CN205301766U - 可切换视角的液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

一种可切换视角的液晶显示装置，包括背光源、胆甾相液晶膜和液晶显示面板，该胆甾相液晶膜夹置在该背光源与该液晶显示面板之间，该胆甾相液晶膜包括第一基板、第二基板以及密封在该第一基板与该第二基板之间的胆甾相液晶，该第一基板上于靠近该第二基板的一侧设有第一电极，该第二基板上于靠近该第一基板的一侧设有第二电极，该第一电极与该第二电极之间在施加不同电场时可使该胆甾相液晶呈现平面透明态或焦锥散射态并改变该液晶显示装置的视角。本实施例利用胆甾相液晶膜中的胆甾相液晶在平面织构的透明态和焦锥织构的散射态之间的转换，实现显示装置在窄视角与宽视角之间的切换，几乎不增加产品厚度，使用较方便，实现成本也较低。

Description

可切换视角的液晶显示装置

技术领域

本实用新型涉及液晶显示的技术领域，特别是涉及一种可切换视角的液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置(liquidcrystaldisplay，LCD)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。

目前液晶显示装置逐渐向着广视角方向发展，如采用面内切换模式(IPS)或边缘场开关模式(FFS)的液晶显示装置均可以实现较宽的视角。广视角的设计使得使用者从各个方向均可看到完整且不失真的画面。然而，当今社会人们越来越注重保护自己的隐私，有很多事情并不喜欢拿出来和人分享。在公共场合，总希望自己在看手机或者浏览电脑的时候内容是保密的。因此，除了广视角的需求之外，在需要防窥的场合下，也需要能够将显示装置切换到窄视角模式。

目前有以下三种方式对液晶显示装置的广视角与窄视角进行切换：第一种是通过百叶遮挡膜来实现，当需要进行防窥时，利用百叶遮挡膜遮住屏幕即可缩小视角；第二种是在液晶显示器中设置双光源背光系统用于调节液晶显示器的视角。该双光源背光系统由两层层叠的导光板结合反棱镜片构成，顶层导光板(LGP-T)结合反棱镜片改变光线的走向使得光线限制在比较窄的角度范围，实现液晶显示器的窄视角，而底部导光板(LGP-B)结合反棱镜片的功能则实现液晶显示器的广视角；第三种是将液晶显示装置的面板上的驱动电极分为两种，其中一种是广视角显示驱动电极，另一种是控制视角电极，当在控制视角电极上施加适当的电压时可使得液晶显示装置产生适当的漏光，进而实现广视角与窄视角的切换。

但是，上述第一种方式的缺陷在于这种方式需要额外准备百叶遮挡膜，且需要使用者随身携带，给使用者造成极大的不便，且在贴完防偷窥膜后只能实现窄视角显示模式；上述第二种方式的缺陷在于此种双光源背光系统会导致液晶显示器的厚度及成本均增加，不符合液晶显示器轻薄化的发展趋势；上述第三种方式的缺陷在于需在液晶显示装置上设置广视角显示驱动电极与控制视角电极两种电极，其使得液晶显示装置的开口率减少，导致液晶显示装置的面板亮度下降，制程也更加复杂，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可切换视角的液晶显示装置，其能实现窄视角显示与宽视角显示的切换，几乎不增加产品厚度，使用较方便，实现成本也较低。

本实用新型实施例提供一种可切换视角的液晶显示装置，包括背光源和液晶显示面板，该液晶显示装置还包括胆甾相液晶膜，该胆甾相液晶膜夹置在该背光源与该液晶显示面板之间，该胆甾相液晶膜包括第一基板、第二基板以及密封在该第一基板与该第二基板之间的胆甾相液晶，该第一基板上于靠近该第二基板的一侧设有第一电极，该第二基板上于靠近该第一基板的一侧设有第二电极，该第一电极与该第二电极之间在施加不同电场时可使该胆甾相液晶呈现平面透明态或焦锥散射态并改变该液晶显示装置的视角。

进一步地，该第一电极与该第二电极之间在施加第一电压时，该胆甾相液晶呈现平面透明态且该液晶显示装置实现窄视角显示；该第一电极与该第二电极之间在施加第二电压时，该胆甾相液晶呈现焦锥散射态且该液晶显示装置实现宽视角显示。

进一步地，该背光源具有小于60度的窄发散角。

进一步地，该液晶显示面板包括对置的薄膜晶体管阵列基板和彩色滤光片基板以及夹置在该薄膜晶体管阵列基板与该彩色滤光片基板之间的液晶层。

进一步地，该第一基板和该第二基板均为柔性基板。

进一步地，该第一基板与该第二基板在四周边缘通过框胶封装为一体，该胆甾相液晶被该框胶密封在该第一基板与该第二基板之间的盒体内。

进一步地，该第一基板与该第二基板之间的盒体内还设置有支撑体。

进一步地，该第一电极和该第二电极均为整面设置。

进一步地，该胆甾相液晶为胆固醇液晶。

本实用新型实施例提供的可切换视角的液晶显示装置，通过在液晶显示装置中设置胆甾相液晶膜，利用胆甾相液晶膜中的胆甾相液晶在平面织构的透明态和焦锥织构的散射态之间的转换，实现液晶显示装置在窄视角与宽视角之间的切换显示，胆甾相液晶膜的厚度小，几乎不会增加液晶显示装置的厚度，视角切换时使用较方便，实现成本也较低。

