CN219758605U - 多功能显示面板及多功能显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能显示面板及多功能显示装置，该多功能显示面板包括下液晶盒和上液晶盒。上液晶盒的第三基板和第四基板之间设有透明栅格层和第二液晶层。透明栅格层包括多个平行间隔设置的栅条，第二液晶层包括多个平行间隔设置的液晶条，多个栅条与多个液晶条交替排列设置；第三基板在靠近第二液晶层的内侧表面设有第一电极层，第四基板在靠近第二液晶层的内侧表面设有第二电极层，第一电极层包括多个多个平行间隔设置的第一电极条，第二电极层包括多个平行间隔设置的第二电极条，每个液晶条的两侧分别设有一个第一电极条和一个第二电极条；第二液晶层由胆甾相液晶形成。本实用新型可以实现镜面模式、宽视角显示模式和窄视角显示模式。

Description

多功能显示面板及多功能显示装置

技术领域

本实用新型涉及液晶显示的技术领域，特别是涉及一种多功能显示面板及多功能显示装置。

背景技术

随着液晶显示技术的不断进步，显示器的可视角度已经由原来的120°左右拓宽到160°以上，人们在享受大视角带来视觉体验的同时，也希望有效保护商业机密和个人隐私，以避免屏幕信息外泄而造成的商业损失或尴尬。因此除了宽视角需求之外，在许多场合还需要显示装置具备宽窄视角相互切换的功能。

现有技术有的采取在显示屏上贴附百叶遮挡膜来实现宽窄视角切换，当需要防窥时，利用百叶遮挡膜遮住屏幕即可缩小视角，但这种方式需要额外准备百叶遮挡膜，会给使用者造成极大的不便，而且一张百叶遮挡膜只能实现一种视角，一旦贴附上百叶遮挡膜后，视角便固定在窄视角模式，导致无法在宽视角模式和窄视角模式之间进行自由切换，而且防窥片会造成辉度降低影响显示效果。有的则是利用彩膜基板(color filter，CF)一侧的视角控制电极给液晶分子施加一个垂直电场，使液晶朝竖直方向偏转，实现窄视角模式。通过控制视角控制电极上的电压，从而可以实现在宽视角和窄视角之间进行切换，但是这种显示面板的窄视角则不够理想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多功能显示面板及多功能显示装置，能够实现镜面模式、宽视角显示模式和窄视角显示模式。

本实用新型实施例提供一种多功能显示面板，包括下液晶盒和层叠设置在该下液晶盒上方的上液晶盒；该下液晶盒包括第一基板、与该第一基板相对设置的第二基板，该上液晶盒包括第三基板、与该第三基板相对设置的第四基板，其中该第二基板位于该第一基板的上方，该第四基板位于该第三基板的上方。该第一基板和该第二基板之间设有第一液晶层，该第三基板和该第四基板之间设有透明栅格层和第二液晶层，其中，该透明栅格层包括多个平行间隔设置的栅条，该第二液晶层包括多个平行间隔设置的液晶条，多个该栅条与多个该液晶条交替排列设置；该第三基板在靠近该第二液晶层的内侧表面设有第一电极层，该第四基板在靠近该第二液晶层的内侧表面设有第二电极层，该第一电极层包括多个多个平行间隔设置的第一电极条，该第二电极层包括多个平行间隔设置的第二电极条，每个该液晶条的两侧分别设有一个该第一电极条和一个该第二电极条；该第二液晶层由胆甾相液晶形成。

进一步地，该第二液晶层为常白模式。

进一步地，当对该第一电极层与该第二电极层之间施加第一电场时，该第二液晶层从平面态织构转变为焦锥态织构；当对该第一电极层与该第二电极层之间施加第二电场时，该第二液晶层从焦锥态织构转变为平面态织构；其中，该第一电场的强度大于该第二电场的强度。

进一步地，该第一基板在远离该第一液晶层的外侧表面设有第一偏光片，该第二基板在远离该第一液晶层的外侧表面设有第二偏光片，该第四基板在远离该第二液晶层的外侧表面设有第三偏光片；该第二偏光片为半反半透式偏光片。

