CN109782499B - 液晶显示装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种液晶显示装置及电子设备。其中，液晶显示装置，包括层叠设置的背光单元和液晶显示屏单元，背光单元与液晶显示屏单元之间设置有液晶透镜；液晶显示屏单元包括第一显示区和第二显示区；液晶透镜处于透镜状态时，用于将背光单元发出的光线聚射至第一显示区。上述方案，既能在LCD中实现息屏显示，又能保障电子设备具有足够的待机性能。

Description

液晶显示装置及电子设备

技术领域

本发明一般涉及显示技术领域，具体涉及一种液晶显示装置及电子设备。

背景技术

电子设备，如手机、平板电脑等在一段时间无操作后，显示屏会关闭，以节省电量，延长续航能力。但是，使用者在需要看时间或是否有新消息等时，需要手动解锁以点亮显示屏，操作上不够方便。

为解决上述问题，目前使用OLED(Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管)显示屏的手机有一项息屏显示(Always On Display)的功能，锁屏以后会在手机显示屏上一小部分区域显示时间、未读消息等信息，方便使用者快速获取信息，而且由于OLED显示屏本身的特性，不显示的部分不用工作，息屏显示这项功能非常省电，这项功能非常受人们欢迎。

可是，对于目前普通的LCD(Liquid Crystal Display；液晶显示器)显示屏的背光只能整体打开或关闭，无法单独控制部分区域的背光，而背光的功耗又占了整个显示屏绝大部分的功耗，所以如果在普通的LCD显示屏上使用息屏显示功能，即便液晶显示屏单元的不显示区域不工作，但由于背光的因素也会非常费电，基本等同于显示屏常亮，所以无法做到像OLED显示屏那样既能部分显示信息又不影响手机续航。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种液晶显示装置及电子设备，在具备息屏显示功能的基础上，又能保证电子设备具有足够的待机性能。

第一方面，本发明提供一种液晶显示装置，包括层叠设置的背光单元和液晶显示屏单元，所述背光单元与所述液晶显示屏单元之间设置有液晶透镜；

所述液晶显示屏单元包括第一显示区和第二显示区；

所述液晶透镜处于透镜状态时，用于将所述背光单元发出的光线聚射至所述第一显示区。

进一步地，所述液晶透镜处于透镜状态时，所述第一显示区的刷新频率小于等于30Hz。

进一步地，所述液晶透镜处于透镜状态时，所述第一显示区的显示色深为6bit、4bit或1bit。

进一步地，所述液晶透镜处于透镜状态时，所述第一显示区开启且所述第二显示区关闭。

进一步地，所述液晶透镜包括层叠设置的第一基板和第二基板，所述第一基板与所述第二基板之间设置有液晶层，所述第一基板上形成有第一电极层，所述第二基板上形成有第二电极层，所述第一电极层包括多条平行设置的第一透明电极，各所述第一透明电极之间绝缘，所述第二电极层包括多条平行设置的第二透明电极，各所述第二透明电极之间绝缘，所述第一透明电极垂直于所述第二透明电极；或者，

所述液晶透镜包括层叠设置的第一基板和第二基板，所述第一基板与所述第二基板之间设置有液晶层，所述第一基板和所述第二极板二者之一上形成有第一电极层，所述第一电极层上形成有绝缘层，所述绝缘层上形成有第二电极层，所述第一电极层包括多条平行设置的第一透明电极，各所述第一透明电极之间绝缘，所述第二电极层包括多条平行设置的第二透明电极，各所述第二透明电极之间绝缘，所述第一透明电极垂直于所述第二透明电极。

进一步地，对应于所述液晶显示屏单元每一像素位置均设置有所述第一透明电极和所述第二透明电极。

进一步地，所述液晶透镜与所述液晶显示单元屏粘接固定。

进一步地，所述液晶透镜与所述液晶显示屏单元通过贴合光学胶粘接固定。

进一步地，所述第一基板及所述第二基板的材料为玻璃、PET(Polyethyleneterephthalate；聚对苯二甲酸乙二酯)或PI(Polyimide；聚酰亚胺)。

