CN218512740U - 一种液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液晶显示装置，包括层叠设置的第一液晶盒、彩膜基板和第二液晶盒，所述彩膜基板包括阵列排布的多个像素单元和黑矩阵，所述黑矩阵设置于相邻所述像素单元之间；所述第二液晶盒包括层叠设置的第一电极层、模式切换液晶层和第二电极层；所述第一电极层包括多个第一电极块；所述第二电极层包括多个第二电极块；所述模式切换液晶层包括模式切换液晶分子，不同位置的所述模式切换液晶分子在所述第一电极块和所述第二电极块的电场作用下偏转，进行遮光模式和透光模式的切换，以使所述第二液晶盒调整遮光区域和透光区域的尺寸。本实施例公开的液晶显示装置能够同时支持宽视角、双视显示以及防窥三种功能。

Description

一种液晶显示装置

技术领域

本实用新型涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置具有画质好、体积小、重量轻、低驱动电压、低功耗、无辐射和制造成本相对较低的优点，在平板显示领域占主导地位。

随着液晶显示技术的进步，人们对于显示器的功能的需求也在日益扩大。现在的显示器件逐渐朝着宽视角的方向发展，无论是手机移动终端应用，桌上显示器还是笔记本电脑应用，除了宽视角的需求之外，在许多场合还需要显示装置具备双视显示功能以及防窥功能。

目前，液晶显示装置只能支持宽视角、双视显示以及防窥功能中的一种或者两种功能，并不能同时支持宽视角、双视显示以及防窥三种功能。

实用新型内容

本实用新型提供了一种液晶显示装置，能够支持宽视角、双视显示以及防窥三种显示功能，以及实现这三种显示功能的切换。

根据本实用新型的一方面，提供了一种液晶显示装置，包括层叠设置的第一液晶盒、彩膜基板和第二液晶盒，所述彩膜基板包括阵列排布的多个像素单元和黑矩阵，所述黑矩阵设置于相邻所述像素单元之间；所述第二液晶盒包括层叠设置的第一电极层、模式切换液晶层和第二电极层；

所述第一电极层包括第一电极块；所述第二电极层包括第二电极块；所述模式切换液晶层包括模式切换液晶分子，不同位置的所述模式切换液晶分子在所述第一电极块和所述第二电极块的电场作用下偏转，进行遮光模式和透光模式的切换，以使所述第二液晶盒调整遮光区域和透光区域的尺寸；

其中，在双视角模式下，所述遮光区域和相邻的所述透光区域的总尺寸为两个所述像素单元的尺寸，且所述透光区域与所述像素单元错位交叠；在防窥模式下，所述遮光区域的中心与所述黑矩阵的中心对应；在宽视角模式下，所述第二液晶盒整体为所述透光区域。

优选地，所述像素单元包括至少两个子像素；所述第一电极块和/或所述第二电极块的尺寸与所述子像素的尺寸对应。

优选地，所述第一电极层为公共电极层，所述第一电极块整层铺设；所述第二电极块的尺寸与所述子像素的尺寸对应；

或者，所述第二电极层为公共电极层，所述第二电极块整层铺设；所述第一电极块的尺寸与所述子像素的尺寸对应。

优选地，所述像素单元包括三种颜色的子像素；相邻所述像素单元之间所述黑矩阵的尺寸与所述像素单元的尺寸的比值为1/3；所述第一电极块和/或所述第二电极块的尺寸与所述像素单元的尺寸的比值为1/3。

优选地，所述第一电极块和/或所述第二电极块的形状为条状；条状的所述第一电极块和/或所述第二电极块沿第一方向延伸，双视角和防窥视角的方向为第二方向；所述第一方向和所述第二方向垂直。

优选地，所述模式切换液晶分子包括染料液晶分子。

优选地，调整所述像素单元的上表面与所述第二液晶盒的上表面之间的距离，以调整所述双视角模式和所述防窥模式的视角。

优选地，所述像素单元的上表面与所述第二液晶盒的上表面之间的距离为h，所述像素单元射出光线的最大角度与所述液晶显示装置所在平面的夹角为θ；所述像素单元的尺寸为L；

在所述双视角模式下，距离h与夹角θ满足关系式：tgθ＝L/2h+γ；

在所述防窥模式下，距离h与夹角θ满足关系式：tgθ＝L/h+γ；

其中，γ为误差量。

优选地，所述第一液晶盒包括层叠设置的第三电极层、灰阶控制液晶层和第四电极层；

所述第三电极层包括第三电极块；所述第四电极层包括第四电极块；所述灰阶控制液晶层包括灰阶控制液晶分子，不同位置的所述灰阶控制液晶分子在所述第三电极块和所述第四电极块的电场作用下偏转，进行灰阶调节；

