CN1782796A

CN1782796A - 显示装置

Info

Publication number: CN1782796A
Application number: CN 200410077296
Authority: CN
Inventors: 陈杰良
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2004-12-04
Filing date: 2004-12-04
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2024-12-04
Also published as: CN100573250C

Abstract

本发明提供一种显示装置，其包括一背光模组与一显示面板，该背光模组位于该显示面板下方，并提供该显示面板所需光源。该背光模组包括一光源、与该光源相对应的光源罩与导光板、一反射板、一扩散板和一增亮片，该导光板位于反射板与扩散板之间，该增亮片位于扩散板上方。该显示面板包括一下基板、一上基板与一位于两基板之间的相变显示层。本发明显示装置响应速度快、光利用率高，可提高出光亮度、节约能源、消除残余影像。

Description

显示装置

【技术领域】

本发明是关于一种显示装置，尤其是关于一种利用相变显示材料的显示装置。

【背景技术】

液晶显示装置因具有低辐射性、体积轻薄短小及耗电低等特点，因此使用日渐广泛，且随着相关技术的成熟和创新，其种类也日益繁多。

根据液晶显示装置所利用光源的不同，可分为穿透式液晶显示装置与反射式液晶显示装置。穿透式液晶显示装置必须在液晶显示面板背面设置一背光源以实现图像显示，但是，背光源耗能约占整个穿透式液晶显示装置耗能的一半，因此穿透式液晶显示装置的耗能较大。反射式液晶显示装置能解决穿透式液晶显示装置耗能大的问题，但是，在光线微弱的环境下很难实现图像显示。为解决两者存在的缺陷，业界近来研究的热点均集中在半穿透半反射式液晶显示装置。

请参阅图1，现有技术半穿透半反射式液晶显示装置1包括相对设置的透明下基板11与上基板12、一液晶层13夹于该下基板11与上基板12之间。一透明公共电极14和一配向膜18依次设置在该上基板12的内表面，一上延迟片122和一上偏光板121依次设置在该上基板12的外侧表面。一透明电极17、一钝化层16、一反射性电极15和一配向膜19依次设置在该下基板11的内侧表面，其中该钝化层16和反射性电极15共同形成一开口151。一下延迟片112和一下偏光板111依次设置在该下基板11外侧表面。该上延迟片122与下延迟片112是四分之一波片(λ/4)，配向膜18、19是水平配向(Homogeneous Alignment)，上偏光板121与下偏光板111偏振方向互相垂直。反射性电极15为高反射率的金属铝(Al)，透明公共电极14与透明电极17为透明导电材料如氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)或氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)。液晶层13具有不同的厚度，其中透明公共电极14与反射电极15间液晶层13的厚度是d11，透明公共电极14与透明电极17间液晶层13的厚度是d12，其中d12大约为d11的两倍。液晶层厚度为d11的区域为反射区域，液晶层厚度为d12的区域为穿透区域。

反射区域的液晶层13的光学延迟为：

Δn.d11＝λ/4

由于d12大约为d11的两倍，因此穿透区域的液晶层13的光学延迟为：

Δn.d12＝λ/2

其中Δn是液晶层13的双折射率，λ是光线的波长。

然而，由于配向膜18、19与位于其附近的液晶分子间具有锚钩能(Anchoring Energy)，施加电压后，液晶分子由平行基板状态转换为垂直基板状态需克服液晶分子间作用力，而分子间作用力将阻碍液晶分子的扭转，且，该液晶层13的液晶分子由平行基板状态转换为垂直基板状态时，扭转较大角度，需要时间长，响应速度慢，以致配向膜18、19附近的液晶分子并不能完全沿垂直于基板11、12的方向排列，液晶层13的光学延迟并不完全为0，因此，液晶层13存在剩余光学位相延迟，使得该半穿透半反射式液晶显示装置1在暗态时存在漏光现象。

同时，因液晶显示面板本身不能发光，它是一种被动组件，需利用一光源系统，如背光模组(Backlight Module)，为其提供一面光源，从而显示屏幕画面。

请参阅图2，是2002年9月10日公告的美国专利第6,448,955号所揭示的一液晶显示装置20剖面图。该液晶显示装置20包括一液晶面板21与一背光模组22，该液晶面板21包括一第一基板211、一液晶层212和一第二基板213。该背光模组22包括两光源221、分别与二光源221相对应的两光源罩222、分别与光源221相对应的两导光板224、一反射板223、一扩散板225、一增亮片(Brightness Enhance Film，BEF)226、一反射偏光板(Double Brightness Enhance Film，DBEF)227和一覆盖层228。

