CN105974672A - 一种显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种显示装置，包括液晶显示面板和光源，所述液晶显示面板包括阵列基板、对盒基板以及液晶层，所述液晶层中混合有由可聚合单体形成的聚合物网络；所述显示装置还包括导光组件，所述导光组件设置在所述阵列基板的背离对盒基板的一侧；所述光源设置在所述导光组件的侧面，用于朝向所述导光组件发射光线；所述导光组件用于将所述光源发射的光线扩散，形成朝向所述液晶显示面板发光的面光源；所述面光源的光线射入所述液晶层的方向与所述液晶显示面板厚度方向之间的夹角大于任意光线从阵列基板或对盒基板射入外界空气时的全反射临界角。本发明能够在提高对比度的同时提高显示的均匀性。

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
显示技术的类型除了普通显示以外，还包括透明显示和镜面显示，其中，对于透明显示技术，目前市场上常见的基于液晶显示的透明显示装置，就是将显示面板背后的背光模组去掉，然后在显示面板的后上方设置一个灯箱，来提供显示图像所需光线，而这种基于液晶显示的显示面板的光透过率较低，从而导致显示装置的显示画面的对比度较低。为了提高透过率，业内人士提出一种基于聚合物稳定液晶(Polymer Stabilized Liquid Crytal)的液晶透明显示装置，这种显示装置中将光源从显示面板的一侧向液晶层发射光线，当显示面板上未施加电压时，光线在液晶层中沿水平方向传导，显示面板处于透明状态；当显示面板上施加驱动电压时，光线在液晶层中发生散射，显示面板处于显示状态。
但是，当显示面板显示图像时，随着光线路径的增加，当光源在液晶层中传播时，其散射出来的总能量明显衰退，从而导致显示的均匀性较差。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供了一种显示装置，以提高显示的均匀性。
为了解决上述技术问题之一，本发明提供一种显示装置，包括液晶显示面板和光源，所述液晶显示面板包括阵列基板、对盒基板以及位于所述阵列基板和所述对盒基板之间的液晶层，所述液晶层中混合有由可聚合单体形成的聚合物网络；所述显示装置还包括导光组件，所述导光组件设置在所述阵列基板的背离对盒基板的一侧；所述导光组件包括朝向所述液晶显示面板的顶面、与所述顶面相对设置的底面以及连接在所述顶面和所述底面之间的侧面；所述光源设置在所述导光组件的侧面，用于朝向所述导光组件发射光线；所述导光组件用于将所述光源发射的光线扩散，形成朝向所述液晶显示面板发光的面光源；所述面光源的光线方向与所述液晶显示面板厚度方向之间的夹角大于任意光线从阵列基板或对盒基板射入外界空气时的全反射临界角。
优选地，所述导光组件包括导光板和透明填充层；所述透明填充层填充在所述导光板与所述液晶显示面板之间；所述光源设置在所述导光板的侧面；所述填充层的折射率大于空气的折射率且小于所述导光板的折射率。
优选地，所述导光板包括导光板本体和多个光学微结构；所述光学微结构形成在所述导光板本体的朝向所述液晶显示面板的表面上；所述光学微结构的表面形成出光面，所述光源射入所述导光板本体的光线在所述导光板本体内进行全反射后从所述光学微结构的出光面射出。
优选地，所述导光板包括导光板本体和多个光学微结构，所述光学微结构形成在所述导光板本体内部；所述光学微结构的表面形成反光面，所述光源射入所述导光板本体的光线经所述光学微结构的反光面的反射后从所述导光板本体的表面射出。
优选地，所述光学微结构表面的面积随所述光学微结构到所述光源距离的增大而增大；和/或，
所述光学微结构的分布密度随所述光学微结构到所述光源距离的增大而增大。
优选地，所述光学微结构表面的各个切面与所述导光板本体的表面之间的夹角的平均值大于arccos(n1/n2)，且小于arccos(n4/n3)；其中，所述阵列基板和所述对盒基板的折射率相同；n1为所述透明填充层的折射率，n2为所述导光板的折射率，n3为所述阵列基板和所述对盒基板的折射率，n4为外界空气的折射率；且n1～n4中，n2最大，n4最小。
优选地，n2与n1的差的范围为[0.05，0.25]。
