CN100426075C - 液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种液晶显示装置包括第一透明基板、第二透明基板、一液晶层、像素电极及公共电极和两偏光片，该液晶层设置在该第一透明基板和该第二透明基板之间，该像素电极及公共电极均设置在该第一透明基板上，该第一透明基板上还设置有一反射片，该两偏光片分别为一设置在其中一透明基板邻近该液晶层一侧的非寻常光偏振型偏光片和一设置在另一透明基板外侧表面的寻常光偏振型偏光片。
Description
【技术领域】
本发明是关于一种液晶显示装置，特别是关于一种平面内切换型(In-Plane Switching，IPS)的液晶显示装置。
【背景技术】
液晶显示装置因为具有低辐射性、体积轻薄和耗电低等特点，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(Twisted Nematic，TN)和超扭曲向列型(Super Twisted Nematic，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切换型(In-PlaneSwitching 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和传统的扭曲向列型、超扭曲向列型液晶显示装置区别在于：其公共电极和像素电极是设置在同一基板上，利用公共电极和像素电极之间产生的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，从而具备广视角和液晶分子响应速度快的特性。
一种现有技术的穿透型平面内切换型液晶显示装置可参阅2001年1月23日公告的美国专利第6,177,973号，如图1所示。该液晶显示装置1包括两相对的第一透明基板10和第二透明基板15、液晶层14分布在该第一透明基板10和第二透明基板15之间。
公共电极11和像素电极12设置在该第一透明基板10的内侧表面，一第一配向膜13覆盖在该公共电极11和像素电极12上，一第二配向膜16设置在第二透明基板15的内侧表面，一对偏振方向互相垂直的偏光片19、17分别贴附在透明基板15、10的外侧表面，一光学补偿膜18设置在该第二透明基板15和偏光片19之间，该液晶层14由多个液晶分子20有序排列而成。
该液晶显示装置1的显示完全依赖其背光源装置(图未示)所发出的光线，由于背光源装置是整个液晶显示装置的主要耗能装置，约占所有耗能的一半，使该液晶显示装置1耗电量大，不利于节能。
该液晶显示装置1采用的偏光片19、17通常是寻常光偏振型偏光片(Ordinary Type Polarizer)，该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以穿过；非寻常偏振态的入射光穿过时将被吸收。该偏光片19、17的主要材料为聚乙烯醇(PolyvinylAlcohol，PVA)，由于PVA耐高温性能较差，通常不超过80℃，因而显示装置不适宜在较高温度的环境下使用；且该偏光片19、17是贴附在透明基板10、15的外侧表面，极易被刮伤。实际中，使用相互正交设置的两寻常光偏振型偏光片19、17时，图像的对比度变化率会随着观看角度的增加而急剧降低(如图2所示)，从而产生视角限制；并且，使用相互正交设置的两寻常光偏振型偏光片19、17时，该液晶显示装置1在0度角、90度角、180度角、270度角及其附近区域漏光较为严重(请参阅图3的浅色区域)，影响图像显示质量。该两偏光片19、17采用外贴的设置方式，经偏光片17作用后所得的偏振光需先经彩色滤光片(图未示)后方可到达另一偏光片19，彩色滤光片对穿过其中的偏振光产生一定散射作用，因而对经偏光片17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，影响其图像显示质量。
【发明内容】
为了克服现有技术平面内切换型液晶显示装置耗能高且图像显示质量不佳的缺陷，本发明提供一种节能且具有良好显示质量的平面内切换型液晶显示装置。
本发明提供另一种液晶显示装置，其包括第一透明基板、第二透明基板、一液晶层、像素电极及公共电极和两偏光片，该液晶层设置在该第一透明基板和该第二透明基板之间，该像素电极及公共电极均设置在第一透明基板上，该第一透明基板上还设置有一反射片，该两偏光片分别为一设置在其中一透明基板邻近该液晶层一侧的非寻常光偏振型偏光片和一设置在另一透明基板外侧表面的寻常光偏振型偏光片。
