CN110082969B - 液晶显示面板及其制作方法和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶显示面板及其制作方法和显示装置，该液晶显示面板设有多个像素单元，每个像素单元包括第一区和第二区，第一区设有红色子像素电极、绿色子像素电极蓝色子像素电极，第二区设有白色子像素电极，每个像素单元还设有第一公共电极和第二公共电极，第一区的各个子像素电极和该第一公共电极位于不同层且上下设置，第二区的白色子像素电极和第二公共电极处于同一平面，彩膜基板上对应于该白色子像素电极的位置设置视角控制电极。通过将像素单元分为第一区和第二区，宽视角显示时，各个子像素均参与画面显示，窄视角显示时第二区的白色子像素电极不参与画面显示，实现宽窄视角的亮度和对比度一致，同时还可提高宽视角显示的穿透率。

Description

液晶显示面板及其制作方法和显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，且特别涉及一种宽窄视角切换的液晶显示面板及其制作方法和显示装置。

背景技术

液晶显示装置(liquid crystal display，LCD)具有画质好、体积小、重量轻、低驱动电压、低功耗、无辐射和制造成本相对较低的优点，在平板显示领域占主导地位。

现在液晶显示装置逐渐向着宽视角方向发展，如采用面内切换模式(IPS)或边缘场开关模式(FFS)的液晶显示装置均可以实现较宽的视角。宽视角的设计使得使用者从各个方向均可看到完整且不失真的画面。然而，当今社会人们越来越注重保护自己的隐私，有很多事情并不喜欢拿出来和人分享。在公共场合，总希望自己在看手机或者浏览电脑的时候内容是保密的。因此，单一视角模式的显示器已经不能满足使用者的需求。除了宽视角的需求之外，在需要防窥的场合下，也需要能够将显示装置切换或者调整到窄视角模式，实现宽窄视角可切换显示。

目前，液晶显示面板的每个像素单元中包括四色子像素(R子像素、G子像素、B子像素、W子像素)，在阵列基板上对应于W子像素的位置子像素电极缺失，同时在彩膜基板上对应于W子像素的位置设有条状的视角控制电极，当视角切换电极不施加电压时，阵列基板上的像素电极显示灰阶电压，液晶显示面板为宽视角显示，当视角切换电极施加偏置电压，视角切换电极对应区域形成垂直电场，液晶显示面板为窄视角显示。此种架构在宽视角状态下，由于W子像素对应的子像素电极缺失，不参与显示画面，导致宽视角状态下像素单元的开口率下降，造成穿透率降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液晶显示面板及其制作方法和显示装置，在提高窄视角对比度的同时提升宽视角的穿透率，提升液晶显示面板的整体显示画质。

本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

一种液晶显示面板，包括相对设置的阵列基板、彩膜基板以及夹设于该阵列基板和该彩膜基板之间的液晶层，该液晶显示面板设有多个像素单元，每个像素单元包括第一区和第二区，该第一区设有红色子像素电极、绿色子像素电极、蓝色子像素电极，该第二区设有白色子像素电极，每个像素单元还设有第一公共电极和第二公共电极，该第一区的各个子像素电极和该第一公共电极位于不同的层且上下设置，该第二区的白色子像素电极和该第二公共电极处于同一平面，该彩膜基板上对应于该白色子像素电极的位置设置视角控制电极。

进一步地，该第一公共电极为面状电极，置于该第一区的各个子像素电极的下方。

进一步地，该白色子像素电极和该第二公共电极均为条状电极，且相互嵌套呈梳状结构。

进一步地，该第一区的红色子像素电极、绿色子像素电极、蓝色子像素电极同层设置，且与该第二区的白色子像素电极同层但位于不同平面。

进一步地，该视角控制电极为条状电极，与该白色子像素电极上下设置。

进一步地，当该视角控制电极不施加电压时，该像素单元的四色子像素电极施加灰阶电压，该第一公共电极和该第二公共电极施加基准电压(0V)时，该液晶显示面板为宽视角显示；

当该视角控制电极施加偏置电压，该第一区的各个子像素电极施加灰阶电压，该白色子像素电极、该第一公共电极和该第二公共电极施加基准电压(0V)时，在第二区形成垂直电场，该液晶显示面板为窄视角显示。

