CN107505776B

CN107505776B - 液晶显示装置

Info

Publication number: CN107505776B
Application number: CN201710845092.7A
Authority: CN
Inventors: 黄北洲
Original assignee: HKC Co Ltd
Current assignee: HKC Co Ltd
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2021-02-12
Anticipated expiration: 2037-09-19
Also published as: CN107505776A; WO2019056476A1

Abstract

本申请揭露一种液晶显示装置，其特征在于，包括一第一基板、一第一垂直配向层、一第二基板、一第二垂直配向层、一液晶层、多个第一配向控制结构以及多个第二配向控制结构。第一垂直配向层设置于第一基板上。第二基板与第一基板相对设置。第二垂直配向层设置于第二基板上并面对第一垂直配向层。液晶层具有负介电常数异向性，且设置于第一垂直配向层与第二垂直配向层之间。第一配向控制结构设置于第一基板上且朝向液晶层设置，各第一配向控制结构包含多个第一波形单元。第二配向控制结构设置于第二基板上且朝向液晶层设置，各第二配向控制结构包含多个第二波形单元。第一波形单元不同于第二波形单元。

Description

液晶显示装置

技术领域

本申请关于一种显示装置，特别关于一种具有负介电常数异向性(Anisotropy)的液晶显示装置。

背景技术

随着科技的进步，平面显示装置已经广泛的被运用在各种领域，尤其是液晶显示装置，因具有体型轻薄、低功率消耗及无辐射等优越特性，已经渐渐地取代传统阴极射线管显示装置，而应用至许多种类的电子产品中，例如行动电话、可携式多媒体装置、笔记型计算机、液晶电视及液晶屏幕等等。

公知一种TN型液晶显示面板有视角狭窄的问题，为了改善此问题，一种多区域垂直配向(Multi-domain Vertical Alignment,MVA)技术的液晶显示面板被提出。在n型液晶的MVA型液晶显示面板中，在液晶单元的基板上会设置有凸体或孔隙以控制液晶分子的配向。目前，已发现有些区域在建立电场后，其液晶分子的偏转不稳定，导致有亮度及反应速度的问题。

发明内容

有鉴于先前技术的不足，发明人经研发后得本申请。本申请的目的为提供一种液晶显示装置，可降低出现不同穿透率的区域，并降低这些区域的边界移动情况，以改善屏幕亮度与反应时间。

本申请提出一种液晶显示装置，包括一第一基板、一第一垂直配向层、一第二基板、一第二垂直配向层、一液晶层、多个第一配向控制结构以及多个第二配向控制结构。第一垂直配向层设置于第一基板上。第二基板与第一基板相对设置。第二垂直配向层设置于第二基板上并面对第一垂直配向层。液晶层具有负介电常数异向性，且设置于第一垂直配向层与第二垂直配向层之间。第一配向控制结构设置于第一基板上且朝向液晶层设置，各第一配向控制结构包含多个第一波形单元。第二配向控制结构设置于第二基板上且朝向液晶层设置，各第二配向控制结构包含多个第二波形单元。第一波形单元不同于第二波形单元。

在一实施例中，各第一配向控制结构或各第二配向控制结构为凸体、或孔隙或其组合。

在一实施例中，以第一基板的垂直方向来看，各第一配向控制结构或各第二配向控制结构为线形或弯曲形。

在一实施例中，以第一基板的垂直方向来看，第一配向控制结构的其中之一与第二配向控制结构的其中之一至少部分互相重迭。

在一实施例中，以第一基板的垂直方向来看，第一配向控制结构的其中之一与第二配向控制结构的其中之一至少部分互相不重迭。

在一实施例中，以第一基板的垂直方向来看，同一画素内的同一列的第一波形单元与第二波形单元为等相位设置。

在一实施例中，以第一基板的垂直方向来看，同一画素内的同一列的第一波形单元与第二波形单元为不等相位设置。

在一实施例中，以第一基板的垂直方向来看，相邻列的第一波形单元为等相位设置。

在一实施例中，以第一基板的垂直方向来看，相邻列的第一波形单元为不等相位设置。

在一实施例中，第一波形单元为正弦波形，第二波形单元为余弦波形。

本申请同时提出一种液晶显示装置，包括一第一基板、一第一垂直配向层、一第二基板、一第二垂直配向层、一液晶层、多个第一配向控制结构以及多个第二配向控制结构。第一垂直配向层设置于第一基板上。第二基板与第一基板相对设置。第二垂直配向层设置于第二基板上并面对第一垂直配向层。液晶层具有负介电常数异向性，且设置于第一垂直配向层与第二垂直配向层之间。第一配向控制结构设置于第一基板上且朝向液晶层设置，各第一配向控制结构包含多个六角单元。第二配向控制结构设置于第二基板上且朝向液晶层设置，各第二配向控制结构包含多个六角单元。

