CN105487310B - 一种阵列基板、液晶面板及显示装置 - Google Patents

一种阵列基板、液晶面板及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阵列基板、液晶面板及显示装置，以改善像素漏光现象，提高显示装置的显示品质。阵列基板包括由栅线和数据线界定的呈阵列排布的多个像素单元，每个像素单元包括像素电极，像素电极包括呈梳状排列的多个电极条，电极条与第一偏光片的偏振轴的夹角α满足：0≤α≤40°，电极条与第二偏光片的偏振轴的夹角β满足：50°≤β≤90°；或者电极条与第一偏光片的偏振轴的夹角α满足：50°≤α≤90°，电极条与第二偏光片的偏振轴的夹角β满足：0≤β≤40°。

Description

一种阵列基板、液晶面板及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种阵列基板、液晶面板及显示装置。
背景技术
目前，TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶体管液晶显示器)的显示模式主要有TN(Twisted Nematic，扭曲向列)模式、VA(VerticalAlignment，垂直取向)模式、IPS(In-Plane-Switching，平面方向转换)模式和ADS(ADvanced Super Dimension Switch，高级超维场转换)模式等。
其中，VA模式一般采用介电常数各向异性为负的液晶物质。液晶面板的入射偏光片和出射偏光片的偏振轴正交设置，在不施加电压时，液晶分子垂直于基板表面排列，线偏振光被出射偏光片阻挡，显示画面呈暗态；在施加电压后，液晶分子产生偏转，线偏振光发生双折射变为椭圆偏振光，这样一部分光可以从出射偏振片射出，显示画面呈亮态。
现有的VA模式液晶面板一般包括对盒设置的阵列基板和对向基板、位于阵列基板和对向基板之间的液晶层，以及位于阵列基板入光侧的入射偏光片和位于对向基板出光侧的出射偏光片。其中，入射偏光片和出射偏光片的偏振轴正交设置，对向基板上设置有公共电极，阵列基板的每个像素单元设置有梳状的像素电极，在对公共电极和像素电极施加电压后，像素电极与公共电极之间形成电场，从而驱动液晶分子产生偏转。
现有技术存在的缺陷在于，液晶面板在进行测试显示暗态画面时，像素单元存在较明显的漏光，显示品质欠佳。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种阵列基板、液晶面板及显示装置，以改善像素漏光现象，提高显示装置的显示品质。
本发明实施例提供了一种阵列基板，包括由栅线和数据线界定的呈阵列排布的多个像素单元，每个像素单元包括像素电极，所述像素电极包括呈梳状排列的多个电极条，所述电极条与第一偏光片的偏振轴的夹角α满足：0≤α≤40°，所述电极条与第二偏光片的偏振轴的夹角β满足：50°≤β≤90°；或者所述电极条与第一偏光片的偏振轴的夹角α满足：50°≤α≤90°，所述电极条与第二偏光片的偏振轴的夹角β满足：0≤β≤40°。
采用本发明实施例技术方案的结构设计，阵列基板的像素电极与对向基板的公共电极驱动液晶分子偏转，可以明显改善像素暗态漏光现象，从而提升了显示装置的显示品质。
可选的，所述像素单元包括被电极线分隔的两个畴区。
优选的，所述像素单元包括被X形电极线分隔的四个畴区。这样可以使显示装置具有较大的观看视角。
当像素单元包括被X形电极线分隔的四个畴区时，较佳的，与栅线相邻的两个畴区内的电极条垂直于第一偏光片或第二偏光片的偏振轴，与数据线相邻的两个畴区内的电极条垂直于所述与栅线相邻的两个畴区内的电极条。
当像素单元包括被X形电极线分隔的四个畴区时，较佳的，与栅线相邻的两个畴区内的电极条与第一偏光片或第二偏光片的偏振轴的夹角为10°、15°、20°、22.5°、25°、30°、35°或40°，与数据线相邻的两个畴区内的电极条垂直于所述与栅线相邻的两个畴区内的电极条。
可选的，所述第一偏光片位于阵列基板的入光侧。