进一步地，该第一公共电极和该第二公共电极同层设置且互相连接。

进一步地，该阵列基板包括衬底基板，各个子像素电极和该第一公共电极及该第二公共电极均设于该衬底基板，且夹设有绝缘层。

本发明还提供一种显示装置，包括上述所述的液晶显示面板。

本发明还提供一种液晶显示面板的制作方法，该液晶显示面板包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，该阵列基板的制作方法包括：

在衬底基板上沉积第一金属层，并通过图案化处理形成扫描线；

在该衬底基板上形成栅绝缘层，该栅绝缘层覆盖该扫描线；

在该栅绝缘层上沉积的第二金属层，并通过图案化处理形成数据线；

在该栅绝缘层上形成第一绝缘层，该第一绝缘层覆盖该数据线；

在该第一绝缘层沉积第三金属层，并通过图案化处理形成公共电极；

该液晶显示面板上包括多个像素单元，每个像素单元内包括第一区和第二区，对该公共电极和该第一绝缘层进行图案化处理，在第二区内形成贯穿该公共电极和第一绝缘层的过孔，在该第一区形成第一公共电极，在该第二区形成第二公共电极，

在该公共电极上形成第二绝缘层，该第二绝缘层覆盖该过孔；

在该第二绝缘层上沉积第四金属层，并通过图案化处理形成像素电极。

进一步地，该像素电极包括位于该第一区的红色子像素电极、绿色子像素电极、蓝色子像素电极，以及位于该第二区的白色子像素电极。

本发明提供的液晶显示面板和显示装置，将每个像素单元分为第一区和第二区，其中第一区包括红色子像素电极、绿色子像素电极和蓝色子像素电极，且第一公共电极设于第一区的各个子像素电极下方，第二区包括白色子像素电极，其中白色子像素电极和第二公共电极不同层但设置在同一平面，即第一区采用边缘场开关模式(FFS)进行显示，第二区采用面内切换模式(IPS)进行显示，彩膜基板上对应于白色子像素电极的位置设置视角控制电极，通过向该视角控制电极施加电压以控制视角控制区域内的液晶分子的偏转；在宽视角模式下视角控制电极不施加电压，各个子像素电极施加灰阶电压，在第一区产生边缘电场形成了显示区域的宽视角显示，在第二区产生横向电场形成了显示区域的宽视角显示；当视角控制电极视角偏置电压，第一区仍然为边缘电场显示，在第二区形成垂直电场，液晶分子处于竖直状态，在侧面观看液晶显示面板时，视角控制区域出现侧向漏光，进而实现窄视角显示。本发明通过将像素单元分为第一区和第二区，在宽视角显示时，各个子像素均参与画面显示，窄视角显示时第二区的白色子像素电极不施加电压，不参与画面显示，以增加窄视角斜边漏光面积，强化窄视角的效果，实现宽窄视角的亮度和对比度一致，同时还可提高宽视角显示的穿透率，大幅度提升液晶显示面板的显示画质。

附图说明

图1为本发明实施例提供的液晶显示面板中阵列基板的平面示意图。

图2为图1中阵列基板的单个像素单元的平面图。

图3为本发明的液晶显示面板在宽视角模式下的剖面示意图。

图4为本发明的液晶显示面板在窄视角模式下的剖面示意图。

图5为本发明的液晶显示面板在宽视角显示时的透过率仿真效果图。

图6为本发明的液晶显示面板在窄视角显示时的透过率仿真效果图。

图7为本发明的液晶显示面板的制作方法的流程框图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1及图2所示，本实施例提供的液晶显示面板100，包括阵列基板10和彩膜基板30以及夹设于阵列基板10和彩膜基板30之间的液晶层20。该液晶显示面板100设有多个像素单元P，每个像素单元P包括第一区PA和第二区PB，该第一区PA设有红色子像素电极121、绿色子像素电极122、蓝色子像素电极123，该第二区PB设有白色子像素电极124，每个像素单元P还设有公共电极13，具体分为第一公共电极131和第二公共电极132，该第一区PA的各个子像素电极(121,122,123)和该第一公共电极131位于不同层且上下设置，该第二区PB的白色子像素电极124和该第二公共电极132处于同一平面，该彩膜基板30上对应于该白色子像素电极124的位置设置视角控制电极31。