请一并参阅图3，是该液晶显示装置20的背光模组22工作原理示意图。液晶显示装置20工作时，光源221发出一可视为由两极化态相互垂直的P偏光与S偏光组成的光束，该光束经由导光板224、扩散板225和增亮片226后到达反射偏光板227，其中该P偏光的极化态垂直于反射偏光板227的极化态，该S偏光的极化态平行于反射偏光板227的极化态，所以仅S偏光能通过反射偏光板227，而P偏光被反射偏光板227反射，该反射的P偏光经增亮片226、扩散板225、导光板224和反射板223后重新转换成强度相对较弱的P偏光与S偏光，其中S偏光部分将通过反射偏光板227，P偏光被反射。也就是说，由该反射偏光板227反射的P偏光大部分被光源221发出的光束所吸收，同时该反射的P偏光重新转换为P偏光与S偏光时经过多个界面，其能量将减弱，反射光束的重新利用率较低。偏光板的光透过率仅为45％，因此，对于应用偏光片的液晶显示装置来说，对光的不充分利用所造成的能源浪费是一个发展瓶颈。

有鉴于此，提供一种响应速度快、光利用率高、提高出光亮度、节约能源、消除残余影像的显示装置实为必需。

【发明内容】

本发明解决的技术问题是：提高响应速度、光利用率与出光亮度，节约能源，消除残余影像。

本发明的目的在于提供一种响应速度快、光利用率高、提高出光亮度、节约能源、消除残余影像的显示装置。

本发明解决技术问题所采取的技术方案为：提供一显示装置，其包括一背光模组与一显示面板，该背光模组位于该显示面板下方，其包括一光源、与该光源相对应的光源罩、与光源相对应的导光板、一反射板、一扩散板和一增亮片，该导光板位于反射板与扩散板之间，该增亮片位于扩散板上方。该显示面板包括一下基板、一上基板及一位于两基板间的相变显示层。

与现有技术相比，本发明显示装置的优点在于：采用相变显示层，减少了因液晶层与偏光板存在而造成的光能损耗、提高了光利用率、可节约光能，出光亮度也大大提高。同时本发明靠相变材料电子跃迁，响应速度大大提高，影像残余现象得到明显改善。

【附图说明】

图1是现有技术半穿透半反射式液晶显示装置结构示意图。

图2是另一现有技术液晶显示装置结构示意图。

图3是图2所示液晶显示装置的背光模组工作原理示意图。

图4是本发明显示装置结构示意图。

【具体实施方式】

请参阅图4，是本发明显示装置结构示意图。在该显示装置30中，为提升响应速度，摒弃了常用的液晶层；为节约能源、提高光利用率以及出光亮度，摒弃了常用的偏光板结构。

该显示装置30包括一背光模组31和一显示面板32。该被光模组30位于该显示面板32下方，并提供该显示面板32所需的光源。该背光模组31包括一光源314、与该光源314相对应的光源罩313和与光源314相对应的导光板312、一反射板311、一扩散板315、一增亮片(Brightness Enhance Film，BEF)316。该反射板311位于该导光板312下方，该扩散板315位于该导光板312上方，增亮片316下方。该光源314可为冷阴极荧光灯管(CCFL)、发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)以及LED束。该导光板312的作用是通过全反射将光源发出的光从其接近光源一侧传导至远离光源一侧，将点光源或者线光源转化成具有均匀光能量分布的面光源，提高亮度。该反射板311表面镀有银或者铝金属材料。该增亮片316具有棱镜微结构，也称棱镜片。

该显示面板32包括一下基板321、一上基板327及一位于两基板321、327之间的相变显示层324(Phase Change Display，PCD)。

该上基板327靠近相变显示层324一侧表面贴附一彩色滤光片326(Color Filter，CF)，远离该相变显示层324一侧表面依次贴附一抗眩光层328(anti-glace，AG)和一抗反射层329(anti-reflection，AR)，该抗眩光层328与该抗反射层329是对视觉效果的柔和设计，可提高透过率、减少眩光。

