專利名稱：一種被動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)的垂直排列液晶顯示屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及信息顯示屏技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種被動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)的垂直排列液 晶顯不屏。
背景技術(shù)：
一般來說，被動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)的顯示屏內(nèi)所含液晶的排列方式為水平排列，而通過技 術(shù)手段外加電場(chǎng)后其液晶的排列方式可以由水平排列變化為垂直排列。這種改變液晶的排 列方式的技術(shù)已被廣泛采用在一般的被動(dòng)矩陣顯示屏上，但此技術(shù)缺陷在于其對(duì)比度一般 約為100 1或以下，這使得有時(shí)候?qū)τ谠趯?duì)比度上有較高要求的產(chǎn)品，例如汽車儀表板等 就顯得并不實(shí)用。造成對(duì)比度低的原因在于，傳統(tǒng)的液晶排列，在關(guān)態(tài)和被動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)時(shí)的非選狀 態(tài)下，其液晶分子多以水平方式排列，此排列方式由于延遲量大于零，入射光線經(jīng)過液晶層 時(shí)會(huì)被液晶分子改變偏振方向，改變輻度視入射光線之波長而定，即不同波長的入射光經(jīng) 過液晶分子后會(huì)形成不同的偏振方向，改變偏振方向后的入射光在通過第二片偏光片時(shí)不 會(huì)被完全吸收，即形成暗態(tài)之漏光，此暗態(tài)漏光即是造成傳統(tǒng)液晶排列對(duì)比度低的主要原 因。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具備極高對(duì)比度、寬視角、 及寬溫應(yīng)用的新型液晶顯示屏。本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)一種被動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)的垂直排列液晶顯示屏，包括面偏光片、面透明面板、底透明面 板、面驅(qū)動(dòng)電路電極、底驅(qū)動(dòng)電路電極、面排列涂層、上膠框、下膠框、底排列涂層、垂直結(jié)構(gòu) 液晶層、底偏光片、驅(qū)動(dòng)電路控制板、背光片。面偏光片、面透明面板、面驅(qū)動(dòng)電路電極、面排列涂層依次連接；底排列涂層、底驅(qū) 動(dòng)電路電極、底透明面板、底偏光片依次連接；底驅(qū)動(dòng)電路電極的長度長于面驅(qū)動(dòng)電路電 極，底透明面板的長度長于面透明面板；面透明面板和底透明面板均有透明電極。垂直結(jié)構(gòu)液晶層設(shè)于面透明面板、面驅(qū)動(dòng)電路電極、面排列涂層和底排列涂層、底 驅(qū)動(dòng)電路電極、底透明面板之間的空間中，垂直結(jié)構(gòu)液晶層的上下表面分別由上膠框和下 膠框進(jìn)行封閉；垂直結(jié)構(gòu)液晶層與面排列涂層和底排列涂層形成一夾角(預(yù)傾角)，以保證 外加電場(chǎng)時(shí)液晶分子以一致的方式傾斜，夾角(預(yù)傾角)范圍為80°至90°。同時(shí)垂直結(jié)構(gòu)液晶層垂直于面透明面板和底透明面板，這樣，在關(guān)態(tài)和被動(dòng)矩陣 驅(qū)動(dòng)時(shí)的非選狀態(tài)下，液晶分子將以垂直或接近垂直的方式排列，此時(shí)垂直結(jié)構(gòu)液晶層的 延遲量為零或接近于零。另外，驅(qū)動(dòng)電路控制板與底驅(qū)動(dòng)電路電極連接，設(shè)于底驅(qū)動(dòng)電路電極左側(cè)面的底 部，驅(qū)動(dòng)電路控制板能夠用驅(qū)動(dòng)芯片代替。背光片設(shè)在底偏光片的右側(cè)，同時(shí)也可將背光片設(shè)在面偏光片的左側(cè)。底偏光片和面偏光片的吸收軸為正交，由于垂直結(jié)構(gòu)液晶層的延遲量為零(或接近于零)，入射光線在通過時(shí)液晶分子并不會(huì)對(duì)偏光狀態(tài)作任何改變，所以面偏光片和底偏 光片為正交時(shí)，可將大部分的入射光線吸收，形成暗態(tài)。