CN105204232A - 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，该液晶显示面板的TFT基板与CF基板分别具有可实现垂直光配向的第一与第二配向膜，经过紫外照光，使所述第一配向膜与第二配向膜的配向方向相互平行且方向相反，液晶分子以一定倾角呈近垂直配向；在不加电的暗态时，液晶分子近似垂直于TFT基板与CF基板表面排列，不产生相位差，漏光极低，暗态亮度很小因此对比度较高；施加显示电场以后，液晶分子会在平行于TFT基板与CF基板的平面内转动，因此具有IPS模式和FFS模式的广视角和高穿透率的特性。

Description

液晶显示面板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示面板。
背景技术
液晶显示面板的通常是由一彩膜基板(ColorFilterSubstrate，CFSubstrate)、一薄膜晶体管阵列基板(ThinFilmTransistorArraySubstrate，TFTArraySubstrate)以及一配置于两基板间的液晶层(LiquidCrystalLayer)所构成，其工作原理是通过在两片玻璃基板上施加驱动电压来控制液晶层的液晶分子的旋转，将背光模组的光线折射出来产生画面。按照液晶的取向方式不同，目前主流市场上的液晶显示面板可以分为以下几种类型：垂直配向(VerticalAlignment，VA)型、扭曲向列(TwistedNematic，TN)或超扭曲向列(SuperTwistedNematic，STN)型、平面转换(In-PlaneSwitching，IPS)型、及边缘场开关(FringeFieldSwitching，FFS)型。
对于VA模式而言，液晶显示器件主要由上、下两基板，以及夹设于两个基板之间的负性液晶分子组成。在上、下两基板的内侧均有透明导电层(氧化铟锡，ITO)，从而可以形成垂直电场；在两层透明导电层之间嵌入的负性液晶，在没有垂直电场作用的情况下，液晶分子垂直于基板表面取向，当有垂直电场作用时，液晶分子会发生特定方向的取向，最终垂直于电场方向排列。
VA模式具有高对比度、高穿透率的画面显示优势，但由于VA模式采用垂直转动的液晶，液晶分子双折射率的差异比较大，导致其视角较差、大视角下的色偏问题比较严重，通常采用多畴VA技术，即将一个子像素划分成多个区域，并使每个区域中的液晶分子在施加电压后转动角度不一样，从而改善色偏问题。
随着技术的发展，出现了一种不需要使用配向膜的高分子稳定垂直配向模式(PolymerSustainedVerticalAlignment，PSVA)，如图1所示，PSVA模式液晶显示面板包括第一基板100、与所述第一基板100相对设置的第二基板200、夹设于所述第一基板100与第二基板200之间的液晶层300、设于所述第一基板100上相互间隔的像素电极110、及设于所述第二基板200上靠近液晶层300一侧覆盖该第二基板200的公共电极210；所述液晶层300由多个液晶分子310和多个反应单体320构成。将第一基板100与第二基板200对组并填充液晶层300后，对公共电极210与像素电极110施加电压，使液晶分子310按照像素电极110的狭缝(slit)的方向倒伏；再使用紫外光(UltravioletRays，UV光)照射，使反应单体320反应形成附着于像素电极110与公共电极210表面的反应物凸起330，如图2所示，反应物凸起330用于固定液晶分子310形成一定方向的预倾角。如图3所示，当施加垂直电场作用时，液晶分子310发生特定方向的取向，最终垂直于电场方向排列。
PSVA模式具有快速相应和高对比度的特性，但由于液晶层中需加入反应单体参与配向过程，因此液晶的选用受到很大限制，易产生依赖性问题，对制程和材料都提出了很高的要求。
而IPS模式和FFS模式则具有广视角的特性，但对比度相对于VA模式较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液晶显示面板，结合VA模式与IPS模式、FFS模式的优势，可以有效改善对比度，提高穿透率，并具有广视角的特性。
为实现上述目的，本发明提供一种液晶显示面板，包括TFT基板、与所述TFT基板相对设置的CF基板、夹设于所述TFT基板与CF基板之间的液晶层；
所述TFT基板包括第一基板、自下而上依次层叠设置于所述第一基板靠近液晶层一侧的公共电极、绝缘层、像素电极、及第一配向膜；
所述CF基板包括第二基板、及设于所述第二基板靠近TFT基板一侧的第二配向膜；
