CN104991384B - 液晶显示面板与液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶显示面板，包括像素电极层、公共电极层、彩色滤光片层以及介电常数调整膜。所述彩色滤光片层包括第一色阻、第二色阻与第三色阻。所述介电常数调整膜包括第一介电常数调整单元、第二介电常数调整单元与第三介电常数调整单元。其中，所述介电常数调整膜位于所述像素电极层与所述公共电极层之间，所述第一介电常数调整单元、所述第二介电常数调整单元以及所述第三介电常数调整单元分别与所述第一色阻、所述第二色阻以及所述第三色阻对应设置。本发明还提供一种液晶显示装置。本发明的液晶显示面板与液晶显示装置利用介电常数调整膜调整各个像素的介电常数，只需要一条伽马曲线对应各个像素即可实现高显示画质效果，设计简单。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种液晶显示面板与液晶显示装置。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)具备轻薄、节能、无辐射等诸多优点，因此已经逐渐取代传统的阴极射线管(CRT)显示器。目前LCD被广泛地应用于高清晰数字电视、台式计算机、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑、移动电话、数码相机等电子设备中。
常见的LCD可分为窄视角的扭曲向列型(Twisted Nematic，TN)LCD、超扭曲向列型(Super Twisted Nematic，STN)LCD、双层超扭曲向列型(Double-layer Super TwistedNematic，DSTN)LCD以及广视角的边缘场开关技术(Fringe Field Switching，FFS)LCD、平面转换(In-Plane Switching，IPS)LCD与垂直配向技术(Vertical Alignment，VA)LCD。其中，IPS型LCD由于其可视角度大、色彩真实、画面出色等各种优势而被广泛地应用于显示设备中。
LCD的工作原理是给液晶施加外部电压，在电场的作用下，液晶分子会发生排列上的变化，从而影响通过其的光线变化，这种光线的变化通过偏光片的作用可以表现为明暗的变化，因此人们通过对电场的控制最终控制了光线的明暗变化，从而达到显示图像的目的。但是，针对相同电极间距和相同电极宽度的正性液晶IPS架构，若要LCD在显示时，实现颜色不失真，满足画质显示需要，需要3条伽马曲线分别控制红、绿、蓝颜色显示。然而，维持3条伽马曲线需要三组对应的电路，使LCD的设计复杂。
因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。
发明内容
鉴于以上问题，本发明提供一种液晶显示面板，其画质效果好且设计简单。
本发明的实施例提供一种液晶显示面板，其包括像素电极层、公共电极层、彩色滤光片层以及介电常数调整膜。所述彩色滤光片层包括第一色阻、第二色阻与第三色阻。所述介电常数调整膜包括第一介电常数调整单元、第二介电常数调整单元与第三介电常数调整单元。其中，所述介电常数调整膜位于所述像素电极层与所述公共电极层之间，所述第一介电常数调整单元、所述第二介电常数调整单元以及所述第三介电常数调整单元分别与所述第一色阻、所述第二色阻以及所述第三色阻对应设置。
本发明的实施例还提供一种液晶显示装置，其包括上述的液晶显示面板。
本发明的液晶显示面板与液晶显示装置利用介电常数调整膜调整各个像素的介电常数，进而调整各个像素的跨压，使得各个像素可在相同的电压下达到相同的饱和电压，进而只需要一条伽马曲线对应各个像素，实现高显示画质效果，设计简单。
附图说明
图1为本发明第一实施例所提供的一种液晶显示面板的结构示意图。
图2为本发明第二实施例所提供的一种液晶显示面板的结构示意图。
图3a为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的红色像素的饱和电压与第一介电常数调整单元的介电常数的曲线示意图。
图3b为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的红色像素的穿透率与第一介电常数调整单元的介电常数的曲线示意图。
图3c为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的红色像素的穿透率与饱和电压的曲线示意图。
图4a为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的绿色像素的饱和电压与第二介电常数调整单元的介电常数的曲线示意图。
图4b为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的绿色像素的穿透率与第二介电常数调整单元的介电常数的曲线示意图。