本发明实施例还提供了一种液晶面板，包括：对盒设置的阵列基板和对向基板、位于阵列基板和对向基板之间的液晶层，以及位于阵列基板入光侧的第一偏光片和位于对向基板出光侧的第二偏光片，其中：
所述第一偏光片和第二偏光片的偏振轴正交设置；所述阵列基板为如前述任一方案所述的阵列基板；所述对向基板包括公共电极。
采用该液晶面板，阵列基板的像素电极与对向基板的公共电极驱动液晶分子偏转，可以明显改善像素暗态漏光现象，从而提升了显示装置的显示品质。
优选的，所述液晶层中包含有掺杂剂，所述掺杂剂用于将液晶分子在平行于所述液晶面板的平面内从阵列基板到对向基板的方向上逐渐水平旋转。液晶面板在进行测试显示亮态画面时，前述方案中像素电极的电极条两侧位置透过率会有所下降，采用该方案则可以有效解决此技术问题。
可选的，所述第一偏光片的偏振轴平行于栅线设置，所述第二偏光片的偏振轴平行于数据线设置；或者所述第一偏光片的偏振轴平行于数据线设置，所述第二偏光片的偏振轴平行于栅线设置。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括前述任一技术方案所述的液晶面板。相比现有技术，显示装置的像素漏光现象得以改善，显示装置具有较佳的显示品质。
附图说明
图1为本发明一实施例阵列基板俯视示意图；
图2为本发明另一实施例阵列基板俯视示意图；
图3为本发明一实施例液晶面板截面示意图；
图4为与C/R的对应关系曲线图；
图5a为未包含掺杂剂的液晶层的液晶分子偏转示意图；
图5b为包含掺杂剂的液晶层的液晶分子偏转示意图。
具体实施方式
为改善像素漏光现象，提高显示装置的显示品质，本发明实施例提供了一种阵列基板、液晶面板及显示装置。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明一实施例提供的阵列基板，包括由栅线和数据线界定的呈阵列排布的多个像素单元，每个像素单元包括像素电极，像素电极包括呈梳状排列的多个电极条，电极条与第一偏光片的偏振轴的夹角α满足：0≤α≤40°，电极条与第二偏光片的偏振轴的夹角β满足：50°≤β≤90°；或者，电极条与第一偏光片的偏振轴的夹角α满足：50°≤α≤90°，电极条与第二偏光片的偏振轴的夹角β满足：0≤β≤40°。
采用本发明实施例技术方案的结构设计，阵列基板的像素电极与对向基板的公共电极驱动液晶分子偏转，可以明显改善像素的暗态漏光现象，从而提升了显示装置的显示品质。
其中，对向基板可以为彩膜基板，也可以为其它基板。像素单元的具体结构形式不限，例如，像素单元可以具有单畴结构；像素单元也可以具有双畴结构，包括被电极线分隔的两个畴区。
优选的，像素单元设计为四畴结构，包括被X形电极线分隔的四个畴区。在对阵列基板的像素电极和对向基板的公共电极施加电压时，多畴像素结构使得液晶分子在各个方向上具有较为一致的对称取向，这样可以使显示装置具有较大的观看视角，并且显示视角在不同方向上具有较为一致的对称性，显示效果大大提升。
在本发明的一优选实施例中，与栅线相邻的两个畴区内的电极条垂直于第一偏光片或第二偏光片的偏振轴，与数据线相邻的两个畴区内的电极条垂直于与栅线相邻的两个畴区内的电极条。
第一偏光片和第二偏光片的偏振轴需要正交设置，例如，第一偏光片的偏振轴横向平行于栅线设置，第二偏光片的偏振轴纵向平行于数据线设置；或者，第一偏光片的偏振轴纵向平行于数据线设置，第二偏光片的偏振轴横向平行于栅线设置。
如图1所示，假定第一偏光片位于阵列基板的入光侧，第一偏光片的偏振轴横向设置，第二偏光片位于对向基板的出光侧，第二偏光片的偏振轴纵向设置，该实施例中，像素单元设计为四畴结构，像素单元被X形电极线15分隔为四个畴区，与栅线11相邻的两个畴区内的电极条13垂直于第一偏光片的偏振轴，与数据线12相邻的两个畴区内的电极条13垂直于与栅线11相邻的两个畴区内的电极条13，也就是说，与数据线12相邻的两个畴区内的电极条13垂直于第二偏光片的偏振轴。
