CN102707519B - 液晶显示面板及其应用的显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶显示面板及其应用的显示装置。此液晶显示面板包括第一基板、第二基板、液晶层及二分之一波长图案相位差片。第二基板包括第二电极、第一像素区域及第二像素区域，第一像素区域中，第二电极的主干部及分支部具有第一预设角度，第二像素区域中，第二电极的主干部及分支部具有第二预设角度，第一和第二预设角度不同。二分之一波长图案相位差片是贴合于所述第一基板或所述第二基板的外侧表面上。本发明可改善液晶显示面板的色偏及穿透率下降问题。

Description

液晶显示面板及其应用的显示装置
【技术领域】
本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种液晶显示面板及其应用的显示装置。
【背景技术】
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)已被广泛应用于各种电子产品中，液晶显示器大部分为背光型液晶显示器，其是由液晶显示面板及背光模块(backlight module)所组成。液晶显示面板是由两片透明基板以及被封于基板之间的液晶所构成。
目前，已发展一种垂直配向(Vertical Alignment, VA)技术，用于液晶显示面板。例如，由聚合物稳定垂直配向(polymer－stabilizedalignment，PSA)制程所制造而成的聚合物稳定垂直配向型(Polymer Stabilized Vertical Alignment, PSVA)液晶显示器，其可具有广视角、高开口率、高对比及制程简单等优点。
在PSVA液晶显示器中，两透明基板之间的液晶可被掺有反应型单体(reactive monomer)，其混合于液晶分子，其中，每一透明基板的表面涂布有聚酰亚胺(polyimide，PI)，其作为配向基材。接着，当施加电压及紫外光(UV)光照射于两透明基板时，反应型单体可与液晶分子发生相分离(phase separation)现象，而在透明基板的配向基材上形成聚合物。由于聚合物跟液晶分子之间的相互作用，液晶分子会沿着聚合分子的方向来排列，因此，透明基板之间的液晶分子可具有预倾角(pre-tile angle)。
然而，目前的VA型液晶显示器容易具有色偏(Color Shift)问题，因而严重地影响液晶显示器的显示质量。为改善上述色偏问题，可改变液晶显示面板的像素结构。然而像素结构的改变，可能会导致液晶显示面板的穿透率下降。
故，有必要提供一种液晶显示面板及其应用的显示装置，以解决现有技术所存在的问题。
【发明内容】
本发明提供一种液晶显示面板及其应用的显示装置，以解决VA型液晶显示器的色偏及穿透率下降问题。
本发明的主要目的在于提供一种液晶显示面板，所述液晶显示面板包括：
第一基板，包括第一电极；
第二基板，包括第二电极、多个第一像素区域及第二像素区域，所述第二电极具有像素电极结构，所述像素电极结构包括主干部及多个分支部，在各所述第一像素区域内，所述主干部与所述分支部之间具有第一预设角度，在各所述第二像素区域内，所述主干部与所述分支部之间具有第二预设角度，所述第一预设角度和第二预设角度均是小于或大于45度，且所述第一预设角度是不同于所述第二预设角度；
液晶层，形成于所述第一基板与所述第二基板之间；
第一偏光片，设置于所述第一基板的外侧；
第二偏光片，设置于所述第二基板外侧；以及
二分之一波长图案相位差片，贴合于所述第一基板或所述第二基板的外侧表面上，所述二分之一波长图案相位差片包括多个第一二分之一波长相位差列及多个第二二分之一波长相位差列，所述第一二分之一波长相位差列是对位于所述第一像素区域，所述第二二分之一波长相位差列是对位于所述第二像素区域。
在本发明一实施例中，所述第二基板还包括第三像素区域，该第三像素区域具有第三预设角度，该第三预设角度是不同于所述第一和第二预设角度。
在本发明一实施例中，所述第二基板还包括第四像素区域，该第四像素区域具有第四预设角度，该第四预设角度是不同于所述第一、第二和第三预设角度。
在本发明一实施例中，所述二分之一波长图案相位差片是位于所述第一基板与所述第一偏光片之间。
在本发明一实施例中，所述第一预设角度、第二预设角度及第三预设角度是小于45度，所述二分之一波长图案相位差片上的慢轴与所述第一偏光片的吸收轴之间具有一夹角(Ψ)，其中所述第一预设角度、第二预设角度或者第三预设角度(θ)与所述夹角(Ψ)是满足如下公式：
