CN102809843B - 液晶面板以及透反式液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种液晶面板,所述液晶面板内包括有液晶层,该液晶面板具有多个像素区域,所述每个像素区域包括至少一个次像素区域,每个所述次像素区域包括透射区和反射区,所述透射区中提供有第一电场,所述反射区中提供有第二电场,在所述第一电场的作用下的所述透射区的液晶的有效折射率大于在所述第二电场的作用下的所述反射区的液晶的有效折射率。该液晶面板在保证透射区和反射区的液晶盒盒厚相等的情况下,能够使透射区和反射区的色差较小以及色彩协调,提高了液晶显示器的显示品质,也简化了液晶面板的制作工艺。
Description
技术领域
本发明属于液晶显示技术领域,涉及一种液晶面板以及包含该液晶面板的透反式液晶显示器。
背景技术
目前,液晶显示器(Liquid Crystal Display:简称LCD)以其优异的性能与成熟的技术成为市场上的主流产品。液晶显示器根据光源类型加以分类,可以分为透射式(transmissive)、反射式(reflective)和透反式(transflective,也称为半透射半反射式)。其中,透反式液晶显示器综合了反射式液晶显示器与透射式液晶显示器的优点,既适于在室内使用,也适于在室外使用,因此在便携式移动电子设备中得到了广泛的应用。
液晶面板是液晶显示器中的关键部件,液晶面板主要由彩膜基板和阵列基板对盒而成,所述彩膜基板和阵列基板之间填充液晶而构成液晶盒。现有的透反式液晶显示器的液晶面板具有多个像素区域,所述每个像素区域包括多个次像素区域,每个所述次像素区域包括透射区和反射区。当透反式液晶显示器处于反射工作模式时,进入反射区的光线两次经过反射区,而当透反式液晶显示器处于透射工作模式时,进入透射区的光线只一次经过透射区,这样,就造成不同工作模式下透反式液晶显示器中不同的光源发出的光线在反射区与透射区光路(光程)不同,使得不同工作模式下透射区与反射区的色差较大,导致透反式液晶显示器中显示的影像出现色彩不协调的情况。
上述问题产生的原因在于反射区与透射区中的光线由于光程不同而使得液晶的相位延迟量不匹配。为了改善色彩不协调的现象,目前,透反式液晶显示器中的液晶面板通常采用双盒厚间距设计方式,即使对应反射区的液晶盒的盒厚为对应透射区的液晶盒的盒厚的一半,以保证反射区的液晶的相位延迟量与透射区的液晶的相位延迟量相等(即,使两者的相位延迟量能够匹配),从而可以保证透射区和反射区的色差较小以及色彩协调。但是这种结构的液晶显示器由于液晶盒存在盒厚差异,导致液晶面板的制作工艺复杂,盒厚均匀性不易控制,而且在反射区和透射区的交界处可能因液晶盒盒厚的不同而使液晶分子产生畸形,从而造成采用常黑显示模式的液晶显示器暗态漏光严重,亮态画面的均匀性变差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中透反式液晶显示器存在的上述不足,提供一种液晶面板以及包含该液晶面板的透反式液晶显示器,该液晶面板在保证透射区和反射区的液晶盒盒厚相等的情况下,能够使透射区和反射区的色差较小以及色彩协调,有效提高了液晶显示器的显示品质,也简化了液晶面板的制作工艺。
为解决本发明的技术问题,本发明提供了一种液晶面板,所述液晶面板内包括有液晶层,该液晶面板具有多个像素区域,所述每个像素区域包括至少一个次像素区域,每个所述次像素区域包括透射区和反射区,所述透射区中提供有第一电场,所述反射区中提供有第二电场,在所述第一电场的作用下的所述透射区的液晶的有效折射率大于在所述第二电场的作用下的所述反射区的液晶的有效折射率。
其中,液晶面板中的液晶分子在电场作用下会有一定程度的偏转,从而使得背光源发出的光线透过液晶并照射在屏幕上而形成图像,或者使外界发出的光线透过液晶反射在屏幕上而形成图像。在本发明中,有效折射率指的是液晶分子在平行于液晶面板的板面方向上的折射率的分量。由于在液晶显示技术领域中,液晶的基本性质及其随电压发生偏转的原理是液晶显示器成像的基础,属于本领域技术人员的公知常识,因此这里不再赘述。
