CN202171715U - 一种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液晶显示装置，用以提供一种利用磁场控制液晶分子旋转的液晶显示技术。该液晶显示面板包括：彩膜基板；玻璃基板，与所述彩膜基板平行相对设置；具有磁性液晶分子的磁性液晶层，位于所述彩膜基板与所述玻璃基板之间；用于产生磁场以驱动所述磁性液晶分子旋转的磁场生成器件，形成于附着基板上，且与所述彩膜基板上的子像素相对应，其中，所述附着基板为所述彩膜基板和/或所述玻璃基板。本实用新型中液晶显示面板在彩膜基板上和/或与彩膜基板平行相对设置的基板上设置磁场生成器件，利用磁场生成器件产生的磁场驱动磁性液晶分子旋转，实现了利用磁场控制液晶分子旋转的目的。

Description

一种液晶显示面板和液晶显示装置

技术领域

本实用新型涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种液晶显示面板和液晶显示装置。

背景技术

现有的液晶显示面板包括彩膜基板、阵列基板和填充在两者之间的液晶层，其中，阵列基板上形成有像素电极，彩膜基板上形成有公共电极，在加电后两个电极之间形成电场，通过控制电场强度的变化，控制液晶层内液晶分子的旋转角度，从而控制背光源的光线透光率。彩膜基板上还形成有三基色的子像素，各子像素进行滤色，通过调节背光源的光线透过率，可以得到不同颜色的若干灰阶，通过混色加成实现各种颜色的彩色显示。

现有的液晶显示面板都是通过电场控制液晶分子旋转而达到显示效果的，即使液晶显示技术有所发展，液晶显示始终还是在电场驱动下完成的，如TN(Twisted Nematic，扭曲向列)模式、VA模式(Vertical Alignment)和IPS(In-Plane Switching，面内转换)模式这三种阶段性的模式，其它诸如MVA(Multi-domain Vertical Alignment，多畴垂直配向)、ASV(Advanced SuperView)、FFS(Fringing Field Switching)、AFFS(Advanced Fringing FieldSwitching)等模式都是在此三种模式的基础上的改进。

而随着磁性液晶研究的深入，如何利用磁场控制液晶分子旋转来进行液晶显示成为液晶显示领域的一个技术问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种液晶显示面板和液晶显示装置，用以提供一种利用磁场控制液晶分子旋转的液晶显示技术。

本实用新型实施例提供了一种液晶显示面板，包括：

彩膜基板；

玻璃基板，与所述彩膜基板平行相对设置；

其中，所述液晶显示面板还包括：

具有磁性液晶分子的磁性液晶层，位于所述彩膜基板与所述玻璃基板之间；

用于产生磁场以驱动所述磁性液晶分子旋转的磁场生成器件，形成于附着基板上，且与所述彩膜基板上的子像素相对应，其中，所述附着基板为所述彩膜基板和/或所述玻璃基板。

其中，优选地，所述磁场生成器件为电磁组；

其中，所述电磁组包括导体和缠绕所述导体的导线。

优选地，所述液晶显示面板还可包括：

栅极线，形成于所述附着基板上；

数据线，形成于所述附着基板上，与所述栅极线交叉并电性绝缘；

薄膜晶体管，形成于所述附着基板上，所述薄膜晶体管的栅极连接所述栅极线、源极连接所述数据线、漏极连接所述导线的第一端；

电极，形成于所述附着基板上，与所述漏极电性绝缘，与所述导线的第二端连接。

另外，优选地，所述磁场生成器件还可为永磁铁。

优选地，所述磁场生成器件可采用单畴结构或多畴结构排列。

优选地，所述磁性液晶分子可为顺磁性液晶分子。

优选地，所述磁性液晶分子在所述磁场强度为零时垂直于所述玻璃基板排列或者平行于所述玻璃基板排列。

优选地，所述磁性液晶层与所述彩膜基板之间可设置有第一配向膜；

所述磁性液晶层与所述玻璃基板之间可设置有第二配向膜。

所述彩膜基板的背向所述玻璃基板的表面上可附着有第一偏光片；

所述玻璃基板的背向所述彩膜基板的表面上可附着有第二偏光片。

本实用新型实施例还提供了一种液晶显示装置，包括上述液晶显示面板。

本实用新型实施例提供的技术方案在彩膜基板上和/或与彩膜基板平行相对设置的玻璃基板上设置磁场生成器件，利用磁场生成器件产生的磁场驱动磁性液晶分子旋转，实现了利用磁场控制液晶分子旋转的目的。

