液晶显示面板及显示装置的制作方法

1.本实用新型涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种液晶显示面板及显示装置。


背景技术：

2.现在的显示装置一般包括液晶显示面板和背光模组，液晶显示面板用于显示画面，背光模组用于给液晶显示面板提供背光源。随着液晶显示技术的不断进步，显示装置的可视角度已经由原来的120
°
左右拓宽到 160
°
以上，人们在享受大视角带来视觉体验的同时，也希望有效保护商业机密和个人隐私，以避免屏幕信息外泄而造成的商业损失或尴尬。
3.为了实现对显示装置的宽窄视角切换，目前有一种方法是利用在单液晶盒的彩膜基板(color filter，cf)一侧的视角控制电极给液晶分子施加一个垂直电场，使液晶分子朝竖直方向偏转并翘起形成暗态漏光，大视角下对比度降低以达到防窥效果，从而通过控制视角控制电极上的电压可以实现在宽视角和窄视角之间进行切换，但是这种显示面板通常需要搭配具有收光作用的背光模组来提升窄视角的防窥效果。
4.同时，现有的显示装置中，液晶显示面板需要上下偏光板以显示灰度级，其普遍采用吸收型偏光板。当由背光模组发射的背光源通过上下偏光板透射时，在偏光板的吸收轴方向上的分量会被吸收而无法通过，因此，偏光板对背光源的透光度理论上仅能达50％以下，从而引起了透光率的下降。因此，显示装置具有非常低的透光效率，导致能耗较高。而且，由于显示装置利用背光源和彩色滤光片来实现彩色显示，一般的彩色滤光片过滤出的单色光的性能不够好。因此，现有显示装置的色纯度也不高，显示色域(gamut)偏低。
5.有鉴于此，本实用新型申请人针对上述显示装置设计中未臻完善所导致的诸多缺失及不便而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本创作。


技术实现要素：

6.本实用新型实施例所要解决的是现有的显示装置在窄视角时存在大视角下对比度降低以及透光率和显示色域偏低的技术问题。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型的解决方案是：本实用新型实施例公开了一种液晶显示面板，包括阵列基板、彩膜基板以及夹设于该阵列基板和该彩膜基板之间的液晶层；其中，该液晶显示面板具有多个间隔设置的显示区以及视角控制区；该阵列基板的一侧设有第一偏光层，该第一偏光层包括多个间隔设置的第一量子棒膜和第二量子棒膜，该第一量子棒膜与该显示区相对应，该第二量子棒膜与该视角控制区相对应，该第一量子棒膜和该第二量子棒膜分别包括多个长轴排列方向一致的量子棒，且该第一量子棒膜的量子棒的长轴排列方向与该第二量子棒膜的量子棒的长轴排列方向相垂直。
8.优选地，该彩膜基板在远离该液晶层的一侧设有第二偏光层，该显示区对应的区域内，该第一量子棒膜的量子棒的长轴排列方向垂直于该第二偏光层的穿透轴；该视角控制区对应的区域内，该第二量子棒膜的量子棒的长轴平行于该第二偏光层的穿透轴。
9.优选地，该阵列基板包括第一衬底基板、像素电极以及视角控制电极，该像素电极
与该显示区相对应，该视角控制电极与该视角控制区相对应，该像素电极与该视角控制电极同层绝缘设置。
10.优选地，该视角控制电极条沿着扫描线方向延伸，每相邻两条该扫描线之间设有一个该视角控制电极条；或者，该视角控制电极条沿着数据线方向延伸，每相邻两条该数据线之间设有一个该视角控制电极条。
11.优选地，该阵列基板还包括公共电极，该公共电极与该像素电极之间设置有绝缘层。
12.优选地，该彩膜基板包括第二衬底基板、覆盖该显示区和该视角控制区的对置电极。
13.优选地，该对置电极包括多个间隔设置的第一对置电极和第二对置电极，该第一对置电极与该显示区相对应，该第二对置电极与该视角控制区相对应。
14.优选地，该彩膜基板还包括色阻层，该视角控制区对应的该色阻层为透明色阻。
15.优选地，该液晶层采用正性液晶分子。
16.优选地，还包括位于该阵列基板入光侧的光学膜。
