本發(fā)明涉及液晶顯示的技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種復(fù)合型液晶顯示裝置。
背景技術(shù):
液晶顯示裝置(liquid crystal display,LCD)具有畫(huà)質(zhì)好、體積小、重量輕、低驅(qū)動(dòng)電壓、低功耗、無(wú)輻射和制造成本相對(duì)較低的優(yōu)點(diǎn),在平板顯示領(lǐng)域占主導(dǎo)地位。液晶顯示裝置包括相對(duì)設(shè)置的彩色濾光片基板和薄膜晶體管陣列基板以及夾置在兩者之間的液晶層。
現(xiàn)在液晶顯示裝置逐漸向著寬視角方向發(fā)展,如采用面內(nèi)切換模式(IPS)或邊緣場(chǎng)開(kāi)關(guān)模式(FFS)的液晶顯示裝置均可以實(shí)現(xiàn)較寬的視角。然而,當(dāng)今社會(huì)人們?cè)絹?lái)越注重保護(hù)自己的隱私,有很多事情并不喜歡拿出來(lái)和人分享。在公共場(chǎng)合,總希望自己在看手機(jī)或者瀏覽電腦的時(shí)候內(nèi)容是保密的。因此,單一視角模式的顯示器已經(jīng)不能滿足使用者的需求。除了寬視角的需求之外,在需要防窺的場(chǎng)合下,也需要能夠?qū)@示裝置切換或者調(diào)整到窄視角模式。
為了實(shí)現(xiàn)液晶顯示裝置的寬窄視角切換,有一種方式是利用彩色濾光片基板一側(cè)的視角控制電極給液晶分子施加一個(gè)垂直電場(chǎng),以實(shí)現(xiàn)窄視角模式。請(qǐng)參圖1至圖2,其中一種液晶顯示裝置包括第一基板11、第二基板12和位于第一基板11與第二基板12之間的液晶層13,第一基板11為彩色濾光片基板,第二基板12為薄膜晶體管陣列基板,該液晶顯示裝置具有呈陣列分布的多個(gè)子像素(sub-pixel),如R、G、B子像素。第一基板11的外側(cè)設(shè)有第一偏光片111,第一基板11的內(nèi)側(cè)設(shè)有色阻層112、黑矩陣(BM)113、視角控制電極114和平坦層115;第二基板12的外側(cè)設(shè)有第二偏光片121,第二基板12的內(nèi)側(cè)設(shè)有像素驅(qū)動(dòng)電路120,該像素驅(qū)動(dòng)電路120例如包括用于驅(qū)動(dòng)該多個(gè)子像素的薄膜晶體管(TFT)、掃描線、數(shù)據(jù)線、像素電極和公共電極等結(jié)構(gòu)。
如圖1所示,當(dāng)需要寬視角顯示時(shí),第一基板11的視角控制電極114施加與公共電極相同的電壓,使視角控制電極114與第二基板12的公共電極之間的電位差為零,液晶顯示裝置在像素電極與公共電極之間的面內(nèi)電場(chǎng)下實(shí)現(xiàn)寬視角顯示。
如圖2所示,當(dāng)需要窄視角顯示時(shí),第一基板11的視角控制電極114施加與公共電極不同的電壓,使視角控制電極114與第二基板12的公共電極之間存在一定的電位差,此時(shí)在第一基板11與第二基板12之間產(chǎn)生一個(gè)垂直方向電場(chǎng)(如圖中箭頭E所示),液晶層13中的液晶分子在像素電極與公共電極之間的面內(nèi)電場(chǎng)下水平旋轉(zhuǎn)的同時(shí),會(huì)因?yàn)榇怪狈较螂妶?chǎng)而翹起,液晶分子產(chǎn)生漏光而使液晶顯示裝置的對(duì)比度降低,最終實(shí)現(xiàn)窄視角顯示。
觸控屏發(fā)展至今已廣泛用于個(gè)人計(jì)算機(jī)、智能電話、公共信息、智能家電、工業(yè)控制等眾多領(lǐng)域。在目前的觸控領(lǐng)域,主要有電阻式觸控屏、光電式觸控屏、超聲波式觸控屏、平面電容式觸控屏,按照位置分布也分外掛式、內(nèi)置式等。
目前顯示屏的觸控基本是外掛式,這就需要在顯示器件外,額外準(zhǔn)備一個(gè)觸控盒,例如在第一基板11的外側(cè)設(shè)置觸控盒116,觸控盒116具體是設(shè)置在第一偏光片111的外表面上,如圖1所示。