图4c为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的绿色像素的穿透率与饱和电压的曲线示意图。
图5a为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的蓝色像素的饱和电压与第三介电常数调整单元的介电常数的曲线示意图。
图5b为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的蓝色像素的穿透率与第三介电常数调整单元的介电常数的曲线示意图。
图5c为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的蓝色像素的穿透率与饱和电压的曲线示意图。
图6a为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的各像素的跨压与穿透率的归一化曲线示意图。
图6b为现有技术的液晶显示面板的各像素的跨压与穿透率的归一化曲线示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的液晶显示面板及液晶显示装置其具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及功效，详细说明如后。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
请参考图1，图1为本发明第一实施例所提供的一种液晶显示面板1的剖面结构示意图，如图1所示，液晶显示面板1包括薄膜晶体管阵列基板10、彩色滤光片基板20和液晶层30，薄膜晶体管阵列基板10与彩色滤光片基板20相对设置，液晶层30位于薄膜晶体管阵列基板10与彩色滤光片基板20之间。
彩色滤光片基板20包括第一基板200以及依次设置在第一基板200上的黑色矩阵201、彩色滤光片层202和平坦层204，平坦层204位于彩色滤光片层202与液晶层30之间。彩色滤光片层202包括第一色阻202a、第二色阻202b与第三色阻202c，优选地，第一色阻202a为红色色阻，第二色阻202b为绿色色阻，第三色阻202c为蓝色色阻。黑色矩阵201位于第一基板200与平坦层204之间，并且分布在第一色阻202a、第二色阻202b以及第三色阻202c的间隔处。
薄膜晶体管阵列基板10包括第二基板100、绝缘层101、公共电极层102、介电常数调整膜103以及像素电极层104。其中，绝缘层101设置在第二基板100上，公共电极层102设置在绝缘层101上，介电常数调整膜103设置在公共电极层102上，像素电极层104设置在介电常数调整膜103上，也就是说，介电常数调整膜103位于公共电极层102与像素电极层104之间。其中，像素电极层104包括多个像素电极(未标示)。进一步地，介电常数调整膜103包括第一介电常数调整单元103a、第二介电常数调整单元103b与第三介电常数调整单元103c，并且第一介电常数调整单元103a、第二介电常数调整单元103b与第三介电常数调整单元103c在同一层上。其中，第一介电常数调整单元103a、第二介电常数调整单元103b和第三介电常数调整单元103c分别与第一色阻202a、第二色阻202b与第三色阻202c对应设置。
第一介电常数调整单元103a可为掺杂氟或者碳的氧化硅薄膜，若是掺杂氟的氧化硅薄膜，其可由化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)制成，也可由高密度等离子体化学气相沉积(High Density Plasma Chemical Vapor Deposition，HDPCVD)制成，若是掺杂碳的氧化硅薄膜，则可采用等离子体增强化学气相沉积(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，PECVD)。
第二介电常数调整单元103b为不掺杂的氧化硅薄膜，氧化硅薄膜在550nm时的折射率为1.46，透明域范围在210nm与800nm之间，可见光范围的透过率为95％至99％。第二介电常数调整单元103b可采用PECVD制成，也可以采用氢化硅与一氧化二氮在温度从100度到400度的氩气环境下加热生成。
第三介电常数调整单元103c为氮化硅薄膜，氮化硅薄膜的折射率接近于2.0，其具有相当好的表面和体钝化作用，且在可见光范围透过率可达90％，第三介电常数调整单元103c同样可采用PECVD制成。
在本发明一实施例中，介电常数调整膜103的厚度范围为100nm至500nm，膜厚范围为100nm至500nm的氧化硅薄膜或者氮化硅薄膜其透过率均可达到90％，可满足液晶显示面板的显示需求，并且对应钝化性能同时可满足金属间介质性能需求。