附图说明

图1a至图1d为胆甾相液晶的四种组织结构的示意图。

图2为本实用新型实施例中可切换视角的液晶显示装置的组装示意图。

图3为图2的分解示意图。

图4为图2中的胆甾相液晶膜的结构示意图。

图5a为图2中的液晶显示装置在胆甾相液晶处于平面透明态时实现窄视角显示的示意图。

图5b为图2中的液晶显示装置在胆甾相液晶处于焦锥散射态时实现宽视角显示的示意图。

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。

图1a至图1d为胆甾相液晶的四种组织结构的示意图，第一种是平面织构态(planartexture)，称为p态；第二种是焦锥织构态(focalconictexture)，称为fc态；第三种是垂直织构(homeotropictexture)或称为场致向列相，称为h态；第四种是短暂的平面态(transientplanartexture)，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。如果对胆甾相液晶施加足够高的电场，胆甾相液晶将变化到h态，此状态液晶分子都沿电场方向排列，液晶是透明的。对处于h态的胆甾相液晶，当电压迅速降到零时，液晶分子回到p态；当电压缓慢降低时，液晶分子则转变为fc态。胆甾相液晶的这些状态中，只有p态和fc态在无外在电场时是稳定的。垂直排列态(h态)仅当有外在电场时才存在，p*态主要出现于液晶分子从垂直排列态向平面态过渡的过程中。

本实用新型主要是利用胆甾相液晶的平面织构的透明态和焦锥织构的散射态实现窄视角与宽视角的切换显示。当对处于平面织构的胆甾相液晶施加一个低频电场时，胆甾相液晶会发生动态散射，变成焦锥织构；当对处于焦锥织构的胆甾相液晶再施加一个高频电场，胆甾相液晶会立刻变成透明，处于平面织构。另外，胆甾相液晶具有记忆效应，在关掉电场时，平面织构的透明态或者焦锥织构的散射态可继续保持一段时间(几天甚至几年)，这也称为双稳态(bistability)，因此可实现比较节能。

图2为本实用新型实施例中可切换视角的液晶显示装置的组装示意图，图3为图2的分解示意图，请参图2与图3，本实用新型实施例的液晶显示装置包括背光源10、胆甾相液晶膜20和液晶显示面板30，胆甾相液晶膜20夹置在背光源10与液晶显示面板30之间。

背光源10例如为侧入光式或者直下式背光源。在本实施例中，背光源10具有窄发散角的特点，例如背光源10的发散角小于60度，其目的是让液晶显示装置可以获得窄视角。而在需要宽视角时，再利用胆甾相液晶膜20中胆甾相液晶的焦锥态进行散射以扩充视角，得到宽视角。另外，在背光源10的背面具有反射片，以将光反射至朝向液晶显示面板30出射。

液晶显示面板30包括对置的薄膜晶体管阵列基板31(TFTarray)和彩色滤光片基板32(colorfilter，CF)以及夹置在两者之间的液晶层33(LClayer)。薄膜晶体管阵列基板31上例如形成有扫描线和数据线，其中多条扫描线与多条数据线相互交叉排列限定多个像素区域，在每个像素区域内设置有像素电极(pixelelectrode)。彩色滤光片基板32上例如形成有黑矩阵和红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的滤光膜。在扫描线与数据线交叉的位置附近设有薄膜晶体管，每个薄膜晶体管包括栅极、有源层、源极及漏极。在薄膜晶体管阵列基板31或彩色滤光片基板32上还设有公共电极(commonelectrode)。每个像素电极由薄膜晶体管控制，当薄膜晶体管通过扫描线打开时，像素电极在薄膜晶体管打开时间内通过数据线充电，充电结束后，像素电极的电压由存储电容(Cs)保持直至下一次充电，像素电极与公共电极之间的电压产生驱动液晶分子偏转的电场，以驱动液晶显示面板30进行显示。

图4为图2中的胆甾相液晶膜20的结构示意图，请结合图4，胆甾相液晶膜20包括第一基板21、第二基板22以及密封在第一基板21与第二基板22之间的胆甾相液晶23。第一基板21和第二基板22例如为玻璃、石英、硅片或其它柔性基板如塑料、不锈钢等，本实施例中，第一基板21和第二基板22均为柔性基板，使得胆甾相液晶膜20在设置于背光源10与液晶显示面板30之间时，贴附更方便且贴合更紧密。第一基板21上于靠近第二基板22的一侧设有第一电极24，第二基板22上于靠近第一基板21的一侧设有第二电极25。第一电极24和第二电极25例如为整面设置，且为透明材质例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铝锌等。第一基板21与第二基板22在四周边缘通过框胶26封装为一体，胆甾相液晶23被框胶26密封在第一基板21与第二基板22之间的盒体内。胆甾相液晶23例如为胆固醇液晶(cholestericliquidcrystal)。本实施例中，第一基板21与第二基板22之间的盒体内还设置有支撑体27(spacer)，起到支撑两个基板21、22的作用。