17.本实用新型实施例还公开了一种显示装置，包括如上所述的液晶显示面板，还包括位于该液晶显示面板入光侧的背光模组。
18.与现有技术相比，本实用新型公开的上述实施例具有如下有益效果：本实施例公开的液晶显示面板及显示装置，通过在该显示区和该视角控制区分别设置第一量子棒膜和第二量子棒膜，该显示区在窄视角时使大视角漏光从而实现窄视角，该视角控制区在窄视角时使大视角收光从而实现窄视角，也不需要搭配特殊的背光模组，可以减小制作成本以及显示装置的厚度；同时，当背光模组向液晶显示面板提供背光时，该第一量子棒膜和第二量子棒膜能够吸收背光并激发出与量子棒的长轴排列方向一致的线性偏振光，从而无需在液晶显示面板与背光模组之间设置下偏光板来将背光先转换为线性偏振光，因此可以省掉传统的下偏光板，提高穿透率和显示色域，具体较高的实用性。
附图说明
19.通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
20.图1是本实用新型实施例一公开的液晶显示面板在初始状态的截面结构示意图；
21.图2是本实用新型实施例一公开的液晶显示面板中第一偏光层的平面结构示意图；
22.图3是本实用新型实施例一公开的液晶显示面板中阵列基板的平面结构示意图；
23.图4是本实用新型实施例一公开的液晶显示面板中彩膜基板的平面结构示意图；
24.图5是本实用新型实施例一公开的液晶显示面板在宽视角状态的截面结构示意图；
25.图6是本实用新型实施例一公开的液晶显示面板在第一窄视角状态的截面结构示意图；
26.图7是本实用新型实施例二公开的液晶显示面板在初始状态的截面结构示意图；
27.图8是本实用新型实施例二公开的的液晶显示面板在第二窄视角状态的截面结构
示意图；
28.图9是本实用新型实施例三公开的的液晶显示面板在初始状态的截面结构示意图。
具体实施方式
29.为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.实施例一
33.图1是本实用新型实施例一公开的液晶显示面板在初始状态的截面结构示意图；图2是本实用新型实施例一公开的液晶显示面板中第一偏光层的平面结构示意图；图3是本实用新型实施例一公开的液晶显示面板中阵列基板的平面结构示意图；图4是本实用新型实施例一公开的液晶显示面板中彩膜基板的平面结构示意图。
34.结合图1至图4所示，本实用新型实施例一公开了一种液晶显示面板，包括阵列基板10、彩膜基板20以及夹设于该阵列基板10和该彩膜基板20之间的液晶层30。本实施例中，该液晶层30中采用正性液晶分子，即介电各向异性为正的液晶分子。如图1所示，在初始状态的时候，该液晶层30中的正性液晶分子平行于该阵列基板10和该彩膜基板20进行配向，靠近该阵列基板10一侧的正性液晶分子与靠近该彩膜基板20一侧的正性液晶分子的配向方向反向平行。该液晶层30中的正性液晶分子与该阵列基板10、该彩膜基板20之间可以具有较小的初始预倾角，初始预倾角的范围可为小于或等于5度，即：0
°
≤θ≤5
°
，以减少正性液晶分子在竖直方向偏转的响应时间。
35.结合图1和图2所示，本实施例中，该液晶显示面板具有多个间隔设置的显示区p以及视角控制区v；该阵列基板10的一侧设有第一偏光层15，该第一偏光层15包括多个间隔设置的第一量子棒膜151和第二量子棒膜152，该第一量子棒膜151与该显示区p相对应，该第二量子棒膜152与该视角控制区v相对应，该第一量子棒膜151和该第二量子棒膜152分别包括多个长轴排列方向一致的量子棒，且该第一量子棒膜151的量子棒的长轴排列方向与该第二量子棒膜152的量子棒的长轴排列方向相垂直。
36.具体地，该阵列基板10包括第一衬底基板11、薄膜晶体管开关(图中未示出)、公共
电极12、像素电极13以及视角控制电极14。其中该公共电极12为面状电极，该像素电极13为在每个像素单元内整块设置的块状电极或者具有多个电极条的狭缝电极，以形成边缘场开关模式 (fringe field switching，ffs)。该视角控制电极14为条状电极，该像素电极13和该视角控制电极14同层绝缘设置，且该公共电极12与该像素电极13和该视角控制电极14之间设置有绝缘层。该像素电极13 与该显示区p相对应，该视角控制电极14与该视角控制区v相对应。
