快速應答和高對比度液晶顯示屏的製作方法

2024-02-19 14:13:15

本發明涉及顯示器技術領域，尤其涉及一種快速應答和高對比度液晶顯示屏及3D液晶顯示系統。

背景技術：

近年來，LCD(Liquid Crystal Display,液晶顯示器)已經替代CRT成為主流，在商業或消費者使用上漸趨普遍。

通常液晶顯示器在使用過程中，當在常溫環境下，液晶的應答時間一般在100ms左右，只是顯示靜態畫面或者簡單的畫面切換時，顯示效果一般可以接受。當使用環境溫度變低時，液晶的應答時間則會顯著變慢，在畫面切換或者顯示動態畫面時，就會明顯觀察到拖尾現象，嚴重影響顯示效果。特別是在設備議表中應用時，如果不能及時更新實時數據信息，則可能會產生安全隱患。

隨著液晶顯示器應用的推廣普及，在應用於對實時信息要求精確顯示的儀表設備上時，對於切換顯示畫面反應遲緩，有可能導致因判斷錯誤而出現事故，因此迫切需要提高液晶顯示器的應答速度。另外，現有的液晶顯示器的對比度偏低，有待進一步優化。

技術實現要素：

本發明實施例提供一種快速應答和高對比度液晶顯示屏，能夠有效改善目前液晶顯示器在低溫環境使用和顯示動態畫面時因液晶應答速度慢而產生的顯示畫面切換反應遲緩問題，在低溫環境下也能快速反應，同時具有超高對比度的特性。

為達到上述目的，本發明的實施例採用如下技術方案：

一種快速應答和高對比度液晶顯示屏，包括從上往下依次貼合的面偏光片、液晶盒和底偏光片；所述面偏光片的吸收軸和所述底偏光片的吸收軸成90度夾角；

所述液晶盒包括上玻璃基板、分段電極、上層配向膜、間隙珠、液晶層、下層配向膜、公共電極和下玻璃基板，所述上玻璃基板的內側面設置所述分段電極，分段電極的內側面設置所述上層配向膜；所述下玻璃基板的內側面設置所述公共電極，公共電極的內側面設置所述下層配向膜；所述液晶層設於所述上層配向膜和下層配向膜之間，所述液晶層的液晶分子呈垂直排列型結構；所述間隙珠均勻分布在所述上層配向膜和下層配向膜之間，用於控制所述上層配向膜和下層配向膜之間的液晶層的厚度，每一所述間隙珠的直徑小於等於2.5um。