所述液晶层中的液晶分子以一定的预倾角呈近垂直配向；在平行于所述TFT基板与CF基板的平面方向上，所述液晶分子与像素电极的分支电极方向之间形成方位角θ；所述方位角θ的范围为0到45度；
所述第一配向膜和第二配向膜为可实现垂直光配向的配向膜；对第一配向膜进行第一照光处理，使所述第一配向膜相对于所述第一基板具有第一预倾角；对第二配向膜进行第二照光处理，使所述第二配向膜相对于所述第二基板具有第二预倾角；所述第一与第二预倾角的范围为0到20度；
所述第一配向膜的配向方向与第二配向膜的配向方向相反且相互平行；
施加显示用的电场时，液晶分子呈水平旋转。
所述TFT基板还包括沿水平方向延伸的扫描线和沿竖直方向延伸的数据线，所述扫描线和数据线在所述TFT基板上交叉限定出数个子像素区域，每个子像素区域中均设有像素电极。
所述像素电极包括数条分支电极、及位于所述数条分支电极之间的数个狭缝，所述狭缝的延伸方向为竖直方向。
所述第一配向膜的配向方向与狭缝的延伸方向之间呈一角度θ，第二配向膜的配向方向与狭缝的延伸方向之间呈一角度-θ；所述液晶层中的液晶为正性液晶。
所述第一配向膜的配向方向与水平方向之间呈一角度θ，所述第二配向膜的配向方向与水平方向之间呈一角度-θ；所述液晶层中的液晶为负性液晶。
所述像素电极包括第一与第二区域，所述第一区域包括数条第一分支电极、设于所述数条第一分支电极之间的数个第一狭缝，所述第二区域包括数条第二分支电极、设于所述数条第二分支电极之间的数个第二狭缝；所述第一狭缝的延伸方向与竖直方向之间呈一定角度α，所述第二狭缝的延伸方向与竖直方向之间呈一定角度-α。
所述第一配向膜的配向方向为沿着水平方向，所述第二配向膜的配向方向也是沿着水平方向；所述液晶层中的液晶为负性液晶。
所述第一配向膜对应所述像素电极第一区域的配向方向为竖直向上的方向，所述第一配向膜对应所述像素电极第二区域的配向方向为竖直向下的方向，以此形成一个子像素区域内液晶分子在施加电压后转动角度不一样的两个畴；所述第二配向膜对应所述像素电极第一区域的配向方向为竖直向下的方向，所述第二配向膜对应所述像素电极第二区域的配向方向为竖直向上的方向；所述液晶层中的液晶为正性液晶。
所述第一配向膜对应所述像素电极第一区域的配向方向与水平方向之间呈一角度θ，所述第一配向膜对应所述像素电极第二区域的配向方向与水平方向之间呈一角度-θ，以此形成一个子像素区域内液晶分子在施加电压后转动角度不一样的两个畴；所述第二配向膜对应所述像素电极第一区域的配向方向与水平方向之间呈一角度-θ，所述第二配向膜对应所述像素电极第二区域的配向方向与水平方向之间呈一角度θ；所述液晶层中的液晶为负性液晶。
所述液晶层中的液晶分子的配向方式为：分别对第一配向膜与第二配向膜进行紫外曝光，使液晶分子形成一定角度的预倾角，曝光时采用的紫外线的波长为200～500nm。
本发明的有益效果：本发明提供的一种液晶显示面板，其TFT基板与CF基板分别具有可实现垂直光配向的第一与第二配向膜，经过紫外照光，使所述第一配向膜与第二配向膜的配向方向相互平行且方向相反，液晶分子以一定倾角呈近垂直配向。在不加电的暗态时，液晶分子近似垂直于TFT基板与CF基板表面排列，不产生相位差，漏光极低，暗态亮度很小因此对比度较高；施加显示电场以后，液晶分子会在平行于TFT基板与CF基板的平面内转动，因此具有IPS模式和FFS模式的广视角和高穿透率的特性。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为现有的PSVA模式液晶显示面板的剖面结构示意图；
图2为现有的PSVA模式液晶显示面板不施加电场作用时的液晶分子的状态示意图；
图3为现有的PSVA模式液晶显示面板施加显示电场作用时的液晶分子的状态示意图；
图4为本发明的液晶显示面板的第一配向膜和第二配向膜的光配向过程的示意图；
图5为本发明的液晶显示面板不施加电场作用时的液晶分子的状态示意图；
图6为本发明的液晶显示面板施加显示电场作用时的液晶分子的状态示意图；
图7a为本发明第一实施例的液晶显示面板的第一配向膜的配向方向示意图；
图7b为本发明第一实施例的液晶显示面板的第二配向膜的配向方向示意图；
图8为本发明第一实施例的液晶显示面板的液晶分子初始状态和施加显示电场作用时的状态示意图；
图9a为本发明第二实施例的液晶显示面板的第一配向膜的配向方向示意图；
图9b为本发明第二实施例的液晶显示面板的第二配向膜的配向方向示意图；
图10为本发明第二实施例的液晶显示面板的液晶分子初始状态和施加显示电场作用时的状态示意图；