37.本实施例中，该第一偏光层15设置在该第一衬底基板11和该液晶层30之间，例如该第一偏光层15可以设置在该第一衬底基板11和该薄膜晶体管开关之间。同时，该第一偏光层15的厚度小于10um。传统偏光片的厚度约为200微米，与之相比，本实施例提供的该第一偏光层 15膜厚明显降低，可进一步实现轻薄化。当然，在其它实施例中，该第一偏光层15也可以设置该第一衬底基板11远离该液晶层30的一侧，在此不作限制。
38.本实施例中，该第一量子棒膜151和该第二量子棒膜152通过特定图案的掩膜板分两次uv光照以及热固化等工艺，使该第一偏光层15 同时具有两个不同长轴排列方向，可以使发散光变成不同方向的线偏振光，以实现偏光作用。
39.本实施例中，该第一偏光层15的制作方法具体如下所述：
40.步骤1，将光控取向材料的偶氮苯溶液涂布于玻璃基板上，利用线性偏振光(偏振度为0
°
)对涂布有偶氮苯溶液涂的玻璃基板进行第一次照射，使玻璃基板上的偶氮苯分子均匀定向排列；
41.步骤2，通过特定图案的掩膜板采用线性偏振光(偏振度为90
°
) 对该偶氮苯溶液在掩膜板配合下进行第二次照射，照射区域内的该偶氮苯分子能够在线性偏振光的照射作用下定向排列，此时相邻区域的偶氮苯分子的排列方向相互垂直；
42.步骤3，将量子棒组合物溶液旋涂至上述玻璃基板上；其中，该量子棒组合物包括光配向剂、量子棒、可聚合单体及溶剂；
43.步骤4，采用uv光对该量子棒组合物进行照射，使该量子棒组合物中的可聚合单体聚合，形成聚合物网络，该聚合物网络能够锚定该光配向剂和量子棒，使其排列方向固定；其中，该量子棒沿着偶氮染料定向排列，从而形成配向方向相互垂直的量子棒偏振膜；
44.步骤5、对该量子棒组合物进行加热处理，去除该量子棒组合物中的溶剂，制得该第一偏光层15。
45.具体地，所述步骤2和3中，该线偏振光为波长为450nm的蓝色线偏振光，该线偏振光的照度为80mw/cm2～100mw/cm2，照射时间为1min～10min。所述步骤4中，该uv光的波长为300nm～400nm，该uv光的照度为4mw/cm2～6mw/cm2，照射时间为20min～60min；所述步骤5中，对该量子棒薄膜进行加热处理的温度为120℃～180℃，加热时间为20min～40min。
46.采用上述量子棒组合物来制备的该第一偏光层15，制程简单，且该第一量子棒膜151和该第二量子棒膜量152中的量子棒的排列方向一致且方向固定，偏振性能稳定，能够提高光源利用率并获得更高纯度的光，从而实现彩色显示的高色域和低功耗。
47.结合图1和图3所示，该视角控制电极条14沿着扫描线s方向(横向)延伸，每相邻两条扫描线s之间设有一个该视角控制电极条14；该显示区p与该视角控制区v之间的间距为7～13μm，即该显示区p与该视角控制区v之间该黑矩阵23的宽度为7～13μm，优选地为10μm。在其它实施例中，该视角控制电极条14也可以沿着数据线d方向(纵向) 延伸，每相邻两条
数据线d之间设有一个该视角控制电极条14。
48.本实施例中，该彩膜基板20在远离该液晶层30的一侧设有第二偏光层25。该显示区p对应的区域内，该第一量子棒膜151的量子棒的长轴排列方向垂直于该第二偏光层25的穿透轴；该视角控制区v对应的区域内，该第二量子棒膜152的量子棒的长轴平行于该第二偏光层25 的穿透轴。
49.结合图1和图4所示，该彩膜基板20包括第二衬底基板21、色阻层22、黑矩阵23以及面状的对置电极24，该对置电极24同时覆盖该显示区p和该视角控制区v。其中，该色阻层22至少包括红色色阻221、绿色色阻222、蓝色色阻223和透明色阻224。该红色色阻221、绿色色阻222、蓝色色阻223与该显示区p相对应，该透明色阻224与该视角控制区v相对应。该黑矩阵23将该显示区p与该视角控制区v间隔开。具体地，每个该红色色阻221、绿色色阻222、蓝色色阻223均对应一个该透明色阻224。