在一实施例中，以第一基板的垂直方向来看，同一画素内的第一配向控制结构的六角单元与第二配向控制结构的六角单元为等相设置。

在一实施例中，以第一基板的垂直方向来看，同一画素内的第一配向控制结构的六角单元与第二配向控制结构的六角单元在上下方向上相差二分之一个相位而排列。

在一实施例中，以第一基板的垂直方向来看，同一画素内的第一配向控制结构的六角单元与第二配向控制结构的六角单元在左右方上相差一个相位而排列。

在一实施例中，在同一画素内具有至少一个第一配向控制结构以及至少一个第二配向控制结构。

在一实施例中，在同一画素内的第一配向控制结构的六角单元或第二配向控制结构的六角单元彼此相连或至少一部分不相连。

本申请另外提出一种液晶显示装置，同样包括第一基板、第一垂直配向层、第二基板、第二垂直配向层、液晶层、多个第一配向控制结构以及多个第二配向控制结构。第一垂直配向层设置于第一基板上。第二基板与第一基板相对设置。第二垂直配向层设置于第二基板上并面对第一垂直配向层。液晶层具有负介电常数异向性，且设置于第一垂直配向层与第二垂直配向层之间。第一配向控制结构设置于第一基板上且朝向液晶层设置，各第一配向控制结构包含多个第一几何单元。第二配向控制结构设置于第二基板上且朝向液晶层设置，各第二配向控制结构包含多个第二几何单元。第一几何单元与第二几何单元为不相同。

在一实施例中，以第一基板的垂直方向来看，同一画素内的第一配向控制结构的第一几何单元与第二配向控制结构的第二几何单元为等相设置。

在一实施例中，第一几何单元为六角形，第二几何单元为三角形。

在一实施例中，六角形的外圆接与三角形的外接圆具有相同圆心。

在一实施例中，在同一画素内的第一配向控制结构的第一几何单元或第二配向控制结构的第二几何单元彼此相连或至少一部分不相连。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。在附图中：

图1为本申请一较佳实施例的液晶显示装置的示意图。

图2为本申请一较佳实施例之液晶显示装置的侧视示意图，其显示液晶分子通过第一配向控制结构以及第二配向控制结构的倾倒情形。

图3为本申请一较佳实施例的液晶显示装置的单一画素的示意图。

图4为本申请另一较佳实施例的第一配向控制结构与第二配向控制结构的示意图，其是以第一基板(或第二基板)的垂直方向来看。

图5为本申请一较佳实施例的第二配向控制结构(或第一配向控制结构)的示意图，其中第二配向控制结构以凸体为例。

图6为本申请一较佳实施例的第一配向控制结构(或第二配向控制结构)的示意图，其中第一配向控制结构以孔隙为例。

图7至图9为本申请一实施例的第一配向控制结构与第二配向控制结构的示意图，其是以第一基板的垂直方向来看。

图10为本申请另一实施例的第一配向控制结构与第二配向控制结构的示意图，其是以第一基板的垂直方向来看。

图11为图10的第一几何单元与第二几何单元具有的几何特征的示意图。

图12至图14为本申请又一实施例的第一配向控制结构与第二配向控制结构的示意图，其是以第一基板的垂直方向来看。

具体实施方式

这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本申请的示例性实施例的目的。但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括多个。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其它特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

以下将参照相关图式，说明依本申请较佳实施例的液晶显示装置，其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。

图1为本申请一较佳实施例的液晶显示装置2的示意图。如图1所示，本实施例的液晶显示装置2包含一第一基板21、一第一垂直配向层22、一第二基板23、一第二垂直配向层24与一液晶层25。

本实施例的液晶显示装置2以应用多区域垂直配向(Multi-domain VerticalAlignment,MVA)技术的液晶显示面板为例，并且液晶层25的液晶以n型液晶，也就是具有负介电常数异向性的液晶为例，但本申请并不限于此应用。

