CN108681132A - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及液晶显示器领域，一种双面显示装置。包括依次层叠的发光单元、第一基板、第二基板和第三基板。所述发光单元包括导光板以及位于所述导光板一侧的光源，所述第一基板和所述第二基板之间填充有聚合物液晶，所述发光单元与所述第一基板和所述第二基板形成透明场序显示层。所述第二基板和所述第三基板之间填充有电泳粒子，所述第二基板和所述第三基板形成电子墨水屏。两个显示层可以独立显示不同内容。同时，通过对透明场序显示层加以电压，可以使得透明场序显示层呈完全透明的状态，进而电子墨水屏得以显示较为简单的图案并从透明场序显示层射出，可以降低显示器功耗。

Description

显示装置

技术领域

本申请涉及液晶显示器领域，尤其涉及一种包含聚合物液晶的显示器。

背景技术

当前的液晶显示器通常为单一显示模式。如一些结构较为简单的液晶显示器，具备更小的功耗，但无法实现复杂图像的显示功能；又如一些结构较为复杂的显示器，虽然能提供较好的显示效果，但功耗较大。对于结构较为复杂的显示器，在只需要进行一些简单画面显示时，其自身原理导致了显示功耗不能相应降低。

另一方面，一些场景中需要显示器的两面均显示画面，对于现有显示器，大多采用两块显示器背靠背的设置方式，每个只显示器负责一侧的显示内容。这样的设置会增加显示器的厚度，不利于节省空间。

发明内容

本申请提出一种显示装置，利用聚合物液晶材料的特性，实现一种可双面显示的显示装置，同时根据具体的显示内容来选择对应的显示层，可以控制显示功耗。本申请显示装置包括如下技术方案：

一种显示装置，包括层叠设置的透明场序显示层和电子墨水显示层，所述透明场序显示层包括依次层叠的发光单元、第一基板、第二基板及填充在所述第一基板和所述第二基板之间的聚合物液晶，所述电子墨水显示层包括层叠设置的所述第二基板、第三基板及填充在所述第二基板和所述第三基板之间的电泳粒子，所述发光单元包括导光板以及位于所述导光板一侧的光源；所述第一基板和所述第二基板相对的表面上分别设有第一电极和第二电极；所述第二基板和所述第三基板的表面上分别设有第三电极和第四电极。

其中，所述光源为高频多色光源。

其中，所述第一基板和所述第二基板之间、所述第二基板与所述第三基板之间均设有隔垫，以保持所述第一基板和所述第二基板之间的距离，以及所述第二基板与所述第三基板之间的距离。

其中，所述导光板设置光源一侧为光滑表面，不设网点

其中，所述导光板为玻璃导光板，所述第一基板制备于所述导光板。

其中，所述导光板除光源一侧外的其余侧边均涂有反射层。

其中，所述导光板除光源一侧外的其余侧边均磨边处理。

其中，所述聚合物液晶为聚合物分散液晶或聚合物网络液晶。

其中，所述第二基板包括层叠的上基板和下基板，所述上基板位于所述第一基板和所述下基板之间。

其中，所述第二电极制备于所述上基板上，所述第三电极制备于所述下基板上。

其中，所述电泳粒子至少包括黑色粒子和白色粒子，所述黑色粒子和所述白色粒子在所述第三电极和所述第四电极的作用下呈不同高度悬浮于电泳液中。

其中，所述第二电极或所述第三电极经过图案化处理，以使得所述透明场序显示层或所述电子墨水显示层的图案显示。

其中，所述第二电极或所述第三电极均不进行图案化处理。

本申请所述显示装置，一方面通过所述发光单元、所述第一基板和所述第二基板，以及填充于所述第一基板和所述第二基板之间的聚合物液晶、所述第一电极和所述第二电极，共同形成了透明场序显示层；另一方面，通过所述第二基板和所述第三基板，以及填充于所述第二基板和所述第三基板之间的电泳粒子、所述第三电极和所述第四电极，共同形成了电子墨水显示层。使得本申请显示装置得以正反两面实现显示功能。同时，利用聚合物液晶在不同电场作用下呈现散射或透明状态的特点，使得透明场序显示层能够在特定条件下呈完全透明的状态。此时，所述显示装置通过电子墨水显示层行使显示功能。透明场序显示层可用于较为复杂、精细的画面显示，电子墨水显示层可用以显示较为简单的图案，且功耗较低。本申请显示装置具备两种显示功能，可根据显示内容的需要来切换显示层的工作，控制显示器能耗。

