WO2022068265A1 - 液晶显示面板及驱动方法、显示装置 - Google Patents

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WO2022068265A1
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crystal display
crystal layer
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季林涛
李博文
占红明
王凯旋
邵喜斌
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京东方科技集团股份有限公司
北京京东方显示技术有限公司
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    • G09G2320/0238Improving the black level

Abstract

一种液晶显示面板(100),包括第一偏振片(110)、与第一偏振片(110)相对设置的第二偏振片(170)、设置于第一偏振片(110)和第二偏振片(170)之间的第一液晶层(130)、以及设置于第一偏振片(110)与第一液晶层(130)之间或第二偏振片(170)与第一液晶层(130)之间的光学补偿层(140),其中第一偏振片(110)的透过轴与第二偏振片(170)的透过轴垂直,第一液晶层(130)中包括第一液晶分子(130'),第一液晶分子(130')的光轴在第一偏振片(110)上的正投影与第一偏振片(110)的透过轴之间形成的夹角(γ)为锐角;光学补偿层(140)的光轴在第一偏振片(110)上的正投影与第一液晶分子(130')的光轴在第一偏振片(110)上的正投影垂直。

Description

液晶显示面板及驱动方法、显示装置
本申请要求于2020年9月30日提交的、申请号为202011057599.4的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本公开涉及显示技术领域,尤其涉及一种液晶显示面板及驱动方法、显示装置。
背景技术
LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示)装置具有重量轻、厚度薄、功耗低和辐射小等优点,已被广泛用于信息技术、多媒体技术等领域,并逐渐成为各种显示装置的主流,随着显示技术的发展,高透过率、大尺寸、低功耗、低成本的液晶显示装置成为未来发展的方向。
发明内容
一方面,提供一种液晶显示面板。所述液晶显示面板包括第一偏振片、与所述第一偏振片相对设置的第二偏振片、设置于所述第一偏振片和所述第二偏振片之间的第一液晶层、以及设置于所述第一偏振片与所述第一液晶层之间或所述第二偏振片与所述第一液晶层之间的光学补偿层。其中,所述第一偏振片的透过轴与所述第二偏振片的透过轴垂直;所述第一液晶层中包括第一液晶分子,所述第一液晶分子的光轴在所述第一偏振片上的正投影与所述第一偏振片的透过轴之间形成的夹角为锐角;所述光学补偿层的光轴在所述第一偏振片上的正投影与所述第一液晶分子的光轴在所述第一偏振片上的正投影垂直。
在一些实施例中,所述第一液晶层的面内延迟的范围为87nm~263nm。
在一些实施例中,所述光学补偿层的面内延迟与所述第一液晶层的面内延迟之差的绝对值小于或等于30nm。
在一些实施例中,所述光学补偿层的面内延迟与所述第一液晶层的面内延迟相等。
在一些实施例中,所述光学补偿层为+A补偿层。
在一些实施例中,所述夹角的取值范围为15°~40°或50°~75°。
在一些实施例中,所述夹角为30°±10°或60°±10°。
在一些实施例中,所述夹角为25°±10°或65°±10°。
在一些实施例中,所述液晶显示面板还包括衬底基板、以及设置于所述衬底基板和所述第一液晶层之间的彩膜层。其中,所述光学补偿层设置于所 述彩膜层和所述第一液晶层之间。
在一些实施例中,所述光学补偿层为平坦层。
在一些实施例中,所述液晶显示面板还包括相对设置的第一配向膜和第二配向膜。其中,所述第一配向膜设置于所述第一液晶层靠近所述第一偏振片的一侧,所述第一配向膜与所述第一液晶层接触。所述第二配向膜设置于所述第一液晶层靠近所述第二偏振片的一侧,所述第二配向膜与所述第一液晶层接触。并且,所述第一配向膜的配向方向与所述第二配向膜的配向方向相同。
在一些实施例中,所述第一液晶分子为负性液晶分子。
在一些实施例中,所述液晶显示面板还包括第二液晶层、第一控制电极和第二控制电极。其中,所述第二液晶层设置在所述第一偏振片和所述第一液晶层之间,或设置在所述第二偏振片和所述第一液晶层之间,所述第二液晶层包括第二液晶分子。所述第一控制电极设置在所述第一偏振片与所述第二液晶层之间,所述第二控制电极设置在所述第二偏振片与所述第二液晶层之间,且所述第一控制电极在所述第一偏振片上的正投影和所述第二控制电极在所述第一偏振片上的正投影具有重叠区域。
在一些实施例中,所述第二液晶层为聚合物分散双稳态向列相液晶层,具有第一稳态和第二稳态;所述第二液晶层在所述第一稳态下,所述第二液晶分子的光轴在所述第一偏振片上的正投影与所述光学补偿层的光轴在所述第一偏振片上的正投影平行;所述第二液晶层在所述第二稳态下,所述第二液晶层处于散射态。
在一些实施例中,所述第二液晶层设置在所述第一液晶层和所述第二偏振片之间。所述液晶显示面板还包括第三控制电极,所述第三控制电极和所述第一控制电极均设置在所述第一液晶层和所述第一偏振片之间;其中,所述第三控制电极和所述第一控制电极中的一者为像素电极,另一者为公共电极。
在一些实施例中,在所述液晶显示面板显示非黑画面的情况下,所述第二液晶分子在所述第一偏振片上的正投影平行于所述光学补偿层的光轴在所述第一偏振片上的正投影,所述第二液晶层的面内延迟的范围为120nm~280nm。
在一些实施例中,所述第二液晶层的面内延迟为247nm±20nm。
在一些实施例中,所述光学补偿层位于所述第一液晶层和所述第二液晶层之间。
另一方面,提供了一种显示装置。所述显示装置包括上述任一实施例提供的液晶显示面板。
另一方面,提供了一种液晶显示面板的驱动方法,所述液晶显示面板为上述实施例提供的包括第二液晶层的液晶显示面板。所述液晶显示面板的驱动方法包括:驱动所述液晶显示面板显示黑画面,通过第一控制电极和第二控制电极向第二液晶层施加第一垂直电场,以驱动所述第二液晶层中的第二液晶分子的光轴垂直于第一偏振片;驱动所述液晶显示面板显示非黑画面,关闭所述第一垂直电场,使得所述第二液晶层中的所述第二液晶分子的光轴在所述第一偏振片上的正投影平行于光学补偿层的光轴在所述第一偏振片上的正投影。
在一些实施例中,所述第二液晶层为聚合物分散双稳态向列相液晶层,所述液晶显示面板的驱动方法具体包括:驱动所述液晶显示面板从显示非黑画面切换至显示黑画面;通过第一控制电极和第二控制电极向第二液晶层施加第二垂直电场,使得所述第二液晶层处于第二稳态;通过所述第一控制电极和所述第二控制电极向所述第二液晶层施加第一垂直电场,使得所述第二液晶分子的光轴垂直于所述第一偏振片;驱动所述液晶显示面板从显示黑画面切换至显示非黑画面;关闭所述第一垂直电场,使得所述第二液晶层处于第一稳态。其中,所述第一垂直电场的电场强度大于所述第二垂直电场的电场强度。
另一方面,提供了一种液晶显示面板的驱动方法,所述液晶显示面板为上述实施例提供的包括第二液晶层的液晶显示面板。所述液晶显示面板的驱动方法包括:驱动所述液晶显示面板中的一像素显示黑色色块,通过第一控制电极和第二控制电极向第二液晶层中所述像素对应的部分施加第一垂直电场,以驱动所述部分中的第二液晶分子的光轴垂直于第一偏振片;驱动所述液晶显示面板中的一像素显示非黑色块,关闭所述第一垂直电场,使得所述第二液晶层中所述像素对应的部分中的第二液晶分子的光轴在所述第一偏振片上的正投影平行于光学补偿层的光轴在所述第一偏振片上的正投影。
附图说明
为了更清楚地说明本公开中的技术方案,下面将对本公开一些实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例的附图,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。此外,以下描述中的附图可以视作示意图,并非对本公开实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流 程、信号的实际时序等的限制。
图1A为根据一些实施例的一种液晶显示面板的结构图;
图1B为根据一些实施例的一种液晶显示面板的结构图;
图1C为根据一些实施例的第一配向膜和第二配向膜的结构图;
图1D为根据一些实施例的xoz平面直角坐标系的示意图;
图2A为相关技术中一种液晶显示面板的结构图;
图2B为相关技术中另一种液晶显示面板的结构图;
图3A为相关技术中一种液晶显示面板的第一液晶分子扭曲排列的示意图;
图3B为根据一些实施例的一种液晶显示面板的第一液晶分子扭曲排列的示意图;
图4A为根据一些实施例的液晶显示面板中初始状态下第一液晶分子的一种排列状态的示意图;
图4B为根据一些实施例的液晶显示面板中第一液晶分子扭曲排列的示意图;
图5为根据一些实施例的液晶显示面板的响应时间和透过率关系曲线示意图;
图6为根据一些实施例的液晶显示面板的工作电压和透过率关系曲线示意图;
图7A为根据一些实施例的一种液晶显示面板的结构图;
图7B为根据一些实施例的一种液晶显示面板的结构图;
图7C为根据一些实施例的一种液晶显示面板的结构图;
图8A为根据一些实施例的液晶显示面板中一种第一控制电极、第二控制电极、以及第三控制电极的结构图;
图8B为根据一些实施例的液晶显示面板中另一种第一控制电极、第二控制电极、以及第三控制电极的结构图;
图8C为根据一些实施例的液晶显示面板中又另一种第一控制电极、第二控制电极、以及第三控制电极的结构图;
图8D为根据一些实施例的液晶显示面板中又另一种第一控制电极、第二控制电极、以及第三控制电极的结构图;
图8E为根据一些实施例的液晶显示面板中又另一种第一控制电极、第二控制电极、以及第三控制电极的结构图;
图9A为根据一些实施例的一种液晶显示面板的结构图;
图9B为根据一些实施例的一种液晶显示面板的结构图;
图9C为根据一些实施例的液晶显示面板中第二液晶层的工作状态示意图;
图10为根据一些实施例的液晶显示面板的测试结果示意图;
图11为根据一些实施例的液晶显示面板的测试结果示意图;
图12为根据一些实施例的一种液晶显示面板的驱动方法的流程图;
图13为根据一些实施例的又一种液晶显示面板的驱动方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本公开一些实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
除非上下文另有要求,否则,在整个说明书和权利要求书中,术语“包括(comprise)”及其其他形式例如第三人称单数形式“包括(comprises)”和现在分词形式“包括(comprising)”被解释为开放、包含的意思,即为“包含,但不限于”。在说明书的描述中,术语“一个实施例(one embodiment)”、“一些实施例(some embodiments)”、“示例性实施例(exemplary embodiments)”、“示例(example)”、“特定示例(specific example)”或“一些示例(some examples)”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外,所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。
