CN205176436U - 一种液晶显示模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种液晶显示模组，包括显示屏、PDLC薄膜和背光层，所述PDLC薄膜位于所述显示屏与背光层之间，所述显示屏包括上偏光片、液晶屏层和半反射半透射下偏层，所述PDLC薄膜包括第一基板和第二基板，所述半反射半透射下偏层与所述第二基板相连。本实用新型利用半反射半透射偏光片层的反射机理，增强阳光有效反射光的比例，充分利用入射日光，实现清晰的阳光下可视的显示效果。此外，本实用新型利用液晶聚合物(PDLC)搭配准直背光实现防窥功能，同时利用半反射偏光片的增强反射机理，实现增强阳光下可视防窥功能。

Description

一种液晶显示模组

技术领域

本实用新型涉及一种液晶显示模组，特别是涉及一种在阳光下可视的液晶显示模组。

背景技术

具有阳光下可视效果的防窥液晶显示模组在许多设备中具有广泛需求。这些设备包括手持式移动终端类产品(手机、GPS、POS机、扫码机)和户外广告机、ATM机、工控机类产品，涉及面相当广泛。目前液晶显示技术经过多年的发展，技术不断进步，液晶显示的分辨率、亮度、视角等关键指标都获得了极大的提升。虽然这些指标对液晶显示非常重要，但是液晶显示技术存在透过率低，色饱和度不足，色彩还原度不强的问题。在阳光下由于强烈的反射光，其视觉效果变得更差。而且在某些应用场合(例如取款、密码输入、观看私人信息等)，液晶的广视角特性无法兼顾私密性，因此迫切需要一种能够在户外阳光下清晰显示又具有防窥功能的液晶显示模组。

实用新型内容

本实用新型提出一种新的显示模组，利用半反射半透射偏光片层的反射机理，增强阳光有效反射光的比例，利用入射日光，实现在阳光下可视的显示效果。

为了实现上述技术效果，本实用新型采用的技术方案为：

一种液晶显示模组，包括显示屏、PDLC薄膜和背光层，所述PDLC薄膜位于所述显示屏与背光层之间，所述显示屏包括上偏光片、液晶屏层和半反射半透射下偏层，所述液晶屏层位于所述上偏光片与半反射半透射下偏层之间，所述PDLC薄膜包括第一基板和第二基板，所述第一基板和第二基板之间设有液晶材料层，所述第一基板、第二基板与所述液晶材料层之间均设有电极层，所述半反射半透射下偏层与所述第二基板相连。

上述的一种液晶显示模组，其中，所述半反射半透射下偏层由APCF膜层构成。

上述的一种液晶显示模组，其中所述半反射半透射下偏层由下偏光片和APCF膜层构成，所述APCF膜层设置在所述下偏光片和背光层之间。

上述的一种液晶显示模组，其中，所述半反射半透射下偏层由下偏光片和TRF膜层构成，所述TRF膜层设置在所述下偏光片和背光层之间。

上述的一种液晶显示模组，其中，所述半反射半透射下偏层由APCF膜层和TRF膜层构成，所述TRF膜层设置在所述APCF膜层和背光层之间。

上述的一种液晶显示模组，其中，所述半反射半透射下偏层由下偏光片、APCF膜层和TRF膜层构成，所述APCF膜层设置在所述下偏光片和TRF膜层之间，所述TRF膜层与所述背光层相连。

上述的一种液晶显示模组，其中，所述显示模组还包括触控装置，所述触控装置位于所述显示屏上表面。

上述的一种液晶显示模组，其中，所述PDLC薄膜为具有电极图形化的PDLC薄膜。

上述的一种液晶显示模组，其中，所述电极层为氧化铟锡、纳米银线、金属网格、纳米碳管或石墨烯中的至少一种材料组成。

上述的一种液晶显示模组，其中，所述电极层包括第一电极层和第二电极层，所述第一电极层和第二电极层分别位于所述第一基板、第二基板与所述液晶材料层之间，所述第一电极层具有第一电极，所述第二电极层具有第二电极。