第二方面，本发明提供一种电子设备，包括上述的液晶显示装置。

上述方案，第一显示区作为息屏显示的区域，在液晶透镜处于透镜状态时，用于将背光单元发出的光线聚射至第一显示区，这样，整个背光单元的光线汇聚到第一显示区，则第一显示区的亮度会大大提升，根据第一显示区大小的不同，亮度最多可以提升几十倍，因此可以用较低的电流(例如几mA),驱动背光单元发出较低亮度的光线，经液晶透镜聚射到第一显示区，使第一显示区的亮度提升至100nit以上，在如此低的电流驱动下，背光单元的整体功耗仅为几十mW，其对电子设备的待机水平影响非常小，既在LCD中实现了息屏显示，又能保障电子设备具有足够的待机性能。此外，由于可以将背光单元的光线整体聚射到第一显示区，因此亮度的均匀性较好，且无hotspot现象(也即是亮度不均的现象)、角部暗影等问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例提供的液晶显示装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的液晶透镜处于透镜状态时折射率分布示意图；

图3为本发明实施例提供的第一显示区和第二显示区的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的液晶显示装置的液晶透镜处于平面镜状态时的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的液晶透镜处于平面镜状态时折射率分布示意图；

图6为本发明实施例提供的液晶显示装置的另一结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

第一方面，如图1-图5所示，本发明实施例提供的液晶显示装置，包括层叠设置的背光单元1和液晶显示屏单元4，背光单元1与液晶显示屏单元4之间设置有液晶透镜2；液晶显示屏单元4包括第一显示区5和第二显示区8；液晶透镜2处于透镜状态时，用于将背光单元1发出的光线聚射至第一显示区5。

在该实施例中背光单元1和液晶显示屏单元4，可以采用任意现有的背光单元及液晶显示屏单元，这里不对其具体构成及结构进行赘述。

第一显示区5作为息屏显示的显示区域，其形状可以时圆形、矩形、正多边形等，如图2所示，该实施了中的第一显示区5以圆形为例。通过控制液晶透镜各电极间的电压大小，来控制背光单元发出的光线聚射后的形状，该形状即为第一显示区5。

如图4、图5所示，该液晶显示装置在未锁屏、待机时(也即未处于息屏显示状态时)，液晶透镜2的电极之间没有加电压，此时，液晶透镜2中的液晶层9中的液晶不发生翻转，液晶透镜2处于平面镜的状态，其由第一显示区5向边缘的折射率N1、N2、N3相同，其光线透过率在95％以上，此时该液晶显示装置显示所要展示的界面。

另参见图1、图2，息屏显示时，在液晶透镜2的电极之间加电压，液晶透镜2中的液晶层9中的液晶会根据电压的大小翻转不同的角度，从而改变光线的方向，使液晶透镜2处于透镜状态，并且通过控制液晶透镜2中各电极的电压大小，使不同区域的液晶翻转不同的角度，其由第一显示区5向边缘的折射率N1、N2、N3依次增大，用于将背光单元1发出的光线聚射至第一显示区5，那么，第一显示区5的位置、形状及大小可以通过控制液晶透镜2中各电极的电压大小来确定。此外，由于整个背光单元1的光线可以汇聚到第一显示区5，则第一显示区5的亮度会大大提升，根据第一显示区5大小的不同，亮度最多可以提升几十倍，因此可以用较低的电流(例如几mA),驱动背光单元1发出较低亮度的光线，经液晶透镜2聚射到第一显示区5，使第一显示区5的亮度提升至100nit以上，在如此低的电流驱动下，背光单元1的整体功耗仅为几十mW，其对电子设备的待机水平影响非常小，既在LCD中实现了息屏显示，又能保障电子设备具有足够的待机性能。此外，由于可以将背光单元1的光线整体聚射到第一显示区5，因此亮度的均匀性较好，且无hotspot现象(也即是亮度不均的现象)、角部暗影等问题。

进一步地，为了进一步的降低电量的消耗，延长待机时间，则在液晶透镜2处于透镜状态时，使第一显示区5的刷新频率小于等于30Hz。例如为30Hz、20Hz、15Hz、10Hz等。

进一步地，为了进一步的降低电量的消耗，延长待机时间，在液晶透镜2处于透镜状态时，控制第一显示区5的显示色深为6bit、4bit或1bit。

进一步地，为了进一步的降低电量的消耗，延长待机时间，液晶透镜2处于透镜状态时，第一显示区5开启且第二显示区8关闭。此外，由于第一显示区5开启且第二显示区8关闭，则第二显示区8没有光线透过，第二显示区8显示为纯净的黑色，提升了第一显示区5与第二显示区8的对比度，增强了第一显示区5在息屏显示时的显示效果。