以下,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。在本公开实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在描述一些实施例时,可能使用了“耦接”和“连接”及其衍伸的表达。例如,描述一些实施例时可能使用了术语“连接”以表明两个或两个以上部件彼此间有直接物理接触或电接触。又如,描述一些实施例时可能使用了术语“耦接”以表明两个或两个以上部件有直接物理接触或电接触。然而,术语“耦接”也可能指两个或两个以上部件彼此间并无直接接触,但仍彼此协作或相互作用。这里所公开的实施例并不必然限制于本文内容。
“A、B和C中的至少一个”与“A、B或C中的至少一个”具有相同含义,均包括以下A、B和C的组合:仅A,仅B,仅C,A和B的组合,A和C的组合,B和C的组合,及A、B和C的组合。
“A和/或B”,包括以下三种组合:仅A,仅B,及A和B的组合。
如本文中所使用,根据上下文,术语“如果”任选地被解释为意思是“当……时”或“在……时”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地,根据上下文,短语“如果确定……”或“如果检测到[所陈述的条件或事件]”任选地被解释为是指“在确定……时”或“响应于确定……”或“在检测到[所陈述的条件或事件]时”或“响应于检测到[所陈述的条件或事件]”。
本文中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言,其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。
另外,“基于”或“根据”的使用意味着开放和包容性,因为“基于”或“根据”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。
如本文所使用的那样,“约”、“大致”或“近似”包括所阐述的值以及处于特定值的可接受偏差范围内的平均值,其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即,测量系统的局限性)所确定。
本文参照作为理想化示例性附图的剖视图和/或平面图描述了示例性实施方式。在附图中,为了清楚,放大了层和区域的厚度。因此,可设想到由于例如制造技术和/或公差引起的相对于附图的形状的变动。因此,示例性实施方式不应解释为局限于本文示出的区域的形状,而是包括因例如制造而引起的形状偏差。例如,示为矩形的蚀刻区域通常将具有弯曲的特征。因此,附图中所示的区域本质上是示意性的,且它们的形状并非旨在示出设备的区域的实际形状,并且并非旨在限制示例性实施方式的范围。
如本文所使用的那样,“平行”、“垂直”、“相等”包括所阐述的情况以及与所阐述的情况相近似的情况,该相近似的情况的范围处于可接受偏差范围内,其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即,测量系统的局限性)所确定。例如,“平行”包括绝对平行和近似平行,其中近似平行的可接受偏差范围例如可以是5°以内的偏差;“垂直”包括绝对垂直和近似垂直,其中近似垂直的可接受偏差范围例如也可以是5°以内偏差。“相等”包括绝对相等和近似相等,其中近似相等的可接受偏差范围例如可以是相等的两者之间的差值 小于或等于其中任一者的5%。
另外,除非特殊说明,否则,本文示出的示例性附图中的液晶显示面板均为未加电压时的状态,可以理解,在对液晶显示面板施加电压后,液晶显示面板中的至少部分液晶分子将会发生偏转,从而实现画面显示功能。
本公开的实施例提供了一种显示装置。显示装置可以是显示不论运动(例如,视频)还是固定(例如,静止图像)的且不论文字还是图画的图像的任何装置。显示装置可以是多种显示装置中的任一种,多种显示装置包括但不限于移动电话、无线装置、个人数据助理(Portable Android Device,缩写为PAD)手持式或便携式计算机、GPS(Global Positioning System,全球定位系统)接受器/导航器、相机、MP4(全称为MPEG4 Part 14)视频播放器、摄像机、游戏控制台、平板显示器、计算机监视器、汽车显示器(例如,汽车的行车记录仪或倒车影像等)等。
显示装置是液晶显示装置,例如可以是使用ADS(Advanced Super Dimension Switch,高级超维场开关)模式的显示装置,还可以是使用IPS(In-Plane Switching,平面转换)模式的显示装置,还可以是使用FFS(Fringe Field Switching,边缘场开关)模式的显示装置。
显示装置可以包括液晶显示面板和背光模组,其中,背光模组用于为液晶显示面板提供用于显示的光源。背光模组可以是侧入式背光模组,例如包括:光源、导光板、反射板、及光学片等。
本公开的一些实施例还提供了一种液晶显示面板。液晶显示面板可以是平面转换(IPS,In-Plane Switching)或高级超维场转换技术(ADS,Advanced Super Dimension Switch)模式的液晶显示面板,其中,IPS或ADS是现有广视角液晶显示面板常用的显示模式,采用IPS或ADS模式的液晶显示面板也可称为水平电场型的液晶显示面板。本公开实施例提供的液晶显示面板可以是水平电场型的液晶显示面板。本文以ADS型液晶显示面板为例进行说明。
参见图1A和图1B,液晶显示面板100可以包括:第一偏振片110、与第一偏振片110相对设置的第二偏振片170、以及设置于第一偏振片110和第二偏振片170之间的第一液晶层130。
其中,第一偏振片110和第二偏振片170可以是线偏振片。线偏振片允许偏振方向与该线偏振片的透过轴方向(即透振方向)相同的光线通过(即出射),因此,线偏振片的透过轴也可称为光透过轴。第一偏振片110的透过轴与第二偏振片170的透过轴垂直。
第一偏振片110和第二偏振片170的位置可以根据实际需要决定,本公 开对此不做限定。为了便于说明,本公开的一些实施例中第一偏振片110示意性地相比于第二偏振片170更靠近背光模组。在这种情况下,从背光模组出射的光线可以依次经过第一偏振片110、第一液晶层130、以及第二偏振片170出射。此时,第一偏振片110可以被配置为使从背光模组出射的光线成为线偏振光,并且,由于第二偏振片170的透过轴与第一偏振片110的透过轴垂直,因此,第二偏振片170可以被配置为控制经第一液晶层130出射的光线能够透过该第二偏振片170的程度。
第一液晶层130中可以包括第一液晶分子130’。需要说明的是,液晶分子属于单光轴晶体,仅具有一个光轴。光轴又称光学轴,光在晶体中传播时,正交的两个波前进速度相等的方向为光轴的延伸方向,在这个方向上的光没有光学特性的变化。对于液晶分子而言,可根据其形状将其分为棒状(rod-type)液晶分子和盘状(discotic)液晶分子,在棒状液晶分子中,其长轴方向为光轴方向,在盘状液晶分子中,其短轴方向为光轴方向。在一些实施例中,第一液晶层130中的第一液晶分子130’为棒状液晶分子,其长轴方向为光轴方向。
第一液晶分子130’可以为正性液晶分子或者负性液晶分子。在一些实施例中,第一液晶分子130’为负性液晶分子。由于在液晶显示面板显示非黑画面时,第一液晶分子130’为负性液晶分子可以使液晶显示面板的透过率较高,因此,采用负性液晶分子的液晶显示面板的对比度较高,显示效果较好。
在一些实施例中,参见图1A和图1B,液晶显示面板100还包括相对设置的第一配向膜10和第二配向膜20。
配向膜(包括第一配向膜10和第二配向膜20)是由聚合物材料制成,该聚合物材料例如为聚酰亚胺(Polyamic,PI)。参见图1C,配向膜(包括第一配向膜10和第二配向膜20)具有配向方向,例如,配向方向平行于图1C所示的x方向。由于配向膜具有配向方向,可以使得靠近该配向膜的液晶分子(例如图1C中所示的第一液晶分子130’)的长轴在该配向膜上的正投影平行于该配向方向。在配向膜的配向方向确定的基础上,靠近该配向膜的液晶分子的长轴方向与配向膜的配向方向之间形成一夹角,例如图1C所示的夹角α(或夹角β),该夹角可以称为预倾角。
具体地,继续参见图1A和图1B,第一配向膜10设置于第一液晶层130靠近第一偏振片110的一侧,并且,第一配向膜10与第一液晶层130接触。由于第一配向膜10具有上述性质,因此,第一配向膜10可以控制第一液晶层130中靠近第一配向膜10的第一液晶分子130’的排列,即,第一配向膜10 可以使得靠近第一配向膜10的第一液晶分子130’的长轴(例如光轴)在第一偏振片110上的正投影平行于第一配向膜10的配向方向,并且,还可以使得靠近第一配向膜10的第一液晶分子130’产生第一预倾角α。其中,第一配向膜10的配向方向可以平行于图1A和图1B中的x方向(图中的左右方向),并且,第一液晶分子130’的第一预倾角α可以是靠近第一配向膜10的第一液晶分子130’的长轴与第一配向膜10的配向方向之间的锐角夹角。
第二配向膜20设置于第一液晶层130靠近第二偏振片170的一侧,并且,第二配向膜20与第一液晶层130接触。由于第二配向膜20具有上述性质,因此,第二配向膜20可以控制第一液晶层130中靠近第二配向膜20的第一液晶分子130’的排列,即,第二配向膜20可以使得靠近第二配向膜10的第二液晶分子130’的长轴在第一偏振片110上的正投影平行于第二配向膜20的配向方向,并且,还可以使得靠近第二配向膜20的第一液晶分子130’产生第二预倾角β。其中,第二配向膜20的配向方向可以与第一配向膜10的配向方向相同,例如可以平行于图1A和图1B中的x方向,并且,第一液晶分子130’的第二预倾角β可以是靠近第二配向膜20的第一液晶分子130’的长轴与第二配向膜20的配向方向之间的锐角夹角。
示例性地,靠近第一配向膜10的第一液晶分子130’为与第一配向膜10最靠近的一层第一液晶分子130’;靠近第二配向膜20的第一液晶分子130’为与第二配向膜20最靠近的一层第一液晶分子130’。作为示意,图1A和图1B中仅画出了第一液晶层130中与第一配向膜10最靠近的一层第一液晶分子130’,以及与第二配向膜20最靠近的一层第一液晶分子130’。
并且,预倾角(包括第一预倾角α和第二预倾角β)可以具有方向。结合图1A、图1B、和图1C,参考图1D,建立平面直角坐标系xoz,其中,初始状态(液晶显示面板100在不加电状态)下的第一液晶分子130’的光轴(也可以称为第一液晶分子130’的初始光轴)所在的直线位于所建立的坐标系xoz中,且第一液晶分子130’的光轴所在的直线经过o点。其中,z方向为液晶显示面板100的厚度方向。在直角坐标系xoz中划分4个象限,如图1D所示,直角坐标系xoz中右上方的部分叫做第一象限,其他三个部分按逆时针方向依次叫做第二象限、第三象限和第四象限。当两条直线(即两个液晶分子的光轴分别所在的直线)均经过第一象限和第三象限时,由这两条直线所确定的两个预倾角的方向相同;若当两条直线均经过第二象限和第四象限时,由这两条直线所确定的两个预倾角的方向也相同;若其中一条直线经过第一象限和第三象限,另一条直线经过第二象限和第四象限时,由该两条直线所确 定的两个预倾角的方向相反。
第一预倾角α和第二预倾角β的方向可以相同,也可以不同,本公开对此不作限定。示例性地,图1A示出了第一预倾角α和第二预倾角β的方向相同的情况,图1B示出了第一预倾角α和第二预倾角β的方向不同的情况。
进一步地,第一预倾角α和第二预倾角β的度数可以较小,示例性地,第一预倾角α和第二预倾角β的范围为2°±1°,即二者的范围为[1°,3°]例如,第一预倾角α和第二预倾角β均为1°。由于第一预倾角α和第二预倾角β的度数较小,且第一配向膜10和第二配向膜20的配向方向相同,因此,可以认为实际靠近第一配向膜10的第一液晶分子130’的长轴方向和实际靠近第二配向膜20的第一液晶分子130’的长轴方向是大致平行的。由于第一预倾角α和第二预倾角β的度数较小,因而可以忽略不计。又因为第一液晶层130中的第一液晶分子130’相互之间存在分子间作用力,使得第一液晶层130中的第一液晶分子130’的长轴可以相互平行或近似平行,从而可以认为第一液晶层130中的第一液晶分子130’的长轴均平行或近似平行于第一配向膜10和/或第二配向膜20所在的平面,且均平行或近似平行于第一配向膜10和第二配向膜20的配向方向,例如,平行于图1A和图1B中的x方向。
