CN110109272A - 一种显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种显示装置包括：显示面板、偏振切换面板及光学调控膜，光学调控膜包括透镜结构层及液晶聚合物层，透镜结构层位于偏振切换面板与液晶聚合物层之间，透镜结构层的折射率等于液晶聚合物层的常光折射率；其中，偏振切换面板位于显示面板与光学调控膜之间；当偏振切换面板被禁能时，影像光线在经过该偏振切换面板后，影像光线维持第一偏振方向；当偏振切换面板被启动时，影像光线在经过偏振切换面板后，影像光线由第一偏振方向切换为第二偏振方向，第二偏振方向异于第一偏振方向。本发明的显示装置，不仅小视角下能观察到良好的显示画面，还可以避免大视角下显示画面出现泛白或者色偏而导致的画面品质降低。

Description

一种显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示装置，尤其涉及一种具有窄视角及宽视角两种显示模式的显示装置。

背景技术

液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)由于具有画面稳定、图像逼真、消除辐射、节省空间以及节省能耗等优点，现已占据了平面显示领域的主导地位。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，在运用VA模式来设计显示器时，为了提升画面显示的视角范围，显示器中的液晶往往以多重区域的方式进行排列，但是，这种多重液晶区域的排列方式会使显示器在穿透状态时穿透率不高，且易在宽视角时出现背景画面泛白或者出现色偏，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。从而影响画面质量。

发明内容

本发明提供一种显示装置，藉由显示装置具有窄视角(或称小视角)及宽视角(或称大视角)两种显示模式的方式来改善宽视角易出现画面泛白或色偏的问题。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种显示装置包括：

显示面板，该显示面板提供具有第一偏振方向的影像光线；

偏振切换面板，该偏振切换面板配置于该影像光线的传递路径上；及

光学调控膜，该光学调控膜配置于该影像光线的传递路径上，该光学调控膜包括透镜结构层及液晶聚合物层，该透镜结构层位于该偏振切换面板与该液晶聚合物层之间，该透镜结构层的折射率等于该液晶聚合物层的常光折射率；

其中，该偏振切换面板位于该显示面板与该光学调控膜之间；当该偏振切换面板被禁能时，该影像光线在经过该偏振切换面板后，该影像光线维持第一偏振方向；当该偏振切换面板被启动时，该影像光线在经过该偏振切换面板后，该影像光线由该第一偏振方向切换为第二偏振方向，该第二偏振方向异于该第一偏振方向。

作为可选的技术方案，该第二偏振方向与该第一偏振方向相互垂直。

作为可选的技术方案，该偏振切换面板包括：

第一基板，该第一基板上设有第一配向层，该第一配向层的配向方向平行于该第一偏振方向；及

第二基板，该第一基板位于该第二基板与该显示面板之间，该第二基板上设有第二配向层，该第二配向层的配向方向垂直于该第一配向层的配向方向。

作为可选的技术方案，该偏振切换面板还包括：

第一电极层，该第一电极层位于该第一基板与该第一配向层之间；

第二电极层，该第二电极层位于该第二基板与该第二配向层之间；及

液晶层，该液晶层位于该第一配向层及该第二配向层之间。。

作为可选的技术方案，该透镜结构层具有凹槽结构，该液晶聚合物层具有与该凹槽结构相配合的凸起结构，该凸起结构嵌合于该凹槽结构内。

作为可选的技术方案，该液晶聚合物层包含液晶分子，该液晶分子以固定的排列方式排列于该凸起结构内。

作为可选的技术方案，该液晶分子横躺于该凸起结构内。

作为可选的技术方案，该透镜结构层的材质为紫外光固化胶材。

作为可选的技术方案，该显示面板包括：

阵列基板；

对向基板，该对向基板位于该阵列基板与该偏振切换面板之间；及

显示介质，位于该阵列基板与该对向基板之间。

作为可选的技术方案，该显示面板还包括：

第二偏光片，该第二偏光片位于该对向基板的外表面，且该第二偏光片具有平行于该第一偏振方向的穿透轴。

综上所述，本发明的显示装置通过在显示面板上依序叠置偏振切换面板以及光学调控膜，使得本发明的显示装置具有窄视角及宽视角两种显示模式，从而可根据实际需要的观察角度的大小，以使显示装置于需要小视角时处于窄视角模式或者于需要大视角时处于宽视角模式，如此，不仅小视角下能观察到良好的显示画面，还可以避免大视角下显示画面出现泛白或者色偏而导致的画面品质降低。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实施例的显示装置的剖视图；

