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1. CN109061788 - Liquid crystal display device

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[ ZH ]
一种液晶显示装置


技术领域
本发明涉及一种液晶显示技术领域,尤其涉及一种具有光转化层的液晶显示装置。
背景技术
在液晶显示器中,液晶盒受一定程度紫外光的照射会引起配向不良,影响显示器的正常图像显示。目前,都会在偏光片材料中添加紫外光隔离成分来阻隔紫外光光。避免液晶盒受紫外光影响,400nm以下的短波长部分的光被吸收。这部分紫外光被吸收,无法对显示产生积极作用,造成了浪费,因此需要一种新型能够将紫外光转化成为可见光提升显示质量的液晶显示装置。
发明内容
本发明提供了一种液晶显示装置,通过在现有的液晶显示装置中加入光能转换膜,来将液晶显示装置外部的紫外光线转化成为可见光,从而提升了光线利用率,提升了显示装置的光透过率,提升了显示效果,降低了能耗。
一种液晶显示装置,包括:相对设置的彩膜基板和阵列基板以及设置在彩膜基板和阵列基板之间的液晶层,所述彩膜基板包括彩膜玻璃基板和色阻层,所述阵列基板包括配向膜层和阵列玻璃基板,还包括光转化层,所述光转化层由高分子树脂材料制成的,所述高分子树脂中掺杂有将紫外光转化成为可见光的光能转化材料。
优选的,所述光转化层是彩膜基板或阵列基板多膜层中的一层,所述光转化层可以设置在彩膜基板上或者阵列基板上,或者彩膜基板和阵列基板上同时设置。
优选的,所述高分子树脂为透明树脂,所述光能转换材料为有机小分子发光材料、有机高分子光学材料、无机荧光材料或不透明金属氧化物。
优选的,所述有机小分子发光材料为罗丹明类衍生物、香豆素类衍生物、吡唑啉衍生物、三苯胺类衍生物、卟啉类化合物、咔唑、吡嗪、噻唑类衍生物、苝类衍生物或偶氮化合物中的至少一种,所述有机高分子光学材料为聚苯、聚噻吩、聚芴、聚三苯基胺及其衍生物中的至少一种,所述无机荧光材料为稀土离子发光或稀土荧光材料,所述不透明金属氧化物为铕掺杂纳米二氧化钛。
优选的,所述光能转化材料与所述高分子树脂比例为1:1000~1:100。
优选的,所述显示装置为透射式显示装置,所述光转化层的光能转化材料为有机小分子发光材料、有机高分子光学材料或无机荧光材料。
优选的,所述光转化层设置在彩膜基板的色阻层上方或阵列基板的配向膜层的下方。
优选的,所述显示装置为反射式显示装置,所述光转化层的光能转化材料为不透明金属氧化物。
优选的,所述光转化层设置在阵列玻璃基板的上方。
优选的,所述显示装置为半反半透式显示装置,所述光转化层包括第一光转化层和第二光转化层,所述第一光转化层的光能转化材料为有机小分子发光材料、有机高分子光学材料或无机荧光材料,所述第二光能转化材料为不透明金属氧化物。
优选的,所述第一光转化层设置在彩膜基板的色阻层上方或阵列基板的背光源和配向膜层之间,所述第二光转化层设置在阵列基板的阵列玻璃基板的上方。
与现有技术相比,本发明至少能够带来以下技术效果:
本发明通过在传统的液晶显示装置中,加入了光能转换层,针对不同的液晶显示装置,采用不同的光能转换材料,设置在液晶盒的不同位置,可以把入射到液晶显示装置的紫外光转化成为可见光,通过对于转化完成的可见光进行再利用,从而提升了现有液晶显示装置的透过率,利用了之前无法利用甚至会产生干扰的紫外光,提升了显示效果,降低了能耗。
附图说明
图1-4为本发明第一实施例结构示意图;
图5-8为本发明第二实施例结构示意图;
图9为本发明第三实施例结构示意图;
