CN102914906B - 液晶面板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液晶显示器技术领域，提供了一种显示面板和显示装置。本发明的半透半反式液晶显示面板中，第一光学各向异性层包含第一相位差膜和第二相位差膜，第二光学各向异性层包括一层液晶膜与第三相位差膜；其中，液晶膜中液晶的取向方向与液晶层的取向方向相互平行，第二相位差膜的慢轴方向垂直于液晶膜中液晶的取向方向。本发明通过改变相位差膜的慢轴方向的方向，使得显示装置在透射区域和反射区域都有高对比度、宽视角的效果的同时改善了色偏问题。

Description

液晶面板及显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示器技术领域，特别涉及一种液晶面板及显示装置。
背景技术
液晶显示器（Liquid Crystal Display，简称LCD）具有体积小、功耗低、无辐射等特点，近年来得到了迅速地发展，在当前的平板显示器市场中占据了主导地位。目前，LCD在各种大中小尺寸的产品上得到了广泛的应用，几乎涵盖了当今信息社会的主要电子产品，如液晶电视、高清晰度数字电视、电脑（台式和笔记本）、手机、PDA、GPS、车载显示、投影显示、摄像机、数码相机、电子手表、计算器、电子仪器、仪表、公共显示和虚幻显示等，是目前任何一种传统显示方式所无法企及的。
但是由于液晶材料本身不能发光，LCD是一种被动显示装置，需要借助于外界光源才能实现一定亮度和色彩的显示。按照利用外界光源的方式分类，LCD一般包括反射型LCD（Reflective LCD，RE-LCD）、透射型LCD（Transmissive LCD，TS-LCD）以及半透半反式LCD（Transflective LCD，TR-LCD）。TR-LCD在环境光线充足情况下可采用RE-LCD的显示方式，既克服了TS-LCD在强光下显示模糊的缺陷，又降低了功耗；而在黑暗环境情况下可点亮背光，采用TS-LCD显示方式，克服了RE-LCD在黑暗环境下无法显示的缺陷。
电控双折射（ECB）模式是一种可以由电压控制显示多种颜色的彩色液晶显示模式。ECB型液晶显示器件在通电时，液晶分子长轴与电场之间的夹角因电压大小不同而变化，故使液晶盒的双折射率发生变化。当入射的白色直线偏振光人射该液晶盒后，在不同的双折射率下会形成不同的椭圆偏振光，从而形成不同的颜色。
TR-LCD中通常将液晶和相位差膜组合使用。具体而言，在TR-LCD的显示部，一对相位差膜夹持着液晶单元而层叠，在层叠的相对差膜的外侧再层叠偏振光膜或保护膜；能与液晶单元组合使用的相位差膜可以利用折射率之差来产生相位差，由此提高液晶显示装置的视角。
现有技术中，TR-LCD一般是使得液晶膜中液晶的取向方向、液晶层的取向方向与液晶层上面的相位差膜的慢轴方向为同一方向来实现的，也就是说这三个层结构是相互平行的，并且均与液晶层的取向方向的垂直方向（通常为用户正常观看显示画面时两眼的连线方向）保持90度或45度的角度（参见日本专利公开特许公报JP特开2004-125830A）。这3层的这种平行结构可保持LCD具有宽视角的同时实现高对比度，但是这种结构在另一方面会导致色偏问题，特别是黄色方向的色偏问题相当严重。导致这种色偏问题的原因在于液晶是双折射率的物质，当从倾斜方向上看去时，对于不同波长的光而言，折射率不一样，折射率差也不一样，在经过液晶折射后，其相位延迟值不一样，从而在偏光片检偏后得到的光的强度产生差异，从而产生色偏。在美国专利公开文献US2002/0159007A1中，通过提供偏光片、1/4λ相位差膜与1/2λ相位差膜的设计来改善反射型液晶显示器的色偏问题，这技术在反射型液晶显示中可以达到很好的色偏改善效果，但在半透半反模式LCD的透射区域处的实际效果并不理想。
发明内容
（一）要解决的技术问题
针对现有技术的缺点，本发明为了解决现有技术中液晶显示器的色偏问题，提供了一种液晶面板及显示装置，在不损失性能的情况下可有效改善色偏问题。
（二）技术方案
为此解决上述技术问题，本发明具体采用如下方案进行：
一方面，本发明提供一种液晶面板，所述液晶面板包括：
液晶盒，所述液晶盒包括第一基板和第二基板、夹在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，在液晶盒中的每个像素中形成有反射区域和透射区域，以液晶面板的出光侧为上方，在第一基板上方还设置有第一光学各向异性层以及设置在第一光学各向异性层上方的第一偏光片，在第二基板的下方还设置有第二光学各向异性层以及设置在第二光学各向异性层下方的第二偏光片；第一光学各向异性层包含第一相位差膜和第二相位差膜，第二光学各向异性层包括一层液晶膜与第三相位差膜；其中，液晶膜中的液晶的取向方向与液晶层的取向方向相互平行，第二相位差膜的慢轴方向垂直于液晶膜中液晶的取向方向和液晶层的取向方向。
优选地，在第一光学各向异性层中的第一相位差膜的Δnd为260~290nm，第二相位差膜的Δnd为155~170nm；在第二光学各向异性层中的第三相位差膜的Δnd为260~290nm，其中，Δnd是相位延迟值。
优选地，所述反射区域中在第二基板与液晶层接触的一面上设置有反射板。
优选地，在液晶层中，反射区域中液晶单元的Δnd约为155~165nm，透射区域中液晶单元的Δnd约为310~330nm，其中，Δnd是相位延迟值。
优选地，以液晶层的取向方向的垂直方向为0°方向，第二偏光片取向为-87°至-83°，第三相位差膜取向为-22°至-18°，液晶膜中的液晶取向与液晶层取向相互平行为+88°至+92°，第二相位差膜取向为-2°至+2°，第一相位差膜取向为+58°至+62°，第一偏光片的取向为-17°至-13°，这里的正值表示从所述0°方向沿逆时针方向转过的角度，负值表示从所述0°方向沿顺时针方向转过的角度。
优选地，第二偏光片取向-85°，第三相位差膜的取向-20°，液晶膜中的液晶取向与液晶层取向均为+90°，第二相位差膜取向与液晶膜和液晶层垂直为0°，第一相位差膜取向+60°，第一偏光片的取向-15°。
另一方面，本发明还提供了一种显示装置，其包括上述的液晶面板。
（三）有益效果
本发明通过改变液晶层上方的相位差膜的慢轴方向，使得显示装置在透射区域和反射区域都有高对比度、宽视角的效果的同时改善了色偏问题。
附图说明
图1为本发明中显示装置的面板结构示意图；
图2为本发明一个实施例中的显示装置各个层的具体方向角度示意图；
图3是现有技术中面板在反射区域的色偏效果示意图；
图4是本发明中面板在反射区域的色偏效果示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本发明的技术方案中，通过设计液晶面板的光学异性层以及液晶的取向方向，使得半透半反式液晶显示器在透射区域和反射区域都有高对比度、宽视角的效果的同时改善了色偏问题。具体地，参见图1，本发明中的液晶面板包括：
液晶盒，所述液晶盒包括具有透明电极的第一基板102和第二基板103、夹在所述第一基板102和所述第二基板103之间的均匀定向的液晶层101、在液晶盒中的每个像素中形成有反射区域（具有反射功能）和透射区域（具有透射功能），以液晶面板的出光侧为上方，在第一基板102上方还设置有第一光学各向异性层104以及设置在第一光学各向异性层104上方的第一偏光片106，在第二基板103的下方还设置有第二光学各向异性层105以及设置在第二光学各向异性层105下方的第二偏光片107；第一光学各向异性层104包含第一相位差膜104a和第二相位差膜104b，第二光学各向异性层105包括一层液晶膜105a与第三相位差膜105b；其中，液晶膜105a中的液晶的取向方向与液晶层101的取向方向相互平行，第二相位差膜104b的慢轴方向垂直于液晶膜105a中液晶的取向方向和液晶层101的取向方向。
本实施例中，所述液晶膜105a由两层膜体以及固定在所述两层膜体之间的液晶构成，兼有作为相位差膜和提高视角性能的作用。例如对于棒状液晶而言，所述液晶膜105a中液晶的取向方向即与液晶膜105a中液晶的长轴平行的方向。
优选地，在第一光学各向异性层104中的第一相位差膜104a的Δnd为260~290nm，第二相位差膜104b的Δnd为155~170nm；在第二光学各向异性层105中的第三相位差膜105b的Δnd为260~290nm。其中，Δnd是相位延迟值。相位延迟值是Δn乘于d来计算的相位差的物理量，其中Δn为no-ne，no和ne分别为寻常光和非常光的折射率，d为膜厚。
更进一步地，在本发明的半透半反式液晶面板中，所述反射区域中在第二基板103与液晶层101接触的一面上设置有反射板108（即反射电极）使得液晶层101中形成反射区域。其中，在液晶盒中，液晶层101与第一基板102和第二基板103接触的界面上的取向方向均为3°，反射区域厚度为2.5μm，反射区域中液晶单元的Δnd约为160nm，透射区域厚度为4.9μm，透射区域中液晶单元的Δnd约为320nm。本发明的半透半反式液晶显示器采用液晶分子被均匀定向的电控双折射（ECB）显示方式。上下的第一偏光片106和第二偏光片107采用厚度180μm的偏光片，第一光学各向异性层104具有Δnd大约为270nm的第一相位差膜104a和Δnd大约为160nm的第二相位差膜104b，第二光学各向异性层105具备液晶膜105a（如新日本石油制造的NH膜）和Δnd大约270nm的第三相位差膜105b。
在图2中（图中，实线箭头和虚线箭头是上下基板的摩擦取向角度），进一步展示了本发明的半透半反式液晶面板中各个层的具体方向角度。在本实施例中，以液晶层的取向方向的垂直方向（通常为用户正常观看显示画面时两眼的连线方向）为0°方向。优选地，在图2中按照图1的层次结构自下而上地说明各个层的方向角度为：第二偏光片107取向（即吸收轴方向）为-85°，第三相位差膜105b取向（即慢轴方向）为-20°，液晶膜105a与液晶层101取向平行均为+90°，第二相位差膜104b取向与液晶膜105a和液晶层101垂直为0°，第一相位差膜104a取向为+60°，第一偏光片106的取向为-15°。此时，液晶显示面板的视角、对比度与现有技术的相近，但色偏问题却明显得到改善。实际上，第二偏光片107可取向为-87°至-83°，第三相位差膜105b可取向为-22°至-18°，液晶膜105a与液晶层101可取向为+88°至+92°，第二相位差膜104b可取向为-2°至+2°，第一相位差膜104a可取向为+58°至+62°，第一偏光片106可取向为-17°至-13°，即，在上述定值前后2度范围内的时候，其面板的视角、对比度与色偏效果都挺好。这里的正值表示从所述0°方向沿逆时针方向转过的角度，负值表示从所述0°方向沿顺时针方向转过的角度，如“第二偏光片107取向为-85°”表示所述第二偏光片107取向方向沿逆时针方向到所述0°方向的夹角为85°。