第一基板21与第二基板23相对设置，且液晶层25设置于第一基板21与第二基板23之间。在本实施例中，第一基板21以彩色滤光基板(CF substrate)为例，第二基板23以薄膜晶体管基板(TFT substrate)为例。

第一基板21例如包含一玻璃基板、一彩色滤光层以及一黑色矩阵层，由于这些构件可由习知技艺者所知悉且并非本申请着重之处，因此不再多作说明。第一基板21背对液晶层25之一侧更设有一偏光层P1，并且第一基板21面向液晶层25之一侧更设有一共同电极层28，并且第一垂直配向层22设置于共同电极层28上并面向液晶层25。

第二基板23例如包含一玻璃基板以及一薄膜晶体管数组，由于这些构件可由习知技艺者所知悉且并非本申请着重之处，因此不再多作说明。第二基板22背对液晶层25之一侧更设有一偏光层P2，并且第二基板22面向液晶层25之一侧更设有一画素电极层29，并且第二垂直配向层24设置于画素电极层29上并面向液晶层25。

通过两偏光层P1、P2以及画素电极层29与共同电极层28之间电场的作用，可使各画素对应的液晶分子偏转并对应显示色光而形成影像。需说明的是，虽然图1的共同电极层28与画素电极层29是以一层表示，但习知技艺者了解共同电极层28与画素电极层29可为图案化电极层。另外，第一基板21与第二基板23更可包含其它构件，例如绝缘层、储存电容的电极、平坦化层等等，习知技艺者可视应用需求而增设。

本实施例的液晶显示装置2更包含第一配向控制结构26以及第二配向控制结构27。图2为本实施例之液晶显示装置2的侧视示意图，其显示液晶分子通过第一配向控制结构26以及第二配向控制结构27的倾倒情形。为清楚说明，图2仅绘示基板、配向控制结构与液晶分子。如图2所示，第一配向控制结构26设置于第一基板21上且朝向所述液晶层25设置，第二配向控制结构27设置于第二基板23上且朝向液晶层25设置。本实施例的配向控制结构以凸体为例，但其也可以是孔隙、或是凸体与孔隙的组合。

如图2所示，液晶分子251由于与第一配向控制结构26及第二配向控制结构27形成相互垂直的关系，以致在第一配向控制结构26及第二配向控制结构27附近的液晶分子251与第一基板21(或第二基板23)的垂直方向呈一夹角。在未施加电场时，在第一配向控制结构26及第二配向控制结构27之间的液晶分子251是与第一基板21(或第二基板23)的垂直方向平行，而在施加电场时，液晶分子251由于受到预倾的液晶分子影响而决定了它们的倾倒方向，如此就使单一画素分成多个区域，并且也可加速液晶分子的反应速率。

图3为本申请一较佳实施例的液晶显示装置2的单一画素P的示意图。如图3所示，单一画素P是由相邻数据线DL与相邻扫瞄线SL所定义，并且包含薄膜晶体管TFT与画素电极层29的画素电极部291，其中扫瞄线SL连接薄膜晶体管TFT的闸极，数据线DL连接薄膜晶体管TFT的源极，而薄膜晶体管TFT的汲极连接画素电极部291。由于画素的驱动方法可由习知技艺者所知悉且并非本申请的着重处，因此不再多作说明。

如图3所示，本实施例的第一配向控制结构26例如横设于画素电极部291中间，并与扫瞄线SL平行。本实施例的第二配向控制结构26例如与相邻扫瞄线SL重迭设置。第一配向控制结构26与第二配向控制结构27是以线形为例，但在其它实施例中可例如为弯曲形或其它形状。在本实施例的单一画素P中，是以一个第一配向控制结构26与两个第二配向控制结构27为例，但在其它实施例中可以其它数量来配置，例如二个第一配向控制结构26与二个第二配向控制结构27。

图4为本申请另一较佳实施例的第一配向控制结构26与第二配向控制结构27的示意图，其是以第一基板21(或第二基板23)的垂直方向来看。在本实施例中，第一配向控制结构26与第二配向控制结构27是交替设置，且呈弯曲形。第一配向控制结构26与第二配向控制结构27相互平行。藉由此设置，液晶分子251a、251b相对液晶分子251c、251d旋转90度。如此，同一画素就会产生至少四个不同液晶配向的区域，藉此可进一步达到广视角的效果。需说明的是，图4所示的第一配向控制结构26与第二配向控制结构27的数量可应用于单一画素或多个画素。通过第一配向控制结构26与第二配向控制结构27的交替、弯曲设计，可使液晶分子得到多面的预倾效果。

