CN104360535B - 曲面液晶显示面板及曲面液晶显示装置 - Google Patents

曲面液晶显示面板及曲面液晶显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种曲面液晶显示面板及曲面液晶显示装置。曲面液晶显示面板包括：朝同一方向弯曲的两个基板，两者之间填充有液晶形成弯曲的液晶层；至少一个所述基板的玻璃的外板面覆盖有透明层且位于所述液晶层同一侧的基板的玻璃和透明层的应力光学系数正负相反；其中，所述基板的玻璃的外板面是基板的玻璃远离液晶的板面。曲面液晶显示装置包括上述曲面液晶显示面板。位于所述液晶层的同一侧的基板的玻璃和透明层的旋光作用相反，两者的光学延迟相互抵消。本发明的曲面液晶显示面板及曲面液晶显示装置的显示效果大大改善。

Description

曲面液晶显示面板及曲面液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及到一种曲面液晶显示面板及曲面液晶显示装置。
背景技术
在平面转换(In Plane Switching，简称IPS)模式的平面液晶显示面板中，在非驱动状态下，其液晶分子相对于基板的板面具有大致平行的均质取向，所以光在通过液晶层时其偏振方向几乎没有变化。如果在两个基板的外板面配置的偏振片的偏振化方向相互垂直，液晶显示面板在非驱动状态下进行几乎全黑的显示。
在液晶显示面板中，彩膜基板和阵列基板的玻璃常规是采用应力光学系数为正的玻璃。对于平面转换(In Plane Switching，简称IPS)模式的曲面液晶显示面板而言，曲面液晶显示面板用于显示的面通常是内凹的。这样，就需要将IPS模式的平面液晶显示面板的彩膜基板朝向用户的板面内凹，导致彩膜基板的玻璃受到压缩，阵列基板的玻璃受到拉伸。根据测试发现，弯曲的彩膜基板的玻璃和阵列基板的玻璃的主光轴是相互垂直的，弯曲的彩膜基板的玻璃的主光轴与弯曲的液晶层的初始取向之间的夹角是多种且最大夹角为45度，其中，弯曲的液晶层的初始取向是液晶层未弯曲前在非驱动状态下的取向。下面以弯曲的彩膜基板的玻璃的主光轴与弯曲的液晶层的初始取向之间的夹角是45度的最大夹角为例进行说明，如图1所示，上偏振片31和下偏振片32中的箭头表示各自的偏振化方向，彩膜基板的玻璃11和阵列基板的玻璃12中的箭头表示各自的主光轴方向，液晶层20中的箭头表示弯曲的液晶层的初始取向。下偏振片32的偏振化方向与弯曲的液晶层20的初始取向之间成0度，阵列基板的玻璃12的主光轴与弯曲的液晶层20的初始取向之间的夹角是135度，彩膜基板的玻璃11的主光轴与弯曲的液晶层20的初始取向之间的夹角是45度，上偏振片31的偏振化方向与弯曲的液晶层20的初始取向之间成90度。背光源发出的自然光首先经过下偏振片32成为线偏振光；线偏振光经过受到拉伸的应力光学系数为正的阵列基板的玻璃12，受到由于阵列基板的玻璃12的旋光作用，成为椭圆偏振光；由于此时进入液晶的光不再是和液晶取向平行或者垂直的线偏振光，液晶层也会对光进行旋光；经弯曲的液晶层进行旋光后进入受到压缩的彩膜基板的玻璃11，受到彩膜基板的玻璃11旋光作用。如图2所示，指向上方的箭头表示阵列基板的玻璃的旋光作用，带箭头的圆弧表示弯曲的液晶层的旋光作用，指向下方的箭头表示彩膜基板的玻璃的旋光作用。可以看出，经过三次旋光的光与最初的光相比已经远远偏离。弯曲的彩膜基板的玻璃的主光轴与弯曲的液晶层的初始取向之间的夹角是其他角度时的旋光与上述旋光原理相同。这样，在光进入上偏振片前，光的振动方向有多种，导致有光通过上偏振片，导致IPS模式的曲面液晶显示面板产生了严重的漏光。