本实用新型提供了一种液晶显示模组，包括显示屏、PDLC薄膜和背光层，所述PDLC薄膜位于所述显示屏与背光层之间，所述显示屏包括上偏光片、液晶屏层和半反射半透射下偏层，所述PDLC薄膜包括第一基板和第二基板，所述半反射半透射下偏层与所述第二基板相连。本实用新型利用半反射半透射偏光片层的反射机理，增强阳光有效反射光的比例，充分利用入射日光，实现清晰的阳光下可视的显示效果。此外，本实用新型利用液晶聚合物(PDLC)搭配准直背光实现防窥功能，同时利用半反射偏光片的增强反射机理，实现增强阳光下可视防窥功能。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1为本实用新型提供的一种液晶显示模组的截面图；

图2a、图2b、图2c、图2d和图2e为本实用新型提供的一种液晶显示模组中不同的半反射半透射下偏层的截面图；

图3为本实用新型提供的一种液晶显示模组的PDLC薄膜结构示意图；

图4a、图4b、图4c和图4d为本实用新型提供的PDLC薄膜驱动方式示意图；

图5为本实用新型提供的一种液晶显示模组的一种实施例；

图6a和图6b为本实用新型提供的背光层结构示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本实用新型的技术方案。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

如图1-图6所示，提供了一种液晶显示模组，主要包括包括显示屏100、背光层200，两者都可以采用现有技术的各种显示屏(包括但不限于液晶及非液晶类显示屏，包括目前常见的液晶屏显示模式VA类型、IPS类型、TN类型等等)及背光解决方案，并不需要做特别限定。触控层300，其类型不做限定，例如可以是常见的电阻式触控层或投射电容式触控层，触控层的上表面可用现有技术进行各种表面处理，包括但不限于防反射增透处理；显示屏100包括上偏光片101、液晶屏层102、半反射半透射下偏层103；PDLC薄膜400包括第一基板401和第二基板405，第一基板401和第二基板405之间设有液晶材料层403，第一基板401、第二基板405与液晶材料层403之间均设有电极层，电极层包括第一电极层402和第二电极层404。本实用新型利用半反射半透射层103增加环境光的受控反射。进一步地，本实用新型使用了偏光分离功能的APCF(AdvancedPolarizedControlFilm)，该膜片将偏光片和DBEF(偏光增亮膜，3M专利技术，业内公知技术，不需赘述)结合在一起，保证偏振性的同时可以提高光的利用效率，增强LCD板的亮度。它不仅能够象棱镜聚光片一样提高正面的亮度，还可以有效的提高斜角方向的亮度，弥补半反射半透射层带来的亮度损耗。本实用新型可在进一步减小反射率到1％以下。同时将现有显示模组结构中的背光源替换为准直背光，并在液晶屏和背光源之间插入聚合物液晶层，实现防窥。通过本实用新型的方法，可以实现在不增加功耗的前提下，可同时减小环境光的干扰反射，增加环境光的受控反射，获得极佳的户外阳光下清晰显示又具有防窥功能。

在本实用新型中位于背光源200和显示屏100之间的具有电极图形化的PDLC薄膜400。PDLC薄膜400是一种液晶/高分子复合电光材料，是一种具有明显的开关特性的光电材料，目前已广泛应用于电子窗帘、投影显示、透视显示、3D显示等各方面。PDLC膜是将向列相液晶微滴均匀分散在聚合物基体中而形成的光学薄膜，具有良好的电光特性，包括较低的阈值电压和饱和电压、较快的响应时间以及较高的对比度。方便制作成各种厚度的薄膜。不施加电场时，PDLC薄膜中液晶微滴的指向失随机排列，由于光通过液晶微滴的寻常光折射率(no)与通过聚合物基体的折射率(np)不匹配，光线在液晶和聚合物界面上发生多次反射和折射，PDLC薄膜呈不透明态；当沿着PDLC薄膜的法向方向施加电场时，液晶微滴的指向失沿电场取向，如果选用液晶的寻常光折射率(no)与聚合物的折射率(np)相匹配，光线在膜内不发生反射和折射而直接透射出来，PDLC薄膜呈透明态。当电场关闭后，PDLC薄膜中液晶微滴里的液晶分子的指向失在与高分子网络锚定能的作用下回复随机指向，PDLC薄膜又变成不透明态。本实用新型中PDLC薄膜为PDLC电控薄膜。

