CN103149734A - 一种显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示装置，包括相对设置的显示面板和背景面板，以及设置于背景面板侧面的光源；所述背景面板在不施加电压时呈透射状态，在施加直流电压时呈光散射状态，在施加高频交流电压时呈半镜面反射半透射状态。本发明所述显示装置中的光源功率较小。

Description

一种显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种显示装置。
背景技术
液晶显示器因具有体积小、功耗低、无辐射等特点，已在当前的平板显示器市场中占据了主导地位。在液晶显示器中，由于液晶本身并不发光，其只对光线进行调控，因此需要为其中的液晶显示面板（也称为液晶显示屏）配置发光源（如背光源、前光源或外界光源）才能显示图像。
随着液晶显示技术的迅速发展，透明液晶显示器应运而生，其利用外界的环境光（包括自然光、外界光源所发射的光）和透明的背光源（一般采用侧入式背光源，包括光源、导光板及光学膜组等）所发射的光以使得液晶显示面板上显示图像。当外界环境光较强时，主要利用外界环境光作为透明液晶显示器的发光源，而当外界环境光较弱时，主要利用透明的背光源作为透明液晶显示器的发光源。
目前，这种透明液晶显示器已应用于冰箱上，成为冰箱的“窗口”，即冰箱窗，以使得用户不需打开冰箱就能看到其内储存的食品，而且根据不同的使用群体还能开发出一系列人性化功能，例如显示储存食品的保质期和营养成分、天气预报，给家人留便条，甚至能播放电影等。但是，由于现有的透明液晶显示器中光源的功率较大，因此发热较多，应用于冰箱上时会影响其中冷藏/冷冻食品的保存。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种光源功率较小的显示装置。
解决本发明技术问题所采用的技术方案：
所述显示装置包括相对设置的显示面板和背景面板，以及设置于背景面板侧面的光源；所述背景面板在不施加电压时呈透射状态，在施加直流电压时呈光散射状态，在施加高频交流电压时呈半镜面反射半透射状态。
优选地，所述背景面板在施加不同直流电压时，其透过率不同。
优选地，所述背景面板上施加的直流电压越大，其透过率越低。
优选地，所述背景面板包括相对设置的第一基板和第二基板、设置在第一基板和第二基板之间的胆甾相液晶层、设置在第一基板和胆甾相液晶层之间的第一电极、以及设置在第二基板和胆甾相液晶层之间的第二电极。
优选地，所述胆甾相液晶层采用加入手性离子液体的负性液晶层。
优选地，所述显示面板为常白模式。
优选地，所述显示面板采用液晶显示面板。
优选地，所述显示装置还包括设置在显示面板和背景面板之间的空气层。
优选地，所述光源采用发光二极管或电致发光片。
有益效果：
本发明所述显示装置由于具有显示面板和背景面板，故可呈现透明状态、背景为透明的显示状态、白色状态（即光散射状态）和背景为白色的显示状态等四种状态，并且可根据实际需求随时在上述四种状态间切换，用户体验感好。
当显示面板采用液晶显示面板时，所述背景面板在施加高频率交流电压时呈半镜面反射半透射状态，既能将光源发射的光在受到极少损失的情况下反射至液晶显示面板而使其显示图像，又能透射部分光而使背景面板呈半透明状态。可见，由于采用所述背景面板，使得所述显示装置在呈现背景为透明的显示状态的同时，还能够极大程度地利用光源所发射的光，与现有技术相比，在具有同样显示效果的情况下光源所需功率更小，较适合作为冰箱窗而应用于冰箱上。
附图说明
图1为本发明实施例3中所述显示装置的结构示意图；
图2为图1中背景面板的结构示意图。
图中：1－液晶显示面板；2－背景面板；3－光源；4－空气层；21－第一基板；22－第一电极；23－胆甾相液晶层；24－第二电极；25－第二基板。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明所述显示装置作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种显示装置，包括：相对设置的显示面板和背景面板，以及设置于背景面板侧面的光源；所述背景面板在不施加电压时呈透射状态，在施加直流电压时呈光散射状态，在施加高频交流电压时呈半镜面反射半透射状态。
其中，所述显示面板可采用液晶显示面板、电子纸、OLED面板等任何具有显示功能的产品或部件。
优选地，所述光源位于背景面板的至少一个侧面外。