进一步地，该第一偏光片的偏振方向与该第二偏光片的偏振方向相垂直，该第三偏光片的偏振方向与该第二偏光片的偏振方向相平行。

进一步地，该第二基板在靠近该第一液晶层的内侧表面设有黑矩阵和色阻层，该色阻层通过该黑矩阵间隔开，该色阻层包括R、G、B三色的色阻材料。

进一步地，该第一基板在靠近该第一液晶层的内侧表面设有包括扫描线、数据线、TFT、像素电极和公共电极在内的显示结构。

本实用新型实施例还提供一种多功能显示装置，包括上述的多功能显示面板。

进一步地，该多功能显示装置还包括背光模组，该下液晶盒靠近该背光模组设置，该上液晶盒远离该背光模组设置，该第一基板、该第二基板、该第三基板和该第四基板沿着远离该背光模组的方向依次设置。

进一步地，该多功能显示装置具有镜面显示模式、宽视角显示模式和窄视角显示模式，其中：

当该下液晶盒不显示时，且该上液晶盒的该第一电极层与该第二电极层之间施加第二电场时，该多功能显示装置为镜面显示模式；

当该下液晶盒显示时，且该上液晶盒的该第一电极层与该第二电极层之间施加第二电场时，该多功能显示装置为宽视角显示模式；

当该下液晶盒显示时，且该上液晶盒的该第一电极层与该第二电极层之间施加第一电场时，该多功能显示装置为窄视角显示模式。

本实用新型实施例提供的多功能显示面板及多功能显示装置，通过调节在上液晶盒中的第二液晶层的透光态和不透光态，使上液晶盒在透明结构和光栅挡墙结构之间切换，再与下液晶盒配合实现了镜面模式、宽视角显示模式和窄视角显示模式。

附图说明

图1是常白模式的聚合物稳定的胆甾相液晶在零电场时的示意图。

图2是常白模式的聚合物稳定的胆甾相液晶在加电压后的示意图。

图3是常白模式的聚合物稳定的胆甾相液晶在加电压后电场强度与透射比的关系图。

图4是本实用新型较佳实施例的多功能显示面板的剖面结构示意图。

图5是本实用新型较佳实施例的多功能显示装置在镜面模式时的剖面结构示意图。

图6是本实用新型较佳实施例的多功能显示装置在宽视角显示模式时的剖面结构示意图。

图7是本实用新型较佳实施例的多功能显示装置在窄视角显示模式时的剖面结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

胆甾相液晶具有四种组织结构，第一种是平面态织构(planar texture)，称为p态；第二种是焦锥态织构(focal conic texture)，称为fc态；第三种是垂直织构(homeotropic texture)或称为场致向列相，称为h态；第四种是短暂的平面态(transientplanar texture)，称为p*态。

对p态胆甾相液晶施加一定强度的电场，则胆甾相液晶可以从p态转换为fc态，其螺旋轴分布杂乱无章，基本取向与基板平行。当此电场变为零时，fc态在一定条件下构成了另一个零场稳定态。处于fc态的胆甾相液晶螺旋结构的周期性不复存在，呈现多畴状态，但每个畴内的螺旋结构仍存在，因此它对入射光产生散射。

在胆甾相液晶中掺入少量的单体材料可制备常白模式和常黑模式的聚合物稳定的胆甾相液晶(PSCTLC)。图1是常白模式的聚合物稳定的胆甾相液晶在零电场时的示意图，如图1所示，在不加电模式(即零电场)，此时胆甾相液晶层1是个折射率均匀的介质，因此各个方向的入射光都成透射，为透光模式。图2是常白模式的聚合物稳定的胆甾相液晶在加电压后的示意图，如图2所示，当形成电场后，胆甾相液晶层1内的液晶分子呈多畴的焦锥结构，成为光学非均匀介质，对可见光散射，为不透光模式。图3是常白模式的聚合物稳定的胆甾相液晶在加电压后电场强度与透射比的关系图，当电场强度约为6V/μm时，透射比达到最大值并保持在相对稳定状态，该电场强度可以由显示面板的驱动电路提供。