本实用新型中PDLC薄膜400结构如图3所示。包括第一基板401、第二基板405，这两个基板通常是玻璃或塑料材质；第一电极层402，聚合物液晶层403，第二电极层404，该电极层为氧化铟锡、纳米银线、金属网格、纳米碳管或石墨烯等材料。聚合物液晶层夹在第一电极层和第二电极层之间。通过加载在第一电极层和第二电极层之间的电场来控制聚合物液晶的折射率，从而实现在透明态和不透明态之间切换，实现开关功能，而且随加载电压的变化，透过率可以呈现渐变特性，即还具备灰度调节功能。其驱动方式如图5所示。在第一电极层加恒定公共电压(例如0V)。第二电极层加峰峰值为2V伏特的方波(最大值+V，最小值-V伏特)，V可根据需要从0-100V之间选取，不同的聚合物液晶材料所需要的驱动电压不同。其工作原理为在无外加电压时，即如图4a和图4b所示，第一电极和第二电极都为恒定公共电压(例如0V)，两电极间没有电压差。PDLC薄膜中不能形成有规律的电场，液晶微粒的光轴取向随机，呈无序状态，其有效折射率no与聚合物的折射率np不匹配，因此入射光线被强烈散射，薄膜呈不透明或半透明状态，我们称之为PDLC关闭状态。而如图4c和图4d所示，在施加了外电压后，即第一电极加恒定公共电压(例如0V)，第二电极加峰峰值为2V伏特的方波(最大值+V，最小值-V伏特)，V可根据需要从0-100V之间选取，液晶微粒的光轴垂直于薄膜表面排列，即与电场方向一致。液晶微粒的折射率no与聚合物的折射率基本匹配，无明显界面，近似构成均匀介质，所以入射光不发生散射，薄膜呈透明状，我们称之为PDLC打开状态。这样就可以达到通过控制加在PDLC上下电极间的电压来调节透射光的散射程度、亮度，配合准直背光可以实现防窥功能。

在本实用新型中半反射半透射下偏层103提出有五种形成方式，分别如图2a-e所示，图2a所示为本实用新型专利阳光下可视液晶显示模组中的半反射半透射下偏光层由单张APCF膜1032(偏光层+DBEF层)构成。图2b所示为本实用新型专利阳光下可视液晶显示模组中的半反射半透射下偏光层由下偏光片1031加APCF膜1032(偏光层+DBEF层)构成。图2c所示为本实用新型专利阳光下可视液晶显示模组中的半反射半透射下偏光层由下偏光片1031加半反射半透射膜(TRF)1033构成。图2d所示为本实用新型专利阳光下可视液晶显示模组中的半反射半透射下偏光层由APCF膜1032(偏光层+DBEF层)加半反射半透射膜(TRF)1033构成。叠放次序为APCF膜位于TRF膜之上，即更靠近液晶屏。图2e所示为本实用新型专利阳光下可视液晶显示模组中的半反射半透射下偏光层由下偏光片1031加APCF膜(偏光层+DBEF层)1032，再加半反射半透射膜(TRF)1033构成。叠放次序为APCF膜位于下偏光片和TRF膜之间。这些情况都可以起到本实用新型专利需要实现的效果。

