CN102789087B - 蓝相液晶显示装置以及显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种蓝相液晶显示装置以及包括该蓝相液晶显示装置的显示设备，属于液晶显示器技术领域。解决了现有的蓝相液晶显示装置存在驱动电压过高的技术难点。该蓝相液晶显示装置，包括下基板、上基板，以及位于下基板与上基板之间的蓝相液晶和若干反射片，其中若干反射片平行排列于下基板与上基板之间，且与下基板和上基板呈45°夹角；蓝相液晶位于若干反射片的间隙中。该显示设备，包括上述蓝相液晶显示装置。本发明改进了蓝相液晶显示装置的驱动方式。

Description

蓝相液晶显示装置以及显示设备

技术领域

本发明属于液晶显示器技术领域，具体涉及一种蓝相液晶显示装置以及包括该蓝相液晶显示装置的显示设备。

背景技术

蓝相液晶是液晶中的一个特殊相态，在不加电压时可等效认为呈球形，各向同性，不会对通过的光产生光程差；加电压时可等效认为被拉伸成粒状，且长轴与电场方向一致，各向异性，根据双折射原理（克尔效应），会对通过的光产生光程差。蓝相液晶具有以下优点：1、响应速度快（小于1ms），所以可以省去彩膜，实现场序色控；2、可直接利用电场诱导双折射原理实现显示，不需取向层和摩擦处理；3、在不加电时蓝相液晶各向同性，暗态无漏光，视角宽。因此，蓝相液晶是一种有前景的液晶显示材料。

因为显示器的光都是垂直经过液晶盒的，如果要使光产生双折射，就必须将蓝相液晶横向拉伸，所以现有的蓝相液晶显示装置的驱动方式基本上都是使用横向电场，例如平面转换（In-Plane Switching，IPS）模式，蓝相液晶在位于同一平面的像素电极和公共电极附近被驱动拉伸而产生各向异性。由于液晶显示装置横向的长、宽尺寸要比其厚度大很多倍，且横向电场无法渗透到整个液晶层，因此横向电场驱动需要很大的驱动电压，所以现有的蓝相液晶显示装置存在驱动电压过高的技术难点。

发明内容

本发明实施例提供了一种蓝相液晶显示装置以及包括该蓝相液晶显示装置的显示设备，解决了现有的蓝相液晶显示装置的驱动电压过高的技术难点。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

该蓝相液晶显示装置，包括下基板、上基板，以及位于下基板与上基板之间的蓝相液晶和若干反射片，其中若干反射片平行排列于下基板与上基板之间，且与下基板和上基板呈45°夹角；蓝相液晶位于若干反射片的间隙中。

该显示设备，包括上述蓝相液晶显示装置。

与现有技术相比，本发明所提供的上述技术方案具有如下优点：

本发明实施例提供的蓝相液晶显示装置可以在上基板与下基板之间施加垂直方向的电场来驱动蓝相液晶，施加电场之后可等效认为蓝相液晶在垂直方向上被拉伸呈粒状，且其长轴为垂直方向，短轴为水平方向。背光源发出的光垂直透过下基板射入液晶盒之后，首先经蓝相液晶的长轴穿过，因此不会产生光程差；然后经反射片的第一反射面反射，因为反射片与上、下基板呈45°夹角，所以经反射后光沿横向传播；之后光将会经蓝相液晶的短轴穿过，根据双折射原理产生光程差；再经过另一反射片的第二反射面反射之后，沿垂直方向经蓝相液晶的长轴穿过，最后垂直透过上基板，实现显示功能。

综上所述，本发明实施例提供的蓝相液晶显示装置可以用垂直电场驱动蓝相液晶，同时使光经蓝相液晶的短轴穿过，实现显示功能，因此可以大大降低驱动电压，从而解决了现有的蓝相液晶显示装置的驱动电压过高的技术难点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a和图1b分别为本发明的实施例1所提供的蓝相液晶显示装置在不施加电场和施加电场时的结构示意图；

