CN1655021A - 液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种液晶显示装置，其包括第一基板、第二基板、一液晶层、多个像素电极、一公共电极及两偏光片，第一基板与第二基板相对设置，该液晶层设置在该第一基板与该第二基板之间，该多个像素电极位在该液晶层与该第一基板之间，该公共电极位于该像素电极与该第一基板之间，该两偏光片分别设置在该第一基板及第二基板上，该像素电极是反射式电极，至少一偏光片是设置在相应基板的内侧表面上。
Description
【技术领域】
本发明是关于一种液晶显示装置，特别是关于一种边缘电场开关型(Fringe Field Switching，FFS)液晶显示装置。
【背景技术】
液晶显示装置因为具有低辐射性、体积轻薄及耗电低等特点，所以使用上日渐广泛，并且随着相关技术的成熟和创新，其种类也日益繁多。
通常当使用者从不同角度观看液晶显示装置时，图像的对比度会随着观看角度的增加而降低，这就是液晶显示装置的视角缺陷。为克服早期出现的扭曲向列型及超扭曲向列型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切换型(In-Plane Switching Mode，IPS)的广视角液晶显示装置。该种平面内切换型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之间产生平行于基板的电场使液晶分子在平行于基板的平面上转动。该平面内切换型液晶显示装置可以显著提高液晶显示装置的视角，然而该平面内切换型液晶显示装置由于其电场空间分布密度较低而无法使液晶充分扭转，因而无法充分透光，为了提高电场空间分布密度，需要提高驱动电压，因此功耗增加。
为了克服平面内切换型液晶显示装置驱动电压高、功耗大的缺陷，出现一种边缘电场开关型液晶显示装置，该边缘电场开关型液晶显示装置改进平面内切换型液晶显示装置的电极设置方式，其公共电极与像素电极分别设置在同一基板的不同层上，公共电极与像素电极间隔一层厚度很小的绝缘层，因此电场分布更密集，液晶分子充分扭转，因此可降低驱动电压，功耗减少。
请参阅图1，是一种现有技术穿透式边缘电场开关型型液晶显示装置，该液晶显示装置1包括两块相对设置的透明下基板10与上基板20、一液晶层30分布在该下基板10与上基板20之间。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。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包括多个由黑色矩阵间隔设置的RGB(红、绿、蓝)着色层(图未示)。一对偏振方向相互垂直的偏光片30、40分别贴附在基板10、20的外表面。
该液晶显示装置1采用的偏光片30、40是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是：寻常偏振态的入射光可以穿过；非寻常偏振态的入射光穿过时将被吸收。该偏光片30、40的主要材料是聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol，PVA)，由于聚乙烯醇耐高温性能较差，通常不超过80℃，因而该液晶显示装置1不适宜在较高温度的环境下使用；而且该偏光片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的限制。该两偏光片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要先经过该彩色滤光片25后方可到达另一偏光片40，彩色滤光片25的黑色矩阵和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，因而对经过偏光片30作用后所形成的偏振光造成一定的破坏，从而该偏振光不能很好地通过偏振片40，从而降低液晶显示装置1的偏光效率及光穿透率，影响其图像显示品质。
【发明内容】
为了克服现有技术边缘电场开关型液晶显示装置图像显示品质不佳且耗能的缺陷，本发明提供一种可保证良好显示品质且节能的边缘电场开关型液晶显示装置。
本发明提供的边缘电场开关型液晶显示装置，其包括第一基板、第二基板、一液晶层、多个像素电极、一公共电极及两偏光片，第一基板与第二基板相对设置，该液晶层设置在该第一基板与该第二基板之间，该多个像素电极位在该液晶层与该第一基板之间，该公共电极位于该像素电极与该第一基板之间，该两偏光片分别设置在该第一基板及第二基板上，该像素电极是反射式电极，至少一偏光片是设置在相应基板的内侧表面上。
与现有技术相比，本发明的液晶显示装置具有如下优点：偏光片采用内置于相应基板内侧的设置方式，不易被刮伤，偏光片设置在相应基板内侧时，可消除采用彩色滤光片时对偏振光之破坏，提高偏光效率及光穿透率，从而提升液晶显示装置的图像显示品质。由于该像素电极为反射型电极将外界光反射回液晶层，实现反射功能，该公共电极由透明氧化铟锡或氧化铟锌制作，其作为一穿透型电极，背光源装置发出的光穿透该公共电极入射液晶层，实现穿透功能。因为该液晶显示装置通过该反射型像素电极可以有效地利用外界光，因此可相应降低背光源装置的功率，达到节能的目的。
【附图说明】
图1是现有技术液晶显示装置的剖面示意图，其中两偏光片是外贴在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是本发明采用的非寻常光偏振型偏光片与现有技术采用的寻常光偏振型偏光片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是采用两相互正交非寻常光偏振型偏光片的液晶显示装置的漏光特性示意图。
图7是采用两相互正交寻常光偏振型偏光片的液晶显示装置的漏光特性示意图。
