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CN104375339A - 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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CN104375339A CN201410639864.8A CN201410639864A CN104375339A CN 104375339 A CN104375339 A CN 104375339A CN 201410639864 A CN201410639864 A CN 201410639864A CN 104375339 A CN104375339 A CN 104375339A
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Abstract

本发明提供一种曲面液晶显示面板，其包括彩膜基板，设置有彩膜色阻和黑色矩阵；阵列基板，与所述彩膜基板相对设置，设置有像素电极和数据线，其中所述像素电极具有第一边和第二边，其中所述第一边的边长大于所述第二边的边长；其中所述曲面液晶显示面板的弯曲方向与所述第一边的延伸方向相同；以及液晶层，设置于所述彩膜基板和所述阵列基板之间。本发明还提供一种曲面液晶显示装置，本发明的曲面液晶显示面板及曲面液晶显示装置通过将曲面液晶显示面板的弯曲方向与像素电极的长边延伸方向保持一致，从而降低了色偏。

Description

曲面液晶显示面板及曲面液晶显示装置
技术领域
本发明涉及显示器领域，特别是涉及一种曲面液晶显示面板及曲面液晶显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展，出现了曲面液晶显示装置，因其具有较好的视觉体验效果被广泛应用。目前的曲面液晶显示装置的制作过程，通常是将显示装置先做成平面结构，再对平面结构的液晶显示装置进行弯曲处理，以得到曲面液晶显示装置。
现有技术的曲面液晶显示面板包括曲面结构的彩膜基板11、曲面结构的阵列基板12以及液晶层，液晶层设置于彩膜基板11和阵列基板12之间。彩膜基板11和阵列基板12的具体结构如图1的上部分所示。
如图1的下部分所示，彩膜基板11上设置有黑色矩阵112以及彩膜色阻111，所述阵列基板12与所述彩膜基板11相对设置，其上设置有像素电极121、数据线122。
平面状态下，所述阵列基板12的像素电极121与彩膜基板11的彩膜色阻111相对设置，由于在弯曲过程中，可能会导致彩膜基板和阵列基板的相对错位。
当弯曲程度较大时，由于彩膜基板与阵列基板的相对移动，造成在弯曲部位的彩膜色阻111相对相应的像素电极121错位，会在显示过程中出现色偏。当显示装置进一步弯曲时，彩膜基板11与阵列基板12的相对偏移量K0进一步增大，两个相邻的彩膜色阻有可能移动到数据线附近，而由于数据线附近的电场会引起液晶发生偏转，导致出现漏光。
故，有必要提供一种曲面液晶显示面板及曲面液晶显示装置，以解决现有技术所存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种曲面液晶显示面板及曲面液晶显示装置，通过将曲面液晶显示面板的弯曲方向与像素电极的长边延伸方向保持一致，以避免色偏现象的产生；以解决现有的曲面液晶显示面板及曲面液晶显示装置由于彩膜基板和阵列基板之间的相对偏移，导致易产生色偏或者漏光现象，从而影响液晶显示装置的显示品质的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明实施例提供一种曲面液晶显示面板，其包括：
彩膜基板，设置有彩膜色阻和黑色矩阵；