优选地，所述透明填充层由粘结性材料制成。
优选地，所述阵列基板和所述对盒基板的相对面上均设置有取向膜；所述导光组件扩散形成的面光源的光线在所述液晶层中沿水平方向传导，至少一个所述取向膜的取向方向与面光源的光线在液晶层中的传导方向垂直。
优选地，所述阵列基板和对盒基板上的取向膜的取向方向相同，且平行于所述液晶显示面板的显示面；所述光源设置在所述导光组件的平行于所述取向膜取向方向的任意一个侧面。
优选地，所述阵列基板和对盒基板上的取向膜的取向方向均与所述液晶显示面板的显示面平行，且两个取向膜的取向方向相互垂直；所述光源设置在所述导光组件的任意一个侧面。
优选地，所述阵列基板和对盒基板上的取向膜的取向方向均沿所述液晶显示面板的厚度方向，所述光源设置在所述导光组件的任意一个侧面。
优选地，所述光源包括多个子光源，各个所述子光源发出的光的颜色彼此不同；所述显示装置还包括场色序控制器，所述场色序控制器与各所述子光源连接，用于控制各子光源在一帧中的彼此不同的不同驱动时间段发光。
优选地，所述导光组件的背离所述液晶显示面板的一侧设置有遮光件。
优选地，所述遮光件包括反光层，所述反光层的反光面朝向导光组件。
优选地，所述遮光件包括用于吸收光线的吸光层。
优选地，所述吸光层与所述导光组件之间形成有空气层。
在本发明中，光源的光线先通过导光组件的扩散形成面光源，再从液晶显示面板的不同位置射入液晶层。与从液晶显示面板的一侧直接向液晶层发射光线的方式相比，本发明能够减少光线随传播距离的增加而衰减的现象，从而提高显示的均匀性；并且，导光组件包括导光板与填充层；填充层的设置减少了导光板与相邻介质层的折射率差，从而减少了由于导光板的设置而造成的雾化现象。因此，本发明能够在提高显示的均匀性的同时达到较高的对比度。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明提供的第一种结构的显示装置的剖面示意图；
图2是图1中的显示装置处于透明态时的示意图；
图3是图1中的显示装置处于散射态时的示意图之一；
图4是图1中的显示装置处于散射态时的示意图之二；
图5是本发明提供的第二种结构的显示装置处于透明态时的示意图；
图6是本发明提供的第三种结构的显示装置处于透明态时的示意图；
图7是本发明中光源和场色序控制器的连接示意图；
图8是本发明提供的第四种结构的显示装置处于透明态的示意图；
图9是本发明提供的第五种结构的显示装置处于透明态的示意图；
图10是本发明提供的显示装置的俯视图；
图11是本发明提供的显示装置进行显示时的光强与电压的关系曲线图；
图12是本发明提供的显示装置进行显示时的光能量等级与时间的关系示意图。
其中，附图标记为：10、液晶显示面板；11、阵列基板；12、对盒基板；13、液晶层；131、向列相液晶；132、聚合物网络；14、取向膜；20、光源；21、红色子光源；22、绿色子光源；23、蓝色子光源；30、导光组件；31、导光板；31a、导光板本体；31b、光学微结构；32、透明填充层；40、反射罩；51、反光层；52、吸光层；60、场色序控制器；70、栅极驱动电路；80、源极驱动电路。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种显示装置，如图1所示，该显示装置包括：液晶显示面板10、光源20和导光组件30。其中，液晶显示面板10包括阵列基板11、对盒基板12以及位于阵列基板11和对盒基板12之间的液晶层13。液晶层13中混合有由可聚合单体聚合形成的聚合物网络132。导光组件30设置在阵列基板11的背离对盒基板12的一侧；导光组件30包括朝向液晶显示面板10的顶面、与所述顶面相对设置的底面以及连接在所述顶面和所述底面之间的侧面。光源20设置在导光组件30的侧面，用于朝向导光组件30发射光线。导光组件30用于将光源20发射的光线扩散，形成朝向液晶显示面板10发光的面光源；并且所述面光源射入液晶显示面板10的光线方向与液晶显示面板10厚度方向之间的夹角大于任意光线从液晶显示面板10射入外界空气时的全反射临界角。当光线射入液晶显示面板10时，会依次射入阵列基板11、液晶层13和对盒基板12，由于阵列基板11和对盒基板12的折射率通常相同或相近，因此，射入液晶显示面板10的光线方向与液晶显示面板10厚度方向的夹角可以看作光线射到对盒基板12与外界空气临界面时的入射角，当该入射角大于全反射临界角时，光线发生全反射，而不会射到外界空气中，从而在液晶显示面板10内部总体呈水平传导。