在本实施例中，介电常数调整膜103的第一介电常数调整单元103a、第二介电常数调整单元103b和第三介电常数调整单元103c需要分别与第一色阻202a、第二色阻202b与第三色阻202c对应设置，以改变施加给各个分别对应第一色阻202a、第二色阻202b与第三色阻202c所在的像素的跨压，以使得各个不同颜色的像素在透过率同时达到最大时的饱和电压相同。
请参考图2，图2为本发明第二实施例所提供一种液晶显示面板1'的剖面结构示意图，如图2所示，液晶显示面板1'包括薄膜晶体管阵列基板10、彩色滤光片基板20和液晶层30，薄膜晶体管阵列基板10与彩色滤光片基板20相对设置，液晶层30位于薄膜晶体管阵列基板10与彩色滤光片基板20之间。
彩色滤光片基板20包括第一基板200以及依次设置在第一基板200上的黑色矩阵201、彩色滤光片层202、公共电极层203和平坦层204，平坦层204位于彩色滤光片层202与液晶层30之间。公共电极层203位于平坦层204与彩色滤光片层202之间，需要注意的是，在其他实施方式中，公共电极层203也可以位于第一基板200与彩色滤光片层202之间，或者位于平坦层204与液晶层30之间。彩色滤光片层202包括第一色阻202a、第二色阻202b与第三色阻202c，优选地，第一色阻202a为红色色阻，第二色阻202b为绿色色阻，第三色阻202c为蓝色色阻。黑色矩阵201位于第一基板200与平坦层204之间，并且分布在第一色阻202a、第二色阻202b以及第三色阻202c的间隔处。
薄膜晶体管阵列基板10包括第二基板100、绝缘层101、介电常数调整膜103以及像素电极层104。其中，绝缘层101设置在第二基板100上，像素电极层104设置在绝缘层101上，介电常数调整膜103设置在像素电极层104上，也就是说，介电常数调整膜103位于公共电极层203与像素电极层104之间。其中，像素电极层104包括多个像素电极(未标示)。进一步地，介电常数调整膜103包括第一介电常数调整单元103a、第二介电常数调整单元103b与第三介电常数调整单元103c，并且第一介电常数调整单元103a、第二介电常数调整单元103b与第三介电常数调整单元103c在同一层上。其中，第一介电常数调整单元103a、第二介电常数调整单元103b和第三介电常数调整单元103c分别与第一色阻202a、第二色阻202b与第三色阻202c对应设置。
在本实施例中，介电常数调整膜103设置在薄膜晶体管阵列基板10上，需要说明的是，在其他实施方式中，介电常数调整膜103也可设置在彩色滤光片基板20上，只要介电常数调整膜103设置在公共电极层203与像素电极层104之间即可。此外，关于本实施例中所描述的介电常数调整膜103的材料、膜厚、工作原理等均可参考图1所描述的液晶显示面板1的介电常数调整膜103，因此，此处不再赘述。
请参考图3a，图3a为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的红色像素的饱和电压与第一介电常数调整单元103a的介电常数的曲线示意图。如图3a所示，当第一介电常数调整单元103a的介电常数为2时，对应的饱和电压为5.4v；当第一介电常数调整单元103a的介电常数为3时，对应的饱和电压为4.6v；当第一介电常数调整单元103a的介电常数为4时，对应的饱和电压为4.4v；当第一介电常数调整单元103a的介电常数为5时，对应的饱和电压为4.2v；当第一介电常数调整单元103a的介电常数为6.4时，对应的饱和电压为4v，由此可知，红色像素的饱和电压随着与其对应的第一介电常数调整单元103a的介电常数的改变而变化的比较明显，且随着介电常数的增大而减小。
此外，请参考图3b，图3b为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的红色像素的穿透率与第一介电常数调整单元的介电常数的曲线示意图。如图3b所示，当第一介电常数调整单元103a的介电常数处于2与5之间时，对应的穿透率在7.3％周围浮动，当第一介电常数调整单元103a的介电常数大于5以后，对应的穿透率急剧下降，且在第一介电常数调整单元103a介电常数为6.3时，对应的穿透率低至6.88％，由此可知，红色像素的穿透率当其对应的第一介电常数调整单元103a的介电常数大于5以后随着介电常数的增大而减小。
进一步，请参考图3c，图3c为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的红色像素的穿透率与饱和电压的曲线示意图。如图3c所示，当红色像素的饱和电压为4v时，对应的穿透率为0.0688；当红色像素的饱和电压在4v与4.2v之间时，对应的穿透率在0.0688与0.073之间呈线性增长；当红色像素的饱和电压大于4.2v时，对应的穿透率稳定在0.073，由此可知，红色像素的穿透率随饱和电压的变化比较明显。