一般地通过栅驱动(Gate On Array；GOA)及源极(Source)的局部输出功能，仅使息屏显示时，第一显示区5开启以进行显示，而第二显示区8关闭。

进一步地，液晶透镜2包括层叠设置的第一基板和第二基板，第一基板与第二基板之间设置有液晶层，第一基板上形成有第一电极层，第二基板上形成有第二电极层，第一电极层包括多条平行设置的第一透明电极7，各第一透明电极7之间绝缘，第二电极层包括多条平行设置的第二透明电极6，各第二透明电极6之间绝缘，第一透明电极7垂直于第二透明电极6。

作为另外一种实现方式，如图6所示，液晶透镜2包括层叠设置的第一基板11和第二基板12，第一基板11与第二基板12之间设置有液晶层，第一基板11和第二极板12二者之一上形成有第一电极层，例如，在第一基板11上形成有第一电极层，第一电极层上形成有绝缘层10，绝缘层10上形成有第二电极层，第一电极层包括多条平行设置的第一透明电极7，各第一透明电极7之间绝缘，第二电极层包括多条平行设置的第二透明电极6，各第二透明电极6之间绝缘，第一透明电极7垂直于第二透明电极6。采用此种结构，第一电极层与第二电极层中的第一透明电极7和第二透明电极6加电后，形成控制液晶翻转的平面电场，平面电场的功效高，可以有利于提高节电性能。

各第一透明电极7之间绝缘以及各第二透明电极6之间绝缘，可以通过在各第一透明电极7之间及各第二透明电极6之间形成Si₃N₄等材料的绝缘层来实现。

进一步地，为了提高光线聚射的精度，对应于液晶显示屏单元4每一像素位置均设置有第一透明电极6和第二透明电极7，通过控制对应于各像素位置处第一透明电极6和第二透明电极7之间的电压，来控制液晶的翻转，使背光单元1发出的光线可控的聚射至第一显示区5，以对第一显示区5提供背光光线。当然，还可以设置更多数量的第一透明电极6和第二透明电极7，例如是像素数量的数倍，随着第一透明电极6和第二透明电极7数量的增加，对光线的控制越精确。

进一步地，液晶透镜2与液晶显示屏单元4粘接固定。

进一步地，液晶透镜与液晶显示屏单元4通过贴合光学胶3粘接固定。采用贴合光学胶3具有较高的光率，降低对光线传输的影响。

进一步地，第一基板及第二基板的材料可以为玻璃、PET或PI。

第二方面，本发明提供一种电子设备，包括上述实施例的液晶显示装置。该电子设备可以是手机、平板电脑等。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (9)

1.一种液晶显示装置，包括层叠设置的背光单元和液晶显示屏单元，其特征在于，所述背光单元与所述液晶显示屏单元之间设置有液晶透镜；

所述液晶显示屏单元包括第一显示区和第二显示区；

所述第一显示区为息屏显示的显示区域；

所述液晶透镜处于透镜状态时，用于将整个所述背光单元发出的光线聚射至所述第一显示区；

所述液晶透镜处于透镜状态时，所述第一显示区开启且所述第二显示区关闭。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述液晶透镜处于透镜状态时，所述第一显示区的刷新频率小于等于30Hz。

3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于，所述液晶透镜处于透镜状态时，所述第一显示区的显示色深为6bit、4bit或1bit。

4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述液晶透镜包括层叠设置的第一基板和第二基板，所述第一基板与所述第二基板之间设置有液晶层，所述第一基板上形成有第一电极层，所述第二基板上形成有第二电极层，所述第一电极层包括多条平行设置的第一透明电极，各所述第一透明电极之间绝缘，所述第二电极层包括多条平行设置的第二透明电极，各所述第二透明电极之间绝缘，所述第一透明电极垂直于所述第二透明电极；或者，

所述液晶透镜包括层叠设置的第一基板和第二基板，所述第一基板与所述第二基板之间设置有液晶层，所述第一基板和所述第二基板二者之一上形成有第一电极层，所述第一电极层上形成有绝缘层，所述绝缘层上形成有第二电极层，所述第一电极层包括多条平行设置的第一透明电极，各所述第一透明电极之间绝缘，所述第二电极层包括多条平行设置的第二透明电极，各所述第二透明电极之间绝缘，所述第一透明电极垂直于所述第二透明电极。

5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，对应于所述液晶显示屏单元每一像素位置均设置有所述第一透明电极和所述第二透明电极。

6.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，所述液晶透镜与所述液晶显示屏单元粘接固定。

7.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于，所述液晶透镜与所述液晶显示屏单元通过贴合光学胶粘接固定。

8.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一基板及所述第二基板的材料为玻璃、PET或PI。

9.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的液晶显示装置。

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