本發明涉及顯示器技術領域，尤其涉及一種快速響應的ASTN液晶顯示屏。
背景技術：
STN由于雙折射光學干涉，無法實現純黑白顯示。后來人們用消色器的基本思路，即用產生色散的方法去消除色散。在一個STN顯示器基礎上再加一個STN顯示器，入射和出射偏振片的偏振而正交，用兩個旋轉方向相反而其他參數一致的STN顯示器，實現黑色STN顯示，叫做雙層STN顯示器，簡稱DSTN。該技術要求兩個STN顯示器參數一致，兩個LCD需進行貼盒處理，產品厚且質量重，制造工藝復雜。
近幾年，偏振片供應商開發出一種液晶性IN分子化合物膜(TEP膜)，作為補償膜，用一層液晶光學溫度補償膜(TEP膜)替代DSTN其中一個STN顯示器，從而實現更輕更薄的LCD設計。不僅溫補償效果好，并且對STN類液晶顯示器的對比度及視角范圍也有較大的提高，該模式稱為Advanced Supper Twisted Nematic(ASTN)。ASTN是Advanced STN technology的簡寫，也TC-FSTN。
ASTN技術原理是基于DSTN的技術，但不是利用疊加玻璃，而是采用了一層特殊的液晶分子膜去彌補經過超級扭轉二次光折射后顯示屏失色的情況，從而使得液晶顯示屏更輕薄，顯示效果更好。
隨著人們對車載顯示器各種性能的要求不斷提高，顯示器的信息密度及其復雜性也在日益上升，ASTN就是為了滿足這些需求而誕生的新型車載顯示技術，其結構是在STN(超扭曲液晶)液晶盒外貼一層液晶光學補償膜TEP對其視角、對比度、溫度等進行補償。
然而，現有的ASTN產品因為盒厚較大，使得其在工作時(特別是在低溫環境下)響應速度太慢而導致顯示轉換圖像時出現拖尾(即運動模糊)的缺陷，影響顯示品質，進而影響實時數據的更新顯示，存在安全隱患。
技術實現要素：
本發明實施例提供一種快速響應的ASTN液晶顯示屏，能夠有效提高液晶顯示屏的響應速度并實現最佳的光學效果。
為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：
一種快速響應的ASTN液晶顯示屏，包括從上往下依次貼合的面偏光片、液晶盒和底偏光片；所述液晶盒包括上玻璃基板、分段電極、上層配向膜、間隙珠、液晶層、下層配向膜、公共電極和下玻璃基板，所述上玻璃基板的內側面設置所述分段電極，分段電極的內側面設置所述上層配向膜；所述下玻璃基板的內側面設置所述公共電極，公共電極的內側面設置所述下層配向膜；所述液晶層設于所述上層配向膜和下層配向膜之間，所述液晶層的液晶分子呈對稱的扭轉型排列結構；所述間隙珠均勻分布在所述上層配向膜和下層配向膜之間，用于控制所述上層配向膜和下層配向膜之間的液晶層的厚度，每一所述間隙珠的直徑小于等于5.2um；所述面偏光片或所述底偏光片上設有光學補償膜TEP，且所述面偏光片或所述底偏光片的色散值與所述液晶盒的色散值相匹配。
作為上述方案的改進，所述面偏光片或所述底偏光片的色散值與所述液晶盒的色散值均為1.145。
作為上述方案的改進，所述光學補償膜TEP的光學補償值大于220nm。
作為上述方案的改進，分布在所述上層配向膜和下層配向膜之間的所述間隙珠密度為110～130個/mm2。
作為上述方案的改進，所述液晶層的液晶分子的粘滯系數為16.9～23.7mm2/s，所述液晶層的液晶分子的介電系數為-5.0～-1.0。
作為上述方案的改進，還包括用于將所述液晶層的液晶分子封閉在所述上層配向膜和下層配向膜之間的密封膠框。
作為上述方案的改進，所述密封膠框連接在所述上玻璃基板和下玻璃基板之間或連接在所述分段電極和公共電極之間。
作為上述方案的改進，所述液晶盒的厚度為5.2um。
作為上述方案的改進，所述液晶層的光學延遲量為820～840nm。
作為上述方案的改進，所述上玻璃基板的的寬度大于所述下玻璃基板，所述分段電極的寬度大于所述公共電極的寬度；所述分段電極上設置驅動芯片。