发明内容
本发明提供了一种曲面液晶显示面板及曲面显示装置，解决了现有技术中曲面液晶显示面板及曲面液晶显示装置的漏光严重的技术问题。
本发明公开了以下技术方案：
一种曲面液晶显示面板，包括：
朝同一方向弯曲的两个基板，两者之间填充有液晶形成弯曲的液晶层；
至少一个所述基板的玻璃的外板面覆盖有透明层且位于所述液晶层同一侧的基板的玻璃和透明层的应力光学系数正负相反；
其中，所述基板的玻璃的外板面是基板的玻璃远离液晶的板面。
优选的，位于所述液晶层同一侧的基板的玻璃和透明层的各自应力光学系数和各自厚度的乘积正负相反，绝对值的差值的比例不超过20％。
优选的，所述透明层是两个且分别覆盖在所述两个基板的玻璃的外板面；
所述曲面液晶显示面板还包括覆盖在所述两个透明层外板面的两个偏振片；
其中，所述透明层的外板面是透明层远离液晶的板面。
优选的，所述曲面液晶面板的显示模式为平面转换模式。
优选的，所述两个基板的玻璃的应力光学系数都为正，所述两个透明层的应力光学系数都为负；
或所述两个基板的玻璃的应力光学系数都为负，所述两个透明层的应力光学系数都为正；
或所述一个基板的玻璃的应力光学系数为正且覆盖其外板面的透明层的应力光学系数为负，另一个基板的玻璃的应力光学系数为负且覆盖其外板面的透明层的应力光学系数为正。
优选的，所述透明层是玻璃且其应力光学系数为-0.5至-1.5布鲁斯特之间任一值。
优选的，一个所述偏振片的偏振化方向与所述弯曲的液晶层的初始取向方向相互垂直或平行；
其中，所述弯曲的液晶层的初始取向是液晶层未弯曲前在非驱动状态下的取向。
优选的，所述两个偏振片的偏振化方向相互垂直或平行。
优选的，所述两个基板分别是阵列基板和彩膜基板。
本发明还提供以下技术方案：
一种曲面液晶显示装置，包括上述任一所述的曲面液晶显示面板。
本发明的曲面液晶显示面板及曲面液晶显示装置，位于所述液晶层同一侧的基板的玻璃和透明层的应力光学系数正负相反，这样，位于所述液晶层同一侧的基板的玻璃和透明层的旋光作用相反，减少经过两者的光的光学延迟。本发明的曲面液晶显示面板及曲面液晶显示装置的显示效果大大改善。
附图说明
图1为现有的曲面液晶显示面板的示意图；
图2为图1所示的曲面液晶显示面板的旋光示意图；
图3为应力光学系数为正的晶体受到拉伸时，快光轴与主光轴相垂直的示意图；
图4为应力光学系数为正的晶体受到压缩时，快光轴与主光轴相平行的示意图；
图5为应力光学系数为负的晶体受到拉伸时，快光轴与主光轴相平行的示意图；
图6为应力光学系数为负的晶体受到压缩时，快光轴与主光轴相垂直的示意图；
图7为本发明的曲面液晶显示面板的示意图；
图8为图7所示的曲面液晶显示面板的第二玻璃和阵列基板的玻璃的旋光示意图。
附图标记：
现有技术中：
11彩膜基板的玻璃，12阵列基板的玻璃，20液晶层，
31上偏振片，32下偏振片，
本发明中：
110彩膜基板的玻璃，120阵列基板的玻璃，200液晶层，