与现有技术相比，本发明的液晶显示装置具有如下的优点：采用第一透明基板上贴附一反射片的设计，使该液晶显示装置能有效利用外界环境光，因此无须使用功耗大的背光源装置，达到节能的目的。采用单一内置偏光片或至少一偏光片内置在相应基板内侧表面的设置方式，使偏光片不易被刮伤，并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，从而提升液晶显示装置的图像显示质量。采用非寻常光偏振型偏光片，其耐化学溶剂，且耐热温度达200℃，并使液晶显示装置在较大的视角范围均可获得较高对比度，有效改善图像显示质量。采用一内置的非寻常光偏振型偏光片和一寻常光偏振型偏光片搭配使用时，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对入射光波的漏光恰能互补，可有效补偿液晶显示装置在较大视角范围内的漏光现象，可进一步提升液晶显示装置的图像显示质量。
【附图说明】
图1是现有技术液晶显示装置的结构示意图，其中两偏光片是外贴在相应基板的外侧表面上。
图2是现有技术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示意图。
图3是现有技术采用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4是本发明液晶显示装置第一实施方式的结构示意图。
图5是本发明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示意图。
图6是本发明液晶显示装置第二实施方式的结构示意图。
图7是本发明液晶显示装置第三实施方式的结构示意图。
图8是本发明液晶显示装置第四实施方式的结构示意图。
图9是本发明采用的非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4是本发明液晶显示装置第一实施方式的结构示意图，该液晶显示装置100包括一第一透明基板110、一和该第一透明基板110相对设置的第二透明基板120、一设置在该第一透明基板110和该第二透明基板120间的液晶层130。
该第一透明基板110内侧表面上设置有一反射片119，多个公共电极111和像素电极113交替设置在该反射片119上，一绝缘层112覆盖该多个公共电极111和像素电极113，该绝缘层112上还设置有一下配向层116。该第二透明基板120内侧表面上依序设置有一彩色滤光片127、一偏光片143及一上配向层126。
该公共电极111及像素电极113为平行间隔设置的条状透明电极，均附着在该反射片119上，其均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。
该绝缘层112附着在该反射片119、该公共电极111及像素电极113上，由透明绝缘材质制成，使该公共电极111及像素电极113保持绝缘。当施加一驱动电压时，该公共电极111及像素电极113之间可产生一平行于第一透明基板110的平面方向的电场，使该电场可使液晶层130的液晶分子在平行于第一透明基板110的平面内发生旋转。
该偏光片143是非寻常光偏振型偏光片(Extraordinary TypePolarizer)，由具有液晶相(Liquid-crystalline Phase)的有机染料制成，偏光特性为：非寻常偏振态的入射光可穿过该偏光片143，寻常偏振态的入射光穿过该偏光片143时将被吸收。该偏光片143的厚度一般小于100微米，厚度较薄，因而设置在第二透明基板120内侧表面时不会影响两透明基板110、120之间的电场分布，因此也不会对液晶显示装置100的操作电压造成不良影响。
该反射片119附着在该第一透明基板110上，该反射片119采用介电树脂材料制作，如用低反射率的聚苯乙烯膜(Polystyrene)和高反射率的碲膜(DI)重叠设置而构成，该两种材料都是介电材料，具有不干扰像素电极113和公共电极111之间产生的电场的优点。液晶显示装置100工作时，外界环境光通过第二透明基板120及偏光片143后成为非寻常偏振态的入射光，穿过液晶层130到达反射片119，该非寻常偏振态的入射光经过反射片119反射回液晶层130，再经偏光片143及第二透明基板120后出射，达到显示功能。因此本发明液晶显示装置100通过反射片119有效利用外界环境光，因此无须使用功耗大的背光源装置，达到节能的目的。
参阅图5所示，该曲线是本发明采用非寻常光偏振型偏光片在不同视角范围的液晶显示装置100对比度特性曲线，该曲线显示出本发明液晶显示装置100在较大视角范围内(约-50度角至+50度角)其对比度的变化幅度较小。与图2所示采用寻常光偏振型偏光片的液晶显示装置1在不同视角范围的对比度特性曲线相比较，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143取代传统外贴式的寻常光偏振型偏光片19、17具有如下优点：使用非寻常光偏振型偏光片时143，相比传统寻常光偏振型偏光片19、17，其在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质量。