附图说明

图1是本申请所述显示装置的剖面示意图；

图2是本申请所述透明场序显示层的细节示意图；

图3是本申请所述电子墨水显示层的细节示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1所示的显示装置100，包括依次层叠的发光单元40、第一基板10、第二基板20和第三基板30。其中所述第一基板10位于所述发光单元40与所述第二基板20之间，同时所述第二基板20位于所述第一基板10和所述第三基板30之间。所述发光单元40包括导光板41和光源42。所述导光板41为侧入式导光板，所述光源42设置于所述导光板41的一侧面411。所述第一基板10和所述第二基板20之间填充有聚合物液晶，所述第一基板10相对于所述第二基板20的表面上设有第一电极101，所述第二基板20相对于所述第一基板10的表面上设有第二电极102。此时，所述发光单元40、所述第一基板10和所述第二基板20以及聚合物液晶共同构成了一个透明场序显示层001。

具体的，见图2，所述光源42的光进入所述导光板41后，会在所述导光板41内部进行反射和折射。所述第一电极101可以制备为电极层，所述第二电极102可以制备为TFT像素阵列。此时对于聚合物液晶，无外加电场时，聚合物液晶材料处于无序排列状态，对入射光具有强的散射作用。当有外加电场时，聚合物液晶材料处于有序排列状态，对入射光来说近乎透明。这种机制基于多种原理，其中一种原因为聚合物和液晶的折射率不一致导致光学界面的产生，从而发生散射。电场对这种折射率的失配具有调节作用。因此，在所述第一电极101和所述第二电极102的配合下，聚合物液晶可以对导光板41内的光线形成一定的散射作用，使得经TFT像素阵列控制的区域具有图像显示。而对于非散射的位置，继续保持透明的状态。由此构成了透明场序显示层001。

同时，所述第二基板20和所述第三基板30之间填充有电泳粒子，所述第二基板20相对于所述第三基板30的表面上设有第三电极103，所述第三基板30相对于所述第二基板20的表面上设有第四电极104。此时，所述第三基板30和所述第二基板20以及电泳粒子共同构成了一个电子墨水显示层002。具体的，带颜色的粒子在电泳液中，通过所述第三电极103和所述第四电极104之间的配合，可以控制粒子在电泳液中的电泳运动，使得某一颜色的粒子更靠近所述第二基板20。在图3的实施例中，电泳粒子分为黑色和白色，通过电压驱动，可以使得黑色粒子更贴近所述第二基板20。此时所述电子墨水显示层002表现为黑色，配合所述透明场序显示层001的显示，可以使得所述透明场序显示层001实现较为清晰的画面显示。

在图3的实施例中，为了更清楚的表现电泳粒子，将电泳粒子形状放大，密度变小。在实际产品中，电泳粒子更小且密度更大，可以完全覆盖在所述第二基板20处。

本申请显示装置100在正常显示时，可以分别单独控制所述透明场序显示层001的显示画面，以及所述电子墨水显示层002的显示画面。用户在所述透明场序显示层001一侧和所述电子墨水显示层002一侧的观测结果各有不同。这就实现了同一显示器完成双面不同内容显示的功能。进一步，当所述透明场序显示层001不工作时，通过所述第一电极101和所述第二电极102的配合，可以将聚合物液晶全部显示为透明状态。此时，用户在观测本申请所述显示装置100时，会透过所述透明场序显示层001而直接观测到所述电子墨水显示层002上。可以理解的，通过对所述第三电极103或所述第四电极104进行图案化，形成TFT像素阵列，可以控制所述电子墨水显示层002各个区域内的粒子电泳状态，黑色粒子或白色粒子在不同区域内更靠近所述第二基板20，可以形成黑白交错的显示画面。