與現有技術相比，本發明實施例提供的一種快速響應的ASTN液晶顯示屏，通過控制均勻分布在上層配向膜和下層配向膜之間，用于控制所述上層配向膜和下層配向膜之間的液晶層的厚度的間隙珠的直徑大小，控制每一所述間隙珠的直徑小于等于5.2um，從而使液晶盒厚度得以大幅減小(液晶盒厚度等于或略大于5.2um)，同時配合采用低粘度(16.9～23.7mm2/s)及較大介電系數(-5.0～-1.0)的液晶分子材料，可以有效的縮小液晶顯示器的響應時間，實現快速響應效果，并通過控制設有光學補償膜TEP的面偏光片或所述底偏光片的色散值與所述液晶盒的色散值相匹配(均為1.145)，從而達到最佳的光學顯示效果。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明實施例中一種快速響應的ASTN液晶顯示屏的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
如圖1所示，本發明實施例提供一種快速響應的ASTN液晶顯示屏，該液晶顯示屏包括從上往下依次貼合的面偏光片1、液晶盒和底偏光片11。該面偏光片1貼附在液晶盒的上表面，底偏光片11貼附在液晶盒的下表面。
具體的，該液晶盒包括上玻璃基板2、分段電極3、上層配向膜4、間隙珠5、密封膠框6、液晶層7、下層配向膜8、公共電極9和下玻璃基板10。所述上玻璃基板2的內側面設置所述分段電極3，分段電極3的內側面設置所述上層配向膜4。所述下玻璃基板10的內側面設置所述公共電極，公共電極的內側面設置所述下層配向膜8。所述液晶層7設于所述上層配向膜4和下層配向膜8之間，而所述間隙珠5均勻分布在所述上層配向膜4和下層配向膜8之間，用于控制所述上層配向膜4和下層配向膜8之間的液晶層7的厚度，每一所述間隙珠的直徑小于等于5.2um。所述上玻璃基板2的外側面與所述面偏光片1貼合，下玻璃基板10的外側面與所述底偏光片11貼合。其中，所述面偏光片1或底偏光片11上設有一光學補償膜TEP(圖未示)，所述面偏光片1或所述底偏光片11的色散值與所述液晶盒的色散值相匹配。
上述內側面是指朝向液晶層7的一面，外側面是指遠離液晶層7的一面。
本實施例的所述液晶層7為向列相超扭曲快速響應液晶,所述液晶層7的液晶分子的介電各向異性為負性,且液晶分子呈對稱的扭轉型排列結構(以中心點上下分布的液晶分子扭曲角相同且扭曲方向相反)。另外，液晶層7的上下表面分別由所述密封膠框6進行封閉。所述密封膠框6連接在所述上玻璃基板2和下玻璃基板10之間或連接在所述分段電極3和公共電極9之間，從而將所述液晶層7的液晶分子封閉在所述上層配向膜4和下層配向膜8之間。
具體的，液晶顯示屏平面上能夠控制光線通斷的區域稱為活動區。活動區的剖面上具有由上述依次排列的面偏光片1、上玻璃基板2、分段電極3、上層配向膜4、液晶層7、下層配向膜8、公共電極9、下玻璃基板10和底偏光片11的層狀結構。其中，所述分段電極3、公共電極9都為由透光導電材料(如ITO)制成的薄膜，分別附著于上玻璃基板2、下玻璃基板10的內側面。
其中，所述上玻璃基板2的的寬度大于所述下玻璃基板10，所述分段電極3的寬度大于所述公共電極9的寬度，所述分段電極3上設置驅動芯片。
其中，液晶層7為向列相超扭曲快速響應液晶,液晶層7中的液晶分子使用負性液晶，且液晶分子呈對稱的扭轉型排列結構，液晶分子以中心點上下分布的液晶分子扭曲角相同且扭曲方向相反，且具有形同的延遲量。液晶層7的光學延遲量(即液晶雙折射率乘以液晶盒的厚度的值)為820～840nm,優選為830納米。液晶層7的粘度系數為16.9～23.7，其色散值(即450納米波長光延遲量與589納米波長光延遲量的比值)為1.145。
在本實施例中，控制所述面偏光片或所述底偏光片的色散值與所述液晶盒的色散值相匹配，即均為1.145，從而達到最佳的光學顯示效果。
