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CN106405927B - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶显示装置，在上基板及下基板中的至少一个上设置纳米金属线栅片，该纳米金属线栅片包括金属薄膜、及设于所述金属薄膜上的金属线栅单元，所述金属线栅单元包括依次排列的数个金属条、及分别位于金属条之间的条形槽，该金属薄膜具有导电功能，该金属线栅单元具有偏振功能，与现有技术相比，可替代该纳米金属线栅片所在基板中的偏光片及电极，能够大大减薄液晶显示装置的厚度，提升耐热性和耐湿性，同时由于该纳米金属线栅片替代了电极，无需电极材料和电极制程，可大大降低生产成本。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。
现有市场上的液晶显示器大部分为背光型液晶显示器，通常包括液晶显示面板及背光模组(backlight module)。
液晶显示面板由彩膜(Color Filter，CF)基板、薄膜晶体管(Thin FilmTransistor，TFT)阵列基板、以及夹于彩膜基板与薄膜晶体管阵列基板之间的液晶层(Liquid Crystal，LC)构成，彩膜基板与薄膜晶体管阵列基板一般均选用玻璃作为衬底。液晶显示面板本省并不发光，其工作原理是通过在CF基板与TFT基板上施加驱动电压来控制液晶层的液晶分子的旋转，改变背光模组的光线的偏振状态，并藉由设置在液晶显示面板外部前后两侧的上、下偏光片实现光路的穿透与阻挡以控制透光量，最终将背光模组的光线折射出来产生画面，因此偏光片的质量很大程度上决定了液晶显示面板的关键特性指标，如穿透率、亮度、厚度等。
在液晶显示的发展过程中，随着量子点(QD)材料在LCD中的应用、超薄LCD、及极端环境的特种LCD等新型显示装置的发展，内置偏光片的需求变得更加强烈，成为目前亟待解决的难题之一。传统的碘系偏光片由多层膜压制而成，其厚度不能小于200μm，且耐热和耐湿性能差，无法满足新一代的显示需求。而纳米金属线栅具有优异的偏光特性，以及优异的耐湿性和耐热性，并且其制备手法可以达到内置，可以很好的满足新趋势的需求。
但是，现有技术对纳米金属线栅的应用，仅仅局限于偏光作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液晶显示装置，厚度薄，耐热性及耐湿性强，并减少电极材料和电极制程，生产成本低。
为实现上述目的，本发明提供一种液晶显示装置，包括相对设置的上基板及下基板、及夹设于所述上基板与下基板之间的液晶层；
所述上基板包括第一衬底；所述下基板包括第二衬底及设于所述第二衬底靠近液晶层一侧的TFT阵列层；所述上基板的第一衬底靠近液晶层的一侧、及下基板的TFT阵列层靠近液晶层的一侧中的至少一处设有纳米金属线栅片，所述纳米金属线栅片包括金属薄膜、及设于所述金属薄膜上的金属线栅单元，所述金属线栅单元包括依次排列的数个金属条、及分别位于金属条之间的条形槽，所述金属线栅单元具有偏振功能，所述金属薄膜具有导电功能，且所述纳米金属线栅片具有金属线栅单元的一侧朝向靠近液晶层。
所述上基板的第一衬底靠近液晶层的一侧设有纳米金属线栅片，所述上基板还包括设于所述第一衬底及纳米金属线栅片之间的彩色滤光膜；
所述下基板还包括设于所述TFT阵列层靠近液晶层一侧的像素电极、及设于所述第二衬底远离液晶层一侧的下偏光片。
所述上基板的第一衬底靠近液晶层的一侧、及下基板的TFT阵列层靠近液晶层的一侧均设有纳米金属线栅片，所述上基板还包括设于所述第一衬底及纳米金属线栅片之间的彩色滤光膜。
所述上基板的第一衬底靠近液晶层的一侧、及下基板的TFT阵列层靠近液晶层的一侧均设有纳米金属线栅片，所述下基板还包括设于所述TFT阵列层及纳米金属线栅片之间的彩色滤光膜。
所述下基板的TFT阵列层靠近液晶层的一侧设有纳米金属线栅片，所述下基板还包括于所述TFT阵列层及纳米金属线栅片之间依次设置的第二电极、及保护层；
所述上基板还包括设于所述第一衬底靠近液晶层一侧的彩色滤光膜、及设于所述第一衬底远离液晶层一侧的上偏光片。
所第二电极采用纳米金属线栅片制成。
所述上偏光片采用纳米金属线栅片制成。