由于目前用于觸控功能的觸控盒116一般為外掛式,需要單獨(dú)貼合于液晶盒上,會(huì)增加盒厚,而且液晶盒內(nèi)施加于視角控制電極114上的視角切換信號(hào)會(huì)干擾觸控,使之不靈敏。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合型液晶顯示裝置,其附加有觸控和視角切換功能,不需要額外增加盒厚,而且可以降低視角切換信號(hào)對(duì)觸控的干擾,使觸控更靈敏。
本發(fā)明提供一種復(fù)合型液晶顯示裝置,包括第一基板、與該第一基板相對(duì)設(shè)置的第二基板以及位于該第一基板與該第二基板之間的液晶層,該第一基板的內(nèi)側(cè)設(shè)有第一偏光片、色阻層、黑矩陣和視角控制電極,該第一基板的外側(cè)或內(nèi)側(cè)設(shè)有觸控電路層,該第一偏光片的位置介于該觸控電路層與該視角控制電極之間,該第一偏光片由金屬材質(zhì)制成。
進(jìn)一步地,該觸控電路層設(shè)置在該第一基板的外側(cè),該第一偏光片設(shè)置在該第一基板的內(nèi)側(cè)表面上,該色阻層和該黑矩陣設(shè)置在該第一偏光片上,該視角控制電極設(shè)置在該色阻層和該黑矩陣上。
進(jìn)一步地,該觸控電路層直接制作形成在該第一基板的外側(cè)表面上。
進(jìn)一步地,該觸控電路層設(shè)置在該第一基板的內(nèi)側(cè)表面上,該液晶顯示裝置還包括絕緣間隔層,該絕緣間隔層設(shè)置在該觸控電路層上,該第一偏光片設(shè)置在該絕緣間隔層上,該色阻層和該黑矩陣設(shè)置在該第一偏光片上,該視角控制電極設(shè)置在該色阻層和該黑矩陣上。
進(jìn)一步地,該觸控電路層設(shè)置在該第一基板的內(nèi)側(cè)表面上,該色阻層和該黑矩陣設(shè)置在該觸控電路層上,該第一偏光片設(shè)置該色阻層和該黑矩陣上,該液晶顯示裝置還包括絕緣間隔層,該絕緣間隔層設(shè)置在該第一偏光片上,該視角控制電極設(shè)置在該絕緣間隔層上。
進(jìn)一步地,該觸控電路層直接制作形成在該第一基板的內(nèi)側(cè)表面上。
進(jìn)一步地,該液晶顯示裝置進(jìn)一步還包括平坦層,該平坦層覆蓋在該視角控制電極上。
進(jìn)一步地,該平坦層在非顯示區(qū)設(shè)有接觸孔,該接觸孔內(nèi)填充導(dǎo)電膠,該第二基板上連接有驅(qū)動(dòng)芯片,該驅(qū)動(dòng)芯片通過(guò)該導(dǎo)電膠與該視角控制電極電連接。
進(jìn)一步地,該第二基板的外側(cè)或內(nèi)側(cè)設(shè)有第二偏光片。
進(jìn)一步地,該第二基板上設(shè)有公共電極和像素電極。
本發(fā)明提供的復(fù)合型液晶顯示裝置,觸控電路層可以直接制作形成在第一基板的外側(cè)表面或內(nèi)側(cè)表面上,即把第一基板當(dāng)做觸控電路層的承載基板,這樣相較于傳統(tǒng)的在承載基板上先制作觸控電路形成觸控盒,然后再將觸控盒貼合于第一基板的外側(cè)而言,可以省略一個(gè)基板的厚度,大大降低了盒厚。而且,將第一偏光片設(shè)置在第一基板內(nèi)部,第一偏光片由金屬材質(zhì)制成,且第一偏光片的位置介于觸控電路層與視角控制電極之間,內(nèi)置的第一偏光片的金屬特性可以屏蔽施加在視角控制電極上的視角切換信號(hào)對(duì)觸控信號(hào)的干擾,使觸控不受影響,有效增加了觸控的靈敏度,使液晶顯示裝置同時(shí)附加有觸控和視角切換功能。
附圖說(shuō)明
圖1為其中一種液晶顯示裝置在寬視角時(shí)的截面示意圖。
圖2為圖1中液晶顯示裝置在窄視角時(shí)的截面示意圖。
圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例中液晶顯示裝置在寬視角時(shí)的截面示意圖。