阵列基板，与所述彩膜基板相对设置，设置有像素电极和数据线，其中所述像素电极具有第一边和第二边，其中所述第一边的边长大于所述第二边的边长；其中所述曲面液晶显示面板的弯曲方向与所述第一边的延伸方向相同；以及
液晶层，设置于所述彩膜基板和所述阵列基板之间。
在本发明所述的曲面液晶显示面板中，根据弯曲偏移量对所述黑色矩阵进行加宽处理，且所述黑色矩阵的加宽值等于所述弯曲偏移量的值，以消除所述曲面液晶显示面板的色偏，其中所述弯曲偏移量为所述彩膜色阻与相应的像素电极之间的偏移量。
在本发明所述的曲面液晶显示面板中，根据所述彩膜基板的厚度、所述彩膜基板的弹性模量以及所述彩膜基板的曲率半径，获取所述弯曲偏移量。
在本发明所述的曲面液晶显示面板中，所述弯曲偏移量为：
K＝E*P*r/(8*d)；
其中，K为所述弯曲偏移量，E为所述彩膜基板的弹性模量、P为大气压强、r所述彩膜基板的曲率半径、d为所述彩膜基板的厚度。
在本发明所述的曲面液晶显示面板中，所述曲面液晶显示面板包括左侧区域、中间区域、右侧区域，根据所述弯曲偏移量对所述左侧区域和所述右侧区域的所述黑色矩阵进行加宽处理。
本发明还提供一种曲面液晶显示装置，所述装置包括背光模块以及曲面液晶显示面板，所述曲面液晶显示面板包括：
彩膜基板，设置有彩膜色阻和黑色矩阵；
阵列基板，与所述彩膜基板相对设置，设置有像素电极和数据线，其中所述像素电极具有第一边和第二边，其中所述第一边的边长大于所述第二边的边长；其中所述曲面液晶显示面板的弯曲方向与所述第一边的延伸方向相同；以及
液晶层，设置于所述彩膜基板和所述阵列基板之间。
在本发明所述的曲面液晶显示装置中，根据弯曲偏移量对所述黑色矩阵进行加宽处理，且所述黑色矩阵的加宽值等于所述弯曲偏移量的值，以消除所述曲面液晶显示面板的色偏，其中所述弯曲偏移量为所述彩膜色阻与相应的像素电极之间的偏移量。
在本发明所述的曲面液晶显示装置中，根据所述彩膜基板的厚度、所述彩膜基板的弹性模量以及所述彩膜基板的曲率半径，获取所述弯曲偏移量。
在本发明所述的曲面液晶显示装置中，所述弯曲偏移量为：
K＝E*P*r/(8*d)；
其中，K为所述弯曲偏移量，E为所述彩膜基板的弹性模量、P为大气压强、r所述彩膜基板的曲率半径、d为所述彩膜基板的厚度。
在本发明所述的曲面液晶显示装置中，所述曲面液晶显示面板包括左侧区域、中间区域、右侧区域，根据所述弯曲偏移量对所述左侧区域和所述右侧区域的所述黑色矩阵进行加宽处理。
本发明的曲面液晶显示面板及曲面液晶显示装置，通过将曲面液晶显示面板的弯曲方向与像素电极的长边延伸方向保持一致，从而降低了色偏，解决了现有技术由于彩膜基板和阵列基板之间的相对偏移而产生的色偏或者漏光现象，从而提高了液晶显示装置的显示品质。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1为现有的曲面液晶显示装置的结构示意图以及局部结构图；
图2为本发明的曲面液晶显示面板的第一优选实施例的结构示意图以及局部结构图；
图3为本发明的曲面液晶显示面板的第二优选实施例的结构示意图以及局部结构图；
图4为本发明的曲面液晶显示面板的第二优选实施例中将彩膜基板分割为无数个小正方体时，所述小正方体在所述彩膜基板上的主视图。
图5为图4中小正方体的受力分解图。
图6为本发明的曲面液晶显示面板的积分示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
请参照图2，图2为本发明的曲面液晶显示面板的第一优选实施例的结构示意图以及局部结构图。
本优选实施例的曲面液晶显示面板包括曲面结构的彩膜基板21、曲面结构的阵列基板22以及液晶层，设置于所述彩膜基板21和所述阵列基板22之间。其中，所述彩膜基板21和所述阵列基板22的具体结构如图2的上部分所示。
如图2的下部分所示，所述彩膜基板21上设置有黑色矩阵212以及彩膜色阻211，所述彩膜色阻可包括红色彩膜R、绿色彩膜G以及蓝色彩膜B，还可包括白色彩膜、黄色彩膜。所述阵列基板22与所述彩膜基板21相对设置，所述阵列基板22上设置有像素电极221、数据线222以及扫描线(图中未示出)。