如图2及图3所示，第一区PA中各个子像素电极(121,122,123)在上侧且为条状电极，其对应的第一公共电极131设于各个子像素电极(121,122,123)的下层且为面状电极。第二区PB中白色子像素电极124和对应的第二公共电极132处于同一平面且均为条状，相互嵌套呈梳状结构。具体地，该第一区PA的红色子像素电极121、绿色子像素电极122、蓝色子像素电极123同层设置，且与该第二区PB的白色子像素电极124位于同层但位于不同平面。需要说明的是，此处的同层但位于不同平面在本实施例中指的是，各个子像素电极(121,122,123,124)是同一膜层中形成的，但是白色子像素电极124和第一公共电极131及第二公共电极132处于同一平面，以保证在第二区PB内的白色子像素电极124和第二公共电极132之间形成稳定的横向电场。由此可知，第一区PA采用边缘场开关模式(FFS)显示，第二区PB采用面内切换模式(IPS)显示。

如图2所示，该第一公共电极131和该第二公共电极132同层设置且互相连接并统一施加公共电压(Vcom)。具体地，该阵列基板10包括衬底基板110，各个子像素电极(121,122,123,124)和该第一公共电极131及该第二公共电极132均设于该衬底基板110，且夹设有绝缘层14，具体地，绝缘层14分为第一绝缘层141和第二绝缘层142，第一绝缘层141将公共电极13和下层的数据线111、扫描线112间隔开，第二绝缘层142将公共电极13和像素电极间隔开，以使第一、第二公共电极(131,132)和各子像素电极(121,122,123,124)之间彼此绝缘。

本实施例中，为保证白色子像素电极124和第一公共电极131及第二公共电极132处于同一平面，将第一公共电极131的膜厚和白色子像素电极124的膜厚相等，且第一绝缘层141的膜厚等于第二绝缘层142的膜厚，例如第一绝缘层141和第二绝缘层142的膜厚为

各个子像素电极(121,122,123,124)和第一公共电极131的膜厚为

也可根据实际情况设置绝缘层和电极层的膜厚，并不限于本文中所举例子。

阵列基板10上设有多条数据线111和多条扫描线112，阵列基板10的各个子像素电极(121,122,123,124)均通过一薄膜晶体管113与临近该子像素电极的扫描线112和数据线111连接。

本实施例中，视角控制电极31设于彩膜基板30朝向液晶层20的一侧并与该白色子像素电极124上下设置，其为条状电极且所有视角控制电极31连在一起便于施加视角控制电压信号。对应的，彩膜基板30上设有红、绿、蓝和白色色阻层32，分别与红色子像素电极121、绿色子像素电极122、蓝色子像素电极123、白色子像素电极124对应，各个色阻层32之间通过黑矩阵33相互间隔。

本实施例中，液晶显示面板100可实现宽视角和窄视角显示两种模式。

液晶层20内的液晶分子为正性液晶分子。在初始状态(即液晶显示面板100未施加任何电压的情形)下，液晶层20内的正性液晶分子呈平躺姿态，正性液晶分子的长轴方向与上下基板的表面基本平行。

如图3所示，当该视角控制电极31不施加电压时，该像素单元P的四色子像素电极(121,122,123,124)施加灰阶电压，该第一公共电极131和该第二公共电极132施加基准电压(0V)时，第一区PA的各个子像素电极(121,122,123)和第一公共电极131之间形成边缘电场，第一区PA对应的液晶分子受到边缘电场的作用倾斜偏转，实现显示面板的宽视角显示；第二区PB的白色子像素电极124和第二公共电极132之间形成横向电场，第二区PB的液晶分子受到横向电场的作用进行面内偏转，实现显示面板的宽视角显示。

如图4所示，当该视角控制电极31施加偏置电压，该第一区PA的各个子像素电极(121,122,123)施加灰阶电压，白色子像素电极124、第一公共电极131和第二公共电极132施加基准电压(0V)时，第一区PA仍然为边缘电场显示，液晶分子受到边缘电场的作用，视角控制电极31和第二公共电极132(或白色子像素电极124)之间形成垂直电场，液晶分子在垂直电场的作用下处于竖直状态，在侧面观看液晶显示面板100时，每个像素单元P的第二区PB出现侧向漏光，进而实现窄视角显示。