在本发明中，液晶层13为向列相液晶层，即，包括向列相液晶131和聚合物网络132。制作时，将向列相液晶131和可聚合单体混合后填充在阵列基板11和对盒基板12之间，之后将液晶混合物固化，以使可聚合单体形成聚合物网络132，从而与向列相液晶131分离。当然，液晶层13也可以为胆甾相液晶层，其中胆甾相液晶分子的螺距大于1μm。
液晶显示面板10具有透明态和散射态两种状态，图2是图1的显示装置处于透明态时的示意图；图3和图4是图1的显示装置处于散射态时的示意图；其中，图3和图4分别为显示装置的两个相互垂直的纵剖面示意图。如图2所示，当液晶显示面板10内没有施加有电场时，液晶层13中同一层的向列相液晶131取向是一致的，对于同一束光线而言，其在液晶层13中传导时折射率不发生变化，光线在液晶层水平传导的过程中不会产生散射，因此液晶显示面板10呈现透明态(暗态)；当所述显示装置用于透明显示时，导光组件30背离液晶显示面板10的一侧不再设置遮光结构，显示装置背部的环境光线能够穿过液晶显示面板10，从而在液晶显示面板10的出光侧看到显示装置背后的景物。当液晶显示面板10内施加有电场时，向列相液晶131受到聚合物网络132的影响，会出现如图3和图4所示的取向杂乱的情况：向列相液晶131的取向被分成无数个小的区域，又由于向列相液晶131的各向异性，其折射率在长轴方向和短轴方向上存在差异，此时不同区域其取向状态不同，会导致光线在不同区域的折射率也不同。因此，在这种情况下，光线会发生散射，即射入液晶显示面板10内的光线在液晶层13内沿预设水平方向进行传导的过程中，部分光线会从液晶显示面板10的表面射出，液晶显示面板10呈现散射态(亮态)，从而在液晶显示面板10的出光侧看到显示图像。并且，在聚合物网络132的含量一定的情况下，电场越强，光线的散射程度越大，出光量越大。因此，可以直接通过控制各个像素单元的电场强度还控制各个像素单元的出光量，从而实现显示，而不再设置偏光片。
可以理解，如果从液晶显示面板10的端面直接向液晶层13发射光线，那么距离光源20位置越远，光线越弱；从而导致在液晶显示面板不同区域的电场强度一致时，显示均匀性较差。而由于本发明的显示装置中设置有导光组件30，该导光组件30能够将光源20的光线扩散，形成发光均匀的面光源；并且所述面光源的光线从不同位置均匀射入液晶显示面板10后在液晶层13中水平传导，因此，当液晶显示面板10处于散射态时出射的光线分布更加均匀，从而提高显示的均匀性。
具体地，如图1所示，导光组件30包括导光板31和填充在导光板31与液晶显示面板10之间的透明填充层32。光源20设置在导光板31的侧面。导光板31用于将光源20的光线扩散为面光源。填充层32的折射率大于空气的折射率且小于导光板31的折射率；透明填充层32的设置是为了防止导光板31与液晶显示面板10之间产生空气间隙。由于一旦导光板31与液晶显示面板10之间产生空气间隙，导光板31的折射率与空气的折射率之间存在的较大差距会使得导光板31出射的光线进入空气层时出现较明显的折射，从而产生明显的雾化现象；而透明填充层32能够减小光线从导光板31进入透明填充层32时的偏折程度，因而能够减少导光板31的设置而产生的雾化现象，进而在提高显示的均匀性的同时保证了显示的对比度。
进一步具体地，如图1所示，导光板31包括导光板本体31a和多个光学微结构31b。光学微结构31b形成在导光板本体31a的朝向液晶显示面板10的表面上；光学微结构31b的表面形成出光面；光源20射入导光板本体31a内的光线在导光板本体31a内进行全反射后从光学微结构31b的出光面射出。光源20发射光线的角度应当满足，当光源20的光线射入导光板本体31a后，在导光板本体31a的底面和顶面上的入射角均大于全反射临界角，从而发生全反射。而由于光学微结构31b的设置，使得光线在光学微结构31b的表面的入射角小于全反射临界角，从而在光学微结构31b的出光面射出光线，其他位置没有光线射出。
