CN109164618A - 显示面板组件及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于显示技术领域，提供了一种显示面组件及显示装置，显示面板组件包括设于显示面板的出光面上的扩散膜，扩散膜包括第一电极、第二电极以及夹设于第一电极与第二电极之间的扩散液晶层，其扩散性根据施加于第一电极与第二电极之间的电压而变化。本发明通过在的显示面板的出光面上设置一扩散液晶层，且能够通过调整电压来改变扩散膜的扩散性，使得使用者能够自由调整扩散膜的扩散性，满足不同视角需求，不仅满足大视角下也能够观察到良好的显示画面，还能保证小视角下仍具有较佳的对比度和亮度，兼顾了不同视角以及不同视角下的画面品质，提高视角调整的灵活性和用户体验。

Description

显示面板组件及显示装置
技术领域
本发明属于显示技术领域，特别涉及一种显示面板组件及显示装置。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)是一种常用的电子设备，由于其具有功耗低、体积小、重量轻等特性，因此广泛受到用户青睐。
LCD按照显示模式的不同包括有TN(Twisted Nematic，扭曲向列)模式、VA(Vertical Alignment，垂直配向)模式、IPS(In-P1ane Switching,平面切换)模式等。其中，以VA模式为例，其有宽视角、高对比度和无需摩擦配向等优势而成为一种常用的显示模式，但同时也带来了大视角下色偏严重及对比度降低的问题，这是因为VA模式中的液晶分子在暗态下垂直于上下玻璃排列，在加电压后发生一定倾斜，由于VA模式的液晶分子的双折射效应不同，造成左右视角的光产生不同相位差，在正视角下具有最佳的对比度和亮度，在大视角下，画面更容易发生泛白(color wash-out)现象。虽然可以通过偏光片视角补偿技术来改善VA模式下的大视角画面品质，但这又不可避免地降低了正视角下的光学表现，在大部分使用情况下，造成了背光源的光线的利用率较低。
因此，有必要寻找一种方案能够根据实际使用需求灵活调整不同视角以及兼顾在不同视角下的画面品质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种显示面板组件，旨在解决液晶显示面板在不同视角及在不同视角下的画面品质无法兼顾以及灵活调整的技术问题。
本发明是这样实现的，一种显示面板组件，包括：
显示面板，用于显示画面，包括出光面；
扩散膜，设于所述显示面板的出光面上，包括第一电极、第二电极，以及夹设于所述第一电极与第二电极之间的扩散液晶层；
电压控制器，连接于所述扩散液晶层并调整施加于所述第一电极与第二电极之间的电压。
在一实施例中，所述第一电极或所述第二电极为一维排列，包括多个相互平行且间隔排列的条状电极。
在一实施例中，所述条状电极之间的间隙的宽度小于或等于50微米，所述条状电极的宽度小于或等于50微米。
在一实施例中，所述第一电极或所述第二电极为二维排列，包括多个呈阵列排布的块状电极。
在一实施例中，所述块状电极之间的间隙的宽度小于或等于50微米，所述块状电极的宽度小于或等于50微米，所述块状电极的长度小于或等于50微米。
在一实施例中，所述扩散膜为聚合物分散液晶膜，所述聚合物分散液晶膜的扩散性根据施加于所述第一电极与第二电极之间的电压的减小而增大。
在一实施例中，所述聚合物分散液晶层中，液晶分子以液晶微滴的形式分布于聚合物的网络中，所述液晶分子的折射率为1.4～1.52，所述聚合物的折射率为1.4～1.52。
本发明的另一目的在于提供一种显示面板组件，包括：
显示面板，用于显示画面，包括出光面；
扩散膜，设于所述显示面板的出光面上，包括第一电极、第二电极，以及夹设于所述第一电极与第二电极之间的扩散液晶层；
电压控制器，连接于所述扩散液晶层并调整施加于所述第一电极与第二电极之间的电压；
所述电压控制器调整施加于所述第一电极与第二电极之间的电压为0～10V。
本发明的又一目的在于提供一种显示装置，其特征在于，包括上述所说的显示面板组件，以及设于所述显示面板的背光输入侧的背光模组。