在一些实施例中,第一液晶分子130’可以不具有预倾角。此时,第一液晶层130中的第一液晶分子130’的长轴可以均平行于第一配向膜10和/或第二配向膜20所在的平面,且均平行于第一配向膜10和第二配向膜20的配向方向,例如,平行于图1A和图1B中的x方向。
第一液晶层130的折射率可以满足n xLC>n yLC≈n zLC,或n xLC>n yLC=n zLC;其中,n xLC为第一液晶层130面内的X轴方向上的折射率,n yLC为第一液晶层130面内与X轴垂直的Y轴方向上的折射率,n zLC为在第一液晶层130厚度方向上的折射率,其中,X轴方向可以是第一液晶层130的光轴的方向,例如,当第一液晶层130中的第一液晶分子130’的光轴具有同方向或近似同方向的排布时,可以认为第一液晶层130的光轴方向为该第一液晶层130中第一液晶分子130’的光轴方向。需要说明的是,在X轴与第一液晶层130存在较小倾角(例如5°以内的倾角)的情况下,也可以认为X轴位于第一液晶层130的面内。在此基础上,第一液晶层130的面内延迟R OLC=(n xLC-n yLC)×d LC,其中,d LC为第一液晶层130的厚度。第一液晶层130的面内延迟,可以理解为光在法线方向(垂直于第一液晶层130的方向)上穿过第一液晶层130时的实际延迟。
改变第一液晶层130的厚度可以调整液晶显示面板100的响应速度,具 体地,降低第一液晶层130的厚度,可以提高液晶显示面板100的响应速度,减小液晶显示面板100的响应时间。其中,液晶显示面板的响应速度是指液晶显示面板显示的画面随着它的输入信号改变的及时性,可以用响应时间来表征,响应时间越小,响应速度越快。响应时间可以是液晶显示面板的开通时间(可以记为T on)和关断时间(可以记为T off)之和;其中,开通时间可以表示液晶显示面板从断电关闭状态到通电开启状态过程中,亮度从0%上升到90%的时间间隔,关断时间可以表示液晶显示面板从通电开启状态到断电关闭状态过程中,亮度从100%下降到10%的时间间隔;其中,0%是全黑的最小亮度,100%是全白的最大亮度。如果响应时间过长,液晶显示面板的像素对输入电压的反应速度跟不上,观看高速画面时就会出现残影和/或拖沓的痕迹,影响用户的体验。
图2A示出了相关技术中的液晶显示面板的结构,图2B为降低图2A中第一液晶层的厚度(也可以称为液晶盒厚,英文为Cell Gap)的液晶显示面板,其中,为了方便说明,图2A和图2B中仅示出了液晶显示面板的部分结构,例如,液晶显示面板200中的第一液晶层130a、以及液晶显示面板300中的第一液晶层130b,而省略了其他结构,例如省略了配向膜。图2B中第一液晶层130b的厚度与图1A和图1B所示本公开实施例提供的液晶显示面板100中第一液晶层130的厚度可以相同,均明显小于图2A中第一液晶层130a的厚度。继续参见图1A和图1B,可见,在一些实施例中,第一液晶层130的厚度(也可以称为第一液晶层130的盒厚)较小,示例性地,图2A中第一液晶层130a的厚度为350nm,而图1A和图1B所示的本公开实施例中第一液晶层130的厚度为175nm。这样,可以使得液晶显示面板100的响应时间大幅下降。相应地,第一液晶层130的面内延迟减小,示例性地,第一液晶层130的面内延迟的范围为87nm~263nm。
然而,第一液晶层的厚度还会影响液晶显示面板的透过率,具体地,相比于第一液晶层的厚度没有降低的液晶显示面板,第一液晶层的厚度降低后,液晶显示面板的透过率降低。参见图2A和图3A,下面,以ADS型液晶显示面板为例加以说明。例如通过配向膜来控制第一液晶分子130a’的排列,使得第一液晶分子130a’的光轴相互平行或近似平行,并且均平行或近似平行于第一偏振片110所在的平面。并且,在一些实施例中,液晶显示面板200还可以包括设置在第一液晶层130a和第一偏振片110之间的像素电极和公共电极,该像素电极和公共电极可以在第一液晶层130a中形成水平电场。其中,水平电场可以是电场方向平行于第一液晶层130a所在平面的电场,水平电场 可以使得第一液晶分子130a’在第一液晶层130a内转动。以像素电极和公共电极设置在第一液晶层130a靠近第一偏振片110的一侧,且水平电场的电场方向垂直于x方向(即水平电场的电场方向平行于y方向),且第一偏振片110的透过轴平行于x方向为例加以说明。在施加电压后,第一液晶层130a中可以形成水平电场,第一液晶分子130a’在第一液晶层130a内转动,使得第一液晶分子130a’的光轴趋向于沿电场的方向,即平行于y方向排列。电场强度增大,可以使得第一液晶分子130a’转动角度增加,即,第一液晶分子130a’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间的夹角变大,并且,由于像素电极和公共电极设置在第一液晶层130a靠近第一偏振片110的一侧,因此,越靠近第一偏振片110一侧,水平电场的电场强度越强,使得对于第一液晶分子130a’,越靠近第一偏振片110,转动角度越大,第一液晶分子130a’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成的夹角也就越大,这样,在平行于z方向上,第一液晶分子130a’可以形成如图3A所示的扭曲排列,第一液晶分子130a’的光轴逐渐趋向于平行y轴,当转动角度最大的第一液晶分子130a’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间的夹角约为90°时,即转动角度最大的第一液晶分子130a’的光轴在第一偏振片110上的正投影平行于y轴时,液晶显示面板的透过率可以达到最大。然而,在本公开实施例提供的液晶显示面板中,由于第一液晶层的厚度降低,例如本公开实施例提供的液晶显示面板中第一液晶层的厚度可以与图2B所示的第一液晶层130b的厚度相同,相比于图2A所示的第一液晶层130a的厚度,参见图2A和图2B,可见本公开实施例提供的液晶显示面板中第一液晶层的厚度降低。参见图1A和图3B,在本公开实施例提供的液晶显示面板中,由于第一液晶层的厚度较小,因此,在相同的工作电压下,转动角度最大的第一液晶分子130’的转动角度无法达到90°,即转动角度最大的第一液晶分子130’在第一偏振片110上的正投影与y轴不平行,从而会导致透过率降低。
为了解决这个问题,参见图1A和图4A,在本公开实施例提供的液晶显示面板中,在不加电压的情况下,第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成锐角夹角。示例性地,第一偏振片110的透过轴平行于x方向,通过设置第一配向膜10和第二配向膜20,使得在不加电压的情况下,第一液晶层130中的第一液晶分子130’的光轴平行或近似平行于第一偏振片110所在的平面,且第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成锐角夹角γ。 这样,参见图1A和图4B,相比于图3B,第一液晶分子130’在受到电场作用后可相对第一偏光片110的透过轴转动更大的角度,例如,转动角度最大的第一液晶分子130’的转动角度接近90°,转动角度最大的第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影可以接近平行于第一偏振片110的透过轴。这样,液晶显示面板100的透过率可以得到提高,且不需要提高液晶显示面板100的工作电压,弥补了由于第一液晶层的厚度降低带来的透过率的损失。
此外,初始状态下的第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成锐角夹角γ,因此,液晶显示面板的响应速度可以得到提高。仍以水平电场的方向平行于x方向,第一偏振片110的透过轴垂直于x方向为例加以说明。由于第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成锐角夹角γ,因此,第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与水平电场在第一偏振片110上的正投影的夹角为锐角γ的余角。这样,相比于不加电压时第一液晶分子的光轴在第一偏振片上的正投影平行或近似平行于第一偏振片的透过轴的情况(即不加电压时第一液晶分子的光轴垂直或近似垂直于水平电场的方向,也就是说,第一液晶分子的光轴在第一偏振片上的正投影与水平电场的方向之间的夹角为90°),第一液晶分子130’在受到水平电场的作用后更容易转动,进而使得液晶显示面板的响应速度提高。
在一些实施例中,第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成的锐角夹角γ的取值范围为15°~40°,示例性地,第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间的夹角γ的取值为15°、20°、25°、30°、35°、40°。由于第一偏振片110的透过轴与第二偏振片170的透过轴垂直,因此,相应地,第一液晶分子130’的光轴在第二偏振片170上的正投影与第二偏振片170的透过轴之间的夹角的取值范围为50°~75°,示例性地,第一液晶分子130’的光轴在第二偏振片170上的正投影与第二偏振片170的透过轴之间的夹角的取值为50°、55°、60°、65°、70°、75°。或者,第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成的锐角夹角γ的取值范围为50°~75°,示例性地,第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间的夹角为50°、55°、60°、65°、70°、75°。由于第一偏振片110的透过轴与第二偏振片170的透过轴垂直,因此,相应地,第一液晶分子130’的光轴在第二偏振片170上的正投影与第二偏振 片170的透过轴之间的夹角的取值范围为15°~40°,示例性地,第一液晶分子130’的光轴在第二偏振片170上的正投影与第二偏振片170的透过轴之间的夹角为15°、20°、25°、30°、35°、40°。
在一些实施例中,第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成的锐角夹角γ的取值为30°±10°,即,锐角夹角γ的范围为[20°,40°]。示例性地,第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成的锐角夹角γ的取值可以为30°±5°,30°±3°,30°±1°,例如,第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成的锐角夹角γ的取值为30°。相应地,第一液晶分子130’的光轴在第二偏振片170上的正投影与第二偏振片170的透过轴之间的夹角为60°±10°,即该夹角的范围为[50°,70°]。示例性地,第一液晶分子130’的光轴在第二偏振片170上的正投影与第二偏振片170的透过轴之间形成的锐角夹角为60°±5°,60°±3°,60°±1°。例如,第一液晶分子130’的光轴在第二偏振片170上的正投影与第二偏振片170的透过轴之间形成的锐角夹角的取值为60°。