附图说明

图1A为本实用新型实施例中一种液晶显示面板的剖面示意图；

图1B为本实用新型实施例中磁场生成器件在附着基板上的排列示意图；

图2A为本实用新型实施例中设置有电磁组的液晶显示面板的结构示意图；

图2B为本实用新型实施例中电极、漏极D、电磁组之间连接关系的剖面示意图；

图3为本实用新型实施例中设置有永磁铁的液晶显示面板的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中磁场生成器件采用多畴结构排列的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中电磁组采用多畴结构排列的结构示意图；

图6A为本实用新型实施例中磁性液晶分子在磁场为零时垂直于玻璃基板排列的剖面示意图；

图6B为本实用新型实施例中磁性液晶分子在磁场为零时平行于玻璃基板排列的剖面示意图；

图7A为图6A中液晶显示面板的工作示意图；

图7B为图6B中液晶显示面板的工作示意图；

图7C为本实用新型实施例中液晶显示面板利用双磁场驱动磁性液晶分子旋转的工作示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型实施例提供的液晶显示面板在彩膜基板上和/或与彩膜基板平行相对设置的玻璃基板上设置磁场生成器件，利用磁场生成器件产生的磁场驱动磁性液晶分子旋转，实现了利用磁场控制液晶分子旋转的目的。

如图1A、1B所示，本实用新型实施例提供了一种液晶显示面板，包括：

彩膜基板1，其可与现有彩膜基板的结构相同；

玻璃基板2，与彩膜基板1平行相对设置；

具有磁性液晶分子的磁性液晶层3，位于彩膜基板1与玻璃基板2之间；

用于产生磁场以驱动磁性液晶分子旋转的磁场生成器件4，形成于附着基板上，且与彩膜基板1上的子像素11相对应，其中，附着基板为彩膜基板1和/或玻璃基板2(图1A、1B仅示出了附着基板为玻璃基板2的情形)。

上述磁性液晶分子可为顺磁性液晶分子，比如利用纳米粒子掺杂技术、金属粒子配位技术或分子合成技术，将磁性自由基合成到液晶分子上，使液晶分子产生顺磁性，形成有机磁性分子，在磁场作用下，带有磁性自由基的液晶分子可以顺磁排列。磁性液晶分子可为负性磁性液晶分子或正性磁性液晶分子。

一个子像素对应一个或多个磁场生成器件，磁场生成器件的作用是形成足够强的磁场，使磁性液晶分子在磁场的作用下发生旋转，旋转后的磁性液晶分子能改变光的偏振方向，使液晶显示面板达到显示的目的。

上述液晶显示面板中，如果附着基板为彩膜基板或玻璃基板，则磁性液晶层的一侧存在由磁场生成器件产生的磁场，为单磁场，液晶显示面板利用该单磁场驱动磁性液晶分子旋转；如果附着基板为彩膜基板和玻璃基板，则磁性液晶层的两侧分别存在由磁场生成器件产生的磁场，为双磁场，磁场强度强于单磁场(可视为增强磁场)，液晶显示面板利用该双磁场驱动磁性液晶分子旋转。

可见，本实用新型实施例提供的液晶显示面板是利用磁场生成器件产生的磁场驱动磁性液晶分子旋转。

本实用新型实施例中，磁场生成器件可具体实施为电磁组或者永磁铁，下面分别介绍这两种形式下的液晶显示面板：

1、磁场生成器件为电磁组

在所显示的画面为动态画面时，比如电视机等需要转换画面的显示设备，可以用电磁组作为磁场生成器件，达到显示动态画面的效果。

如图2A所示，电磁组包括导体41和缠绕导体41的导线42；其中，电磁组可为用铟锡氧化物制成或者用透明或非透明的其它导电材料制成，导体41的形状可为圆柱体、长方体等形状，导体41的长、宽、高、直径等结构参数和导线42缠绕导体41的线圈数可根据需要进行设置调整。