310第一玻璃，320第二玻璃，410第一偏振片，420第二偏振片。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应力光学系数为正的晶体和应力光学系数为负的晶体，在受到拉伸和压缩时，表现不同。如图3所示，在应力光学系数为正的晶体受到拉伸时，快光轴与主光轴相垂直；如图4所示，在应力光学系数为正的晶体受到压缩时，快光轴与主光轴相平行；如图5所示，在应力光学系数为负的晶体受到拉伸时，快光轴与主光轴相平行；如图6所示，在应力光学系数为负的晶体受到压缩时，快光轴与主光轴相垂直；其中，晶体外的箭头为主光轴，晶体内的箭头为快光轴。即在应力光学系数为正的晶体受到拉伸，应力光学系数为负的晶体受到拉伸时，两个晶体的旋光作用是相反的；应力光学系数为正的晶体受到压缩，应力光学系数为负的晶体受到压缩时，两个晶体的旋光作用是相反的。也就是说，在应力光学系数正负相反的两个晶体，在受到拉伸时两个晶体的旋光作用是相反的或在受到压缩时两个晶体的旋光作用是相反的。
本发明的第一个实施例的曲面液晶显示装置，包括曲面液晶显示面板和背光源。如图7所示，液晶显示面板包括朝同一方向弯曲的彩膜基板的玻璃110和阵列基板的玻璃120，当曲面液晶显示面板用于显示的面是内凹时，彩膜基板朝向用户的板面是内凹的且彩膜基板和阵列基板的玻璃的应力光学系数都为正。
彩膜基板和阵列基板对盒且两者之间填充有液晶形成弯曲的液晶层200，弯曲的液晶层的初始取向是液晶层未弯曲前在非驱动状态下的取向。
覆盖在彩膜基板的玻璃的外板面的第一玻璃310，覆盖在阵列基板的玻璃的外板面的第二玻璃320，所述第一玻璃和第二玻璃的应力光学系数为负；其中，彩膜基板的玻璃和阵列基板的玻璃的外板面是基板的玻璃远离液晶的板面；彩膜基板的玻璃的应力光学系数和厚度的乘积与第一玻璃的应力光学系数和厚度的乘积正负相反，绝对值相同，阵列基板的玻璃的应力光学系数和厚度的乘积与第二玻璃的应力光学系数和厚度的乘积正负相反，绝对值相同。
覆盖在第一玻璃的外板面的第一偏振片410，覆盖在第二玻璃的外板面的第二偏振片420且第一偏振片和第二偏振片的偏振化方向相互垂直；其中，其中，第一玻璃和第二玻璃的外板面是第一玻璃和第二玻璃远离液晶的板面，第一偏振片的偏振化方向与弯曲的液晶层的初始取向之间成90度，第二偏振片的偏振化方向与弯曲的液晶层的初始取向之间成0度；
其中，第一偏振片410和第二偏振片420中的箭头表示各自的偏振化方向，第一玻璃310和第二玻璃320中的箭头表示各自的主光轴方向，彩膜基板的玻璃110和阵列基板的玻璃120中的箭头表示各自的主光轴方向，弯曲的液晶层200中的箭头表示弯曲的液晶层的初始取向；其中，弯曲的液晶层的初始取向是液晶层未弯曲前在非驱动状态下的取向。
彩膜基板的玻璃110和第一玻璃310受到压缩，阵列基板的玻璃120和第二玻璃320受到拉伸。彩膜基板的玻璃110的应力光学系数为正，第一玻璃310的应力光学系数为负。根据测试发现，弯曲的彩膜基板的玻璃和阵列基板的玻璃的主光轴是相互垂直的，弯曲的彩膜基板的玻璃的主光轴与弯曲的液晶层的初始取向之间的夹角是多种且最大夹角为45度，其中，弯曲的液晶层的初始取向是液晶层未弯曲前在非驱动状态下的取向。在弯曲受到压缩时，彩膜基板的玻璃的主光轴和第一玻璃的主光轴是相互垂直；在弯曲受到拉伸时，阵列基板的玻璃的主光轴和第二玻璃的主光轴是相互垂直。下面以弯曲的彩膜基板的玻璃的主光轴与弯曲的液晶层的初始取向之间的夹角是45度的最大夹角为例进行说明，第一玻璃的主光轴与弯曲的液晶层的初始取向之间的夹角是135度，此时，彩膜基板的玻璃和第一玻璃旋光的程度是最大的；阵列基板的玻璃的应力光学系数为正，第二玻璃的应力光学系数为负，在弯曲受到拉伸时，阵列基板的玻璃的主光轴和第二玻璃的主光轴是相互垂直的且与弯曲的液晶层的初始取向之间分别成135度和45度，此时，阵列基板的玻璃和第二玻璃的旋光的程度是最大的。