其中，本发明对光学微结构31b的具体形状不作限定，只要能够破坏全反射的条件，使得光线能够光学微结构31b的表面射出即可。例如，光学微结构31b可以不同形状的凸起结构，也可以为不同形状的凹槽结构。当光学微结构31b为凸起时结构，可以采用注塑成型工艺方法将光学微结构31b与导光板本体31a一体成型，使得二者的折射率相同；当光学微结构31b为凹槽结构时，可以采用钻石打点的方法在导光板本体31a上形成光学微结构31b。
为了防止出现距离光源20越远，导光板31射出的光线密度越小的情况，可以通过调整不同位置的光学微结构31b的形状或光学微结构31b的分布，以使得导光板31射出的光线整体分布更均匀。
具体地，光学微结构31b表面的面积随光学微结构31b到光源20距离的增大而增大(未给出该种实施方式的附图)。在入射光分布均匀的情况下，距离光源20越远的光学微结构31b所射出的光线越多，而由于距离光源20越远的位置，射入的光线密度越小，因此，导光板31射出的光线整体分布更均匀。
在导光板31厚度的限制下，制作表面积不同的多个光学微结构31b对制作工艺的要求较高，因此，为了便于制作工艺，优选地，如图1所示，光学微结构31b的分布密度随光学微结构31b到光源20距离的增大而增大。在入射光分布均匀的情况下，距离光源20越远的区域，光学微结构31b分布越密集，射出的光线也越多，而由于在导光板本体31a内部距离光源20越远的位置，射入的光线密度较小，从而使得导光板31射出的光线整体分布更加均匀。
当然，也可以同时采用上述两种方式来提高导光板31射出光线的均匀性，即，由靠近光源20至远离光源20的方向，光学微结构31b分布密度逐渐增大的同时，单个光学微结构31b的表面的面积逐渐增大。
为了提高对光线的利用率且提高显示的对比度，具体地，光学微结构31b表面的各个切面与导光板本体31a的表面逐渐的夹角的平均值α满足：
arccos(n4/n3)＞α＞arccos(n1/n2)
其中，阵列基板11和对盒基板12的折射率相同；n1为透明填充层的折射率；n2为导光板的折射率，n3为阵列基板11和对盒基板12的折射率；n4为空气的折射率(通常可看作1)；且n1～n4中，n2最大，n4最小。可选地，n3>n1，以保证从导光板31射入透明填充层32中的光线能够完全射进液晶显示面板10中。需要说明的是，阵列基板11和对盒基板12均包括衬底和设置在衬底上的膜层，这里的n3可以看作阵列基板11和对盒基板12的衬底的折射率。当光学微结构31b为凸起结构时，光学微结构31b与导光板本体31a的折射率相同，均为n2；当光学微结构31b为凹槽结构时，导光板本体31a的折射率即为导光板31的折射率。
一方面，光线从导光板本体31a入射至透明填充层32时的全反射临界角C1＝arcsin(n1/n2)，在未设置光学微结构31b的情况下，光线从导光板本体射向透明填充层32时的入射角在arcsin(n1/n2)～90°之间，其中，入射角最大为接近90°。可以理解，当设置光学微结构31b后，只要原入射角接近90°的光线可以通过光学微结构31b射入透明填充层90，那么其他光线也可以通过光学微结构31b射入透明填充层90。而当设置有光学微结构31b且α＞arccos(n1/n2)时，原入射角接近90°的光线从光学微结构31b入射至透明填充层32时的实际入射角将小于90°-arccos(n1/n2)，即，小于上述C1；这时，光线就可以射入透明填充层32，从而射入液晶显示面板10。另一方面，光线从对盒基板12入射至外界空气时的全反射临界角为C2＝arcsin(n4/n3)；而随着α的逐渐增大，光线射入液晶显示面板10的入射角逐渐变小，当α＞(90°-C2)，即α＞arccos(n4/n3)时，一部分光线射入液晶显示面板的入射角将小于C2，导致这部分光线直接从对盒基板12上方射出。因此，本发明中，α＞arccos(n1/n2)的设置，保证了光源20的光线经过导光组件30的扩散后能够进入液晶显示面板10；同时，α＜arccos(n4/n3)的设置，保证了光线进入液晶显示面板10在其内部传导而不会射到外界空气中。