50.本实施例中，该第二偏光层25例如为常规的吸收型偏光片，整层设置在该第二衬底基板21远离该液晶层30的一侧，且整层的该第二偏光层25的穿透轴相同，这样设置可以进一步节省成本。当然，在其它实施例中，也可以将该第二偏光层25设置为量子棒薄膜结构，并进一步设置在该第二衬底基板21靠近该液晶层30的一侧。在此不作限制。
51.图5是本实用新型实施例一公开的液晶显示面板在宽视角状态的截面结构示意图。
52.如图5所示，在宽视角模式时(初始状态，显示区和视角控制区的液晶排列方向相同)，向该公共电极12、该视角控制电极14以及该对置电极24上设加预设的宽视角电压信号。例如，该对置电极24以及该公共电极12上施加的电压为0v，该视角控制电极14上施加较小电压(小于 0.6v)。此时，该显示区p对应的第二偏光层25的穿透轴与该第一量子棒膜151的量子棒的长轴排列方向相垂直，该显示区p对应的该液晶层 30中的液晶分子处于平躺姿态，该像素电极13上施加0～255的灰阶电压，使该像素电极13与该公共电极12之间形成水平电场，该显示区 p对应的液晶分子在水平方向上发生偏转并呈散光态，从而实现在宽视角模式下的画面显示；该视角控制区v对应的第二偏光层25的穿透轴与该第二量子棒膜152的量子棒的长轴排列方向相平行，该视角控制区 v对应的该液晶层30中的液晶分子处于平躺姿态，即该视角控制区v 在宽视角模式时为正常显示状态(亮态)。
53.图6是本实用新型实施例一公开的液晶显示面板在第一窄视角状态的截面结构示意图。
54.如图6所示，在第一窄视角模式时，向该公共电极12、该视角控制电极14以及该对置电极24上设加预设的第一窄视角电压信号。例如，该视角控制电极14和该公共电极12上施加的电压为0v，该对置电极 24上施加视角控制电压为2～3v，此时，该显示区p对应的第二偏光层25的穿透轴与该第一量子棒膜151的量子棒的长轴排列方向相垂直，该对置电极24和该公共电极12之间形成垂直电场，该显示区p对应的该液晶层30中的液晶分子处在垂直电场的驱动下于倾斜姿态，该像素电极13上施加0～255的灰阶电压，使该像素电极13与该公共电极12 之间形成水平电场，该显示区p对应的液晶分子在水平方向上发生偏转，从而实现在第一窄视角模式下的画面显示；该视角控制区v对应的第二偏光层25的穿透轴与该第二量子棒膜152的量子棒的长轴排列方向相平行，该对置电极24还与该视角控制电极14之间形成垂直电场，该视角控制区v对应的该液晶层30中的液晶分子处在垂直电场的驱
动下于倾斜姿态，大视角观看显示面板时，该显示区p为漏光状态(亮态)，该视角控制区v呈收光态(黑态)，从而实现第一窄视角显示，而且在关灯或暗室环境下的窄视角效果也较好。
55.与现有技术相比，上述实施例具有如下有益效果：本实施例公开的液晶显示面板，通过在该显示区和该视角控制区分别设置第一量子棒膜和第二量子棒膜，以实现宽视角模式以及第一窄视角模式。在第一窄视角模式下，该显示区在窄视角时使大视角漏光从而实现窄视角，该视角控制区在窄视角时使大视角收光从而实现窄视角，也不需要搭配特殊的背光模组，可以减小制作成本以及显示装置的厚度。
56.实施例二
57.图7是本实用新型实施例二公开的液晶显示面板在初始状态的截面结构示意图。
58.如图7所示，本实施例公开的液晶显示面板的结构与实施例一公开的液晶显示面板的结构大致相同，区别在于：本实施例公开的该对置电极24’包括多个间隔设置的第一对置电极241和第二对置电极242，该第一对置电极241与该显示区p相对应，即与该像素电极13相对应；该第二对置电极242与该视角控制区v相对应，即与该视角控制电极 14相对应。
59.本实施例的宽视角模式与实施例一公开的宽视角模式相同，该第一对置电极241和第二对置电极242施加的电压均为0v。在此不再赘述。
60.本实施例的第一窄视角模式与实施例一公开的第一窄视角模式相同，该第一对置电极241和第二对置电极242均施加视角控制电压(2～3v)。在此不再赘述。