在另一些实施例中第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成的锐角夹角γ的取值为60°±10°,即锐角夹角γ的范围为[50°,70°]。示例性地,第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成的锐角夹角γ为60°±5°,60°±3°,60°±1°。例如,第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成的锐角夹角γ的取值为60°。相应地,第一液晶分子130’的光轴在第二偏振片170上的正投影与第二偏振片170的透过轴之间的为30°±10°,即,该夹角的范围为[20°,40°]。示例性地,第一液晶分子130’的光轴在第二偏振片170上的正投影与第二偏振片170的透过轴之间形成的锐角夹角的取值可以为30°±5°,30°±3°,30°±1°。例如,第一液晶分子130’的光轴在第二偏振片170上的正投影与第二偏振片170的透过轴之间形成的锐角夹角的取值为30°。这样,可以进一步优化液晶显示面板的透过率。
在一些实施例中,第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成的锐角夹角γ的取值为25°±10°,即,锐角夹角γ的范围为[15°,35°]。示例性地,第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成的锐角夹角γ的取值可以为25°±5°,25°±3°,25°±1°,例如,第一液晶分子130’的光轴在第 一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成的锐角夹角γ的取值为25°。相应地,第一液晶分子130’的光轴在第二偏振片170上的正投影与第二偏振片170的透过轴之间的夹角为65°±10°,即该夹角的范围为[55°,75°]。示例性地,第一液晶分子130’的光轴在第二偏振片170上的正投影与第二偏振片170的透过轴之间形成的锐角夹角为65°±5°,65°±3°,65°±1°。例如,第一液晶分子130’的光轴在第二偏振片170上的正投影与第二偏振片170的透过轴之间形成的锐角夹角的取值为65°。
在另一些实施例中第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成的锐角夹角γ的取值为65°±10°,即锐角夹角γ的范围为[55°,75°]。示例性地,第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成的锐角夹角γ为65°±5°,65°±3°,65°±1°。例如,第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成的锐角夹角γ的取值为65°。相应地,第一液晶分子130’的光轴在第二偏振片170上的正投影与第二偏振片170的透过轴之间的为25°±10°,即,该夹角的范围为[15°,35°]。示例性地,第一液晶分子130’的光轴在第二偏振片170上的正投影与第二偏振片170的透过轴之间形成的锐角夹角的取值可以为25°±5°,25°±3°,25°±1°。例如,第一液晶分子130’的光轴在第二偏振片170上的正投影与第二偏振片170的透过轴之间形成的锐角夹角的取值为25°。这样,可以进一步优化液晶显示面板的透过率。
示例性地,参见图5,图5示出了本公开实施例提供的液晶显示面板100、图2A示出的相关技术1中液晶显示面板200以及图2B示出的相关技术2中的液晶显示面板300的透过率与相应时间的关系曲线。通过对比可见,在向液晶显示面板100、液晶显示面板200、以及液晶显示面板300施加相同的电压后,液晶显示面板100的透过率提升速度高于液晶显示面板200和液晶显示面板300,即,液晶显示面板100具有更短的响应时间,更快的响应速度。
此外,参见图1A和图1B,本公开实施例提供的液晶显示面板还包括光学补偿层140。光学补偿层140包括各向异性晶体层,具有至少一个光轴。在一些实施例中,光学补偿层140为单轴性光学补偿层,仅具有一个光轴。示例性地,光学补偿层140为+A补偿层,光学补偿层140的折射率可以满足n x1>n y1≈n z1,或n x1>n y1=n z1,其中,n x1为光学补偿层140面内的X 1轴方向上的折射率,n y1为光学补偿层140面内与X 1轴垂直的Y 1轴方向上的折射率,n z1为光学补偿层140厚度方向上的折射率。其中,X 1轴为光学补偿层140的 光轴。进一步地,1.0≤n x1≤2.0,1.0≤n y1≤2.0,1.0≤n z1≤2.0,光学补偿层140的面内延迟量R O=(n x1-n y1)×d 1,其中,d 1为光学补偿层140的厚度。光学补偿层140的面内延迟,可以理解为光在法线方向(垂直于光学补偿层140的方向)上穿过光学补偿层140时的实际延迟。
光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一液晶分子130的光轴在第一偏振片110上的正投影垂直,即,光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影与初始状态下的第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影垂直,也可以说,光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一配向膜10的配向方向垂直。如上文所述,由于第一液晶层130的厚度较小,在施加水平电场后,第一液晶层130中转动角度最大的液晶分子的转动角度达不到90°,使得液晶显示面板的透过率降低。由于光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一液晶分子130的光轴在第一偏振片110上的正投影垂直,即,光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影与初始状态下的第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影之间的夹角为90°,施加电压后,光学补偿层140对光的调制作用与转动90°的第一液晶分子130’对光的调制作用相同,这样,光学补偿层140可以实现对第一液晶层130进行补偿,进而可以提高液晶显示面板的透过率。示例性地,参见图6,图6示出了本公开实施例提供的液晶显示面板100、图2A示出的相关技术1中的液晶显示面板200以及图2B示出的相关技术2中的液晶显示面板300的透过率与工作电压的关系曲线。通过对比可见,本公开实施例提供的液晶显示面板100的透过率相比于相关技术中盒厚降低的液晶显示面板300的透过率明显提升,可实现透过率的补偿。
此外,继续参见图1A和图1B,在液晶显示面板不被施加电压的情况下,正是由于第一液晶层130中第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成锐角夹角,可以导致液晶显示面板在处于L0状态下存在漏光问题。其中,L0状态指的是当液晶显示面板未加电压处于暗态,而背光模组正常提供光源的状态,也可以说液晶显示面板显示黑画面时的状态。当液晶显示面板处于L0状态下时,由于第一液晶层130中第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成锐角夹角,因此,第一液晶分子130’可以改变从第一偏振片110出射的光线的偏振态,使得经过第一液晶层130的光线的偏振方向不再与第二偏振片170的透过轴垂直,因此,至少部分光线可以通过第二偏振片170出射,进而造成液晶显示面板L0暗态漏光的问题。
在液晶显示面板不被施加电压时,由于光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一液晶分子130’在第一偏振片110上的正投影垂直,且光学补偿层140具有相位延迟量,因此,光学补偿层140可以抵消光线经过第一液晶层130产生的相位延迟量的至少一部分或全部。在一些实施例中,光学补偿层140的面内延迟与第一液晶层130的面内延迟之差的绝对值小于或等于30nm,此时,光学补偿层140可以抵消光线经过第一液晶层130产生的相位延迟量的至少一部分;在另一些实施例中,光学补偿层140的面内延迟与第一液晶层130的面内延迟相等,此时,光学补偿层140可以完全抵消光线经过第一液晶层130产生的相位延迟,即,在不施加电场的情况下,从第一偏振片110出射的光线经过第一液晶层130和光学补偿层140后,相位延迟量变化为0。这样,可以使得光线在经过光学补偿层140和第一液晶层130后,光线的偏振态可以恢复至该光线从第一偏振片110出射时的偏振态,即,偏振方向与第二偏振片170的透过轴垂直,进而无法从第二偏振片170出射,解决了如上所述的液晶显示面板的L0暗态漏光问题。
光学补偿层140的类型可以根据实际使用需求和/或工艺需要界定,本公开对此不作限定。在一些实施例中,光学补偿层140为基于拉伸聚合物薄膜的光学补偿层。而在另一些实施例中,光学补偿层140为基于液晶分子涂布的光学补偿层。其中,拉伸前的聚合物薄膜可以通过溶液流延或熔体挤出或本领域已知的任何其他成膜技术来制备,拉伸前的聚合物薄膜可以包括聚苯乙烯薄膜、聚降冰片烯薄膜等类型。在制作光学补偿层140时,可以通过对聚合物薄膜进行拉伸,进而得到所需的光学补偿层140。
光学补偿层140可以设置在第一偏振片110与第一液晶层130之间,或者第二偏振片170与第一液晶层130之间。在一些实施例中,液晶显示面板100还可以包括两个衬底基板,分别为第一衬底基板120(在衬底基板120上设置像素电极和公共电极后形成的基板也可以称为阵列基板),和第二衬底基板160(也可以称为对盒基板)。液晶显示面板100还可以包括:设置于第二衬底基板160和第一液晶层130之间的彩膜层60。其中,光学补偿层140可以设置于彩膜层60和第一液晶层130之间。
在一些可能的实现方式中,液晶显示面板100还可以包括平坦层,平坦层设置于彩膜层靠近第一液晶层130的一侧,使得第一液晶层130靠近彩膜层的一侧是平坦的,便于后续第一液晶分子130’的注入。在另一些可能的实现方式中,光学补偿层140可以作为平坦层,将光学补偿层140作为平坦层并设置于彩膜层和第一液晶层130之间,用于填平彩膜层表面的凹凸不平, 通过将光学补偿层140用作平坦层,能够简化液晶显示面板100的工艺流程的复杂程度,有利于节省液晶显示面板100的制造成本。
根据上述内容,本公开实施例提供的液晶显示面板,在减小第一液晶层130厚度以实现快速响应的基础上,通过调整在不加电压的情况下第一液晶层130中第一液晶分子130’的光轴的角度,使得在不加电压的情况下第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一偏振片110的透过轴之间形成锐角夹角γ,能够使得第一液晶分子130’在受到电场作用后可相对第一偏振片110的透过轴转动更大的角度,进而能够实现透过率的补偿,弥补由于第一液晶层130的厚度降低所带来的透过率的损失;并且,通过在第一偏振片110与第一液晶层130之间或第二偏振片170与第一液晶层130之间设置光学补偿层140,且光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影与第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影垂直,可以进一步提高液晶显示面板的透过率,并且,在L0状态下可以抵消光线经过第一液晶层130产生的相位延迟量的部分或全部,可以解决液晶显示面板L0暗态漏光的问题。本公开实施例提供的液晶显示面板既能够有效实现透过率的提升,又可实现快速响应,且能够相应提高液晶显示面板的对比度和画面的显示质量,增强了产品的竞争力,满足用户的使用需求,且制备方法简单,材料来源广泛且成本低廉,有利于液晶显示面板的制造成本的控制。参见图5和图6,通过模拟得到锐角夹角γ为25°时,与图2A所示的相关技术1中的液晶显示面板200以及图2B中所示的相关技术2中的液晶显示面板300进行对比,本公开实施例提供的液晶显示面板100的响应时间基本在20ms左右,液晶显示面板300可将响应时间降至液晶显示面板200的40%,但随之带来透过率降低为液晶显示面板200的40%的问题。而通过采用本公开实施例提供的液晶显示面板100,可大幅改善液晶显示面板300的特性,可进一步将响应时间减少至液晶显示面板300的75%,并且,透过率较液晶显示面板300有所提升,约提升至液晶显示面板300的167%,实现对液晶显示面板300的透过率的补偿。