在本实用新型中PDLC薄膜是由聚合物分散液晶夹在上下两层电极层构成，该聚合物分散液晶由液晶和高分子聚合物材料组成。此类聚合物包括但不限于光可聚合性化合物或其混合物，如多环芳烃、稠环芳烃、环多烯等材料。液晶材料可以为各种液晶材料。进一步，PDLC薄膜的上下两层电极层可以是镀有氧化铟锡的玻璃或镀有氧化铟锡的塑料。或镀有类似氧化铟锡光学特性的透明电极的玻璃或镀有类似氧化铟锡光学特性的透明电极的塑料。

在本实用新型可选的实施例中，背光层200，采用准直背光解决方案，可以是各种类型的准直背光源，并不需要做特别限定，包括但不限于光阻层准直背光，楔形耦合波导准直背光，Vcut导光板结合逆棱镜形成的准直背光，菲涅尔透镜实现的准直背光及各种准直背光的组合等等。300是触控装置，包括但不限于电阻式和电容式等类型，可根据需要增加或删减，触控装置的上表面可用现有技术进行各种表面处理，包括但不限于防反射增透处理。

下面就本实用新型提供一具体实施例进行进一步的阐述，但是不限于以下实施例。

实施例一

如图5所示，显示模组，由下至上分别为，背光层200，PDLC薄膜400,显示屏100(显示屏100包括上偏光片101、液晶屏层102、APCF半反射半透射下偏层1032)，触控装置300。本实施例中，显示屏100上偏光片透光轴0°，下偏光片透过轴不做限定，可根据液晶显示模式需要进行匹配。本实施例中所采用的PDLC薄膜400结构如图3所示，其驱动方式如图4所示。PDLC薄膜400第一电极、第二电极均为整面电极。

图6是本实施例中所采用的背光层200结构示意图。201为背光层的光源，本例中选用LED光源，202为底面具有V-cut的导光板，该导光板的V-cut结构是周期性结构，每个周期具有第一表面2021和第二表面2022。对于本例中的单侧侧光式光源的情况，较佳的第一表面和第二表面均为平面，且第一表面与液晶面板平面夹角小于15°，第二平面与液晶面板平面夹角为90°。203为光阻层，其结构呈周期性三角形排列，作用为将导光板的出射光进一步控制方向进行准直。其材料可为树脂等光阻材料，可采用光刻工艺形成。204为背光层保护膜片，例如可以是PET、PC等材料制成的不具有周期性微结构的透明膜片。

本实施例的工作原理，分两部分进行阐述，其一为背光防窥原理，其二为半反射偏光片增强阳光可视原理。背光防窥功能原理：分为2种工作模式，正常模式和防窥模式。当本实施例的液晶模组工作于正常模式时，无论是正视角观看还是大视角观看，液晶显示模组的可视区可以清晰看到；当本实施例的液晶模组工作于防窥模式时，正视角观看时液晶显示模组的可视区仍然可以清晰看到，但是大视角观看时，可视区的显示内容不可见，实现防窥效果。并能够通过切换PDLC驱动电压(参见图4)使该防窥区域在防窥和正常显示之间切换。其工作原理及过成为：正常模式时，PDLC的第一电极和第二电极都为恒定公共电压(例如0V)，两电极间没有电压差，此时PDLC薄膜呈散射态，PDLC薄膜层处于“关闭状态”(参见图4(a和b))，背光源出射的准直光经过PDLC薄膜时被散射成散射状态出射至液晶屏，准直性被破坏，大视角仍然能够看清屏幕显示内容。防窥模式时，如图4(c和d)所示，PDLC第一电极加恒定公共电压(例如0V)，第二电极加峰峰值为2V伏特的方波(最大值+V，最小值-V伏特)，V可根据需要从0-100V之间选取，此时薄膜呈透明状，PDLC处于打开状态。背光源出射的准直光仍保持准直状态出射至液晶屏，大视角由于几乎没有透射光线，仅在准直背光准直度范围内的视角范围能清晰看到屏幕显示内容，因此可实现防窥功能。需要注明的是准直背光也可以采用其他方式实现，并非一定要采用本实施例中提出的这一种。