本实施例的曲面液晶显示面板在非驱动状态下：
背光源发出的自然光，首先经过第二偏振片420，之后成为线偏振光，线偏振光的振动方向沿偏振片的偏振化方向，用0度线偏振光表示；
线偏振光经过受到拉伸的应力光学系数为负的第二玻璃320和受到拉伸的应力光学系数为正的阵列基板的玻璃120的旋光之后，光仍然是与0度线偏振光；因为受到拉伸的应力光学系数为负的第二玻璃和受到拉伸的应力光学系数为正的阵列基板的玻璃的旋光作用相反，如图8所示，指向下方的箭头表示阵列基板的玻璃的旋光，指向上方的箭头表示第二玻璃的旋光，即两者的旋光作用相反，旋光程度相同；弯曲的阵列基板的玻璃产生的延迟和弯曲的第二玻璃产生的光学延迟相互抵消，光又回到初始的0度线偏振光；
之后，0度线偏振光再经过液晶层，由于液晶层的取向也是0度，不会产生相位延迟，0度线偏振光不发生改变；
之后，光经过受到压缩的应力光学系数为正的彩膜基板的玻璃和受到压缩的应力光学系数为负的第一玻璃的旋光之后，光仍然是0度线偏振光；因为受到压缩的应力光学系数为正的彩膜基板的玻璃和受到压缩的应力光学系数为负的第一玻璃的旋光作用相反，抵消了弯曲的彩膜基板的玻璃和第一玻璃产生的光学延迟；
最后，0度线偏振光经过第一偏振片，此时的线偏振光的偏振方向与第一偏振片的偏振化方向垂直，曲面液晶显示面板几乎是全黑的显示。与现有技术相比，本实施例的曲面液晶显示面板的漏光大大少了，进而改善了曲面液晶显示面板的显示效果。弯曲的彩膜基板的玻璃的主光轴与弯曲的液晶层的初始取向之间的夹角是其他角度时的旋光与上述旋光原理相同。
本发明的第二个实施例的曲面液晶显示面板，第一偏振片和第二偏振片的偏振化方向是相互平行的，其他结构与第一个实施例的曲面液晶显示面板相同。
本实施例的曲面液晶显示面板在非驱动状态下，线偏振光经过第一偏振片，此时的线偏振光的偏振方向基本上与第一偏振片的偏振化方向相同，曲面液晶显示面板几乎是全亮的显示且亮度均匀；与现有技术相比，本实施例的曲面液晶显示面板的亮度均匀，进而改善了曲面液晶显示面板的显示效果。在光经过第一偏振片之前的光路，与第一个实施例中的相同。
本发明的第三个实施例的曲面液晶显示面板，阵列基板和彩膜基板的玻璃的应力光学系数都为负，第一玻璃和第二玻璃的应力光学系数为正，其他结构与第一实施例的曲面液晶显示面板相同。
只要位于液晶层的同一侧的彩膜基板的玻璃的应力光学系数和厚度的乘积和第一玻璃的应力光学系数和厚度的乘积正负相反，绝对值相等，两者产生的光学延迟即可相互抵消；阵列基板的玻璃的应力光学系数和厚度的乘积和第二玻璃的应力光学系数和厚度的乘积正负相反，绝对值相等，两者产生的光学延迟即可相互抵消。
因此，第三个实施例的曲面液晶显示面板与第一个实施例的曲面液晶显示面板的所解决的技术问题和所达到的技术效果是相同的。
本发明的第四个实施例的曲面液晶显示面板，第一偏振片和第二偏振片的偏振化方向是相同的，其他结构与第三个实施例的曲面液晶显示面板相同。
本实施例的曲面液晶显示面板在非驱动状态下，线偏振光经过第一偏振片，此时的线偏振光的偏振方向基本上与第一偏振片的偏振化方向相同，曲面液晶显示面板几乎是全亮的显示且亮度均匀；与现有技术相比，本实施例的曲面液晶显示面板的亮度均匀，进而改善了曲面液晶显示面板的显示效果。在光经过第一偏振片之前的光路，与第三个实施例中的相同。