由于液晶的相位延迟量=有效折射率×实际光程,现有技术中透射区和反射区的液晶的相位延迟量不同,主要是由于光程不同而引起的,由于进入透射区的光线只一次经过透射区,而进入反射区的光线两次经过反射区,也就是说,进入透射区的光线的实际光程往往是进入反射区的光线的实际光程的一半,即两种不同工作模式下实际光程之间的差异为固定值,只要相应的改变液晶的有效折射率,就能减小不同工作模式下液晶的相位延迟量之间的差异,直至使透射区和反射区的液晶的相位延迟量匹配。
优选的一种方案是,所述第一电场为横向水平电场,所述横向水平电场的电场方向与所述液晶面板的板面方向平行,所述第二电场为倾斜电场,所述倾斜电场的电场方向与所述液晶面板的板面方向之间具有倾斜角。
优选的是,所述横向水平电场由设置在所述液晶层同一侧的第一公共电极和第一像素电极提供,所述第一公共电极和第一像素电极平行设置;所述倾斜电场由分别设置在所述液晶层两侧的第二公共电极和第二像素电极提供,所述第二公共电极和第二像素电极平行设置但在所述液晶面板上的正投影彼此错开。
优选的是,所述液晶面板包括相对设置的彩膜基板和阵列基板,所述彩膜基板包括第一基板和设置在第一基板上的滤色膜层,所述第二公共电极设置在所述滤色膜层上,所述阵列基板包括第二基板,所述第二基板上对应反射区的部分设置有反射层,所述第一公共电极和第一像素电极设置在第二基板上对应透射区的部分,所述第二像素电极设置在所述反射层上。
更优选的是,所述第一公共电极、第二公共电极、第一像素电极以及第二像素电极各包括多个条状电极,所述第一公共电极中的多个条状电极和第一像素电极中的多个条状电极依次间隔,所述第二公共电极中的多个条状电极和第二像素电极中的多个条状电极在液晶面板上的正投影依次间隔,且这些条状电极的形状和尺寸均相同,即所有条状电极的长度、宽度和厚度的尺寸均相同。
进一步优选的是,所述第一公共电极中的任一条状电极与同其相邻的第一像素电极中的条状电极之间的间隔宽度均相同并为d1,所述第二公共电极中的相邻两个条状电极之间的间隔宽度以及所述第二像素电极中的相邻两个条状电极之间的间隔宽度均相同并为d2,且d1<d2。
优选的是,d1的范围为2-7μm,d2的范围为5-10μm。
优选的是,所述第一电场的场强小于等于所述第二电场的场强。
进一步优选的是,所述第一公共电极与所述第二公共电极上施加的电压相等,所述第一像素电极与所述第二像素电极上施加的电压相等;或者,所述第一公共电极与所述第二公共电极上施加的电压相等,所述第一像素电极上施加的电压小于所述第二像素电极上施加的电压。
优选的是,所述阵列基板中还包括有平坦层,所述平坦层设置在第二基板上,平坦层的厚度大于所述反射层的厚度以使得所述反射层能够埋设在所述平坦层中,所述第一公共电极、第一像素电极、以及第二像素电极均设置在平坦层上。
优选的是,所述彩膜基板远离液晶层的一侧设有第一偏振片,所述阵列基板远离液晶层的一侧设有第二偏振片,所述第一偏振片的透光轴与第二偏振片的透光轴互相垂直;所述第一基板远离液晶层的一侧依次设有第二相位延迟片和第一相位延迟片,所述第二相位延迟片和第一相位延迟片设置在第一基板和第一偏振片之间,所述第二基板远离液晶层的一侧依次设有第三相位延迟片和第四相位延迟片,所述第三相位延迟片和第四相位延迟片设置在第二基板和第二偏振片之间,所述第二相位延迟片和第三相位延迟片的光轴方向互相垂直,第一相位延迟片和第四相位延迟片的光轴方向互相垂直。
进一步优选的是,所述第二相位延迟片和所述第三相位延迟片采用四分之一波片,所述第一相位延迟片和所述第四相位延迟片采用二分之一波片。
优选的是,所述液晶采用蓝相液晶;或者,所述液晶也可以采用正性液晶,则所述彩膜基板中还包括有与液晶层的一侧接触的第一取向层,所述阵列基板中还包括有与液晶层的另一侧接触的第二取向层,所述第一取向层的取向方向和第二取向层的取向方向互相垂直。