如上文所述，当n2与n1之间的差值过大时，会导致雾化现象明显；而n2与n1之间的差值过小时，射入导光板本体31a的光线可能会有一部分从导光板本体31a上未形成光学微结构31b的区域射入透明填充层32，导致导光板31射出光线的均匀性受到影响。因此，为了保证光源20的光线在导光板本体31a内发生全反射、并保证射入液晶显示面板10的光线在液晶显示面板10内部水平传播，优选地，n1和n2的差的范围为[0.05，0.25]。
优选地，透明填充层32由粘结性材料制成，从而不需额外设置固定结构就可以将液晶显示面板10与导光组件30固定相连。
研究表明，当液晶的长轴方向与光线传导方向垂直时，在液晶显示面板10内施加电场的情况下，光线能够发生较明显的散射，因此，为了改善显示效果，可以将液晶的取向方向设置为与所述预设水平方向垂直。可选地，阵列基板11和对盒基板12相对面上均设置有取向膜14；导光组件30扩散形成的面光源的光线在液晶层13中沿预设水平方向传导，至少一个取向膜14的取向方向与所述预设水平方向垂直。应当理解的是，取向膜14的取向方向是指，液晶显示面板10在未施加电压时，液晶在取向膜14取向作用下的取向方向，具体可以通过不同的取向方法对取向膜14的表面进行处理，从而对液晶进行取向。下面结合取向膜14的不同取向方向对本发明的液晶显示面板10的结构进一步说明。
取向膜14的第一种取向方向如图1所示，阵列基板11和对盒基板12上的取向膜14的取向方向相同，且平行于液晶显示面板10的显示面。这时，光源20设置在所述导光板的平行于取向膜14取向方向的任意一个侧面。需要说明的是，本发明中的导光组件30在液晶显示面板10上的正投影为矩形，即，导光组件30包括四个侧面。如图1中所示，两个取向膜14的取向方向均沿Y轴方向，光源20设置在图1中导光组件30的左侧或右侧，以使得光线在液晶层13中沿X轴方向传导。或者，两个取向膜14的取向方向均沿X轴方向，光源20设置在图1中导光组件30的前侧或后侧，以使得光线在液晶层13中沿Y轴方向传导。当取向膜14采用该种取向方向时，液晶显示面板10为电控双折射型(Electrically Controlled Birefringence，ECB)液晶显示面板、共面开关型(In Plane Switching，IPS)液晶显示面板、边缘场开关型(Fringe Field Switching，FFS)液晶显示面板中的任意一种。无论哪种显示面板，均还包括用于产生电场的像素电极和公共电极(图中未示出)。其中，在电控双折射型液晶显示面板中，像素电极设置在阵列基板11上，公共电极设置在对盒基板12上；在共面开关型液晶显示面板中，像素电极和公共电极均设置在阵列基板上，像素电极和公共电极均为条状，条状的像素电极和条状的公共电极位于同一层且交叉间隔设置；在边缘场开关型液晶显示面板中，像素电极和公共电极均设置在阵列基板上，像素电极为条状，公共电极为板状，且二者位于绝缘间隔的不同层中。
取向膜14的第二种取向方向如图5所示，阵列基板11和对盒基板12上的取向膜14的取向方向均与液晶显示面板10的显示面平行，且两个取向膜14的取向方向相互垂直。如图5中所示，阵列基板11上的取向膜的取向方向沿Y轴方向，对盒基板12上的取向膜14的取向方向沿X轴方向。这时，光源20设置在导光组件30的任意一个侧面，均可以实现光线的传导方向与一部分液晶的取向方向相互垂直。当取向膜14的取向方向如图5所示时，液晶显示面板10为扭曲向列型(Twisted Nematic，TN)液晶显示面板，其像素电极设置在阵列基板11上，公共电极设置在对盒基板12上。
取向膜14的第三种取向方向如图6所示，阵列基板11和对盒基板12上的取向膜14的取向方向均沿液晶显示面板10的厚度方向，即Z轴方向。这时，为了使得光线在液晶层13中的传导方向与液晶取向方向相互垂直，只要使得光线在液晶层13中的传导方向位于XY平面内即可，因此，光源20可以设置在导光组件30的任意一个侧面，光线在液晶层13中的传导方向沿X轴方向或者Y轴方向均可。当取向膜14垂直取向时，液晶显示面板10为垂直取向型(VerticalAlignment，VA)型液晶显示面板，其像素电极设置在阵列基板11，公共电极设置在对盒基板12上。