圖4為圖3中液晶顯示裝置在窄視角時(shí)的截面示意圖。
圖5為圖3中液晶顯示裝置的第二基板的電路示意圖。
圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例中液晶顯示裝置的截面示意圖。
圖7為本發(fā)明第三實(shí)施例中液晶顯示裝置的截面示意圖。
具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)方式及功效,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效,詳細(xì)說(shuō)明如后。
附圖中,為了清晰起見(jiàn),會(huì)夸大層和區(qū)域的尺寸和相對(duì)尺寸。應(yīng)當(dāng)理解的是,當(dāng)元件例如層、區(qū)域或基板被稱作“形成在”或“設(shè)置在”另一元件“上”時(shí),該元件可以直接設(shè)置在所述另一元件上,或者也可以存在中間元件。相反,當(dāng)元件被稱作“直接形成在”或“直接設(shè)置在”另一元件上時(shí),不存在中間元件。
[第一實(shí)施例]
圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例中液晶顯示裝置在寬視角時(shí)的截面示意圖,圖4為圖3中液晶顯示裝置在窄視角時(shí)的截面示意圖,請(qǐng)參圖3至圖4,本實(shí)施例提供的液晶顯示裝置20包括第一基板21、與第一基板21相對(duì)設(shè)置的第二基板22及位于第一基板21與第二基板22之間的液晶層23。其中,第一基板21為彩色濾光片基板,第二基板22為薄膜晶體管陣列基板。
液晶顯示裝置20為采用水平電場(chǎng)的平面內(nèi)切換型(In-Plane Switching,IPS)或采用邊緣電場(chǎng)的邊緣電場(chǎng)切換型(Fringe Field Switching,F(xiàn)FS)的液晶顯示裝置。針對(duì)IPS型或FFS型的液晶顯示裝置,用于驅(qū)動(dòng)液晶分子偏轉(zhuǎn)的公共電極和像素電極是設(shè)置在同一基板(即薄膜晶體管陣列基板)上,液晶分子在與基板大致平行的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn),從而獲得更廣的視角。本實(shí)施例中,以邊緣電場(chǎng)切換型(FFS)為例對(duì)該液晶顯示裝置20進(jìn)行說(shuō)明。
第一基板21的內(nèi)側(cè)(即朝向液晶層23的一側(cè))設(shè)有第一偏光片211、色阻層212、黑矩陣(BM)213、視角控制電極214和平坦層215。第一偏光片211設(shè)置在第一基板21的內(nèi)側(cè)表面上,第一偏光片211由金屬材質(zhì)制成,第一偏光片211具體可以使用金屬線柵工藝或是納米壓印微影技術(shù)形成。色阻層212和黑矩陣213錯(cuò)開(kāi)排布且設(shè)置在第一偏光片211上,色阻層212例如包括紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三色的色阻材料,以分別形成R、G、B子像素。視角控制電極214設(shè)置在色阻層212和黑矩陣213上,即第一偏光片211與視角控制電極214之間由色阻層212和黑矩陣213隔開(kāi)。平坦層215覆蓋在視角控制電極214上,即平坦層215靠近液晶層23,用于平坦化靠近液晶層23的表面。
第一基板21的外側(cè)(即背向液晶層23的一側(cè))設(shè)有觸控電路層216,本實(shí)施例中,觸控電路層216直接制作形成在第一基板21的外側(cè)表面上,即直接把第一基板21當(dāng)做觸控電路層216的承載基板,這樣相較于傳統(tǒng)的在承載基板上先制作觸控電路形成觸控盒,然后再將觸控盒貼合于第一基板21的外側(cè)而言,可以省略一個(gè)基板的厚度,大大降低了盒厚。