所述第一电极块和/或所述第二电极块的尺寸与所述像素单元中子像素的尺寸对应。

优选地，该液晶显示装置还包括：背光模组、第一偏光片、阵列基板和第二偏光片；

所述第一偏光片设置于所述第二液晶盒远离所述彩膜基板的一侧；所述阵列基板位于所述第一液晶盒远离所述彩膜基板的一侧；所述第二偏光片位于所述阵列基板远离所述彩膜基板的一侧；所述背光模组位于所述第二偏光片远离所述彩膜基板的一侧。

本实用新型实施例的技术方案，通过在液晶显示装置中设置第二液晶盒，第二液晶盒包括层叠设置的第一电极层、模式切换液晶层和第二电极层；不同位置的模式切换液晶分子在第一电极块和第二电极块的电场作用下偏转，第二液晶盒的遮光区域和透光区域随之发生变化，使第二液晶盒成为狭缝可变的光栅，从而进行遮光模式和透光模式的切换，以使第二液晶盒调整遮光区域和透光区域的尺寸，能够实现宽视角、双视显示以及防窥三种显示功能。具体地，在双视角模式下，遮光区域和相邻的透光区域的总尺寸为两个像素单元的尺寸，且透光区域与像素单元错位交叠；在防窥模式下，遮光区域的中心与黑矩阵的中心对应；在宽视角模式下，第二液晶盒整体为透光区域。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种液晶显示装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种模式切换液晶分子的工作状态示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种模式切换液晶分子的工作状态示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种双视角模式的液晶显示装置的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种防窥模式的液晶显示装置的示意图；

图6是本实用新型实施例提供的一种宽视角模式的液晶显示装置的示意图；

图7是本实用新型实施例提供的另一种液晶显示装置的结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的又一种液晶显示装置的结构示意图；

图9是本实用新型实施例提供的又一种液晶显示装置的结构示意图；

图10是本实用新型实施例提供的一种液晶显示装置的俯视图；

图11是本实用新型实施例提供的又一种液晶显示装置的结构示意图；

图12是本实用新型实施例提供的第一液晶盒的结构示意图；

图13是本实用新型实施例提供的又一种液晶显示装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是本实用新型实施例提供的一种液晶显示装置的结构示意图。如图1所示，该液晶显示装置包括：层叠设置的第一液晶盒100、彩膜基板300和第二液晶盒200，彩膜基板300夹设于第一液晶盒100和第二液晶盒200之间。

彩膜基板300包括阵列排布的多个像素单元310和黑矩阵320，黑矩阵320设置于相邻像素单元310之间。彩膜基板300的阵列排布结构为，在相邻的两个像素单元310中间设置黑矩阵320，通过黑矩阵320将像素单元310间隔开。

第二液晶盒200包括层叠设置的第一电极层210、模式切换液晶层220和第二电极层230。第一电极层210包括第一电极块211；第二电极层230包括第二电极块231。示例性地，第一电极块211和第二电极块231均为多个，第一电极层210与第二电极层230相对设置，同样的，第一电极层210中的第一电极块211与第二电极层230中的第二电极块231也为相对设置。模式切换液晶层220夹设于第一电极层210和第二电极层230之间，模式切换液晶层220包括模式切换液晶分子221，不同位置的模式切换液晶分子221在第一电极块211和第二电极块231的电场作用下偏转，进行遮光模式和透光模式的切换。

图2是本实用新型实施例提供的一种模式切换液晶分子的工作状态示意图。图3是本实用新型实施例提供的另一种模式切换液晶分子的工作状态示意图。如图2所示，示例性地，在未对第一电极块211和/或第二电极块231施加电压时，模式切换液晶分子221倒下，此时第一液晶盒100的光线被遮蔽，液晶显示装置显示画面呈现黑色。如图3所示，示例性地，在对第一电极块211和/或第二电极块231施加电压时，模式切换液晶分子221立起，第一液晶盒100的光线可以直接透过第二液晶盒200，液晶显示装置显示画面呈现第一液晶盒100的画面。第二液晶盒200通过对第一电极块211和/或第二电极块231施加电压，控制模式切换液晶分子221的状态，进而可以实现遮光模式和透光模式的切换。