作為上述方案的改進，所述面偏光片的吸光軸與液晶盒水平邊成45度角，所述底偏光片的吸光軸與液晶盒水平邊成135度角。

作為上述方案的改進，所述底偏光片上設有一光學補償膜，所述光學補償膜的光學補償值為220nm。

作為上述方案的改進，所述液晶層的液晶分子的粘滯係數為12～30mm2/s，所述液晶層的液晶分子的介電係數為-5.0～-1.0。

作為上述方案的改進，所述液晶層的液晶分子的粘滯係數為25mm2/s，所述液晶層的液晶分子的介電係數為-4.5。

作為上述方案的改進，還包括用於將所述液晶層的液晶分子封閉在所述上層配向膜和下層配向膜之間的密封膠框。

作為上述方案的改進，所述密封膠框連接在所述上玻璃基板和下玻璃基板之間或連接在所述分段電極和公共電極之間。

作為上述方案的改進，所述液晶盒的厚度為2.5um。

作為上述方案的改進，所述液晶層的光學延遲量為340nm。

作為上述方案的改進，所述上玻璃基板的的寬度大於所述下玻璃基板，所述分段電極的寬度大於所述公共電極的寬度；所述分段電極上設置驅動晶片。

與現有技術相比，本發明實施例提供的一種快速應答和高對比度液晶顯示屏，通過將貼合在液晶盒(液晶盒的液晶層呈垂直排列型)兩側的面偏光片的吸收軸和所述底偏光片的吸收軸設置成90度夾角，使得當液晶盒的兩個電極施加電壓時，液晶盒的液晶分子受電場作用產生旋轉，與配向層形成一定的角度，從而液晶層對入射光線形成相位延遲，部分入射光線會透過面偏光片，在極黑的背景色下，顯示圖案可以獲得超高的對比度，以實現高對比度的顯示效果。另外，本實施例通過控制均勻分布在所述上層配向膜和下層配向膜之間，用於控制所述上層配向膜和下層配向膜之間的液晶層的厚度的間隙珠的直徑大小，控制每一所述間隙珠的直徑小於等於2.5um，從而使液晶盒厚度得以大幅減小(液晶盒厚度等於或略大於2.5um)，同時配合採用低粘度(12～30mm2/s)及較大介電係數(-5.0～-1.0)的液晶分子材料，可以有效的縮小液晶顯示器的響應時間，實現快速響應效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例中一種快速應答和高對比度液晶顯示屏的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

如圖1所示，本發明實施例提供一種快速應答和高對比度液晶顯示屏，該液晶顯示屏包括從上往下依次貼合的面偏光片1、液晶盒和底偏光片11。該面偏光片1貼附在液晶盒的上表面，底偏光片11貼附在液晶盒的下表面。

具體的，該液晶盒包括上玻璃基板2、分段電極3、上層配向膜4、間隙珠5、密封膠框6、液晶層7、下層配向膜8、公共電極9和下玻璃基板10。所述上玻璃基板2的內側面設置所述分段電極3，分段電極3的內側面設置所述上層配向膜4。所述下玻璃基板10的內側面設置所述公共電極，公共電極的內側面設置所述下層配向膜8。所述液晶層7設於所述上層配向膜4和下層配向膜8之間，而所述間隙珠5均勻分布在所述上層配向膜4和下層配向膜8之間，用於控制所述上層配向膜4和下層配向膜8之間的液晶層7的厚度，每一所述間隙珠的直徑小於等於2.5um。所述上玻璃基板2的外側面與所述面偏光片1貼合，下玻璃基板10的外側面與所述底偏光片11貼合。其中，所述底偏光片11上設有一光學補償膜(圖未示)，所述光學補償膜的光學補償值為220nm。

上述內側面是指朝向液晶層7的一面，外側面是指遠離液晶層7的一面。

所述液晶層7的液晶分子的介電各向異性為負性,且液晶分子呈垂直排列型結構。另外，呈垂直排列型結構的液晶層7的上下表面分別由所述密封膠框6進行封閉。所述密封膠框6連接在所述上玻璃基板2和下玻璃基板10之間或連接在所述分段電極3和公共電極9之間，從而將所述液晶層7的液晶分子封閉在所述上層配向膜4和下層配向膜8之間。

具體的，液晶顯示屏平面上能夠控制光線通斷的區域稱為活動區。活動區的剖面上具有由上述依次排列的面偏光片1、上玻璃基板2、分段電極3、上層配向膜4、液晶層7、下層配向膜8、公共電極9、下玻璃基板10和底偏光片11的層狀結構。其中，所述分段電極3、公共電極9都為由透光導電材料(如ITO)製成的薄膜，分別附著於上玻璃基板2、下玻璃基板10的內側面。

其中，所述上玻璃基板2的的寬度大於所述下玻璃基板10，所述分段電極3的寬度大於所述公共電極9的寬度，所述分段電極3上設置驅動晶片。

其中，液晶層7中的液晶分子使用負性液晶，呈垂直排列型結構。液晶層的光學延遲量為340nm,所述的面偏光片1貼在液晶盒的上玻璃基板2表面，面偏光片1的吸光軸與液晶盒水平邊成45度角。所述底偏光片11貼在液晶盒的下玻璃基板10表面，底偏光片11的吸光軸與液晶盒水平邊成135度角，其中，底偏光片11帶有一層光學補償膜，其光學補償值為220nm。因此，所述面偏光片1和底偏光片11的吸收軸成90度夾角。