相對(duì)的，在選擇狀態(tài)時(shí)，由于液晶分子被電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，偏離垂直狀態(tài)，延遲量增大，它 可對(duì)入射光線的偏光狀態(tài)作出調(diào)整，形成亮態(tài)。由于對(duì)比度的定義為明態(tài)亮度暗態(tài)亮度， 所以當(dāng)暗態(tài)亮度極低時(shí)，對(duì)比度可達(dá)到極高至無限大的數(shù)值。而且，暗態(tài)時(shí)液晶分子的垂直(或接近垂直)排列狀態(tài)，并不會(huì)因?yàn)闇囟鹊淖兓?改變，所以即使在不同溫度下，液晶顯示屏的對(duì)比度仍然可以維持極高的數(shù)值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了 寬溫應(yīng)用。另外，面偏光片和底偏光片可根據(jù)需要連接補(bǔ)償膜，補(bǔ)償膜為光學(xué)補(bǔ)償膜，或1/4 波長補(bǔ)償膜等。補(bǔ)償膜的用途為在入射角為非垂直角時(shí)作出光學(xué)補(bǔ)償，補(bǔ)償膜之分子結(jié)構(gòu)大致為 碟形，可細(xì)分為單軸延伸(nx = ny > nz)及雙軸延伸(ny > nx > nz)兩種。當(dāng)入射角為 非垂直角時(shí)，補(bǔ)償膜分子之剖面與液晶分子之剖面大致為正交，所以延遲量能相互抵銷，形 成暗態(tài)，由于入射角為非垂直時(shí)仍能維持暗態(tài)，故此能實(shí)現(xiàn)寬視角的應(yīng)用。而除了背光源外，本實(shí)用新型也可利用周圍光源實(shí)現(xiàn)目的，具體為，在底透明面板 左側(cè)加一層半透半反射層，以及在加在兩個(gè)偏光片上的光學(xué)補(bǔ)償膜基礎(chǔ)上再加上下各一層 的1/4波長補(bǔ)償膜，面偏光片的1/4波長補(bǔ)償膜與面偏光片的吸收軸成45°角，其作用是 產(chǎn)生圓偏振光，當(dāng)周圍光源通過面偏光片及其1/4波長補(bǔ)償膜后，即產(chǎn)生圓偏振光，而垂直 排列液晶層不會(huì)對(duì)圓偏振光產(chǎn)生任何改變，當(dāng)此圓偏振光反射回原入射方向的1/4補(bǔ)償膜 時(shí)，偏光方式會(huì)變回線性方式并與面偏光片的吸收軸平行，即面偏光片會(huì)將反射回來之光 線完全吸收，進(jìn)而形成暗態(tài)。至于底偏光片多加的一層1/4波長補(bǔ)償膜，其光軸要與面偏光片的1/4波長補(bǔ) 償膜為正交，以及要滿足與底偏光片的吸收軸成45°角，當(dāng)周圍環(huán)境變暗而需要點(diǎn)亮光源 時(shí)，光線經(jīng)過底偏光片及其1/4波長補(bǔ)償膜后，也會(huì)產(chǎn)生圓偏振光，而此圓偏振光經(jīng)過垂直 排列液晶層及面偏光片的1/4波長補(bǔ)償膜后，變回線性偏振光，而被面偏光片吸收，形成暗 態(tài)，同樣亮態(tài)時(shí)，液晶以傾斜方式排列，背光經(jīng)底偏光片及其1/4波長補(bǔ)償膜形成的圓偏振 光，經(jīng)過垂直排列液晶層(此時(shí)為傾斜排列)及面偏光片的1/4波長補(bǔ)償膜，將不會(huì)被面偏 光片完全吸收，形成亮態(tài)。本實(shí)用新型有益之處在于本實(shí)用新型提供的顯示屏，實(shí)現(xiàn)了超高的對(duì)比度，同時(shí)具備寬視角，以及寬溫應(yīng) 用，能克服現(xiàn)存顯示屏對(duì)比度低的技術(shù)瓶頸，不論在高低溫及室溫下皆能夠保證顯示屏應(yīng) 用的可靠性，擁有良好的擴(kuò)展性，可更多的滿足環(huán)保及省電的要求，具備廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的側(cè)面剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二的側(cè)面剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例三的側(cè)面剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。