平面状态下，所述阵列基板22的像素电极221与所述彩膜基板21的彩膜色阻211相对设置(即一一对应)；从而使得每个像素可通过所述彩膜基板21发出红、绿、蓝三色光。
由于曲面结构的阵列基板22和曲面结构的彩膜基板21相对设置，因此如图2下部分所示，所述彩膜基板21的两侧的彩膜色阻211与所述阵列基板22上对应的像素电极221发生了偏移。位于曲面液晶显示面板左侧的彩膜基板21的彩膜色阻211相对所述阵列基板22上相应的像素电极221向左偏移，而位于曲面液晶显示面板右侧的彩膜基板21的彩膜色阻211相对所述阵列基板22上相应的像素电极221向右偏移。
为了避免色偏或者漏光现象的发生，本优选实施例的曲面液晶显示面板中所述像素电极221具有第一边31(长边)和第二边32(短边)，其中所述第一边31的边长大于所述第二边32的边长；本发明的所述曲面液晶显示面板的弯曲方向与所述第一边31的延伸方向相同，将平面结构的液晶显示面板沿像素电极的长边方向弯曲，以形成曲面液晶显示面板。
由于所述像素电极和所述彩膜色阻相对设置，此时曲面液晶显示面板的弯曲方向也与彩膜色阻的长边方向相同。现有技术中，平面结构的液晶显示面板沿像素电极的短边方向弯曲，而本实施例采用上述的弯曲方式，使得单位面积内像素间分隔BM减少，即两个彩膜色阻之间的黑色矩阵的宽度m1与两个黑色矩阵之间的彩膜色阻的宽度m2的比例减小(而现有技术m2为彩膜色阻短边的边长)，当彩膜基板的彩膜色阻相对相应的像素电极偏移时，能够减少像素电极和彩膜色阻之间的偏移量K1，从而降低了由于像素电极、彩膜色阻偏移而造成的色偏、漏光等不良现象。
本发明的曲面液晶显示面板，通过将曲面液晶显示面板的弯曲方向与像素电极的长边延伸方向保持一致，从而降低了色偏，同时避免了产生漏光现象。
请参照图3，图3为本发明的曲面液晶显示面板的第二优选实施例的结构示意图以及局部结构图。
本优选实施例的曲面液晶显示面板包括曲面结构的彩膜基板41、曲面结构的阵列基板42以及液晶层，设置于所述彩膜基板41和所述阵列基板42之间。其中，所述彩膜基板41和所述阵列基板42的具体结构如图3的上部分所示。
如图3的下部分所示，所述彩膜基板41上设置有黑色矩阵412以及彩膜色阻411，彩膜色阻可包括红色彩膜R、绿色彩膜G以及蓝色彩膜B。所述阵列基板42与所述彩膜基板41相对设置，其上设置有像素电极421、数据线422以及扫描线(图中未示出)。
平面状态下，所述阵列基板42的像素电极421与彩膜基板41的彩膜色阻411相对设置(即一一对应)；从而使得每个像素可通过所述彩膜基板41发出红、绿、蓝三色光。
由于曲面结构的阵列基板42和曲面结构的彩膜基板41相对设置，因此如图3下部分所示，所述彩膜基板41的两侧的彩膜色阻411与所述阵列基板42上对应的像素电极421发生了偏移现象。位于曲面液晶显示面板左侧的彩膜基板41的彩膜色阻411相对相应的像素电极421向左偏移，而位于曲面液晶显示面板右侧的彩膜基板41的彩膜色阻411相对相应的像素电极421向右偏移。
本发明的所述曲面液晶显示面板的弯曲方向可与所述像素电极221的长边51延伸方向相同，也可以与所述像素电极的短边52方向一致，即将平面结构的液晶显示面板沿像素电极的长边或者短边方向弯曲，以形成曲面液晶显示面板。
将所述彩膜色阻411与相应的像素电极411之间的偏移量K2称为弯曲偏移量，以下给出所述弯曲偏移量的推导过程：
曲面的彩膜基板成半圆环结构，如图4所示，将该半环结构的彩膜基板分割为无数个小正方体，其中虚线部分表示分割成的其中一个小正方体的主视图，由于所述彩膜基板的压强为公式(1)：
P＝F/S            公式1
其中P为大气的压强，通常取标准大气压，F为所述彩膜基板受到的压力，S为受力面积。