需要说明的是，只要位于液晶层同一侧的的基板的玻璃和覆盖在该基板的外板面的玻璃各自的应力光学系数和各自的厚度的乘积正负相反，绝对值相等，两者产生的光学延迟即可相互抵消。因此位于液晶层同一侧的的基板的玻璃和覆盖在该基板的外板面的玻璃的应力光学系数并不限于上述所列举的方式，如还可以是一个基板的玻璃的应力光学系数为正且覆盖其外板面的透明层的应力光学系数为负，另一个基板的玻璃的应力光学系数为负且覆盖其外板面的透明层的应力光学系数为正。
需要说明的是，只要位于液晶层同一侧的的基板的玻璃和覆盖在该基板的外板面的玻璃的应力光学系数和厚度乘积正负相反，两者产生的光学延迟即可相互抵消一部分。上述实施例中的位于液晶层同一侧的的基板的玻璃和覆盖在该基板的外板面的玻璃的各自应力光学系数和各自厚度乘积的绝对值相等，使得两者产生的光学延迟相互抵消的部分最大；在实际工艺中，位于液晶层同一侧的的基板的玻璃和覆盖在该基板的外板面的玻璃的各自应力光学系数和各自厚度乘积的绝对值可能存在一定差值，绝对值的差值的比例不超过较小绝对值的20％，两者产生的光学延迟相互抵消的也较大，曲面液晶显示面板的显示效果得到较大的改善。
需要说明的是，朝同一方向弯曲的彩膜基板和阵列基板不限于彩膜基板朝向用户的板面是内凹，还可以是彩膜基板朝向用户的板面是外凸的情形。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种曲面液晶显示面板，其特征在于，包括：
朝同一方向弯曲的两个基板，两者之间填充有液晶形成弯曲的液晶层；
至少一个所述基板的玻璃的外板面覆盖有透明层且位于所述液晶层同一侧的基板的玻璃和透明层的应力光学系数正负相反；
其中，所述基板的玻璃的外板面是基板的玻璃远离液晶的板面。
2.如权利要求1所述的曲面液晶显示面板，其特征在于，位于所述液晶层同一侧的基板的玻璃和透明层的各自应力光学系数和各自厚度的乘积正负相反，绝对值的差值的比例不超过20％。
3.如权利要求2所述的曲面液晶显示面板，其特征在于，所述透明层是两个且分别覆盖在所述两个基板的玻璃的外板面；
所述曲面液晶显示面板还包括覆盖在所述两个透明层外板面的两个偏振片；
其中，所述透明层的外板面是透明层远离液晶的板面。
4.如权利要求3所述的曲面液晶显示面板，其特征在于，所述曲面液晶面板的显示模式为平面转换模式。
5.如权利要求4所述的曲面液晶显示面板，其特征在于，所述两个基板的玻璃的应力光学系数都为正，所述两个透明层的应力光学系数都为负；
或所述两个基板的玻璃的应力光学系数都为负，所述两个透明层的应力光学系数都为正；
或所述一个基板的玻璃的应力光学系数为正且覆盖其外板面的透明层的应力光学系数为负，另一个基板的玻璃的应力光学系数为负且覆盖其外板面的透明层的应力光学系数为正。
6.如权利要求4所述的曲面液晶显示面板，其特征在于，所述透明层是玻璃且其应力光学系数为-0.5至-1.5布鲁斯特之间任一值。
7.如权利要求3-6中任一所述的曲面液晶显示面板，其特征在于，一个所述偏振片的偏振化方向与所述弯曲的液晶层的初始取向方向相互垂直或平行；
其中，所述弯曲的液晶层的初始取向是液晶层未弯曲前在非驱动状态下的取向。
8.如权利要求7所述的曲面液晶显示面板，其特征在于，所述两个偏振片的偏振化方向相互垂直或平行。
9.如权利要求8所述的曲面液晶显示面板，其特征在于，所述两个基板分别是阵列基板和彩膜基板。
10.一种曲面液晶显示装置，其特征在于，包括上述权利要求1-9中任一所述的曲面液晶显示面板。
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