CN101430455A

CN101430455A - 背光模组和液晶显示装置

Info

Publication number: CN101430455A
Application number: CNA2007101242826A
Authority: CN
Inventors: 孟锴
Original assignee: Innolux Shenzhen Co Ltd; Innolux Display Corp
Current assignee: Innolux Shenzhen Co Ltd; Chi Mei Optoelectronics Corp
Priority date: 2007-11-07
Filing date: 2007-11-07
Publication date: 2009-05-13

Abstract

本发明涉及一种背光模组，其包括一控制层、一邻近该控制层的第一电极和多个相互平行的第二电极。该控制层是一高分子分散液晶层。该第二电极与该第一电极之间具有一倾斜角度。本发明还涉及一种采用上述背光模组的液晶显示装置。

Description

背光模组和液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种背光模组和液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置具有低辐射、轻薄和省电等优点，已广泛应用在各种信息、通讯、消费性数字产品中。

由于成本和市场需要，目前的液晶显示装置通常采用简单矩阵结构的超扭曲向列(super twi sted nematic，STN)模式，以及使用有源矩阵结构的扭曲向列(twisted nematic，TN)模式。但是，上述模式的液晶显示装置的可视角度狭窄。

请参阅图1，是一种现有技术液晶显示装置的结构示意图。该液晶显示装置100包括一液晶显示面板11和一背光模组10。该背光模组10包括一第一扩散片12、一棱镜片13、一第二扩散片14、一导光板15、一反射片16和一光源17。该液晶显示面板11、该第一扩散片12、该棱镜片13、第二扩散片14、该导光板15和该反射片16从上到下依次设置。该光源17靠近该导光板15一侧边设置。

该光源17为该导光板15提供光线。该反射片16用来反射由该导光板15泄漏的光线到该导光板15。该导光板15将该光源17发出的光线以平面光形式导出到该第二扩散片14。光线经该第二扩散片14扩散均匀后射出到该棱镜片13。该棱镜片13上表面具有多个棱型突起结构，将光线的出射角度向中央集中，使光线向垂直于该棱镜片13方向汇聚。该第一扩散片12进一步将从该棱镜片13射出的光线均匀化。然后，光线透过该第一扩散片12后进入该液晶显示面板11，从而能够显示各种画面。因此，在观看者正对该液晶显示面板11时，由于光线充足，可以获得较好的观看效果。

但是，在一些特殊场合，需要从特定角度观看该液晶显示面板11时，该液晶显示装置100则无法胜任。例如，若需从一特定的较大角度(如与该液晶显示面板11呈一定角度的一侧)观看该液晶显示面板11时，由于该背光模组10的出光亮度主要分布在该液晶显示面板11的中央，因此导致大角度观看到该液晶显示面板11显示的画面亮度低。

发明内容

为解决现有技术背光模组出光亮度分布不可控制的问题，有必要提供一种出光亮度分布可控制的背光模组。

为解决现有技术液晶显示装置的特定角度观看时显示画面亮度低的问题，还有必要提供一种在特定角度观看时显示画面亮度高的液晶显示装置。

一种背光模组，其包括一控制层、一第一电极和多个相互平行第二电极。该控制层包括多个液晶微滴和高分子化合物。该控制层是一高分子分散液晶层。该第二电极与该第一电极之间具有一倾斜角度。

一种背光模组，其包括一控制层、一邻近该控制层的第一电极和多个相互平行的第二电极。该控制层用来控制入射光线的出射方向。当该第一、第二电极被施加电压时，入射光线与该控制层成一定倾斜角度射出。

一种液晶显示装置，其包括一液晶显示面板和一邻近该液晶显示面板的背光模组。该液晶显示面板包括一第一基板、一第二基板和一设置在该第一、第二基板之间的液晶层。该背光模组包括一控制层、一第一电极和多个相互平行第二电极。该控制层是一高分子分散液晶层。该第二电极与该第一电极之间具有一倾斜角度。

一种液晶显示装置，其包括一液晶显示面板和一邻近该液晶显示面板的背光模组。该液晶显示面板包括一第一基板、一第二基板和一设置在该二基板之间的液晶层。该背光模组包括一控制层、一邻近该控制层的第一电极和多个相互平行的第二电极。该控制层用来控制入射光线的出射方向。当该第一、第二电极被施加电压时，入射光线与该控制层成一定倾斜角度射出。

相较于现有技术，上述背光模组包括该第一电极、该控制层和多个第二电极，可以使入射光线以特定角度射出，从而控制出光亮度分布。该液晶显示装置包括该第一电极、该控制层和多个第二电极，可以使入射光线以特定角度射出，从而在该特定角度观看该液晶显示装置时仍然具有高亮度。

附图说明

图1是一种现有技术液晶显示装置的结构示意图。

图2是本发明液晶显示装置第一实施方式的结构示意图。

图3是图2所示棱镜片的立体放大示意图。

图4～图5是图2所示控制层的工作原理示意图。

图6是本发明液晶显示装置第二实施方式的结构示意图。

图7是图6所示第一、第二棱镜片的立体放大示意图。

图8是图6所示液晶显示装置局部正视示意图。

图9是图6所示液晶显示装置局部侧视示意图。

具体实施方式

请参阅图2，是本发明液晶显示装置第一实施方式的结构示意图。该液晶显示装置200包括一液晶显示面板21和一背光模组20。该背光模组20包括一第一电极22、一控制层23、多个第二电极24、一棱镜片25、一扩散片26、一导光板27、一反射片28和一光源29。该液晶显示面板21、该控制层23、该棱镜片25、该扩散片26、该导光板27和该反射片28从上到下依次设置。

该液晶显示面板21包括一第一基板(未标示)、一相对该第一基板的第二基板(未标示)和一设置在该第一、第二基板之间的液晶层(未标示)。

该导光板27包括一入光面(未标示)、一与该入光面垂直相接的出光面(未标示)和一与该出光面相对的底面(未标示)。该光源29相邻该入光面设置。该扩散片26邻近该出光面。该反射片28邻近该导光板27的底面设置。该导光板27可将来自光源29的光线转变为平面光射出到该扩散片26。该扩散片26用来将光线均匀扩散后射出到该棱镜片25。

该棱镜片25邻近该控制层23之上表面具有多个连续分布的Λ型突起(未标示)。每一Λ型突起具有一第一侧面(未标示)和与该第一侧面相接的第二侧面(未标示)，该第一、第二侧面分别与该控制层23具有一定倾斜角度。该多个第一侧面相互平行，该多个第二侧面也彼此相互平行。该多个Λ型突起的第一、第二侧面延伸到该棱镜片25的整个上表面。该Λ型突起可将光线向垂直于该控制层23的方向汇聚后提升该汇聚区域内的光线亮度。该多个第二电极24分别设置在该多个Λ型突起的第一侧面上。

请参阅图3，该棱镜片25的立体放大示意图。该棱镜片25的多个Λ型突起的两端分别用一导电胶带(未标示)覆盖，该导电胶带是贴附在该多个第二电极24上，并电连接该多个第二电极24。

该控制层23是由高分子分散液晶(polymer dispersed liquidcrystal，PDLC)构成，包括多个液晶微滴和高分子聚合物。该多个液晶微滴均匀分布于该高分子聚合物中。该液晶微滴的直径大小在1μm与4μm之间，其中充满液晶分子。当光线沿着液晶分子长轴方向传播时，其光波的电场振动方向都垂直于该液晶分子长轴，光速都相同，称为寻常光，定义其折射率称为寻常光折射率。该液晶微滴中的液晶分子的寻常光折射率一般在1.4与1.5之间。该高分子聚合物可以是聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol，PVA)、三醋酸纤维素(Triacetyl Cellulose Film，TAC)或者聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate，PMMA)，其对应折射率分别为1.446、1.485和1.49。

该第一电极22设置在该控制层23邻近该液晶显示面板21的表面上，呈层状布满该控制层23。该第一、第二电极22、24均为透明电极，其材料可为氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)。