所述金属薄膜及金属条的材料为铝、银、金、铜、及钼中的一种或多种的合金。
所述金属条与其一侧的条形槽的宽度之和为60nm-300nm，所述金属条的厚度为100nm-200nm，所述金属条的宽度占金属条与其一侧的条形槽的宽度之和的比例为0.3-0.7。
本发明的有益效果：本发明提供的一种液晶显示装置，在上基板及下基板中的至少一个上设置纳米金属线栅片，该纳米金属线栅片包括金属薄膜、及设于所述金属薄膜上的金属线栅单元，所述金属线栅单元包括依次排列的金属条、及分别位于金属条之间的条形槽，该金属薄膜具有导电功能，该金属线栅单元具有偏振功能，与现有技术相比，可替代该纳米金属线栅片所在基板中的偏光片及电极，能够大大减薄液晶显示装置的厚度，提升耐热性和耐湿性，同时由于该纳米金属线栅片替代了电极，无需电极材料和电极制程，可大大降低生产成本。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为本发明的液晶显示装置的第一实施例的结构示意图；
图2为本发明的液晶显示装置的纳米金属线栅片的结构示意图；
图3为本发明的液晶显示装置的第二实施例的结构示意图；
图4为本发明的液晶显示装置的第三实施例的结构示意图；
图5为本发明的液晶显示装置的第四实施例的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
本发明提供一种液晶显示装置，利用同时具有偏振功能及导电功能的纳米金属线栅片取代传统液晶显示结构中的偏光片及电极结构，将对纳米金属线栅片的应用从局限于偏光特性扩大至偏光特性及导电特性，以此获得性能更好的液晶显示装置。
请参阅图1，为本发明提供的液晶显示装置的第一实施例，该液晶显示装置为扭曲向列(Twisted Nematic，TN)型液晶显示装置，包括相对设置的上基板10及下基板20、及夹设于所述上基板10与下基板20之间的液晶层30。
具体地，所述上基板10为彩膜基板，所述下基板20为TFT基板。
所述上基板10包括第一衬底11，所述上基板10的第一衬底11靠近液晶层30的一侧设有纳米金属线栅片50，所述上基板10还包括设于所述第一衬底11及纳米金属线栅片50之间的彩色滤光膜12；所述下基板20包括第二衬底21、设于所述第二衬底21靠近液晶层30一侧的TFT阵列层22、设于所述TFT阵列层22靠近液晶层30一侧的像素电极23、及设于所述第二衬底22远离液晶层30一侧的下偏光片24，请参阅图2，所述纳米金属线栅片50包括金属薄膜510、及设于所述金属薄膜510上的金属线栅单元520，所述金属线栅单元520包括依次排列的数个金属条521、及分别位于金属条521之间的条形槽522，所述金属线栅单元520具有偏振功能，所述金属薄膜510具有导电功能，且所述纳米金属线栅片50具有金属线栅单元520的一侧朝向靠近液晶层30。
需要说明的是，在本发明的第一实施例中，上基板10的第一衬底11靠近液晶层30的一侧设有纳米金属线栅片50，由于该纳米金属线栅片50包括金属薄膜510及设于金属薄膜510上的金属线栅单元520，该金属薄膜510具有导电功能，可替代传统液晶显示装置中设于彩膜基板靠近液晶层一侧的公共电极，因此在上基板10靠近液晶层30的一侧可不设置公共电极结构，使制作该液晶显示装置时无需公共电极材料及公共电极制程，能够大大降低生产的成本，并减薄液晶显示装置的整体的厚度，提升产品的竞争力，同时金属薄膜510厚度薄具有透光性，不影响液晶显示装置的正常透光；而该金属线栅单元520具有偏振功能，且金属线栅单元520同时具有较高的耐热性和耐湿性，还容易内置在液晶显示装置内，可替代传统液晶显示装置中设于彩膜基板远离液晶层一侧的上偏光片，因此在上基板10远离液晶层30的一侧可不设置上偏光片结构，由于纳米金属线栅片50的厚度相比于传统的碘系偏光片的厚度薄，能够进一步减薄液晶显示装置的整体的厚度。
具体地，所述金属薄膜510及金属条521的材料为铝、银、金、铜、及钼中的一种或多种的合金。
具体地，所述金属条521与其一侧的条形槽522的宽度之和为60nm-300nm，所述金属条521的厚度为100nm-200nm，所述金属条521的宽度占金属条521与其一侧的条形槽522的宽度之和的比例为0.3-0.7。
