗态模式；进一步的，在所述预置电压V0的基础施加所述驱动电压V，从而使所述第二区域达到亮态模式。换言之，所述第二区域的驱动电压为V0+V。故，所述液晶显示面板100中第二区域具有较大的驱动电压，从而可以降低上升时间，进而提高响应速度。另外，在所述第一区域中，由于所述第一偏光区域136的吸收轴与所述液晶分子的初始配向方向D1相同，故，所述第一区域的初始状态处于暗态模式，无需增加额外的预置电压V0。换言之，所述第一区域中的驱动电压为V，且上升时间和响应速度不变。
本发明所采用的液晶显示面板及液晶显示装置具有以下优点。首先，通过增加所述第二区域的驱动电压，故，可以提高所述第二区域的响应速率。其次，本发明采用的液晶显示面板及液晶显示装置仅在部分区域内增加驱动电压，二不是全部区域增加驱动电压，故，可以降低能耗。最后，由于采用区域化的偏光层，故，本发明所采用的液晶显示面板及液晶显示装置还可以具有三维显示的功能。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种液晶显示面板，其特征在于，包括：
一第一偏光层、一与所述第一偏光层相对设置的第二偏光层以及设置于所述第一偏光层和第二偏光层之间的液晶层；
所述液晶层中的液晶分子初始配向方向沿一第一方向延伸；
所述第一偏光层和所述第二偏光层之间定义至少一第一区域和至少一第二区域；所述第一区域中第一偏光层的吸收轴沿所述第一方向延伸；所述第一区域中第二偏光层的吸收轴和第一偏光层的吸收轴正交；所述第二区域中第一偏光层的吸收轴沿一第二方向延伸，且所述第二方向和所述第一方向交叉形成一大于0度且小于90度的第一夹角；所述第二区域中第二偏光层的吸收轴和第一偏光层的吸收轴正交。
2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，进一步包括一TFT基板，所述TFT基板包括一第一基板以及多个电极，所述电极平行且间隔设置于所述第一基板的表面。
3.如权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于，所述电极的构造为单畴、双畴或伪双畴。
4.如权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于，所述电极沿同一方向延伸，且所述电极的延伸方向与所述第一方向交叉形成一第二夹角，且所述第二夹角大于0度且小于15度夹角。
5.如权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于，所述电极的延伸方向与所述第二方向交叉形成一第三夹角，且所述第三夹角大于所述第二夹角。
6.如权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于，所述液晶层中的液晶分子为正性液晶。
7.如权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于，所述电极基本沿同一方向延伸，且所述电极的延伸方向与所述第一方向交叉形成一第四夹角，且所述第四夹角大于75度且小于90度夹角。
8.如权利要求7所述的液晶显示面板，其特征在于，所述电极的延伸方向与所述第二方向交叉形成一第五夹角，且所述第五夹角小于所述第四夹角。
9.如权利要求7所述的液晶显示面板，其特征在于，所述液晶层中的液晶分子为负性液晶。
10.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一偏光层和第二偏光层均包括一基体材料；以及一偏振材料，掺杂于所述基体材料之中。
11.如权利要求10所述的液晶显示面板，其特征在于，所述偏振材料包括二色性有机染料。
12.如权利要求11所述的液晶显示面板，其特征在于，所述二色性有机染料选自偶氮型染料、蒽醌型染料、联苯型染料、三苯二嗪及衍生物型染料、单甲川型染料、多甲川型染料、聚环型染料中的一种或几种。
13.如权利要求10所述的液晶显示面板，其特征在于，所述基体材料选自三醋酸纤维素、聚酰亚胺、聚酰胺酸等材料中的一种或多种。
14.一种液晶显示面板，其特征在于，包括：
一第一偏光层、一与所述第一偏光层相对设置的第二偏光层以及设置于所述第一偏光层和第二偏光层之间的液晶层；
所述液晶层中的液晶分子初始配向方向沿一第一方向延伸，其中，所述液晶分子为负性液晶；
所述第一偏光层和所述第二偏光层之间定义至少一第一区域和至少一第二区域；所述第一区域中第一偏光层的吸收轴沿一第二方向延伸，且所述第一方向与所述第二方向交叉形成一大于0度且小于90度的第一夹角；所述第一区域中第二偏光层的吸收轴与第一偏光层的吸收轴正交；所述第二区域中第一偏光层的吸收轴沿一第三方向延伸，且所述第三方向和所述第二方向交叉形成一大于0度且小于90度的第二夹角；所述第二区域中第二偏光层的吸收轴与所述第一偏光层的吸收轴正交。
15.一种液晶显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-14中任一项所述的液晶显示面板。
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