而且,第一偏光片211設(shè)置在第一基板21內(nèi)部,第一偏光片211由金屬材質(zhì)制成,且第一偏光片211的位置介于觸控電路層216與視角控制電極214之間,內(nèi)置的第一偏光片211的金屬特性可以屏蔽施加在視角控制電極214上的視角切換信號(hào)對(duì)觸控信號(hào)的干擾,使觸控不受影響,有效增加了觸控的靈敏度。
觸控電路層216可采用單層或多層金屬網(wǎng)格或者透明電極設(shè)計(jì)。例如,觸控電路層216具體可以包括觸控驅(qū)動(dòng)電極和觸控感應(yīng)電極,觸控驅(qū)動(dòng)電極和觸控感應(yīng)電極可以由多個(gè)菱形的電極塊串接而成,在觸控驅(qū)動(dòng)電極和觸控感應(yīng)電極的交錯(cuò)處通常設(shè)置架橋結(jié)構(gòu)來(lái)確保觸控驅(qū)動(dòng)電極和觸控感應(yīng)電極之間的彼此絕緣以及在各自方向上電極塊的導(dǎo)通,此為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知。
本實(shí)施例中,第二基板22的外側(cè)(即背向液晶層23的一側(cè))設(shè)有第二偏光片221。第二偏光片221與第一偏光片211的透光軸方向(圖未示)相互垂直。第二偏光片221的材質(zhì)不限,可以由金屬或非金屬材質(zhì)制成。
圖5為圖3中液晶顯示裝置的第二基板的電路示意圖,請(qǐng)結(jié)合圖5,第二基板22的內(nèi)側(cè)(即朝向液晶層23的一側(cè))設(shè)有掃描線222、數(shù)據(jù)線223、薄膜晶體管(TFT)224、第一絕緣層225、公共電極226(common electrode)、第二絕緣層227和像素電極228(pixel electrode)。應(yīng)當(dāng)理解,本實(shí)施例中在第一基板21和第二基板22上僅示意與本發(fā)明相關(guān)的膜層結(jié)構(gòu),對(duì)不相關(guān)的膜層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了省略。
如圖5所示,第二基板22上由多條掃描線222與多條數(shù)據(jù)線223交叉限定形成呈陣列排布的多個(gè)子像素(sub-pixel)。子像素例如為紅(R)、綠(G)或藍(lán)(B)子像素,多個(gè)相鄰的子像素構(gòu)成一個(gè)顯示像素(pixel),例如一個(gè)顯示像素可包括紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)三個(gè)子像素。每個(gè)子像素內(nèi)設(shè)有像素電極228和薄膜晶體管(TFT)224,薄膜晶體管224位于掃描線222與數(shù)據(jù)線223交叉位置附近。每個(gè)薄膜晶體管224包括柵極、源極及漏極(圖未標(biāo)),其中柵極電連接對(duì)應(yīng)的掃描線222,源極電連接對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)線223,漏極電連接對(duì)應(yīng)的像素電極228。
本實(shí)施例中,像素電極228位于公共電極226上方,即像素電極228相較于公共電極226更靠近液晶層23,像素電極228與公共電極226之間設(shè)有第二絕緣層227,但不限于此。在其他實(shí)施例中,像素電極228和公共電極226的位置可互換,即像素電極228也可以位于公共電極226下方。另外,當(dāng)該液晶顯示裝置采用平面內(nèi)切換型(IPS)模式時(shí),公共電極226和像素電極228還可以位于同一層中,此時(shí)公共電極226和像素電極228可分別制成具有多個(gè)電極條的結(jié)構(gòu)且相互插入配合。
本實(shí)施例中,視角控制電極214、公共電極226與像素電極228可采用ITO(氧化銦錫)、IZO(氧化銦鋅)等透明導(dǎo)電材質(zhì)制成。