请参阅图2，为本发明的液晶显示装置的第二实施例，该实施例与第一实施例的区别在于，所述上基板10的第一衬底11靠近液晶层30的一侧、及下基板20的TFT阵列层22靠近液晶层30的一侧均设有纳米金属线栅片50，且下基板20的TFT阵列层22靠近液晶层30的纳米金属线栅片50具有金属线栅单元520的一侧朝向靠近液晶层30，与此同时，不再设置所述下基板20的TFT阵列层22靠近液晶层30一侧的像素电极23、及第二衬底21远离液晶层30一侧的下偏光片24，其余均与第一实施例相同，在此不赘述。
需要说明的是，在本发明的第二实施例中，由于上基板10的第一衬底11靠近液晶层30的一侧、及下基板20的TFT阵列层22靠近液晶层30的一侧均设有纳米金属线栅片50，位于上基板10的第一衬底11靠近液晶层30的一侧的纳米金属线栅片50可同时替代传统液晶显示装置中设于彩膜基板靠近液晶层一侧的公共电极、及于设于彩膜基板远离液晶层一侧的上偏光片，而位于下基板20的TFT阵列层22靠近液晶层30的一侧的纳米金属线栅片50的金属薄膜510具有导电功能，可替代第一实施例中设于下基板20的TFT阵列层22靠近液晶层30一侧的像素电极23，位于下基板20的TFT阵列层22靠近液晶层30的一侧的纳米金属线栅片50的金属线栅单元520具有偏振功能，能够替代第一实施例中设于下基板20的第二衬底21远离液晶层30一侧的下偏光片24，进一步减薄液晶显示装置的厚度，并进一步提高液晶显示装置的耐热性及耐湿性，同时制作该液晶显示装置时无需像素电极材料及像素电极制程，进一步降低生产成本。
可以理解的是，本发明还可以根据实际的产品需求，选择仅在下基板20的TFT阵列层22靠近液晶层30的一侧设有纳米金属线栅片50，对应在上基板10的第一衬底11远离液晶层30一侧贴附上偏光片，并在第一衬底11靠近液晶层30的一侧制作公共电极，得到仅减薄下基板20厚度的液晶显示装置。
请参阅图4，为本发明的液晶显示装置的第三实施例，本实施例与第二实施例的区别在于，该液晶显示装置为彩色滤光膜设于阵列基板(color filter on array，COA)型液晶显示装置，具体地，所述下基板20还包括设于所述TFT阵列层22及纳米金属线栅片50之间的彩色滤光膜25，而上基板10的第一衬底11与纳米金属线栅片50之间不设彩色滤光膜，其余均与第二实施例相同，在此不赘述。
请参阅图5，为本发明的液晶显示装置的第四实施例，本实施例与第二实施例的区别在于，该液晶显示装置为边缘场切换(Fringe Field Switching，FFS)型液晶显示装置，该液晶显示装置仅在下基板20的TFT阵列层22靠近液晶层30的一侧设有纳米金属线栅片50，上基板10的第一衬底11远离液晶层30一侧设有上偏光片13，所述下基板20还包括于所述TFT阵列层22及纳米金属线栅片50之间依次设置的第二电极25、及保护层26。
需要说明的是，该设于下基板20的TFT阵列层22靠近液晶层30的一侧的纳米金属线栅片50的金属薄膜510由于具有导电功能，可替代传统的FFS型液晶显示装置的TFT基板中靠近液晶层的第一电极，因此在下基板20靠近液晶层30的一侧可不设置第一电极结构，使制作该液晶显示装置时无需第一电极材料及第一电极制程，能够大大降低生产的成本，并减薄液晶显示装置的整体的厚度，提升产品的竞争力；而该金属线栅单元520具有偏振功能，且金属线栅单元520同时具有较高的耐热性和耐湿性，还容易内置在液晶显示装置内，可替代传统FFS型液晶显示装置中设于TFT基板远离液晶层一侧的下偏光片，因此在下基板10远离液晶层30的一侧可不设置下偏光片结构，能够减薄液晶显示装置的整体厚度，提升液晶显示装置的耐热性和耐湿性。
进一步地，所述第二电极25也可采用纳米金属线栅片50制成，可进一步增强液晶显示装置整体的偏光效果。
进一步地，所述上偏光片13也可采用纳米金属线栅片50制成，既进一步提升液晶显示装置整体的偏光效果，同时由于纳米金属线栅片50中的金属薄膜510的存在，可作为静电传导层，替代传统液晶显示装置中的背面导电层。