由此，本申请所述显示装置100，利用聚合物液晶在不同电压状态下的双稳态特性，通过所述第一电极101和所述第二电极102之间的电压调节聚合物液晶的散射或透明状态，实现了所述显示装置100的显示层的切换。即聚合物液晶呈散射状态时，所述显示装置100通过所述透明场序显示层001行使显示功能；聚合物液晶呈透明状态时，所述显示装置100通过所述电子墨水显示层002行使显示功能。可以理解的，所述透明场序显示层001可以用于显示较为复杂、精细的画面，提升用户观测体验。所述电子墨水显示层002用于显示较为简单的画面，可以降低所述显示装置100的功耗。

可以理解的，为了更好的实现透明的效果，所述第一基板10和所述第二基板20可以是玻璃基板，或多种有机物柔性基板。基板上的TFT可以是多晶硅，低温多晶硅或IGZO等可进行电流电压调节的晶体管结构。

另一方面，所述第一基板10和所述第二基板20之间，以及所述第二基板20与所述第三基板30之间可以设隔垫105。所述隔垫105用以保持所述第一基板10和所述第二基板20之间的距离，以及所述第二基板20与所述第三基板30之间的距离。所述隔垫105在不同的基板之间可以呈不同的形态，当然，在相同的两层基板之间的所述隔垫105也可以呈不同的形态，都不影响本申请所述显示器100的功能开展。

在本实施例中，所述光源42为LED灯。进一步的，一些实施例中，出于场序显示原理的需求，为了实现多色显示，所述光源42应设置为高频多色光源。即所述光源42可以高频率的切换不同颜色的入射光，并配合所述透明场序显示层001的作用，共同达到多色显示渲染的效果。

对于透明场序显示器来说，其光源所发出的光最好处于类似光纤中的状态进行传递，形成水平波导结构。对于本申请显示装置100来说，所述导光板41上表面出射的光需要尽量微弱，并使得大部分光线在水平方向上进行反射，直到在电场中的聚合物液晶将光线发射出所述导光板41。为此，一些实施例中，所述光源42与所述导光板41相对应的一侧面411为光滑表面，以保证所述光源42的入射光能相对水平进入所述导光板41中。进一步，所述光源42与所述侧面411间隔一定距离，不直接接触。通常在没有网点的情况下，玻璃导光板的折射率小于1.45，所述光源42入射时与所述导光板41之间存在的空气间隙，保证了绝大多数光线在所述导光板42中的全反射，从而形成水平波导结构。

而对于所述导光板41，为了实现更好的反射效果，需要对所述导光板41处所述侧面411之外的其余侧面进行表面处理，增强表面发射能力。一种实施方式，所述导光板41除所述侧面411外的其余侧面均涂有反射层，或直接涂黑色涂层。另一种实施方式，所述导光板41除所述侧面411外的其余侧面均进行磨边处理。可以理解的，其余的表面处理形式也可以应用于本申请实施方案中来。

一种实施例，所述导光板41采用高透光率的玻璃导光板，同时将所述导光板41代替所述第一基板10，由此所述显示装置100省去了所述第一基板10，降低了整体厚度。所述第一电极101可以制备于所述导光板41上，对应VA模式垂直电极。而在IPS模式下，所述第一电极101也可以不制备，直接制备水平的所述第二电机102即可。

对于所述透明场序显示层001，其内部的聚合物液晶可以为聚合物分散液晶或聚合物网络液晶。

一种实施例，见图3，所述第二基板20包括层叠的上基板21和下基板22，所述上基板21位于所述第一基板10和所述下基板22之间。由此，可以将所述第二电极102制备于所述上基板21上，同时所述第三电极103制备于所述下基板22上。由于电极制造的难度较高，在所述第二基板20的相对两面上分别制备所述第二电极102和所述第三电极103，不利于制造成本的控制。将所述第二基板20分为所述上基板21和所述下基板22后，在所述上基板21和所述下基板22上分别制备所述第二电极102和所述第三电极103，相对制造工艺成熟，可以降低制造成本，提高良品率。

另一方面，由于所述第二电极102和所述第三电极103之间的距离较近，为了尽量减少所述第二电极102和所述第三电极103的电场干扰，不宜将所述第二电极102和所述第三电极103同时进行图案化处理。只需要对所述第二电极102和所述第三电极103择一进行图案化处理即可。当然，也可以均不进行图案化处理，采用所述第一电极101和所述第四电极104图案化处理，也能达到本申请所要实现的技术效果。