其中，上述提到的沿X/Y/Z轴方向，既可以沿坐标轴的正方向，也可以沿坐标轴的负方向。在对取向膜进行上述各种方向的取向时，均可以采用光取向的方式，也可以采用摩擦取向的方式。另外，需要说明的是，上文已结合图1至图4对图1中液晶显示面板10的透明态和散射态进行了描述，当液晶显示面板10采用图5和图6中的结构时，形成透明态和散射态的原理与图1所示液晶显示面板的原理相同，这里不再赘述。
本发明中，考虑到彩色滤光膜(CF)和黑矩阵(BM)具有吸收光线的作用，因此，当对盒基板12上设置彩色滤光膜和黑矩阵时，在阵列基板11与对盒基板12之间全反射的光线会有一部分被吸收。为了防止这一现象，本发明通过场色序法(Field-Sequential-Color)来实现彩色显示，从而可避免在对盒基板12上设置彩色滤光膜。
具体地，如图7所述，光源20包括多个子光源(如图中的红色子光源21、绿色子光源22和蓝色子光源23)，多个子光源发出光的颜色互不相同。所述显示装置还包括场色序控制器60，所述场色序控制器60与各所述子光源连接，用于控制各子光源在一帧中的不同驱动时间段发光。其中，每个子光源可以包括多个发光二极管等发光件，多个子光源沿图7中的Z轴方向(即液晶显示面板10的厚度方向)排列，同一个子光源中的多个发光件沿图7中的Y轴方向排列。当然，也可以将多个子光源中的所有发光件沿Y轴方向排列，且不同颜色的发光件轮流设置。
下面以光源20包括红色子光源21、绿色子光源22和蓝色子光源23为例对场色序法彩色显示的过程进行说明。其中，液晶显示面板10的每个像素单元也相应地分为红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素；每帧被分为三个驱动时间段。
在第一个驱动时间段内，场色序控制器60控制红色子光源21进行发光，红色子像素所对应的像素电极上加载有像素电压，以使红色子像素所对应区域内的向列相液晶产生偏转以呈现散射态，红色子像素根据像素电压的大小呈现出相应的灰阶，即红色子像素发出红光。同时，绿色子像素和蓝色子像素所对应的像素电极上没有加载电压，相应区域内的向列相液晶产生处于初始取向以呈现透明态，以使绿色子像素和蓝色子像素均不发光。
同理，在第二个驱动时间段内，场色序控制器60控制绿色子光源发光，绿色子像素发出相应灰阶的绿光，红色子像素和蓝色子像素均不发光。在第三驱动时间段内，场色序控制器控制蓝色子光源23进行发光，蓝色子像素发出相应灰阶的蓝光，红色子像素和绿色子像素均不发光。
由于每个驱动时间段只占三分之一帧时间，因而人眼无法区别出各驱动时间段的显示效果，对于人眼而言，其感受到的是三个子像素同时发光所对应的显示效果，即合成一个像素单元后的显示效果。
需要说明的是，上述光源包括红、绿、蓝三种颜色的子光源仅为示例性说明，在实际应用中，也可以根据需要将光源设置为其他数量和颜色的多个子光源。
为了提高光源20的利用率，如图1所示，光源20背离导光组件30侧面的一侧设置有反射罩40。反射罩40用于将光源20的光线向导光组件30的侧面入射，从而使得光源的光线尽量多的入射至导光板31内，以提高光线的利用率。其中，反射罩40上形成有开口，开口与导光板31的侧面相对设置，反射罩40内壁的表面为能够反光的弧形面。
如上文所述，所述显示装置可以用于透明显示，当液晶显示面板10内施加电场时进行图像显示，当液晶显示面板10内未施加电场时处于透明态。在本发明中，所述显示装置还可以用于非透明显示，例如，镜面显示或普通的非透明显示。具体地，导光组件30的背离液晶显示面板10的一侧设置有遮光件。
图8为所述非透明显示装置用于镜面显示时的结构示意图。如图8所示，所述遮光件包括反光层51，反光层51的反光面朝向导光组件31。具体地，反光层51可以为形成在导光板31背离液晶显示面板10的表面上的金属镀层。当液晶显示面板10显示图像时，待显示图像所在区域的像素单元内施加有电场，从而显示出图像；而其他区域的像素单元内未施加电场，从而使得相应区域处于透明态；与此同时，对盒基板12背离阵列基板11的一侧(即，出光侧)的环境光线通过透明态的像素单元照射至反光层51，并被反光层51反射，从而在出光侧同时看到显示图像和实际环境的反射图像。