實(shí)施例一如圖1所示，一種被動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)的垂直排列液晶顯示屏，結(jié)構(gòu)包括面偏光片2、面 透明面板1、面驅(qū)動(dòng)電路電極3、面排列涂層4、上膠框19、垂直結(jié)構(gòu)液晶層5、下膠框20、底 排列涂層對(duì)、底驅(qū)動(dòng)電路電極23、底透明面板21、底偏光片7、驅(qū)動(dòng)電路控制板6、背光片8。垂直結(jié)構(gòu)液晶層5設(shè)于面透明面板1、面驅(qū)動(dòng)電路電極3、面排列涂層4和底排列 涂層對(duì)、底驅(qū)動(dòng)電路電極23、底透明面板21之間的空間中，并且垂直結(jié)構(gòu)液晶層5的上下 表面分別由上膠框19和下膠框20進(jìn)行封閉，此外垂直結(jié)構(gòu)液晶層5垂直于面透明面板1 和底透明面板21，面透明面板1和底透明面板21均有透明電極。面偏光片2、面透明面板1、面驅(qū)動(dòng)電路電極3、面排列涂層4依次連接；底排列涂 層對(duì)、底驅(qū)動(dòng)電路電極23、底透明面板21、底偏光片7依次連接；底驅(qū)動(dòng)電路電極23的長 度長于面驅(qū)動(dòng)電路電極3，底透明面板21的長度長于面透明面板1，以便方便設(shè)置驅(qū)動(dòng)電路 控制板6，驅(qū)動(dòng)電路控制板6與底驅(qū)動(dòng)電路電極23連接，設(shè)于底驅(qū)動(dòng)電路電極23左側(cè)面的 底部，驅(qū)動(dòng)電路控制板6能用驅(qū)動(dòng)芯片代替。另外，背光片8設(shè)在底偏光片7的右側(cè)，同時(shí)，背光片8也能夠設(shè)在面偏光片2的 右側(cè)。面偏光片2和底偏光片7能夠連補(bǔ)償膜，補(bǔ)償膜為光學(xué)補(bǔ)償膜或1/4波長補(bǔ)償膜 等，補(bǔ)償膜的分子為碟形結(jié)構(gòu)。其中面偏光片2及底偏光片7的吸收軸為正交，垂直結(jié)構(gòu)液晶層5中的液晶分子 排列的方式大致為垂直排列，垂直結(jié)構(gòu)液晶層5與面排列涂層4和底排列涂層24形成一夾 角(預(yù)傾角)，以保證外加電場(chǎng)時(shí)液晶分子以一致的方式傾斜，夾角(預(yù)傾角)范圍為80° 至90°，液晶分子的介電各向異性為負(fù)性，其延遲量(液晶雙折射率*盒厚)約為100至 1000納米。液晶顯示屏的驅(qū)動(dòng)方式為被動(dòng)矩陣方式，有選擇或非選擇兩種狀態(tài)，非選擇狀態(tài) 時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓與液晶閥值電壓相約，使液晶分子能維持垂直排列狀態(tài)，此狀態(tài)下垂直結(jié)構(gòu)液 晶層5的有效延遲量接近零(以入射光線垂直于顯示屏計(jì)算)。入射光線(由背光片8發(fā) 出)經(jīng)過底偏光片7，進(jìn)入垂直結(jié)構(gòu)液晶層5，由于垂直結(jié)構(gòu)液晶層5的延遲量接近零，所以 此狀態(tài)下不會(huì)對(duì)入射光線的偏光狀態(tài)作出改變，在經(jīng)過面偏光片2時(shí)，由于面偏光片2與底 偏光片7的吸收軸為正交，致面偏光片2幾乎吸收掉所有的入射光線，形成非常暗黑之狀態(tài) (暗態(tài))。而驅(qū)動(dòng)電壓為選擇態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓大于液晶之閥值電壓，液晶分子將由垂直狀態(tài) 轉(zhuǎn)化為傾斜狀態(tài)，延遲量由零變?yōu)檎龜?shù)，此狀態(tài)下垂直結(jié)構(gòu)液晶層5 (此時(shí)為傾斜排列)會(huì) 對(duì)入射光線的偏光狀態(tài)作出改變，致使部分光線不會(huì)被面偏光片2完全吸收，此部分濾出 之光線形成液晶顯示屏的亮態(tài)。由于對(duì)比度的定義為，亮態(tài)光亮度除以暗態(tài)光亮度，所以暗態(tài)光亮度越低，對(duì)比度數(shù)值越大，而液晶分子以垂直排列方式時(shí)暗態(tài)光亮度比起一般水平排列方式的暗態(tài)光亮度 大幅降低，致使垂直排列方式的時(shí)候?qū)Ρ榷认啾人脚帕蟹绞降臅r(shí)候能大大提高。