CN202600308U - 一种液晶面板以及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种液晶面板以及显示装置，涉及液晶显示技术领域。该液晶面板包括彩膜基板、阵列基板、第一偏光片、以及第二偏光片，所述彩膜基板和阵列基板之间设置有液晶层，所述第一偏光片设置在彩膜基板远离液晶层的一侧，所述第二偏光片设置在阵列基板远离液晶层的一侧，所述阵列基板中包括第一公共电极和数据电极，所述彩膜基板中还包括有第二公共电极，所述第二公共电极与所述液晶层相邻，所述彩膜基板与第一偏光片之间还设置有具有光学补偿作用的相位延迟片。该液晶面板视角范围广、光线透过率高、液晶效率高、视角色偏较小、驱动电压低。该显示装置使用了上述的液晶面板。

Description

一种液晶面板以及显示装置

技术领域

本实用新型属于液晶显示技术领域，具体涉及一种液晶面板以及包含该液晶面板的显示装置。

背景技术

液晶显示装置（Liquid Crystal Display，简称LCD）中的主要构成部件是液晶面板，液晶面板包括彩膜基板和阵列基板，第一偏光板和第二偏光板等，所述彩膜基板和阵列基板之间设置有液晶层。在阵列基板和/或彩膜基板之间可以设置有电极，由于液晶本身就是各向异性材料，通过电极的结构设置可以决定液晶的光学性质。当电极间不加电压（即电压为零）的时候，液晶分子平躺在与该液晶面板的板面平行的方向，此时液晶分子的长轴方向与该液晶面板的板面方向平行；当在电极上施加电压的时候，液晶分子开始“站立起来”，即液晶分子的长轴方向与液晶面板的板面方向开始倾斜，随着液晶层两端电压的增加，液晶分子开始旋转，当电压足够大的时候，液晶分子可以旋转到与该液晶面板的板面垂直的方向。即在加压情况下，液晶分子在电压的驱动下偏转不同的角度，可以使得设置在液晶面板后侧的背光源中的光线透过液晶，并照射在屏幕上而形成图像。

液晶显示装置按显示机理可分为：动态散射模式(DS-LCD)、扭曲向列场效应模式（TN-LCD）、超扭曲向列模式（STN-LCD）、电控双折射模式(ECB-LCD)和宾主效应模式(HG-LCD)等多个类型。其中，如图2所示，现有技术的ECB（Electrically ControlledBirefringence，简称ECB）模式液晶面板包括彩膜基板、阵列基板、第一偏光片1以及第二偏光片9，第一偏光片1和第二偏光片9的透光轴（即透过轴）互相正交。所述彩膜基板包括第一基板2以及设置在第一基板2上的彩色膜层3和第二公共电极11，所述第二公共电极11设置在彩膜基板中靠近液晶层的一侧；所述第一偏光片1设置在远离液晶层的一侧；所述阵列基板包括第二基板8以及设置在第二基板8上的TFT阵列7和第一公共电极6，所述第一公共电极6设置在靠近液晶层的一侧；所述第二偏光片9设置在远离液晶层的一侧。ECB模式液晶面板一般为常白模式。在液晶面板的工作过程中，在不加电压的情况下，液晶分子沿彩膜基板和阵列基板的表面平行排列，液晶层相当于半波片，其相位延迟量是二分之一波长，由第二偏光片9入射的光经过液晶层之后偏振方向旋转90°，由第一偏光片1出射，形成亮态；在电极加电压的情况下，通过控制施加在第二公共电极11以及第一公共电极6之间的电压大小来形成垂直电场，使液晶层内的液晶发生偏转。液晶的最大偏转角度为90°，即液晶由横向旋转成竖直状态，此时光通过时没有双折射现象发生，液晶的相位无变化（即液晶的相位延迟量变为0°），由第二偏光片9入射的光经过液晶层而偏振态不发生变化，无法通过第一偏光片1，形成暗态。在ECB模式液晶面板中，在不加电压的状态下，液晶效率以及光线透过率均较高；在加电压的状态下，由于液晶不能完全偏转，为了实现液晶的大角度偏转，势必要加大电极上所施加的驱动电压，因此造成ECB模式液晶面板驱动电压较高、暗态漏光严重、色偏严重、对比度不高等不足。

随着技术的进步，还出现了广视角技术，即边缘场开关技术（Fringe Field Switching，简称FFS），FFS模式液晶面板一般为常黑模式。如图1所示，FFS模式液晶面板包括彩膜基板、阵列基板、第一偏光片1以及第二偏光片9。所述彩膜基板包括第一基板2以及设置在第一基板2上的彩色膜层3；所述第一偏光片1设置在彩膜基板远离液晶层的一侧；所述阵列基板包括第二基板8以及依次设置在第二基板8上的TFT阵列7、第一公共电极6、绝缘层5和数据（data）电极4，所述数据电极4紧靠液晶层；所述第二偏光片9设置在远离液晶层的一侧。在液晶面板的工作过程中，在不加电压的情况下，液晶分子沿彩膜基板和阵列基板的表面平行排列，液晶的相位延迟量为0°，由第二偏光片9入射的光经过液晶而偏振态不发生变化，直接被第一偏光片1吸收，形成暗态；在加电压的情况下，通过控制施加在同一平面内像素间的数据电极4以及第一公共电极6之间的电压大小来形成边缘横向电场，使液晶在电极边缘横向电场的影响下，在平行于该液晶面板的板面方向发生旋转偏移，因此在电极边缘处由于液晶的偏转形成一定的相位差，形成亮态。FFS模式液晶面板中，在不加电压的状态下，液晶的取向为横向，液晶面板视角较好，使得液晶显示装置的视角较宽（FFS模式液晶面板就是通过暗态实现宽视角的）、速度快等优点；在加电压的状态下，由于电极正上方的电场垂直分量过大，造成液晶面板中电场分布不均匀，导致电极正上方电场中的液晶的相位延迟量小于电极边缘处电场中的液晶的相位延迟量，因此，FFS模式液晶面板相对于ECB模式液晶面板而言，存在电极正上方处液晶效率以及光线透过率均较低的问题。目前一般通过优化电极与液晶的夹角的方式来解决上述问题，但实践证明，优化电极与液晶的夹角可以在一定程度上提高透过率，但同时也使响应时间延长。

综上，虽然现有技术中的ECB模式液晶面板和FFS模式液晶面板都有各自独特的优点，但是，也分别存在一些难以避免的缺点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中ECB模式液晶面板存在的上述不足，提供一种液晶面板以及包含该液晶面板的显示装置，该液晶面板的视角范围广，且光线透过率高。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该液晶面板包括彩膜基板、阵列基板、第一偏光片、以及第二偏光片，所述彩膜基板和阵列基板之间设置有液晶层，所述第一偏光片设置在彩膜基板远离液晶层的一侧，所述第二偏光片设置在阵列基板远离液晶层的一侧，其中，所述阵列基板中包括第一公共电极和数据电极，所述彩膜基板中包括有第二公共电极，所述第二公共电极与所述液晶层相邻，所述彩膜基板与第一偏光片之间还设置有具有光学补偿作用的相位延迟片。

优选的是，所述第一偏光片的透过轴与第二偏光片的透过轴垂直设置，所述相位延迟片的慢轴与所述液晶层中的液晶的慢轴垂直，所述相位延迟片的慢轴与第一偏光片的透过轴之间的夹角为45°，相位延迟片的慢轴与第二偏光片的透过轴之间的夹角为45°。

进一步优选的是，所述相位延迟片的相位延迟量等于或小于液晶层中液晶的相位延迟量。

优选的是，所述相位延迟片采用A型相位延迟片或-A型相位延迟片。

优选的是，所述相位延迟片采用环烯烃聚合物制成。

优选的是，所述相位延迟片的相位延迟量为二分之一波长或四分之一波长。

优选的是，所述相位延迟片的波长为380-780nm。

进一步优选的是，所述相位延迟片的波长为550nm。

一种显示装置，包括液晶面板以及与所述液晶面板相连的驱动电路，其中，所述液晶面板采用上述的液晶面板。

本实用新型的有益效果是：通过在液晶面板中增设相位延迟片以及改变彩膜基板中的电极结构，使得该液晶面板兼具ECB模式和FFS模式液晶面板的优点，改变了液晶分子的光学透过方式，即该液晶面板不但具有ECB模式液晶面板透过率高、工艺成本低等优点，还具有FFS模式液晶面板的视角范围广、色偏较小、液晶效率高、驱动电压低等优点。