本实施例的配向控制结构可以是凸体、或孔隙、或凸体与孔隙的组合，以下以图5及图6来例示说明。

图5为本申请一较佳实施例的第二配向控制结构27(或第一配向控制结构26)的示意图，其中第二配向控制结构27以凸体为例。第二基板23上设有画素电极层29，第二配向控制结构27设置于画素电极层29上，而第二垂直配向层24设置于画素电极层29与第二配向控制结构27上。

图6为本申请一较佳实施例的第一配向控制结构26(或第二配向控制结构27)的示意图，其中第一配向控制结构26以孔隙为例。第一基板21上设有共同电极层28，且共同电极层28被图案化而形成孔隙结构，孔隙结构作为第一配向控制结构26。第一垂直配向层22设置于共同电极层28与孔隙结构上。

图7至图9为本申请一实施例的第一配向控制结构26与第二配向控制结构27的示意图，其是以第一基板21的垂直方向来看。

如图7所示，其中实线代表第一配向控制结构26。虚线代表第二配向控制结构27。第一配向控制结构26包含多个六角单元261，第二配向控制结构27包含多个六角单元271。在同一画素内的第一配向控制结构26的六角单元261或第二配向控制结构27的六角单元271彼此相连或至少一部分不相连，在本实施例中是以彼此相连为例作说明，而不相连例如指存在相邻的六角单元271的相邻二边存在一间隔。如图7所示，以第一基板21的垂直方向来看，本实施例的第一配向控制结构26的六角单元261是与第二配向控制结构27的六角单元271完全重迭，也就是第一配向控制结构26的六角单元261与第二配向控制结构27的六角单元271为等相位设置。在其它的实施例中，第一配向控制结构26的六角单元261与第二配向控制结构27的六角单元271可为部分重迭或至少部分不重迭。

另外，六角单元261与271可不等相位设置，以下以图8及图9举例说明。

如图8所示，以第一基板21的垂直方向来看，同一画素内的第一配向控制结构26的六角单元261与第二配向控制结构27的六角单元271在左右方上相差一个相位而排列。在本实施例中，一个相位等同六角单元261或271的一个边长。

如图9所示，以第一基板21的垂直方向来看，同一画素内的第一配向控制结构26的六角单元261与第二配向控制结构27的六角单元271在上下方向上相差二分之一个相位而排列。

在其它实施例中，可视需求而使六角单元261与271在不同方向上以不同值的相位差而排列。

另外，对同一个六角单元261或271来说，可以是部分为凸体结构而另一部分为孔隙结构。

本实施例的液晶显示装置利用同时在上下基板设置对齐或错位的六角单元(六边形结构或蜂巢状)的配向控制结构，可以控制液晶分子在通电时的倾倒方向，以降低出现不同穿透率的区域，并降低这些区域的边界移动情况，以改善屏幕亮度与达到更快的反应时间。

图10为本申请另一实施例的第一配向控制结构26与第二配向控制结构27的示意图，其是以第一基板21的垂直方向来看。

如图10所示，其中实线代表第一配向控制结构26，虚线代表第二配向控制结构27。第一配向控制结构26包含多个第一几何单元262，第二配向控制结构27包含多个第二几何单元272。本实施例是以第一几何单元262为六角形(或蜂巢状)，第二几何单元272为三角形为例，但在其它实施例中，第一几何单元262与第二几何单元272可分别为不同的形状。在同一画素内的第一配向控制结构26的第一几何单元262或第二配向控制结构27的第二几何单元272彼此相连或至少一部分不相连，在本实施例中是以彼此相连为例作说明，而不相连例如指存在相邻的第一几何单元262的相邻二边存在一间隔。

如图10所示，以第一基板21的垂直方向来看，本实施例的第一配向控制结构26的第一几何单元262是与第二配向控制结构27的第二几何单元272完全重迭，这里定义这样的重迭等同于第一几何单元262与第二几何单元272为等相位设置。在其它的实施例中，第一几何单元262与第二几何单元272可为部分重迭或至少部分不重迭。例如，同一画素内的第一几何单元262与第二几何单元272在左右方向上相差一个相位或在上下方向上相差半个相位而排列，一个相位例如定义为第一几何单元262或第二几何单元272的一个边长。在其它实施例中，可视需求而使第一几何单元262与第二几何单元272在不同方向上以不同值的相位差而排列。另外，对同一个第一几何单元262或第二几何单元272来说，可以是部分为凸体结构而另一部分为孔隙结构。