本实施例所述显示装置根据其中背景面板所处状态不同可呈现透明状态、背景为透明的显示状态、白色状态（即光散射状态）和背景为白色的显示状态等四种状态，并且可根据实际需求随时在上述四种状态间切换。
实施例2：
本实施例中，所述显示面板采用液晶显示面板。
所述液晶显示面板可采用现有的TN（Twisted Nematic，扭曲向列技术）模式液晶显示面板、ADS（ADvanced Super DimensionSwitch，简称ADS，高级超维场转换技术）模式液晶显示面板或其他模式的液晶显示面板。其中，ADS模式是平面电场宽视角核心技术，其核心技术特性描述为：通过同一平面内狭缝电极边缘所产生的电场以及狭缝电极层与板状电极层间产生的电场形成多维电场，使液晶盒内狭缝电极间、电极正上方所有取向液晶分子都能够产生旋转，从而提高了液晶工作效率并增大了透光效率。ADS模式的开关技术可以提高TFT-LCD产品的画面品质，具有高分辨率、高透过率、低功耗、宽视角、高开口率、低色差、无挤压水波纹（push Mura）等优点。针对不同应用，ADS技术的改进技术有高透过率I-ADS技术、高开口率H-ADS和高分辨率S-ADS技术等。由于液晶显示面板的结构及材质均属于现有技术，不再赘述。
本实施例中，通过对背景面板施加或不施加电压，以及背景面板与光源、液晶显示面板的配合，可控制显示装置呈现不同状态：
不对背景面板施加电压使其呈透射状态，且液晶显示面板呈透明状态时，所述显示装置也呈现透明状态。
对背景面板施加高频交流电压（例如100kHz）使其呈半镜面反射半透射状态，且背景面板与光源、液晶显示面板的配合使液晶显示面板显示图像时，即光源发射的光经背景面板镜面反射后进入液晶显示面板（当外界环境光较强时，可调低光源的功率而充分利用外界环境光），从而使液晶显示面板显示图像时，所述显示装置呈现背景为透明的显示状态。可见，由于背景面板在施加高频交流电压时呈半镜面反射状态，使得光源发射至其上的光在受到极少损失的情况下反射至液晶显示面板，故背景面板在施加高频交流电压时既起到了导光板的作用，又比导光板的效果好。
对背景面板施加直流电压使其呈光散射状态（即白色状态），且液晶显示面板呈透明状态时，所述显示装置呈现白色状态。
对背景面板施加直流电压（例如40v）使其呈光散射状态（即白色状态），且背景面板与光源、液晶显示面板的配合使液晶显示面板显示图像时，即光源发射的光经背景面板散射后进入液晶显示面板，从而使液晶显示面板显示图像时，所述显示装置呈现背景为白色的显示状态。可见，由于背景面板在施加直流电压时呈光散射状态，使得光源发射至其上的光被散射后进入液晶显示面板，故背景面板在施加直流电压时也能起到导光板的作用，不过其光利用率不如背景面板呈半镜面状态时高，但是由于背景为白色状态，其与背景为透明状态相比，显示装置的显示效果更好。
本实施例中的其他结构及作用都与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例3：
如图1所示，本实施例提供一种显示装置，包括相对设置的液晶显示面板1和背景面板2，设置在液晶显示面板1与背景面板2之间的空气层4，以及设置于背景面板2四周侧面的光源3。
如图2所示，所述背景面板包括相对设置的第一基板21和第二基板25、设置在第一基板21和第二基板25之间的胆甾相液晶层23、设置在第一基板21和胆甾相液晶层23之间的第一电极22、以及设置在第二基板25和胆甾相液晶层23之间的第二电极24。
优选地，所述第一基板21、第一电极22、胆甾相液晶层23、第二电极24和第二基板25彼此平行设置，且横截面尺寸均相等。
优选地，所述第一基板21和第二基板25采用透明的无碱玻璃基板或者石英基板。所述第一电极22和第二电极24采用透明的金属氧化物材料制成，优选采用ITO（Indium Tin Oxides，氧化铟锡）薄膜或IZO（Indium Zinc Oxide，氧化铟锌）薄膜。
所述胆甾相液晶层23采用加入手性离子液体的负性液晶层。所述手性离子液体可采用咪唑鎓盐类手性离子液体、季铵盐类手性离子液体、唖唑啉盐类手性离子液体、噻唑啉盐类手性离子液体或吡啶盐类手性离子液体等。
胆甾相液晶是一种乳白色粘稠状液体，其具有层状分子排列结构，即分子分层排列，逐层叠合；每层中分子长轴彼此平行，并且均与层面平行；不同层中分子长轴方向逐层依次向右或向左旋转过一个角度，各层间的分子取向渐变可连成一条空间扭曲的螺旋线，使得胆甾相液晶整体排列成螺旋状结构。
当位于胆甾相液晶层23两侧的第一电极22和第二电极24上不施加电压时，胆甾相液晶层23呈透射状态。