61.图8是本实用新型实施例二公开的的液晶显示面板在第二窄视角状态的截面结构示意图。
62.如图8所示，在第二窄视角模式时，向该公共电极12、该视角控制电极14以及该对置电极24’上设加预设的第二窄视角电压信号。例如，第一对置电极241和该公共电极12上施加的电压为0v，该视角控制电极14上施加的电压为0v，该第二对置电极242上施加视角控制电压为 2～3v，此时，该显示区p对应的第二偏光层25的穿透轴与该第一量子棒膜151的量子棒的长轴排列方向相垂直，该像素电极22上施加0～ 255的灰阶电压，该像素电极13和该公共电极12之间形成水平电场，该显示区p对应的该液晶层30中的液晶分子处在水平电场的驱动下处于平躺姿态，从而实现在第二窄视角模式下的画面显示；该视角控制区 v对应的第二偏光层25的穿透轴与该第二量子棒膜152的量子棒的长轴排列方向相平行，该视角控制电极14与该第二对置电极242之间形成垂直电场，该视角控制区v对应的该液晶层30中的液晶分子处在垂直电场的驱动下于倾斜姿态，大视角观看该液晶显示面板时，该显示区 p为正常显示状态(亮态)，视角控制区v的液晶翘起呈收光态(黑态)，从而实现窄视角显示。
63.与现有技术相比，上述实施例具有如下有益效果：本实施例公开的液晶显示面板，通过在该显示区和该视角控制区分别设置第一量子棒膜和第二量子棒膜，以实现宽视角模式、第一窄视角模式以及第二窄视角模式。在第一窄视角模式下，该显示区在窄视角时使大视角漏光从而实现窄视角，该视角控制区在窄视角时使大视角收光从而实现窄视角；在第二窄视角模式下，该显示区为正常显示状态，该视角控制区在窄视角时使大视角收光从而实现窄视角；本实施例公开的液晶显示面板可以根据不同的窄视角需求实现不同的窄视角模式，不需要搭配特殊的背光模组，可以减小制作成本以及显示装置的厚度。
64.实施例三
65.图9是本实用新型实施例三公开的的液晶显示面板在初始状态的截面结构示意图。
66.如图9所示，本实施例公开的液晶显示面板的结构与实施例一公开的液晶显示面板的结构大致相同，区别在于：本实施例公开的液晶显示面板还包括位于该阵列基板10入光侧的光学膜40。
67.本实施例中，该光学膜40为增亮膜。具体地，该增亮膜的亮面朝向邻近该液晶层30的一侧设置。通过在该阵列基板10的入光侧上设置该光学膜40，可利用其镜面反射提升宽视角显示效果，同时还可以进一步提升黑态防窥，实现较好的窄视角效果。
68.其中，本实施例对该光学膜40的组成不作特别限定，实际可根据需求选择其它增亮膜和反射片。
69.与现有技术相比，上述实施例具有如下有益效果：本实施例公开的液晶显示面板，通过在该显示区和该视角控制区分别设置第一量子棒膜和第二量子棒膜，以实现宽视角模式、第一窄视角模式以及第二窄视角模式。在第一窄视角模式下，该显示区在窄视角时使大视角漏光从而实现窄视角，该视角控制区在窄视角时使大视角收光从而实现窄视角；在第二窄视角模式下，该显示区为正常显示状态，该视角控制区在窄视角时使大视角收光从而实现窄视角；本实施例公开的液晶显示面板不需要搭配特殊的背光模组，可以减小制作成本以及显示装置的厚度。
70.实施例四
71.本实用新型实施例还公开了一种显示装置，包括如上所述的液晶显示面板，还包括位于该液晶显示面板入光侧的背光模组。
72.与现有技术相比，上述实施例具有如下有益效果：本实施例公开的显示装置至少包括如上所述的液晶显示面板，该显示装置不需要搭配特殊的背光模组，可以减小制作成本以及显示装置的厚度。
73.以上是本实用新型的全部内容，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。在本说明书中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本技术请求保护的范围。
74.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。