CN202600317U - 液晶显示面板和液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种液晶显示面板和显示装置，属于液晶显示技术领域，其可解决现有的垂直排布的液晶显示模式和使用水平电场的液晶显示模式的优点不能融合的问题。本实用新型的液晶显示面板包括之间填充液晶材料的阵列基板和彩膜基板，阵列基板上有像素驱动单元的阵列；像素驱动单元包括像素电极和公共电极，像素电极与公共电极的结构使它们能在液晶材料中产生平行于阵列基板的电场；阵列基板上有第一取向层，其上具有能使与其接触的液晶材料分子沿平行于阵列基板的方向排布的第一取向结构；彩膜基板上有第二取向层，其上具有能使与其接触的液晶材料分子沿垂直于阵列基板的方向排布的第二取向结构。本实用新型的液晶显示装置包括上述液晶显示面板。

Description

液晶显示面板和液晶显示装置

技术领域

本实用新型属于液晶显示技术领域，具体涉及一种液晶显示面板和液晶显示装置。

背景技术

不同的液晶显示模式分别具有不同的优点。

VA(Vertical AligNment)模式中，像素电极和公共电极分别设在阵列基板和彩膜基板上，产生垂直于阵列基板的电场；在无电场时其液晶材料分子沿垂直于阵列基板的方向排布，有电场时液晶材料沿平行于阵列基板的方向排布。垂直排布的液晶显示模式具有视角宽、对比度高、响应速度快等优点。

而IPS(In Plane Switching)模式和FFS(Fringe Field switching，也称ADS)模式中，像素电极和公共电极均设在阵列基板上，并可产生平行于阵列基板的电场；无论是否有电场，其液晶材料分子均沿平行于阵列基板的方向排布，只是会在平行于阵列基板的平面内旋转到不同的方向。其中，IPS模式的一个像素驱动单元内包括多个相互平行的像素电极条，以及多个相互平行的公共电极条，像素电极条与公共电极条交替排列(或者说“插”在一起)。而FFS模式的一个像素驱动单元内包括一个平板状的公共电极，以及多个相互平行且间隔设置的像素电极条，各像素电极条设在公共电极上，并通过介电层与公共电极隔开；在由FFS模式发展出的IFFS模式或HFFS模式中，公共电极和像素电极的位置及结构与FFS模式相反(即有多个公共电极条，而像素电极为平板状)。这种使用水平电场(即像素电极和公共电极均位于阵列基板上)的液晶显示模式因为像素电极与公共电极间的距离较近，电场强度大，故驱动容易、所需驱动电压低。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：虽然垂直排布的液晶显示模式和使用水平电场的液晶显示模式分别有各自的优点，但它们的优点却无法相互融合。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题包括，针对现有技术中垂直排布的液晶显示模式和使用水平电场的液晶显示模式的优点不能融合的问题，提供一种可结合两种液晶显示模式的优点的液晶显示面板。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是一种液晶显示面板，其包括之间填充液晶材料的阵列基板和彩膜基板，所述阵列基板上设有像素驱动单元的阵列；

每个像素驱动单元均包括像素电极和公共电极，所述像素电极与公共电极的结构使它们能在所述液晶材料中产生平行于阵列基板的电场；

所述阵列基板上有第一取向层，其上具有能使与其接触的液晶材料分子沿平行于阵列基板的方向排布的第一取向结构；

所述彩膜基板上有第二取向层，其上具有能使与其接触的液晶材料分子沿垂直于阵列基板的方向排布的第二取向结构。

由于本实用新型的液晶显示面板中，彩膜基板的取向层使液晶材料分子沿垂直于阵列基板的方向排布，故其具有垂直排布的液晶显示模式的优点，视角宽、对比度高、响应迅速；又由于其像素电极与公共电极均设在阵列基板上并产生平行于阵列基板的电场，故其具有使用水平电场的液晶显示模式的优点，驱动容易、所需驱动电压低；而且其阵列基板上的取向层使与液晶材料分子沿平行于阵列基板的方向排布，故其也不同于TBA(TransverseBend Alignment)模式的液晶显示面板，且在亮态时具有更好的显示效果。

