CN110068948B - 一种可变视区的显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种可变视区的显示装置。该可变视区的显示装置由背光源、增光膜、柱透镜光栅、聚合物分散液晶板及液晶显示面板组成。所述增光膜置于所述背光源之前，其由棱镜阵列构成，其可通过折射作用将所述背光源发射出光线汇聚到较小的投射方向范围。所述柱透镜光栅置于所述增光膜之前，其可通过柱透镜将光线的出射方向汇聚到更小的范围。所述聚合物分散液晶板置于柱透镜光栅之前，聚合物分散液晶板可通过施加电压控制光线的传播。当施加电压使聚合物分散液晶板呈透明态时，可将置于其之前的所述液晶显示面板上的图像投射到较小的视区范围。当不施加电压时，聚合物分散液晶板呈强散射态，可将所述液晶显示面板上的图像投射到较大的视区范围。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术，更具体地说，本发明涉及液晶显示技术。
背景技术
液晶显示装置广泛应用于手机等便携式电子设备。通常，该类设备上的液晶显示装置会在空间中所有方向上无差别地进行图像光线的投射。因此，由液晶显示装置提供的光线仅有少量被使用者的眼睛接收，造成了大量的能量浪费，严重影响设备续航时间。此外，无差别地投射光线也不利于使用者的隐私保护。因此，本发明提出了一种可变视区的显示装置，该装置可通过调节光线投射的方向，使显示装置进入小视区显示模式，只在一个较小的视区范围内进行显示，从而有效降低能耗并保护使用者的隐私。
发明内容
本发明提出了一种可变视区的显示装置。附图1为该可变视区的显示装置的结构示意图。该可变视区的显示装置由背光源、增光膜、柱透镜光栅、聚合物分散液晶板及液晶显示面板组成。所述背光源由反射腔、导光板、光源组成，反射腔上留有开口，可使得光线从开口中出射。所述增光膜置于所述背光源之前，其由棱镜阵列构成，其可通过折射作用将所述背光源发射出光线汇聚到较小的投射方向范围。所述柱透镜光栅置于所述增光膜之前，其可通过柱透镜对光线的折射作用进一步地汇聚光线，使得光线的出射方向汇聚到更小的范围。所述聚合物分散液晶板置于柱透镜光栅之前，聚合物分散液晶板可通过施加电压控制光线的传播。当在聚合物分散液晶板的电极上施加电压时，显示器进入小视区显示模式，聚合物分散液晶板呈透明态，光线经聚合物分散液晶板后的传输方向不发生改变，可将置于其之前的所述液晶显示面板上的图像投射到较小的视区范围。当在聚合物分散液晶板的电极上不施加电压时，显示器进入常规显示模式，聚合物分散液晶板呈强散射态，光线可被聚合物分散液晶板散射到各个方向，并将置于其之前的所述液晶显示面板上的图像投射到较大的视区范围。
优选地，所述增光膜到所述柱透镜光栅的距离等于柱透镜光栅的焦距。
优选地，所述背光源中导光板中的散射颗粒集中于反射腔开口位置附近。
可选地，所述柱透镜光栅可替换为二维透镜阵列。
可选地，所述柱透镜光栅、所述聚合物分散液晶板及所述液晶显示面板三者的前后位置可以互换。
相对于传统液晶显示器在降低背光源功率时，图像显示亮度会有所降低的特点，本发明的一种可变视区的显示装置由于可以通过在所述聚合物分散液晶板上施加电压使得显示装置进入小视区模式，将光线集中于该较小的视区，在背光源功率降低的情况下仍然可在视区内提供亮度较高的显示图像。故本发明的一种可变视区的显示装置在更加适合应用于手机等便携式设备，能在手机等便携式设备电量较低进入节能模式并降低背光源功率时，通过小视区模式保障图像显示亮度，并能在输入密码等应用环境下有效保护使用者隐私。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明的结构原理示意图。
图2为本发明在常规模式下的结构原理示意图。
图3为本发明中增光膜的原理示意图。
图4为本发明中聚合物分散液晶板的原理示意图。
图标：010-可变视区的显示装置；100-背光源；110-反射腔；120-导光板；130-导光板中的散射颗粒； 140-光源； 150-反射腔开口； 200-增光膜； 300-柱透镜光栅； 400-聚合物分散液晶板； 500-液晶显示面板；020-可变视区的显示装置常规模式； 030-增光膜光路； 040-聚合物分散液晶板光路。
应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例