当该控制层23未被施加电场时，该液晶微滴中的液晶分子呈双极排列，并且轴向各异，该控制层23呈散射状态，光线在该控制层23中发生散射现象。

当该控制层23被施加一定电场时，该液晶微滴中的液晶分子的长轴平行电场方向排列。此时入射光线在该液晶微滴表面发生折射，平行于电场方向的光分量直接射出，垂直于电场方向的光分量继续发生折射，以使得可以射出最多的平行于该电场方向的光线。即，该控制层23在平行于该电场方向出射光线数量比未加电场时多。

请参阅图4和图5，是该控制层23的工作原理示意图。该液晶显示装置200进一步包括一电源电路201。该电源电路201包括一直流电源202和一控制开关203。该控制开关203可以根据观看者输入的控制信号开启或者关闭。该第一电极22经由该直流电源202和该控制开关203电连接到该多个第二电极24。

当观看者位于该液晶显示面板21正前方时，观看者输入一关闭信号到该控制开关203。该控制开关203关闭，该控制层23未被施加电场，该控制层23处于散射状态，如图4所示。此时，来自该棱镜片25的向垂直该控制层23汇聚的光线进入该控制层23后发生散射。光线在该控制层23散射后，变得更加均匀并射出到该液晶显示面板21。

当观看者因特殊需要而位于该液晶显示面板21一侧的特定角度观看时，观看者输入一开启信号到该控制开关203。该控制开关203开启，该第一电极22为正电压，该第二电极24为负电压。该控制层23被施加电场，于是该控制层23处于透明状态，如图5所示。根据电场线垂直电极表面的原理，该第一电极22和该第二电极24间电场的电场方向偏向该液晶显示面板21的一侧，和该液晶显示面板21成一个特定角度。该控制层23中的液晶分子长轴按照电场方向排列。此时，来自该棱镜片25的光线进入该控制层23后在该电场方向上得到加强。因此观看者从特定角度观看该液晶显示面板21时仍然具有高亮度。

请参阅图6，是本发明液晶显示装置第二实施方式的结构示意图。该液晶显示装置300包括一液晶显示面板31和一背光模组30。该背光模组30包括一第一电极32、一控制层33、多个第二电极34、一第一棱镜片351、一第二棱镜片352、一扩散片36、一导光板37、一反射片38和一光源39。该液晶显示面板31、该控制层33、该第一棱镜片351、该第二棱镜片352、该扩散片36、该导光板37和该反射片38从上到下依次设置。

该液晶显示面板31包括一第一基板(未标示)、一第二基板(未标示)和一设置在该二基板之间的液晶层(未标示)。

该导光板37包括一入光面(未标示)、一与该入光面垂直相接的出光面(未标示)和一与该出光面相对的底面(未标示)。该光源39邻近该入光面设置。该扩散片36邻近该出光面设置。该反射片38邻近该导光板37的底面设置。该导光板37用来将来自光源39的光线以平面出射形式导出到该扩散片36。该扩散片36用来将光线均匀扩散后射出到该第二棱镜片352。

该第一棱镜片351邻近该控制层33的表面上具有多个连续的Λ型突起(未标示)。该第二棱镜片352邻近该第一棱镜片351的表面也具有多个连续的Λ型突起。每一Λ型突起均具有一第一侧面(未标示)和一与该第一侧面相接的第二侧面(未标示)。该第一棱镜片351上的多个Λ型突起的第一侧面相互平行，第二侧面也相互平行。该第二棱镜片352上的多个Λ型突起的第一侧面相互平行，第二侧面也相互平行，并且该第二棱镜片352上的多个Λ型突起的第一、第二侧面的延伸方向分别垂直于该第一棱镜片351上的多个Λ型突起的第一、第二侧面的延伸方向。

该多个第二电极34分别设置在该第一、第二棱镜片351、352上的多个Λ型突起的第一侧面上。

请参阅图7，是该第一、第二棱镜片351、352的立体放大示意图。该第一棱镜片351上的多个Λ型突起的第一、第二侧面的两端分别用导电胶带(未标示)连接起来。该导电胶带是贴附在该多个第二电极34上，用来分别电连接该第一棱镜片351上的多个第二电极34。该第二棱镜片352的多个Λ型突起的第一、第二侧面的两端也分别用导电胶带(未标示)连接起来。该导电胶带是贴附在该多个第二电极34上，用来分别电连接该第二棱镜片352上的多个第二电极34。