图4是本实用新型较佳实施例的多功能显示面装置的剖面结构示意图，请参图4，本实用新型实施例提供的多功能显示面装置包括多功能显示面板和背光模组30。背光模组30用于为多功能显示面板提供背光。背光模组30可以是侧入式背光模组或者直下式背光模组。

多功能显示面板包括下液晶盒10和层叠设置在下液晶盒10上方的上液晶盒20。下液晶盒10的显示区均具有呈阵列排布的多个子像素(sub-pixel)，子像素是液晶显示的最小显示单元，每个子像素内设有像素电极，且每个子像素由一个TFT控制。在彩色显示中，通常由红(R)、绿(G)、蓝(B)三个子像素组成一个像素。

具体地，下液晶盒10包括第一基板11、与第一基板11相对设置的第二基板12，上液晶盒20包括第三基板21、与第三基板21相对设置的第四基板22，其中第二基板12位于第一基板11的上方，第四基板22位于第三基板21的上方。第一基板11、第二基板12、第三基板21和第四基板22沿着远离背光模组30的方向依次设置，即第一基板11靠近背光模组30设置，第二基板12位于第一基板11的上方，第三基板21位于第二基板12的上方，第四基板22位于第三基板21的上方。

第一基板11和第二基板12之间设有第一液晶层13，第三基板21和第四基板22之间设有透明栅格层23和第二液晶层24，其中，透明栅格层23包括多个平行间隔设置的栅条231，第二液晶层24包括多个平行间隔设置的液晶条241，多个栅条231与多个液晶条241交替排列设置；第三基板21在靠近第二液晶层24的内侧表面设有第一电极层25，第四基板22在靠近第二液晶层24的内侧表面设有第二电极层26，第一电极层25包括多个多个平行间隔设置的第一电极条251，第二电极层26包括多个平行间隔设置的第二电极条261，每个液晶条241的两侧分别设有一个第一电极条251和一个第二电极条261。第一基板11、第一液晶层13和第二基板12组装形成下液晶盒10，第三基板21、透明栅格层23、第二液晶层24和第四基板22组装形成上液晶盒20，而下液晶盒10与上液晶盒20之间可以通过OCA(OpticallyClear Adhesive)光学胶相互粘贴在一起。

第二液晶层24由如图1和图2所示的聚合物稳定的胆甾相液晶形成，通过在胆甾相液晶中掺入少量的单体材料即可制备而成，本实施例中，第二液晶层24为常白模式的聚合物稳定的胆甾相液晶。

进一步地，第二液晶层24中的胆甾相液晶的螺距与光的波长不成整数倍关系，以实现胆甾相液晶的螺距不在可见光的反射范围内，避免发生光的干涉现象。在本实施例中，胆甾相液晶包括多层液晶分子，每层液晶分子的排列方向相同，但相邻两层液晶分子排列方向稍有旋转，夹角约15分，层层叠成螺旋结构，当液晶分子的排列旋转了360°而又回到原来方向时，在这种液晶分子排列完全相同的两层间的距离称为胆甾相液晶的螺距。而由于胆甾相液晶的螺距对温度非常敏感，当螺距与光的波长一致或者成整数倍关系时，就会发生光的干涉现象。因此，可以通过光照、施加一定属性的电压或者调节温度来改变胆甾相液晶的螺距使得胆甾相液晶的螺距与光的波长不一致以及为非整数倍关系，以实现胆甾相液晶的螺距不在可见光的反射范围内，避免发生光的干涉现象。