第二液晶盒200通过对不同位置的第一电极块211和第二电极块231施加电压，使第一电极块211和第二电极块231间产生电场，从而使第二液晶盒200调整遮光区域和透光区域的尺寸。具体说明如下：

图4是本实用新型实施例提供的一种双视角模式的液晶显示装置的示意图。如图4所示，在双视角模式下，遮光区域250和相邻的透光区域240的总尺寸为两个像素单元的尺寸，且透光区域240与像素单元310错位交叠。其中，从剖面图上看，遮光区域250和透光区域240的尺寸为横向的宽度，两个像素单元的尺寸为两个像素单元310的横向宽度。由于像素单元310之间还设置有黑矩阵320，因此，两个像素单元的尺寸包括了像素单元310自身的尺寸和黑矩阵320的尺寸。

示例性地，以一个遮光区域250以及位于该遮光区域250下方的像素单元310为例，在左侧视角中，由于遮光区域250的遮挡，左侧视角只能看到相对于该遮光区域250右侧的像素单元310的光线；在右侧视角中，同样由于遮光区域250的遮挡，右侧视角只能看到相对于该遮光区域250左侧的像素单元310的光线。同理类推可以得出，在由多个像素单元310、多个遮光区域250和多个透光区域240组成的液晶显示装置中，在间隔的像素单元310中显示相同的画面，在相邻的像素单元310中显示不同的画面，通过遮光区域250的遮挡，从而使左右侧视角显示出不同的画面。可以理解，左右侧视角也可以显示相同的画面。

图5是本实用新型实施例提供的一种防窥模式的液晶显示装置的示意图。如图5所示，在防窥模式下，遮光区域250的中心与黑矩阵320的中心对应。示例性的，同样以一个遮光区域250以及位于该遮光区域250下方的像素单元310为例，当视角较大时，即偏离正面观看的角度过大时，由于遮光区域250的遮挡，像素单元310中角度较大的光线无法传输至人眼，进而使左右侧视角显示出的画面不完全，以达到防窥的作用。

图6是本实用新型实施例提供的一种宽视角模式的液晶显示装置的示意图。如图6所示，在宽视角模式下，第二液晶盒200整体为透光区域250。此时，液晶显示装置在多个视角下均可显示出完整画面。

综上所述，本发明实施例提供的液晶显示装置能够实现宽视角、双视显示以及防窥三种显示功能。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例还进一步限定了第二液晶盒200切换遮光和透光的最小单元的尺寸。具体地，模式切换液晶分子221的状态由第一电极块211和第二电极块231控制，因此，第一电极块211和/或第二电极块231的尺寸为切换遮光和透光的最小单元的尺寸。优选地，像素单元310包括至少两个子像素311；第一电极块211和/或第二电极块231的尺寸与子像素311的尺寸对应。其中，尺寸对应是指第一电极块211和/或第二电极块231的尺寸根据子像素311的尺寸进行调整。具体地，若两个像素单元之间的黑矩阵320的尺寸与子像素311的尺寸相等，那么第一电极块211和/或第二电极块231的尺寸与子像素311的尺寸相等。子像素311为液晶显示装置显示的最小单位，通过控制第一电极块211和/或第二电极块231的尺寸与子像素311的尺寸对应，有利于遮光区域250和透光区域240尺寸的灵活调整，从而有利于实现宽视角、双视显示以及防窥三种模式的切换。

继续参见图1，在本发明的一种实施方式中，可选地，第一电极块211和第二电极块231的数量均为多个，第一电极块211和第二电极块231的尺寸与子像素311的尺寸对应。

图7是本实用新型实施例提供的另一种液晶显示装置的结构示意图。如图7所示，在本发明的一种实施方式中，可选地，第二液晶盒200的结构可以是第一电极层210为公共电极层，第一电极块211整层铺设；第二电极块231的尺寸与子像素311的尺寸对应。示例性地，当控制模式切换液晶分子221偏转时，控制第一电极层210的电压保持恒定，通过调整第二电极层230中每个第二电极块231的电压大小来调整模式切换液晶分子221对应电场的强度。公共电极层整层铺设的设置，可以降低第二液晶盒200的制造成本以及减少第二液晶盒200工艺步骤。