进一步，请参考图4a，图4a为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的绿色像素的饱和电压与第二介电常数调整单元103b的介电常数的曲线示意图。如图4a所示，当第二介电常数调整单元103b的介电常数为2时，对应的饱和电压为5.6v；当第二介电常数调整单元103b的介电常数为3时，对应的饱和电压为5.0v；当第二介电常数调整单元103b的介电常数为4时，对应的饱和电压为4.6v；当第二介电常数调整单元103b的介电常数为5时，对应的饱和电压为4.4v；当第二介电常数调整单元103b的介电常数为6时，对应的饱和电压为4.2v；当第二介电常数调整单元103b的介电常数为7时，对应的饱和电压为4.0v，由此可知，绿色像素的饱和电压随着其对应的第二介电常数调整单元103b的介电常数的改变而变化的比较明显，且随着介电常数的增大而减小。
请参考图4b，图4b为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的绿色像素的穿透率与第二介电常数调整单元103b的介电常数的曲线示意图。如图4b所示，当第二介电常数调整单元103b的介电常数为2时，对应的穿透率为8.4468％；当第二介电常数调整单元103b的介电常数为3时，对应的穿透率为8.4472％；当第二介电常数调整单元103b的介电常数为4时，对应的穿透率为8.4518％；当第二介电常数调整单元103b的介电常数为5时，对应的穿透率为8.450％；当第二介电常数调整单元103b的介电常数为6时，对应的穿透率为8.4532％；当第二介电常数调整单元103b的介电常数为7时，对应的穿透率为8.4465％；当第二介电常数调整单元103b的介电常数为8时，对应的穿透率为8.4513％，由此可知，绿色子像素的穿透率随着其对应的第二介电常数调整单元103b的介电常数的变化呈波动变化。
请参考图4c，图4c为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的绿色像素的穿透率与饱和电压的曲线示意图。如图4c所示，当绿色像素的饱和电压为4v时，对应的穿透率为0.084464；当绿色像素的饱和电压为4.2v时，对应的穿透率为0.084532；当绿色像素的饱和电压为4.4v时，对应的穿透率为0.0845；当绿色像素的饱和电压为4.6v时，对应的穿透率为0.084518；当绿色像素的饱和电压为5V时，对应的穿透率为0.08447，由此可知，绿色像素的穿透率随着饱和电压的变化呈波动变化。
请参考图5a，图5a为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的蓝色像素的饱和电压与第三介电常数调整单元103c的介电常数的曲线示意图。如图5a所示，当第三介电常数调整单元103c的介电常数为2时，对应的饱和电压为6v；当第三介电常数调整单元103c的介电常数为3时，对应的饱和电压为5.9v；当第三介电常数调整单元103c的介电常数为4时，对应的饱和电压为5.7v；当第三介电常数调整单元103c的介电常数为5时，对应的饱和电压为5.6v；当第三介电常数调整单元103c的介电常数为6时，对应的饱和电压为5v；当第三介电常数调整单元103c的介电常数为7时，对应的饱和电压为4.3v，由此可知，蓝色像素的饱和电压当其对应的第三介电常数调整单元103c的介电常数调大于2以后，随着介电常数的变化较平缓。
请参考图5b，图5b为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的蓝色像素的穿透率与第三介电常数调整单元103c的介电常数的曲线示意图。如图5b所示，当第三介电常数调整单元103c的介电常数为2时，对应的穿透率为0.08041；当第三介电常数调整单元103c的介电常数为3时，对应的穿透率为0.08168；当第三介电常数调整单元103c的介电常数为4时，对应的穿透率为0.0818；当第三介电常数调整单元103c的介电常数为5时，对应的穿透率为0.08168；当第三介电常数调整单元103c的介电常数为6时，对应的穿透率为0.08168；当第三介电常数调整单元103c的介电常数为7时，对应的穿透率为0.0818；当第三介电常数调整单元103c的介电常数为8时，对应的穿透率为0.08167，由此可知，蓝色像素的穿透率在其对应的第三介电常数调整单元103c的介电常数大于3以后随着介电常数的变化比较平缓。
请参考图5c，图5c为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的蓝色像素的穿透率与饱和电压的曲线示意图。如图5c所示，当蓝色像素的饱和电压为4.6v与5.8v之间时，对应的穿透率为在0.0818周围小范围的浮动；当蓝色像素的饱和电压大于5.8v时，对应的穿透率突然下降，且下降的幅度较大，由此可知，蓝色像素的穿透率当饱和电压过大时，其随着饱和电压的变化较大。