图10-11为本发明第四实施例结构示意图;
图12-13为本发明第五实施例结构示意图;
图14-15为本发明第六实施例结构示意图;
图16-17为本发明第七实施例结构示意图。
附图标记列表:1-彩膜基板,2-阵列基板,3-液晶层,11-氧化铟锡透明导电薄膜,12-光转化层,13-彩膜玻璃,14-黑色矩阵,15-平坦层,16-色阻层,17-彩膜配向膜层,21-阵列配向膜层,22-二极管薄膜,23-阵列基板玻璃,24-下偏光片,25-背光源,26-反射层,27-透明电极,28-有机绝缘层,121-第一光转化层,122-第二光转化层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,进一步阐明本发明,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
为使图面简洁,各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分,它们并不代表其作为产品的实际结构。另外,以使图面简洁便于理解,在有些图中具有相同结构或功能的部件,仅示意性地绘示了其中的一个,或仅标出了其中的一个。在本文中,“一个”不仅表示“仅此一个”,也可以表示“多于一个”的情形。
实施例一:
图1-4为本发明的第一实施例结构示意图,如图1-4所示,一种液晶显示装置,包括相对设置的彩膜基板1和阵列基板2以及设置在彩膜基板1和阵列基板2之间的液晶层3,彩膜基板1依次包括氧化铟锡透明导电薄膜11、彩膜玻璃13、黑色矩阵14、色阻层16、平坦层15、彩膜配向膜层17,还包括设置在色阻层16上方的光转化层12。阵列基板2依次包括阵列配向膜层21、二极管薄膜22、阵列基板玻璃23、下偏光片24以及背光源25。
具体的,所述液晶显示装置为透射式液晶显示装置。
具体的,光转化层12由高分子树脂材料制成的,高分子树脂中掺杂有光能转化材料,光能转化材料能够将紫外光转化成为可见光,高分子树脂为透明树脂,光能转换材料为有机小分子发光材料、有机高分子光学材料、无机荧光材料,进一步的,有机小分子发光材料为罗丹明类衍生物、香豆素类衍生物、吡唑啉衍生物、三苯胺类衍生物、卟啉类化合物、咔唑、吡嗪、噻唑类衍生物、苝类衍生物或偶氮化合物中的至少一种,有机高分子光学材料为聚苯、聚噻吩、聚芴、聚三苯基胺及其衍生物中的至少一种,无机荧光材料为稀土离子发光或稀土荧光材料。再进一步的,所述光能转化材料与所述高分子树脂比例为1:1000~20:1000。采用1:1000的配比的材料能够最大程度的保证光转化层12的涂覆效率和成膜的稳定性,采用20:1000的配比的材料能够最大程度的保证光转化效率,优选方案是12:1000,保证光转化层12的成膜稳定性和效率的同时兼顾了光转化效率,能够保证产品的良率。
进一步的,如图1所示,光转化层12可以设置在氧化铟锡透明导电薄膜11的上方,如图2所示,光转化层12还可以设置在彩膜玻璃13和氧化铟锡透明导电薄膜11之间,如图3所示,光转化层12还可以设置在黑色矩阵14和彩膜玻璃13之间,如图4所示,光转化层12还可以设置在色阻层16和黑色矩阵14之间。
将光转化层12设置在色阻层16的上方,可以将环境光中的紫外光和蓝光等,转化成为可见光,转化完成的可见光,背光源中的光学膜片进行反射利用,从而能够增加液晶显示器的亮度,提升显示效果,降低功耗。
本实施例中,由于色阻层16会对光进行过滤,因此通过在彩膜基板1的色阻层16的上方设置透明树脂形成的光转化层12,实现了液晶显示装置在使用的过程中,可以将使用周围的环境光中的紫外光转化成为可见光,对可见光进行再利用,从而提升了显示装置的显示效果。
实施例二:
图5-8为本申请实施例二结构示意图,如图5-8所示,一种液晶显示装置,包括相对设置的彩膜基板1和阵列基板2以及设置在彩膜基板1和阵列基板2之间的液晶层3,阵列基板依次包括阵列配向膜层21、二极管薄膜22、阵列基板玻璃23,液晶显示装置还包括下偏光片24、背光源25以及设置在阵列配向膜层21下方的光转化层12。
具体的,所述液晶显示装置为透射式液晶显示装置。
具体的,光转化层12包括高分子树脂,所述高分子树脂中掺杂有光能转化材料,所述光能转化材料能够将紫外光转化成为可见光,所述高分子树脂为透明树脂,所述光能转换材料为有机小分子发光材料、有机高分子光学材料、无机荧光材料,进一步的,所述有机小分子发光材料为罗丹明类衍生物、香豆素类衍生物、吡唑啉衍生物、三苯胺类衍生物、卟啉类化合物、咔唑、吡嗪、噻唑类衍生物、苝类衍生物或偶氮化合物中的至少一种,所述有机高分子光学材料为聚苯、聚噻吩、聚芴、聚三苯基胺及其衍生物中的至少一种,所述无机荧光材料为稀土离子发光或稀土荧光材料。再进一步的,所述光能转化材料与所述高分子树脂比例为1:1000~20:1000。采用1:1000的配比的材料能够最大程度的保证光转化层12的涂覆效率和成膜的稳定性,采用20:1000的配比的材料能够最大程度的保证光转化效率,优选方案是12:1000,保证光转化层12的成膜稳定性和效率的同时兼顾了光转化效率,能够保证产品的良率,同时对于不同种类的显示面板以及不同材质的高分子树脂材料以及光能转化材料,当使用成膜稳定性较差的材料时,优选方案也可以是3:1000,5:1000或者7:1000,9:1000,当使用成膜稳定性比较好的材料时,优选方案也可以是14:1000,16:1000,18:1000。
进一步的,如图5所示,光转化层12可以设置在阵列基板配向膜层21与二极管薄膜22之间,如图6所示,光转化层12还可以设置在二极管薄膜层22的有机绝缘层(图未示)中,如图7所示,光转化层12还可以设置在二极管薄膜层22和阵列基板玻璃23之间,如图8所示,光转化层12还可以设置在阵列基板玻璃23与下偏光片24之间。
本实施例中,通过在阵列基板1的阵列配向膜层21的下方设置有透明树脂形成的光转化层12,实现了现有技术中,背光源发出的紫外光和蓝光无法利用的问题,对背光源25发出的紫外光和蓝光转化成为可见光,实现了液晶显示装置在使用的过程中,将背光源25的光使用效率最大化,从而提升了显示装置的显示效果。
需要说明的是,本发明还可以将实施例一中所述的彩膜基板1和实施例二中所述的阵列基板2组合使用,该组合的效果即可以实现将液晶显示装置使用时候的环境光中的紫外光进行转化再利用,还可以将液晶显示装置背光源的发出的紫外光进行转化再利用,进一步的提升了液晶显示装置的显示效果,以及节约了液晶显示装置的能耗。
实施例三:
图9为本发明的第三实施例结构示意图,如图9所示,一种液晶显示装置,包括相对设置的彩膜基板1和阵列基板2以及设置在彩膜基板1和阵列基板2之间的液晶层3,彩膜基板1包括彩膜配向膜层17,所述阵列基板2包括阵列配向膜层21以及设置在阵列配向膜层21下的光转化层12。
具体的,所述液晶显示装置为反射式液晶显示装置。
具体的,所述光转化层12由高分子树脂材料制成的,所述高分子树脂中掺杂有光能转化材料,所述光能转化材料能够将紫外光转化成为可见光,所述高分子树脂为透明树脂,所述光能转换材料为不透明金属氧化物。所述不透明金属氧化物为铕掺杂纳米二氧化钛。
本实施例中,在透明高分子树脂中掺杂有铕掺杂纳米二氧化钛,可以形成一个反光薄膜,替代现有技术反射式液晶显示装置中的反射层,从而在反射式液晶显示装置中,铕掺杂纳米二氧化钛不仅能够反射可见光线,还能够将通过铕掺杂纳米二氧化钛将紫外光转化成为可见光进行反射,增加了反射式的液晶显示装置的光反射效率,提升了反射式液晶显示装置的显示效果。