Ψ+θ=45°。
在本发明一实施例中，所述第一预设角度、第二预设角度及第三预设角度是大于45度，所述二分之一波长图案相位差片上的慢轴与所述第一偏光片的吸收轴之间具有一夹角(Ψ)，其中所述第一预设角度、第二预设角度或者第三预设角度(θ)与所述夹角(Ψ)是满足如下公式：
Ψ+θ=135°。
在本发明一实施例中，所述二分之一波长图案相位差片是位于所述第二基板与所述第二偏光片之间。
在本发明一实施例中，所述第一预设角度、第二预设角度及第三预设角度是小于45度，所述二分之一波长图案相位差片上的慢轴与所述第一偏光片的吸收轴之间具有一夹角(Ψ)，其中所述第一预设角度、第二预设角度或者第三预设角度(θ)与所述夹角(Ψ)是满足如下公式：
Ψ+θ=45°。
在本发明一实施例中，所述第一预设角度、第二预设角度及第三预设角度是大于45度，所述二分之一波长图案相位差片上的慢轴与所述第一偏光片的吸收轴之间具有一夹角(Ψ)，其中所述第一预设角度、第二预设角度或者第三预设角度(θ)与所述夹角(Ψ)是满足如下公式：
θ－Ψ=45°。本发明还提供一种显示装置，包括背光模块，所述液晶显示器还包括本发明提供的液晶显示面板。
本发明的液晶显示面板及其应用的显示装置可通过像素电极结构的设计来改善VA型液晶显示器的色偏问题，譬如设计不同像素区域的像素电极具有不同的预设角度（分支部与主干部之间的角度），且可通过二分之一波长图案相位差片来调整液晶分子的倾倒方向与偏光片的吸收轴之间的夹角，以同时确保液晶显示面板的穿透率。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
【附图说明】
图1显示依照本发明的一实施例的液晶显示面板的局部剖面示意图；
图2显示依照本发明的一实施例的PSVA型液晶显示面板的局部剖面示意图；
图3显示依照本发明的一实施例的液晶显示面板的像素电极结构的示意图；
图4显示依照本发明的一实施例的液晶显示面板的像素电极结构的示意图；
图5显示依照本发明的一实施例的二分之一波长图案相位差片的示意图；
图6显示依照本发明的一实施例的各角度的示意图；
图7A显示依照本发明的一实施例的液晶显示面板的局部剖面示意图；
图7B显示依照本发明的一实施例的各角度的示意图；
图8显示依照本发明的偏振光线的示意图；
图9显示依照本发明的一实施例的液晶显示面板的像素电极结构的示意图；
图10A显示依照本发明的另一实施例的液晶显示面板的局部剖面示意图；
图10B显示依照本发明的另一实施例的各角度的示意图；
图11A显示依照本发明的另一实施例的液晶显示面板的局部剖面示意图；以及
图11B显示依照本发明的另一实施例的各角度的示意图。
【具体实施方式】
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。
如图1所示，液晶显示面板100可包括第一基板110、第二基板120、液晶层130、第一偏光片140、第二偏光片150及二分之一波长(λ/2)图案相位差片160。
液晶层130是形成于第一基板110及第二基板120之间，亦即液晶层130是位于第一基板110及第二基板120的内侧。第一偏光片140是设置于第一基板110的外侧，第二偏光片150是设置于第二基板120的外侧，λ/2波长图案相位差片160可贴合于第一基板110或第二基板120的外侧表面上。
如图1所示，第一基板110和第二基板120的基板材料可为玻璃基板或可挠性塑料基板，第一基板110可例如为具有彩色滤光片(Color Filter，CF)的玻璃基板或其它材质的基板，而第二基板120可例如为具有薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT) 矩阵的玻璃基板或其它材质的基板。值得注意的是，在一些实施例中，彩色滤光片和TFT矩阵亦可配置在同一基板上。
请参照图2，其显示依照本发明的一实施例的PSVA型液晶显示面板的局部剖面示意图。在本实施例中，液晶显示面板100例如为PSVA型液晶显示面板，此时，液晶层130可包括反应型单体和液晶分子，反应型单体优选是光敏单体，其混合于液晶分子中。第一偏光片140是设置第一基板110的一侧，并相对于液晶层130(亦即为第一基板110的出光侧)，第二偏光片150是设置第二基板120的一侧，并相对于液晶层130(亦即为第二基板120的入光侧)。
如图2所示，在本实施例中，液晶显示面板100可为PSVA型液晶显示面板，第一基板110可包括第一电极111、第一配向层112、第一聚合物配向层113，第一配向层112及第一聚合物配向层113是依序形成于第一电极111上。第二基板120可包括第二电极121、第二配向层122、第二聚合物配向层123，第二配向层122及第二聚合物配向层123是依序形成于第二电极121上。第一电极111和第二电极121优选是以透光导电材料所制成，例如：ITO、IZO、AZO、GZO、TCO或ZnO，第一电极111和第二电极121可施加电压于液晶层130的液晶分子。在本实施例中，第一电极111例如为共同电极，第二电极121例如为像素电极。且第二电极121可具有多个区域(未绘示)，而每一区域所被施加的电压可为相同或不相同。配向层112、122及聚合物配向层113、123可具有一配向方向，用来决定液晶层130的液晶分子的配向，且配向层112、122及聚合物配向层113、123可具有一预倾角，此预倾角是小于90度，优选是小于60度。配向层112、122是形成于基板110、120上，聚合物配向层113、123是由反应型单体所聚合而成，其形成于配向层112、122上。
请参照图3，其显示依照本发明的一实施例的液晶显示面板的像素区域的示意图。第二基板120包括多条信号线(未显示)，其例如为栅极线及数据线，且相互垂直交错，而呈矩阵式排列，因而形成多个像素区域101，如图3所示，这些像素区域101包括第一像素区域R、第二像素区域G及第三像素区域B，像素区域R、G、B例如分别对应于红色、绿色及蓝色滤光片。第二电极121具有一像素电极结构，用于形成多显示域配向(multi－domain alignment)。在本实施例中，每一像素区域101内的第二电极121包括主干部124及多个条状的分支部125，主干部124可呈十字形图案，因而每一像素区域101可被主干部124分为四个子像素区域102。在每一子像素区域102中，分支部125是由主干部124来倾斜地延伸出，并相互平行排列。其中，主干部124与分支部125之间具有一预设角度θ，预设角度θ是介于0度与90度之间，且为45度以外的角度。同一像素区域101的预设角度θ可以是相同，在图3所示的实施例中，此预设角度θ是小于45度。
譬如图3中，第一像素区域R具有第一预设角度θ1，则第二像素区域G具有第二预设角度θ2，第三像素区域B具有第三预设角度θ3。上述第一预设角度θ1、第二预设角度θ2以及第三预设角度θ3均是小于或大于45度，且上述三角度互不相同。譬如图3中第一像素区域R具有第一预设角度θ1，该预设角度θ1可为41.5度，第二像素区域G具有第二预设角度θ2，该第二预设角度θ2可为42度，第三像素区域B具有第三预设角度θ3，该第三预设角度θ3可为42.5度。本发明通过在多个像素区域101中，设置不同的预设角度θ，而且预设角度均小于45度，可极大的改善VA型液晶显示器的色偏(Color Shift)问题。
在具体实施过程中，若第二基板120包括四种类型的像素区域101，譬如第一像素区域R、第二像素区域G、第三像素区域B及第四像素区域Y（黄色），第四像素区域具有第四预设角度θ4，上述第一预设角度θ1、第二预设角度θ2、第三预设角度θ3以及第四预设角度θ4各不相同，此处不再赘述。
请参照图4及图5，图4显示依照本发明的一实施例的液晶显示面板的像素区域的示意图，图5显示依照本发明的一实施例的液晶显示面板的λ/2波长图案相位差片的示意图。λ/2波长图案相位差片160包括多个第一λ/2相位差列161、第二λ/2相位差列162及第三λ/2相位差列163，其是交错排列，第一λ/2相位差列161是对位于第一像素区域R，第二λ/2相位差列162是对位于第二像素区域G，第三λ/2相位差列163是对位于是第三像素区域B。第一λ/2相位差列161的慢轴(C轴)与偏光片140或150的吸收轴之间具有一夹角Ψ1，第二λ/2相位差列162的慢轴与偏光片140或150的吸收轴之间具有一夹角Ψ2，第三λ/2相位差列163的慢轴与偏光片140或150的吸收轴之间具有一夹角Ψ3。
依据光学原理，液晶分子的倾倒方向与偏光片的吸收轴之间的夹角为45度时，液晶显示面板可具有最大的穿透率。因此，在本发明的实施例中，通过调整液晶分子的倾倒方向与偏光片140、150的吸收轴之间的夹角，可确保液晶显示面板100的穿透率。
在一实施例中，如图3所示，像素电极结构的主干部124与分支部125之间的预设角度θ(θ1、θ2及θ3)可小于45度(θ＜45°)，例如是介于5度与42.5度之间，又例如是介于10度与40度之间。此时，λ/2波长图案相位差片160可贴合于第一基板110或第二基板120的外侧表面上，用于调整光线的偏振角度。
请参照图2及6，图6显示依照本发明的一实施例的各角度的示意图。当λ/2波长图案相位差片160是贴合于第一基板110的外侧表面上时，λ/2波长图案相位差片160是位于第一基板110与第一偏光片140之间，第一偏光片140的吸收轴例如是垂直于第二偏光片150的吸收轴，亦即第一偏光片140与第二偏光片150的吸收轴之间的夹角为90度，且预设角度θ(θ1、θ2及θ3)小于45度(θ＜45°)，λ/2波长图案相位差片160的λ/2相位差列161、162及163的慢轴(C轴)与第一偏光片140的吸收轴之间分别具有夹角Ψ(Ψ1、Ψ2及Ψ3)，其中预设角度θ(θ1、θ2或θ3)与夹角Ψ(Ψ1、Ψ2或Ψ3)分别满足如下公式(1)：
Ψ+θ=45°             (1)。
请参照图7A及7B，图7A显示依照本发明的一实施例的液晶显示面板的局部剖面示意图，图7B显示依照本发明的一实施例的各角度的示意图。当λ/2波长图案相位差片160是贴合于第二基板120的外侧表面上时，λ/2波长图案相位差片160是位于第二基板120与第二偏光片150之间，第一偏光片140的吸收轴例如是垂直于第二偏光片150的吸收轴，亦即第一偏光片140与第二偏光片150的吸收轴之间的夹角为90度，且预设角度θ(θ1、θ2及θ3)小于45度(θ＜45°)，λ/2图案相位差片160的λ/2相位差列161、162及163的慢轴与第二偏光片150的吸收轴之间分别具有夹角Ψ(Ψ1、Ψ2及Ψ3)，其中预设角度θ(θ1、θ2或θ3)与夹角Ψ(Ψ1、Ψ2或Ψ3)分别是满足如下公式(2)
Ψ+θ=45°              (2)。
请参照图8，其显示依照本发明的偏振光线的示意图。以图7A所示的液晶显示面板100为例，当光线是由第二偏光片150至第一偏光片140来透过液晶显示面板100时，λ/2波长图案相位差片160可将由第二偏光片150所发出的垂直线偏振光转换为另一线偏振光，此另一线偏振光的偏振方向与垂直线偏振光的偏振方向之间具有2Ψ的夹角。接着，此另一线偏振光可通过液晶层130(亦即液晶盒)来转换为一水平线偏振光，使得光线可通过第一偏光片140的穿透轴。此时，液晶层130可等效于一λ/2相位差片。因此，通过λ/2波长图案相位差片160，可调整光线的偏振方向及角度，以确保液晶显示面板100的穿透率。
请参照图9，其显示依照本发明的另一实施例的液晶显示面板的像素电极结构的示意图。在另一实施例中，像素电极结构的主干部124与分支部225之间的预设角度θ可大于45度(θ＞45°)，例如是介于47.5度与85度之间，又例如是介于50度与80度之间。譬如图7中第一像素区域R的第一预设角度θ1可为48度，第二像素区域G的第二预设角度θ2可为48.5度，第三像素区域B的第三预设角度θ3可为49度。此时，λ/2波长图案相位差片260可贴合于第一基板110或第二基板120的外侧表面上，用于调整光线的偏振角度。
请参照图10A及10B，图10A显示依照本发明的另一实施例的液晶显示面板的局部剖面示意图，图10B显示依照本发明的另一实施例的各角度的示意图。当λ/2波长图案相位差片260是贴合于第一基板110的外侧表面上时，λ/2波长图案相位差片260是位于第一基板110与第一偏光片140之间，第一偏光片140的吸收轴例如是垂直于第二偏光片150的吸收轴，亦即第一偏光片140与第二偏光片150的吸收轴之间的夹角为90度，且预设角度θ(θ1、θ2及θ3)大于45度(θ＞45°)，λ/2波长图案相位差片260的λ/2相位差列161、162及163的慢轴(C轴)与第一偏光片140的吸收轴之间分别具有夹角Ψ(Ψ1、Ψ2及Ψ3)，其中预设角度θ(θ1、θ2或θ3)与夹角Ψ(Ψ1、Ψ2或Ψ3)分别是满足如下公式(3)：
Ψ+θ=135°          (3)。
请参照图11A及11B，图11A显示依照本发明的另一实施例的液晶显示面板的局部剖面示意图，图11B显示依照本发明的另一实施例的各角度的示意图。当λ/2波长图案相位差片260是贴合于第二基板120的外侧表面上时，λ/2波长图案相位差片260是位于第二基板120与第二偏光片150之间，第一偏光片140的吸收轴例如是垂直于第二偏光片150的吸收轴，亦即第一偏光片140与第二偏光片150的吸收轴之间的夹角为90度，且预设角度θ(θ1、θ2及θ3)大于45度(θ＞45°)，λ/2波长图案相位差片260的λ/2相位差列161、162及163的慢轴与第二偏光片150的吸收轴之间分别具有夹角Ψ(Ψ1、Ψ2及Ψ3)，其中预设角度θ(θ1、θ2或θ3)与夹角Ψ(Ψ1、Ψ2或Ψ3)分别是满足如下公式(4)：