图2为图1中光学调控膜的立体示意图；

图3为显示装置处于窄视角模式时的示意图；

图4为显示装置处于宽视角模式时的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

本发明提供一种显示装置，图1为本发明一实施例的显示装置的剖视图；图2为图1中光学调控膜的立体示意图；图3为显示装置处于窄视角模式时的示意图；图4为显示装置处于宽视角模式时的示意图。

请参照图1至图2，一种显示装置1，包括显示面板10、偏振切换面板20以及光学调控膜30，其中，偏振切换面板20位于显示面板10与光学调控膜30之间。另外，显示装置1还包括切换开关(未绘示)和控制器(未绘示)，切换开关与控制器耦接，控制器与偏振切换面板20耦接，使用者可通过切换开关及控制器来控制偏振切换面板20的工作状态。例如，使用者可拨动切换开关使其处于第一位置，此时，控制器发送第一指令给偏振切换面板20使得偏振切换面板20处于被禁能状态；又或者使用者可拨动切换开关使其处于第二位置，此时，控制器发送第二指令给偏振切换面板20使得偏振切换面板20处于被启动状态。

显示面板10能够提供具有第一偏振方向D1(例如为图3所示的平行X方向的偏振方向)的影像光线L1，影像光线的传播方向例如为图3所示的Z方向，Z方向与X方向垂直。显示面板10包括阵列基板101、对向基板102以及显示介质103，显示介质103位于阵列基板101与对向基板102之间。对向基板102位于阵列基板101的对向，且对向基板102位于阵列基板101与偏振切换面板20之间。显示面板10还包括第一偏光片104及第二偏光片105，第一偏光片104位于阵列基板101的外表面，第二偏光片105位于对向基板102的外表面，且第二偏光片105具有平行于第一偏振方向D1的穿透轴，而第一偏光片104具有垂直于第一偏振方向D1的穿透轴。阵列基板101上包括多条扫描线(未绘示)、多条数据线(未绘示)以及多个像素结构(未绘示)。每一个像素结构具有主动元件(未绘示)以及像素电极(未绘示)。主动元件可为底部栅极型薄膜晶体管或是顶部栅极型薄膜晶体管，其包括栅极、有源层、源极以及漏极。栅极与扫描线电性连接，源极与数据线电性连接。于本实施例中，显示介质103为液晶，对向基板102上设置有彩色滤光层(未绘示)以及遮光图案层(未绘示)。另外，显示面板10还包括背光模块(未绘示)，用以提供显示面板10所需的光源。于本实施例中，显示介质103为液晶，但不以此为限，于其他实施例中，显示介质103也可为有机发光二极管或者微发光二极管，此时，阵列基板101的外表面无需设置第一偏光片104，仅在对向基板102的外表面设置第二偏光片105，第二偏光片105仍具有平行于第一偏振方向D1的穿透轴。

偏振切换面板20，偏振切换面板20配置于影像光线L1的传递路径上。偏振切换面板20包括第一基板201及第二基板202，第一基板201位于第二基板202与显示面板10之间。第一基板201上依序设有第一电极层203及第一配向层205(即第一电极层203位于第一基板201与第一配向层205之间)，第一配向层205的配向方向平行于第一偏振方向D1，例如为平行X方向的配向。第二基板202上依序设有第二电极层204及第二配向层206(即第二电极层204位于第二基板202与第二配向层206之间)，第二配向层206的配向方向垂直于第一配向层205的配向方向，例如为平行Y方向的配向，其中，Y方向与X方向及Z方向相互垂直。偏振切换面板20还包括液晶层207，液晶层207位于第一配向层205及第二配向层206之间。