优选地，再如图2A所示，上述液晶显示面板还可以包括：

栅极线51，形成于附着基板5上；

数据线52，形成于附着基板5上，与栅极线51交叉并电性绝缘；

薄膜晶体管53，形成于附着基板5上，薄膜晶体管53的栅极G连接栅极线51、源极S连接数据线52、漏极D连接导线42的第一端；

电极54，形成于附着基板5上，与薄膜晶体管53的漏极D电性绝缘，与导线42的第二端连接。

上述电磁组、栅极线51、数据线52、薄膜晶体管53、电极54可用现有TFT(Thin Film Transistor，薄膜场效应晶体管)基板的掩模版技术制作。

其中，栅极线51的作用是控制薄膜晶体管53的开关。

数据线52的作用提供数据信号输入。

薄膜晶体管53的作用通过栅极线控制数据信号的输入。

电极54的作用是在栅极线51、数据线52、电极54加电后，使数据线52、薄膜晶体管53的漏极D、导线42能形成一个回路，使导线42中有电流，使电磁组能生成磁场，从而驱动磁性液晶分子旋转。电极54与薄膜晶体管53的漏极D电性绝缘可采用如图2B所示结构来实现，图2B中，漏极D、电磁组位于不同的层面且位置相互对应，两者之间用绝缘材料隔开，达到电性绝缘的目的。

2、磁场生成器件为永磁铁

在所显示的画面为固定画面时，比如展示窗、户外广告板、室内静态壁画等不需要转换画面的显示设备，可以用永磁铁来作为磁场生成器件，达到显示固定画面的效果。

如图3所示，永磁铁43形成于附着基板5上，根据要显示的画面内容排列永磁铁43。比如要显示“AE”两个字母，则可将永磁铁在附着基板上排列成“AE”的样式，附着基板的其它地方不需设置永磁铁，该其它地方由于不会存在磁场，因而该其它地方对应的磁性液晶分子的状态始终固定不变、始终不会发生旋转。另外，可另外设置一朝向液晶显示面板发射光束光源和光源开关，当需要显示画面内容时，打开光源开关，此时，磁性液晶分子在永磁铁产生的磁场的驱动下发生旋转，达到显示的效果。

永磁铁的形状、尺寸、磁极方向均为可根据实际需要设置调整。

其中，优选地，上述磁场生成器件可以采用如图1B所示的单畴结构排列，也可以采用多畴结构排列(可参考图4，畴数可根据需要设置调整)或者其它的排列方式，具体可根据需要设置。一个子像素可以对应一个或多个磁场生成器件。

当磁场生成器件采用多畴结构排列时，相邻的两个磁场生成器件各自生成的磁场的磁场线方向存在夹角，使磁性液晶分子在磁场中旋转后也呈现多畴结构排列，相比单畴结构排列，增大了显示面板的视角，减小了色差，提高了显示效果。

其中，如图5所示，当磁场生成器件为电磁组、且电磁组采用多畴结构排列(畴数可根据需要设置调整)时，同一排电磁组或者相邻的几个电磁组可共用一根导线，被共用的那根导线的一端通过薄膜晶体管的漏极与数据线9连接以接收数据信号、另一端与电极10连接，形成回路，使共用该导线的电磁组可以生成磁场以驱动磁性液晶分子旋转。

另外，优选地，如图6A、6B所示，磁性液晶层与彩膜基板1之间还可设置有第一配向膜61；磁性液晶层与玻璃基板2之间还可设置有第二配向膜62。

利用第一配向膜61和第二配向膜62，可控制磁性液晶分子在磁场为零时垂直于玻璃基板2排列(如图6A所示)或者平行于玻璃基板2排列(如图6B所示)，具体实现可参考现有技术。

另外，再如图6A、6B所示，彩膜基板1的背向玻璃基板2的表面上还可附着有第一偏光片71；玻璃基板2的背向彩膜基板1的表面上还可附着有第二偏光片72，第一偏光片71与第二偏光片72的吸收轴可按90°垂直放置。

下面介绍上述液晶显示面板的工作原理。

一、图6A所示的液晶显示面板的工作原理为：

如图6A，磁场生成器件4未生成磁场即磁场为零时，磁性液晶分子垂直于玻璃基板2排列，未旋转；将第一偏光片71和第二偏光片72的吸收轴垂直设置，则此时，光通过第二偏光片72形成线偏振光，线偏振光经过玻璃基板2、快轴(或慢轴)垂直于玻璃基板2排列的磁性液晶分子、彩膜基板1后，光的偏振方向未发生改变，刚好被第一偏光片71的吸光轴吸收，从而光无法透过第一偏光片71，实现了暗态效果；