又由于液晶分子的垂直排列方式并不因溫度高低而改變，即高溫及低溫時(shí)液晶分 子同樣能維持垂直狀態(tài)，所以本實(shí)用新型的高對(duì)比度也同樣能夠在高溫及底溫下實(shí)現(xiàn)，而 一般的水平排列液晶分子，其延遲量會(huì)隨溫度而改變，所以其暗態(tài)之漏光程度也隨溫度改 變，因而影響了對(duì)比度。而一般的垂直排列液晶顯示屏，如入射光線并非垂直于液晶顯示 屏，則液晶層的延遲量并不等于零，致令其面偏光片不能完全吸收所有入射光線，形成漏 光，使其不能達(dá)致寬視角應(yīng)用的目的。實(shí)施例二如圖2所示，為本實(shí)用新型附有光學(xué)補(bǔ)償膜的剖面圖。在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，光學(xué)補(bǔ)償膜可附在面偏光片2右側(cè)或底偏光片7左側(cè)，也可 以如圖2中一樣，同時(shí)在面偏光片2右側(cè)增設(shè)光學(xué)補(bǔ)償膜14，以及在底偏光片7左側(cè)增設(shè)光 學(xué)補(bǔ)償膜15。光學(xué)補(bǔ)償膜的分子結(jié)構(gòu)大致為碟形，可細(xì)分為單軸延伸(nx = ny> nz)及雙同延 伸(nx >ny > nz)，對(duì)于關(guān)態(tài)及非選狀態(tài)，入射角為非垂直時(shí)，光學(xué)補(bǔ)償膜分子的剖面與液 晶分子之剖面大致為正交，所以延遲量能相互抵銷，入射角為非垂直時(shí)延遲量大致能維持 零之狀態(tài)，達(dá)致寬視角之應(yīng)用。而要達(dá)至有效的光學(xué)補(bǔ)償，光學(xué)補(bǔ)償膜的延遲量(Rth 即(nx-nz)*d, d為補(bǔ)償膜 的厚度，nx為尋常光折射率，nz為非尋常光折射率)應(yīng)與垂直結(jié)構(gòu)液晶層5的延遲量(雙 折射率*盒厚)相當(dāng)，才能達(dá)至有效的光學(xué)補(bǔ)償，具體的有效Rth值可由添加在面偏光片2 及底偏光片7上的光學(xué)補(bǔ)償膜的各自的Rth值相加而獲得。實(shí)施例三如圖3所示，為本實(shí)用新型利用周圍光源的剖面圖。除了背光源外，本實(shí)用新型也可利用周圍光源實(shí)現(xiàn)目的，與實(shí)施例二相比，其結(jié)構(gòu) 具體為，進(jìn)一步在底透明面板21左側(cè)增設(shè)一層半透半反射層18，同時(shí)，在光學(xué)補(bǔ)償膜14右 側(cè)增設(shè)一層1/4波長補(bǔ)償膜16，在光學(xué)補(bǔ)償膜15左側(cè)增設(shè)一層1/4波長補(bǔ)償膜17。這兩層補(bǔ)1/4波長償膜的光軸為正交，且底偏光片7與1/4波長補(bǔ)償膜17之間形 成45度夾角，面偏光片2與1/4波長補(bǔ)償膜16之間形成45度夾角。當(dāng)周圍光源通過面偏光片2及1/4波長補(bǔ)償膜16后，即產(chǎn)生圓偏振光，而垂直排 列液晶層5不會(huì)對(duì)圓偏振光產(chǎn)生任何改變，當(dāng)此圓偏振光反射回原入射方向之1/4波長補(bǔ) 償膜16時(shí)，偏光方式會(huì)變回線性方式并與面偏光片2的吸收軸平行，即面偏光片2會(huì)將反 射回來的光線完全吸收，形成暗態(tài)。亮態(tài)時(shí)，液晶受電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，以傾斜方式排列，進(jìn)而改變圓偏振光之狀態(tài)，令反射之 光線不會(huì)完全被面偏光片2吸收，形成亮態(tài)。當(dāng)周圍環(huán)境變暗而需要點(diǎn)亮光源時(shí)，光線經(jīng)過底偏光片7及1/4波長補(bǔ)償膜17 后，也會(huì)產(chǎn)生圓偏振光，而此圓偏振光經(jīng)過垂直排列液晶層5及面偏光片2方向的1/4波長 補(bǔ)償膜16后，變回線性偏振光，而被面偏光片2吸收，形成暗態(tài)，同樣亮態(tài)時(shí)，液晶以傾斜 方式排列，背光經(jīng)底偏光片7及1/4波長補(bǔ)償膜17形成的圓偏振光，經(jīng)過垂直排列液晶層 5 (此時(shí)為傾斜排列)及面偏光片2的1/4波長補(bǔ)償膜16，將不會(huì)被面偏光片完全吸收，形成亮態(tài)。