优选的是,所述液晶层对应所述反射区的部分的厚度和对应透射区的部分的厚度相等,在所述第一电场的作用下的所述透射区中的液晶的有效折射率为在所述第二电场的作用下的所述反射区中的液晶的有效折射率的2倍。
本发明还提供了一种透反式液晶显示器,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。
本发明的有益效果是:本发明通过对液晶面板中透射区和反射区的液晶的有效折射率进行改变,能保证透射区和反射区的液晶的相位延迟量的匹配,因此无需改变液晶面板中液晶盒的盒厚,在液晶层厚度保持一致的情况下,可以大大简化液晶面板的制作工艺,同时也改善了透反式液晶显示器的显示品质。
附图说明
图1为本发明实施例1中液晶面板不加电压时的示意图;
图2为本发明实施例1中液晶面板施加电压时的示意图;
图3为本发明实施例3中液晶面板不加电压时的示意图;
图4为本发明实施例3中液晶面板施加电压时的示意图。
图中:1-第一偏振片;2-第一相位延迟片;3-第二相位延迟片;4-第一基板;5-第一公共电极;5′-第二公共电极;6-液晶;7-第一像素电极;7′-第二像素电极;8-反射层;9-第三相位延迟片;10-第四相位延迟片;11-第二偏振片;12-第二基板;13-平坦层;14-第一取向层;15-第二取向层。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明液晶面板以及透反式液晶显示器作进一步详细描述。
实施例1:
本实施例中,所述液晶面板内部包括有液晶层,所述液晶面板具有多个像素区域,所述每个像素区域包括至少一个次像素区域,所述次像素区域包括透射区和反射区,其中,所述透射区中提供有第一电场,所述反射区中提供有第二电场,在所述第一电场的作用下的所述透射区的液晶的有效折射率大于在所述第二电场的作用下的所述反射区的液晶的有效折射率。优选的是,本实施例中,所述液晶层对应所述反射区的部分的厚度和对应透射区的部分的厚度相等,即液晶盒的厚度均匀,在所述第一电场的作用下的所述透射区中的液晶的有效折射率为在所述第二电场的作用下的所述反射区中的液晶的有效折射率的2倍。
在本实施例中,由于所述液晶面板中的液晶盒的盒厚均匀,因此该液晶面板的制作工艺简单、且避免了常黑显示模式下的暗态漏光。优选的是,所述液晶盒的盒厚范围为2-10μm。
如图1、2所示,本实施例中,所述第一电场为横向水平电场,所述横向水平电场的电场方向与所述液晶面板的板面方向平行,所述第二电场为倾斜电场,所述倾斜电场的电场方向与所述液晶面板的板面方向之间具有倾斜角。一般来说,当液晶的长轴方向为与液晶面板的板面方向平行时,液晶的有效折射率最大。在横向水平电场的作用下,可使得液晶的长轴方向与电场方向平行,故此时液晶的有效折射率最大。对于倾斜电场而言,由于液晶的长轴方向与液晶面板的板面方向存在夹角,因而其有效折射率为该电场力沿水平方向的分量。因此,液晶在横向水平电场作用下的有效折射率大于液晶在倾斜电场作用下的有效折射率。
如图1、2所示,本实施例中,所述横向水平电场由设置在所述液晶盒同一侧的第一公共电极5和第一像素电极7提供,所述第一公共电极5和第一像素电极7平行设置在所述透射区内,第一公共电极5和第一像素电极7可分别包括至少一个平行设置的条状电极。当第一公共电极5和第一像素电极7分别包括多个平行设置的条状电极时,所述第一公共电极中的多个条状电极和第一像素电极中的多个条状电极依次间隔设置在同一平面上。所述倾斜电场由分别设置在所述液晶盒两侧的第二公共电极5′和第二像素电极7′提供,所述第二公共电极5′和第二像素电极7′平行设置在所述反射区内,所述第二公共电极5′和第二像素电极7′分别包括多个平行设置的条状电极,且第二公共电极5′和第二像素电极7′的各条状电极在液晶面板上的正投影彼此交错。例如,所述第二公共电极5′中的任一条状电极与所述第二像素电极7′中的两个相邻条状电极之间的位置对应;或者,也可以使所述第二像素电极7′中的任一条状电极与第二公共电极5′中的两个相邻条状电极之间的位置对应。
本实施例中,所述液晶面板包括相对设置的彩膜基板和阵列基板,所述彩膜基板包括第一基板4和设置在第一基板4上的滤色膜层(图中未示出),所述第二公共电极5′中的多个条状电极平行设置在所述滤色膜层上,所述阵列基板包括第二基板12和设置在第二基板12上的平坦层13。第二基板12上对应反射区的部分还设置有反射层8,由于平坦层13的厚度大于反射层8的厚度,因此反射层8埋设在平坦层13中。第一公共电极5中的多个条状电极和第一像素电极7中的多个条状电极依次间隔设置在平坦层13上,第二像素电极7′中的多个条状电极平行设置在反射层8上。
即,由于第一公共电极5和第一像素电极7设置在同一平面内(平坦层13上),且第一公共电极5和第一像素电极7形成横向水平电场,即,本实施例液晶面板在透射区形成类似横向电场模式的电极结构,所述横向电场模式例如但不限于是IPS(In-Plane Switching,平面内切换)模式。第二公共电极5′和第二像素电极7′设置在不同的平面内,且第二公共电极5′和第二像素电极7′形成所述倾斜电场。
本实施例中,第一公共电极5、第二公共电极5′、第一像素电极7以及第二像素电极7′中的条状电极的形状和尺寸均完全相同,即各条状电极的长度相等、宽度相等、厚度相等。
其中,在第一公共电极5中,每相邻两个条状电极之间的间隔宽度相等;在第一像素电极7中,每相邻两个条状电极之间的间隔宽度相等;且第一公共电极5中的任一条状电极与其相邻的第一像素电极7中的条状电极之间的间隔宽度相等。在第二公共电极5′中,每相邻两个条状电极之间的间隔宽度相等;在第二像素电极7′中,每相邻两个条状电极之间的间隔宽度相等;所述第二公共电极5′中的相邻两个条状电极之间的间隔宽度与第二像素电极7′中相邻两个条状电极之间的间隔宽度相等。本实施例中,第二公共电极5′中的任一条状电极与第二像素电极7′中的两个相邻条状电极之间的中线位置对应。
所述第一公共电极中的任一条状电极与同其相邻的第一像素电极中的条状电极之间的间隔宽度均相同并为d1,所述第二公共电极中的相邻两个条状电极之间的间隔宽度以及所述第二像素电极中的相邻两个条状电极之间的间隔宽度均相同并为d2,且d1<d2。
由于各条状电极的长度远大于其宽度及其间隔宽度,故可认为第一公共电极5和第一像素电极7形成的第一电场、以及第二公共电极5'和第二像素电极7'形成的第二电场都是均匀分布的,若忽略电场的边沿效应,可认为电场的分布沿条状电极排列方向是周期分布的。通过优化d1和d2,可改变第一电场与第二电场对液晶产生不同的偏转作用,从而使得液晶产生不同的有效折射率,最终能使得透射区和反射区的液晶的相位延迟量达到匹配。在具体应用过程中,可通过多次实验,通过选择不同的d1和d2,得到多组透射区和反射区中液晶的相位延迟量的实验数据,从上述实验数据中选择较佳的d1和d2的实验数据,该组实验数据能够使得液晶显示器的显示效果更佳,也就是说,能够使得透射区和反射区中的液晶的相位延迟量更为匹配。优选的是,d1的范围为2-7μm,d2的范围为5-10μm。在本实施例中,选定d1为4μm,d2为8μm。通过上述设置,可使得透射区中的液晶的有效折射率为反射区中的液晶的有效折射率的2倍。
其中,所述第一电场的电场强度与第二电场的电场强度相等,或者第一电场的电场强度也可以小于第二电场的电场强度。本实施例中,具体的,可使在第一公共电极5与第二公共电极5′上施加的电压相等,使第一像素电极7与第二像素电极7′上施加的电压相等。