图8是本实用新型实施例提供的又一种液晶显示装置的结构示意图。如图8所示，在本发明的一种实施方式中，可选地，第二液晶盒200的结构也可以是第二电极层230为公共电极层，第二电极块231整层铺设；第一电极块211的尺寸与子像素311的尺寸对应。示例性地，当控制模式切换液晶分子221偏转时，控制第二电极层230的电压保持恒定，通过调整第一电极层210中每个第一电极块211的电压大小来调整模式切换液晶分子221对应电场的强度。公共电极层整层铺设的设置，可以降低第二液晶盒200的制造成本以及减少第二液晶盒200工艺步骤。

图9是本实用新型实施例提供的又一种液晶显示装置的结构示意图。如图9所示，在上述各实施例的基础上，可选地，像素单元310包括三种颜色的子像素311。例如，像素单元310包括红色R、绿色G、蓝色B三种颜色的子像素311。相邻像素单元310之间黑矩阵320的尺寸与像素单元310的尺寸的比值为1/3；第一电极块211和/或第二电极块231的尺寸与像素单元310的尺寸的比值为1/3。其中，像素单元310尺寸的1/3即为子像素311的尺寸，子像素311为液晶显示装置显示的最小单位，通过控制第一电极块211和/或第二电极块231的尺寸与子像素311的尺寸对应，有利于遮光区域250和透光区域240尺寸的灵活调整，从而有利于实现宽视角、双视显示以及防窥三种模式的切换。

继续参照图9，在上述各实施例的基础上，可选地，在双视角模式、防窥模式下，像素单元310射出光线的最大角度(即视角)可调。具体地，像素单元310的上表面与第二液晶盒200的上表面之间的距离为h，像素单元310射出光线的最大角度与液晶显示装置所在平面的夹角为θ；像素单元310的尺寸为L；

在双视角模式下，距离h与夹角θ满足关系式：tgθ＝L/2h+γ；

在防窥模式下，距离h与夹角θ满足关系式：tgθ＝L/h+γ；

其中，γ为误差量。

需要说明的是，正切函数公式为三角形中任一夹角的对边比邻边。不难理解，像素单元310的尺寸为三角形的对边，像素单元310的上表面与第二液晶盒200的上表面之间的距离为邻边，在透光区域240的尺寸以及像素单元310的尺寸均不变的情况下，通过正切函数公式可以很容易得出，在像素单元310的尺寸为定值时，第二液晶盒200与像素单元310的距离越大，夹角θ越小。

优选地，调整像素单元310的上表面与第二液晶盒200的上表面之间的距离，以调整双视角模式和防窥模式的视角。

图10是本实用新型实施例提供的一种液晶显示装置的俯视图。如图10所示，第一电极块211和/或第二电极块231的形状为条状；条状的第一电极块211和/或第二电极块231沿第一方向延伸，双视角和防窥视角的方向为第二方向；第一方向和第二方向垂直。其中，无论是双视角模式，还是防窥模式，主要针对的是第二方向的负方向(左)、第二方向的正方向(右)两个方向，通过设置第一电极块211和/或第二电极块231的形状为条状，能够在满足宽视角、双视显示以及防窥三种显示模式切换的同时，降低液晶显示装置的制作和控制成本。

图11是本实用新型实施例提供的又一种液晶显示装置的结构示意图。如图11所示，模式切换液晶分子221包括染料液晶分子222。需要说明的是，模式切换液晶分子221可以全部为染料液晶分子222。可以理解，模式切换液晶分子221也可以部分为染料液晶分子222。

图12是本实用新型实施例提供的第一液晶盒的结构示意图。如图12所示，第一液晶盒100包括层叠设置的第三电极层110、灰阶控制液晶层130和第四电极层120。

第三电极层110包括第三电极块111；第四电极层120包括第四电极块121。示例性地，第三电极层110可以为整层铺设，第四电极层120可以由多个第四电极块121铺设，第三电极层110与第四电极层120相对设置。可以理解，第三电极层110也可以由多个第三电极块111铺设，同样的，第三电极层110中的第三电极块111与第四电极层120中的第四电极块121也为相对设置。模式切换液晶层220夹设于第一电极层210和第二电极层230之间，灰阶控制液晶层130包括灰阶控制液晶分子131，不同位置的灰阶控制液晶分子131在第三电极块111和第四电极块121的电场作用下偏转，进行灰阶调节。第一液晶盒100通过对不同位置的第三电极块111和第四电极块121施加电压，使第三电极块111和第四电极块121间产生电场，从而使第一液晶盒100进行灰阶调节。