图2a和图2b分别为本发明的实施例1所提供的蓝相液晶显示装置在不施加电场和施加电场时的具体结构示意图；

图3a和图3b为本发明的实施例1中所描述的蓝相液晶显示装置应当避免的情况的示意图；

图4a和图4b分别为本发明的实施例2所提供的蓝相液晶显示装置在不施加电场和施加电场时的具体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1a和图1b所示，本发明实施例所提供的包括下基板1、上基板2，以及位于下基板1与上基板2之间的蓝相液晶3和若干反射片4，其中若干反射片4平行排列于下基板1与上基板2之间，且与下基板1和上基板2呈45°夹角；蓝相液晶3位于若干反射片4的间隙中。

蓝相液晶显示装置可以在上基板2与下基板1之间施加垂直方向的电场来驱动蓝相液晶3，施加电场之后可等效认为蓝相液晶3在垂直方向上被拉伸呈粒状，且其长轴为垂直方向，短轴为水平方向。背光源发出的光垂直透过下基板1射入液晶盒之后，首先经蓝相液晶3的长轴穿过，因此不会产生光程差；然后经反射片4的第一反射面反射，因为反射片4与上、下基板2、1呈45°夹角，所以经反射后光沿横向传播；之后光将会经蓝相液晶3的短轴穿过，根据双折射原理产生光程差；再经过另一反射片4的第二反射面反射之后，沿垂直方向经蓝相液晶3的长轴穿过，最后垂直透过上基板2，实现显示功能。

综上所述，本发明实施例提供的蓝相液晶显示装置可以用垂直电场驱动蓝相液晶，同时使光经蓝相液晶的短轴穿过，实现显示功能，因此可以大大降低驱动电压，从而解决了现有的蓝相液晶显示装置的驱动电压过高的技术难点。

具体的，如图2a和图2b所示，所述下基板1从下至上依次包括下偏振片11、下四分之一波片12、薄膜晶体管（Thin Film Transistor，TFT）层13、像素电极层14，其中下四分之一波片12的光轴与下偏振片11的透过轴夹角为45°；所述上基板2从上至下依次包括上偏振片21、上四分之一波片22、公共电极层23，其中上四分之一波片22的光轴与上偏振片21的透过轴夹角为45°；下偏振片11与上偏振片21的透过轴平行。

如图2a所示，在上基板2与下基板1之间不加电时。蓝相液晶3可等效认为呈球形，是各向同性的，光从任意方向穿过都不会产生光程差。背光源发出的光垂直射向显示装置，经过下偏振片11时成为具有某一偏振态的线偏振光，可将该偏振方向规定为0°；经过下四分之一波片12时相位改变π/2，成为左旋偏光；再继续经过TFT层13和像素电极14，相位不发生变化。进入各向同性的蓝相液晶3后，首先被反射片4的第一反射面反射，相位改变π，成为右旋偏光，由于反射片4与上、下基板2、1呈45°夹角，所以反射后的光横向传播；然后被相邻反射片4的第二反射面反射，相位再改变π，成为左旋偏光，同样，由于反射片4与上、下基板2、1呈45°夹角，所以反射后的光沿垂直方向传播。当然，液晶盒中的蓝相液晶3不会使光产生光程差，也不会改变光的相位。光经过公共电极层23，相位不发生变化；经过上四分之一波片22后相位改变π/2，成为90°的线偏振光。因为上偏振片21和下偏振片11的透过轴平行，所以此时90°的偏振光完全被上偏振片21吸收，显示装置呈暗态。

如图2b所示，在上基板2的公共电极23与下基板的像素电极14之间施加垂直方向的电场时，可等效认为蓝相液晶3在垂直方向上被拉伸呈粒状，且其长轴为垂直方向，短轴为水平方向。光垂直经过下基板1各层时，与上述不加电的情况相同，成为左旋偏光射入液晶盒。然后，光经蓝相液晶3的长轴穿过，因此不会产生光程差，相位无变化；再经反射片4的第一反射面反射，相位改变π，成为横向传播的右旋偏光；之后光将会经蓝相液晶3的短轴穿过，根据双折射原理产生光程差δnd。根据克尔效应，δnd=λKE²，其中λ为入射光波长，K为克尔常数，E为电场强度，E等于公共电极23与像素电极14之间的电压差U除以液晶盒的盒厚d。以最亮态为例，当δnd=λ/2时，光的相位改变π，右旋偏光成为左旋偏光。光再被相邻反射片4的第二反射面反射，相位再改变π，成为右旋偏光；然后经蓝相液晶3的长轴穿过，到达上基板。经过上四分之一波22片后，相位改变π/2成为0°的线偏振光。此时0°的偏振光正好可以从上偏振片21完全透过，呈最亮态的显示效果。通过控制电压U来获得不同的场强E，蓝相液晶3对光的相位改变程度也有所不同，由此实现一系列灰阶的显示效果。