本实施例中,所述彩膜基板远离液晶层的一侧设有第一偏振片1,所述阵列基板远离液晶层的一侧设有第二偏振片11,其中第一偏振片1的透光轴与第二偏振片11的透光轴互相垂直。所述第一基板4远离液晶层的一侧依次设有第二相位延迟片3和第一相位延迟片2,所述第二相位延迟片3和第一相位延迟片2设置在第一基板4和第一偏振片1之间,所述第二基板远离液晶层的一侧依次设有第三相位延迟片9和第四相位延迟片10,所述第三相位延迟片9和第四相位延迟片10设置在第二基板12和第二偏振片11之间。其中,所述第二相位延迟片3和第三相位延迟片9采用四分之一波片,第二相位延迟片3和第三相位延迟片9的光轴方向互相垂直,用于产生偏振光;第一相位延迟片2和第四相位延迟片10采用二分之一波片,第一相位延迟片2和第四相位延迟片10的光轴方向互相垂直,有利于扩大视角范围。
设定第二偏振片11的透光轴方向为0°,第四相位延迟片10的光轴方向为15°,第三相位延迟片9的光轴方向为75°,第二相位延迟片3的光轴方向为-15°,第一相位延迟片2的光轴方向为-75°,第一偏振片1的透光轴方向为90°。
在本实施例中,彩膜基板和阵列基板之间填充的液晶6采用蓝相液晶。其中,蓝相是一种介于各向同性态与胆甾相之间的一种液晶相,由于蓝相液晶的高分子稳定性,在不受电场作用的情况下,蓝相液晶为各向同性态,因此将蓝相液晶应用于显示器中,可使得该液晶显示器具有视角大,暗态好的特点;同时,由于其各向同性的特点,使得该液晶显示器不需要其他类型的液晶显示器所必需采用的取向层(即配向膜),从而降低了制造成本,简化了制造工艺。而且,采用蓝相液晶的液晶显示器的理论响应时间可达到毫秒级以下,从而大大的提高了响应时间。因此,采用蓝相液晶的液晶显示器比普通的液晶显示器具有更高的对比度、更快的响应时间以及更宽的观看视角,极大的提升了液晶显示器的显示质量;但是,这样类型的液晶显示器存在驱动电压相对较高、光效率较低的缺点。
本实施例液晶面板的工作过程分析如下:
图1为本实施例中透反式液晶面板不加电压时的示意图。由于蓝相液晶在不加电压时,呈光学各向同性态,如图1所示,此时蓝相液晶的形状为圆形。通过透射区和反射区的光线在经过各向同性态的蓝相液晶时不会产生相位延迟量,垂直入射的光经过液晶层后光线的偏振方向不会发生变化,被第一偏振片1完全挡住,实现暗态。
图2为本实施例中液晶面板施加电压时的示意图。由于第一公共电极5和第二公共电极5'所施加的电压相等,第一像素电极7与第二像素电极7'所施加的电压相等。在透射区,由于采用了类似横向电场模式的电极结构,即第一公共电极5和第一像素电极7均分布在平坦层13上,且基本处于同一平面内,因此当在液晶面板中施加电压时,第一公共电极5和第一像素电极7构成横向水平电场,即该电场的电场线除电极边沿区域外基本沿平行于该液晶面板的板面方向,即沿第一基板4和第二基板12的板面方向分布,蓝相液晶分子在水平电场作用下沿电场线方向水平分布,其长轴方向与电场线方向相同,由于长轴方向的折射率最大而短轴方向的折射率最小,此时液晶的有效折射率最大,即在光程相同的情况下,此时液晶产生最大的(水平方向的)相位延迟量,该水平方向的相位延迟量即液晶的有效相位延迟量。在反射区,由于第二公共电极5'和第二像素电极7'分别设置在第一基板4上和平坦层13上,即两者分别处于相对的两个平面内且位置互相交错,因此在液晶面板施加电压时,第二公共电极5'和第二像素电极7'构成倾斜电场,其电场线相对于液晶面板的板面方向倾斜分布而形成倾斜角,蓝相液晶分子在倾斜电场作用下沿电场线方向分布,其长轴方向与电场方向相同并与液晶面板的板面形成一个夹角,此时液晶的有效折射率是液晶分子折射率在平行于液晶面板的水平方向的分量,该有效折射率介于液晶的最大折射率与最小折射率之间;相应的,此时液晶产生倾斜方向的相位延迟量,该倾斜方向的相位延迟量的水平分量即液晶的有效相位延迟量。在本实施例中,由于反射区的光线的实际光程为透射区的光线的实际光程的2倍,通过设置透射区中第一公共电极和第一像素电极之间的间隔宽度,以及反射区中第二公共电极和第二像素电极之间的间隔宽度,可以使透射区中液晶的有效折射率为反射区中液晶的有效折射率的2倍,由于相位延迟量=有效折射率×实际光程,因此使得透射区和反射区的液晶的相位延迟量相等,从而使光透射区和反射区透过液晶后的相位延迟量匹配。