附图说明

图1为现有技术中FFS模式液晶面板的结构示意图；

图2为现有技术中ECB模式液晶面板的结构示意图；

图3为本实用新型实施例1中液晶面板的结构示意图。

图中：1－第一偏光片；2－第一基板；3－彩色膜层；4－数据电极；5－绝缘层；6－第一公共电极；7－TFT阵列；8－第二基板；9－第二偏光片；10－液晶；11－第二公共电极；12-相位延迟片。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型液晶面板以及包含该液晶面板的液晶显示装置作进一步详细描述。

本实用新型的技术构思在于，根据现有技术中FFS模式液晶面板具有视角宽的优点，而同时相对ECB模式液晶面板存在效率低以及部分区域光线透过率低的缺点，ECB模式液晶面板的液晶效率高，其光线透过率也比较高的优点，在ECB模式或FFS模式液晶面板的基础上进行改进，使该液晶面板兼具ECB模式液晶面板和FFS模式液晶面板的优点，使FFS模式液晶面板和ECB模式液晶面板能取长补短，从而得到一种视角范围广、光线透过率高、视角色偏较小、驱动电压低、且成本低的液晶面板。

该液晶面板包括彩膜基板、阵列基板、第一偏光片、以及第二偏光片，所述彩膜基板和阵列基板之间设置有液晶层，所述第一偏光片设置在彩膜基板远离液晶层的一侧，所述第二偏光片设置在阵列基板远离液晶层的一侧，其中，所述阵列基板中包括第一公共电极和数据电极，所述彩膜基板中包括有第二公共电极，所述第二公共电极与所述液晶层相邻，所述彩膜基板与第一偏光片之间还设置有具有光学补偿作用的相位延迟片。

一种显示装置，包括液晶面板以及与所述液晶面板相连的驱动电路，其中，所述液晶面板采用上述的液晶面板。

实施例1

如图3所示，本实施例中，该液晶面板属于ECB模式液晶面板。该液晶面板包括彩膜基板、阵列基板、第一偏光片1以及第二偏光片9。彩膜基板和阵列基板之间为液晶层，所述液晶层由液晶5填充而形成。其中，彩膜基板包括第一基板2、以及设置在第一基板2上的彩色膜层3，第一偏光片1设置在彩膜基板远离液晶层的一侧；所述彩膜基板中还包括有第二公共电极11，所述第二公共电极11不具有图案，所述第二公共电极11设置在彩色膜层3上，并与液晶层相邻。阵列基板包括第二基板8、以及依次设置在第二基板8上的TFT阵列7、第一公共电极6（不具有图案）、绝缘层5以及数据电极4（具有图案），所述第二偏光片9设置在阵列基板远离液晶层的一侧。该液晶面板中还包括有相位延迟片12，所述相位延迟片12设置在第一偏光片1和第一基板2之间。

其中，相位延迟片（Retarder，又称为波片）包括两个互相正交的偏振分量，光束通过相位延迟片的两个互相正交的偏振分量产生相位偏移，从而能够调整光束的偏振状态。在本实施例所述的液晶面板中，通过在数据电极4与公共电极上施加不同的电压（第一公共电极6与第二公共电极11所加电压相同），使得在液晶面板中产生两个电场（一个是指向第一公共电极6的电场，一个是指向第二公共电极11的电场），液晶分子在两个电场的作用下发生偏转，通过控制液晶分子的偏转量，来获得不同的液晶相位延迟量，实现对光的相位延迟，同时获得不同的液晶折射率。

所述第一偏光片1的透过轴与第二偏光片9的透过轴垂直设置，所述相位延迟片12的慢轴（即相位延迟片中光线传播速度慢的方向）与所述液晶层中的液晶10的慢轴垂直，所述相位延迟片12的慢轴与第一偏光片1的透过轴之间的夹角为45°，相位延迟片12的慢轴与第二偏光片9的透过轴之间的夹角为45°。在本实施例中，液晶在x、y、z三向折射率的大小为Nx>Ny=Nz，即液晶相当于+A型相位延迟片，而相位延迟片12采用-A型相位延迟片（-A plate）。在-A型相位延迟片中，其相位延迟量是固定的，x、y、z三向折射率的大小为Nx<Ny=Nz，即其宽度方向的折射率小于长度方向上的折射率。