为了进一步补偿液晶显示面板的透过率,在一些实施例中,参见图7A和图7B,本公开的实施例提供的液晶显示面板100还可以包括第二液晶层150。第二液晶层150可以设置在第一偏振片110和第一液晶层130之间,或者,设置在第二偏振片170和第一液晶层130之间。
第二液晶层150包括第二液晶分子150’。在一些实施例中,第二液晶层150中的第二液晶分子150’可以为棒状液晶分子,其长轴方向为光轴方向。此 外,第二液晶层150中的第二液晶分子150’可以为正性液晶分子,也可以为负性液晶分子,本公开对此不作特别限制。第二液晶分子150’可以是向列相液晶分子,也可以是胆甾相液晶分子。
在此基础上,液晶显示面板100还可以包括第一控制电极30和第二控制电极50。第一控制电极30和第二控制电极50被配置为控制第二液晶层150中的第二液晶分子150’的光轴偏转。其中,第一控制电极30设置在第一偏振片110和第二液晶层150之间;第二控制电极50设置在第二偏振片170和第二液晶层150之间。第一控制电极30在第一偏振片110上的正投影和第二控制电极50在第一偏振片110上的正投影具有重叠区域,这样,通过第一控制电极30和第二控制电极50,可以在第二液晶层150中形成垂直电场。
第一控制电极和第二控制电极可以采取如下三种配置方式:
(1)液晶显示面板包括一个第二控制电极和一个第一控制电极,且二者正对的部分可以对应多个像素。例如:第二控制电极和/或第一控制电极为面状电极,且第二控制电极和第一控制电极均与液晶显示面板中的各个像素对应。此时,仅需要对两个电极,即第一控制电极和第二控制电极提供电信号,可以节省信号,并且,液晶显示面板的结构比较简单。
(2)液晶显示面板包括一个第二控制电极和多个第一控制电极,其中,一个第二控制电极可以对应多个像素,每个第一控制电极与液晶显示面板中的多个像素(即第二控制电极对应的多个像素)中一个像素或一个子像素一一对应设置。示例性地,第二控制电极为面状电极,且第二控制电极与液晶显示面板中的各个像素对应;多个第一控制电极呈阵列分布,每个第一控制电极对应一个子像素。这样,可以通过第一控制电极和第二控制电极对一个像素对应的第二液晶层进行单独控制,使得一个像素对应的第二液晶分子偏转。
(3)液晶显示面板包括多个第二控制电极和多个第一控制电极,其中,每个第二控制电极可以与一个或多个第一控制电极对应,每个第二控制电极可以对应一个或多个像素,每个第一控制电极与液晶显示面板中的一个或多个像素(即第二控制电极对应的一个或多个像素)中一个像素或一个子像素一一对应设置。示例性地,每个第二控制电极对应多个第一控制电极,且每个第二控制电极对应一个像素,相应地,每个第二控制电极多个子像素(即该第二控制电极对应的像素所包括的各个子像素);每个第一控制电极对应一个子像素。这样,可以通过第一控制电极和第二控制电极对一个像素对应的第二液晶层进行单独控制,使得一个像素对应的第二液晶分子偏转。
在此基础上,第一控制电极30、第二控制电极50、以及第二液晶层150可以实现以下两个功能:
其一,参见图7A,液晶显示面板100可以显示黑画面,此时,液晶显示面板100的各个像素均显示黑色色块(例如像素的灰阶数据为R=0,G=0,B=0)。
对于液晶显示面板100中显示黑色色块的像素,通过这些像素对应的至少一个(例如,一个;又如,多个)第一控制电极30和至少一个(例如,一个;又如,多个)第二控制电极50,使得液晶显示面板100中显示黑色色块的像素对应的第二液晶分子150’的光轴垂直于第一偏振片110。示例性地,由于第一控制电极30在第一偏振片110上的正投影和第二控制电极50在第一偏振片110上的正投影具有重叠区域,因此,第一控制电极30和第二控制电极50可以在显示黑色色块的像素对应的第二液晶层150中形成垂直电场,进而驱动第二液晶分子150’的光轴垂直于第一偏振片110。
由于第二液晶分子150’的光轴垂直于第一偏振片110,因此,光线可以沿第二液晶分子150’的光轴方向出射,此时,第二液晶分子150’不改变出射的光线的偏振态。以第二液晶层150位于第一液晶层130与第二偏振片170之间,并且位于光学补偿层140与第二偏振片170之间为例,此时光线先经过第一液晶层130和光学补偿层140,继而经过第二液晶层150。由于第二液晶分子150’不改变出射光线的偏振态,因此,可以使得经第一液晶层130和光学补偿层140出射的光线,经过第二液晶分子150后,偏振态不发生改变。这便意味着在液晶显示面板100中,第二液晶层150不会影响光学补偿层140对液晶显示面板显示黑色色块处的漏光问题所起到的改善作用。
在液晶显示面板100中各个像素均显示黑色色块的情况下,可以通过至少一个(例如,一个;又如,多个)第一控制电极30和至少一个(例如,一个;又如,多个)第二控制电极50,使得液晶显示面板100中各个像素对应的第二液晶分子150’的光轴垂直于第一偏振片110。由于液晶显示面板100的各个像素均显示黑色色块,且液晶显示面板100中各个像素对应的第二液晶分子150’的光轴垂直于第一偏振片110,因此,在液晶显示面板100显示黑画面的情况下,即L0状态下,第二液晶层150不会影响光学补偿层140对液晶显示面板L0状态下漏光问题的改善作用。
其二,参见图7C,液晶显示面板100还可以显示非黑画面。具体地,在液晶显示面板100显示非黑画面的情况下,液晶显示面板100中各个像素的显示状态可以分为如下两种情况:
(1)液晶显示面板100中各个像素均显示非黑色块(例如显示非黑色块的像素的灰阶数据为R、G、B中至少一者不为零)。
(2)液晶显示面板100中一部分像素显示非黑色块,另一部分像素显示黑色色块。
对于液晶显示面板100中显示非黑色块的像素,可以通过至少一个(例如,一个;又如,多个)第一控制电极30和至少一个(例如,一个;又如,多个)第二控制电极50,使得显示非黑色块的像素对应的第二液晶分子150’的光轴在第一偏振片110上的正投影平行于光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影。示例性地,可以使得液晶显示面板100中显示非黑色块的像素对应的第二液晶分子150’的光轴平行或近似平行于第二液晶层150所在的平面,并且,使得该部分第二液晶分子150’的光轴在第一偏振片110上的正投影平行于光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影。
在一些可能的实现方式中,可以通过该至少一个第一控制电极30和该至少一个第二控制电极50,向该至少一个第一控制电极30和该至少一个第二控制电极50正对部分对应的第二液晶层150中施加电场,该电场的电场方向平行于光学补偿层140的光轴方向,使得第二液晶分子150’的光轴在电场下发生偏转,进而使得第二液晶分子150’的光轴在第一偏振片110上的正投影平行于光学补偿层140的光轴在第一偏振片上的正投影。又示例性地,第二液晶层150还可以与配向膜接触,通过设置配向膜的配向方向,可以使得在第二液晶层150中不存在电场的初始状态下,第二液晶分子150’的光轴在第一偏振片110上的正投影平行于光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影,在此基础上,可以通过该至少一个第一控制电极30和该至少一个第二控制电极50关闭上文所述的垂直电场,使得该至少一个第一控制电极30和该至少一个第二控制电极50正对部分对应的第二液晶层150中不存在电场,进而使得相应部分第二液晶分子150’在配向膜的作用下回到第二液晶分子150’的光轴在第一偏振片110上的正投影平行于光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影的状态。
由于显示非黑色块的像素对应的第二液晶分子150’的光轴在第一偏振片110上的正投影平行于光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影,因此,对于显示非黑色块的像素对应的第二液晶层150,其折射率可以满足:n x2>n y2≈n z2,或n x2>n y2=n z2,其中,n x2为第二液晶层150面内的X 2轴方向上的折射率,n y2为第二液晶层150面内与X 2轴垂直的Y 2轴方向上的折射率,n z2为第二液晶层150厚度方向上的折射率。其中,X 2轴为显示非黑色块的像 素对应的第二液晶层150的光轴,由于显示非黑色块的像素对应的第二液晶分子150’具有统一的排列,因此,可以认为X 2轴为这部分第二液晶分子150’的光轴。进一步地,显示非黑色块的像素对应的第二液晶层150的面内延迟量R O=(n x2-n y2)×d 2,其中,d 2为第二液晶层150的厚度。第二液晶层150的面内延迟,可以理解为光在法线方向(垂直于第二液晶层150的方向)上穿过第二液晶层150时的实际延迟。此时,可以认为显示非黑色块的像素对应的第二液晶层150为+A补偿层,且该+A补偿层的光轴在第一偏振片110上的正投影与光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影平行,这样,在液晶显示面板100显示非黑画面的情况下,显示非黑色块的像素对应的第二液晶层150起到的作用与光学补偿层140的作用类似,可以在光学补偿层140的基础上进一步对液晶显示面板100中显示非黑色块的像素对应的部分的透过率进行补偿。
在一些实施例中,显示非黑色块的像素对应的第二液晶层150的面内延迟的范围为120nm~280nm。示例性地,显示非黑色块的像素对应的第二液晶层150的面内延迟为120nm、150nm、200nm、150nm。由于显示非黑色块的像素对应的第二液晶层150具有上述的面内延迟,因此,显示非黑色块的像素对应的第二液晶层150可以对液晶显示面板100中显示非黑色块的像素对应的部分的透过率进行较好的补偿。参见图10,其中本方案1、本方案2、以及本方案3分别对应本公开实施例提供的液晶显示面板100中第二液晶层150的面内延迟为120nm、175nm、247nm时的情况。可见,当第二液晶层150的面内延迟为120nm、175nm、247nm时,本公开实施例提供的液晶显示面板100可以具有较小的响应时间,以及较高的透过率。示例性地,第二液晶层150的面内延迟为247nm±20nm,即范围为[227nm,267nm],例如,247nm±15nm,247nm±10nm,247nm±5nm。此时,可以进一步提高液晶显示面板100的透过率。
在一些实施例中,第一控制电极和第二控制电极可以如上文所述配置方法(1)那样设置。由于液晶显示面板仅包括一个第一控制电极和一个第二控制电极,因此,在液晶显示面板100显示非黑画面时,通过第一控制电极和第二控制电极,可以使得液晶显示面板100中的各个像素(即显示黑色色块的像素和显示非黑色块的像素)对应的第二液晶分子150’的光轴在第一偏振片110上的正投影均平行于光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影。此时,第二液晶层140可以对液晶显示面板100中显示非黑色块的像素对应的部分的透过率进行补偿。