请参阅图8和图9，图8是该液晶显示装置300的局部正视示意图，图9是该液晶显示装置300的局部侧视示意图。该液晶显示装置300进一步包括一电源电路301。该电源电路301包括一直流电源302、一第一控制开关304和一第二控制开关303。该第一、第二控制开关304、303可以根据观看者输入的控制信号开启或者关闭。该第一电极32经由该直流电源302和该第一、第二控制开关304、303分别电连接到该第一、第二棱镜片351、352上的多个第二电极34。

由于该第一、第二棱镜片351、352的多个Λ型突起的延伸方向相互垂直，因此该第一、第二棱镜片351、352上对应的第二电极34的延伸方向也相互垂直，从而可以根据需要分别控制该第一控制开关304和该第二控制开关303的开启与关闭，使得该液晶显示装置300向不同方向调整光线射出角度，可以满足更为广泛的需求。

本发明液晶显示装置200、300也可具有其它变更实施方式，如：在该背光模组200中，该多个第二电极24也可设置在多个Λ型突起的第二侧面上。在该背光模组300中，该多个第二电极34也可设置在该多个Λ型突起的第二侧面上。

Claims

1.一种背光模组，其特征在于：其包括一控制层、一邻近该控制层的第一电极和多个相互平行的第二电极，该控制层是一高分子分散液晶层，该第二电极与该第一电极之间具有一倾斜角度。

2.如权利要求1所述的背光模组，其进一步包括一相对该第一电极一侧设置的棱镜片，其特征在于：该棱镜片邻近该控制层的表面上具有多个连续的突起，该多个第二电极位于该多个突起上。

3.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于：每一突起具有二个相接侧面，该二个侧面均与该控制层具有倾斜角度，该多个第二电极分别设置在该多个突起的对应平行侧面上。

4.如权利要求3所述的背光模组，其进一步包括一导光板和一光源，其特征在于：该导光板包括一入光面、一与该入光面垂直连接的出光面和一与该出光面相对的底面，该出光面邻近于该棱镜片相对该控制层的一侧，该光源邻近该入光面设置。

5.如权利要求4所述的背光模组，其进一步包括一扩散片和一反射片，其特征在于：该扩散片设置在该棱镜片与该出光面之间，该反射片邻近该导光板的底面设置，该多个突起是连续的Λ型突起。

6.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于：该多个突起的二端分别用导电胶带覆盖，该导电胶带电连接该多个第二电极。

7.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：其进一步包括一电源电路，该电源电路包括一直流电源和一控制开关，该第一电极经由该直流电源和该控制开关电连接到该第二电极，该控制开关根据外部的输入信号开启或关闭。

8.一种背光模组，其特征在于：其包括一控制层、一邻近该控制层的第一电极和多个相互平行的第二电极，该控制层用来控制入射光线的出射方向，当该第一、第二电极被施加电压时，入射光线与该控制层成一定倾斜角度射出。

9.一种液晶显示装置，其包括一液晶显示面板和一邻近该液晶显示面板的背光模组，该液晶显示面板包括一第一基板、一第二基板和一设置在该第一、第二基板之间的液晶层，其特征在于：该背光模组包括一控制层、一第一电极和多个相互平行第二电极，该控制层是一高分子分散液晶层，该第二电极与该第一电极之间具有一倾斜角度。

10.一种液晶显示装置，其包括一液晶显示面板和一邻近该液晶显示面板的背光模组，该液晶显示面板包括一第一基板、一第二基板和一设置在该二基板之间的液晶层，其特征在于：该背光模组包括一控制层、一邻近该控制层的第一电极和多个相互平行的第二电极，该控制层用来控制入射光线的出射方向，当该第一、第二电极被施加电压时，入射光线与该控制层成一定倾斜角度射出。