權(quán)利要求1.一種被動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)的垂直排列液晶顯示屏，包括面偏光片O)、面透明面板(1)、面 驅(qū)動(dòng)電路電極(3)、面排列涂層G)、上膠框(19)、下膠框(20)、底排列涂層(M)、底驅(qū)動(dòng)電 路電極、底透明面板、底偏光片(7)、驅(qū)動(dòng)電路控制板(6)、背光片(8)，其特征在于 有垂直結(jié)構(gòu)液晶層(5)設(shè)于面透明面板(1)、面驅(qū)動(dòng)電路電極(3)、面排列涂層(4)和底排 列涂層(M)、底驅(qū)動(dòng)電路電極(23)、底透明面板之間的空間中，并且垂直結(jié)構(gòu)液晶層 (5)的上下表面分別由上膠框(19)和下膠框OO)進(jìn)行封閉，同時(shí)垂直結(jié)構(gòu)液晶層(5)與面 排列涂層(4)和底排列涂層04)形成一夾角，夾角范圍為80°至90°，此外垂直結(jié)構(gòu)液晶 層(5)垂直于面透明面板⑴和底透明面板(21)，其中面偏光片O)、面透明面板(1)、面驅(qū)動(dòng)電路電極(3)、面排列涂層(4)依次連接；底排 列涂層(M)、底驅(qū)動(dòng)電路電極(23)、底透明面板(21)、底偏光片(7)依次連接；底驅(qū)動(dòng)電路 電極03)的長度長于面驅(qū)動(dòng)電路電極(3)，底透明面板的長度長于面透明面板(1)； 驅(qū)動(dòng)電路控制板(6)與底驅(qū)動(dòng)電路電極03)連接，設(shè)于底驅(qū)動(dòng)電路電極03)左側(cè)面的底 部；另外，背光片(8)設(shè)在底偏光片(7)的右側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)的垂直排列液晶顯示屏，其特征在于，所述的 面偏光片(2)和底偏光片(7)的吸收軸為正交。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)的垂直排列液晶顯示屏，其特征在于，所述的 面偏光片( 和底偏光片(7)能夠連接補(bǔ)償膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的被動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)的垂直排列液晶顯示屏，其特征在于，所述的 補(bǔ)償膜為光學(xué)補(bǔ)償膜或1/4波長補(bǔ)償膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)的垂直排列液晶顯示屏，其特征在于，所述的 面透明面板(1)和底透明面板均有透明電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)的垂直排列液晶顯示屏，其特征在于，所述的 驅(qū)動(dòng)電路控制板(6)能夠用驅(qū)動(dòng)芯片代替。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)的垂直排列液晶顯示屏，其特征在于能夠在所 述的底透明面板左側(cè)加一層半透半反射層(18)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)的垂直排列液晶顯示屏，其特征在于所述的背 光片(8)能夠設(shè)在面偏光片的左側(cè)。
專利摘要一種被動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)的垂直排列液晶顯示屏，它的結(jié)構(gòu)包括透明面板、排列涂層、垂直結(jié)構(gòu)液晶層、偏光片、驅(qū)動(dòng)電路電極、背光片、驅(qū)動(dòng)電路控制板等，其中透明面板、排列涂層、垂直結(jié)構(gòu)液晶層和驅(qū)動(dòng)電路控制板等依次重疊組合連接成為一體，背光片附在此組合外側(cè)，偏光片附在透明面板上，驅(qū)動(dòng)電路控制板與驅(qū)動(dòng)電路電極連接。本實(shí)用新型將垂直排列液晶技術(shù)方案應(yīng)用在被動(dòng)矩陣顯示屏上，以實(shí)現(xiàn)超高對(duì)比度、寬視角、寬溫應(yīng)用等作用，本實(shí)用新型的顯示屏特別適合應(yīng)用到汽車系列的產(chǎn)品當(dāng)中。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK201917748SQ20102058437
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者趙漢華 申請(qǐng)人:精電(河源)顯示技術(shù)有限公司