如图5所示，给出图4中小正方体受力分解图，所述小正方体分别受到了三个方向(a、b、c)的力，a表示曲面液晶显示面板弯曲的方向，b表示曲面液晶显示面板弯曲方向的切线方向，c表示纸面向外的方向，σa表示沿a方向上小正方体单位面积上受到的压力，σb表示沿b方向上小正方体单位面积上受到的压力，σc表示沿c方向上小正方体单位面积上受到的压力。结合图6，由于彩膜基板弯曲时所受的压力可以划分为施加到两边的力Fn，以及中间的力Fy，通常情况下所述彩膜基板中间是不受力，因此得出公式2：
∑Fy＝0           公式2
而每个小正方体所受到的压力，利用曲面积分的原理，对整个彩膜基板的弧面进行积分，得出每个小正方体所受到的压力：
      公式3
其中，L为所述彩膜基板的长度，D为所述彩膜基板的曲率直径，r为所述彩膜基板的曲率半径，d为所述彩膜基板的厚度，为所述彩膜基板的对应的圆心角，沿a方向小正方体单位面积上受到的压力Fa等于：
Fa＝σa*d*L          公式4
由于每个小正方体仅受到两个Fn的作用，因此沿a方向上单位面积上受到的压力的两倍，与每个小正方体所受到的压力相等，由公式3、4得出：
2σa*d*L-P*L*D＝0        公式5
即公式5简化为：
σ a = PD 2 d            公式6
相应地，所述彩膜基板受到总的压力为F0：
F0＝p*π*(D/2)2          公式7
沿b方向上彩膜基板的面积Sb为：
Sb＝πD*d           公式8
根据公式7、8得出沿b方向上小正方体单位面积上受到的压力为：
σb＝F0/Sb＝p*π*(D/2)2/(πD*d)＝PD/4d＝Pr/8d     公式9
由于彩膜基板沿纸面向外方向所受的压力为零，因此
σc＝0              公式10
假设所述彩膜基板的弹性模量为E，弯曲过程中发生弹性形变，因而服从虎克定律，可以推断出彩膜基板内侧像素电极与彩膜色阻受到b方向压力(变形力)导致的弯曲偏移量k2为：
K2＝E·σb          公式11
结合公式9，我们得出所述弯曲偏移量K2为：
K2＝E*P*r/(8*d)；           公式12
其中，K2为所述弯曲偏移量，K2的单位为米，E为所述彩膜基板的弹性模量，E的单位为兆帕、P为大气压强，P的单位为帕，通常P取标准大气压、r所述彩膜基板的曲率半径，r的单位为米、d为所述彩膜基板的厚度，d的单位为米。
即所述弯曲偏移量根据所述彩膜基板的厚度、所述彩膜基板的弹性模量以及所述彩膜基板的曲率半径获取，由于在将平面结构的液晶显示面板弯曲时，所述像素电极和所述彩膜色阻之间发生偏移，根据所述弯曲偏移量K2对黑色矩阵(BM)进行加宽处理，其中所述黑色矩阵的加宽值等于所述弯曲偏移量K2的值，通过加宽黑色矩阵的方法，从而使得所述像素电极和彩膜色阻之间重新一一对应，消除了曲面液晶显示面板出现的色偏问题，可以对整个彩膜基板的全部黑色矩阵都进行加宽。
优选地，所述曲面液晶显示面板包括左侧区域、中间区域、右侧区域，由于所述像素电极和彩膜色阻之间仅在左侧区域和右侧区域发生偏移，可根据所述弯曲偏移量仅对所述左侧区域和所述右侧区域的所述黑色矩阵进行加宽处理，其中所述黑色矩阵的加宽值等于所述弯曲偏移量的值。从而使得所述像素电极和彩膜色阻之间重新一一对应，消除了曲面液晶显示面板出现的色偏问题。同时由于所述黑色矩阵的加宽，使得所述黑色矩阵的宽度大于所述数据线的宽度(一般情况下黑色矩阵的宽度和数据线的宽度相等，黑色矩阵相对数据线设置)，避免了当显示装置进一步弯曲时，彩膜基板与阵列基板的相对偏移量进一步增大，两个相邻的彩膜色阻移动到数据线附近，使得数据线附近的电场会引起液晶发生偏转，导致出现漏光的问题。
本发明的曲面液晶显示面板，通过对所述黑色矩阵进行加宽处理，从而消除了色偏、漏光等不良现象。