图9为所述非透明显示装置用于普通的非透明显示时的结构示意图。所谓普通的非透明显示即，只能用于显示图像，而不同实现反射环境图像或透射环境图像。如图9所示，所述遮光件包括用于吸收光线的吸光层52。当液晶显示面板显示图像时，待显示图像所在区域的像素单元内施加有电场，从而显示出图像；其他区域的像素单元未施加电场，而使得相应区域处于透明态；而由于吸光层52能够吸收光线，因此，液晶显示面板10前方的环境光线通过处于透明态的区域后被吸光层52吸收；显示装置背后的环境光也无法通过吸光层52，从而实现普通的非透明显示。
当所述遮光件包括吸光层52时，优选地，吸光层52与导光组件30之间形成有空气层，以在导光板31与吸光层52之间形成低折射率层，从而保证导光板31内的光线在导光板31的底面发生全反射，而不会直接被吸光层52吸收，进而提高光线利用率。
需要说明的是，在图8和图9中，仅示例性地给出了显示装置的结构，图8和图9中的液晶显示面板10可以采用与图1中液晶显示面板10相同的结构，也可以采用与图5或图6中液晶显示面板10相同的结构。
图11为本发明的显示装置的光强与驱动电压的关系曲线图。在图11中，随着驱动电压的增大，光强逐渐增大；且光强增大的趋势平稳，表明显示装置的显示稳定性较好。图12为本发明的显示装置的光能量与时间的关系曲线。在图12中，光能量能够瞬间上升和下降，从而表明所述显示装置光电切换的响应速度较快。
以上为对本发明的显示装置的结构描述，当然，所述显示装置还包括栅极驱动电路70、源极驱动电路80等结构(如图10所示)，此处不再一一说明。下面介绍上述显示装置的制作过程。
首先制作液晶显示面板。具体包括：制作设置有取向膜的阵列基板和设置有取向膜的对盒基板；将阵列基板和对盒基板进行对盒，并在阵列基板和对盒基板之间填充混合有可聚合单体的液晶层，例如，混合有可聚合单体的向列相液晶层；对液晶层进行固化处理，以使得可聚合单体聚合形成聚合物网络；其中，固化方式可以采用紫外光固化或者热固化，具体根据可聚合单体的本身材料确定。
然后将制作好的液晶显示面板与其他结构进行组装。当所述显示装置作为透明显示装置使用时，则在阵列基板的背离对盒基板的一侧设置导光组件，该导光组件具体包括导光板和填充在导光板与液晶显示面板之间的粘合胶；之后在导光组件的侧面设置光源。当所述显示装置作为非透明显示装置使用时，除了设置导光组件和光源以外，还要在导光组件背离液晶显示面板的一侧设置遮光层。
需要说明的是，液晶层、阵列基板上的各层结构以及对盒基板上的各层结构采用折射率相同或近似的材料进行制作，从而可避免光线在液晶显示面板内出现不必要的散射现象，进而可有效提升液晶显示面板的对比度。
通过上述对本发明提供的显示装置的描述可以看出，在本发明的显示装置中，光源的光线先通过导光组件的扩散形成面光源，再从液晶显示面板的不同位置射入液晶层。与直接射入液晶层的方式相比，本发明能够减少光线随传播距离的增加而衰减的现象，从而提高显示的均匀性。并且，导光组件包括导光板与填充层，填充层的设置减少了导光板与相邻介质层的折射率差，从而减少了由于导光板的设置而造成的雾化现象；而对于透明显示装置而言，雾化现象的减少能够提高透明显示装置的透明度和对比度；对于非透明显示装置而言，雾化现象的减少同样可以提高显示装置的对比度；因此，本发明能够在提高显示的均匀性的同时达到较高的对比度。
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 (17)

1.一种显示装置，包括液晶显示面板和光源，所述液晶显示面板包括阵列基板、对盒基板以及位于所述阵列基板和所述对盒基板之间的液晶层，所述液晶层中混合有由可聚合单体形成的聚合物网络；其特征在于，所述显示装置还包括导光组件，所述导光组件设置在所述阵列基板的背离对盒基板的一侧；所述导光组件包括朝向所述液晶显示面板的顶面、与所述顶面相对设置的底面以及连接所述顶面和所述底面之间的侧面；
所述光源设置在所述导光组件的侧面，用于朝向所述导光组件发射光线；所述导光组件用于将所述光源发射的光线扩散，形成朝向所述液晶显示面板发光的面光源；所述面光源射入所述液晶显示面板的光线方向与所述液晶显示面板厚度方向之间的夹角大于任意光线从所述液晶显示面板内射入外界空气时的全反射临界角。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述导光组件包括导光板和透明填充层；所述透明填充层填充在所述导光板与所述液晶显示面板之间；所述填充层的折射率大于空气的折射率且小于所述导光板的折射率。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述导光板包括导光板本体和多个光学微结构；