如图7A，当磁场生成器件4生成磁场后，磁性液晶分子按磁场线方向顺磁排列，发生旋转；光通过第二偏光片72形成线偏振光，线偏振光经过玻璃基板2，偏振方向不发生变化，但当经过偏转后的磁性液晶分子时，由于磁性液晶分子的各向异性，使光的偏振方向发生了变化，经过彩膜基板1，从第二偏光片71的透光轴透过，实现了亮态效果。

二、图6B所示的液晶显示面板的工作原理为：

如图6B，磁场生成器件4未生成磁场即磁场为零时，磁性液晶分子平行于玻璃基板2排列，未旋转；将第一偏光片71和第二偏光片72的吸收轴垂直设置，则此时，光通过第二偏光片72形成线偏振光，线偏振光经过玻璃基板2，由于磁性液晶分子平行于玻璃基板2排列、未旋转，因此，光最终穿过磁性液晶分子、彩膜基板1，光的偏振方向未发生改变，刚好被第一偏光片71的吸光轴吸收，从而光无法透过第一偏光片71，实现了暗态效果；

如图7B，当磁场生成器件4生成磁场后，磁性液晶分子按磁场线方向顺磁排列，发生旋转；光通过第二偏光片72形成线偏振光，线偏振光经过玻璃基板2、快轴(或慢轴)平行于玻璃基板2排列的磁性液晶分子、彩膜基板1后，由于磁性液晶分子的各向异性，使光的偏振方向发生了变化，经过彩膜基板1，从第二偏光片71的透光轴透过，实现了亮态效果。

三、如图7C所示，液晶显示面板利用双磁场驱动磁性液晶分子旋转达到显示的目的，工作原理可参考上述关于图7A的工作原理，这里不再详述(双磁场同样可应用于磁性液晶分子平行于基板的情形)。双磁场驱动可降低电磁组的驱动电压。

上述液晶显示面板中，磁场生成器件生成的磁场强度是影响显示效果的重要因素，另外，当磁场生成器件为电磁组时，电磁组中导线的电流强度、导线缠绕导体的线圈数、导体的结构参数等均可影响生成的磁场强度，另外，导体间的间距也对显示效果有影响，以上各参数均可根据实际需要设置调整。

本实用新型实施例提供了一种液晶显示装置，此液晶显示装置的液晶显示面板为本实用新型实施例提供的上述液晶显示面板。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应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：

彩膜基板；

玻璃基板，与所述彩膜基板平行相对设置；

其特征在于，所述液晶显示面板还包括：

具有磁性液晶分子的磁性液晶层，位于所述彩膜基板与所述玻璃基板之间；

用于产生磁场以驱动所述磁性液晶分子旋转的磁场生成器件，形成于附着基板上，且与所述彩膜基板上的子像素相对应，其中，所述附着基板为所述彩膜基板和/或所述玻璃基板。

2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，

所述磁场生成器件为电磁组；

其中，所述电磁组包括导体和缠绕所述导体的导线。

3.如权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板还包括：

栅极线，形成于所述附着基板上；

数据线，形成于所述附着基板上，与所述栅极线交叉并电性绝缘；

薄膜晶体管，形成于所述附着基板上，所述薄膜晶体管的栅极连接所述栅极线、源极连接所述数据线、漏极连接所述导线的第一端；

电极，形成于所述附着基板上，与所述漏极电性绝缘，与所述导线的第二端连接。

4.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，

所述磁场生成器件为永磁铁。

5.如权利要求1至4中任一所述的液晶显示面板，其特征在于，

所述磁场生成器件采用单畴结构或多畴结构排列。

6.如权利要求1至4中任一的液晶显示面板，其特征在于，

所述磁性液晶分子为顺磁性液晶分子。

7.如权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于，

所述磁性液晶分子在所述磁场强度为零时垂直于所述玻璃基板排列或者平行于所述玻璃基板排列。

8.如权利要求1至4中任一所述的液晶显示面板，其特征在于，

所述磁性液晶层与所述彩膜基板之间设置有第一配向膜；

所述磁性液晶层与所述玻璃基板之间设置有第二配向膜。

9.如权利要求8所述的液晶显示面板，其特征在于，

所述彩膜基板的背向所述玻璃基板的表面上附着有第一偏光片；

所述玻璃基板的背向所述彩膜基板的表面上附着有第二偏光片。

10.一种液晶显示装置，其特征在于，包括权利要求1至9中任一所述的液晶显示面板。

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