图1为本发明在小视区模式下的结构原理示意图。请参照图1，本实施例提供一种可变视区的显示装置010，其包括背光源100、增光膜200、柱透镜光栅300、聚合物分散液晶板400及液晶显示面板500。所述背光源100、所述增光膜200、所述柱透镜光栅300、所述聚合物分散液晶板400及所述液晶显示面板500前后依次放置。
下面对本实施例提供的可变视区的显示装置010进行进一步说明。
所述背光源100由反射腔110、导光板120、光源140组成。反射腔110上留有开口，可使得光线从开口中出射。光源140位于反射腔110中，其发射的光线可进入导光板120中，并在反射腔110中不断反射。导光板上设置有反射颗粒130，反射颗粒130可破坏导光板120的全反射条件，从而导致光线出射。反射颗粒130由激光雕刻制备并集中分布于反射腔开口150位置处，以利于光线出射。
所述增光膜200置于背光源100之前，其由棱镜阵列构成，可通过折射作用将出射角度较大的光线汇聚到正面较小的范围内。请参照图3，入射光线经棱镜两次折射后，其出射方向相对于原方向具有一定的改变，可使得出射光线更加集中于与显示器平面垂直的出射方向。
所述柱透镜光栅300置于所述增光膜200之前一倍焦距位置处。柱透镜光栅300上的每条柱透镜与背光源100上的反射腔开口150位置正对，其可通过柱透镜对光线的折射作用进一步地汇聚光线，根据透镜成像原理，由增光膜200上任意一点出射的光线可由柱透镜光栅300聚焦后形成平行光束。因而自反射腔开口150出射并经由增光膜200汇聚的光线能通过柱透镜光栅300以较小角度形成出射。
所述聚合物分散液晶板400置于柱透镜光栅300之前，聚合物分散液晶板400可通过施加电压控制光线的传播。请参考图4，聚合物分散液晶板400上下两层聚合物材料上设置有电极，电极之间设置有均匀分布的液晶微粒。当在电极间施加电压时，液晶微粒的折射率与聚合物的折射率基本匹配，薄膜呈透明状，入射光不会发生散射。此时，显示器进入小视区显示模式。请参考图1，因光线经聚合物分散液晶板400后的传输方向不发生改变，可将置于其之前的所述液晶显示面板500上的图像投射到较小的视区范围，此时显示器的视角较小。
请参考图4，当在聚合物分散液晶板400的电极上不施加电压时，电极间不能形成有规律的电场，液晶微粒的光轴取向随机，呈现无序状态，其有效折射率不与聚合物的折射率匹配，入射光线被强烈散射。此时，显示器进入可变视区的显示装置常规模式020。请参考图2，光线可被聚合物分散液晶板400散射到各个方向，并将置于其之前的所述液晶显示面板500上的图像投射到较大的视区范围，此时显示器的视角较大。
相对于传统液晶显示器在降低背光源功率时，图像显示亮度会有所降低的特点，本发明的一种可变视区的显示装置010由于可以通过在所述聚合物分散液晶板400上施加电压使得显示装置进入小视区模式，将光线集中于该较小的视区，在背光源功率降低的情况下仍然可在视区内提供亮度较高的显示图像。故本发明的一种可变视区的显示装置在更加适合应用于手机等便携式设备，能在手机等便携式设备电量较低进入节能模式并降低背光源功率时，通过小视区模式保障图像显示亮度，并能在输入密码等应用环境下有效保护使用者隐私。
Claims (2)
1.一种可变视区的显示装置，其特征在于：该可变视区的显示装置由背光源、增光膜、柱透镜光栅、聚合物分散液晶板及液晶显示面板组成，所述背光源由反射腔、导光板、光源组成，反射腔上留有开口，可使得光线从开口中出射，所述增光膜置于所述背光源之前，其由棱镜阵列构成，其可通过折射作用将所述背光源发射出光线汇聚到较小的投射方向范围，所述柱透镜光栅置于所述增光膜之前，其可通过柱透镜对光线的折射作用进一步地汇聚光线，使得光线的出射方向汇聚到更小的范围，所述聚合物分散液晶板置于柱透镜光栅之前，聚合物分散液晶板可通过施加电压控制光线的传播，当在聚合物分散液晶板的电极上施加电压时，显示器进入小视区显示模式，聚合物分散液晶板呈透明态，光线经聚合物分散液晶板后的传输方向不发生改变，可将置于其之前的所述液晶显示面板上的图像投射到较小的视区范围，当在聚合物分散液晶板的电极上不施加电压时，显示器进入常规显示模式，聚合物分散液晶板呈强散射态，光线可被聚合物分散液晶板散射到各个方向，并将置于其之前的所述液晶显示面板上的图像投射到较大的视区范围；所述增光膜到所述柱透镜光栅的距离等于柱透镜光栅的焦距；所述背光源中导光板中的散射颗粒集中于反射腔开口位置附近。
2.如权利要求1所述的一种可变视区的显示装置，其特征在于：所述柱透镜光栅可替换为二维透镜阵列。
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