优选的是，所述公共电极为平板状；所述像素电极包括多个平行且间隔设置的像素电极条；所述像素电极条位于公共电极上，且与公共电极之间设有介电层。

进一步优选的是，所述第一取向结构能使与其接触的液晶材料分子沿垂直于所述像素电极条的方向排布。

优选的是，所述像素电极为平板状；所述公共电极包括多个平行且间隔设置的公共电极条；所述公共电极条位于像素电极上，且与像素电极之间设有介电层。

进一步优选的是，所述第一取向结构能使与其接触的液晶材料分子沿垂直于所述公共电极条的方向排布。

优选的是，所述公共电极包括多个平行且间隔设置的公共电极条；所述像素电极包括多个平行且间隔设置的像素电极条；各公共电极条与像素电极条交替设置。

进一步优选的是，所述第一取向结构能使与其接触的液晶材料分子沿垂直于所述像素电极条的方向排布。

优选的是，所述液晶材料为负介电各向异性的液晶材料。

优选的是，所述像素电极和公共电极由氧化铟锡材料制成。

本实用新型所要解决的技术问题还包括，针对现有技术中垂直排布的液晶显示模式和使用水平电场的液晶显示模式的优点不能融合的问题，提供一种可结合两种液晶显示模式的优点的液晶显示装置。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是一种液晶显示装置，其包括上述的液晶显示面板。

由于本实用新型的液晶显示装置中具有上述的液晶显示面板，因此其同时具有视角宽、对比度高、响应迅速、驱动容易、所需驱动电压低等优点。

附图说明

图1为本实用新型的实施例2的液晶显示面板在不带电时的局部剖面结构示意图；

图2为本实用新型的实施例2的液晶显示面板在带电时的局部剖面结构示意图；

图3为本实用新型的实施例3的液晶显示面板在不带电时的局部剖面结构示意图；

图4为本实用新型的实施例4的液晶显示面板在不带电时的局部剖面结构示意图；

图5为本实用新型的另一实施例的液晶显示面板在不带电时的局部剖面结构示意图；

其中附图标记为：11、阵列基板；12、彩膜基板；21、第一取向层；22、第二取向层；3、像素电极/像素电极条；4、公共电极/公共电极条；5、介电层；6、液晶材料分子。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种液晶显示面板，其包括之间填充液晶材料的阵列基板和彩膜基板，阵列基板上设有像素驱动单元的阵列；

每个像素驱动单元均包括像素电极和公共电极，像素电极与公共电极的结构使它们能在液晶材料中产生平行于阵列基板的电场；

阵列基板上有第一取向层，其上具有能使与其接触的液晶材料分子沿平行于阵列基板的方向排布的第一取向结构；

彩膜基板上有第二取向层，其上具有能使与其接触的液晶材料分子沿垂直于阵列基板的方向排布的第二取向结构。

由于本实施例的液晶显示面板中，彩膜基板的取向层使液晶材料分子沿垂直于阵列基板的方向排布，故其具有垂直排布的液晶显示模式的优点，视角宽、对比度高、响应迅速；又由于其像素电极与公共电极均设在阵列基板上并产生平行于阵列基板的电场，故其具有使用水平电场的液晶显示模式的优点，驱动容易、所需驱动电压低；而且其阵列基板上的取向层使与液晶材料分子沿平行于阵列基板的方向排布，故其也不同于TBA模式的液晶显示面板，且在亮态时具有更好的显示效果。

实施例2：

本实施例提供一种液晶显示面板，如图1、图2所示，其包括相互平行且相对设置的阵列基板11和彩膜基板12，在阵列基板11和彩膜基板12间填充有液晶材料。

优选的，该液晶材料为负介电各向异性的液晶材料(简称负性液晶材料)，即其分子长轴方向的介电常数小于短轴方向的介电常数，因此其在电场中会以垂直于电场方向的方向排列。选用负性液晶材料可以方便的使液晶材料分子6在电场中扭转为沿垂直于阵列基板11的方向排布。当然，如果使用正性液晶材料，并配合不同的手性添加剂，也可使液晶材料分子6按所需的方向扭转。

在阵列基板11上设有像素驱动单元的阵列，其中像素驱动单元可用于驱动液晶显示面板的像素中的液晶材料分子6进行扭转。其中，阵列基板11上设有网格状排列的栅极线和源极线，在栅极线和源极线的每个交叉处形成薄膜晶体管，而每个薄膜晶体管处对应形成一个像素驱动单元。由于栅极线、源极线、薄膜晶体管等的结构是已知的，故在此不再详细描述。

在每个像素驱动单元中，均包括像素电极3和公共电极4，其中像素电极3与薄膜晶体管的漏极相连，而公共电极4与公共电极线相连，当像素电极3和公共电极4均带电时，它们可在液晶材料中产生平行于阵列基板11的电场。

具体的，公共电极4为平板状，其上设有介电层5；而像素电极3包括多个平行且间隔设置的像素电极条3，这些像素电极条3位于公共电极4上，且通过介电层5与公共电极4隔开(即实现相互绝缘)。显然，虽然图1和图2中的介电层5是一个完整的层，但如果只在像素电极条3的下方位置设置介电层5，也是可行的。