图11a为本发明第三实施例的液晶显示面板的第一配向膜的配向方向示意图；
图11b为本发明第三实施例的液晶显示面板的第二配向膜的配向方向示意图；
图12为本发明第三实施例及第五实施例的液晶显示面板的液晶分子初始状态和施加显示电场作用时的状态示意图；
图13a-13b为本发明第四实施例的液晶显示面板的第一配向膜的配向过程示意图；
图14为本发明第四实施例的液晶显示面板的液晶分子初始状态和施加显示电场作用时的状态示意图；
图15a-15b为本发明第五实施例的液晶显示面板的第一配向膜的配向过程示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
本发明提供一种液晶显示面板，该液晶显示面板适用于IPS模式和FFS模式等在施加显示用的电场时液晶分子在与基板平行的平面内旋转的液晶显示面板，仅以FFS模式为例进行说明。
请参阅图5，本发明提供一种液晶显示面板包括TFT基板10、与所述TFT基板10相对设置的CF基板20、夹设于所述TFT基板10与CF基板20之间的液晶层30；
所述TFT基板10包括第一基板11、自下而上依次层叠设置于所述第一基板11上靠近液晶层30一侧的公共电极12、绝缘层13、像素电极14、及第一配向膜41；
所述CF基板20包括第二基板21、及设于所述第二基板21靠近TFT基板10一侧的第二配向膜42；
所述液晶层30中的液晶分子以一定的预倾角呈近垂直配向；在平行于所述TFT基板10与CF基板20的平面方向上，所述液晶分子与像素电极14的分支电极方向之间形成方位角θ；所述方位角θ的范围为0到45度；
所述第一配向膜41和第二配向膜42为具有可实现垂直光配向的配向膜；对第一配向膜41进行第一照光处理，使所述第一配向膜41相对于所述第一基板11具有第一预倾角；对第二配向膜42进行第二照光处理，使所述第二配向膜42相对于所述第二基板21具有第二预倾角；所述第一与第二预倾角的范围为0到20度；
所述第一配向膜41的配向方向与第二配向膜42的配向方向相反且相互平行。
具体的，所述液晶层30中的液晶分子的配向方式为：分别对第一配向膜41与第二配向膜42进行紫外曝光，使液晶分子形成一定角度的预倾角，曝光时采用的紫外线的波长为200～500nm。
如图6所示，施加显示用的电场时，液晶分子呈水平旋转。具体地，如图4所示，所述第一配向膜41与第二配向膜42为UV光配向的配向膜，通过UV光照配向膜发生光化学反应进行配向。
具体的，所述TFT基板10还包括沿水平方向延伸的扫描线16和沿竖直方向延伸的数据线17，所述扫描线16和数据线17在所述TFT基板10上交叉限定出数个子像素区域，每个子像素区域中均设有像素电极14。
参阅图7a和7b，分别为本发明第一实施例的液晶显示面板的第一配向膜和第二配向膜的配向方向示意图，所述像素电极14包括数条分支电极141、及位于所述数条分支电极141之间的数个狭缝142，所述狭缝142的延伸方向为竖直方向，TFT基板10与CF基板20分别进行UV照光，使第一配向膜41的配向方向与狭缝142的延伸方向之间呈一角度θ，第二配向膜42的配向方向与狭缝142的延伸方向之间呈一角度-θ，且第一配向膜41的配向方向与第二配向膜42的配向方向相反。在本实施例中，所述液晶层30中的液晶为正性液晶，由于正性液晶分子沿着与电场方向平行的方向旋转，因此，当施加显示用的电场时，如图8所示，液晶层30内的正性液晶分子会在与TFT基板10、CF基板20平行的平面内转动。
参阅图9a和9b，分别为本发明第二实施例的液晶显示面板的第一配向膜和第二配向膜的配向方向示意图，所述像素电极14包括数条分支电极141、及位于所述数条分支电极141之间的数个狭缝142，所述狭缝142的延伸方向为竖直方向，TFT基板10与CF基板20分别进行UV照光，使第一配向膜41的配向方向与水平方向之间呈一角度θ，第二配向膜42的配向方向与水平方向之间呈一角度-θ，且第一配向膜41的配向方向与第二配向膜42的配向方向相反。在本实施例中，所述液晶层30中的液晶为负性液晶，当施加显示用的电场时，液晶分子的转动方向如图10所示。
参阅图11a和11b，分别为本发明第三实施例的液晶显示面板的第一配向膜和第二配向膜的配向方向示意图，所述像素电极14包括第一与第二区域，所述第一区域包括数条第一分支电极143、设于所述数条第一分支电极143之间的数个第一狭缝144，所述第二区域包括数条第二分支电极145、设于所述数条第二分支电极145之间的数个第二狭缝146。所述第一狭缝144的延伸方向与竖直方向之间呈一定角度α，所述第二狭缝146的延伸方向与竖直方向之间呈一定角度-α，TFT基板10与CF基板20分别进行UV照光，使第一配向膜41的配向方向为沿着水平方向，第二配向膜42的配向方向也是沿着水平方向但与第一配向膜41的配向方向相反。在本实施例中，所述液晶层30中的液晶为负性液晶，当施加显示用的电场时，液晶分子的转动方向如图12所示。