实施例四:
图10-11为本发明的第四实施例结构示意图,如图10-11所示,一种液晶显示装置,包括相对设置的彩膜基板1和阵列基板2以及设置在彩膜基板1和阵列基板2之间的液晶层3,彩膜基板1包括彩膜配向膜层17以及光转化层12,所述阵列基板1包括阵列配向膜层21以及设置在阵列配向膜层21下的反射层26。
具体的,所述液晶显示装置为反射式液晶显示装置。
具体的,所述光转化层12由高分子树脂材料制成的,所述高分子树脂中掺杂有光能转化材料,所述光能转化材料能够将紫外光转化成为可见光,所述高分子树脂为透明树脂,所述光能转换材料为有机小分子发光材料、有机高分子光学材料、无机荧光材料,进一步的,所述有机小分子发光材料为罗丹明类衍生物、香豆素类衍生物、吡唑啉衍生物、三苯胺类衍生物、卟啉类化合物、咔唑、吡嗪、噻唑类衍生物、苝类衍生物或偶氮化合物中的至少一种,所述有机高分子光学材料为聚苯、聚噻吩、聚芴、聚三苯基胺及其衍生物中的至少一种,所述无机荧光材料为稀土离子发光或稀土荧光材料。再进一步的,所述光能转化材料与所述高分子树脂比例为1:1000~20:1000。采用1:1000的配比的材料能够最大程度的保证光转化层12的涂覆效率和成膜的稳定性,采用20:1000的配比的材料能够最大程度的保证光转化效率,优选方案是12:1000,保证光转化层12的成膜稳定性和效率的同时兼顾了光转化效率,能够保证产品的良率,同时对于不同种类的显示面板以及不同材质的高分子树脂材料以及光能转化材料,当使用成膜稳定性较差的材料时,优选方案也可以是3:1000,5:1000或者7:1000,9:1000,当使用成膜稳定性比较好的材料时,优选方案也可以是14:1000,16:1000,18:1000。
进一步的,如图10所示,所述光转化层12可以设置在彩膜基板1的上方,如图11所示,所述光转化层12还可以设置在彩膜基板1和彩膜配向膜层17之间。
本实施例中,采用一种反射式的液晶显示装置,通过在反射式液晶显示装置的彩膜基板1一侧设置透明树脂形成的光转化层12,实现了对反射式的液晶显示装置中入射光的紫外光部分的转化和利用,通过光转化层12完成对环境光中的紫外光进行转化形成可见光,通过阵列基板2一侧的反射层26进行反射,可以提升环境光的利用效率,从而提升了显示装置的显示效果。
实施例五:
图12-13为本发明的第五实施例结构示意图,如图12-13所示,一种液晶显示装置,包括相对设置的彩膜基板1和阵列基板2以及设置在彩膜基板1和阵列基板2之间的液晶层3,彩膜基板1包括彩膜配向膜层17和光转化层12,阵列基板2在一个像素中分成两个区域,一个区域为透射区,一个区域为反射区,所述透射区阵列基板2包括阵列配向膜层21,透明电极27,所述反射区域阵列基板2包括阵列配向膜层21,反射层26,有机绝缘层28。
具体的,所述液晶显示装置为半透半反式液晶显示装置。
具体的,光转化层12由高分子树脂材料制成的,所述高分子树脂中掺杂有光能转化材料,所述光能转化材料能够将紫外光转化成为可见光,所述高分子树脂为透明树脂,所述光能转换材料为有机小分子发光材料、有机高分子光学材料、无机荧光材料,进一步的,所述有机小分子发光材料为罗丹明类衍生物、香豆素类衍生物、吡唑啉衍生物、三苯胺类衍生物、卟啉类化合物、咔唑、吡嗪、噻唑类衍生物、苝类衍生物或偶氮化合物中的至少一种,所述有机高分子光学材料为聚苯、聚噻吩、聚芴、聚三苯基胺及其衍生物中的至少一种,所述无机荧光材料为稀土离子发光或稀土荧光材料。再进一步的,所述光能转化材料与所述高分子树脂比例为1:1000~20:1000。