CN101187749A - 液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液晶显示装置，其包括一液晶显示面板，一高分子分散液晶膜和一背光模组。该液晶显示面板与该背光模组相对设置。该高分子分散液晶膜夹在该液晶显示面板与该背光模组之间。该高分子分散液晶膜未被施加电压时使该背光模组发出的光束发散，该高分子分散液晶膜被施加电压时使该背光模组发出的垂直于该高分子分散液晶膜的光束直接穿透。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，特别是一种可控制视角范围的液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置具有无辐射、轻薄和省电等优点，已广泛应用于各种信息、通信、消费性产品中。一般液晶显示装置根据不同需要朝两方面发展：在个人使用方面，尽可能使视角最小化，防止文件信息泄漏；在商务使用和家庭使用方面，尽可能使视角最大化，以便更多人共享使用。目前，显示器均做成超广视角类型，再用防窥膜来实现较小视角特性。

请参阅图1，是一种现有技术的液晶显示装置的暗态工作示意图。该液晶显示装置100包括一液晶显示面板10和一与它相邻设置的背光模组20。该液晶显示面板10包括一第一玻璃基板11、一与该第一玻璃基板11平行相对设置的第二玻璃基板12、一液晶层13、一上偏光板14、一下偏光板15、多个条形正电极121、多个条形负电极122和二配向膜(图未示)。该液晶层13夹在该第一玻璃基板11与该第二玻璃基板12之间。该条形正电极121与该条形负电极122相对平行设置在该第二玻璃基板12的邻近液晶层13一侧。该下偏光板15设置在该第二玻璃基板12的远离液晶层13一侧，该上偏光板14设置在该第一玻璃基板11的远离液晶层13一侧。该二配向膜分别设置于该第一玻璃基板11与该第二玻璃基板12的邻近液晶层13一侧。该下偏光板15的偏振方向K与该条形正电极121和该条形负电极122成45°夹角。该二配向膜的配向方向与下偏光板15的偏振方向K一致。

当该条形正电极121与该条形负电极122未被加电压时，该液晶分子18的长轴均沿配向膜的配向方向排列，即该液晶分子18沿下偏光板15的偏振方向K排列。而上偏光板14的偏振方向L与下偏光板15的偏振方向K相互垂直。由背光模组20发出的光束经过下偏光片15后变为K方向的偏振光，该偏振光经过液晶层13后，偏振方向依然是K，与上偏振片14的偏振方向L相互垂直，因此光束不能通过，该液晶显示面板10显示暗态。

请参阅图2，是图1所示液晶显示装置100的亮态工作示意图。当该条形正电极121与该条形负电极122被施加电压时，该二电极121、122之间产生一电场，该电场使液晶分子18在平行于第一玻璃基板11与第二玻璃基板12的平面内发生扭转，从而使经过下偏光片15后的K方向的偏振光经过液晶层13后偏振方向发生改变，其中与上偏振片14的偏振方向L一致的光分量通过。通过调节电压来控制液晶分子18的旋转角度，来调制光束的通过率，进而可以实现画面显示。在显示过程中，观察者任何时候都只看到液晶分子18的短轴，因此在各个角度上所观看到的画面都不会有大差别，进而可以扩大该液晶显示面板10的视角。

当需要改变视角范围时，需要在该液晶显示面板10外部贴附一张防窥膜，该防窥膜采用微型百叶技术，同百叶窗类似，只能在一定角度范围内看到屏幕内容。该防窥膜在水平方向把视角范围限制在60度以内。如果从左、右视角超过30度的方向观看屏幕，只能看到漆黑画面。

虽然贴附防窥膜可以控制视角范围在一个较合理的区域，但液晶显示装置100由广视角切换到窄视角的操作不方便，且如果防窥膜贴附不平整，影响正常使用时的画面质量。

发明内容

为了解决现有技术液晶显示装置视角切换不方便的问题，有必要提供一种视角切换较简单的液晶显示装置。

一种液晶显示装置，其包括一液晶显示面板，一高分子分散液晶膜和一背光模组。该液晶显示面板与该背光模组相对设置。该高分子分散液晶膜夹在该液晶显示面板与该背光模组之间。该高分子分散液晶膜未被施加电压时使该背光模组发出的光束发散，该高分子分散液晶膜被施加电压时使该背光模组发出的垂直于该高分子分散液晶膜的光束直接穿透。