由此可知，本发明的介电常数调整膜103的第一介电常数调整单元103a位于红色像素的像素电极与公共电极层102之间，其用于调整红色像素的跨压，介电常数调整膜103的第二介电常数调整单元103b位于绿色像素的像素电极与公共电极层102之间，其用于调整绿色像素的跨压，介电常数调整膜103的第三介电常数调整单元103c位于蓝色像素的像素电极与公共电极层102之间，其用于调整蓝色像素的跨压，可设置第一介电常数调整单元103a的介电常数小于第二介电常数调整单元103b的介电常数，第二介电常数调整单元103b的介电常数小于第三介电常数调整单元103c的介电常数来实现采用一条伽马线使得液晶显示面板达到高画质的需求。优选地，第一介电常数调整单元103a的介电常数设置为3，第二介电常数调整单元103b的介电常数设置为4，第三介电常数调整单元103c的介电常数设置为8。
本发明的液晶显示面板采用介电常数为3的第一介电常数调整单元103a调整红色像素的跨压，介电常数为4的第二介电常数调整单元103b调整绿色像素的跨压，介电常数为8的第三介电常数调整单元103c调整蓝色像素的跨压，使得在红色像素、绿色像素以及蓝色像素的透过率均达到最大时候的饱和电压相同，也就是说，可采用一条伽马线使得液晶显示面板达到高画质的需求。
请同时参考图6a与图6b，图6a为本发明一实施例所提供的液晶显示面板的各像素的跨压与穿透率的归一化曲线示意图，图6b为现有技术的液晶显示面板的各像素的跨压与穿透率的归一化曲线示意图。如图6a所示，a代表的是本发明红色像素的跨压与穿透率的归一化曲线示意图，b代表的是本发明绿色像素的跨压与穿透率的归一化曲线示意图，c代表的是本发明蓝色像素的跨压与穿透率的归一化曲线示意图，并且曲线a、曲线b以及曲线c在仿真软件Techwiz仿真下得到的。如图6b所示，a’代表的是现有技术的红色像素跨压与穿透率的归一化曲线示意图，b’代表的是现有技术的绿色像素跨压与穿透率的归一化曲线示意图，c’代表的是现有技术的蓝色像素跨压与穿透率的归一化曲线示意图。由图6a与图6b可以看出当红色像素的第一介电常数调整单元103a的介电常数为3的掺杂氟或碳的氧化硅薄膜，当绿色像素的第二介电常数调整单元103b的介电常数为4的无掺杂氧化硅薄膜，当蓝色像素的第三介电常数调整单元103c的介电常数为8的氮化硅薄膜时，从归一化后的跨压与穿透率曲线可看出，本发明的红、绿、蓝像素与现有技术中的采用相同介质调整膜相比，跨压与穿透率曲线吻合程度提高，且饱和电压均为4.6v，可在只采用一条伽马控制红绿蓝颜色，可满足显示画质需求。
本发明还提供一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括上述的液晶显示面板，其原理在上述图1至图6b所述的液晶显示面板中做了详细的描述，因此此处不再赘述。
本发明的液晶显示面板与液晶显示装置利用介电常数调整膜调整各个像素的介电常数，进而调整各个像素的跨压，使得各个像素可在相同的电压下达到相同的饱和电压，进而只需要一条伽马曲线对应各个像素，实现高显示画质效果，设计简单。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板包括：
像素电极层；
公共电极层；
彩色滤光片层，所述彩色滤光片层包括第一色阻、第二色阻与第三色阻；以及
介电常数调整膜，所述介电常数调整膜包括第一介电常数调整单元、第二介电常数调整单元与第三介电常数调整单元；
其中，在所述像素电极层与所述公共电极层之间仅设置所述介电常数调整膜，所述第一介电常数调整单元、所述第二介电常数调整单元以及所述第三介电常数调整单元分别与所述第一色阻、所述第二色阻以及所述第三色阻对应设置；
其中，所述第一介电常数调整单元的介电常数小于所述第二介电常数调整单元的介电常数，所述第二介电常数调整单元的介电常数小于所述第三介电常数调整单元的介电常数；所述介电常数调整膜的厚度为100nm至500nm；
其中，所述第一色阻为红色色阻，所述第二色阻为绿色色阻，所述第三色阻为蓝色色阻。
2.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述像素电极层与所述公共电极层均设置在所述液晶显示面板的薄膜晶体管阵列基板上。
3.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一介电常数调整单元、所述第二介电常数调整单元以及所述第三介电常数调整单元在同一层上。
4.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一介电常数调整单元为掺杂氟或者碳的氧化硅薄膜，所述第二介电常数调整单元为不掺杂的氧化硅薄膜，所述第三介电常数调整单元为氮化硅薄膜。
5.一种液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示装置包括如权利要求1-4任一项所述的液晶显示面板。
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