图11为图10的第一几何单元262与第二几何单元272具有的几何特征的示意图。如图11所示，在本实施例中，第一几何单元262为六角形，第二几何单元272为三角形，并且第一几何单元262与第二几何单元272的外接圆为同心，或是具有相同的外接圆。

本实施例的液晶显示装置利用同时在上下基板设置对齐或错位的第一几何单元与第二几何单元的配向控制结构，且第一几何单元不同于第二几何单元，可以控制液晶分子在通电时的倾倒方向，以降低出现不同穿透率的区域，并降低这些区域的边界移动情况，以改善屏幕亮度与达到更快的反应时间。

图12至图14为本申请又一实施例的第一配向控制结构26与第二配向控制结构27的示意图，其是以第一基板21的垂直方向来看。

如图12所示，其中实线代表第一配向控制结构26。虚线代表第二配向控制结构27。第一配向控制结构26包含多个第一波形单元263，第二配向控制结构27包含多个第二波形单元273。在本实施例中，第一波形单元263为正弦波形，第二波形单元273为余弦波形，但在其它实施例中，第一波形单元263与第二波形单元273可为其它波形。另外，正弦波形结构与余弦波形结构的交错或交叉处是间隔201(或断点)。在本实施例中，以第一基板21的垂直方向来看，其中一第一波形单元263与对应的第二波形单元273形成一列，并且同一画素内的同一列的第一波形单元263与第二波形单元273为等相位设置，相邻列的第一波形单元263为等相位设置。

另外，在其它实施例中，同一列的第一波形单元263与第二波形单元273可不等相位设置，并且相邻列的第一波形单元263(或第二波形单元273)也可不等相位设置。

如图13所示，以第一基板21的垂直方向来看，同一画素内的同一列的第一波形单元263与第二波形单元273为等相位设置，相邻列的第一波形单元263为具有四分之一个相位差而设置。

如图14所示，以第一基板21的垂直方向来看，同一画素内的同一列的第一波形单元263与第二波形单元273为等相位设置，相邻列的第一波形单元263为具有二分之一个相位差而设置。

在其它实施例中，可视需求而使第一波形单元263与第二波形单元273以不同值的相位差而排列。

另外，对同一个第一波形单元263或第二波形单元273来说，其可以是部分为凸体结构而另一部分为孔隙结构。

本实施例液晶显示装置则利用同时在上下基板设置对齐或错位的第一波形单元与第二波形单元的配向控制结构，且第一波形单元与第二波形单元彼此不相同，可以控制液晶分子在通电时的倾倒方向，以降低出现不同穿透率的区域，并降低这些区域的边界移动情况，以改善屏幕亮度与达到更快的反应时间。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims

1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：

一第一基板；

一第一垂直配向层，设置于所述第一基板上；

一第二基板，与所述第一基板相对设置；

一第二垂直配向层，设置于所述第二基板上并面对所述第一垂直配向层；

一液晶层，具有负介电常数异向性，且设置于所述第一垂直配向层与所述第二垂直配向层之间；

多个第一配向控制结构，设置于所述第一基板上且朝向所述液晶层设置，各所述第一配向控制结构包含多个第一波形单元；以及

多个第二配向控制结构，设置于所述第二基板上且朝向所述液晶层设置，各所述第二配向控制结构包含多个第二波形单元，且所述第一波形单元不同于所述第二波形单元；

其中，以所述第一基板的垂直方向来看，所述第一配向控制结构的其中之一与所述第二配向控制结构的其中之一至少部分互相重迭；

其中，以所述第一基板的垂直方向来看，同一画素内的同一列的所述第一波形单元与所述第二波形单元为等相位设置，相邻列的所述第一波形单元为等相位设置或不等相位设置，

其中，以所述第一基板的垂直方向来看，各所述第一配向控制结构或各所述第二配向控制结构为弯曲形。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，其中各所述第一配向控制结构或各所述第二配向控制结构为凸体、或孔隙或其组合。