参阅图13a-13b，为本发明第四实施例的液晶显示面板的第一配向膜的配向过程示意图，所述像素电极14包括第一与第二区域，所述第一区域包括数条第一分支电极143、设于所述数条第一分支电极143之间的数个第一狭缝144，所述第二区域包括数条第二分支电极145、设于所述数条第二分支电极145之间的数个第二狭缝146。所述第一狭缝144的延伸方向与竖直方向之间呈一定角度α，所述第二狭缝146的延伸方向与与竖直方向之间呈一定角度-α。利用光罩M遮挡所述第一配向膜41上对应所述第二区域的部分，进行UV照光，使所述第一配向膜41上对应第一区域的配向方向为竖直向上的方向；利用光罩M遮挡所述第一配向膜41上对应所述第一区域的部分，进行UV照光，使所述第一配向膜41上对应第二区域的配向方向为竖直向下的方向，以此形成一个子像素区域内液晶分子在施加电压后转动角度不一样的两个畴(domain)。同样的方法，利用光罩M遮挡所述第二配向膜42上对应所述第二区域的部分，进行UV照光，使所述第二配向膜42上对应第一区域的配向方向为竖直向下的方向；利用光罩M遮挡所述第二配向膜42上对应所述第一区域的部分，进行UV照光，使所述第二配向膜42上对应第二区域的配向方向为竖直向上的方向。在本实施例中，所述液晶层30中的液晶为正性液晶，当施加显示用的电场时，液晶分子的转动方向如图14所示。
参阅图15a-15b，为本发明第五实施例的液晶显示面板的第一配向膜的配向过程示意图，所述像素电极14包括第一与第二区域，所述第一区域包括数条第一分支电极143、设于所述数条第一分支电极143之间的数个第一狭缝144，所述第二区域包括数条第二分支电极145、设于所述数条第二分支电极145之间的数个第二狭缝146。所述第一狭缝144的延伸方向与竖直方向之间呈一定角度α，所述第二狭缝146的延伸方向与竖直方向之间呈一定角度-α。利用光罩M遮挡所述第一配向膜41上对应所述第二区域的部分，进行UV照光，使所述第一配向膜41上对应第一区域的配向方向与水平方向之间呈一角度θ；利用光罩M遮挡所述第一配向膜41上对应所述第一区域的部分的另一半区域，进行UV照光，使所述第一配向膜41上对应第二区域的配向方向与水平方向之间呈一角度-θ，以此形成一个子像素区域内液晶分子在施加电压后转动角度不一样的两个畴。同样的方法，利用光罩M遮挡所述第二配向膜42上对应所述第二区域的部分，进行UV照光，使所述第二配向膜42上对应第一区域的配向方向与水平方向之间呈一角度-θ；利用光罩M遮挡所述第二配向膜42上对应所述第一区域的部分，进行UV照光，使所述第二配向膜42上对应第二区域的配向方向与水平方向之间呈一角度θ。在本实施例中，所述液晶层30中的液晶为负性液晶，当施加显示用的电场时，液晶分子的转动方向如图12所示。
综上所述，本发明的液晶显示面板，其TFT基板与CF基板分别具有可实现垂直光配向的第一与第二配向膜，经过紫外照光，使所述第一配向膜与第二配向膜的配向方向相互平行且方向相反，液晶分子以一定倾角呈近垂直配向。在不加电的暗态时，液晶分子近似垂直于TFT基板与CF基板表面排列，不产生相位差，漏光极低，暗态亮度很小因此对比度较高；施加显示电场以后，液晶分子会在平行于TFT基板与CF基板的平面内转动，因此具有IPS模式和FFS模式的广视角和高穿透率的特性。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种液晶显示面板，其特征在于，包括TFT基板(10)、与所述TFT基板(10)相对设置的CF基板(20)、夹设于所述TFT基板(10)与CF基板(20)之间的液晶层(30)；
所述TFT基板(10)包括第一基板(11)、自下而上依次层叠设置于所述第一基板(11)靠近液晶层(30)一侧的公共电极(12)、绝缘层(13)、像素电极(14)、及第一配向膜(41)；
所述CF基板(20)包括第二基板(21)、及设于所述第二基板(21)靠近TFT基板(10)一侧的第二配向膜(42)；
所述液晶层(30)中的液晶分子以一定的预倾角呈近垂直配向；在平行于所述TFT基板(10)与CF基板(20)的平面方向上，所述液晶分子与像素电极(14)的分支电极方向之间形成方位角θ；所述方位角θ的范围为0到45度；