进一步地，当对第一电极层25与第二电极层26之间施加一个第一电场时，第二液晶层24可从平面态织构(p态)转变为焦锥态织构(fc态)，当对第一电极层25与第二电极层26之间施加一个第二电场时，第二液晶层24可从焦锥态织构(fc态)转变为平面态织构(p态)，其中，第一电场的强度大于第二电场的强度。通过控制第一电极层25与第二电极层26上施加的电信号来控制第二液晶层24在透光态和不透光态之间进行切换。第一电极层25与第二电极层26之间的压差越小(施加在第二液晶层24上的电场越小)，第二液晶层24越接近透光态，不会改变光的射出角度，反之，第一电极层25与第二电极层26之间的压差越大(施加在第二液晶层24上的电场越大)，第二液晶层24越接近不透光态，光线无法射出。

本实施例中，第一基板11在远离第一液晶层13的外侧表面设有第一偏光片14，第二基板12在远离第一液晶层13的外侧表面设有第二偏光片15，第四基板22在远离第二液晶层24的外侧表面设有第三偏光片27；第二偏光片15为半反半透式偏光片。

进一步地，第一偏光片14的偏振方向与第二偏光片15的偏振方向相垂直，第三偏光片27的偏振方向与第二偏光片15的偏振方向相平行。

第二基板12在靠近第一液晶层13的内侧表面设有黑矩阵16和色阻层17，色阻层17通过黑矩阵16间隔开，色阻层17包括红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的色阻材料，并对应形成红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的子像素，使下液晶盒10能够提供彩色显示。

进一步地，第一基板11在靠近第一液晶层13的内侧表面设有包括扫描线、数据线、TFT、像素电极和公共电极在内的显示结构。第一基板11上的扫描线和数据线相互交叉限定构成呈矩阵排布的多个子像素(sub-pixel)，TFT和像素电极对应位于每个子像素内，TFT的栅极连接对应的扫描线，TFT的源极连接对应的数据线，TFT的漏极连接对应的像素电极。公共电极和像素电极位于不同层并且两者间夹有绝缘层，或者公共电极和像素电极位于同一层但相互间隔开。像素电极可以为狭缝电极，公共电极可以为面状电极。公共电极用于施加直流公共电压(DC_Vcom)，像素电极用于接收由数据线传输的数据电压，像素电极和公共电极之间产生电场，以驱动液晶层中的液晶分子偏转。

本实施例中，多功能显示装置具有镜面模式、宽视角显示模式和窄视角显示模式。

如图5所示，当下液晶盒10不显示，且上液晶盒20的第一电极层25与第二电极层26之间施加较小的第二电场(例如第一电极层25与第二电极层26不给电)时，外界光经透明栅格层23和第二液晶层24区域旋转到下液晶盒10上的第二偏光片15时被反射，可以实现镜面效果，此时，多功能显示装置为镜面模式。

如图6所示，当下液晶盒10显示时，且上液晶盒20的第一电极层25与第二电极层26之间施加较小的第二电场(例如第一电极层25与第二电极层26不给电)时，透明栅格层23和第二液晶层24区域均透光，背光模组30发出的光线全部经上液晶盒20射出，上液晶盒20不影响光透过，实现宽视角显示，此时，多功能显示装置为宽视角显示模式。

如图7所示，当下液晶盒10显示时，且上液晶盒20的第一电极层25与第二电极层26之间施加较大的第一电场(第二液晶层24从平面态织构转变为焦锥态织构)时，透明栅格层23区域透光，第二液晶层24区域不透光，透明栅格层23和第二液晶层24形成规则的光栅挡墙结构，可以阻挡大视角下的下液晶盒10出射光，大视角画面为黑，正视时可看到透光区正常显示，实现窄视角显示，此时，多功能显示装置为窄视角显示模式。