這樣，當液晶盒的公共電極9與分段電極3不施加電壓時，液晶層7的液晶分子是垂直於上層配向膜4和下層配向膜8排列的，液晶層7對波長的延遲量為零，光線從底偏光片11入射進液晶層7，由於面底偏光片11的吸收軸是正交狀態，從而導致幾乎不會有光線透過面偏光片1，因此可以獲得極黑的背景色。當對液晶盒的分段電極3和公共電極9施加電壓時，液晶層7的液晶分子受電場作用產生旋轉，與上層配向膜4和下層配向膜8形成一定的角度，此時液晶層7會對入射光線形成相位延遲，部分入射光線會透過面偏光片1，在極黑的背景色下，顯示圖案可以獲得超高的對比度。其中，經試驗驗證，本發明實施例的快速應答和高對比度液晶顯示屏的對比度可以達到1000:1以上。

下面進一步描述本發明實施例的快速應答和高對比度液晶顯示屏如何獲得快速應答的效果。本發明的快速應答功能主要是通過液晶層7來實現，液晶顯示屏的響應時間主要跟液晶材料的粘滯係數、介電係數，同時和液晶盒厚及驅動電壓有關。具體的，通過以下公式計算液晶顯的響應時間：

其中，γ1為液晶分子(液晶材料)的粘滯係數；d為液晶盒的厚度；V為液晶盒的驅動電壓；Δε為液晶分子(液晶材料)的介電係數。

通過上面計算公式可以看出，液晶盒的厚度d對響應時間的影響最大，驅動電壓受驅動IC和客戶裝機要求的限制，一般難以做大的調整，因此降低液晶盒的厚度，同時配合降低液晶材料的粘滯係數以及提高液晶材料的介電係數，可以有效的縮小液晶顯示器的響應時間。

一般的，液晶盒的厚度主要是由上下玻璃基板之間的間隙珠的尺寸來決定，現有的液晶顯示屏所用的間隙珠的直徑都在4.0um以上。而本發明實施例採用了直徑小於或等於2.5um的間隙珠5，從而使液晶盒7的厚度得以大幅減小(控制液晶盒的厚度為2.5um)。同時，本發明實施例的液晶顯示屏的液晶層配合採用低粘度(12～30mm2/s)及較大介電係數(-5.0～-1.0)的液晶材料，從而能夠使產品具有超高對比度的同時也具有快速應答的性能，設計簡單，成本低，使產品性能得到有效提升。

優選的，本實施採用的液晶層的液晶分子的粘滯係數為25mm2/s，所述液晶層的液晶分子的介電係數為-4.5，可以有效的縮小液晶顯示器的響應時間。經過試驗驗證，採用本發明實施例的快速應答和高對比度液晶顯示屏，可以在-30℃的環境溫度下使液晶顯示器的響應時間降低至5秒左右(常規液晶顯示器為10秒以上)。

與現有技術相比，本發明實施例提供的一種快速應答和高對比度液晶顯示屏，通過將貼合在液晶盒(液晶盒的液晶層呈垂直排列型)兩側的面偏光片的吸收軸和所述底偏光片的吸收軸設置成90度夾角，使得當液晶盒的兩個電極施加電壓時，液晶盒的液晶分子受電場作用產生旋轉，與配向層形成一定的角度，從而液晶層對入射光線形成相位延遲，部分入射光線會透過面偏光片，在極黑的背景色下，顯示圖案可以獲得超高的對比度，以實現高對比度的顯示效果。另外，本實施例通過控制均勻分布在所述上層配向膜和下層配向膜之間，用於控制所述上層配向膜和下層配向膜之間的液晶層的厚度的間隙珠的直徑大小，控制每一所述間隙珠的直徑小於等於2.5um，從而使液晶盒厚度得以大幅減小(液晶盒厚度等於或略大於2.5um)，同時配合採用低粘度(12～30mm2/s)及較大介電係數(-5.0～-1.0)的液晶分子材料，可以有效的縮小液晶顯示器的響應時間，實現快速響應效果。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護範圍。