相较于现有技术，该液晶显示装置可通过是否对该高分子分散液晶膜施加电压而进行视角切换，操作简单方便。

附图说明

图1是一种现有技术的液晶显示装置的暗态工作示意图。

图2是图1所示液晶显示装置的亮态工作示意图。

图3是本发明液晶显示装置的一个较佳实施方式的侧视图。

图4是图3所示液晶显示装置的高分子分散液晶膜的结构示意图。

图5是图4所示高分子分散液晶膜未被施加电压时的光路原理示意图。

图6是图4所示高分子分散液晶膜被施加电压时的光路原理示意图。

具体实施方式

请参阅图3，是本发明液晶显示装置的一个较佳实施方式的侧视图。该液晶显示装置300包括一广视角液晶显示面板1、一高分子分散液晶膜2(Polymer Dispersed Liquid Crystal Film，PDLC)和一背光模组3。该广视角液晶显示面板1与该背光模组3平行相对设置。该高分子分散液晶膜2夹在该广视角液晶显示面板1与该背光模组3之间，且平行于该广视角液晶显示面板1与该背光模组3。该背光模组3包括一棱镜片31和一导光板32。该棱镜片31设置在该导光板32与该高分子分散液晶膜2之间。

该导光板32包括一出光面321，该出光面321定义多个连续的V形凹槽，该V形凹槽将出射光束向垂直于棱镜片31的方向汇聚。该棱镜片31进一步将出射光束向垂直于该高分子分散液晶膜2的方向汇聚。所以由背光模组3发出的光束绝大多数垂直于该高分子分散液晶膜2。

请参阅图4，是图3所示液晶显示装置的高分子分散液晶膜2的结构示意图。该高分子分散液晶膜2包括一第一透明电极层23、一第二透明电极层24、多个液晶微滴25和高分子聚合物26。该液晶微滴25与该高分子聚合物26夹在该第一透明电极层23与该第二透明电极层24之间。该多个液晶微滴25均匀地分布在该高分子聚合物26中。

该液晶微滴25的大小在1μm与4μm之间。光束沿着液晶分子28长轴方向传播时，光波电场振动方向都垂直于液晶分子28长轴，光速都相同，称为寻常光，定义其折射率为寻常光折射率。该液晶分子28的寻常光折射率在1.4与1.5之间。该高分子聚合物26的折射率在1.4与1.5之间。该高分子聚合物26可以是聚乙烯醇(PolyvinylAlcohol，PVA)、三醋酸纤维素(Triacetyl Cellulose Film，TAC)或者聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)，其折射率分别为1.446、1.485和1.49。

请参阅图5，是图4所示高分子分散液晶膜2未被施加电压时的光路原理示意图。该背光模组3发出的光束中，定义垂直于该高分子分散液晶膜2的光束为a光束，非垂直于该高分子分散液晶膜2的光束为b光束。

该第一透明电极层23与该第二透明电极层24未被施加电压时，该液晶微滴25中液晶分子28呈双极排列，并且轴向各异。该液晶微滴25在各个方向上的折射率与该液晶分子28的寻常光折射率不相同，而该高分子聚合物26的折射率与该液晶分子28的寻常光折射率基本相同，所以该液晶微滴25与该高分子聚合物26在各个方向上的折射率不相同。所以a光束与b光束入射后都在该液晶微滴25与高分子聚合物26的界面发生散射，使从该高分子分散液晶膜2出射的光束发散，从而使该液晶显示装置300实现广视角。其中，该广视角液晶显示面板1为采用平面内切换(In-Plane Switching，IPS)技术的液晶显示面板，该广视角液晶显示面板1使该液晶显示装置300的广视角效果更佳。