在本實施例中，為了使得光學補償膜TEP對液晶盒進行更好的光學補償，需要控制光學補償膜TEP與所述液晶盒相匹配，要求為：扭曲角相同但扭曲方向相反且要有相同的延遲量，扭曲角的誤差對決定延遲量的影響較小，因此要精確嚴格地控制液晶盒的延遲量。具體的在制盒工序中通過對液晶盒內的間隙珠密度控制在110～130個/mm2，并在注液晶后對液晶盒進行加壓使盒內間隙一致，通過光學儀器對液晶盒的延遲量進行檢測，控制在820～840nm，以便補償膜對液晶盒進行更好的光學補償。
下面進一步描述本發明實施例的快速響應的ASTN液晶顯示屏如何獲得快速應答的效果。本發明的快速應答功能主要是通過液晶層7來實現，液晶顯示屏的響應時間主要跟液晶材料的粘滯系數、介電系數，同時和液晶盒厚及驅動電壓有關。具體的，通過以下公式計算液晶顯的響應時間：
其中，γ1為液晶分子(液晶材料)的粘滯系數；d為液晶盒的厚度；V為液晶盒的驅動電壓；Δε為液晶分子(液晶材料)的介電系數。
通過上面計算公式可以看出，液晶盒的厚度d對響應時間的影響最大，驅動電壓受驅動IC和客戶裝機要求的限制，一般難以做大的調整，因此降低液晶盒的厚度，同時配合降低液晶材料的粘滯系數以及提高液晶材料的介電系數，可以有效的縮小液晶顯示器的響應時間。
一般的，液晶盒的厚度主要是由上下玻璃基板之間的間隙珠的尺寸來決定，現有的液晶顯示屏所用的間隙珠的直徑都在6.3um以上。而本發明實施例采用了直徑小于或等于5.2um的間隙珠5，從而使液晶盒7的厚度得以大幅減小(控制液晶盒的厚度為5.2um)。同時，本發明實施例的液晶顯示屏的液晶層配合采用低粘度(16.9～23.7mm2/s)及較大介電系數(-5.0～-1.0)的液晶材料，從而能夠使產品具有超高對比度的同時也具有快速應答的性能，設計簡單，成本低，使產品性能得到有效提升。
優選的，本實施采用的液晶層的液晶分子的粘滯系數為25mm2/s，所述液晶層的液晶分子的介電系數為-4.5，可以有效的縮小ASTN液晶顯示屏的響應時間。經過試驗驗證，采用本發明實施例的快速響應的ASTN液晶顯示屏，可以在-30℃的環境溫度下使ASTN液晶顯示屏的響應時間降低至4秒左右(常規液晶顯示器為6秒以上)。
可見，由于液晶層的厚度主要是由面底玻璃基板之間的間隙珠的直徑來決的，因此本發明實施例選用了更小直徑5.2um的間隙珠仔，同時優化了間隙珠的分布密度控制在110～130個/mm2，以保證液晶層厚度均勻一致，從而將ASTN液晶顯示屏的液晶盒厚減小至5.2um(現有的ASTN液晶顯示屏的液晶盒厚一般為6.3um以上)，結合采用了粘度系數為16.9～23.7的向列相超扭曲快速響應液晶，可有效的縮短了ASTN液晶顯示屏的響應時間。特別是在低溫-30度環境下，采用本發明設計的顯示屏，其響應時間可降低至4s(現有的顯示屏在6s以上)。
綜上，本發明實施例提供的一種快速響應的ASTN液晶顯示屏，通過控制均勻分布在上層配向膜和下層配向膜之間，用于控制所述上層配向膜和下層配向膜之間的液晶層的厚度的間隙珠的直徑大小，控制每一所述間隙珠的直徑小于等于5.2um，從而使液晶盒厚度得以大幅減小(液晶盒厚度等于或略大于5.2um)，同時配合采用低粘度(16.9～23.7mm2/s)及較大介電系數(-5.0～-1.0)的液晶分子材料，可以有效的縮小液晶顯示器的響應時間，實現快速響應效果，并通過控制設有光學補償膜TEP的面偏光片或所述底偏光片的色散值與所述液晶盒的色散值相匹配(均為1.145)，從而達到最佳的光學顯示效果。采用本實施例的快速響應的ASTN液晶顯示屏，可以做到快速響應，為ASTN應用于在更多更高要求的車載上帶來明顯的技術優勢，同時制作成本底，良率高，容易批量生產。
需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍。