CN107797338B - 一种侧入式场序液晶显示器及液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种侧入式场序液晶显示器及液晶显示装置。该侧入式场序液晶显示器包括显示面板及背光源，显示面板包括上基板、下基板以及聚合物液晶；第一衬底基板和第二衬底基板中的一个为导光板；背光源设置于导光板侧边，包括多个发光颜色不同的子光源，用于以场序的方式交替发出入射光以设定角度入射至导光板；在聚合物液晶为透明态时，入射光在第一侧面发生全反射，或在聚合物液晶为散射态时，入射光在第二侧面发生散射，以使入射光从第一侧面透射出。通过上述方式，本发明能够提高液晶显示面板的透过率，同时还能够降低液晶显示器的功率。

Description

一种侧入式场序液晶显示器及液晶显示装置

技术领域

本发明涉及液晶面板显示技术领域，特别是涉及一种侧入式场序液晶显示器及液晶显示装置。

背景技术

场序显示，与一般的显示器采用R/G/B等光阻材料来显示颜色不同，其在光源端直接采用R/G/B等多种颜色的LED，通过高频切换不同颜色光源的打开和关闭来实现时域上R/G/B的显示控制，从而实现更高分辨率(3倍)的彩色显示。

透明显示，与一般的具有遮蔽背景光背板的显示器不同，在不显示画面时，观察者可以在显示器前方看到显示器后方的环境场景，当显示画面时，没有信号主动变化的显示区域依然呈现透明状态。但由于colorfilter，偏光片等LCD部件对透过率的影响很大，一般情况下透明LCD的透过率一直不高(<30％)。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种侧入式场序液晶显示器及液晶显示装置，能够提高液晶显示面板的透过率，同时还能够降低液晶显示器的功率。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种侧入式场序液晶显示器。该侧入式场序液晶显示器包括显示面板及背光源，显示面板包括上基板、下基板以及上基板与下基板之间的聚合物液晶；上基板包括第一衬底基板，下基板包括第二衬底基板，第一衬底基板和第二衬底基板中的一个为导光板；背光源设置于导光板侧边，包括多个发光颜色不同的子光源，用于以场序的方式交替发出入射光以设定角度入射至导光板；其中，在聚合物液晶为透明态时，入射光在包括导光板的基板与空气接触的第一侧面发生全反射，或在聚合物液晶为散射态时，入射光在包括导光板的基板与聚合物液晶接触的第二侧面发生散射，以使入射光从第一侧面透射出。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供一种液晶显示装置。该液晶显示装置包括控制器及上述侧入式场序液晶显示器。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明公开了一种侧入式场序液晶显示器及液晶显示装置。该侧入式场序液晶显示器包括显示面板及背光源，显示面板包括上基板、下基板以及上基板与下基板之间的聚合物液晶；上基板包括第一衬底基板，下基板包括第二衬底基板，第一衬底基板和第二衬底基板中的一个为导光板；背光源设置于导光板侧边，包括多个发光颜色不同的子光源，用于以场序的方式交替发出入射光以设定角度入射至导光板；其中，在聚合物液晶为透明态时，入射光在第一侧面发生全反射，或在聚合物液晶为散射态时，入射光在第二侧面发生散射，以使入射光从第一侧面透射出。通过上述方式，本发明采用导光板作为显示面板的一侧基板，且采用颜色可变的背光源，使得在该显示面板上无需设置滤光片以及偏光片，能够提高液晶显示面板的透过率，使得显示面板对背光源的依赖减小，进而能够降低液晶显示器的功率。

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1是本发明提供的侧入式场序液晶显示器一实施例的结构示意图；

图2是聚合物液晶为透明态时入射光在基板中的路线示意图；

图3是聚合物液晶为散射态时入射光在基板中的路线示意图；

图4是本发明提供的图1中显示面板一实施例的结构示意图；

图5是本发明提供的图1中显示面板另一实施例的结构示意图；

图6是本发明提供的图1中显示面板又一实施例的结构示意图；

图7是本发明提供的图1中显示面板再一实施例的结构示意图；

图8是本发明提供的图1中显示面板又再一实施例的结构示意图；

图9是本发明提供的图1中显示面板还一实施例的结构示意图；

图10是本发明提供的液晶显示装置一实施例的结构示意图。

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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动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。

本发明实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1，本发明提供的侧入式场序液晶显示器一实施例的结构示意图。

该侧入式场序液晶显示器包括显示面板100及背光源200。

显示面板100包括上基板10、下基板20以及上基板10与下基板20之间的聚合物液晶30；其中，聚合物液晶30包括聚合物基体及液晶分子，上基板10包括第一衬底基板11，下基板20包括第二衬底基板21，第一衬底基板11和第二衬底基板21中的一个为导光板。

背光源200设置于导光板侧边，包括多个发光颜色不同的子光源，用于以场序的方式交替发出入射光以设定角度入射至导光板；其中，在聚合物液晶30为透明态时，入射光在包括导光板的基板与空气接触的第一侧面31发生全反射，或在聚合物液晶30为散射态时，入射光在包括导光板的基板与聚合物液晶接触的第二侧面32发生散射，以使入射光从第一侧面透射出。

背光源200可设置于导光板的一侧或多侧，例如，背光源200设置于导光板的一侧，其他侧可以进行磨边和在非入射光的侧边涂布/贴合银反射片等方式来达到提高光利用率的效果，也可以将非入射/出射区域涂黑来达到降低侧边透射光强影响视觉感受的效果。例如，在导光板的两侧、三侧或四侧设置背光源，以从多个方向发射入射光。

多个发光颜色不同的子光源，例如，三种不同颜色的子光源，如红色子光源、绿色子光源、蓝色子光源，以条形排列于导光板的单个侧面或多个侧面上，此外，还可以有镶嵌式或三角形等多种排列方式设置于导光板的侧面，还可以有多种其他颜色的子光源阵列设置于导光板的侧面，本实施例对此不作限制。

第一衬底基板11和第二衬底基板12均为透明基板，例如为玻璃、塑胶等硬质或软质材料制成的透明基板。

同时参阅图2、图3，当聚合物液晶30为透明态时，入射光在第一侧面31发生全反射，在第二侧面32发生全反射或透射，以使在第一侧面31不透射出入射光；聚合物液晶30为散射态时，入射光第一次经第一侧面31全反射后，至第二侧面32，在第二侧面32发生散射，使入射光以多种角度射向第一侧面31，从而使入射光从第一侧面31透射出，显示出画面。

聚合物液晶30可以为聚合物网络液晶(Polymer Network Liquid Crystal，PNLC)或聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal，PDLC)，当聚合物液晶30为聚合物网络液晶时，上基板10与下基板20通电以使聚合物网络液晶由透明态变为散射态，当聚合物液晶30为聚合物分散液晶时，上基板10与下基板20通电以使聚合物分散液晶由散射态变为透明态。

参阅图4，本发明提供的图1中显示面板一实施例的结构示意图。

本实施例中，显示面板100包括上基板10、与上基板10相对设置的下基板20及设置于上基板10与下基板20之间的聚合物液晶30。

其中，上基板10包括第一衬底基板11及公共电极层12，公共电极层12设置于第一衬底基板11上靠近第二衬底基板21的一侧，且公共电极层12为整面电极。具体地，以磁控溅射的方式在第一衬底基板11上形成公共电极层12，还可以用其他方式在第一衬底基板11上形成公共电极层12。

下基板20包括第二衬底基板21、阵列分布的多个TFT结构22、覆盖每个TFT结构22的保护层23、对应每个TFT结构22设置的遮光层24以及像素电极层25。具体地，第二衬底基板21上靠近第一衬底基板11的一侧依次设置有阵列分布的多个TFT结构22、覆盖每个TFT结构22的保护层23、对应每个TFT结构22设置的遮光层24以及像素电极层25。

本实施例中，在第二衬底基板21靠近上基板10一侧经多次光刻程序形成阵列分布的多个TFT结构22，多个TFT结构22包括多个薄膜晶体管以及电容电极线，电容电极线例如是水平设置的扫描线和竖直设置的数据线，扫描线与数据项将第二衬底基板21分割出呈阵列排布的像素单元，每个像素单元对应设置有像素电极，该多个薄膜晶体管控制相应的像素单元的开启或关闭，多个薄膜晶体管与扫描线、数据线电性耦接，通过扫描线、数据线控制薄膜晶体管以驱动相应的像素电极。薄膜晶体管可以是多晶硅、低温多晶硅或IGZO等材料制成的可进行电流电压调节的晶体管结构。

在设置像素电极层25之前，于多个TFT结构22上形成一保护层23。保护层23的材质可以是丙烯酸树脂、感光性树脂等有机介电材料制成，保护层23也可以是氧化硅或氮氧化硅等无机介电材料所组成。更详细地说，当保护层23选用有机介电材料时，其形成的方式通常是通过旋转涂布法进行制作，当保护层23选用无机介电材料时，其形成的方式通常可以利用物理气相沉积法或化学气相沉积法全面性地沉积于多个TFT结构22及第二衬底基板21上。

接着，于保护层23上对应于多个TFT结构22的位置形成一遮光层24，进一步定义出像素单元区域。其中，遮光层24的材质例如是黑色树脂、金属等适合得到遮光效果的材质。具体地，遮光层24的形成方法例如于保护层上形成整面的遮光层24，再图案化此遮光层24，以覆盖多个TFT结构22，且露出像素单元区域。图案化遮光层24的形成方法例如是旋转涂布法、喷嘴/旋转涂布法(slit/spin coating)或非旋转涂布法(spin-less coating)将遮光材料涂布于保护层23上，图案化此遮光层24的步骤包括对此遮光材料进行软烤、曝光、显影及硬烤。

再于保护层23上的像素单元区域形成像素电极层25，需强调的是，对应每个像素区域的像素电极层25为整面电极，而非图案化的像素电极层25。此外，薄膜晶体管的漏级上方开有一接触窗口，通过该接触窗口，薄膜晶体管与相应的像素电极电性耦接。

本实施例中，像素电极层25和公共电极层12为同一材料制作的透明电极，例如ITO，透明电极的折射率大于或等于导光板的折射率。聚合物基体的折射率小于透明电极的折射率，且液晶分子的折射率小于透明电极的折射率。在其他实施例中，像素电极层25和公共电极层12的制作材料可以不同，只需满足显示面板100的发光要求即可。

背光源200设置于导光板的侧面，按设定角度向导光板发出入射光，入射光于第一侧面上发生全反射，当聚合物液晶30为透明态时，入射光在第二侧面上发生全反射或透射出至液晶显示面板100背侧，即入射光无法从第一侧面透射出，液晶显示器上也就无法显示画面了。通过控制公共电极层12及像素电极层25的电压，使聚合物液晶30状态变为散射态，入射光在第二侧面发生散射，使入射光以多种角度射向第一侧面，此时打破了入射光在第一侧面上全反射的状态，入射光透射出第一侧面，以显示画面。

参阅图5，本发明提供的图1中显示面板另一实施例的结构示意图。

在图4实施例的基础上，于遮光层24和保护层23上还设置有平坦层26，像素电极层25设置于平坦层26上，且对应每个像素单元的像素电极层25为整面电极。其中，平坦层26的折射率小于或等于聚合物基体的折射率。

平坦层26由一透明材质制作而成，覆盖于遮光层24和保护层23上，其材质例如为丙烯酸树脂、感光性树脂、氧化硅或氮氧化硅等材质，使表面平坦化，再于平坦层26上溅射透明的像素电极层25。设置平坦层26一方面是为了像素电极层25既具有良好的台阶覆盖性，另一方面为了防止遮光层24的有机物侵入到聚合物液晶30中，还有利于液晶分子更好地被驱动。

本实施例中的显示面板的发光原理同上述实施例，不再赘述。

参阅图6，本发明提供的图1中显示面板又一实施例的结构示意图。

基于图4实施例，本实施例中，遮光层27还包括一延伸部，延伸部向上基板延伸，以作为上基板和下基板之间的间隔物。

间隔物分为主间隔物271和次间隔物272。其中，主间隔物271与公共电极层12接触，次间隔物272与公共电极层12之间具有间隙。间隔物的材料为透明光阻材料，例如透明玻璃柱或透明树脂柱，用于维持上基板10与下基板20间一定的间距以及间距的均匀性。即主间隔物271用于维持上基板10与下基板20间一定的间距以及间距的均匀性，次间隔物272用于隔离主间隔物271以提供给液晶显示面板受压时一定的缓冲作用，以及防止主间隔物271间距过大使上基板10与下基板20受压时接触。

其他同前述实施例，不再赘述。

参阅图7，本发明提供的图1中显示面板再一实施例的结构示意图。

基于图5、图6两实施例，本实施例中，于保护层23上设置平坦层26，以及于平坦层26上设置像素电极层25后，还于平坦层25上设置多个间隔物28。

具体地，间隔物28设置于平坦层26上覆盖多个TFT结构22的区域内，同时可代替遮光层的作用。间隔物28同样分为主间隔物281及次间隔物282，替他同上述实施例，不再赘述。

参阅图8，本发明提供的图1中显示面板又再一实施例的结构示意图。

于图4显示面板实施例的基础上，在第一衬底基板11上靠近第二衬底基板21的一侧设置有间隔物29，间隔物29同样分为主间隔物291及次间隔物292。其中，主间隔物291与遮光层24接触，次间隔物292与遮光层24之间具有间隙。其他同上述实施例，不再赘述。

参阅图9，本发明提供的图1中显示面板还一实施例的结构示意图。

于图5显示面板实施例的基础上，在第一衬底基板11上靠近第二衬底基板21的一侧设置有间隔物30，间隔物30同样分为主间隔物301及次间隔物302。其中，主间隔物301与平坦层26接触，次间隔物302与平坦层26之间具有间隙。其他同上述实施例，不再赘述。

参阅图10，本发明提供的液晶显示装置一实施例的结构示意图。

该液晶显示装置包括控制器400及与控制器400电连接的上述的液晶显示器300。其中，控制器400用于控制多个发光颜色不同的子光源，以场序的方式交替发光，以及控制调节上基板与下基板间的电压，以调控聚合物液晶的透明态与散射态的相互转变，其他不再赘述。

区别于现有技术的情况，本发明公开了一种侧入式场序液晶显示器及液晶显示装置。该侧入式场序液晶显示器包括显示面板及背光源，显示面板包括上基板、下基板以及上基板与下基板之间的聚合物液晶；上基板包括第一衬底基板，下基板包括第二衬底基板，第一衬底基板和第二衬底基板中的一个为导光板；背光源设置于导光板侧边，包括多个发光颜色不同的子光源，用于以场序的方式交替发出入射光以设定角度入射至导光板；其中，在聚合物液晶为第一状态时，入射光在第一侧面发生全反射，或在聚合物液晶为第二状态时，入射光在第二侧面发生散射，以使入射光从第一侧面透射出。通过上述方式，本发明采用导光板作为显示面板的一侧基板，且采用颜色可变的背光源，使得在显示面板上无需设置滤光片以及偏光片，能够提高液晶显示面板的透过率，使得显示面板对背光源的依赖减小，进而能够降低液晶显示器的功率。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种侧入式场序液晶显示器，其特征在于，包括：

显示面板，包括上基板、下基板以及所述上基板与所述下基板之间的聚合物液晶；

其中，所述聚合物液晶包括聚合物基体及液晶分子，所述上基板包括第一衬底基板，所述下基板包括第二衬底基板，所述第一衬底基板和所述第二衬底基板中的一个为导光板；

所述第二衬底基板上靠近所述第一衬底基板的一侧依次设置有阵列分布的多个TFT结构、覆盖每个所述TFT结构的保护层、对应每个所述TFT结构设置的遮光层以及像素电极层，在所述遮光层和所述保护层上还设置有平坦层，所述像素电极层设置于所述平坦层上，且对应每个像素单元的像素电极层为整面电极；

所述第一衬底基板上靠近所述第二衬底基板的一侧设置有公共电极层，所述公共电极层为整面电极；所述像素电极层和所述公共电极层为同一材料制作的透明电极，所述透明电极的折射率大于或等于所述导光板的折射率；所述聚合物基体的折射率小于所述透明电极的折射率，且所述液晶分子的折射率小于所述透明电极的折射率，所述平坦层的折射率小于或等于所述聚合物基体的折射率；

背光源，设置于所述导光板侧边，包括多个发光颜色不同的子光源，用于以场序的方式交替发出入射光以设定角度入射至所述导光板；

其中，在所述聚合物液晶为透明态时，所述入射光在包括所述导光板的基板与空气接触的第一侧面发生全反射，所述入射光在包括所述导光板的基板与所述聚合物液晶接触的第二侧面发生全反射或透射，或

在所述聚合物液晶为散射态时，所述入射光在所述第二侧面发生散射，使得所述入射光从所述第一侧面透射出，以显示出画面。

2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，

所述第一衬底基板上靠近所述第二衬底基板的一侧设置有间隔物。

3.一种液晶显示装置，其特征在于，包括控制器及与所述控制器电连接的如权利要求1或2所述的液晶显示器；

其中，所述控制器用于控制多个发光颜色不同的子光源，以场序的方式交替发光，以及控制上基板、下基板之间的电压，以调控聚合物液晶的透明态与散射态相互转变。

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