请参阅图6，是图4所示高分子分散液晶膜2被施加电压时的光路原理示意图。当对该第一透明电极层23与该第二透明电极层24施加电压时，产生一垂直于该第一透明电极层23与该第二透明电极层24的电场，该电场使该液晶微滴25中液晶分子28的长轴沿电场方向平行排列。在a光束的入射方向上，液晶微滴25的折射率与液晶分子28的寻常光折射率相同，因此该方向上该高分子聚合物26的折射率与液晶微滴25的折射率基本相同。所以a光束入射后在液晶微滴25界面不发生散射，直接穿透。

在b光束的入射方向上，该液晶微滴25的折射率与该液晶分子28的寻常光折射率不相同，因此该方向上该高分子聚合物26的折射率与液晶微滴25的折射率不相同。所以b光束入射后在液晶微滴25界面发生折射。该b光第一次折射后变为c光，c光矢量分解为一垂直分量c 1和一水平分量c2，该垂直分量c1如同a光束一样，直接穿透该高分子分散液晶膜2。该水平分量c2遇到液晶微滴25界面再次发生折射，其折射后的光束定义为d光束，该d光束矢量分解为一垂直分量d1和一水平分量d2。其中，该垂直分量d1直接穿透该高分子分散液晶膜2，该水平分量d2经过下一个液晶微滴25时再次发生折射，折射过程与水平分量c2折射过程相同。经过多次折射后，该斜向入射光b的斜向出射量很少，从该高分子分散液晶膜2出射的光束基本垂直于该广视角液晶显示面板1。由于斜向出射量很少，斜向亮度不足而不可视，从而使该液晶显示装置300实现窄视角。

由于该液晶显示装置300包括一高分子分散液晶膜2，该高分子分散液晶膜2未被施加电压时，使从该高分子分散液晶膜2出射的光束发散，从而使该液晶显示装置300实现广视角。该高分子分散液晶膜2被施加电压时，使从该高分子分散液晶膜2出射的光束基本垂直于该广视角液晶显示面板1，从而使该液晶显示装置300实现窄视角。该液晶显示装置300可通过是否对该高分子分散液晶膜2施加电压而进行视角切换，操作简单方便。

另外，该导光板32的出光面321具有多个连续的V型凹槽，使导光板32内部光束出射时进一步向垂直于该棱镜片31的方向汇聚，从而使该液晶显示装置300的窄视角效果更佳。

本发明的液晶显示装置300的导光板32具有变更设计，如：该导光板32进一步包括一底面，该底面具有内凹的微透镜结构，进一步使该导光板32的出射光束向垂直于该高分子分散液晶膜2的方向汇聚。该液晶分子28的寻常光折射率不限于1.4至1.5之间，该高分子聚合物26也不局限于上述三种，折射率与液晶分子28的寻常光折射率基本相同的高分子聚合物都可以。

Claims (10)

1.一种液晶显示装置，其包括一液晶显示面板和一背光模组，该液晶显示面板与该背光模组相对设置，其特征在于：该液晶显示装置进一步包括一高分子分散液晶膜，该高分子分散液晶膜夹在该液晶显示面板与该背光模组之间，该高分子分散液晶膜未被施加电压时使该背光模组发出的光束发散，该高分子分散液晶膜被施加电压时使该背光模组发出的垂直于该高分子分散液晶膜的光束直接穿透。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该高分子分散液晶膜包括一第一电极层、一第二电极层、多个液晶微滴和高分子聚合物，该液晶微滴和该高分子聚合物夹在该第一电极层和该第二电极层之间。

3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：该液晶微滴均匀地分布在该高分子聚合物中。

4.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：该第一电极层与第二电极层都为透明电极层。

5.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：该液晶微滴的寻常光折射率在1.4与1.5之间。

6.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：该高分子聚合物的折射率在1.4与1.5之间。

7.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：该高分子聚合物为聚乙烯醇、三醋酸纤维素或者聚甲基丙烯酸甲酯，其折射率分别为1.446、1.485和1.49。

8.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该背光模组包括一导光板，该导光板包括一出光面，该出光面具有多个连续V型凹槽。

9.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于：该导光板进一步包括一底面，该底面具有多个内凹的微透镜结构。

10.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该液晶显示面板为采用平面内切换技术的液晶显示面板。

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