CN1641438A - 液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶显示装置，其包括第一基板、第二基板、一液晶层和两块偏光片，该液晶层位于该第一基板与该第二基板之间，该两块偏光片分别设于该第一及第二基板上，其中，至少一偏光片设置在相应基板内侧表面上。
Description
【技术领域】
本发明是关于一种液晶显示装置。
【背景技术】
液晶显示装置因具有低辐射性、体积轻薄短小及耗电低等特点，所以在使用上日渐广泛，且随着相关技术的成熟及创新，其种类亦日益繁多。
从对入射光的利用方式划分，液晶显示装置可分为穿透式、半穿透半反射式及反射式三种。然而，不论是穿透式、半穿透半反射式或者反射式的液晶显示装置，通常当使用者从不同角度观看液晶显示装置显示画面时，图像的对比度会随着观看角度的增加而降低，从而产生视角限制。为克服早期出现的扭曲向列型(Twisted Nematic，TN)及超扭曲向列型(Super TwistedNematic，STN)液晶显示装置存在视角窄小的缺陷，日本日立公司(Hitachi)率先提出一种平面内旋转模式(In-Plane Switching mode，IPS)的广视角液晶显示装置。该种IPS液晶显示装置与传统的扭曲向列型、超扭曲向列型液晶显示装置区别在于：其公共电极与像素电极是设置在同一基板上，利用公共电极与像素电极间产生的横向水平电场使液晶分子在平面上转动。该种IPS液晶显示装置可显著提高液晶显示装置的视角，但是由于其公共电极与像素电极设置在同一基板上，使得开口率较低。
为克服IPS液晶显示装置上述缺陷，出现一种边缘电场开关(Fringe FieldSwitching，FFS)型液晶显示装置，该种FFS液晶显示装置改进IPS液晶显示装置的电极设置方式，其公共电极与像素电极是分别设在同一基板的不同层上，公共电极位于像素电极正下方且设置在整个基板表面上，从而可改善IPS液晶显示装置开口率不足的缺陷。
另外，为达到广视角的目的，目前已开发的主流广视角技术还有多域垂直配向(Multi-Domain Vertical Alignment，MVA)广视角技术、及光学弯曲补偿(Optically Compensated Bend，OCB)广视角技术等。总而言之，如何增大液晶显示装置的视角，提升其图像显示品质，为今日业界所致力的主要方向之一。
请参阅图1，以穿透式FFS型液晶显示装置为例，现有技术液晶显示装置1包括两相对的透明下基板10与上基板20、液晶分子30分布于该下基板10与上基板20之间。其中，该液晶分子20有序排列；一透明公共电极11、一透明绝缘层12、一透明像素电极13及一下配向膜14依次设置在该下基板10内表面上。一彩色滤光片25及一上配向膜24依序设置在上基板20内表面上，该彩色滤光片25包括由黑色矩阵间隔设置的RGB着色层(图未示)。一对偏振方向互相垂直的偏光片30、40分别贴附在基板10、20的外表面。
现有技术液晶显示装置1采用的偏光片30、40为寻常光偏振型偏光片(Ordinary type polarizer)，该种寻常光偏振型偏光片的偏光特性为：寻常偏振态的入射光可穿过；非寻常偏振态的入射光穿过时将被吸收。该偏光片30、40的主要材料为聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol，PVA)，由于PVA耐高温性能较差，通常不超过80℃，因而液晶显示装置不宜于较高温度的环境下使用；且该偏光片30、40是贴附在基板10、20的外表面，极易被刮伤，从而使液晶显示装置1的应用领域受到一定限制。实际中，使用相互正交设置的两块寻常光偏振型偏光片30、40时，图像的对比度会随着观看角度的增加而急剧降低(请参阅图3曲线I所示)，从而产生视角限制；且，使用相互正交设置的两块寻常光偏振型偏光片30、40时，液晶显示装置1于大角度漏光较为严重(请参阅图6B所示)，影响图像显示品质。该两块偏光片30、40采用外贴的设置方式，经偏光片30作用后所得的偏振光需先经该彩色滤光片25后方可到达另一偏光片40，彩色滤光片25的黑色矩阵及RGB着色层对穿过其中的偏振光产生一定的吸收及散射作用，因而对经偏光片30作用后所形成的偏振光造成破坏，降低液晶显示装置1的偏光效率及光穿透率，影响其图像显示品质。
【发明内容】
为解决现有技术液晶显示装置图像显示品质较差、应用范围较窄的缺陷，本发明提供一种图像显示品质较佳、应用范围广泛的液晶显示装置。
为实现本发明要解决的技术问题，本发明液晶显示装置包括第一基板、第二基板、一液晶层和两块偏光片，该液晶层位于该第一基板与该第二基板之间，该两块偏光片分别设于该第一及第二基板上，其中，至少一块偏光片设置在相应基板内侧表面上。
相较于现有技术，本发明的液晶显示装置具有如下优点：偏光片设置在相应基板内侧表面，可消除彩色滤光片对偏振光的破坏，提高偏光效率及光穿透率，提升液晶显示装置的图像显示品质；偏光片采用内置于相应基板内侧的设置方式，不易被刮伤，耐化学溶剂，使液晶显示装置的应用领域更为广泛。
【附图说明】
图1是现有技术液晶显示装置的剖面示意图，其中两块偏光片外贴于相应基板的外侧表面上。
图2是本发明液晶显示装置第一实施方式的剖面示意图。
图3是采用非寻常光偏振型偏光片的液晶显示装置与采用寻常光偏振型偏光片的液晶显示装置在不同视角范围的对比度特性比较图。
图4是本发明液晶显示装置第二实施方式的剖面示意图。
图5是本发明液晶显示装置第三实施方式的剖面示意图。
图6显示采用非寻常光偏振型偏光片的液晶显示装置与采用寻常光偏振型偏光片的液晶显示装置漏光特性示意图。
【具体实施方式】
图2是本发明液晶显示装置第一实施方式的剖面示意图，以穿透式FFS型液晶显示装置为例，本发明液晶显示装置包括一下基板110，一与该下基板110相对设置的上基板120、一位于该两基板110、120间的液晶层130。
该下基板110内侧表面上依序设置有一公共电极111、一绝缘层112、一像素电极113、一下偏光片141及一下配向层116。该上基板120内侧表面上依序设置有一彩色滤光片127、一上偏光片143及一上配向层126。其中，该液晶层130包括多个液晶分子，该绝缘层112采用透明绝缘材质，使该公共电极111及像素电极113保持电气绝缘。该公共电极111及像素电极113采用透明导电材料制成，如氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)或氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)等。该公共电极111设置在整个下基板110上，该像素电极113为平行间隔设置的条状透明电极。当施加一驱动电压时，该公共电极111及像素电极113之间可产生一边缘电场，该边缘电场可使液晶层130的液晶分子在平面内发生旋转。该配向层116、126采用摩擦配向制造工艺使其配向方向为相互平行或相差180°以使得液晶层130的液晶分子做水平方向排列。
该下偏光片141与上偏光片143正交设置，两者的偏光方向相互垂直。该两块偏光片141、143是采用非寻常光偏振型偏光片，其由具有液晶相(Liquid-crystalline Phase)的有机染料制成，其偏光特性为：非寻常偏振态的入射光可穿过该偏光片141、143；寻常偏振态的入射光穿过该偏光片141、143时将被吸收。该偏光片141、143的厚度一般小于100微米，厚度相当轻薄，因此其分别设置在相应基板110、120内侧表面时，几乎不会对液晶显示装置100的操作电压造成不良影响。
该两块偏光片141、143设置在相应基板110、120内侧的液晶层与彩色滤光片127之间，可消除彩色滤光片对偏振光的破坏及散射，提高偏光效率及光穿透率，从而提升液晶显示装置100的图像显示品质。该两块偏光片141、143采用内置于相应基板内侧的设置方式，不易被刮伤，耐化学溶剂，使液晶显示装置100的应用领域更广泛。
本发明的液晶显示装置100采用内置的非寻常光偏振型偏光片141、143取代传统外贴式的寻常光偏振型偏光片具有如下优点：参阅图3所示，其中，曲线I是采用寻常光偏振型偏光片的液晶显示装置在不同视角范围的对比度特性曲线图，曲线II是采用非寻常光偏振型偏光片的液晶显示装置在不同视角范围的对比度特性曲线图，使用非寻常光偏振型偏光片时，液晶显示装置100于较大的视角范围均可获得较高对比度，从而提升其图像的显示品质。而且，该内置的两块偏光片141、143厚度轻薄，可使液晶显示装置100外观更为轻薄。另外，本发明采用的非寻常光偏振型偏光片141、143耐热温度为200℃，更耐高温；而且，制程中可直接将两块偏光片141、143镀于相应基板110、120上，可省去了传统采用大量人工外贴偏光片的成本。
请参阅图4，是本发明液晶显示装置第二实施方式的示意图。该液晶显示装置200为液晶显示装置100的改进设计，其与液晶显示装置100的区别在于：其采用一寻常光偏振型偏光片243取代液晶显示装置100的非寻常光偏振型偏光片143。该液晶显示装置200包括一非寻常光偏振型偏光片241及一寻常光偏振型偏光片243，其中，该非寻常光偏振型偏光片241设置在下基板210内侧表面，该寻常光偏振型偏光片243设置在上基板220的外侧表面。
请参阅图5，是本发明液晶显示装置第三实施方式的示意图。该液晶显示装置300与液晶显示装置100的区别在于：其采用一寻常光偏振型偏光片343取代液晶显示装置100的非寻常光偏振型偏光片143。该液晶显示装置300包括一非寻常光偏振型偏光片341及一寻常光偏振型偏光片343，其中，该非寻常光偏振型偏光片341设置在上基板320内侧表面，该寻常光偏振型偏光片343设置在下基板320的外侧表面。
请参阅图6，其中，图6A显示采用二相互正交非寻常光偏振型偏光片的漏光特性示意图；图6B显示采用二相互正交寻常光偏振型偏光片的漏光特性示意图。由于相互正交的非寻常光偏振型偏光片及寻常光偏振型偏光片的光轴互相平行，对任何角度入射光波的漏光恰能互补，因而本发明的液晶显示装置200、300中搭配使用一非寻常光偏振型偏光片241、341及一寻常光偏振型偏光片243、343时，可显著降低大角度的漏光，从而可进一步改善液晶显示装置100的图像显示品质。
前述的液晶显示装置100、200、300仅是以穿透式FFS型液晶显示装置为例，本发明也适用于其它类型液晶显示装置，如扭曲向列型液晶显示装置、超扭曲向列型液晶显示装置、IPS液晶显示装置及反射式或半穿透半反射式的FFS型液晶显示装置等。