图5为本发明的液晶显示面板100在宽视角显示时的透过率仿真效果图。图6为本发明的液晶显示面板100在窄视角显示时的透过率仿真效果图。如图5所示，在宽视角状态下，第一区PA和第二区PB均参与画面显示，避免了第二区PB的白色子像素电极124不参与画面显示时造成的像素单元P开口率下降，从而导致穿透率下降的问题。如图6所示，在窄视角状态下，第二区PB的白色子像素电极124不施加电压，不参与画面显示，主要作用是增加窄视角斜边漏光面积，强化窄视角的效果，实现宽窄视角的亮度和对比度一致。

本发明实施例还提供一种液晶显示面板的制作方法，请参图6，该液晶显示面板100包括相对设置的阵列基板10和彩膜基板30，其中该阵列基板10的制作方法包括：

在衬底基板110上沉积第一金属层，并通过图案化处理形成扫描线112。

具体地，第一金属层为透明导电金属例如ITO、IZO等，并使用光罩对第一金属层进行图形化处理，在衬底基板110上形成扫描线112。

在该衬底基板110上形成栅绝缘层，该栅绝缘层覆盖该扫描线112。

在该栅绝缘层上沉积的第二金属层，并通过图案化处理形成数据线111。其中，该数据线111和该扫描线112的延伸方向相互垂直，其中扫描线112用于传输扫描信号；数据线111用于传输数据信号。

然后，在该栅绝缘层上形成第一绝缘层141，该第一绝缘层141用以覆盖该数据线111。

在该第一绝缘层141沉积第三金属层，然后使用光罩对第一绝缘层141进行图案化处理形成公共电极13，此时公共电极13为整面电极。

本实施例中，该液晶显示面板100上包括多个像素单元P，每个像素单元P内包括第一区PA和第二区PB，使用光罩对该公共电极13和该第一绝缘层141进行图案化处理，在第二区PB内形成贯穿该公共电极13和第一绝缘层141的过孔115，在该第一区PA形成第一公共电极131，在该第二区PB形成第二公共电极132；

在形成过孔115时，首先对该整面的公共电极13进行图案化处理，形成第一公共电极131和第二公共电极132后，以上层的第一公共电极131和第二公共电极132为光罩对下层的第一绝缘层141进行干蚀刻处理，不需要增加额外的光罩。

具体地，整面的公共电极13由于过孔115的存在被分成两部分，其中位于第一区PA部分为第一公共电极131，位于第二区PB的电极被过孔115分割成条状电极，也就是第二公共电极132，第一公共电极131和第二公共电极132连接在一起便于统一施加公共电压信号。

然后，在该公共电极13上形成第二绝缘层142，其中该第二绝缘层142覆盖该过孔115。

最后，在该第二绝缘层142上沉积第四金属层，使用光罩对第四金属层进行图案化处理形成像素电极12。

其中，该像素电极包括位于该第一区PA的红色子像素电极121、绿色子像素电极122、蓝色子像素电极123，以及位于该第二区PB的白色子像素电极124。

由此可知，四个子像素电极均为同层设置，但是位于第一区PA内的子像素电极和第二区PB的白色子像素电极124位于不同的平面，即对于液晶显示面板100来说，在一个像素单元P中，第一区PA为FFS显示，第二区PB为IPS显示。

具体地，第二区PB中的白色子像素电极124和第二公共电极132处于同一平面，两者的膜厚相等，为保证白色子像素电极124和第二公共电极132之间形成稳定的横向电场，第一绝缘层141和第二绝缘层142也设置为相同的膜厚。

本实施例中，该液晶显示面板的制作方法，不需要增加额外的光罩(mask)，只需额外增加一道该第一绝缘层的干蚀刻工艺，利用公共电极的光罩当屏蔽进行该第一绝缘层的干蚀刻工艺。