在另一些实施例中,第一控制电极和第二控制电极可以如上文所述配置方法(2)或配置方法(3)那样设置。由于第一控制电极和第二控制电极具有这种配置,可以通过第一控制电极和第二控制电极,对一个像素对应的第二液晶层进行单独控制,使得一个像素对应的第二液晶分子偏转。示例性地,在液晶显示面板100显示非黑画面时,对于显示黑色色块的像素,通过相应的第一控制电极和第二控制电极(即显示黑色色块的像素对应的第一控制电极和第二控制电极),使得显示黑色色块的像素对应的第二液晶分子150’的光轴垂直对于第一偏振片,使得第二液晶层150可以对液晶显示面板中显示黑色色块的像素对应的部分进行漏光补偿;对于显示非黑色块的像素,通过相应的第一控制电极和第二控制电极(即显示非黑色块的像素对应的第一控制电极和第二控制电极),使得显示非黑色块的像素对应的第二液晶分子150’的光轴在第一偏振片上的正投影平行于光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影,使得第二液晶层150可以对液晶显示面板中显示非黑色块的像素对应的部分进行透过率的补偿。这样,可以进一步改善液晶显示面板显示非黑画面时的显示效果。
在一些实施例中,第二液晶层150是聚合物分散液晶层。聚合物分散液晶层是将聚合物与液晶以某个比例混合起来,经过相分离,例如利用紫外光固化相分离技术,或者热固化相分离技术,使得液晶从聚合物中析出形成微滴,聚合物固化把液晶微滴包裹在其中的一种复合膜层。由于聚合物分散液晶层的结构为固化后的聚合物基体包裹可流动的液晶的结构,不需要再对液晶进行封装,因此,相比于需要封装的液晶层,聚合物分散双稳态向列相液晶层的结构更简单,厚度也可以更薄。
在聚合物分散液晶层中,液晶可以是向列相液晶,也可以是胆甾相液晶。聚合物分散液晶层可以具有两种状态:当向聚合物分散液晶层施加电压时,在聚合物液晶层的液晶微滴中,液晶分子会在电场的作用下发生偏转,可以使得液晶分子的光轴平行于该电场的方向。当聚合物分散液晶层中不存在电场时,液晶微滴中的液晶分子的光轴可以平行于任意方向,使得聚合物分散液晶层处于散射态。
在一些可能的实现方式中,第二液晶层150是聚合物分散双稳态向列相液晶层。当聚合物分散液晶层中的液晶为双稳态向列相液晶时,该聚合物分散液晶层可以称为聚合物分散双稳态向列相液晶。
聚合物分散双稳态向列相液晶层中的聚合物基体可以对其中的液晶分子起到配向作用,例如,聚合物基体可以形成聚合物网络,从而对其中液晶分 子起到配向作用,可以使得液晶分子在受到电场作用后(例如快速去掉电场),聚合物分散双稳态向列相液晶层中的液晶分子处于一定的取向状态。并且,由于聚合物分散液晶层本身的性质,在不存在电场时,聚合物分散液晶层中的各个液晶微滴的指向矢可以沿任意方向排布,使得聚合物分散液晶层处于散射态。由于聚合物分散双稳态向列相液晶层的这种性质,聚合物分散双稳态向列相液晶层可以具有第一稳态和第二稳态,即,在不施加电场时,聚合物分散双稳态向列相液晶层可以保持该第一稳态和第二稳态。其中,当第二液晶层150,即聚合物双稳态向列相液晶层在第一稳态下时,第二液晶分子150’的光轴在第一偏振片110上的正投影与光学补偿层的光轴在第一偏振片110上的正投影平行;当第二液晶层150,即聚合物双稳态向列相液晶层在第二稳态下时,第二液晶层150,即聚合物分散双稳态向列相液晶层,处于散射态。而当聚合物分散双稳态向列相液晶层中存在电场时,聚合物分散双稳态向列相液晶层中液晶分子的光轴可以平行于该电场的电场方向。示例性地,当聚合物分散双稳态向列相液晶层中存在垂直于该液晶层的电场时,该液晶层中的液晶分子的光轴可以平行于该垂直电场的电场方向,即,液晶分子的光轴可以垂直于该液晶层。
图7C示出了本公开一些实施例中液晶显示面板的结构,液晶显示面板100还可以包括电路层CL,电路层CL可以包括上文所述的第一控制电极30,电路层CL还可以包括第三控制电极40。第一控制电极30和第三控制电极40可以设置在第一衬底基板120上,具体地,第三控制电极40和第一控制电极30均设置在第一液晶层130和第一偏振片110之间,其中,第三控制电极40和第一控制电极30中的一者为像素电极,另一者为公共电极。在一些可能的实现方式中,第一控制电极30可以是像素电极,相应地,第三控制电极40为公共电极;在另一些可能的实现方式中,第一控制电极30可以是公共电极,相应地,第三控制电极40为像素电极。本公开对第一控制电极30和第三控制电极40的形状不作限制,示例性地,第一控制电极30和第三控制电极40的形状可以如图8A、图8B和图8C所示。其中,参见图8C,第一控制电极30和第三控制电极40可以具有梳状结构,例如,第一控制电极30和第三控制电极40均具有梳状结构,此时,第一控制电极30和第三控制电极40可以同层设置,可以进一步地控制液晶显示面板100的厚度。
参见图7C和图8B,第三控制电极40和第一控制电极30可以形成水平电场,例如,可以在第一液晶层130中形成水平电场,使得第一液晶分子130’偏转,进而使得液晶显示面板可以显示画面。
参见图7C和图8A,第二控制电极50与第一控制电极30之间可以形成垂直电场E1。如上文所述,由于第二控制电极50与第一控制电极30之间可以形成垂直电场E1,可以在第二液晶层150中形成垂直电场E1,进而可以使得第二液晶分子150’的光轴垂直于第一偏振片110。在一些实施例中,由于第一液晶分子150’是负性液晶分子,因此,在垂直电场的作用下,第一液晶分子150’不会发生偏转,这样,可以使得在第一液晶分子150’中存在垂直电场时,第一液晶分子150’不发生偏转,液晶显示面板可以显示黑画面。
进一步地,如上文所述,在一些实施例中,在液晶显示面板中,一个第一控制电极和/或一个第二控制电极可以对应多个像素,示例性地,液晶显示面板包括整面的第一控制电极和/或第二控制电极,对应液晶显示面板的所有像素。此时,参见图8D,在液晶显示面板100中,第一控制电极30、第二控制电极50、以及第三控制电极40可以具有如图8D所示的结构,其中第二控制电极50可以为面状电极。在另一些实施例中,液晶显示面板中不同像素对应的第二液晶层的部分可以具有独立的第一控制电极和/或第二控制电极,示例性地,液晶显示面板可以包括多个第一控制电极和/或多个第二控制电极,每个第一控制电极和/或第二控制电极可以对应一个像素,这样,可以通过第一控制电极和第二控制电极对一个像素对应的第二液晶层进行单独控制,使得一个像素对应的第二液晶分子偏转。此时,参见图8E,在液晶显示面板100中,第一控制电极30、第二控制电极50、以及第三控制电极40可以具有如图8E所示的结构,其中,每个第二控制电极50可以对应一个像素,一个像素包括三基色子像素,例如R(红色)子像素、G(绿色)子像素以及B(蓝色)子像素。每个第一控制电极30和每个第三控制电极40可以对应一个子像素,图8E中示出了R子像素对应的第一控制电极和第三控制电极,记为R,G子像素对应的第一控制电极和第三控制电极,记为G,以及B子像素对应的第一控制电极和第三控制电极,记为B。相应地,每个第二控制电极50可以对应一个R、一个G以及一个B,即,对应三个第一控制电极和三个第三控制电极。
由于第一控制电极30可以作为像素电极或公共电极,同时还可以作为控制第二液晶层150的一个电极,使得第一控制电极30、第二控制电极50、以及第三控制电极40可以同时控制第一液晶层130中第一液晶分子130’的偏转,同时,还能控制第二液晶层150中第二液晶分子150’的偏转。这样,相比于为第一液晶层130单独设置像素电极和公共电极且为第二液晶层150单独设置两个控制电极,本公开的实施例中的液晶显示面板具有更简单的结构。
继续参见图7C,以及图8A、图8B和图8C,第三控制电极40和第一控制电极30可以设置在第一液晶层130和第一偏振片110之间,且第二控制电极50可以设置在第二液晶层150与第二偏振片170之间。并且,第二液晶层150可以设置在第一液晶层130和第二偏振片170之间。这样,相比于第二液晶层150,第一液晶层130更靠近第一控制电极30和第三控制电极40,使得像素电极和公共电极形成的水平电场可以更好地作用在第一液晶层130中,进而完成液晶显示面板100的正常显示;同时还可以减小该水平电场对第二液晶层150的影响。并且,由于第二液晶层150设置在第一液晶层130与第二偏振片170之间,因此,在制作液晶显示面板100时,第二液晶层150可以被设置在第二衬底基板160上,后续再进行对盒工艺,这样,在工艺上,液晶显示面板100的制作较为简单。
此外,第二控制电极50的材料可以是ITO(氧化铟锡)。第二控制电极可以设置在第二衬底基板160上。由于在第二衬底基板160上制作ITO层的工艺需要较高的温度,因此,可以在带有第二控制电极50(ITO层)的第二衬底基板160上制作彩膜层60,还可以在带有第二控制电极50(ITO层)的第二衬底基板160上制作黑矩阵,这样,相比于先在第二衬底基板160上制作彩膜层60和/或黑矩阵,再在带有彩膜层60和/或黑矩阵的第二衬底基板160上制作第二控制电极50(ITO层),可以减小制作ITO层的工艺中的高温对彩膜层60和/或黑矩阵的破坏。进一步地,可以在带有彩膜层60的第二衬底基板160上制作平坦层OC,继而制作第二液晶层150和光学补偿层140。
相应地,聚合物分散双稳态向列相液晶层(即第二液晶层150)、第一控制电极30、第二控制电极50、以及第三控制电极40可以实现以下三个功能:
其一,参见图9A,在液晶显示面板100显示黑画面的情况下,通过第一控制电极30、第二控制电极50、以及第三控制电极40,可以向第二液晶层150施加第一垂直电场,以驱动第二液晶分子150’的光轴垂直于第一偏振片110,即,驱动第二液晶分子150’的光轴垂直于第一偏振片110所在的平面。此时,如上文所述,由于第二液晶分子150’的光轴垂直于第一偏振片110所在的平面,因此,光线可以沿第二液晶分子150’的光轴方向出射,此时,第二液晶分子150’不改变出射的光线的偏振态,在液晶显示面板100显示黑画面的情况下,即L0状态下,第二液晶层150不会影响光学补偿层140对液晶显示面板L0状态下漏光问题的改善作用。
其二,参见图9B,在液晶显示面板100从显示黑画面切换至显示非黑画面的情况下,液晶显示面板100中至少部分像素可以从显示黑色色块切换至 显示非黑色块。以液晶显示面板100中所有像素均从显示黑色色块切换至显示非黑色块为例,通过第一控制电极30、第二控制电极50、以及第三控制电极40,可以关闭第一垂直电场。当施加在第二液晶层150,即聚合物分散双稳态向列相液晶层上的电压快速降为零时,可以使得第二液晶层150处于第一稳态,即此时,第二液晶分子150’的光轴在第一偏振片110上的正投影与光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影平行。需要说明的是,图9B中示出的第二液晶分子150’的光轴在第一偏振片110上的正投影垂直于x方向和z方向,即,第二液晶分子150’的光轴在第一偏振片110上的正投影可以沿垂直于纸面的方向;并且,第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影平行于x方向,且光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影垂直于第一液晶分子130’的光轴在第一偏振片110上的正投影,即,光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影沿垂直于纸面的方向,与第二液晶分子150’的光轴在第一偏振片110上的正投影平行。此时,如上文所述,可以认为第二液晶分子150为+A补偿层,且该+A补偿层的光轴在第一偏振片110上的正投影与光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影平行,这样,在液晶显示面板100显示非黑画面的情况下,第二液晶层150起到的作用与光学补偿层140的作用类似,可以在光学补偿层140的基础上进一步对液晶显示面板100的透过率进行补偿。
需要说明的是,对于液晶显示面板100中部分像素从显示黑色色块切换至显示非黑色块,部分像素仍显示黑色色块的情况,可以通过调整第一控制电极、第二控制电极、以及第三控制电极的设置方式,使得通过第一控制电极、第二控制电极、以及第三控制电极,对从显示黑色色块切换至显示非黑色块的像素对应的第二液晶层进行单独控制,使得从显示黑色色块切换至显示非黑色块的像素对应的第二液晶层中的第一垂直电场关闭,进而实现上述功能。
其三,参见图9C,在液晶显示面板从显示非黑画面切换至显示黑画面的情况下,液晶显示面板100中至少部分像素可以从显示非黑色块切换至显示黑色色块。以液晶显示面板100中所有像素均从显示非黑色块切换至显示黑色色块为例,通过第一控制电极30、第二控制电极50、以及第三控制电极40,可以向第二液晶层150,即聚合物分散双稳态向列相液晶层,施加第二垂直电场,其中,第一垂直电场的电场强度大于第二垂直电场的电场强度,这样,在较低电压的作用下,第二液晶层150,即聚合物分散双稳态向列相液晶层,可以处于第二稳态,第二稳态可以是散射态。再向第二液晶层150,即聚合物 分散双稳态向列相液晶层,施加第一垂直电场,这样,通过先施加低电压再施加高电压,第二液晶层150,即聚合物分散双稳态向列相液晶层,可以由第二稳态转换成第二液晶分子150’的光轴垂直于第一偏振片的状态,进而可以实现第二液晶分子150’从其光轴在第一偏振片110上的正投影平行于光学补偿层140的光轴在第一偏振片110上的正投影的状态(即,第二液晶层150为+A补偿层状态)至第二液晶分子150’的光轴垂直于第一偏振片110所在的平面的状态的转换,进而可以实现对液晶显示面板透过率的补偿以及解决液晶显示面板L0状态漏光问题的目的。
需要说明的是,对于液晶显示面板100中部分像素从显示非黑色块切换至显示黑色色块,部分像素仍显示黑色的情况,可以通过调整第一控制电极、第二控制电极、以及第三控制电极的设置方式,使得通过第一控制电极、第二控制电极、以及第三控制电极,对从显示非黑色块切换至显示黑色色块的像素对应的第二液晶层进行单独控制,使得向从显示黑色色块切换至显示非黑色块的像素对应的第二液晶层中施加第二垂直电场和/或第一垂直电场,进而实现上述功能。
参见图11,其中本方案4对应本公开实施例提供的液晶显示面板100中包括光学补偿层而不包括第二液晶层的情况,本方案5对应本公开实施例提供的液晶显示面板100中包括光学补偿层并且包括第二液晶层的情况。可见,当液晶显示面板100包括光学补偿层和第二液晶层时,液晶显示面板100的透过率较高,其透过率可以达到图2A所示的液晶显示面板200,即降低第一液晶层的厚度前的液晶显示面板的透过率水平。
本公开的一些实施例还提供了一种液晶显示面板的驱动方法,其中,该液晶显示面板可以是上述实施例中提供的包括第二液晶层的液晶显示面板,即,本公开实施例提供的液晶显示面板的驱动方法可以用于驱动包括第二液晶层的液晶显示面板。
参见图12,液晶显示面板的驱动方法包括以下步骤:
S101、驱动液晶显示面板显示黑画面,通过第一控制电极和第二控制电极向第二液晶层施加第一垂直电场,以驱动第二液晶层中的第二液晶分子的光轴垂直于第一偏振片。
在一些可能的实现方式中,以使用ADS模式的液晶显示面板为例,该液晶显示面板可以包括多个子像素的像素电极和公共电极,其中,各个子像素的公共电极相互耦接,可被施加同一电压Vcom。驱动液晶显示面板显示黑画面可以包括:通过控制每个子像素的像素电极和公共电极的电压,例如将每 个子像素的像素电极和公共电极设置为等压,进而驱动液晶显示面板中第一液晶层的第一液晶分子不发生偏转,使得液晶显示面板显示黑画面。
在一些可能的实现方式中,通过第一控制电极和第二控制电极向第二液晶层施加第一垂直电场可以包括:将第一控制电极和第二控制电极设置为不等压,使得第一控制电极与第二控制电极正对的部分与第二控制电极之间可以形成第一垂直电场,通过第一垂直电场,使得处于该垂直电场中的第二液晶分子的光轴偏转,继而实现第二液晶分子的光轴垂直于第一偏振片。
S102、驱动液晶显示面板显示非黑画面,关闭第一垂直电场,使得第二液晶层中的第二液晶分子的光轴在第一偏振片上的正投影平行于光学补偿层的光轴在第一偏振片上的正投影。
在一些可能的实现方式中,以使用ADS模式的液晶显示面板为例,该液晶显示面板可以包括多个子像素的像素电极和公共电极。驱动液晶显示面板显示非黑画面可以包括:通过控制每个子像素中像素电极和公共电极之间的电压差,使得液晶显示面板中至少一个像素显示非黑色块,示例性地,可以将显示非黑色块的像素中至少一个子像素(例如,一个;又如,三个)的像素电极和公共电极设置为不等压,进而该像素电极和公共电极可以在相应的子像素对应的第一液晶层中产生水平电场,使得其中的第一液晶分子偏转,进而使得该像素可以显示非黑色块。
在一些可能的实现方式中,关闭第一垂直电场可以包括:将第一控制电极和/或第二控制电极去电,使得第一垂直电场关闭;还可以将第一控制电极和第二控制电极设置为等压,使得第一垂直电场关闭。
在本公开实施例提供的液晶显示面板的驱动方法中,步骤S101和步骤S102的顺序没有特别的限制,示例性地,可以先执行步骤S101,再执行步骤S102,也可以先执行步骤S102,再执行步骤S101;又示例性地,可以仅执行步骤S101而不执行步骤S102,也可以仅执行步骤S102而不执行步骤S101。
在一些实施例中,第二液晶层为聚合物分散双稳态向列相液晶层。液晶显示面板包括多个第一控制电极,液晶显示面板还可以包括第三控制电极,第一控制电极和第三控制电极均设置在第一液晶层和第一偏振片之间。其中,每个第一控制电极可以是每个子像素的像素电极或公共电极。第二控制电极可以是面状电极。此时,具体地,步骤S101可以包括:
S101a、驱动液晶显示面板从显示非黑画面切换至显示黑画面。
在一些可能的实现方式中,可以通过控制液晶显示面板中全部像素的各 个子像素对应的第一控制电极和第三控制电极(即像素电极和公共电极)之间的电压差,例如将第一控制电极和第三控制电极设置为等压,使得第一控制电极和第三控制电极之间无法形成水平电场,第一液晶分子不会发生偏转,进而使得液晶显示面板显示黑画面。
S101b、通过第一控制电极和第二控制电极,向第二液晶层施加第二垂直电场,第二垂直电场的电场强度小于第一垂直电场的电场强度。
在较低电压的作用下,第二液晶层处于第二稳态,第二液晶层处于第二稳态时,第二液晶层中的液晶微滴的指向矢可以沿任意方向,使得处于第二稳态下的第二液晶层为散射态。
在一些可能的实现方式中,通过第一控制电极和第二控制电极,向第二液晶层施加第二垂直电场可以包括:将第一控制电极和第二控制电极设置为不等压,使得第一控制电极与第二控制电极正对的部分可以与第二控制电极形成第二垂直电场。
S101c、进一步地,通过第一控制电极和第二控制电极向第二液晶层施加第一垂直电场。
由于第一垂直电场的电场强度大于第二垂直电场的电场强度,因此,在较大电压的作用下,第二液晶层从第二稳态,即散射态转换至第二液晶分子的光轴垂直于第一偏振片的状态。
在上述步骤S101a、S101b、以及S101c中,需要先执行S101b,再执行S101c,使得第二液晶层先处于较低电压的作用下,继而处于较高电压的作用下,这样,可以使得第二液晶层在较低电压的作用下从第一稳态转换到第二稳态(散射态),再在较高电压的作用下从第二稳态转换为第二液晶分子的光轴垂直于第一偏振片的状态。
并且,具体地,步骤S102可以包括:
S102a、驱动液晶显示面板从显示黑画面切换至显示非黑画面。
在一些可能的实现方式中,以使用ADS模式的液晶显示面板为例,驱动液晶显示面板显示非黑画面可以包括:通过控制第一控制电极和第三控制电极(即像素电极和公共电极)之间的电压差,使得液晶显示面板中至少一个像素显示非黑色块,示例性地,可以将显示非黑色块的像素中至少一个子像素(例如,一个;又如,三个)的像素电极和公共电极设置为不等压,进而该像素电极和公共电极可以在相应的子像素对应的第一液晶层中产生水平电场,使得其中的第一液晶分子偏转,进而使得该像素可以显示非黑色块。
S102b、关闭第一垂直电场,使得第二液晶层处于第一稳态。
由于关闭第一垂直电场,因此,第二液晶层中的电场从第一垂直电场迅速变为零场,这样,可以使得第二液晶层从第二液晶分子的光轴垂直于第一偏振片的状态转换为第二液晶分子的光轴在第一偏振片上的正投影与光学补偿层的光轴在第一偏振片上的正投影平行的状态,使得在液晶显示面板显示非黑画面时,第二液晶层可以对液晶显示面板的透过率进行补偿。
在一些可能的实现方式中,关闭第一垂直电场可以包括:将第二控制电极去电,使得第一垂直电场关闭;还可以将第二控制电极和第一控制电极设置为等压,使得第一垂直电场关闭。
上述步骤S102a、和步骤S102b的顺序没有特别限制,示例性地,可以先执行步骤S102a,再执行步骤S102b,也可以先执行步骤S102b,再执行步骤S102a;又示例性地,步骤S102a和步骤S102b可以同时执行。
本公开的实施例还提供了一种液晶显示面板的驱动方法,其中,该液晶显示面板可以是上述实施例中提供的包括第二液晶层的液晶显示面板,即,本公开实施例提供的液晶显示面板的驱动方法可以用于驱动包括第二液晶层的液晶显示面板。
参见图13,液晶显示面板的驱动方法包括:S201、驱动液晶显示面板中的一像素显示黑色色块,通过第一控制电极和第二控制电极向第二液晶层中该像素对应的部分施加第一垂直电场,以驱动该部分中的第二液晶分子的光轴垂直于第一偏振片。
在一些可能的实现方式中,以使用ADS模式的液晶显示面板为例,液晶显示面板可以包括至少一个像素,一个像素可以包括多个子像素,例如,一个像素可以包括三基色子像素,例如为红色子像素、绿色子像素、以及蓝色子像素。该液晶显示面板还可以包括多个子像素的像素电极和公共电极,一个子像素可以对应一个像素电极和一个公共电极,进而一个像素可以对应多个(例如三个)像素电极和公共电极。驱动液晶显示面板中的一像素显示黑色色块可以包括:通过控制该像素对应的各个子像素中像素电极和公共电极之间的电压差,例如将各个子像素的像素电极和公共电极设置为等压,进而驱动该像素中各个子像素对应的第一液晶分子不发生偏转,使得该像素显示黑色色块。
在一些可能的实现方式中,参见图8E,一个像素可以对应三个子像素,一个子像素可以对应一个第一控制电极30,一个第二控制电极50,且一个像素中的三个子像素可以共同对应一个第二控制电极50。在此基础上,通过第 一控制电极30和第二控制电极50向第二液晶层施加第一垂直电场可以包括:将像素对应的一个第二控制电极50与三个第一控制电极30中的每一个设置为不等压,示例性地,可以将三个第一控制电极30设置为等压,将第二控制电极50设置为与这三个第一控制电极30不等压。这样,可以使得每个第一控制电极30与第二控制电极50正对的部分与第二控制电极50之间形成第一垂直电场,通过第一垂直电场,使得处于该垂直电场中的第二液晶分子的光轴偏转,继而实现第二液晶分子的光轴垂直于第一偏振片。
S202、驱动液晶显示面板中的一像素显示非黑色块,关闭第一垂直电场,使得第二液晶层中该像素对应的部分第二液晶分子的光轴在第一偏振片上的正投影平行于光学补偿层的光轴在第一偏振片上的正投影。
在一些可能的实现方式中,以使用ADS模式的液晶显示面板为例,该液晶显示面板可以包括多个子像素的像素电极和公共电极,其中,各个子像素的公共电极相互耦接,可被施加同一电压Vcom。驱动液晶显示面板显示非黑画面可以包括:通过控制每个子像素中像素电极和公共电极之间的电压差,使得液晶显示面板中至少一个像素显示非黑色块,示例性地,可以将显示非黑色块的像素中至少一个子像素(例如,一个;又如,三个)对应的像素电极和公共电极设置为不等压,进而该像素电极和公共电极可以在相应的子像素对应的第一液晶层中产生水平电场,使得其中的第一液晶分子偏转,进而使得该像素可以显示非黑色块。
在一些可能的实现方式中,关闭第一垂直电场可以包括:将第一控制电极和/或第二控制电极去电,使得第一垂直电场关闭;还可以将第一控制电极和第二控制电极设置为等压,使得第一垂直电场关闭。示例性地,参见图8E,一个像素可以对应三个子像素,一个子像素可以对应一个第一控制电极30,一个第二控制电极50,且一个像素中的三个子像素可以共同对应一个第二控制电极50。由于第一控制电极30还需作为像素电极或公共电极产生水平电场,因此,关闭第一垂直电场可以包括:将第二控制电极50去电,使得第一垂直电场关闭。或者,将第二控制电极50设置为与第一控制电极30等压,使得第一垂直电场关闭。