该相变显示层324的材料可为色素、染料、有机材料等。该层厚度为100nm到500nm，最佳厚度为200nm到400nm。该相变显示层324上表面贴附一透明阳极325，下表面贴附一透明阴极323，该两电极均为铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)。透明氧化铟锡(ITO)不仅在可见光范围内有高的穿透率，且在红外光范围内有高反射率，为一在不同电磁波频率范围内能够展现不同行为的光选择性(Optical Selectivity)材料。在可见光范围内其光透过率为90％到99％。该ITO膜以反应式直流(DirectCurrent，DC)溅镀或者反应式射频(Radio Frequency，RF)溅镀方法，通入工作气体氩气和反应气体氧气，而沉积在相变显示层324表面。

该下基板321靠近相变显示层324一侧是一薄膜晶体管层322(Thin Film Transistor，TFT)，用来主动控制每一像素光通量，因此称为“主动矩阵薄膜晶体管”。

众所周知，任何显示装置产生影像的机理是：让面板上每一个独立像素都能产生所需色彩。为达成这一目的，必须提供光源。为让光通过每一像素，面板必须被分割且制造成一个个小门或开关以让光通过。

对于普通液晶显示器(LCD)来说，是使用液晶组件来调节光通量。液晶可改变其分子结构，让不同程度的光量通过其本身，也可完全阻断光线。液晶显示器含两片偏极片、彩色滤光片阵列和配向膜，它们可决定光通量的最大值与颜色的产生。液晶层位于两片玻璃片之间，当施以一电压给配向层，则产生一电场，使配向层界面的液晶朝某一方向排列。

而本发明采用相变显示层324的显示装置30，其工作机理不同于普通液晶显示装置。本发明相变显示层324、与其两侧的透明阳极325与透明阴极323一起，构成电致发光的典型“三明治”结构，即有机发光层被夹在上下两个电极层之间。施加电压，在透明阳极325与透明阴极323的偏压驱动下，该相变显示层324的相变材料被激发产生电子与空穴，相变材料的分子受到激发，从基态跃迁到激发态，此时该“三明治结构”上下导通。

由背光模组31产生的均匀光束，在未施加电压于相变材料两侧电极325与323时，光不能透过相变显示层324；当施加电压时，相变材料被激发，该相变显示层324上下导通，光束可通过。在薄膜晶体管322提供的电场作用下，不同像素的光通量被准确限定，从而得到色彩图案。在不同电场偏压作用下，不同像素的亮暗也得到控制。

对于多数液晶显示装置而言，其能量的87％-90％被液晶层与偏光板吸收，且液晶层的响应速度慢，造成图像影像残余；而本发明采用相变材料的显示装置吸收少、亮度高，因此可节约光能，而且本发明靠相变材料电子跃迁，响应时间大大提高，影像残余现象得到明显改善。

本发明采用相变材料的显示装置可用于DSC照相机、MP3播放器、DVD、收音机、存储硬盘驱动器、录相机、电视调谐电路，也可用于手机、PDA、个人多媒体播放器、笔记本计算机以及汽车用显示装置等。

Claims

1.一种显示装置，包括一背光模组与一显示面板，该背光模组提供光源给显示面板，该背光模组包括一光源、与该光源相对应的光源罩与导光板、一反射板、一扩散板和一增亮片，该导光板位于反射板与扩散板之间，该增亮片位于扩散板上方，其特征在于：该显示面板包括一下基板、一相变显示层与一上基板，该相变显示层位于该下基板与该上基板之间。

2.如权利要求I所述的显示装置，其特征在于：该相变显示层的材料为色素、染料与有机材料。

3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：该相变显示层厚度为100nm到500nm。

4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：该相变显示层厚度为200nm到400nm。

5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：该相变显示层位于一对透明阳极与透明阴极之间，两电极通过产生电压偏差，激发相变显示层产生电子与空穴而上下导通。

6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于：该透明阳极与透明阴极均为铟锡氧化物。

7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于：该铟锡氧化物以反应式直流溅镀或者反应式射频溅镀方法，通入工作气体氩气与反应气体氧气沉积在相变显示层表面。

8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：该上基板靠近该相变显示层一侧表面贴附一彩色滤光片，远离该相变显示层一侧表面依次贴附抗眩光层与抗反射层。

9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：该下基板靠近相变显示层一侧为薄膜晶体管。

10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：该光源为冷阴极荧光灯管、发光二极管以及发光二极管束。

11.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：该反射板表面镀有银或铝金属材料。

12.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：该增亮片具有棱镜微结构。