在其他實(shí)施例中,第二偏光片221也可以設(shè)置在第二基板22的內(nèi)側(cè),即第二偏光片221設(shè)置在第二基板22內(nèi)部。
本實(shí)施例中,液晶層23中的液晶分子為正性液晶分子,正性液晶分子具備響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)。在初始狀態(tài)(即顯示裝置20未施加任何電壓的情形)下,液晶層23內(nèi)的正性液晶分子呈現(xiàn)與基板21、22平行的平躺姿態(tài),正性液晶分子的長(zhǎng)軸方向與基板21、22的表面基本平行(如圖3)。
視角控制電極214用于控制該液晶顯示裝置20進(jìn)行視角切換。如圖3和圖4所示,通過(guò)在視角控制電極214上施加電壓,可以在視角控制電極214與公共電極226之間產(chǎn)生電壓差(即偏壓),使該液晶顯示裝置20在寬視角模式與窄視角模式之間切換。
請(qǐng)參圖3,當(dāng)在視角控制電極214與公共電極226之間未施加偏壓時(shí),液晶層23中的液晶分子的傾斜角度幾乎不發(fā)生變化,仍為平躺姿態(tài),液晶分子為傳統(tǒng)的面內(nèi)電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)方式,由位于同一基板(即第二基板22)上的像素電極228與公共電極226之間形成的面內(nèi)電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)液晶分子在與基板21、22平行的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn),液晶分子在較強(qiáng)的面內(nèi)電場(chǎng)作用下實(shí)現(xiàn)寬視角模式。
請(qǐng)參圖4,當(dāng)在視角控制電極214與公共電極226之間施加一定偏壓時(shí),會(huì)在兩個(gè)基板21、22之間形成垂直電場(chǎng)(如圖中箭頭E所示),由于正性液晶分子在電場(chǎng)作用下將沿著平行于電場(chǎng)線的方向旋轉(zhuǎn),正性液晶分子在該垂直電場(chǎng)作用下將發(fā)生偏轉(zhuǎn),使液晶分子與基板21、22之間的傾斜角度增大。由于液晶分子發(fā)生了偏轉(zhuǎn),使得在該液晶顯示裝置20的屏幕斜視方向上,穿過(guò)液晶分子的光線由于相位延遲與上下偏光片211、221不匹配,出現(xiàn)了漏光現(xiàn)象,導(dǎo)致從該液晶顯示裝置20的斜視方向上觀看屏幕時(shí),屏幕上的對(duì)比度降低而影響觀看效果,使視角減小,從而實(shí)現(xiàn)窄視角模式。
進(jìn)一步地,平坦層215在非顯示區(qū)設(shè)有接觸孔215a,使視角控制電極214通過(guò)接觸孔215a露出??梢酝ㄟ^(guò)一道光罩制程,在平坦層215中形成接觸孔215a。接觸孔215a內(nèi)填充導(dǎo)電膠31。第二基板22上連接有驅(qū)動(dòng)芯片32,驅(qū)動(dòng)芯片32通過(guò)導(dǎo)電膠31與視角控制電極214電連接,視角控制電極214上的電壓信號(hào)可以由驅(qū)動(dòng)芯片32提供,驅(qū)動(dòng)芯片32先提供電壓信號(hào)至第二基板22,再由第二基板22通過(guò)導(dǎo)電膠31將電壓信號(hào)施加在第一基板21的視角控制電極214上,實(shí)現(xiàn)該液晶顯示裝置20的寬窄視角的切換。
具體地,驅(qū)動(dòng)芯片32可以采取COG(chip on glass)綁定方式直接綁定在第二基板22上,如圖3所示;其他實(shí)施例中,驅(qū)動(dòng)芯片32也可以采取COF(chip on film)的綁定方式,即驅(qū)動(dòng)芯片32先綁定在柔性線路板(FPC)上,通過(guò)柔性線路板再綁定在第二基板22上。