具体的,在液晶面板施加电压的工作过程中,蓝相液晶呈现光学各向异性态,透射区的蓝相液晶在横向水平电场的作用下长轴沿电场线方向而呈现为水平排布,蓝相液晶的有效折射率为△n1;而反射区的蓝相液晶在倾斜电场的作用下长轴沿电场线方向排布,蓝相液晶在水平方向的有效折射率为△n2,通过优化透射区的各个电极之间的间隔宽度和反射区的各个电极之间的间隔宽度(即d1和d2),可以使得△n1=2*△n2。同时,由于在透反式液晶显示器的液晶面板中,进入反射区的光线两次通过反射区,所以进入反射区的光线的实际光程D2是透射区的光线的实际光程D1的2倍,即D2=2*D1。根据液晶面板中液晶的相位延迟量的计算方式可知:在透射区中,蓝相液晶在横向水平电场的作用下产生水平方向的有效相位延迟量,当垂直入射的光经过该蓝相液晶后该蓝相液晶产生的有效相位延迟量为△n1*D1;而在反射区中,蓝相液晶在倾斜电场的作用下产生倾斜方向的相位延迟量,垂直入射的光经过该蓝相液晶后该蓝相液晶产生的水平方向的有效相位延迟量为△n2*D2,根据上述的△n1=2*△n2以及D2=2*D1可推知,透射区和反射区的液晶的相位延迟量最终可达到相等,即本实施例通过优化液晶面板的透射区的各个电极之间的间隔宽度和反射区的各个电极之间的间隔宽度(即优化d1和d2)不同,能够使透射区和反射区的液晶分别产生相等的相位延迟量,即,使两者的相位延迟量能够匹配,从而能最终改善透反式液晶显示器的显示效果。
在上述工作方式下,由于每一个次像素区域均包括透射区和反射区,所以反射区的液晶随电场线分布形成的双向倾斜形态(如图2所示的液晶沿水平方向呈现出左低右高与左高右低间隔排布的方式),可以扩大反射区的显示视角,也相应扩大了整个液晶显示器的显示视角。
本发明的有益效果是,由于本实施例中液晶面板在透射区和反射区采用了上述结构,使得本实施例中的液晶显示器的驱动电压相对降低、光效率和光透过率也得到提高,且扩大了液晶显示器的视角范围。
实施例2:
本实施例与实施例1的区别在于,本实施例除了液晶面板的透射区和反射区的电极的间隔宽度d1和d2的数值与实施例1中不同之外,还对透射区和反射区的电场强度进行了调整,以使得第一电场的电场强度小于第二电场的电场强度。即通过将透射区的各个电极之间的间隔宽度和反射区的各个电极之间的间隔宽度设置为不同,并同时将透射区和反射区的电场的电场强度设置为不同,从而能够使透射区和反射区的液晶分别产生相等的相位延迟量。
由于第一像素电极中的条状电极之间的间隔宽度为d1,设定所述第二公共电极中每相邻两个条状电极之间的间隔宽度以及所述第二像素电极中每相邻两个条状电极之间的间隔宽度均为d2,在本实施例中,设置d1为6μm,d2为8μm。
同时,液晶面板中,可使得透射区的第一公共电极5和反射区的第二公共电极5'上所施加的电压相等,但是透射区的第一像素电极7和反射区的第二像素电极7'上施加的电压不相等。其中,在第二像素电极7'上施加的电压大小约为透射区第一像素电极7上施加的电压大小的1-5倍。具体的,本实施例中,第二像素电极7'上施加的电压大小约为第一像素电极7上施加的电压大小的3倍。
实施例1中是仅通过优化透射区和反射区中的各个电极的间距宽度来达到△n1=2*△n2的目的,而本实施例除了通过设置电极的间距宽度、同时还通过优化液晶面板的透射区和反射区的不同电场所施加的电压变化来达到△n1=2*△n2的目的(通过电压的变化达到电场强度的变化),从而最终使得在透射区和反射区的液晶的相位延迟量得到匹配。