在本实施例中，相位延迟片12的相位延迟量等于或小于液晶10的相位延迟量。这样，当液晶的最大有效相位延迟量等于相位延迟片的相位延迟量时，液晶的有效相位延迟量与相位延迟片的相位延迟量互相抵消，在不加电压情况下即可形成暗态，液晶面板出现透过率最低的情况；如果相位延迟片的相位延迟量小于液晶的相位延迟量，则需要在电极上施加一定电压使液晶具有一定的偏转量，即应先使得液晶获得一定的相位延迟量，才能使液晶的有效相位延迟量与-A型相位延迟片的相位延迟量相等而互相抵消，才能形成暗态，也就是说，液晶面板在加电压状况下才出现透过率最低的情况。但，如果-A型相位延迟片的相位延迟量大于液晶的相位延迟量，则采用加电压方式难以达到暗态。

其中，所述相位延迟片12采用环烯烃聚合物制成，对于某一特定材料而言，其每个方向（x、y、z方向）上针对每个波长的折射率（N）是一定的，在材料不变的情况下，相位延迟量是由薄膜的厚度（d）决定的，即相位延迟片的相位延迟量等于该薄膜平面内的折射率差与该薄膜的厚度之积（相位延迟量=ΔN*d=（Nx-Ny）*d，或者，相位延迟量=ΔN*d=[（Nx+Ny）/2-Nz]*d。其中，Nx代表平面内慢轴方向上的折射率，Ny代表在平面内与Nx成直角方向上的折射率，Nz代表在与Nx和Ny成直角方向上的折射率。

在本实施例中，相位延迟片12的相位延迟量为二分之一波长或四分之一波长。由于可见光的波长范围为380-780nm，因此，在本实施例中相位延迟片12的波长范围可相应选择为380-780nm，此时二分之一波长为190-390nm；优选波长为550nm时，此时二分之一波长为275nm。在实际设计中，可根据液晶面板的实际应用环境相应地调整相位延迟片的波长，以达到需要的相位延迟量。

本实施例所述液晶面板为常黑显示模式的液晶面板，其工作模式为，在电极间不加电压的情况下，液晶分子沿彩膜基板和阵列基板的表面平行排列，液晶的快轴与相位延迟片的慢轴方向一致，液晶的相位延迟量最大，当液晶的有效相位延迟量和相位延迟片的相位延迟量相等时，液晶的相位延迟量和所述相位延迟片12的相位延迟量相互抵消，光透过率为零，形成暗态；在电极间加电压的情况下，随着电压的升高，液晶逐渐向竖直方向偏转，液晶在平行于板面的有效相位延迟量逐渐下降，液晶的有效相位延迟量和相位延迟片的相位延迟量不能互相抵消，因此光透过率逐渐增加，形成亮态。在电极间加电压的情况下，在数据电极4的边缘处形成横向电场，液晶在横向电场的作用下在平行于液晶面板的板面方向偏转，这种通过液晶的边缘横向电场调节液晶有效相位延迟量的模式即FFS模式；而在数据电极的正上方，由于受彩膜基板中第二公共电极11以及阵列基板中第一公共电极6的共同影响，在数据电极4的正上方形成垂直电场，液晶在垂直电场的作用下在与液晶面板垂直的方向偏转，这种通过液晶的垂直电场调节液晶相位延迟量的模式即ECB模式。

通过上面的分析可知，本实施例中采用相位延迟片不但可以提高液晶面板的液晶效率（液晶效率比FFS模式液晶面板高），而且能扩大视角范围（视角范围比ECB模式液晶面板广）。在现有技术中，FFS模式液晶面板的液晶效率一般为72%左右，而本实施例中液晶面板的液晶效率大于80%；在视角方面，本实施例中液晶面板的视角范围与现有技术中FFS模式液晶面板的视角相当，即其在水平方向（上、下、左、右四个方向）均能达到178°的视角。

