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CN102402068A - 多域垂直配向液晶显示面板 - Google Patents

多域垂直配向液晶显示面板 Download PDF

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Abstract

一种多域垂直配向液晶显示面板，其包括第一基板、第二基板、液晶层以及至少一个突起物。该第二基板与该第一基板相对，该液晶层设置在该第一基板与该第二基板之间，而该突起物设置在该第一基板之中。其中，在显示暗态时，该突起物的下表面与该第一基板的下表面处于同一水平线；而在显示亮态时，该突起物向外突起以使该突起物的该下表面从该第一基板的该下表面突出。因此本发明的多域垂直配向液晶显示面板在显示暗态时，突起物不发生形变，则突起物的设置不会影响液晶层中的液晶分子排列方向，从而避免了漏光现象的发生。

Description

多域垂直配向液晶显示面板
技术领域
本发明涉及一种显示装置，特别是涉及一种多域垂直配向(Multi-domainVertical Alignment，MVA)液晶显示面板。
背景技术
平面显示装置，例如液晶显示装置(liquid crystal display，LCD)具有轻薄、节能、无辐射等诸多优点，因此其已经逐渐取代传统的阴极射线管(cathode ray tube，CRT)显示装置，成为显示装置的主流。目前液晶显示装置已经广泛地应用在数字电视、计算机、个人数字助理、移动电话以及数码相机等各类电子设备中。
目前，液晶显示器主要有扭曲向列(Twist Nematic)液晶显示器、平面切换(In-plane Switching，IPS)液晶显示器以及垂直配向(Vertical Alignment)液晶显示器。
图1为现有的垂直配向液晶显示面板的示意图，其中，(a)为垂直配向液晶显示面板在暗态时的示意图，(b)为垂直配向液晶显示面板在亮态时的示意图。如图1所示，垂直配向液晶显示面板100包括上基板110、下基板120、以及夹设在上、下基板间的液晶层130。其中，上基板110包括玻璃基板111、电极层112、配向膜113以及偏光片114。而下基板120也包括玻璃基板121、电极层122、配向膜123以及偏光片124。
本领域技术人员可以理解的是，上基板110可为彩色滤光片基板，其上进一步设置有彩色滤光片(图未示)，且上基板110中的电极层112为公共电极层，其采用透明导电材料(例如，ITO或者IZO)而制成。而下基板120可为薄膜晶体管基板，其上进一步设置有薄膜晶体管阵列(图未示)，且下基板120上所设置的电极层122为像素电极层，其包括多个像素电极以分别利用薄膜晶体管阵列中对应的薄膜晶体管而进行控制，且其分别采用透明导电材料(例如，ITO或者IZO)而制成。此外，上基板110上的偏光片114，与下基板120上所设置的偏光片124的偏光方向相互垂直，即其偏光方向相差90度。
液晶层130中的液晶分子为负型的液晶分子，即其Δε小于0。因此，垂直配向液晶显示面板110利用上基板110上的配向膜113，以及下基板120上所设置的配向膜123，使液晶层130中的液晶分子在暗态时垂直于上基板110和下基板120。
在未施加电压至电极层112与电极层122之间时，液晶层130中的液晶分子不发生偏转，由于偏光片114与偏光片124之间的偏光方向相互垂直，因此，光线不能穿过垂直配向液晶显示面板100，其处于暗态状态，如图1(a)所示。
而当施加电压至电极层112与电极层122之间时，液晶层130中的液晶分子发生偏转，从而使光线发生偏转，因此光线可以穿过垂直配向液晶显示面板，其处于亮态状态，如图1(b)所示。
为了避免灰阶反转(Gray Level Inversion)以及斜向视角对比度太小的问题，现有技术在垂直配向液晶显示面板的基础上发展出一种多域分割技术，其将显示面板分成多个场域，使得液晶层中的液晶分子具有多个倾倒方向，以克服上述问题。