本发明还提供一种曲面液晶显示装置，该曲面液晶显示装置包括背光模块以及曲面液晶显示面板，该背光模块可包括光源以及导光板，光源用于提供出射光线，导光板用于将出射光线传导至曲面液晶显示面板上。曲面液晶显示面板包括曲面结构的彩膜基板、曲面结构的阵列基板以及液晶层，所述液晶层设置在所述彩膜基板和所述阵列基板之间。
所述彩膜基板，设置有彩膜色阻和黑色矩阵；
所述阵列基板，与所述彩膜基板相对设置，设置有像素电极和数据线，其中所述像素电极具有第一边和第二边，其中所述第一边的边长大于所述第二边的边长；其中所述曲面液晶显示面板的弯曲方向与所述第一边的延伸方向相同。
本发明的曲面液晶显示装置，可以采用上述任何一种曲面液晶显示面板，由于曲面液晶显示面板在上文已经详述，在此不再赘述。
本发明的曲面液晶显示装置，通过将曲面液晶显示面板的弯曲方向与像素电极的长边延伸方向保持一致，从而降低了色偏，同时避免了产生漏光现象，或者对所述黑色矩阵进行加宽处理，从而消除了色偏、漏光等不良现象。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种曲面液晶显示面板，其特征在于，包括：
彩膜基板，设置有彩膜色阻和黑色矩阵；
阵列基板，与所述彩膜基板相对设置，设置有像素电极和数据线，其中所述像素电极具有第一边和第二边，其中所述第一边的边长大于所述第二边的边长；其中所述曲面液晶显示面板的弯曲方向与所述第一边的延伸方向相同；以及
液晶层，设置于所述彩膜基板和所述阵列基板之间。
2.根据权利要求1所述的曲面液晶显示面板，其特征在于，
根据弯曲偏移量对所述黑色矩阵进行加宽处理，且所述黑色矩阵的加宽值等于所述弯曲偏移量的值，以消除所述曲面液晶显示面板的色偏，其中所述弯曲偏移量为所述彩膜色阻与相应的像素电极之间的偏移量。
3.根据权利要求2所述的曲面液晶显示面板，其特征在于，
根据所述彩膜基板的厚度、所述彩膜基板的弹性模量以及所述彩膜基板的曲率半径，获取所述弯曲偏移量。
4.根据权利要求3所述的曲面液晶显示面板，其特征在于，所述弯曲偏移量为：
K＝E*P*r/(8*d)；
其中，K为所述弯曲偏移量，E为所述彩膜基板的弹性模量、P为大气压强、r所述彩膜基板的曲率半径、d为所述彩膜基板的厚度。
5.根据权利要求2所述的曲面液晶显示面板，其特征在于，所述曲面液晶显示面板包括左侧区域、中间区域、右侧区域，根据所述弯曲偏移量对所述左侧区域和所述右侧区域的所述黑色矩阵进行加宽处理。
6.一种曲面液晶显示装置，其特征在于，包括背光模块；及曲面液晶显示面板，所述曲面液晶显示面板包括：
彩膜基板，设置有彩膜色阻和黑色矩阵；
阵列基板，与所述彩膜基板相对设置，设置有像素电极和数据线，其中所述像素电极具有第一边和第二边，其中所述第一边的边长大于所述第二边的边长；其中所述曲面液晶显示面板的弯曲方向与所述第一边的延伸方向相同；以及
液晶层，设置于所述彩膜基板和所述阵列基板之间。
7.根据权利要求6所述的曲面液晶显示装置，其特征在于，
根据弯曲偏移量对所述黑色矩阵进行加宽处理，且所述黑色矩阵的加宽值等于所述弯曲偏移量的值，以消除所述曲面液晶显示面板的色偏，其中所述弯曲偏移量为所述彩膜色阻与相应的像素电极之间的偏移量。
8.根据权利要求7所述的曲面液晶显示装置，其特征在于，
根据所述彩膜基板的厚度、所述彩膜基板的弹性模量以及所述彩膜基板的曲率半径，获取所述弯曲偏移量。
9.根据权利要求8所述的曲面液晶显示装置，其特征在于，所述弯曲偏移量为：
K＝E*P*r/(8*d)；
其中，K为所述弯曲偏移量，E为所述彩膜基板的弹性模量、P为大气压强、r所述彩膜基板的曲率半径、d为所述彩膜基板的厚度。
10.根据权利要求7所述的曲面液晶显示装置，其特征在于，所述曲面液晶显示面板包括左侧区域、中间区域、右侧区域，根据所述弯曲偏移量对所述左侧区域和所述右侧区域的所述黑色矩阵进行加宽处理。
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