半反射偏光片增强阳光可视原理：本实施例采用的APCF结构半反射偏光片会对背光源入射的光进行偏振选择性反射，假设P极化光为与液晶屏下偏振偏极化方向一致，S极化光与其偏极化方向正交，则APCF透射P极化光，反射S极化光。被反射的S极化光经背光源膜片组反射后部分转化为P极化光再次透射，因此本实施例的结构具备提升受控反射率的有益效果。综上，本实施例实现了阳光下清晰显示又具有防窥功能的液晶显示模组。

综上所述，本实用新型提供了一种液晶显示模组，包括显示屏、PDLC薄膜和背光层，所述PDLC薄膜位于所述显示屏与背光层之间，所述显示屏包括上偏光片、液晶屏层和半反射半透射下偏层，所述PDLC薄膜包括第一基板和第二基板，所述半反射半透射下偏层与所述第二基板相连。本实用新型利用半反射半透射偏光片层的反射机理，增强阳光有效反射光的比例，充分利用入射日光，实现清晰的阳光下可视的显示效果。此外，本实用新型利用液晶聚合物(PDLC)搭配准直背光实现防窥功能，同时利用半反射偏光片的增强反射机理，实现增强阳光下可视防窥功能。

以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种液晶显示模组，其特征在于，包括显示屏、PDLC薄膜和背光层，所述PDLC薄膜位于所述显示屏与背光层之间，所述显示屏包括上偏光片、液晶屏层和半反射半透射下偏层，所述液晶屏层位于所述上偏光片与半反射半透射下偏层之间，所述PDLC薄膜包括第一基板和第二基板，所述第一基板和第二基板之间设有液晶材料层，所述第一基板、第二基板与所述液晶材料层之间均设有电极层，所述半反射半透射下偏层与所述第二基板相连。

2.如权利要求1所述的一种液晶显示模组，其特征在于，所述半反射半透射下偏层由APCF膜层构成。

3.如权利要求1所述的一种液晶显示模组，其特征在于，所述半反射半透射下偏层由下偏光片和APCF膜层构成，所述APCF膜层设置在所述下偏光片和背光层之间。

4.如权利要求1所述的一种液晶显示模组，其特征在于，所述半反射半透射下偏层由下偏光片和TRF膜层构成，所述TRF膜层设置在所述下偏光片和背光层之间。

5.如权利要求1所述的一种液晶显示模组，其特征在于，所述半反射半透射下偏层由APCF膜层和TRF膜层构成，所述TRF膜层设置在所述APCF膜层和背光层之间。

6.如权利要求1所述的一种液晶显示模组，其特征在于，所述半反射半透射下偏层由下偏光片、APCF膜层和TRF膜层构成，所述APCF膜层设置在所述下偏光片和TRF膜层之间，所述TRF膜层与所述背光层相连。

7.如权利要求1-6任一所述的一种液晶显示模组，其特征在于，所述显示模组还包括触控装置，所述触控装置位于所述显示屏上表面。

8.如权利要求7所述的一种液晶显示模组，其特征在于，所述PDLC薄膜为具有电极图形化的PDLC薄膜。

9.如权利要求7所述的一种液晶显示模组，其特征在于，所述电极层为氧化铟锡、纳米银线、金属网格、纳米碳管或石墨烯中的至少一种材料组成。

10.如权利要求7所述的一种液晶显示模组，其特征在于，所述电极层包括第一电极层和第二电极层，所述第一电极层和第二电极层分别位于所述第一基板、第二基板与所述液晶材料层之间，所述第一电极层具有第一电极，所述第二电极层具有第二电极。