其中，当偏振切换面板20被禁能(例如，不对偏振切换面板20施予电压而使液晶层207保持扭转排列状态)时，影像光线L1在经过偏振切换面板20后，影像光线L1维持第一偏振方向D1；当偏振切换面板20被启动(例如，对偏振切换面板20施予电压而使液晶层207呈现直立排列状态)时，影像光线L1在经过偏振切换面板20后，影像光线L1由第一偏振方向D1切换为第二偏振方向D2，第二偏振方向D2异于第一偏振方向D1，于本实施例中，第二偏振方向D2与第一偏振方向D1相互垂直，例如第二偏振方向D2为图3或图4所示的平行Y方向的偏振方向。

光学调控膜30配置于影像光线L1的传递路径上，光学调控膜30包括透镜结构层301及液晶聚合物层302，透镜结构层301位于偏振切换面板20与液晶聚合物层302之间。其中，液晶聚合物层302包含液晶分子3021，液晶聚合物层302具有双折射率，分别为常光折射率no及非常光折射率ne，常光折射率no一般又可称为液晶分子的短轴折射率，非常光折射率ne一般又可称为液晶分子的长轴折射率。透镜结构层301的折射率等于液晶聚合物层302的常光折射率no。具体地，透镜结构层301具有凹槽结构3011，液晶聚合物层302具有与凹槽结构3011相配合的凸起结构3022，凸起结构3022嵌合于凹槽结构3011内；而液晶聚合物层302的液晶分子3021以固定的排列方式排列于凸起结构3022内。于本实施例中，液晶分子3021如图1中所示的方式横躺于凸起结构3022内。另，透镜结构层301的材质为紫外光固化胶材。

本发明的显示装置1通过在显示面板10上依序叠置偏振切换面板20以及光学调控膜30，使得显示装置1具有窄视角(或称小视角)及宽视角(或称大视角)两种显示模式，由此，使用者可根据具体使用情境的需要而切换到不同的显示模式。例如，若只有少数人共同观看显示装置1则需要的视角范围较小，即此时需要小视角，此时可将显示装置1设置为窄视角显示模式；若多数人共同观看显示装置1则需要的视角范围较大，即此时需要大视角，若此时显示装置1仍然为窄视角显示模式，那么，与显示装置1之间的观察角度较大的观众(即，未正对显示装置1的观众，或称为位于显示装置1两侧的观众)在观看时就会觉得显示装置1显示的影像画面出现了泛白或者色偏的情况，影响到观察角度较大的观众的观看体验。故，此时需要将显示装置1切换为宽视角显示模式，处于宽视角显示模式的显示装置1由于本来就具有较大的视角范围，那么与显示装置1之间的观察角度较大的观众也不会觉得显示装置1显示的影像画面出现了泛白或者色偏。由此，不仅小视角下能观察到良好的显示画面，还可以避免大视角下显示画面品质降低。

以下详述本发明的显示装置1于窄视角显示模式以及宽视角显示模式下的工作原理。请参照图3及图4。

当只有少数人共同观看显示装置1时，需要的视角范围较小(即此时需要小视角)，使用者可拨动切换开关使其处于第一位置，则控制器发出第一指令以不对偏振切换面板20施予电压(即第一电极层203与第二电极层204之间不提供电压差)而使液晶层207保持扭转排列状态，偏振切换面板20被禁能，显示装置1此时处于窄视角模式。首先，显示面板10发出具有第一偏振方向D1的影像光线L1。换言之，于本实施例中，背光模块所发出的光线在经过显示面板10的第一偏光片104、显示介质103及第二偏光片105的偏光以及扭转之后，所射出的影像光线L1具有第一偏振方向D1(例如是平行X方向的偏振方向)。之后，由于偏振切换面板20中的液晶层207为扭转排列状态，因此影像光线L1在通过偏振切换面板20之后会被旋转成具有第二偏振方向D2(例如是平行Y方向的偏振方向)的影像光线L2。接着，由于光线调控膜30的液晶聚合物层302中的液晶分子3021横躺于凸起结构3022内，故液晶聚合物层302具有第一方向的配向方向(平行X方向的配向)；同时，透镜结构层301的折射率等于液晶聚合物层302的常光折射率no。因此，具有第二偏振方向D2的影像光线L2在通过光线调控膜30的透镜结构层301以及液晶聚合物层302时不会发生折射，换言之，影像光线L2直接通过透镜结构层301及液晶聚合物层302而成为仍具有第二偏振方向D2的影像光线L3。如此，使得来自显示面板10的影像光线集中于小角度内扩散，避免影响光线扩散到不需要的视角之外造成光线浪费以及画面品质降低。