在本发明的一优选实施例中，与栅线相邻的两个畴区内的电极条与第一偏光片或第二偏光片的偏振轴的夹角为10°、15°、20°、22.5°、25°、30°、35°或40°，与数据线相邻的两个畴区内的电极条垂直于与栅线相邻的两个畴区内的电极条。
如图2所示，假定第一偏光片位于阵列基板的入光侧，第一偏光片的偏振轴横向设置，第二偏光片位于对向基板的出光侧，第二偏光片的偏振轴纵向设置，该实施例中，像素单元设计为四畴结构，像素单元被X形电极线15分隔为四个畴区，与栅线11相邻的两个畴区内的电极条13与第一偏光片的偏振轴的夹角为67.5°，与数据线12相邻的两个畴区内的电极条13垂直于与栅线11相邻的两个畴区内的电极条13，即与数据线12相邻的两个畴区内的电极条13与第一偏光片的偏振轴的夹角为22.5°。
值得一提的是，上述列举的电极条的倾斜角度仅为较佳的可选值，在对像素结构进行实际设计时，并不局限于上述具体值。
如图3所示，本发明实施例还提供了一种液晶面板，包括：对盒设置的阵列基板16和对向基板17、位于阵列基板16和对向基板17之间的液晶层18，以及位于阵列基板16入光侧的第一偏光片19和位于对向基板17出光侧的第二偏光片20，其中：第一偏光片19和第二偏光片20的偏振轴正交设置；阵列基板16为前述实施例的阵列基板，包括前述任一种结构形式的像素电极21；对向基板17包括公共电极22。
其中，第一偏光片19的偏振轴平行于栅线设置，第二偏光片20的偏振轴平行于数据线设置；或者第一偏光片19的偏振轴平行于数据线设置，第二偏光片20的偏振轴平行于栅线设置。
采用该液晶面板，阵列基板的像素电极与对向基板的公共电极驱动液晶分子偏转，可以明显改善像素漏光现象，从而提升了显示装置的显示品质。以下以液晶面板的第一偏光片位于阵列基板的入光侧，第一偏光片的偏振轴横向设置，第二偏光片位于对向基板的出光侧，第二偏光片的偏振轴纵向设置为例，进行对比分析说明：
现有技术中，电极条与第一偏光片的偏振轴的夹角一般为45°，液晶面板显示黑色画面时，电极条的透过率为其中：Tr1为电极条的透过率；为电极条与第一偏光片的偏振轴的夹角，等于45°；Δnd为液晶面板显示黑色画面时的相位延迟量，取值1.8nm；λ为入射光波长，取值550nm。代入以上参数后，可得电极条的透过率Tr1＝0.01057％。
此外，电极条两侧位置会发生狭缝散射漏光，狭缝散射漏光率Tr2＝Tr1＝0.01057％，因此，电极条的总漏光率Tr＝Tr1+Tr2＝0.02114％。假设液晶面板显示白色画面时，电极条的透过率为100％，则对比度C/R＝100％/0.02114％＝4730。
采用本发明图1所示实施例的像素结构，液晶面板显示黑色画面时，电极条的透过率为其中：Tr1为电极条的透过率；为像素单元的左右两个畴区的电极条与第一偏光片的偏振轴的夹角，等于0°；Δnd为液晶面板显示黑色画面时的相位延迟量，取值1.8nm；λ为入射光波长，取值550nm。代入以上参数后，可得电极条的透过率Tr1＝0(电极条的透过率在理论上为零)。
此外，电极条两侧位置的狭缝散射漏光率Tr2＝Tr1＝0，因此，电极条的总漏光率Tr＝Tr1+Tr2＝0。假设液晶面板显示白色画面时，电极条的透过率为100％，则对比度C/R＝∞(对比度在理论上无穷大)。
采用本发明图2所示实施例的像素结构，液晶面板显示黑色画面时，电极条的透过率为其中：Tr1为电极条的透过率；为像素单元的左右两个畴区的电极条与第一偏光片的偏振轴的夹角，等于22.5°；Δnd为液晶面板显示黑色画面时的相位延迟量，取值1.8nm；λ为入射光波长，取值550nm。代入以上参数后，可得电极条的透过率Tr1＝0.00529％。
此外，电极条两侧位置会发生狭缝散射漏光，狭缝散射漏光率Tr2＝Tr1＝0.00529％，因此，电极条的总漏光率Tr＝Tr1+Tr2＝0.01058％。假设液晶面板显示白色画面时，电极条的透过率为100％，则对比度C/R＝100％/0.01058％＝9460。
对比上述三种像素结构的数据可以看出，采用本发明实施例技术方案的结构设计，可以明显降低电极条的总漏光率，改善像素的暗态漏光现象，从而提升了显示装置的显示品质。与C/R的对应关系曲线如图4所示，可以看出，随着的增大，C/R会逐渐减小。