在上述的像素驱动单元中，每个像素电极条3与其两侧的公共电极4的露出部分(指没有被像素电极3覆盖的公共电极4的部分)间均可产生电场，因此其产生电场的电极间距离较短，从而可使电场强度较高，并使液晶材料不同位置处的电场比较均匀，且能尽量多的产生与阵列基板11平行的电场。当然，像素电极3还会与其正下方的公共电极4部分间产生垂直的电场，但该电场不对显示过程产生影响。

优选的，该公共电极4和像素电极3由氧化铟锡(ITO)材料制成。因为氧化铟锡材料是透明的，故由其制成的电极不会对光线的透过造成影响，可提高液晶显示面板的透过率。

在阵列基板11上还有第一取向层21(其优选如图1、图2所示位于公共电极4、像素电极3、介电层5等之上)，其上具有能使与其接触的液晶材料分子6沿平行于阵列基板11的方向排布的第一取向结构(图中未示出)。

其中，第一取向层21可由聚酰亚胺等常规的取向层材料制成，其上形成有第一取向结构，该第一取向结构能使液晶材料分子6沿平行于阵列基板11的方向排布。能实现以上作用的取向结构是多样的，例如IPS模式、FFS模式中的各取向层均可使液晶材料分子6平行排布，因此该第一取向结构可与IPS模式或FFS模式中取向层的取向结构相同。具体的，第一取向结构可包括大量位于第一取向层21表面的、沿相同方向延伸的沟槽(可通过摩擦取向形成)，通过沟槽与液晶材料分子6间的相互作用，可使与第一取向层21接触的液晶材料分子6沿平行于阵列基板11(即第一取向层21)的方向排布。

优选的，第一取向结构除使与其接触的液晶材料分子6沿平行于阵列基板11的方向排布外，还使液晶材料分子6的排布方向垂直于像素电极条3(如图1中最下层液晶材料分子6的排布)，或者说使液晶材料分子6的排布方向平行于像素电极3和公共电极4间产生的电场。按这种方式排布的液晶材料分子6比较容易在电场作用下扭转为沿垂直于阵列基板11的方向排布。显然，通过改变第一取向结构可容易的达到使液晶材料分子6的排布方向垂直于像素电极条3的目的，例如，只要使上述沟槽的长度方向垂直于像素电极条3的长度方向即可。

在彩膜基板12上则有第二取向层22，其上具有能使与其接触的液晶材料分子6沿垂直于阵列基板11的方向排布的第二取向结构(图中未示出)。

第二取向层22也可由聚酰亚胺等常规的取向层材料制成，其上形成有第二取向结构，该第二取向结构能使液晶材料分子6沿垂直于阵列基板11的方向排布。能实现以上作用的取向结构是多样的，例如VA模式中的各取向层均可使液晶材料分子6垂直排布，因此该第二取向结构可与VA模式中的取向层的取向结构相同。具体的，第二取向结构可包括大量从第二取向层22表面向其内部延伸的沟槽(可通过摩擦取向、自组装取向等方法形成)，通过该沟槽与液晶材料分子6间的相互作用，可使与第二取向层22接触的液晶材料分子6沿垂直于阵列基板11(即第二取向层22)的方向排布。

由于第一取向层21使靠近阵列基板11的液晶材料分子6沿水平方向排布，而第二取向层22使靠近彩膜基板12的液晶材料分子6沿垂直方向排布，故在没有电场时，如图1所示，第一取向层21和第二取向层22之间的液晶材料分子6会逐渐从水平方向扭转到垂直方向，从而改变透过液晶层的偏振光的偏振方向；如图2所示，当像素电极3和公共电极4带电时，二者在液晶材料中产生平行于阵列基板11方向的电场，从而使液晶材料分子6扭转为垂直排列(靠近阵列基板11的液晶材料分子6由于受到第一取向层21的作用，可能无法完全垂直)，从而不再改变偏振光的偏振方向。这样，通过控制像素电极3和公共电极4间电场的强度，即可改变像素的亮度。

其中，液晶材料中还可掺杂有手性添加剂、粘结剂等公知的成分；当第一取向结构和第二取向结构的设置使液晶材料分子6趋向于沿顺时针方向偏转时，可在液晶材料中添加左旋手性添加剂；反之则可添加右旋手性添加剂。由于根据液晶材料性质、手性添加剂种类、电场方向等判断液晶材料分子6在电场中的扭转方向的方法是已知的，故在此不再对液晶材料、手性添加剂等的种类进行详细描述；只要能保证当像素电极3和公共电极4带电时液晶材料分子6能扭转为垂直排布即可。