这样,在液晶面板施加电压的工作过程中,透射区的蓝相液晶在横向的水平电场的作用下长轴沿电场线方向排布,蓝相液晶的有效折射率为△n1;而反射区的蓝相液晶在倾斜电场的作用下长轴沿电场线方向排布,此时,倾斜电场的电场力大于实施例子1中的倾斜电场的电场力,即倾斜电场的场强大于实施例1中的倾斜电场的场强,倾斜电场与水平方向的夹角大于或等于实施例1中的倾斜角度(倾斜角度大则液晶的水平分量即有效折射率会相对减小),蓝相液晶的有效折射率为△n2。通过设置透射区和反射区中各个电极的间隔宽度,以及改变第一像素电极和第二像素电极上施加的电压大小,使得△n1=2*△n2;本实施例中同样有D2=2*D1。参照实施例1的分析过程可知,通过上述设置,可使得本实施例中透射区和反射区的液晶的相位延迟量相等,并达到最终优化透反式液晶显示器的显示效果的作用。
本实施例中液晶面板的其他结构均与实施例1相同,这里不再赘述。
实施例3:
本实施例与实施例1的区别在于,本实施例中液晶面板中的液晶6采用正性液晶,从而需要在彩膜基板和阵列基板中相应的设置取向层。与实施例1相同的是,本实施例中同样利用了改变液晶面板中透射区和反射区的电极结构,来使液晶分子的有效折射率改变从而达到使液晶的相位延迟量匹配的方法,本实施例中有效折射率指的仍是液晶分子折射率在平行于液晶面板的水平方向的分量。
如图3、4所示,所述彩膜基板中还包括有与液晶层的一侧接触的第一取向层14,所述阵列基板中还包括有与液晶层的另一侧接触的第二取向层15,所述第一取向层14的取向方向和第二取向层15的取向方向互相垂直。具体的,第一取向层14设置在第一基板4上,其厚度大于第二公共电极5'中的多个条状电极的厚度,从而使得第二公共电极5'埋设在所述第一取向层14中;第二取向层15设置在平坦层13上,且其厚度大于第一公共电极5中的多个条状电极的厚度,从而其厚度也就大于第一像素电极7、第二像素电极7′的厚度,因此第一公共电极5、第一像素电极7、第二像素电极7′均埋设在第二取向层15中。
本实施例中,所述第一取向层14和第二取向层15采用聚酰亚胺系材料制成。本实施例液晶面板制作彩膜基板的过程中,当第二公共电极5'制作完成后才在其上方制作第一取向层14,同样的,在阵列基板的制作过程中,当第一公共电极5、第一像素电极7以及第二像素电极7'制作完成后才在其上方制作第二取向层15。
在本实施例中,由于正性液晶是光学各向异性态的,因此图3中所示正性液晶的形状显示为椭圆形,正性液晶分子的长轴沿取向层方向排布,即取向层决定正性液晶分子的初始取向方向。相比实施例1,由于蓝相液晶的高分子稳定性,在液晶面板不加电压时其是光学各向同性态的,因此实施例1中不需要正性液晶或负性液晶等其他液晶所必须采用的取向层,因此可降低制造成本,简化制造工艺。
本实施例中,如图3所示,透射区和反射区的正性液晶分子的初始取向均为竖直方向,即其长轴方向垂直于液晶面板,光通过竖直取向的液晶层不会产生相位延迟量,实现暗态;如图4所示,在液晶面板施加电压时,透射区和反射区的正性液晶分子的运动变化与实施例1中蓝相液晶的运动变化相同,即正性液晶分子的长轴沿电场线方向排布,透射区和反射区的液晶的相位延迟量相等,这里不再赘述。
本实施例中液晶面板的其他结构与实施例1相同,这里不再赘述。
上述各实施例中的液晶面板可以用于构造透反式液晶显示器。
本发明通过对液晶面板中透射区和反射区的电极结构的改变,能保证透射区和反射区中液晶的相位延迟量的匹配,从而在液晶面板中的液晶盒的盒厚保持一致的情况下,可以大大简化液晶面板的制作工艺,同时也改善了透反式液晶显示器的显示品质。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明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发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种液晶面板,所述液晶面板内包括有液晶层,该液晶面板具有多个像素区域,所述每个像素区域包括至少一个次像素区域,每个所述次像素区域包括透射区和反射区,其特征在于,所述透射区中提供有第一电场,所述第一电场为电场方向与所述液晶面板的板面方向平行的横向水平电场,所述横向水平电场由设置在所述液晶层同一侧的第一公共电极和第一像素电极提供,所述第一公共电极和第一像素电极平行设置;所述反射区中提供有第二电场,所述第二电场为电场方向与所述液晶面板的板面方向之间具有倾斜角的倾斜电场,所述倾斜电场由分别设置在所述液晶层两侧的第二公共电极和第二像素电极提供,所述第二公共电极和第二像素电极平行设置但在所述液晶面板上的正投影彼此错开;在所述第一电场的作用下的所述透射区的液晶的有效折射率大于在所述第二电场的作用下的所述反射区的液晶的有效折射率。