本实用新型的多功能显示面板及多功能显示装置，通过调节在上液晶盒20中的第二液晶层24的透光态和不透光态，使上液晶盒20在透明结构和光栅挡墙结构之间切换，再与下液晶盒10配合实现了镜面模式、宽视角显示模式和窄视角显示模式。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种多功能显示面板，包括下液晶盒(10)和层叠设置在该下液晶盒(10)上方的上液晶盒(20)；该下液晶盒(10)包括第一基板(11)、与该第一基板(11)相对设置的第二基板(12)，该上液晶盒(20)包括第三基板(21)、与该第三基板(21)相对设置的第四基板(22)，其中该第二基板(12)位于该第一基板(11)的上方，该第四基板(22)位于该第三基板(21)的上方；其特征在于，该第一基板(11)和该第二基板(12)之间设有第一液晶层(13)，该第三基板(21)和该第四基板(22)之间设有透明栅格层(23)和第二液晶层(24)，其中，该透明栅格层(23)包括多个平行间隔设置的栅条(231)，该第二液晶层(24)包括多个平行间隔设置的液晶条(241)，多个该栅条(231)与多个该液晶条(241)交替排列设置；该第三基板(21)在靠近该第二液晶层(24)的内侧表面设有第一电极层(25)，该第四基板(22)在靠近该第二液晶层(24)的内侧表面设有第二电极层(26)，该第一电极层(25)包括多个多个平行间隔设置的第一电极条(251)，该第二电极层(26)包括多个平行间隔设置的第二电极条(261)，每个该液晶条(241)的两侧分别设有一个该第一电极条(251)和一个该第二电极条(261)；该第二液晶层(24)由胆甾相液晶形成。

2.根据权利要求1所述的多功能显示面板，其特征在于，该第二液晶层(24)为常白模式。

3.根据权利要求2所述的多功能显示面板，其特征在于，当对该第一电极层(25)与该第二电极层(26)之间施加第一电场时，该第二液晶层(24)从平面态织构转变为焦锥态织构；当对该第一电极层(25)与该第二电极层(26)之间施加第二电场时，该第二液晶层(24)从焦锥态织构转变为平面态织构；其中，该第一电场的强度大于该第二电场的强度。

4.根据权利要求1所述的多功能显示面板，其特征在于，该第一基板(11)在远离该第一液晶层(13)的外侧表面设有第一偏光片(14)，该第二基板(12)在远离该第一液晶层(13)的外侧表面设有第二偏光片(15)，该第四基板(22)在远离该第二液晶层(24)的外侧表面设有第三偏光片(27)；该第二偏光片(15)为半反半透式偏光片。

5.根据权利要求4所述的多功能显示面板，其特征在于，该第一偏光片(14)的偏振方向与该第二偏光片(15)的偏振方向相垂直，该第三偏光片(27)的偏振方向与该第二偏光片(15)的偏振方向相平行。

6.根据权利要求1所述的多功能显示面板，其特征在于，该第二基板(12)在靠近该第一液晶层(13)的内侧表面设有黑矩阵(16)和色阻层(17)，该色阻层(17)通过该黑矩阵(16)间隔开，该色阻层(17)包括R、G、B三色的色阻材料。

7.根据权利要求1所述的多功能显示面板，其特征在于，该第一基板(11)在靠近该第一液晶层(13)的内侧表面设有包括扫描线、数据线、TFT、像素电极和公共电极在内的显示结构。

8.一种多功能显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的多功能显示面板。

9.根据权利要求8所述的多功能显示装置，其特征在于，该多功能显示装置还包括背光模组(30)，该下液晶盒(10)靠近该背光模组(30)设置，该上液晶盒(20)远离该背光模组(30)设置，该第一基板(11)、该第二基板(12)、该第三基板(21)和该第四基板(22)沿着远离该背光模组(30)的方向依次设置。

10.根据权利要求9所述的多功能显示装置，其特征在于，该多功能显示装置具有镜面模式、宽视角显示模式和窄视角显示模式；其中：

当该下液晶盒(10)不显示时，且该上液晶盒(20)的该第一电极层(25)与该第二电极层(26)之间施加第二电场时，该多功能显示装置为镜面显示模式；

当该下液晶盒(10)显示时，且该上液晶盒(20)的该第一电极层(25)与该第二电极层(26)之间施加第二电场时，该多功能显示装置为宽视角显示模式；

当该下液晶盒(10)显示时，且该上液晶盒(20)的该第一电极层(25)与该第二电极层(26)之间施加第一电场时，该多功能显示装置为窄视角显示模式。