下面更进一步地与现有技术进行对比来说明本发明的显示面板的技术效果。在JP特开2004-125830A中，液晶膜105a的倾斜方向（从平面图上看，液晶膜105a的倾斜方向与液晶膜105a中液晶的取向方向相同）、液晶层预倾角的方向（从平面图上看，液晶层的预倾角方向与液晶层的取向方向平行）与液晶层上面的相位差膜的慢轴方向为同一方向（即相互平行），由这种方式得到的面板在反射区域的色偏效果如图3所示。而采用本发明的方法得到的面板在反射区域的色偏效果如图4所示。两种方法得到的面板在每角度下都有对比度10以上，两种面板的视角都非常好。如图3所示，极角在60度的时候，颜色偏移到黄色的方向，黄色方向的最大值超过35。如图4所示，极角在60度的时候，黄色方向的最大值小于23。图3与图4比较，本发明得到的面板的色偏效果有所改善。通过对比可以看出，本发明的显示面板通过改进光学补偿的方式，克服了现有技术的不足，改善了色偏问题，因而得到了具有高对比度、很好视角和良好色偏的半透半反式液晶显示器。
实施例二：
本实施例记载了一种显示装置，其包括背光模组、位于所述背光模组出光面一侧的液晶面板以及支撑所述背光模组和液晶面板的框架结构。
在本实施例中，所述液晶面板为所述实施例一记载的液晶面板，其中，液晶膜中的液晶的取向方向与液晶层的取向方向相互平行，液晶层上方的相位差膜的慢轴方向垂直于液晶膜中液晶的取向方向。
本实施例中的显示装置可以为电脑或电视的显示屏幕、或者为手机等移动终端的显示屏幕。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的实际保护范围应由权利要求限定。

Claims (6)

1.一种液晶面板，其特征在于，所述液晶面板包括： 
液晶盒，所述液晶盒包括第一基板和第二基板、夹在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，在液晶盒中的每个像素中形成有反射区域和透射区域，以液晶面板的出光侧为上方，在第一基板上方还设置有第一光学各向异性层以及设置在第一光学各向异性层上方的第一偏光片，在第二基板的下方还设置有第二光学各向异性层以及设置在第二光学各向异性层下方的第二偏光片；第一光学各向异性层包含第一相位差膜和第二相位差膜，第二光学各向异性层包括一层液晶膜与第三相位差膜；其中，液晶膜中的液晶的取向方向与液晶层的取向方向相互平行，第二相位差膜的慢轴方向垂直于液晶膜中液晶的取向方向和液晶层的取向方向； 
其中，以液晶层的取向方向的垂直方向为0°方向，第二偏光片取向为-87°至-83°，第三相位差膜取向为-22°至-18°，液晶膜中的液晶取向与液晶层取向相互平行为+88°至+92°，第二相位差膜取向为-2°至+2°，第一相位差膜取向为+58°至+62°，第一偏光片的取向为-17°至-13°，这里的正值表示从所述0°方向沿逆时针方向转过的角度，负值表示从所述0°方向沿顺时针方向转过的角度。 
2.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，在第一光学各向异性层中的第一相位差膜的⊿nd为260～290nm，第二相位差膜的⊿nd为155～170nm；在第二光学各向异性层中的第三相位差膜的⊿nd为260～290nm，其中，⊿nd是相位延迟值。 
3.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，所述反射区域中在第二基板与液晶层接触的一面上设置有反射板。 
4.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，在液晶层中，反射区域中液晶单元的⊿nd约为155～165nm，透射区域中液晶单元的⊿nd约为310～330nm，其中，⊿nd是相位延迟值。 
5.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，第二偏光片取向-85°，第三相位差膜的取向-20°，液晶膜中的液晶取向与液晶层取向均为+90°，第二相位差膜取向与液晶膜中的液晶取向和液晶层取向垂直为0°，第一相位差膜取向+60°，第一偏光片的取向-15°。 
6.一种显示装置，其包括如权利要求1至5之任一项所述的液晶面板。 
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