采用1:1000的配比的材料能够最大程度的保证光转化层12的涂覆效率和成膜的稳定性,采用20:1000的配比的材料能够最大程度的保证光转化效率,优选方案是12:1000,保证光转化层12的成膜稳定性和效率的同时兼顾了光转化效率,能够保证产品的良率,同时对于不同种类的显示面板以及不同材质的高分子树脂材料以及光能转化材料,当使用成膜稳定性较差的材料时,优选方案也可以是3:1000,5:1000或者7:1000,9:1000,当使用成膜稳定性比较好的材料时,优选方案也可以是14:1000,16:1000,18:1000。
进一步的,如图12所示,光转化层12可以设置在彩膜基板1的上方,如图13所示,光转化层12还可以设置在彩膜基板1和彩膜配向膜层17之间。将光转化层12设置在彩膜基板1一侧,可以将环境光中的紫外光和蓝光等,转化成为可见光,转化完成的可见光在阵列基板2的透射区可以被背光中的光学膜片加以利用,转化完成的可见光在反射区可以被反射层26加以利用,从而能够增加液晶显示器的亮度,提升显示效果,降低功耗。
本实施例中,在半射半反式显示装置中的彩膜基板1上设置了透明树脂形成的光转化层12,实现了液晶显示装置在使用的过程中,将周围环境光中的紫外光转化成为可见光,通过阵列基板侧的不同区域进行再次利用,从而提升了显示装置的显示效果。
实施例六:
图14-15为本发明的第六实施例结构示意图,如图14-15所示,一种液晶显示装置,包括相对设置的彩膜基板1和阵列基板2以及设置在彩膜基板1和阵列基板2之间的液晶层3,彩膜基板1包括彩膜配向膜层17,阵列基板2在一个像素中分成两个区域,一个区域为透射区,一个区域为反射区,所述透射区阵列基板2包括阵列配向膜层21,透明电极27,所述反射区域阵列基板2包括阵列配向膜层21,反射层26,有机绝缘层28,所述透射区和反射区阵列基板2都还包括光转化层12。
具体的,所述液晶显示装置为半透半反式液晶显示装置。
具体的,光转化层12由高分子树脂材料制成的,所述高分子树脂中掺杂有光能转化材料,所述光能转化材料能够将紫外光转化成为可见光,所述高分子树脂为透明树脂,所述光能转换材料为有机小分子发光材料、有机高分子光学材料、无机荧光材料,进一步的,所述有机小分子发光材料为罗丹明类衍生物、香豆素类衍生物、吡唑啉衍生物、三苯胺类衍生物、卟啉类化合物、咔唑、吡嗪、噻唑类衍生物、苝类衍生物或偶氮化合物中的至少一种,所述有机高分子光学材料为聚苯、聚噻吩、聚芴、聚三苯基胺及其衍生物中的至少一种,所述无机荧光材料为稀土离子发光或稀土荧光材料。再进一步的,所述光能转化材料与所述高分子树脂比例为1:1000~20:1000。采用1:1000的配比的材料能够最大程度的保证光转化层12的涂覆效率和成膜的稳定性,采用20:1000的配比的材料能够最大程度的保证光转化效率,优选方案是12:1000,保证光转化层12的成膜稳定性和效率的同时兼顾了光转化效率,能够保证产品的良率,同时对于不同种类的显示面板以及不同材质的高分子树脂材料以及光能转化材料,当使用成膜稳定性较差的材料时,优选方案也可以是3:1000,5:1000或者7:1000,9:1000,当使用成膜稳定性比较好的材料时,优选方案也可以是14:1000,16:1000,18:1000。
进一步的,如图14所示,光转化层12可以设置在阵列基板2的透射区的阵列配向膜层21和透明电极27之间,光转化层12可以设置在阵列基板2的反射区的阵列配向膜层21和反射层26之间,如图15所示,光转化层12还可以设置在阵列基板2的透射区的透明电极27和阵列基板2之间,光转化层12还可以设置在阵列基板2反射区的阵列配向膜层21和反射层26之间。将光转化层12设置在阵列基板2一侧,可以将环境光中的紫外光和蓝光等,转化成为可见光,转化完成的可见光在阵列基板2的透射区可以被背光中的光学膜片加以利用,转化完成的可见光在反射区可以被反射层加以利用,从而能够增加液晶显示器的亮度,提升显示效果,降低功耗。