所述第一配向膜(41)和第二配向膜(42)为可实现垂直光配向的配向膜；对第一配向膜(41)进行第一照光处理，使所述第一配向膜(41)相对于所述第一基板(11)具有第一预倾角；对第二配向膜(42)进行第二照光处理，使所述第二配向膜(42)相对于所述第二基板(21)具有第二预倾角；所述第一与第二预倾角的范围为0到20度；
所述第一配向膜(41)的配向方向与第二配向膜(42)的配向方向相反且相互平行；
施加显示用的电场时，液晶分子呈水平旋转。
2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述TFT基板(10)还包括沿水平方向延伸的扫描线(16)和沿竖直方向延伸的数据线(17)，所述扫描线(16)和数据线(17)在所述TFT基板(10)上交叉限定出数个子像素区域，每个子像素区域中均设有像素电极(14)。
3.如权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于，所述像素电极(14)包括数条分支电极(141)、及位于所述数条分支电极(141)之间的数个狭缝(142)，所述狭缝(142)的延伸方向为竖直方向。
4.如权利要求3所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一配向膜(41)的配向方向与狭缝(142)的延伸方向之间呈一角度θ，第二配向膜(42)的配向方向与狭缝(142)的延伸方向之间呈一角度-θ；所述液晶层(30)中的液晶为正性液晶。
5.如权利要求3所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一配向膜(41)的配向方向与水平方向之间呈一角度θ，所述第二配向膜(42)的配向方向与水平方向之间呈一角度-θ；所述液晶层(30)的液晶为负性液晶。
6.如权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于，所述像素电极(14)包括第一与第二区域，所述第一区域包括数条第一分支电极(143)、设于所述数条第一分支电极(143)之间的数个第一狭缝(144)，所述第二区域包括数条第二分支电极(145)、设于所述数条第二分支电极(145)之间的数个第二狭缝(146)；所述第一狭缝(144)的延伸方向与竖直方向之间呈一定角度α，所述第二狭缝(146)的延伸方向与竖直方向之间呈一定角度-α。
7.如权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一配向膜(41)的配向方向为沿着水平方向，所述第二配向膜(42)的配向方向也是沿着水平方向；所述液晶层(30)中的液晶为负性液晶。
8.如权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一配向膜(41)对应所述像素电极(14)第一区域的配向方向为竖直向上的方向，所述第一配向膜(41)对应所述像素电极(14)第二区域的配向方向为竖直向下的方向，以此形成一个子像素区域内液晶分子在施加电压后转动角度不一样的两个畴；所述第二配向膜(42)对应所述像素电极(14)第一区域的配向方向为竖直向下的方向，所述第二配向膜(42)对应所述像素电极(14)第二区域的配向方向为竖直向上的方向；所述液晶层(30)中的液晶为正性液晶。
9.如权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一配向膜(41)对应所述像素电极(14)第一区域的配向方向与水平方向之间呈一角度θ，所述第一配向膜(41)对应所述像素电极(14)第二区域的配向方向与水平方向之间呈一角度-θ，以此形成一个子像素区域内液晶分子在施加电压后转动角度不一样的两个畴；所述第二配向膜(42)对应所述像素电极(14)第一区域的配向方向与水平方向之间呈一角度-θ，所述第二配向膜(42)对应所述像素电极(14)第二区域的配向方向与水平方向之间呈一角度θ；所述液晶层(30)中的液晶为负性液晶。
10.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述液晶层(30)中的液晶分子的配向方式为：分别对第一配向膜(41)与第二配向膜(42)进行紫外曝光，使液晶分子形成一定角度的预倾角，曝光时采用的紫外线的波长为200～500nm。
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