当有多数人共同观看显示装置1时，需要的视角范围较大(即此时需要大视角)，使用者可拨动切换开关使其处于第二位置，则控制器发出第二指令以对偏振切换面板20施予电压(即第一电极层203与第二电极层204之间提供电压差)而使液晶层207呈现直立排列状态，偏振切换面板20被启动，显示装置1此时处于宽视角模式。同样地，显示面板10发出具有第一偏振方向D1的影像光线L1(例如是平行X方向的偏振方向)。接着，由于偏振切换面板20中的液晶层207为直立排列状态，因此影像光线L1在通过偏振切换面板20之后仍为具有第一偏振方向D1的影像光线L2。之后，由于光线调控膜30的液晶聚合物层302具有第一方向的配向方向(X方向配向)，具有第一偏振方向D1的影像光线L2在通过光线调控膜的透镜结构层301及液晶聚合物层302时，会因为透镜结构层301的折射率与液晶聚合物层302的液晶分子3021的非常光折射率ne的差异而产生折射行为，换言之，影像光线L2在通过透镜结构层301及液晶聚合物层302之后会形成折射的影像光线L3。如此，使得来自显示面板10的影像光线于大角度内扩散，以对显示画面在大视角下的泛白及色偏进行了补偿，从而使得显示装置1可在大视角下表现出良好的显示画面品质。

综上所述，本发明的显示装置通过在显示面板上依序叠置偏振切换面板以及光学调控膜，使得本发明的显示装置具有窄视角及宽视角两种显示模式，从而可根据实际需要的观察角度的大小，以使显示装置于需要小视角时处于窄视角模式或者于需要大视角时处于宽视角模式，如此，不仅小视角下能观察到良好的显示画面，还可以避免大视角下显示画面出现泛白或者色偏而导致的画面品质降低。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

显示面板，该显示面板提供具有第一偏振方向的影像光线；

偏振切换面板，该偏振切换面板配置于该影像光线的传递路径上；及

光学调控膜，该光学调控膜配置于该影像光线的传递路径上，该光学调控膜包括透镜结构层及液晶聚合物层，该透镜结构层位于该偏振切换面板与该液晶聚合物层之间，该透镜结构层的折射率等于该液晶聚合物层的常光折射率；

其中，该偏振切换面板位于该显示面板与该光学调控膜之间；当该偏振切换面板被禁能时，该影像光线在经过该偏振切换面板后，该影像光线维持第一偏振方向；当该偏振切换面板被启动时，该影像光线在经过该偏振切换面板后，该影像光线由该第一偏振方向切换为第二偏振方向，该第二偏振方向异于该第一偏振方向。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第二偏振方向与该第一偏振方向相互垂直。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该偏振切换面板包括：

第一基板，该第一基板上设有第一配向层，该第一配向层的配向方向平行于该第一偏振方向；及

第二基板，该第一基板位于该第二基板与该显示面板之间，该第二基板上设有第二配向层，该第二配向层的配向方向垂直于该第一配向层的配向方向。

4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，该偏振切换面板还包括：

第一电极层，该第一电极层位于该第一基板与该第一配向层之间；

第二电极层，该第二电极层位于该第二基板与该第二配向层之间；及

液晶层，该液晶层位于该第一配向层及该第二配向层之间。

5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该透镜结构层具有凹槽结构，该液晶聚合物层具有与该凹槽结构相配合的凸起结构，该凸起结构嵌合于该凹槽结构内。

6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，该液晶聚合物层包含液晶分子，该液晶分子以固定的排列方式排列于该凸起结构内。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，该液晶分子横躺于该凸起结构内。

8.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该透镜结构层的材质为紫外光固化胶材。

9.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该显示面板包括：

阵列基板；

对向基板，该对向基板位于该阵列基板与该偏振切换面板之间；及

显示介质，位于该阵列基板与该对向基板之间。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，该显示面板还包括：

第二偏光片，该第二偏光片位于该对向基板的外表面，且该第二偏光片具有平行于该第一偏振方向的穿透轴。