当然，本实施例的液晶显示面板中还应包括封框胶、隔垫物、驱动芯片、框架外壳等其它公知的结构。

实施例3：

本实施例提供一种液晶显示面板，其具有与实施例2的液晶显示面板类似的结构。

如图3所示，本实施例的液晶显示面板与实施例2的液晶显示面板的区别为：本实施例中，像素电极3为平板状，其上设有介电层5，公共电极4则包括多个平行且间隔设置的公共电极条4，公共电极条4位于像素电极3上，且通过介电层5与像素电极3隔开。

也就是说，本实施例的液晶显示面板的像素驱动单元中，像素电极3和公共电极4的位置、形状等与实施例2中的像素电极3和公共电极4“相反”。或者说，如果将实施例2中的像素电极3与薄膜晶体管的漏极断开而转接到公共电极线上，并将公共电极4与公共电极线断开而转接到薄膜晶体管的漏极上，即可得到本实施例的液晶显示面板。

实施例4：

本实施例提供一种液晶显示面板，其具有与实施例2的液晶显示面板类似的结构。

如图4所示，本实施例的液晶显示面板与实施例2的液晶显示面板的区别为：

本实施例的像素电极3包括多个平行且间隔设置的像素电极条3，而公共电极4包括多个平行且间隔设置的公共电极条4，且像素电极条3和公共电极条4交替设置(即按“一个像素电极条3-一个公共电极条4-一个像素电极条3”的规律轮流排列)。

当然，由于此时像素电极3与公共电极4均设在阵列极板1上，而未相互重叠，因此也就不需要介电层将它们隔开。

本实施例的像素电极3和公共电极4同样可以达到在液晶材料中产生水平电场的目的。

当然，以上各实施例举出的只是像素电极3和公共电极4的部分具体形式，它们也可为其它形式；例如，可如图5所示，一个像素驱动单元中只包括一个位于像素驱动单元一侧的像素电极条3，以及一个位于像素驱动单元相对侧的公共电极条4。由于像素电极3和公共电极4的具体形式是多样的，故在此不再对其详细描述，只要它们能在液晶材料中产生平行于阵列基板11的电场即可。

实施例5：

本实施例提供一种液晶显示装置，其包括以上任意一实施例所述的液晶显示面板。

由于本实施例的液晶显示装置中具有上述的液晶显示面板，因此其同时具有视角宽、对比度高、响应迅速、驱动容易、所需驱动电压低等优点。

当然，本实施例的液晶显示装置中还应包括电源单元、背光源等其它公知的结构。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种液晶显示面板，包括之间填充液晶材料的阵列基板和彩膜基板，所述阵列基板上设有像素驱动单元的阵列；其特征在于，

每个像素驱动单元均包括像素电极和公共电极，所述像素电极与公共电极的结构使它们能在所述液晶材料中产生平行于阵列基板的电场；

所述阵列基板上有第一取向层，其上具有能使与其接触的液晶材料分子沿平行于阵列基板的方向排布的第一取向结构；

所述彩膜基板上有第二取向层，其上具有能使与其接触的液晶材料分子沿垂直于阵列基板的方向排布的第二取向结构。

2.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，

所述公共电极为平板状；

所述像素电极包括多个平行且间隔设置的像素电极条；

所述像素电极条位于公共电极上，且与公共电极之间设有介电层。

3.根据权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于，

所述第一取向结构能使与其接触的液晶材料分子沿垂直于所述像素电极条的方向排布。

4.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，

所述像素电极为平板状；

所述公共电极包括多个平行且间隔设置的公共电极条；

所述公共电极条位于像素电极上，且与像素电极之间设有介电层。

5.根据权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于，

所述第一取向结构能使与其接触的液晶材料分子沿垂直于所述公共电极条的方向排布。

6.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，

所述公共电极包括多个平行且间隔设置的公共电极条；

所述像素电极包括多个平行且间隔设置的像素电极条；

各公共电极条与像素电极条交替设置。

7.根据权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于，

所述第一取向结构能使与其接触的液晶材料分子沿垂直于所述像素电极条的方向排布。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的液晶显示面板，其特征在于，

所述液晶材料为负介电各向异性的液晶材料。

9.根据权利要求1至7中任意一项所述的液晶显示面板，其特征在于，

所述像素电极和公共电极由氧化铟锡材料制成。

10.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：

权利要求1至9中任意一项所述的液晶显示面板。

Images