图2为现有的多域垂直配向(Multi-domain Vertical Alignment，MVA)液晶显示面板的示意图。如图2所示，现有的多域垂直配向液晶显示面板200是在现有的垂直配向液晶显示面板(如图1所示的垂直配向液晶显示面板100)的彩色滤光基板210上设置至少一个突起物217，利用突起物217的设置从而使得其附近的液晶分子沿着突起物217的表面形状而呈现对应的倾倒状态，则液晶层230中的液晶分子呈多方向排列，以达到多域分割的效果。
但是，现有的多域垂直配向液晶显示面板200在暗态(即显示L0灰阶)时，突起物217的设置同样会使其附近的液晶分子呈现对应的倾倒状态，因此光线在经过这些液晶分子时会进行偏转，因此偏转的光线会具有与彩色滤光基板210上的偏光片的偏光方向一致的光线部分，则这些光线部分会穿过多域垂直配向液晶显示面板200，造成漏光问题。因此，为了改善漏光问题，迫切需要发展出新的液晶显示面板。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种可降低漏光现象的多域垂直配向液晶显示面板。
本发明提供一种多域垂直配向液晶显示面板，其包括第一基板、第二基板、液晶层以及至少一个突起物。该第二基板与该第一基板相对，该液晶层设置在该第一基板与该第二基板之间，而该突起物设置在该第一基板之中。其中，在显示暗态时，该突起物的下表面与该第一基板的下表面处于同一水平线；而在显示亮态时，该突起物向外突起以使该突起物的该下表面从该第一基板的该下表面突出。
优选地，该突起物为压电晶体材料的突起物，以在未施加电压时，该突起物的下表面与该第一基板的下表面处于同一水平线，从而显示暗态；而在施加电压时，该突起物向外突起以使该突起物的该下表面从该第一基板的该下表面突出，从而显示亮态。
优选地，施加电压越大，该突起物的突起程度越大。
优选地，至少一凹陷设置在该第一基板和该第二基板其中之一上，且该凹陷围绕该突起物设置。
优选地，该第一基板为彩色滤光片基板，而该第二基板为薄膜晶体管基板。
优选地，该第一基板包括第一透明基板、公共电极层、第一配向膜以及第一偏光片。该公共电极层设置于该第一透明基板的内侧，该第一配向膜设置于该公共电极层之上，而该第一偏光片设置于该第一透明基板的外侧。
优选地，该第二基板包括第二透明基板、像素电极层、第一配向膜以及第二偏光片。该像素电极层设置于该第二透明基板的内侧，该第一配向膜设置于该像素电极层之上，而该第二偏光片设置于该第二透明基板的外侧。
优选地，该第一偏光片的偏振方向与该第二偏光片的偏振方向相互垂直。
优选地，该第一配向膜和该第二配向膜配合以使该液晶层中的液晶分子在显示暗态时垂直于该第一基板和该第二基板。
优选地，该公共电极层与该像素电极层采用透明导电材料而制成。
优选地，该液晶层中的液晶分子为负型的液晶分子。
本发明的多域垂直配向液晶显示面板在显示暗态时，其突起物不发生形变，则突起物的设置不会影响液晶层中的液晶分子，因此并不会产生漏光现象；而在显示亮态时，其突起物会产生形变，从而使得液晶层中的液晶分子呈现不同的倾倒方向，以产生多个场域，达到多域分割的效果。因此，本发明的多域垂直配向液晶显示面板可降低漏光现象的发生。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为现有的垂直配向液晶显示面板的示意图。
图2为现有的多域垂直配向(Multi-domain Vertical Alignment，MVA)液晶显示面板的示意图。
图3为本发明一较佳实施例所揭示的多域垂直配向液晶显示面板的示意图。
图4为图3所示的多域垂直配向液晶显示面板的工作原理的示意图。
图5为本发明又一较佳实施例所揭示的多域垂直配向液晶显示面板的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的多域垂直配向液晶显示面板其具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如下。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