优选的，液晶层中包含有掺杂剂，掺杂剂用于将液晶分子在平行于液晶面板的平面内从阵列基板到对向基板的方向上逐渐水平旋转。液晶面板在进行测试显示白色画面时，前述方案中像素电极的电极条两侧位置透过率会有所下降，采用该方案则可以有效解决此技术问题。
以液晶面板采用图1所示阵列基板结构为例，图5a为未包含掺杂剂的液晶层的液晶分子偏转示意图，图5b为包含掺杂剂的液晶层的液晶分子偏转示意图。
图5a和图5b中，液晶面板显示黑色画面时，液晶分子均垂直于基板表面排列，线偏振光被第二偏光片阻挡，从而无法透射出液晶面板；液晶面板显示白色画面时，液晶分子产生偏转，从而使一部分光可以从第二偏振片射出。
现有技术中，电极条与第一偏光片的偏振轴的夹角为45°，液晶面板显示白色画面时透过率比较高。液晶面板采用图1所示阵列基板结构后，电极条与第一偏光片的偏振轴的夹角相对现有技术发生变化，透过率有所降低，为弥补该缺陷，可以在液晶层中添加掺杂剂，使液晶分子在平行于液晶面板的平面内从阵列基板到对向基板的方向上逐渐水平旋转，从而使更多的光透射出第二偏光片，提高了液晶面板的透过率。
在一个示例中，时，液晶层中添加的掺杂剂可以使得液晶分子在平行于液晶面板的平面内从阵列基板到对向基板的方向上逐渐水平旋转90°，如图5b所示。在另一个示例中，时，液晶层中添加的掺杂剂可以使得液晶分子在平行于液晶面板的平面内从阵列基板到对向基板的方向上逐渐水平旋转45°(图中未示出)。添加剂的添加量与阵列基板的具体像素结构形式有关，添加量越大，液晶分子水平旋转的角度越大。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括前述任一技术方案的液晶面板。相比现有技术，显示装置的像素漏光现象得以改善，显示装置具有较佳的显示品质。
显然，本领域的技术人员可以对本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，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括：由栅线和数据线界定的呈阵列排布的多个像素单元，每个像素单元包括像素电极，所述像素电极包括呈梳状排列的多个电极条，所述像素单元包括被X形电极线分隔的四个畴区；与栅线相邻的两个畴区内的电极条与第一偏光片的偏振轴的夹角为10°、15°、20°、22.5°、25°、30°、35°或40°，与数据线相邻的两个畴区内的电极条垂直于所述与栅线相邻的两个畴区内的电极条；或者
与栅线相邻的两个畴区内的电极条与第二偏光片的偏振轴的夹角为10°、15°、20°、22.5°、25°、30°、35°或40°，与数据线相邻的两个畴区内的电极条垂直于所述与栅线相邻的两个畴区内的电极条。
2.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第一偏光片位于阵列基板的入光侧。
3.一种液晶面板，其特征在于，包括：对盒设置的阵列基板和对向基板、位于阵列基板和对向基板之间的液晶层，以及位于阵列基板入光侧的第一偏光片和位于对向基板出光侧的第二偏光片，其中：
所述第一偏光片和第二偏光片的偏振轴正交设置；所述阵列基板为如权利要求1～2任一项所述的阵列基板；所述对向基板包括公共电极。
4.如权利要求3所述的液晶面板，其特征在于，所述液晶层中包含有掺杂剂，所述掺杂剂用于将液晶分子在平行于所述液晶面板的平面内从阵列基板到对向基板的方向上逐渐水平旋转。
5.如权利要求3所述的液晶面板，其特征在于，所述第一偏光片的偏振轴平行于栅线设置，所述第二偏光片的偏振轴平行于数据线设置；或者
所述第一偏光片的偏振轴平行于数据线设置，所述第二偏光片的偏振轴平行于栅线设置。
6.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要3、4或5所述的液晶面板。
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