θ－Ψ =45°        (4)。
在又一实施例中，液晶显示面板可例如为图案垂直配向(PVA) 型液晶显示面板，此时，液晶显示面板可未包括聚合物配向层。
本发明还提供一种显示装置，所述显示装置包括本发明提供的液晶显示面板，鉴于所述液晶显示面板在上文已有详细的描述，此处不再赘述。
由上述可知，在本发明的液晶显示面板及其应用的显示装置中，可通过像素电极结构的设计来改善VA型液晶显示器的色偏问题，譬如设计不同像素区域的像素电极具有不同的预设角度（分支部与主干部之间的角度），且可通过λ/2波长图案相位差片来调整液晶分子的倾倒方向与偏光片的吸收轴之间的夹角，以确保液晶显示面板的穿透率。因此，本发明的液晶显示面板及其应用的显示装置可改善液晶显示面板的色偏问题，并同时确保其穿透率。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种液晶显示面板，其特征在于：所述液晶显示面板包括：
第一基板，包括第一电极；
第二基板，包括第二电极、多个第一像素区域及第二像素区域，所述第二电极具有像素电极结构，所述像素电极结构包括主干部及多个分支部，在各所述第一像素区域内，所述主干部与所述分支部之间具有第一预设角度，在各所述第二像素区域内，所述主干部与所述分支部之间具有第二预设角度，所述第一预设角度和第二预设角度均是小于或大于45度，且所述第一预设角度是不同于所述第二预设角度；
液晶层，形成于所述第一基板与所述第二基板之间；
第一偏光片，设置于所述第一基板的外侧；
第二偏光片，设置于所述第二基板外侧；以及
二分之一波长图案相位差片，贴合于所述第一基板或所述第二基板的外侧表面上，所述二分之一波长图案相位差片包括多个第一二分之一波长相位差列及多个第二二分之一波长相位差列，所述第一二分之一波长相位差列是对位于所述第一像素区域，所述第二二分之一波长相位差列是对位于所述第二像素区域，所述第一二分之一波长相位差列与所述第二二分之一波长相位差交错排列；
所述二分之一波长图案相位差片是位于所述第一基板与所述第一偏光片之间；
当所述第一预设角度、第二预设角度及第三预设角度是小于45度，所述二分之一波长图案相位差片上的慢轴与所述第一偏光片的吸收轴之间具有一夹角(Ψ)，其中所述第一预设角度、第二预设角度或者第三预设角度(θ)与所述夹角(Ψ)是满足如下公式：
Ψ+θ＝45°。
2.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于：所述第二基板还包括第三像素区域，该第三像素区域具有第三预设角度，该第三预设角度是不同于所述第一和第二预设角度。
3.根据权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于：所述第二基板还包括第四像素区域，该第四像素区域具有第四预设角度，该第四预设角度是不同于所述第一、第二和第三预设角度。
4.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于：当所述第一预设角度、第二预设角度及第三预设角度是大于45度，所述二分之一波长图案相位差片上的慢轴与所述第一偏光片的吸收轴之间具有一夹角(Ψ)，其中所述第一预设角度、第二预设角度或者第三预设角度(θ)与所述夹角(Ψ)是满足如下公式：
Ψ+θ＝135°。
5.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于：所述二分之一波长图案相位差片是位于所述第二基板与所述第二偏光片之间。
6.根据权利要求5所述的液晶显示面板，其特征在于：所述第一预设角度、第二预设角度及第三预设角度是小于45度，所述二分之一波长图案相位差片上的慢轴与所述第一偏光片的吸收轴之间具有一夹角(Ψ)，其中所述第一预设角度、第二预设角度或者第三预设角度(θ)与所述夹角(Ψ)是满足如下公式：
Ψ+θ＝45°。
7.根据权利要求5所述的液晶显示面板，其特征在于：所述第一预设角度、第二预设角度及第三预设角度是大于45度，所述二分之一波长图案相位差片上的慢轴与所述第一偏光片的吸收轴之间具有一夹角(Ψ)，其中所述第一预设角度、第二预设角度或者第三预设角度(θ)与所述夹角(Ψ)是满足如下公式：
θ－Ψ＝45°。
8.一种显示装置，包括背光模块，其特征在于：还包括权利要求1至7中任一所述的液晶显示面板。
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