本實(shí)施例提供的液晶顯示裝置20,附加有觸控和視角切換功能,因而是一種復(fù)合型液晶顯示裝置。
[第二實(shí)施例]
圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例中液晶顯示裝置的截面示意圖,請(qǐng)參圖6,本實(shí)施例與上述第一實(shí)施例的主要區(qū)別在于,本實(shí)施例中,第一基板21的內(nèi)側(cè)(即朝向液晶層23的一側(cè))設(shè)有觸控電路層216、絕緣間隔層217、第一偏光片211、色阻層212、黑矩陣(BM)213、視角控制電極214和平坦層215。
觸控電路層216設(shè)置在第一基板21的內(nèi)側(cè)表面上。絕緣間隔層217設(shè)置在觸控電路層216上。第一偏光片211設(shè)置在絕緣間隔層217上,即觸控電路層216與第一偏光片211之間由絕緣間隔層217隔開(kāi)。第一偏光片211由金屬材質(zhì)制成,第一偏光片211具體可以使用金屬線柵工藝或是納米壓印微影技術(shù)形成。色阻層212和黑矩陣213錯(cuò)開(kāi)排布且設(shè)置在第一偏光片211上。視角控制電極214設(shè)置在色阻層212和黑矩陣213上,即第一偏光片211與視角控制電極214之間由色阻層212和黑矩陣213隔開(kāi)。平坦層215覆蓋在視角控制電極214上。
觸控電路層216可采用單層或多層金屬網(wǎng)格或者透明電極設(shè)計(jì)。本實(shí)施例中,觸控電路層216直接制作形成在第一基板21的內(nèi)側(cè)表面上,即直接把第一基板21當(dāng)做觸控電路層216的承載基板,這樣相較于傳統(tǒng)的在承載基板上先制作觸控電路形成觸控盒,然后再將觸控盒貼合于第一基板21的外側(cè)而言,可以省略一個(gè)基板的厚度,大大降低了盒厚。
而且,第一偏光片211設(shè)置在第一基板21內(nèi)部,第一偏光片211由金屬材質(zhì)制成,且第一偏光片211的位置介于觸控電路層216與視角控制電極214之間,內(nèi)置的第一偏光片211的金屬特性可以屏蔽施加在視角控制電極214上的視角切換信號(hào)對(duì)觸控信號(hào)的干擾,使觸控不受影響,有效增加了觸控的靈敏度。
[第三實(shí)施例]
圖7為本發(fā)明第三實(shí)施例中液晶顯示裝置的截面示意圖,請(qǐng)參圖7,本實(shí)施例與上述第二實(shí)施例的主要區(qū)別在于,本實(shí)施例中,絕緣間隔層217與色阻層212和黑矩陣213的順序進(jìn)行了互換,即觸控電路層216設(shè)置在第一基板21的內(nèi)側(cè)表面上,例如觸控電路層216直接制作形成在第一基板21的內(nèi)側(cè)表面上。色阻層212和黑矩陣213錯(cuò)開(kāi)排布且設(shè)置在觸控電路層216上。第一偏光片211設(shè)置在色阻層212和黑矩陣213上,即觸控電路層216與第一偏光片211之間由色阻層212和黑矩陣213隔開(kāi)。絕緣間隔層217設(shè)置在第一偏光片211上。視角控制電極214設(shè)置在絕緣間隔層217上,即第一偏光片211與視角控制電極214之間由絕緣間隔層217隔開(kāi)。平坦層215覆蓋在視角控制電極214上。
以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制,雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上,然而并非用以限定本發(fā)明,任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi),當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例,但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。