综上所述，本发明的液晶显示装置，在上基板及下基板中的至少一个上设置纳米金属线栅片，该纳米金属线栅片包括金属薄膜、及设于所述金属薄膜上的金属线栅单元，所述金属线栅单元包括依次排列的数个金属条、及分别位于金属条之间的条形槽，该金属薄膜具有导电功能，该金属线栅单元具有偏振功能，与现有技术相比，可替代该纳米金属线栅片所在基板中的偏光片及电极，能够大大减薄液晶显示装置的厚度，提升耐热性和耐湿性，同时由于该纳米金属线栅片替代了电极，无需电极材料和电极制程，可大大降低生产成本。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括相对设置的上基板(10)及下基板(20)、及夹设于所述上基板(10)与下基板(20)之间的液晶层(30)；
所述上基板(10)包括第一衬底(11)；所述下基板(20)包括第二衬底(21)及设于所述第二衬底(21)靠近液晶层(30)一侧的TFT阵列层(22)；所述上基板(10)的第一衬底(11)靠近液晶层(30)的一侧、及下基板(20)的TFT阵列层(22)靠近液晶层(30)的一侧中的至少一处设有纳米金属线栅片(50)，所述纳米金属线栅片(50)包括金属薄膜(510)、及设于所述金属薄膜(510)上的金属线栅单元(520)，所述金属线栅单元(520)包括依次排列的数个金属条(521)、及分别位于金属条(521)之间的条形槽(522)，所述金属线栅单元(520)具有偏振功能，所述金属薄膜(510)具有导电功能，且所述纳米金属线栅片(50)具有金属线栅单元(520)的一侧朝向靠近液晶层(30)；
所述金属条(521)与其一侧的条形槽(522)的宽度之和为60nm-300nm，所述金属条(521)的厚度为100nm-200nm，所述金属条(521)的宽度占金属条(521)与其一侧的条形槽(522)的宽度之和的比例为0.3-0.7。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述上基板(10)的第一衬底(11)靠近液晶层(30)的一侧设有纳米金属线栅片(50)，所述上基板(10)还包括设于所述第一衬底(11)及纳米金属线栅片(50)之间的彩色滤光膜(12)；
所述下基板(20)还包括设于所述TFT阵列层(22)靠近液晶层(30)一侧的像素电极(23)、及设于所述第二衬底(22)远离液晶层(30)一侧的下偏光片(24)。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述上基板(10)的第一衬底(11)靠近液晶层(30)的一侧、及下基板(20)的TFT阵列层(22)靠近液晶层(30)的一侧均设有纳米金属线栅片(50)，所述上基板(10)还包括设于所述第一衬底(11)及纳米金属线栅片(50)之间的彩色滤光膜(12)。
4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述上基板(10)的第一衬底(11)靠近液晶层(30)的一侧、及下基板(20)的TFT阵列层(22)靠近液晶层(30)的一侧均设有纳米金属线栅片(50)，所述下基板(20)还包括设于所述TFT阵列层(22)及纳米金属线栅片(50)之间的彩色滤光膜(25)。
5.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述下基板(20)的TFT阵列层(22)靠近液晶层(30)的一侧设有纳米金属线栅片(50)，所述下基板(20)还包括于所述TFT阵列层(22)及纳米金属线栅片(50)之间依次设置的第二电极(25)、及保护层(26)；
所述上基板(10)还包括设于所述第一衬底(11)靠近液晶层(30)一侧的彩色滤光膜(12)、及设于所述第一衬底(11)远离液晶层(30)一侧的上偏光片(13)。
6.如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，所第二电极(25)采用纳米金属线栅片(50)制成。
7.如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，所述上偏光片(13)采用纳米金属线栅片(50)制成。
8.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述金属薄膜(510)及金属条(521)的材料为铝、银、金、铜、及钼中的一种或多种的合金。
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