一种液晶显示器件及显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及显示技术领域，特别涉及一种液晶显示器件及显示装置。该液晶显示器件包括：背光组件、彩膜基板以及设置于背光组件与彩膜基板之间的液晶结构；背光组件用于沿背光组件指向彩膜基板的方向发射自然光束；背光组件与液晶结构之间设置有偏振组件，用于将自然光束转换为偏振光线并进入液晶结构；彩膜基板与液晶结构之间设置有液晶偏振膜，液晶偏振膜内的液晶在液晶偏振膜的厚度方向上相互水平，用于根据光线的偏振状态改变光线的传播方向以使光线射向彩膜基板的显示区或非显示区。该液晶显示器件中，通过改变入射自然光的偏振态实现彩膜基板的灰阶显示，以更简单的液晶驱动方式实现更精准的液晶控制，有利于实现更精准的灰阶显示。

A Liquid Crystal Display Device and Display Device

【技术实现步骤摘要】
一种液晶显示器件及显示装置
本专利技术涉及显示
，特别涉及一种液晶显示器件及显示装置。
技术介绍
液晶显示器是目前大规模使用的显示器件，其具有色域高、轻薄化、响应时间快等一系列的优点，在理论研究以及实际工艺方面都有着成熟的技术。由于液晶显示技术有着出色的显示特性以及多种变形结构，可以满足不同显示场景的具体需求，例如3D显示、防窥显示、透明显示、VR/AR显示等等。基于对现有器件显示原理的优化，提出了光指向显示的思想，即器件无需偏振片或者只需要一张偏振片，但是已有的控制光线的方式需要液晶的精细调节，对于液晶驱动设计提出了极高的要求，而且液晶调节的精度往往不尽如人意，需要进一步的优化与改进。因此，现有的液晶光指向显示器件一般采用液晶衍射光栅或者液晶斜棱镜的方式，实现光线的打散或者角度偏转实现灰阶显示。其中液晶光栅的方式主光线无法偏折出射，影响器件效率；而液晶棱镜的方式需要复杂的驱动方式，并且很难形成精确的液晶控制。
技术实现思路
本专利技术公开了一种液晶显示器件及显示装置，用于通过改变入射自然光的偏振态实现彩膜基板的灰阶显示，以更简单的液晶驱动方式实现更精准的液晶控制。为达到上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种液晶显示器件，包括：背光组件、彩膜基板以及设置于所述背光组件与彩膜基板之间的液晶结构；所述背光组件用于沿所述背光组件指向所述彩膜基板的方向发射自然光束；所述背光组件与所述液晶结构之间设置有偏振组件，用于将所述自然光束转换为偏振光线并进入所述液晶结构；所述彩膜基板与所述液晶结构之间设置有液晶偏振膜，所述液晶偏振膜内的液晶在所述液晶偏振膜的厚度方向上相互水平，用于根据光线的偏振状态改变光线的传播方向以使光线射向所述彩膜基板的显示区或非显示区。上述液晶显示器件中，背光组件发出的自然光束经偏振组件后转换为偏振光，再经液晶结构改变光线的传播方向，最后光线经偏振膜发生干涉实现角度偏折，使得光线照射到彩膜基板的显示区或非显示区，当光线射向彩膜基板的显示区，实现亮态显示，当光线射向彩膜基板的非显示区，实现暗态显示。可以看出，该液晶显示器件中，通过改变入射自然光的偏振态实现彩膜基板的灰阶显示，以更简单的液晶驱动方式实现更精准的液晶控制，有利于实现更精准的灰阶显示。可选地，所述偏振组件包括自所述背光组件指向所述彩膜基板依次设置的第一偏振片和λ/4波片；所述偏振片用于将所述自然光束转换为线偏振光；所述λ/4波片的光轴方向与所述第一偏振片的透射轴方向呈45°夹角；所述液晶结构的液晶层厚度为Δnd＝λ/2；其中，Δn为折射率各向异性，d为所述液晶层厚度，λ为所述自然光束的波长。可选地，所述偏振组件包括第二偏振片，所述液晶结构的液晶层厚度为Δnd＝3λ/4；其中，Δn为折射率各向异性，d为所述液晶层厚度，λ为所述自然光束的波长。可选地，所述液晶结构包括液晶层以及设置于所述液晶层两侧的取向膜。可选地，所述背光组件包括玻璃衬底、光源以及取光光栅；所述玻璃衬底具有两个相对的全反射表面；所述光源设置于所述玻璃衬底的侧面；所述取光光栅设置于所述玻璃衬底朝向所述偏振组件一侧的全反射表面。可选地，所述玻璃衬底朝向所述偏振组件的一侧设置有与所述取光光栅同层的平坦层。可选地，所述彩膜基板包括依次设置于所述偏振组件背离所述背光组件一侧的彩膜层和玻璃基板；所述彩膜层包括同层设置的黑矩阵和彩色像素层。可选地，所述彩色像素层为量子点彩膜；或，所述彩色像素层为掺杂有散射粒子的彩色滤光层。可选地，所述彩膜基板与所述液晶偏振膜之间设置有隔离层。一种显示装置，所述显示装置包括如上述技术方案提供的任一种所述的液晶显示器件。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种液晶显示器件的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种液晶显示器件中的液晶偏振膜的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种液晶显示器件使得光线最终射向彩膜基板的非显示区的示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种液晶显示器件使得光线最终射向彩膜基板的显示区的示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种液晶显示器件选用方式一的偏振组件的结构示意图；图6和图7为本专利技术实施例提供的一种液晶显示器件选用方式一的偏振组件的工作原理示意图；图8和图9为本专利技术实施例提供的一种液晶显示器件选用方式二的偏振组件的工作原理示意图。附图标记：11-玻璃衬底；12-光源；13-取光光栅；14-平坦层；2-偏振组件；21-第一偏振片；22-λ/4波片；31-液晶层；32-取向膜；4-液晶偏振膜；511-黑矩阵；512-彩膜层；52-玻璃基板；6-隔离层。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。如图1至图9所示，本专利技术实施例提供了一种液晶显示器件，包括：背光组件、彩膜基板以及设置于背光组件与彩膜基板之间的液晶结构；背光组件用于沿背光组件指向彩膜基板的方向发射自然光束；背光组件与液晶结构之间设置有偏振组件2，用于将自然光束转换为偏振光线并进入液晶结构；彩膜基板与液晶结构之间设置有液晶偏振膜4，液晶偏振膜4内的液晶在液晶偏振膜4的厚度方向上相互水平，用于改变光线的传播方向以使光线射向彩膜基板的显示区或非显示区。其中，背光组件能够发出指向彩膜基板方向的自然光束，其自然光束的发射方向垂直于背光组件，此时的自然光束光波矢量的振动在垂直于光的传播方向上作无规则取向。当背光组件发出的自然光束射入偏振组件2，偏振组件2对自然光束的光波振动方向取向，使得自然光束的光线转换为具有特定振动方向的偏振光并进入液晶结构。进入液晶结构的偏振光根据液晶结构的驱动状态改变偏振状态，此时，进入液晶结构的偏振光自液晶结构射出时转变为圆偏振光，其中，圆偏振光的旋向需要根据液晶结构的驱动状态决定。具体地，如图1所示，液晶结构包括液晶层31以及设置于液晶层31两侧的取向膜32，液晶层31内的液晶分子取向与液晶结构的厚度方向垂直，即平行于实施例中的彩膜基板以及背光组件。用于驱动液晶层31的电极分别位于液晶结构的两侧以对液晶层31形成竖直电场，液晶分子受到竖直电场的驱动而翘起，翘起角度的变化会改变液晶的Δn值，从而改变光程差以及光线的偏振态。其中，由于液晶分子是被整面驱动的，所以只需要上下电极的两个电压信号，可以最大程度优化驱动信号。自液晶结构射出的圆偏振光进入液晶偏振膜4，如图2所示，由于液晶偏振膜4中的液晶在厚度方向上相互水平，即液晶处于与液晶偏振膜4的厚度方向垂直的水平面内，且液晶在其所处的水平面连续旋转，圆偏振光经过液晶偏振膜4的不同位置时光线的偏振状态会发生连续的变化，不同偏振态的圆偏振光之间相互干涉，圆偏振光在射出时旋向改变，光线的传播方向发生偏折。以图3和图4所示结构中彩膜基板的非显示区和显示区的位置与背光组件射出自然光束的射出位置为例(非显示区位于自然光束射出方向的左侧)，如图6或图8所示，当液晶结构射出的光线为左旋圆偏振光，经过液晶偏振膜4后的左旋圆偏振光转换为右旋圆偏振光，且光线向左偏折射向彩膜基板的非显示区(光线路径如图3所示)，实现暗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶显示器件，其特征在于，包括：背光组件、彩膜基板以及设置于所述背光组件与彩膜基板之间的液晶结构；所述背光组件用于沿所述背光组件指向所述彩膜基板的方向发射自然光束；所述背光组件与所述液晶结构之间设置有偏振组件，用于将所述自然光束转换为偏振光线并进入所述液晶结构；所述彩膜基板与所述液晶结构之间设置有液晶偏振膜，所述液晶偏振膜内的液晶在所述液晶偏振膜的厚度方向上相互水平，用于根据光线的偏振状态改变光线的传播方向以使光线射向所述彩膜基板的显示区或非显示区。