蓝相液晶的响应速度很快，因此本实施例中没有设置彩膜，在一个像素中以不同时间显示红、绿、蓝三种颜色，实现场序色控，从而提高了显示装置的分辨率。

作为一个优选方案，各个反射片4在下基板1或上基板2上的投影首尾相接。这样使各个反射片4在水平面上的投影没有缝隙，也没有重叠的部分。

如图3a所示，如果反射片4在水平面上的投影存在缝隙，一部分光就不会被反射片4反射，而直线穿过液晶盒。对液晶盒施加电场时，这一部分光只是经蓝相液晶3的长轴穿过，因此不会产生光程差，相位也不变，从而在下四分之一波片12和上四分之一波片22的作用下，被上偏振片21完全吸收，使显示装置的透过率降低。当然，液晶盒两侧没有施加电场时，这一部分光也会被上偏振片吸收。

如图3b所示，如果反射片4在水平面上的投影存在重叠的部分，一部分光会在两个反射片4之间反射四次。对液晶盒施加电场时，这一部分光就会横向经过蓝相液晶3两次，而造成灰度偏差。当然，液晶盒两侧没有施加电场时，这一部分光会被上偏振片吸收。

因此，本发明实施例中反射片的设置，既可以避免透过率降低，又可以避免显示装置的局部产生灰度偏差。

本发明实施例中，像素电极层14与公共电极层23为铟锡氧化物（Indium TinOxides，ITO）。ITO具有很好的导电性和透明性，因此以透明导电层的形式形成像素电极层14和公共电极层23，能够在产生电场的同时不影响光的透过。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，其不同点在于：如图4a和图4b所示，本实施例中，上基板2还包括彩膜24。作为一个优选方案，彩膜24位于上四分之一波片22与公共电极层23之间。

本实施例中，上基板2中设有彩膜24，用于发出红、绿、蓝三种颜色的光。蓝相液晶显示装置可以如实施例1中所述，省去彩膜，以场序色控显示红、绿、蓝三种颜色，也可以如本实施例中所述，利用常规的彩膜实现三色显示，在具体的应用场景中，可根据实际情况灵活设计。

实施例3：

本发明实施例提供了一种显示设备，包括上述实施例1提供的蓝相液晶显示装置，该显示设备可以是电视机、电脑、手机、游戏机等。

由于本发明实施例提供的显示设备与上述实施例所提供的蓝相液晶显示装置具有相同的技术特征，所以也能产生相同的技术效果，解决相同的技术问题。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种蓝相液晶显示装置，其特征在于：包括下基板、上基板，以及位于所述下基板与所述上基板之间的蓝相液晶和若干反射片，其中

所述若干反射片平行排列于所述下基板与所述上基板之间，所述反射片为片状结构，所述反射片分别与所述下基板和所述上基板接触，且与所述下基板和所述上基板呈45°夹角；

所述蓝相液晶位于所述若干反射片的间隙中。

2.根据权利要求1所述的蓝相液晶显示装置，其特征在于：各个反射片在所述下基板或所述上基板上的投影首尾相接。

3.根据权利要求1所述的蓝相液晶显示装置，其特征在于：所述下基板从下至上依次包括下偏振片、下四分之一波片、薄膜晶体管层、像素电极层，所述下四分之一波片的光轴与所述下偏振片的透过轴夹角为45°；

所述上基板从上至下依次包括上偏振片、上四分之一波片、公共电极层，所述上四分之一波片的光轴与所述上偏振片的透过轴夹角为45°；

所述下偏振片与所述上偏振片的透过轴平行。

4.根据权利要求3所述的蓝相液晶显示装置，其特征在于：所述上基板还包括彩膜。

5.根据权利要求4所述的蓝相液晶显示装置，其特征在于：所述彩膜位于所述上四分之一波片与所述公共电极层之间。

6.根据权利要求3所述的蓝相液晶显示装置，其特征在于：所述像素电极层与所述公共电极层为铟锡氧化物。

7.一种显示设备，其特征在于：包括上述权利要求1至6任一项所述的蓝相液晶显示装置。