在本公开实施例提供的液晶显示面板的驱动方法中,步骤S201和步骤S202的顺序没有特别的限制,示例性地,可以先执行步骤S201,再执行步骤S202,也可以先执行步骤S202,再执行步骤S201;又示例性地,可以仅执行步骤S201而不执行步骤S202,也可以仅执行步骤S202而不执行步骤S201。
当液晶显示面板包括多个像素时,通过上述的液晶显示面板的驱动方法,在液晶显示面板显示非黑画面时,可以对液晶显示面板中各个像素单独控制,例如,控制液晶显示面板中显示非黑色块的像素对应的第二液晶层中第二液晶分子的光轴在第一偏振片上的正投影平行于光学补偿层,使得第二液晶层和光学补偿层可以对液晶显示面板中显示非黑色块的像素对应的部分进行透过率补偿;控制液晶显示面板中显示黑色色块的像素对应的第二液晶层中第二液晶分子的光轴垂直于第一偏振片,使得第二液晶层和光学补偿层可以对液晶显示面板中显示黑色色块的像素对应的部分进行暗态下的漏光补偿。这样,可以进一步提高液晶显示面板显示非黑画面的显示效果。
在一些实施例中,第二液晶层为聚合物分散双稳态向列相液晶层。液晶显示面板包括多个第一控制电极,液晶显示面板还可以包括第三控制电极,第一控制电极和第三控制电极均设置在第一液晶层和第一偏振片之间。其中,每个第一控制电极可以是每个子像素的像素电极或公共电极。第二控制电极可以是面状电极。此时,具体地,步骤S201可以包括:
S201a、驱动液晶显示面板中一像素从显示非黑色块切换至显示黑色块。
在一些可能的实现方式中,可以通过控制液晶显示面板中该像素的各个子像素对应的第一控制电极和第三控制电极(即像素电极和公共电极)之间的电压差,例如将每个子像素的像素电极和公共电极设置为等压,使得该像素中各个子像素的像素电极和公共电极之间无法形成水平电场,第一液晶分子不会发生偏转,进而使得该像素显示黑色色块。
S201b、通过第一控制电极和第二控制电极,向第二液晶层中该像素对应的部分施加第二垂直电场,第二垂直电场的电场强度小于第一垂直电场的电场强度。
在较低电压的作用下,第二液晶层的相应部分处于第二稳态,第二液晶层的相应部分处于第二稳态时,该部分中的液晶微滴的指向矢可以沿任意方向,使得处于第二稳态下的第二液晶层的相应部分为散射态。
在一些可能的实现方式中,参见图8E,一个像素可以对应三个子像素,一个子像素可以对应一个第一控制电极30,一个第二控制电极50,且一个像素中的三个子像素可以共同对应一个第二控制电极50。在此基础上,通过第一控制电极30和第二控制电极50,向第二液晶层中该像素对应的部分施加第二垂直电场可以包括:将该像素对应的一个第二控制电极50与三个第一控制电极30中的每一个设置为不等压,示例性地,可以将三个第一控制电极30设置为等压,将第二控制电极50设置为不等压。这样,可以使得每个第一控 制电极30与第二控制电极50正对的部分与第二控制电极50之间形成第二垂直电场。
S201c、进一步地,通过第一控制电极和第二控制电极向该像素对应的第二液晶层施加第一垂直电场。
由于第一垂直电场的电场强度大于第二垂直电场的电场强度,因此,在较大电压的作用下,第二液晶层的相应部分从第二稳态,即散射态转换至第二液晶分子的光轴垂直于第一偏振片的状态。
在上述步骤S201a、S201b、以及S201c中,需要先执行S201b,再执行S201c,使得第二液晶层先处于较低电压的作用下,继而处于较高电压的作用下,这样,可以使得第二液晶层在较低电压的作用下从第一稳态转换到第二稳态(散射态),再在较高电压的作用下从第二稳态转换为第二液晶分子的光轴垂直于第一偏振片的状态。
并且,具体地,步骤S202可以包括:
S202a、驱动液晶显示面板中一像素从显示黑色色块切换至显示非黑色块。
在一些可能的实现方式中,以使用ADS模式的液晶显示面板为例,该液晶显示面板可以包括多个子像素的像素电极和公共电极,驱动液晶显示面板中一像素从显示黑色色块切换至显示非黑色块可以包括:通过控制每个子像素的像素电极和公共电极之间的电压差,使得该像素显示非黑色块,示例性地,可以将显示非黑色块的像素中至少一个子像素(例如,一个;又如,三个)的像素电极和公共电极设置为不等压,进而该像素电极和公共电极可以在相应的子像素对应的第一液晶层中产生水平电场,使得其中的第一液晶分子偏转,进而使得该像素可以显示非黑色块。
S202b、关闭第一垂直电场,使得第二液晶层中该像素对应的部分处于第一稳态。
由于关闭第一垂直电场,因此,第二液晶层中该像素对应的部分中电场从第一垂直电场迅速变为零场,这样,可以使得第二液晶层中该像素对应的部分从第二液晶分子的光轴垂直于第一偏振片的状态转换为第二液晶分子的光轴在第一偏振片上的正投影与光学补偿层的光轴在第一偏振片上的正投影平行的状态,使得在该像素显示非黑色块时,第二液晶层中该像素对应的部分可以对液晶显示面板的透过率进行补偿。
在一些可能的实现方式中,关闭第一垂直电场可以包括:将第二控制电 极去电,使得第一垂直电场关闭;还可以将第二控制电极和第一控制电极设置为等压,使得第一垂直电场关闭。
上述步骤S202a、和步骤S202b的顺序没有特别限制,示例性地,可以先执行步骤S202a,再执行步骤S202b,也可以先执行步骤S202b,再执行步骤S202a;又示例性地,步骤S202a和步骤S202b可以同时执行。
以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (22)

  1. 一种液晶显示面板,包括:
    第一偏振片;
    与所述第一偏振片相对设置的第二偏振片,所述第一偏振片的透过轴与所述第二偏振片的透过轴垂直;
    设置于所述第一偏振片和所述第二偏振片之间的第一液晶层,所述第一液晶层中包括第一液晶分子,所述第一液晶分子的光轴在所述第一偏振片上的正投影与所述第一偏振片的透过轴之间形成的夹角为锐角;
    光学补偿层,设置于所述第一偏振片与所述第一液晶层之间或所述第二偏振片与所述第一液晶层之间;其中,所述光学补偿层的光轴在所述第一偏振片上的正投影与所述第一液晶分子的光轴在所述第一偏振片上的正投影垂直。
  2. 根据权利要求1所述的液晶显示面板,其中,
    所述第一液晶层的面内延迟的范围为87nm~263nm。
  3. 根据权利要求1或2所述的液晶显示面板,其中,
    所述光学补偿层的面内延迟与所述第一液晶层的面内延迟之差的绝对值小于或等于30nm。
  4. 根据权利要求3所述的液晶显示面板,其中,
    所述光学补偿层的面内延迟与所述第一液晶层的面内延迟相等。
  5. 根据权利要求1~4任一项所述的液晶显示面板,其中,
    所述光学补偿层为+A补偿层。
  6. 根据权利要求1~5任一项所述的液晶显示面板,其中,
    所述夹角的取值范围为15°~40°或50°~75°。
  7. 根据权利要求6所述的液晶显示面板,其中,
    所述夹角为30°±10°或60°±10°。
  8. 根据权利要求6所述的液晶显示面板,其中,
    所述夹角为25°±10°或65°±10°。
  9. 根据权利要求1~8任一项所述的液晶显示面板,还包括:
    衬底基板、以及设置于所述衬底基板和所述第一液晶层之间的彩膜层;
    所述光学补偿层设置于所述彩膜层和所述第一液晶层之间。
  10. 根据权利要求9所述的液晶显示面板,其中,
    所述光学补偿层为平坦层。
  11. 根据权利要求1~10任一项所述的液晶显示面板,还包括:
    相对设置的第一配向膜和第二配向膜;
    所述第一配向膜设置于所述第一液晶层靠近所述第一偏振片的一侧,所述第一配向膜与所述第一液晶层接触;
    所述第二配向膜设置于所述第一液晶层靠近所述第二偏振片的一侧,所述第二配向膜与所述第一液晶层接触;
    所述第一配向膜的配向方向与所述第二配向膜的配向方向相同。
  12. 根据权利要求1~11任一项所述的液晶显示面板,其中,
    所述第一液晶分子为负性液晶分子。
  13. 根据权利要求1~12任一项所述的液晶显示面板,还包括:
    第二液晶层,设置在所述第一偏振片和所述第一液晶层之间,或设置在所述第二偏振片和所述第一液晶层之间,所述第二液晶层包括第二液晶分子;
    第一控制电极和第二控制电极,所述第一控制电极设置在所述第一偏振片与所述第二液晶层之间,所述第二控制电极设置在所述第二偏振片与所述第二液晶层之间,且所述第一控制电极在所述第一偏振片上的正投影和所述第二控制电极在所述第一偏振片上的正投影具有重叠区域。
  14. 根据权利要求13所述的液晶显示面板,其中,
    所述第二液晶层为聚合物分散双稳态向列相液晶层,具有第一稳态和第二稳态;
    所述第二液晶层在所述第一稳态下,所述第二液晶分子的光轴在所述第一偏振片上的正投影与所述光学补偿层的光轴在所述第一偏振片上的正投影平行;所述第二液晶层在所述第二稳态下,所述第二液晶层处于散射态。
  15. 根据权利要求14所述的液晶显示面板,其中,所述第二液晶层设置在所述第一液晶层和所述第二偏振片之间;
    所述液晶显示面板还包括:第三控制电极,所述第三控制电极和所述第一控制电极均设置在所述第一液晶层和所述第一偏振片之间;其中,所述第三控制电极和所述第一控制电极中的一者为像素电极,另一者为公共电极。
  16. 根据权利要求13~15任一项所述的液晶显示面板,其中,
    在所述液晶显示面板显示非黑画面的情况下,所述第二液晶分子在所述第一偏振片上的正投影平行于所述光学补偿层的光轴在所述第一偏振片上的正投影,所述第二液晶层的面内延迟的范围为120nm~280nm。
  17. 根据权利要求16所述的液晶显示面板,其中,
    所述第二液晶层的面内延迟为247nm±20nm。
  18. 根据权利要求13~17任一项所述的液晶显示面板,其中,
    所述光学补偿层位于所述第一液晶层和所述第二液晶层之间。
  19. 一种显示装置,包括权利要求1~18任一项所述的液晶显示面板。
  20. 一种液晶显示面板的驱动方法,其中,所述液晶显示面板为权利要求13~18任一项所述的液晶显示面板;
    所述液晶显示面板的驱动方法包括:
    驱动所述液晶显示面板显示黑画面,通过第一控制电极和第二控制电极向第二液晶层施加第一垂直电场,以驱动所述第二液晶层中的第二液晶分子的光轴垂直于第一偏振片;
    驱动所述液晶显示面板显示非黑画面,关闭所述第一垂直电场,使得所述第二液晶层中的所述第二液晶分子的光轴在所述第一偏振片上的正投影平行于光学补偿层的光轴在所述第一偏振片上的正投影。
  21. 根据权利要求20所述的液晶显示面板的驱动方法,其中,所述第二液晶层为聚合物分散双稳态向列相液晶层;
    所述液晶显示面板的驱动方法具体包括:
    驱动所述液晶显示面板从显示非黑画面切换至显示黑画面;
    通过第一控制电极和第二控制电极向第二液晶层施加第二垂直电场,使得所述第二液晶层处于第二稳态;
    通过所述第一控制电极和所述第二控制电极向所述第二液晶层施加第一垂直电场,使得所述第二液晶分子的光轴垂直于所述第一偏振片;
    驱动所述液晶显示面板从显示黑画面切换至显示非黑画面;
    关闭所述第一垂直电场,使得所述第二液晶层处于第一稳态;
    其中,所述第一垂直电场的电场强度大于所述第二垂直电场的电场强度。
  22. 一种液晶显示面板的驱动方法,其中,所述液晶显示面板为权利要求13~18任一项所述的液晶显示面板;
    所述液晶显示面板的驱动方法包括:
    驱动所述液晶显示面板中的一像素显示黑色色块,通过第一控制电极和第二控制电极向第二液晶层中所述像素对应的部分施加第一垂直电场,以驱动所述部分中的第二液晶分子的光轴垂直于第一偏振片;
    驱动所述液晶显示面板中的一像素显示非黑色块,关闭所述第一垂直电场,使得所述第二液晶层中所述像素对应的部分中的第二液晶分子的光轴在所述第一偏振片上的正投影平行于光学补偿层的光轴在所述第一偏振片上的正投影。
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