【技术特征摘要】
1.一种液晶显示器件，其特征在于，包括：背光组件、彩膜基板以及设置于所述背光组件与彩膜基板之间的液晶结构；所述背光组件用于沿所述背光组件指向所述彩膜基板的方向发射自然光束；所述背光组件与所述液晶结构之间设置有偏振组件，用于将所述自然光束转换为偏振光线并进入所述液晶结构；所述彩膜基板与所述液晶结构之间设置有液晶偏振膜，所述液晶偏振膜内的液晶在所述液晶偏振膜的厚度方向上相互水平，用于根据光线的偏振状态改变光线的传播方向以使光线射向所述彩膜基板的显示区或非显示区。2.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述偏振组件包括自所述背光组件指向所述彩膜基板依次设置的第一偏振片和λ/4波片；所述偏振片用于将所述自然光束转换为线偏振光；所述λ/4波片的光轴方向与所述第一偏振片的透射轴方向呈45°夹角；所述液晶结构的液晶层厚度为Δnd＝λ/2；其中，Δn为折射率各向异性，d为所述液晶层厚度，λ为所述自然光束的波长。3.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述偏振组件包括第二偏振片，所述液晶结构的液晶层厚度为Δnd＝3λ/4；其中，Δn为折射率各向异性，d为所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠孝，杨松，赵文卿，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11