当第一电极22和第二电极24两侧施加直流电压时，在直流电场的作用下，胆甾相液晶层23中的手性离子液体分别向第一电极22和第二电极24迁移（负离子移向正极、正离子移向负极），从而使得负性液晶分子出现焦锥织构，胆甾相液晶层23呈光散射状态；并且，第一电极22和第二电极24两侧施加直流电压不同时，胆甾相液晶层23的透过率也不同，施加的直流电压越大，越偏向光散射状态，透过率越低，施加的直流电压越小，越偏向透明状态，透过率越高，因而可通过调节第一电极22和第二电极24两侧施加的直流电压的大小来调节胆甾相液晶层23的透过率。
待第一电极22和第二电极24两侧施加的直流电压稳定后，将直流电压切换为高频交流电压，使得负性液晶分子在高频交流电压的作用下由焦锥织构转换至平面织构，并且正极附近带负电荷的手性离子液体浓度较大，螺旋扭曲力较强，使得正极附近的螺距明显变小，负极附近带正电荷的手性离子液体浓度较小，螺旋扭曲力较弱，使得负极附近的螺距略微变大，故在垂直于第一基板和第二基板的方向上实现了螺距的梯度分布，胆甾相液晶层23呈半镜面反射半透射状态。第一电极22和第二电极24两侧撤去高频交流电压一段时间后，或者施加反向的直流电压，则胆甾相液晶层23恢复透射状态。
优选地，所述液晶显示面板1为常白模式。因为常白模式的显示面板在不施加电压时，液晶分子对应的显示面板的有效显示区域不透光；在施加电压时，液晶分子对应的显示面板的有效显示区域透光，而本实施例所述显示装置作为冰箱窗使用时，其大部分时间均处于透明状态或者背景为透明的显示状态，因此常白模式的液晶显示面板更加省电。
优选地，所述液晶显示面板1包括阵列基板、彩膜基板、以及设置在阵列基板与彩膜基板之间的向列相液晶层。其中阵列基板和彩膜基板的结构及材质均属于现有技术，不再赘述。
优选地，所述光源3采用发光二极管（LED，Light EmittingDiode）或电致发光片（EL，electrolliminescent）。
所述空气层4的作用为：进一步提高光的利用效率，所述光既包括光源所发射的光，也包括外界环境光。本领域技术人员可根据实际情况自行调节空气层4的厚度。
本实施例中的其他结构及作用都与实施例2相同，这里不再赘述。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，包括相对设置的显示面板和背景面板，以及设置于背景面板侧面的光源；所述背景面板在不施加电压时呈透射状态，在施加直流电压时呈光散射状态，在施加高频交流电压时呈半镜面反射半透射状态。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述背景面板在施加不同直流电压时，其透过率不同。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述背景面板上施加的直流电压越大，其透过率越低。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的显示装置，其特征在于，所述背景面板包括相对设置的第一基板和第二基板、设置在第一基板和第二基板之间的胆甾相液晶层、设置在第一基板和胆甾相液晶层之间的第一电极、以及设置在第二基板和胆甾相液晶层之间的第二电极。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述胆甾相液晶层采用加入手性离子液体的负性液晶层。
6.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述第一基板和第二基板采用透明的无碱玻璃基板或者石英基板；所述第一电极和第二电极采用ITO薄膜或IZO薄膜。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板为常白模式。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板采用液晶显示面板。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括设置在显示面板和背景面板之间的空气层。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的显示装置，其特征在于，所述光源采用发光二极管或电致发光片。
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