所述光学微结构形成在所述导光板本体的朝向所述液晶显示面板的表面上；所述光学微结构的表面形成出光面，所述光源射入所述导光板本体的光线在所述导光板本体内进行全反射后从所述光学微结构的出光面射出。
4.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述导光板包括导光板本体和多个光学微结构，所述光学微结构形成在所述导光板本体内部；所述光学微结构的表面形成反光面，所述光源射入所述导光板本体的光线经所述光学微结构的反光面的反射后从所述导光板本体的表面射出。
5.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述光学微结构表面的面积随所述光学微结构到所述光源距离的增大而增大；和/或，
所述光学微结构的分布密度随所述光学微结构到所述光源距离的增大而增大。
6.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述光学微结构表面的各个切面与所述导光板本体的表面之间的夹角的平均值大于arccos(n1/n2)，且小于arccos(n4/n3)；其中，所述阵列基板和所述对盒基板的折射率相同；n1为所述透明填充层的折射率，n2为所述导光板的折射率，n3为所述阵列基板和所述对盒基板的折射率，n4为外界空气的折射率；且n1～n4中，n2最大，n4最小。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，n2与n1的差的范围为[0.05，0.25]。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的显示装置，其特征在于，所述透明填充层由粘结性材料制成。
9.根据权利要求1至7中任意一项所述的显示装置，其特征在于，所述阵列基板和所述对盒基板的相对面上均设置有取向膜；所述导光组件扩散形成的面光源的光线在所述液晶层中沿水平方向传导，至少一个所述取向膜的取向方向与所述面光源的光线在液晶层中的传导方向垂直。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述阵列基板和对盒基板上的取向膜的取向方向相同，且平行于所述液晶显示面板的显示面；所述光源设置在所述导光组件的平行于所述取向膜取向方向的任意一个侧面。
11.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述阵列基板和对盒基板上的取向膜的取向方向均与所述液晶显示面板的显示面平行，且两个取向膜的取向方向相互垂直；所述光源设置在所述导光组件的任意一个侧面。
12.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述阵列基板和对盒基板上的取向膜的取向方向均沿所述液晶显示面板的厚度方向，所述光源设置在所述导光组件的任意一个侧面。
13.根据权利要求1至7中任意一项所述的显示装置，其特征在于，所述光源包括多个子光源，各个所述子光源发出的光的颜色彼此不同；所述显示装置还包括场色序控制器，所述场色序控制器与各所述子光源连接，用于控制各子光源在一帧中的彼此不同的驱动时间段发光。
14.根据权利要求1至7中任意一项所述的显示装置，其特征在于，所述导光组件的背离所述液晶显示面板的一侧设置有遮光件。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其特征在于，所述遮光件包括反光层，所述反光层的反光面朝向导光组件。
16.根据权利要求14所述的显示装置，其特征在于，所述遮光件包括用于吸收光线的吸光层。
17.根据权利要求16所述的显示装置，其特征在于，所述吸光层与所述导光组件之间形成有空气层。
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