对于所述电子墨水显示层002，在上述实施例中，所述电泳粒子包括黑色粒子和白色粒子，在显示过程中通过黑白两色进行显示。另一些实施例，随着电子墨水屏的技术发展，现在已经可以实现多色粒子显示。通过改变所述第三电极103和所述第四电极104之间的电压值，或其它参数，可以对多色电泳粒子分别进行控制，实现多色显示。因此，本申请所述显示装置100中的电泳粒子，也不局限于黑色粒子和白色粒子两种，同样可以采用多色粒子，提高所述电子墨水显示层002的显示效果。

需要提出的是，对于本申请所述显示装置100，因为所述透明场序显示层001和所述电子墨水显示层002的组合，还可以通过配合实现一些特殊的显示效果。一种实施例，当所述透明场序显示层001关闭且处于散射状态时，所述透明场序显示层001可以作为所述电子墨水显示层002的背板，而使得用户可以从所述电子墨水显示层002的一侧进行观测。此时本申请所述显示装置100可以进行双面显示。另一种实施例，可以同时开启所述透明场序显示层001和所述电子墨水显示层002的显示功能，所述透明场序显示层001的非显示部分呈透明状态，用户观测时对透明的所述透明场序显示层001处观测结果为所述电子墨水显示层002的显示画面。由此，通过所述透明场序显示层001和所述电子墨水显示层002的配合，可以共同构成所述显示装置100的显示画面，所述电子墨水显示层002可以在灰度显示等方面对所述透明场序显示层001进行一定的补偿或辅助，或者在所述透明场序显示层001中实现部分特殊的字体显示等功能，丰富本申请所述显示装置100的表现能力。

还有一种实施例，利用高频多色的所述光源42，在所述透明场序显示层001处于透明态时，所述光源42将光线通过所述导光板41投射到所述电子墨水显示层002上，可以拓宽所述电子墨水显示层002的显示色域，丰富所述电子墨水显示层002的显示效果。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，包括层叠设置的透明场序显示层和电子墨水显示层，所述透明场序显示层包括依次层叠的发光单元、第一基板、第二基板及填充在所述第一基板和所述第二基板之间的聚合物液晶，所述电子墨水显示层包括层叠设置的所述第二基板、第三基板及填充在所述第二基板和所述第三基板之间的电泳粒子，所述发光单元包括导光板以及位于所述导光板一侧的光源；所述第一基板和所述第二基板相对的表面上分别设有第一电极和第二电极；所述第二基板和所述第三基板的表面上分别设有第三电极和第四电极。

2.如权利要求1所述显示装置，其特征在于，所述光源为高频多色光源。

3.如权利要求1所述显示装置，其特征在于，所述导光板为玻璃导光板，所述第一基板制备于所述导光板。

4.如权利要求2所述显示装置，其特征在于，所述导光板除光源一侧外的其余侧边均涂有反射层。

5.如权利要求2所述显示装置，其特征在于，所述导光板除光源一侧外的其余侧边均磨边处理。

6.如权利要求1～5任一项所述显示装置，其特征在于，所述聚合物液晶为聚合物分散液晶或聚合物网络液晶。

7.如权利要求1～5任一项所述显示装置，其特征在于，所述第二基板包括层叠的上基板和下基板，所述上基板位于所述第一基板和所述下基板之间，所述第二电极制备于所述上基板上，所述第三电极制备于所述下基板上。

8.如权利要求1～5任一项所述显示装置，其特征在于，所述电泳粒子至少包括黑色粒子和白色粒子，所述黑色粒子和所述白色粒子在所述第三电极和所述第四电极的作用下呈不同高度悬浮于电泳液中。

9.如权利要求1～5任一项所述显示装置，其特征在于，所述第二电极或所述第三电极经过图案化处理，以使得所述透明场序显示层或所述电子墨水显示层的图案显示。

10.如权利要求1～5任一项所述显示装置，其特征在于，所述第二电极或所述第三电极均不进行图案化处理。