本实施例还提供一种显示装置，包括上述所述的液晶显示面板100。

关于本实施例的其他结构及工作原理，可以参见上述第一实施例，在此不再赘述。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种液晶显示面板(100)，包括相对设置的阵列基板(10)、彩膜基板(30)以及夹设于该阵列基板(10)和该彩膜基板(30)之间的液晶层(20)，该液晶显示面板(100)设有多个像素单元(P)，其特征在于，每个像素单元(P)包括第一区(PA)和第二区(PB)，该第一区(PA)设有红色子像素电极(121)、绿色子像素电极(122)、蓝色子像素电极(123)，该第二区(PB)设有白色子像素电极(124)，该第一区(PA)和该第二区(PB)的子像素电极均与相邻的数据线连接；每个像素单元(P)还设有第一公共电极(131)和第二公共电极(132)，该第一公共电极(131)和该第二公共电极(132)同层设置且互相连接，该第一区(PA)的各个子像素电极和该第一公共电极(131)位于不同的层且上下设置，该第二区(PB)的白色子像素电极(124)和该第二公共电极(132)处于同一平面，该彩膜基板(30)上对应于该白色子像素电极(124)的位置设置视角控制电极(31)；

其中，在宽视角模式下，该视角控制电极(31)不施加电压，第一区(PA)和第二区(PB)的子像素电极均施加灰阶电压，该第一公共电极(131)和该第二公共电极(132)施加基准电压，第一区(PA)的各个子像素电极和该第一公共电极(131)之间形成边缘电场，第二区(PB)的白色子像素电极(124)和该第二公共电极(132)之间形成横向电场；在窄视角模式下，该视角控制电极(31)施加偏置电压，第一区(PA)的各个子像素电极施加灰阶电压，该白色子像素电极(124)、该第一公共电极(131)和该第二公共电极(132)施加基准电压，第一区(PA)的各个子像素电极和该第一公共电极(131)之间形成边缘电场，第二区(PB)的白色子像素电极(124)以及该第二公共电极(132)与该视角控制电极(31)之间形成垂直电场。

2.如权利要求1所述的液晶显示面板(100)，其特征在于，该第一公共电极(131)为面状电极，置于该第一区(PA)的各个子像素电极的下方。

3.如权利要求1所述的液晶显示面板(100)，其特征在于，该白色子像素电极(124)和该第二公共电极(132)均为条状电极，且相互嵌套呈梳状结构。

4.如权利要求1所述的液晶显示面板(100)，其特征在于，该第一区(PA)的红色子像素电极(121)、绿色子像素电极(122)、蓝色子像素电极(123)同层设置，且与该第二区(PB)的白色子像素电极(124)同层但位于不同平面。

5.如权利要求1所述的液晶显示面板(100)，其特征在于，该视角控制电极(31)为条状电极，与该白色子像素电极(124)上下设置。

6.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的液晶显示面板(100)。

7.一种液晶显示面板的制作方法，该液晶显示面板(100)包括相对设置的阵列基板(10)和彩膜基板(30)，其特征在于，该液晶显示面板(100)为如权利要求1-5任一项所述的液晶显示面板；其中，该阵列基板(10)的制作方法包括：

在衬底基板(110)上沉积第一金属层，并通过图案化处理形成扫描线(112)；

在该衬底基板(110)上形成栅绝缘层，该栅绝缘层覆盖该扫描线(112)；

在该栅绝缘层上沉积的第二金属层，并通过图案化处理形成数据线(111)；

在该栅绝缘层上形成第一绝缘层(141)，该第一绝缘层(141)覆盖该数据线(111)；

在该第一绝缘层(141)沉积第三金属层，并通过图案化处理形成公共电极(13)；

该液晶显示面板(100)上包括多个像素单元(P)，每个像素单元(P)内包括第一区(PA)和第二区(PB)，对该公共电极(13)和该第一绝缘层(141)进行图案化处理，在第二区(PB)内形成贯穿该公共电极(13)和第一绝缘层(141)的过孔(115)，在该第一区(PA)形成第一公共电极(131)，在该第二区(PB)形成第二公共电极(132)；

在该公共电极(13)上形成第二绝缘层(142)，该第二绝缘层(142)覆盖该过孔(115)；

在该第二绝缘层(142)上沉积第四金属层，并通过图案化处理形成像素电极。

8.如权利要求7所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，该像素电极包括位于该第一区的红色子像素电极(121)、绿色子像素电极(122)、蓝色子像素电极(123)，以及位于该第二区(PB)的白色子像素电极(124)。

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