图3为本发明一较佳实施例所揭示的多域垂直配向液晶显示面板的示意图。如图3所示，本发明的多域垂直配向液晶显示面板300包括第一基板310、第二基板320、以及夹设在两基板之间的液晶层330。
第一基板310可为彩色滤光片基板，其包括透明基板311、公共电极层312、配向膜313以及偏光片314。其中，透明基板311可采用玻璃基板。公共电极层312和配向膜313依次设置在透明基板311的内侧，以正对液晶层330，而偏光片314设置在透明基板311的外侧。公共电极层312可采用透明导电材料(例如，ITO或者IZO材料)而制成。此外，本领域技术人员可以理解的是，第一基板310上还进一步设置有彩色滤光片(图未示)。
第二基板320可为薄膜晶体管基板，其包括透明基板321、像素电极层322、配向膜323以及偏光片324。其中，透明基板321也可采用玻璃基板。像素电极层322和配向膜323依次设置在透明基板321的内侧，以正对液晶层320，而偏光片324设置在透明基板321的外侧。像素电极层322可包括多个像素电极(未标识)，其分别采用透明导电材料(例如，ITO或者IZO材料)而制成。此外，本领域技术人员可以理解的是，第二基板320上还进一步设置薄膜晶体管阵列(图未示)，则这些像素电极分别利用薄膜晶体管阵列中对应的薄膜晶体管而进行控制。
液晶层330中的液晶分子为负型的液晶分子，即其Δε小于0。此外，第一基板310中的配向膜313和下基板320中的配向膜323相互配合，从而使液晶层330中的液晶分子在暗态时(即未工作时)垂直于第一基板310和第二基板320。
第一基板310中的偏光片314，与第二基板320中的偏光片324的偏光方向相互垂直，即其偏光方向相差90度。
另，本发明的多域垂直配向液晶显示面板300还进一步包括至少一个突起物340，其设置在第一基板310之中。优选地，突起物340可采用压电晶体材料而制成，其会由于施加电压而产生形状变化。
以下将具体地介绍本发明的多域垂直配向液晶显示面板的工作原理。图4为图3所示的多域垂直配向液晶显示面板的工作原理的示意图。为了方便介绍，图4仅仅示出了本发明的必要元件，而省略了其余的元件，其中图4(a)为本发明的多域垂直配向液晶显示面板在显示暗态时的示意图，而图4(b)-4(c)为本发明的多域垂直配向液晶显示面板在显示亮态时的示意图。
如图4(a)所示，在显示暗态时，突起物340上未施加电压，因此突起物340并不会产生形状变化，则突起物340的下表面会和第一基板310的下表面处于同一水平面，则突起物340的设置并不会对液晶层330中的液晶分子产生任何的影响，因此并不会产生漏光现象。
如图4(b)-4(c)所示，在显示亮态时，突起物340上施加电压，因此突起物340会产生形状变化从而向外突起，以使突起物340的下表面从第一基板310的下表面突出，则由于突起物340的突起而使得附近的液晶分子呈现不同的倾倒状态，因此液晶层330中的液晶分子会具有多个倾倒方向，从而产生多个场域以达到多域分割的效果。
此外，由于突起物340是采用压电晶体材料而制成，其突起程度会随着施加电压的增加而增大。因此，在显示中灰阶(Middle Gray Level)图像时，可对突起物340上施加较小的电压，使突起物340的形状产生较小突起程度的突起，如图4(b)所示。而在显示高灰阶(High Gray Level)图像时，可对突起物340上施加较大的电压，使突起物340的形状产生较大突起程度的突起，如图4(c)所示。因此，本发明可藉由对突起物340施加不同的电压，从而使突起物340产生不同程度的突起，以获得最佳的显示效果。
当然，本领域技术人员可以理解的是，本发明的突起物340也可以使用其它具有形变效果的材料，例如压力形变材料等等，只要其在多域垂直配向液晶显示面板显示暗态时，使突起物340的下表面与第一基板310的下表面处于同一水平线；而在显示亮态时，可利用一定的方式使突起物340产生形变使突起物340的下表面从第一基板310的下表面突出即可。