在一实施例中，所述电压控制器还连接于所述背光模组，所述电压控制器同步控制输入所述背光模组的电压以及施加于所述第一电极与第二电极之间的电压。
本发明提供的显示面板组件，通过在显示面板的出光面前方设置一扩散膜，并通过一电压控制器来调整施加于所述第一电极与第二电极之间的电压，扩散液晶层的扩散性根据施加于所述第一电极与第二电极之间的电压而改变，从而使用者可以根据实际需求来调整扩散膜的扩散性，提高了视角调整的灵活性，提升了用户体验，当需要大视角时，可以通过控制电压来使所述扩散膜增大扩散性，当需要小视角时，可以通过控制电压来使扩散膜减小扩散性，不仅满足了大视角下也能够观察到良好的显示画面，还可以在小角度时保证较佳的对比度等，避免不需要大视角时的显示画面品质的降低，兼顾了不同视角以及不同视角下的画面品质，提高显示效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的显示面板组件的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的显示面板组件中扩散膜的结构示意图；
图3和图4是扩散液晶层的扩散示意图；
图5是实施例提供的显示面板组件中扩散膜的第一电极的一种结构示意图；
图6是扩散膜对应图5所示的第一电极结构的一方向的扩散示意图；
图7是扩散膜对应图5所示的第一电极结构的另一方向的扩散示意图；
图8是扩散膜对应图5所示的第一电极结构的等效折射率示意图；
图9是本发明实施例提供的显示面板组件中扩散膜的第一电极的另一种结构示意图；
图10是扩散膜对应图9所示的第一电极结构的等效折射率示意图；
图11是本发明实施例提供的显示装置的结构示意图。
图中标记的含义为：
显示面板组件1，显示面板10，扩散膜11，上基板111，第一电极112，下基板113，第二电极114，扩散液晶层115，液晶微滴1151，条状电极1121，块状电极1122，下偏光片101，阵列基板102，液晶层103，彩膜基板104，上偏光片105，显示装置3，背光模组2。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
为了说明本发明所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。
请参阅图1至图3，本发明首先提供一种显示面板组件1，包括显示面板10、扩散膜11以及电压控制器。电压控制器连接于扩散膜11，用于控制或调制施加于第一电极112与第二电极114之间的电压，扩散膜11设于显示面板10的出光面上，以对来自显示面板10的光线的方向进行调整。
显示面板10可以是液晶显示面板，包括依次层叠的下偏光片101、阵列基板102、液晶层103、彩膜基板104和上偏光片105，也可以是OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示面板10。液晶显示面板10可以是TN(Twisted Nematic，扭曲向列)模式、VA(Vertical Alignment，垂直配向)模式、IPS(In-P1ane Switching,平面切换)模式等的液晶显示面板10。本发明致力于解决大视角下色偏的问题，尤其适用于VA模式，同时还可以兼顾VA模式本身的高对比度和无需摩擦配向等优势，提高显示效果并降低生产成本。因此，在一可选实施例中，显示面板10可以为VA模式，但并不以此为限。
扩散膜11包括上基板111、设于上基板111上的第一电极112、下基板113、设于下基板113上的第二电极114，以及夹设于第一电极112与第二电极114之间的扩散液晶层115。扩散液晶层115的扩散性根据施加于第一电极112与第二电极114之间的电压而改变。
在一实施例中，扩散膜11为聚合物分散液晶膜，扩散液晶层115为聚合物分散液晶层，扩散液晶层115中的液晶分子以液晶微滴1151的形式分散于聚合物的网络中，液晶微滴1151具有介电各向异性。当在第一电极112与第二电极114之间施加电压使得第一电极112与第二电极114之间产生电压时，液晶微滴1151的指向矢随着第一电极112与第二电极114之间的电场方向排列，液晶微滴1151的折射率nlc与聚合物的折射率np匹配，则光可以不受影响或影响很少地穿过该扩散液晶层115，表现为高透射态，如图4所示。当第一电极112与第二电极114之间没有电压时，液晶微滴1151的指向矢自由取向，液晶微滴1151的折射率nlc与聚合物的折射率np不匹配，液晶微滴1151对光线有较强的散射作用，表现为高扩散性，如图3所示。因此，通过调整施加于第一电极112与第二电极114之间电压，可以改变扩散膜11的扩散性。
扩散膜11是将向列型液晶与聚合物单体、光引发剂等混合后，通过相分离法制得。具体为，在上基板111上形成第一电极112，在下基板113上形成第二电极114，将向列型液晶与聚合物单体、光引发剂等混合物灌入上基板111与下基板113之间，并对第一电极112和第二电极114之间加一电压，同时通过紫外光照射，液晶分子从聚合物中析出形成液晶微滴，聚合物聚合并固化后把液晶微滴包裹于其中。在该固化过程中，对第一电极112和第二电极114之间加一电压，能够使得液晶分子的排布趋于均匀，从而在聚合物的聚合和固化过程中起到一定的限制作用，使得聚合物的网络能够均匀地延伸和搭接，从而有利于液晶微滴1151的均匀分布。
液晶微滴1151中的液晶分子可以沿轴向平行排列、辐射状径向垂面排列或者西瓜状双极沿面排列，当然也可以为其他排列方式。对于轴向平行排列，液晶微滴1151的折射率nlc的计算式为：1/(nlc)2＝(cosθ)2/(no)2+(sinθ)2/(ne)2，其中，no为液晶分子对寻常光的折射率，ne为液晶分子对非寻常光的折射率，θ为液晶微滴1151的指向矢与光线的夹角。对于辐射状径向垂面排列和西瓜状双极沿面排列，液晶微滴1151的折射率nlc的计算式为：nlc＝(no+ne)/2，其中，no为液晶分子对寻常光的折射率，ne为液晶分子对非寻常光的折射率。
在一实施例中，扩散液晶层115中的液晶分子为折射率1.4～1.52的向列型液晶。聚合物的折射率为1.4～1.52。
上基板111和下基板113均可以选自PMMA(Polymethyl Methacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯)、TAC(Triacetyl Cellulose，三醋酸纤维)或PET(Polyethylene Terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)等透明材料的一种或多种，也可以均为单层设置或多层设置。第一电极112和第二电极114均可以为如ITO(IndiumTinOxide，氧化铟锡)、银纳米线、石墨烯、ZnO(氧化锌)透明电极层、SnO2(二氧化锡)、PEDOT:PSS(聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)或碳纳米管等透明材料。
第一电极112和第二电极114中的其中一个为图案化电极，如一维排列的图案化电极或者是二维排列的图案化电极。第一电极112和第二电极114中任何一个可以靠近显示面板10设置。在本实施例中，第二电极114为靠近显示面板10设置。
在一实施例中，如图5所示，第一电极112为一维排列，包括多个沿列方向排列的条状电极1121。条状电极1121之间的间隙的宽度小于或等于50微米，条状电极1121的宽度小于或等于50微米。
当第一电极112和第二电极114之间没有电压时，扩散液晶层115内的液晶微滴1151的指向矢自由取向，液晶微滴1151对光线有较强的散射作用，通过液晶微滴1151的光线呈高度散射态，扩散液晶层115表现出高扩散性。此时，显示面板10在上下两侧和左右两侧的大视角下的色偏均进行了补偿，上下两侧和左右两侧的大视角下均表现出良好的显示画面品质。
如图6至图8所示，当在第一电极112和第二电极114之间施加电压时，不同条状电极1121与平面状的第二电极114之间形成具有一定倾斜角度的电场(以虚线所示)。从上下方向(图5中D1方向)观察，如图6中所示，液晶微滴1151沿着该具有一定倾斜角度的电场方向排列，由于液晶微滴1151的折射率nlc与聚合物的折射率np不匹配，在左右方向上造成光线散射，从左右方向(图5中D2方向)上观察，如图7中所示，电场方向为垂直于上基板111和下基板113，液晶微滴1151也沿着垂直于上基板111和下基板113方向排列，从而在上下方向上呈完全透射状态而不产生扩散性(或者说扩散性很小)。由此，该一维方向的条状电极1121的设置使得扩散液晶层115能够在加电压时对垂直于该条状电极1121延伸方向上的色偏进行补偿。也就是说，当不需要大视角时，可以对第一电极112和第二电极114之间加电压，扩散膜11使得来自显示面板10的光线集中于上下方向和左右方向的小角度内扩散，这样有利于提高在该小视角或者进一步正视角下的对比度和亮度，避免了光线散射到不需要的视角之外造成光线浪费以及画面品质的降低。
对于中小尺寸的显示面板10而言，在上下两侧所需的视角通常比较小，左右两侧的视角会相对较大，该方案可以对左右两侧的大视角下的色偏进行有效补偿。例如，对于24寸的电脑用显示面板10而言，当使用者正对显示面板10的中心位置时，使用者与显示面板10的最右侧或最左侧的夹角大约在40～50°之间，即来自显示面板10的光线需要40～50°的扩散角，此时，可在第一电极112与第二电极114之间加电压，使扩散液晶层115在左右方向上实现40～50°的扩散。
在一实施例中，如图9和图10所示，第一电极112为二维排列，包括多个沿着行方向和列方向均匀排列的块状电极1122。块状电极1122之间的间隙的宽度小于或等于50微米，块状电极1122的长度可以小于或等于50微米，宽度也可以小于或等于50微米。
当第一电极112和第二电极114之间没有电压时，扩散液晶层115内的液晶微滴1151的指向矢自由取向，液晶微滴1151对光线有较强的散射作用，通过液晶微滴1151的光线呈高度散射态，扩散液晶层115表现出高扩散性。此时，显示面板10在上下两侧和左右两侧的大视角下的色偏均进行了补偿，上下两侧和左右两侧的大视角下均表现出良好的显示画面品质。
当在第一电极112和第二电极114之间施加电压时，块状电极1122与平面状的第二电极114之间也形成具有一定倾斜角度的电场。从上下方向(图9中D3方向)和左右方向(图9中D4方向)观察时，电场均为倾斜(与图6原理相同，不再额外图示)，液晶微滴1151沿着该具有一定倾斜角度的电场方向排列，由于液晶微滴1151的折射率nlc与聚合物的折射率np不匹配，在左右方向和上下方向上均造成光线散射。由此，该二维方向的块状电极1122的设置使得扩散液晶层115能够在加电压时对上下方向和左右方向上的色偏同时进行补偿。同样地，当不需要大视角时，可以对第一电极112和第二电极114之间施加电压，扩散膜11使得来自显示面板10的光线集中于上下方向和左右方向的小角度内扩散，这样有利于提高在该小视角或者进一步正视角下的对比度和亮度，避免了光线散射到不需要的视角之外造成光线浪费以及画面品质的降低。
大尺寸的显示面板10在左右方向和上下方向上均需一定的扩散性，因此，该方案尤其适用于大尺寸的显示面板10，同时可对左右方向和上下方向的大视角色偏进行补偿，提高在左右方向和上下方向的大视角下的显示画面以及小视角下保证更佳的显示画面。
在一实施例中，第一电极112和第二电极114可以均为平面电极，当在第一电极112和第二电极114之间施加电压时，扩散液晶层115在两个方向(左右方向和上下方向)上的扩散性均最低。
在一实施例中，电压控制器可以控制第一电极112与第二电极114之间的电压在0～10V之间。当电压为0V时，扩散膜11具有最大扩散性，适用于使用者与显示面板之间需要大视角的情况下。当电压为10V时，扩散膜11具有最小扩散性，适用于使用者与显示面板的小视角情况。
本发明还提供一种显示装置3，如图11所示，包括上述所说的显示面板组件1以及设置于显示面板10的背光输入侧的背光模组2。背光模组2的光源发出的光线经显示面板10和扩散膜11出射，使用者通过电压控制器根据其与显示面板10之间的观察角度的增大或减小来调整施加于扩散膜11的第一电极112与第二电极114之间的电压逐渐降低或升高，从而能够对来自显示面板10的光线的扩散角度进行调整，满足不同视角的需求以及保证在不同视角下均有较佳的显示画面品质。
在一实施例中，该背光模组2为一高指向性背光模组，其导光板(对于侧入式)的出光面或扩散板(对于直下式)的出光面的不同位置的光强均匀度均大于或等于90％，出光光场的FWHM(Full Width at Half Maximum,半高全宽)在±10°之内，甚至更优的可以在±5°之内。高指向性背光模组出射的光线具有高准直特性，一方面能够提高背光模组2的光线利用率，降低能耗，另一方面还有利于扩散液晶层115中的液晶微滴1151对光线的散射或透射的控制，从而提高扩散膜11对视角和色偏的控制。
在一实施例中，电压控制器还可以连接于背光模组2，用于控制输入背光模组2的电压，达到控制背光模组2的背光亮度的功能。
在一实施例中，电压控制器对输入背光模组2的电压与输入扩散膜11的电压的调整可以是同步的，即当调整输入扩散膜11的电压变化时，输入背光模组2同时变化。当然，两者的电压变化率可以是不同的。并且，输入背光模组2的电压和扩散膜11的电压也均可以独立调节。
具体地，当使用者与显示面板10之间的观察角度增大时，使用者可以通过电压控制器来调整输入扩散膜11的电压降低，同时输入背光模组2的电压被调整为逐渐升高，以保证大角度下画面降低色偏同时还保证一定的亮度和对比度。反之，当使用者与显示面板10之间的观察角度减小时，通过电压控制器来调整输入扩散膜的电压升高以减小扩散性，由于扩散膜11使得光线集中于小角度内出射，光线利用率高，此时输入背光模组2的电压被调整为逐渐降低的好处在于，可以保证调整过程中显示画面的亮度一致性，避免使用者的眼睛不适应亮度的变化，还可以降低背光模组2的能耗。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显示面板组件，其特征在于，包括：
显示面板，用于显示画面，包括出光面；
扩散膜，设于所述显示面板的出光面上，包括第一电极、第二电极，以及夹设于所述第一电极与第二电极之间的扩散液晶层；
电压控制器，连接于所述扩散液晶层并调整施加于所述第一电极与第二电极之间的电压。
2.如权利要求1所述的显示面板组件，其特征在于，所述第一电极或所述第二电极为一维排列，包括多个相互平行且间隔排列的条状电极。
3.如权利要求2所述的显示面板组件，其特征在于，所述条状电极之间的间隙的宽度小于或等于50微米，所述条状电极的宽度小于或等于50微米。
4.如权利要求1所述的显示面板组件，其特征在于，所述第一电极或所述第二电极为二维排列，包括多个呈阵列排布的块状电极。
5.如权利要求4所述的显示面板组件，其特征在于，所述块状电极之间的间隙的宽度小于或等于50微米，所述块状电极的宽度小于或等于50微米，所述块状电极的长度小于或等于50微米。
6.如权利要求1所述的显示面板组件，其特征在于，所述扩散膜为聚合物分散液晶膜，所述扩散液晶层为聚合物分散液晶层，所述聚合物分散液晶层的扩散性根据施加于所述第一电极与第二电极之间的电压的减小而增大。
7.如权利要求6所述的显示面板组件，其特征在于，所述聚合物分散液晶层中，液晶分子以液晶微滴的形式分布于聚合物的网络中，所述液晶分子的折射率为1.4～1.52，所述聚合物的折射率为1.4～1.52。
8.一种显示面板组件，其特征在于，包括：
显示面板，用于显示画面，包括出光面；
扩散膜，设于所述显示面板的出光面上，包括第一电极、第二电极，以及夹设于所述第一电极与第二电极之间的扩散液晶层；
电压控制器，连接于所述扩散液晶层并调整施加于所述第一电极与第二电极之间的电压；
所述电压控制器调整施加于所述第一电极与第二电极之间的电压为0～10V。
9.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的显示面板组件，以及设于所述显示面板的背光输入侧的背光模组。
10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述电压控制器还连接于所述背光模组，所述电压控制器同步控制输入所述背光模组的电压以及施加于所述第一电极与第二电极之间的电压。
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