一种显示装置，包括液晶面板以及与所述液晶面板相连的驱动电路，其中所述液晶面板采用本实施例的液晶面板。所述显示装置，可以为手机、电视、笔记本电脑、平板电脑、液晶模组等任何具有显示功能的产品或部件。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，所述液晶面板中采用的相位延迟片的类型不同。

本实施例中，所述相位延迟片采用A型相位延迟片（A plate）。A型相位延迟片中，x、y、z三向折射率的大小为Nx>Ny=Nz，即其宽度方向的折射率大于长度方向上的折射率。

本实施例采用A型相位延迟片，由于相位延迟片和液晶都同时为正A型相位延迟量，二者又是垂直设置，因此可能导致液晶的各向异性不能相互抵消，从而出现暗态下的斜视漏光，即该液晶面板的视角范围会有一定程度的下降。但是，采用A型相位延迟片的ECB模式液晶面板相对于FFS模式液晶面板而言，其制作成本更低，液晶效率会得到很好的改善。

本实施例中液晶面板的其他结构和液晶面板的工作模式与实施例1相同，这里不再赘述。

一种显示装置，包括液晶面板以及与所述液晶面板相连的驱动电路，其中所述液晶面板采用本实施例的液晶面板。所述显示装置，可以为手机、电视、笔记本电脑、平板电脑、液晶模组等任何具有显示功能的产品或部件。

这里应该理解的是，实施例1、2中第一公共电极与数据电极在阵列基板中的层间设置位置不是固定的，其可根据液晶面板的具体需求来灵活设计，这里不再赘述。

另外，在实际生产过程中，由于相对现有技术FFS模式液晶面板而言,其只需在彩膜基板靠近液晶层的一侧增设一公共电极即可形成本实用新型所述的液晶面板，其实现最为容易；对现有技术ECB模式液晶面板进行改进同样可以形成本实用新型所述的液晶面板，具体工艺这里不再赘述。

从实施例1、2可见，本实用新型通过在彩膜基板与第一偏光片之间增设相位延迟片、同时在彩膜基板上加设一公共电极，使得该液晶面板在不同的加压方式下形成ECB模式和FFS模式两种工作模式，改变了液晶分子的光学透过方式，使得在电极上方和电极边缘分别对应形成ECB模式和FFS模式工作模式，摒弃了ECB模式和FFS模式液晶面板各自的缺点，同时兼具二者的优点，相对FFS模式，具有透过率高、液晶效率高、成本低的优点，相对ECB模式，具有视角范围广、色偏较小、对比度高、驱动电压低的优点。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种液晶面板，包括彩膜基板、阵列基板、第一偏光片、以及第二偏光片，所述彩膜基板和阵列基板之间设置有液晶层，所述第一偏光片设置在彩膜基板远离液晶层的一侧，所述第二偏光片设置在阵列基板远离液晶层的一侧，其特征在于，所述阵列基板中包括第一公共电极和数据电极，所述彩膜基板中包括有第二公共电极，所述第二公共电极与所述液晶层相邻，所述彩膜基板与第一偏光片之间还设置有具有光学补偿作用的相位延迟片。

2.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，所述第一偏光片的透过轴与第二偏光片的透过轴垂直设置，所述相位延迟片的慢轴与所述液晶层中的液晶的慢轴垂直，所述相位延迟片的慢轴与第一偏光片的透过轴之间的夹角为45°，相位延迟片的慢轴与第二偏光片的透过轴之间的夹角为45°。

3.根据权利要求1或2所述的液晶面板，其特征在于，所述相位延迟片的相位延迟量等于或小于液晶层中液晶的相位延迟量。

4.根据权利要求3所述的液晶面板，其特征在于，所述相位延迟片采用A型相位延迟片或-A型相位延迟片。

5.根据权利要求4所述的液晶面板，其特征在于，所述相位延迟片采用环烯烃聚合物制成。

6.根据权利要求4或5所述的液晶面板，其特征在于，所述相位延迟片的相位延迟量为二分之一波长或四分之一波长。

7.根据权利要求6所述的液晶面板，其特征在于，所述相位延迟片的波长为380-780nm。

8.根据权利要求7所述的液晶面板，其特征在于，所述相位延迟片的波长为550nm。

9.一种显示装置，包括液晶面板以及与所述液晶面板相连的驱动电路，其特征在于，所述液晶面板采用权利要求1-8任一所述的液晶面板。

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