图5为本发明另一较佳实施例所揭示的多域垂直配向液晶显示面板的示意图。如图5所示，本实施的多域垂直配向液晶显示面板500与图3-4所示的多域垂直配向液晶显示面板300相似，其也包括作为彩色滤光片基板的第一基板510、作为薄膜晶体管基板的第二基板520、以及夹设在两基板之间的液晶层530。第一基板510上也设置有至少一个突起物540，其可采用压电晶体材料而制成，从而利用施加电压而产生形状变化。
此外，在本实施例中，第二基板520上还设置有至少一凹陷550，其可围绕突起物540而设置，则凹陷550可与突起物540相互配合，从而使液晶层530中的液晶分子呈多方向排列，达到多域分割的效果。本领域技术人员可以理解的是，第二基板520为薄膜晶体管基板，因此其每个像素分别包括独立的薄膜晶体管(thin-film transistor，TFT)以及像素电极，则独立的薄膜晶体管以及像素电极会使第二基板520的表面高低不平，从而形成凹陷550。另，本领域技术人员可以理解的是，凹陷550也可以设置在第一基板510上，其与第一基板510上设置的突起物540相互配合，以使液晶层530中的液晶分子达到多域分割的效果。
综上所述，本发明的多域垂直配向液晶显示面板在显示暗态时，其突起物不发生形变，则突起物的设置不会影响液晶层中的液晶分子，因此并不会产生漏光现象；而在显示亮态时，其突起物会产生形变，从而使得液晶层中的液晶分子呈现不同的倾倒方向，以产生多个场域，达到多域分割的效果。因此，本发明的多域垂直配向液晶显示面板可克服现有技术所存在的缺陷，避免漏光现象的发生。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims (11)

1.一种多域垂直配向液晶显示面板，其特征在于：该多域垂直配向液晶面板包括：
第一基板；
第二基板，与该第一基板相对；
液晶层，设置在该第一基板与该第二基板之间；
至少一个突起物，设置在该第一基板之中；
其中，在显示暗态时，该突起物的下表面与该第一基板的下表面处于同一水平线；而在显示亮态时，该突起物向外突起以使该突起物的该下表面从该第一基板的该下表面突出。
2.如权利要求1所述的多域垂直配向液晶显示面板，其特征在于：该突起物为压电晶体材料的突起物，以在未施加电压时，该突起物的下表面与该第一基板的下表面处于同一水平线，从而显示暗态；而在施加电压时，该突起物向外突起以使该突起物的该下表面从该第一基板的该下表面突出，从而显示亮态。
3.如权利要求2所述的多域垂直配向液晶显示面板，其特征在于：施加电压越大，该突起物的突起程度越大。
4.如权利要求1所述的多域垂直配向液晶显示面板，其特征在于：至少一凹陷设置在该第一基板和该第二基板其中之一上，且该凹陷围绕该突起物设置。
5.如权利要求1所述的多域垂直配向液晶显示面板，其特征在于：该第一基板为彩色滤光片基板，而该第二基板为薄膜晶体管基板。
6.如权利要求5所述的多域垂直配向液晶显示面板，其特征在于：该第一基板包括：
第一透明基板；
公共电极层，设置于该第一透明基板的内侧；
第一配向膜，设置于该公共电极层之上；以及
第一偏光片，设置于该第一透明基板的外侧。
7.如权利要求6所述的多域垂直配向液晶显示面板，其特征在于：该第二基板包括：
第二透明基板；
像素电极层，设置于该第二透明基板的内侧；
第一配向膜，设置于该像素电极层之上；以及
第二偏光片，设置于该第二透明基板的外侧。
8.如权利要求7所述的多域垂直配向液晶显示面板，其特征在于：该第一偏光片的偏振方向与该第二偏光片的偏振方向相互垂直。
9.如权利要求7所述的多域垂直配向液晶显示面板，其特征在于：该第一配向膜和该第二配向膜配合以使该液晶层中的液晶分子在显示暗态时垂直于该第一基板和该第二基板。
10.如权利要求7所述的多域垂直配向液晶显示面板，其特征在于：该公共电极层与该像素电极层采用透明导电材料而制成。
11.如权利要求1所述的多域垂直配向液晶显示面板，其特征在于：该液晶层中的液晶分子为负型的液晶分子。
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