其中，液晶显示装置100、200、300为一半穿透半反射式FFS型液晶显示装置时，其公共电极111由透明导电材料制成，光线可穿透该公共电极进入液晶层；其像素电极113采用具有反射性能的金属铝或金属银制成，其将外界入射光线反射回液晶层。该一半穿透半反射式FFS型液晶显示装置的电极也可做如下的设置：其像素电极113由透明导电材料制成；其公共电极111包括一光反射部分及一光透过部分，该光反射部分由具有反射性能的金属材料制成，该光透过部分由透明导电材料制成。
当前述的液晶显示装置100、200、300为一反射式FFS型液晶显示装置时，其电极可有如下配置：其公共电极111或像素电极113是由具有反射性能的金属材料制成，如采用非透光金属银或金属铝；或者，公共电极111及像素电极113均由具有反射性能的金属材料制成；或者，其公共电极111及像素电极113均由透明导电材料制成，一反射板设置在公共电极111及像素电极113正下方实现反射入射光线的功能。
本发明的液晶显示装置还有其他变更设计，如：液晶显示装置200、300中的偏光片241、243、341、343也可全采用两块非寻常光偏振型偏光片，其中，一非寻常光偏振型偏光片设置在相应基板的内侧表面，另一非寻常光偏振型偏光片则设置在相应基板的外侧表面。液晶显示装置100、200、300的像素电极113也可为鱼骨状或其它弯折形状设计。
Claims (20)
1.一种液晶显示装置，其包括第一基板、第二基板、一液晶层和两块偏光片，该液晶层位于该第一基板与该第二基板之间，该两块偏光片分别设于该第一及第二基板上，其特征在于：至少一块偏光片设置在相应基板内侧表面上。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该两块偏光片为非寻常光偏振型偏光片。
3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：该两块偏光片均设置在相应基板的内侧表面上。
4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该两块偏光片包括一非寻常光偏振型偏光片和一寻常光偏振型偏光片。
5.如权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于：该非寻常光偏振型偏光片设置在相应基板的内侧表面上。
6.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该液晶显示装置是一扭曲向列型液晶显示装置。
7.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该液晶显示装置是一超扭曲向列型液晶显示装置。
8.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该液晶显示装置是一广视角液晶显示装置。
9.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于：该液晶显示装置是一平面内旋转模式的广视角液晶显示装置。
10.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于：该液晶显示装置是一边缘电场开关型的广视角液晶显示装置。
11.如权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于：该边缘电场开关型的广视角液晶显示装置包括一像素电极和一公共电极，该像素电极及和公共电极之间可形成一边缘电场。
12.如权利要求11所述的液晶显示装置，其特征在于：该液晶显示装置是一穿透式边缘电场开关型之液晶显示装置。
13.如权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于：该像素电极及公共电极由透明导电材料制成。
14.如权利要求11所述的液晶显示装置，其特征在于：该液晶显示装置为一半穿透半反射式边缘电场开关型液晶显示装置。
15.如权利要求14所述的液晶显示装置，其特征在于：该像素电极由具有反射性能的金属材料制成，该公共电极由透明导电材料制成。
16.如权利要求14所述的液晶显示装置，其特征在于：该公共电极包括一光反射部分和一光透过部分，该光反射部分由具有反射性能的金属材料制成，该光透过部分由透明导电材料制成。
17.如权利要求11所述的液晶显示装置，其特征在于：该液晶显示装置为一反射式边缘电场开关型液晶显示装置。
18.如权利要求17所述的液晶显示装置，其特征在于：该公共电极或像素电极由具有反射性能的金属材料制成。
19.如权利要求17所述的液晶显示装置，其特征在于：该公共电极和像素电极由具有反射性能的金属材料制成。
20.如权利要求17所述的液晶显示装置，其特征在于：该公共电极和像素电极均由透明导电材料制成，一反射板设置在该公共电极和像素电极正下方以对入射光线进行反射。
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