【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。本发明液晶显示装置100包括一下基板110，一与该下基板110相对设置的上基板120、一设置在该两基板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。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和像素电极113保持电气绝缘。该公共电极111设置在整个下基板110上，其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 ZincOxide，IZO)等，背光源装置(图未示)发出的光线可穿透该公共电极进入液晶层；该像素电极113是平行间隔设置的条状电极，其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。当施加一驱动电压时，该公共电极111和像素电极113之间可产生一边缘电场，该边缘电场可使液晶层130的液晶分子平行在下基板110与上基板120的平面内发生旋转。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以穿过该偏光片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。
如图3所示，曲线I是寻常光偏振型偏光片在不同视角范围的对比度特性曲线图，曲线II是本发明液晶显示装置100采用的非寻常光偏振型偏光片在不同视角范围的对比度特性曲线图。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：使用非寻常光偏振型偏光片时，相比传统寻常光偏振型偏光片，其在较大的视角范围均可获得较高对比度，因而该液晶显示装置100可获得更大的视角范围及较佳的对比度，从而提升其图像的显示品质。
并且，该两偏光片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，因而可以进一步提升液晶显示装置100的图像显示品质。该内置的两偏光片141、143厚度轻薄，可以使液晶显示装置100外观更加轻薄。
另外，传统的寻常光偏振型偏光片一般耐热温度仅为80℃，不耐高温；而且采用外贴在液晶显示装置基板外侧的方式，容易被刮伤；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；采用内置在相应基板内侧的设置方式，不易被刮伤，使液晶显示装置100的应用领域更多更广；而且，制程中可直接将两偏光片141、143镀在相应基板110、120内表面上，可省去传统采用大量人工外贴偏光片的成本。
由于该像素电极113由非透光金属银或金属铝制作，其可以充当一反射型电极将外界光反射回液晶层130，实现反射功能，该公共电极111由透明氧化铟锡或氧化铟锌制作，其作为一穿透型电极，背光源装置发出的光穿透该公共电极111进入射液晶层130，实现穿透功能。该液晶显示装置100通过该反射型像素电极113可以有效地利用外界光，因此可以相应降低背光源装置的功率，达到节能的目的。
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是液晶显示装置100的改进设计。该液晶显示装置200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和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也包括一非寻常光偏振型偏光片341和一寻常光偏振型偏光片343。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310的外侧表面。
请参阅图6和图7，图6显示采用两相互正交非寻常光偏振型偏光片的液晶显示装置的漏光特性示意图；图7显示采用两相互正交寻常光偏振型偏光片的液晶显示装置的漏光特性示意图。由于液晶显示装置的相互正交的非寻常光偏振型偏光片和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好能互补，因而本发明的液晶显示装置200、300分别中搭配使用一非寻常光偏振型偏光片241、341和一寻常光偏振型偏光片243、343时，可显著降低液晶显示装置的大角度漏光。
当然，本发明液晶显示装置的像素电极可由一电极层及一反射膜组成，该反射膜覆盖在该电极层上。该液晶显示装置实现显示时，该像素电极与公共电极共同产生密集边缘电场，使该液晶层中的液晶分子发生偏转，反射膜将外界光反射回液晶层，实现反射功能。
Claims (9)
1.一种液晶显示装置，其包括第一基板、第二基板、一液晶层、多个像素电极、一公共电极及两偏光片，第一基板与第二基板相对设置，该液晶层设置在该第一基板与该第二基板之间，该多个像素电极位在该液晶层与该第一基板之间，该公共电极位于该像素电极与该第一基板之间，该两偏光片分别设置在该第一基板及第二基板上，其特征在于：该像素电极是反射式电极，至少一偏光片是设置在相应基板的内侧表面上。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：至少一偏光片是非寻常光偏振型偏光片。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该像素电极材料是金属银。
4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该像素电极材料是金属铝。
5.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该像素电极包括一电极层和一反射膜，该反射膜覆盖在该电极层上。
6.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该公共电极与像素电极之间设置有绝缘层。
7.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该液晶层与第二基板之间设置有一彩色滤光片。
8.如权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于：该液晶层与彩色滤光片之间设置有一配向膜。
9.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该液晶层与像素电极之间设置有一配向膜。
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