2.根据权利要求1所述的液晶面板,其特征在于,所述液晶面板包括相对设置的彩膜基板和阵列基板,所述彩膜基板包括第一基板和设置在第一基板上的滤色膜层,所述第二公共电极设置在所述滤色膜层上;所述阵列基板包括第二基板,所述第二基板上对应反射区的部分设置有反射层,所述第一公共电极和第一像素电极设置在第二基板上对应透射区的部分,所述第二像素电极设置在所述反射层上。
3.根据权利要求2所述的液晶面板,其特征在于,所述第一公共电极、第二公共电极、第一像素电极以及第二像素电极各包括多个条状电极,所述第一公共电极中的多个条状电极和第一像素电极中的多个条状电极依次间隔,所述第二公共电极中的多个条状电极和第二像素电极中的多个条状电极在液晶面板上的正投影依次间隔,且这些条状电极的形状和尺寸均相同。
4.根据权利要求3所述的液晶面板,其特征在于,所述第一公共电极中的任一条状电极与同其相邻的第一像素电极中的条状电极之间的间隔宽度均相同并为d1,所述第二公共电极中的相邻两个条状电极之间的间隔宽度以及所述第二像素电极中的相邻两个条状电极之间的间隔宽度均相同并为d2,且d1<d2。
5.根据权利要求4所述的液晶面板,其特征在于,d1的范围为2-7μm,d2的范围为5-10μm。
6.根据权利要求5所述的液晶面板,其特征在于,所述第一电场的场强小于等于所述第二电场的场强。
7.根据权利要求2-6之一所述的液晶面板,其特征在于,所述阵列基板中还包括有平坦层,所述平坦层设置在第二基板上,平坦层的厚度大于所述反射层的厚度以使得所述反射层能够埋设在所述平坦层中,所述第一公共电极、第一像素电极、以及第二像素电极均设置在平坦层上。
8.根据权利要求2-6之一所述的液晶面板,其特征在于,所述彩膜基板远离液晶层的一侧设有第一偏振片,所述阵列基板远离液晶层的一侧设有第二偏振片,所述第一偏振片的透光轴与第二偏振片的透光轴互相垂直;所述第一基板远离液晶层的一侧依次设有第二相位延迟片和第一相位延迟片,所述第二相位延迟片和第一相位延迟片设置在第一基板和第一偏振片之间,所述第二基板远离液晶层的一侧依次设有第三相位延迟片和第四相位延迟片,所述第三相位延迟片和第四相位延迟片设置在第二基板和第二偏振片之间,所述第二相位延迟片和第三相位延迟片的光轴方向互相垂直,第一相位延迟片和第四相位延迟片的光轴方向互相垂直。
9.根据权利要求8所述的液晶面板,其特征在于,所述第二相位延迟片和所述第三相位延迟片采用四分之一波片,所述第一相位延迟片和所述第四相位延迟片采用二分之一波片。
10.根据权利要求2-6之一所述的液晶面板,其特征在于,所述液晶采用蓝相液晶;或者,所述液晶采用正性液晶,所述彩膜基板中还包括有与液晶层的一侧接触的第一取向层,所述阵列基板中还包括有与液晶层的另一侧接触的第二取向层,所述第一取向层的取向方向和第二取向层的取向方向互相垂直。
11.根据权利要求1-6之一所述的液晶面板,其特征在于,所述液晶层对应所述反射区的部分的厚度和对应透射区的部分的厚度相等,在所述第一电场的作用下的所述透射区中的液晶的有效折射率为在所述第二电场的作用下的所述反射区中的液晶的有效折射率的2倍。
12.一种透反式液晶显示器,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1-11任一所述的液晶面板。
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