如图5a所示，当在胆甾相液晶膜20的第一电极24和第二电极25之间施加第一电压(第一电压例如为高频电压)时，胆甾相液晶膜20内的胆甾相液晶23呈平面透明态，背光源10的光线通过胆甾相液晶膜20时不发生散射，液晶显示装置可以实现窄视角显示，此时液晶显示装置的视角与背光源10的发散角相当(即60度)。

如图5b所示，当改变第一电极24和第二电极25之间的电场，在第一电极24和第二电极25之间施加第二电压(第二电压例如为低频电压)时，胆甾相液晶膜20内的胆甾相液晶23呈焦锥散射态，背光源10的光线通过胆甾相液晶膜20时发生散射，使得入射至液晶显示面板30的光线出现大幅度扩散，液晶显示装置可以实现宽视角显示。

人们在使用具有该液晶显示装置的各类设备(如手机、平板电脑等)时，当需要窄视角时，只需通过按键或软件设定的方式触发使胆甾相液晶膜20处于平面透明态，当需要宽视角时，只需触发使胆甾相液晶膜20处于焦锥散射态，即可实现窄视角与宽视角之间的切换。

本实用新型实施例还提供一种上述液晶显示装置的视角切换方法，具体包括如下步骤：

接收用户输入的视角切换控制指令，该视角切换控制指令可以通过操作该液晶显示装置上用于控制视角的按键来发出，或者通过软件设定方式来发出，例如在软件中预设“窄视角”与“宽视角”两个选项，由用户进行选择；

当该视角切换控制指令为显示窄视角时，向第一电极24与第二电极25之间施加第一电压，使胆甾相液晶膜20内的胆甾相液晶23呈现平面透明态，该液晶显示装置实现窄视角显示；

当该视角切换控制指令为显示宽视角时，向第一电极24与第二电极25之间施加第二电压，使胆甾相液晶膜20内的胆甾相液晶23呈现焦锥散射态，该液晶显示装置实现宽视角显示。

本实施例提供的可切换视角的液晶显示装置，通过在液晶显示装置中设置胆甾相液晶膜，利用胆甾相液晶膜中的胆甾相液晶在平面织构的透明态和焦锥织构的散射态之间的转换，实现液晶显示装置在窄视角与宽视角之间的切换显示，胆甾相液晶膜的厚度小，几乎不会增加液晶显示装置的厚度，视角切换时使用较方便，实现成本也较低。

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 (9)

1.一种可切换视角的液晶显示装置，包括背光源(10)和液晶显示面板(30)，其特征在于，该液晶显示装置还包括胆甾相液晶膜(20)，该胆甾相液晶膜(20)夹置在该背光源(10)与该液晶显示面板(30)之间，该胆甾相液晶膜(20)包括第一基板(21)、第二基板(22)以及密封在该第一基板(21)与该第二基板(22)之间的胆甾相液晶(23)，该第一基板(21)上于靠近该第二基板(22)的一侧设有第一电极(24)，该第二基板(22)上于靠近该第一基板(21)的一侧设有第二电极(25)，该第一电极(24)与该第二电极(25)之间在施加不同电场时可使该胆甾相液晶(23)呈现平面透明态或焦锥散射态并改变该液晶显示装置的视角。

2.根据权利要求1所述的可切换视角的液晶显示装置，其特征在于，该第一电极(24)与该第二电极(25)之间在施加第一电压时，该胆甾相液晶(23)呈现平面透明态且该液晶显示装置实现窄视角显示；该第一电极(24)与该第二电极(25)之间在施加第二电压时，该胆甾相液晶(23)呈现焦锥散射态且该液晶显示装置实现宽视角显示。

3.根据权利要求1所述的可切换视角的液晶显示装置，其特征在于，该背光源(10)具有小于60度的窄发散角。

4.根据权利要求1所述的可切换视角的液晶显示装置，其特征在于，该液晶显示面板(30)包括对置的薄膜晶体管阵列基板(31)和彩色滤光片基板(32)以及夹置在该薄膜晶体管阵列基板(31)与该彩色滤光片基板(32)之间的液晶层(33)。

5.根据权利要求1所述的可切换视角的液晶显示装置，其特征在于，该第一基板(21)和该第二基板(22)均为柔性基板。

6.根据权利要求1所述的可切换视角的液晶显示装置，其特征在于，该第一基板(21)与该第二基板(22)在四周边缘通过框胶(26)封装为一体，该胆甾相液晶被该框胶(26)密封在该第一基板(21)与该第二基板(22)之间的盒体内。

7.根据权利要求6所述的可切换视角的液晶显示装置，其特征在于，该第一基板(21)与该第二基板(22)之间的盒体内还设置有支撑体(27)。

8.根据权利要求1所述的可切换视角的液晶显示装置，其特征在于，该第一电极(24)和该第二电极(25)均为整面设置。

9.根据权利要求1所述的可切换视角的液晶显示装置，其特征在于，该胆甾相液晶(23)为胆固醇液晶。