本实施例中，第三电极块111和/或第四电极块121的尺寸与像素单元310中子像素311的尺寸对应。

图13是本实用新型实施例提供的又一种液晶显示装置的结构示意图。如图13所示，该液晶显示装置还包括：背光模组400、第一偏光片500、阵列基板700和第二偏光片600；

第一偏光片500设置于第二液晶盒200远离所述彩膜基板300的一侧；阵列基板700位于第一液晶盒100远离彩膜基板300的一侧；第二偏光片600位于阵列基板700远离彩膜基板300的一侧；背光模组400位于第二偏光片600远离彩膜基板300的一侧。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本实用新型中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本实用新型的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液晶显示装置，包括层叠设置的第一液晶盒、彩膜基板和第二液晶盒，其特征在于，所述彩膜基板包括阵列排布的多个像素单元和黑矩阵，所述黑矩阵设置于相邻所述像素单元之间；所述第二液晶盒包括层叠设置的第一电极层、模式切换液晶层和第二电极层；

所述第一电极层包括第一电极块；所述第二电极层包括第二电极块；所述模式切换液晶层包括模式切换液晶分子，不同位置的所述模式切换液晶分子在所述第一电极块和所述第二电极块的电场作用下偏转，进行遮光模式和透光模式的切换，以使所述第二液晶盒调整遮光区域和透光区域的尺寸；

其中，在双视角模式下，所述遮光区域和相邻的所述透光区域的总尺寸为两个所述像素单元的尺寸，且所述透光区域与所述像素单元错位交叠；在防窥模式下，所述遮光区域的中心与所述黑矩阵的中心对应；在宽视角模式下，所述第二液晶盒整体为所述透光区域。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述像素单元包括至少两个子像素；所述第一电极块和/或所述第二电极块的尺寸与所述子像素的尺寸对应。

3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一电极层为公共电极层，所述第一电极块整层铺设；所述第二电极块的尺寸与所述子像素的尺寸对应；

或者，所述第二电极层为公共电极层，所述第二电极块整层铺设；所述第一电极块的尺寸与所述子像素的尺寸对应。

4.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，所述像素单元包括三种颜色的子像素；相邻所述像素单元之间所述黑矩阵的尺寸与所述像素单元的尺寸的比值为1/3；所述第一电极块和/或所述第二电极块的尺寸与所述像素单元的尺寸的比值为1/3。

5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一电极块和/或所述第二电极块的形状为条状；条状的所述第一电极块和/或所述第二电极块沿第一方向延伸，双视角和防窥视角的方向为第二方向；所述第一方向和所述第二方向垂直。

6.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述模式切换液晶分子包括染料液晶分子。

7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，调整所述像素单元的上表面与所述第二液晶盒的上表面之间的距离，以调整所述双视角模式和所述防窥模式的视角。

8.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，所述像素单元的上表面与所述第二液晶盒的上表面之间的距离为h，所述像素单元射出光线的最大角度与所述液晶显示装置所在平面的夹角为θ；所述像素单元的尺寸为L；

在所述双视角模式下，距离h与夹角θ满足关系式：tgθ＝L/2h+γ；

在所述防窥模式下，距离h与夹角θ满足关系式：tgθ＝L/h+γ；

其中，γ为误差量。

9.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一液晶盒包括层叠设置的第三电极层、灰阶控制液晶层和第四电极层；

所述第三电极层包括第三电极块；所述第四电极层包括第四电极块；所述灰阶控制液晶层包括灰阶控制液晶分子，不同位置的所述灰阶控制液晶分子在所述第三电极块和所述第四电极块的电场作用下偏转，进行灰阶调节；

所述第一电极块和/或所述第二电极块的尺寸与所述像素单元中子像素的尺寸对应。

10.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，还包括：背光模组、第一偏光片、阵列基板和第二偏光片；

所述第一偏光片设置于所述第二液晶盒远离所述彩膜基板的一侧；所述阵列基板位于所述第一液晶盒远离所述彩膜基板的一侧；所述第二偏光片位于所述阵列基板远离所述彩膜基板的一侧；所述背光模组位于所述第二偏光片远离所述彩膜基板的一侧。

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