本实施例中,在半射半反式显示装置中的阵列基板2上设置了透明树脂形成的光转化层12,实现了液晶显示装置在使用的过程中,将周围环境光中的紫外光转化成为可见光,通过阵列基板侧的不同区域进行再次利用,从而提升了显示装置的显示效果。
实施例七:
图16-17为本发明的第七实施例结构示意图,如图16-17所示,一种液晶显示装置,包括相对设置的彩膜基板1和阵列基板2以及设置在彩膜基板1和阵列基板2之间的液晶层3,彩膜基板1包括彩膜配向膜层17,阵列基板2在一个像素中分成两个区域,一个区域为透射区,一个区域为反射区,所述透射区阵列基板2包括阵列配向膜层21,透明电极27以及第一光转化层121,所述反射区域阵列基板2包括阵列配向膜层21,有机绝缘层28以及第二光转化层122。
具体的,所述液晶显示装置为半透半反式液晶显示装置。
具体的,第一光转化层121由高分子树脂材料制成的,所述高分子树脂中掺杂有光能转化材料,所述光能转化材料能够将紫外光转化成为可见光,所述高分子树脂为透明树脂,所述光能转换材料为有机小分子发光材料、有机高分子光学材料、无机荧光材料,进一步的,所述有机小分子发光材料为罗丹明类衍生物、香豆素类衍生物、吡唑啉衍生物、三苯胺类衍生物、卟啉类化合物、咔唑、吡嗪、噻唑类衍生物、苝类衍生物或偶氮化合物中的至少一种,所述有机高分子光学材料为聚苯、聚噻吩、聚芴、聚三苯基胺及其衍生物中的至少一种,所述无机荧光材料为稀土离子发光或稀土荧光材料。再进一步的,所述光能转化材料与所述高分子树脂比例为1:1000~20:1000。采用1:1000的配比的材料能够最大程度的保证光转化层12的涂覆效率和成膜的稳定性,采用20:1000的配比的材料能够最大程度的保证光转化效率,优选方案是12:1000,保证第一光转化层121的成膜稳定性和效率的同时兼顾了光转化效率,能够保证产品的良率,同时对于不同种类的显示面板以及不同材质的高分子树脂材料以及光能转化材料,当使用成膜稳定性较差的材料时,优选方案也可以是3:1000,5:1000或者7:1000,9:1000,当使用成膜稳定性比较好的材料时,优选方案也可以是14:1000,16:1000,18:1000。
具体的,第二光转化层122包括高分子树脂,所述高分子树脂中掺杂有光能转化材料,所述光能转化材料能够将紫外光转化成为可见光,所述高分子树脂为透明树脂,所述光能转换材料为不透明金属氧化物。所述不透明金属氧化物为铕掺杂纳米二氧化钛。
进一步的,如图16所示,第一光转化层121可以设置在阵列基板2的透射区的阵列配向膜层21和透明电极27之间,第二光转化层122可以设置在阵列基板2的反射区的阵列配向膜层21和有机绝缘层28之间,如图17所示,第一光转化层121还可以设置在阵列基板2的透射区的透明电极27和阵列基板2之间,第二光转化层122可以设置在阵列基板2的反射区的阵列配向膜层21和有机绝缘层28之间。通过在阵列基板2一侧阵列基板2的透射区部分设置第一光转化层121和在阵列基板反射区设置第二光转化层122,第一光转化层121为透明材质,第二光转化层122为反光薄膜,通过第二光转化层122替代反射层,简化了半透半反液晶显示装置的反射区的结构,相比于实施例六更加方便制造,制造成本更低,制造良品率更高。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等),这些等同变换均属于本发明的保护范围。