该偏光片143设置在第二透明基板120内侧的液晶层130和彩色滤光片127之间，可消除彩色滤光片127对偏振光的破坏及散射，提高偏光效率及光穿透率，因而可进一步提升液晶显示装置100的图像显示质量；且采用内置在第二透明基板120内侧的设置方式，使该偏光片143不易被刮伤。另外，传统的寻常光偏振型偏光片19、17一般耐热温度仅为80℃，不耐高温，本发明采用的非寻常光偏振型偏光片143耐热温度为200℃，更耐高温；并且非寻常光偏振型偏光片143其本身厚度较薄，使该液晶显示装置100更为轻薄。该液晶显示装置100的制程中可直接将偏光片143镀在第二透明基板120上，可省去传统采用大量人工外贴偏光片的成本。
请参阅图6，是本发明液晶显示装置第二实施方式的结构示意图。该液晶显示装置200和液晶显示装置100的结构大致相同，其和液晶显示装置100的区别在于：在第一透明基板210内侧表面上的反射片219和下配向层216之间设置一下偏光片241。该下偏光片241为非寻常光偏振型偏光片，该下偏光片241和上偏光片243正交设置，两者的偏光轴方向相互垂直。
请参阅图7，是本发明液晶显示装置第三实施方式的结构示意图。该液晶显示装置300和液晶显示装置100的结构大致相同，其和液晶显示装置100的区别在于：该反射片319设置在液晶显示装置300第一透明基板310的外侧表面上，一下偏光片341设置在该反射片319和第一透明基板310之间。该下偏光片341为寻常光偏振型偏光片，该下偏光片341和上偏光片343正交设置，两者的偏光轴方向相互垂直。
请参阅图8，是本发明液晶显示装置第四实施方式的结构示意图。该液晶显示装置400和液晶显示装置100的结构大致相同，其和液晶显示装置100的区别在于：上偏光片443设置在第二透明基板420的外侧表面上，在第一透明基板410内侧表面上的反射片419和下配向层416之间设置一下偏光片441。该上偏光片443为寻常光偏振型偏光片，该下偏光片441和上偏光片443正交设置，两者的偏光轴方向相互垂直。
请一并参阅图3及图9，图9是采用两相互正交的非寻常光偏振型偏光片液晶显示装置的漏光特性示意图，和图3采用两相互正交寻常光偏振型偏光片的漏光特性示意图像相比较，可知采用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垂直，非寻常光偏振型偏光片和寻常光偏振型偏光片的结合对入射光波的漏光可互补，因而本发明第三、第四实施方式的液晶显示装置300、400中搭配使用一非寻常光偏振型偏光片及一寻常光偏振型偏光片时，可显著降低在较大视角范围内的漏光幅度，进一步改善液晶显示装置的图像显示质量。
当然，本发明液晶显示装置的第一、第二及第四实施方式中，也可将反射片贴附在第一透明基板的外侧表面，像素电极及公共电极可为直条状或曲线条状。由于本发明液晶显示装置利用贴附反射片，有效利用外界环境光，因此无须使用功耗大的背光源装置，达到节能的目的。
Claims (8)
1. 一种液晶显示装置，包括第一透明基板、第二透明基板、一液晶层、多个像素电极及公共电极、两偏光片，该液晶层设置在该第一透明基板和该第二透明基板之间，该像素电极及公共电极均设置在第一透明基板上，其特征在于：该第一透明基板上还设置有一反射片，该两偏光片分别为一设置在其中一透明基板邻近液晶层一侧的非寻常光偏振型偏光片和一设置在另一基板外侧表面的寻常光偏振型偏光片。
2. 如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该寻常光偏振型偏光片设置在该第一透明基板的外侧表面上。
3. 如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：该反射片设置在该寻常光偏振型偏光片远离该液晶层的表面上。
4. 如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于：该液晶显示装置进一步包括一设置在该第二透明基板与该非寻常光偏振型偏光片之间的彩色滤光片。
5. 如权利要求1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该第二透明基板邻近该液晶层一侧。
6. 如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于：该反射片设置在该寻常光偏振型偏光片的表面上。
7. 如权利要求1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的厚度小于100微米。
8. 如权利要求1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的偏光轴垂直于该寻常光偏振型偏光片的偏光轴。
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