CN106200067B - 光波导显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光波导显示装置及其制造方法，属于显示技术领域。光波导显示装置包括：对盒成形的两个显示基板、位于两个显示基板之间的液晶以及设置在两个显示基板侧面的光源，液晶在未加电压时具有第一折射率，在加电压时具有第二折射率，第一折射率、显示基板的折射率和第二折射率依次增大。本发明解决了控制子区域发光的方式较单一的问题，丰富了控制子区域发光的方式，用于光波导显示装置。

Description

光波导显示装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种光波导显示装置及其制造方法。

背景技术

光波导显示装置可以包括对盒成形的阵列基板和盖板、位于阵列基板与盖板之间的填充物以及设置在阵列基板与盖板侧面的光源。填充物可以由液晶与高分子聚合物组成，液晶在不加电压时的折射率与加电压时的折射率不同，且与高分子聚合物的折射率(大于玻璃的折射率)相同。

光波导显示装置的显示区域可以由多个子区域组成，在一部分子区域发光且另一部分子区域不发光时，该显示区域能够显示图像。相关技术中，光源以大于填充物与盖板(材质通常为玻璃)对应的临界角的角度向盖板射入光线。在控制某一子区域不发光时，可以不对该子区域的液晶施加电压，此时，入射光线在射向盖板之前会经过液晶与高分子聚合物，由于该子区域的液晶和高分子聚合物的折射率相同，且均大于玻璃的折射率，所以，经过液晶和高分子聚合物之后的入射光线的传播方向不会发生改变，当入射光线到达盖板时，入射光线满足全反射的条件，所以能够在盖板上发生全反射，使得该子区域不发光。在控制某一子区域发光时，可以对该子区域的液晶施加电压，由于在向该子区域的液晶施加电压后，该子区域的液晶的折射率发生了改变，入射光线在经过液晶并到达高分子聚合物时，液晶与高分子聚合物的折射率不同，所以，液晶会在高分子聚合物上发生折射，并最终折射至盖板，使得一部分到达盖板的入射光线的入射角度不大于填充物与盖板对应的临界角，也即，到达盖板的入射光线不满足全反射的条件，所以无法在盖板上发生全反射并会从盖板射出，使得该子区域发光。

由于相关技术中，光波导显示装置在控制子区域发光时，是通过改变到达盖板上的入射光线的入射角度，破坏光线在盖板上发生全反射的条件，从而使得子区域发光，因此，控制子区域发光的方式较单一。

发明内容

为了解决控制子区域发光的方式较单一的问题，本发明提供了一种光波导显示装置及其制造方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种光波导显示装置，所述光波导显示装置包括：对盒成形的两个显示基板、位于两个显示基板之间的液晶以及设置在所述两个显示基板侧面的光源，

所述液晶在未加电压时具有第一折射率，在加电压时具有第二折射率，所述第一折射率、所述显示基板的折射率和所述第二折射率依次增大。

可选的，所述光源发出的光线在所述显示基板上的入射角大于预设临界角，所述预设临界角为在未加电压时所述液晶与所述显示基板对应的临界角。

可选的，所述液晶在未加电压时的取向方向与所述光线的入射方向的夹角为第一夹角，所述液晶在加电压时的取向方向与所述光线的入射方向的夹角为第二夹角，

其中，所述第一夹角的绝对值小于第一预设阈值，所述第二夹角与90度之差的绝对值小于第二预设阈值，且所述第一夹角的绝对值小于所述第二夹角的绝对值。

可选的，所述液晶在未加电压时的取向方向与所述光线的入射方向平行；

所述液晶在加电压时的取向方向与所述光线的入射方向垂直。

可选的，所述预设临界角为θ_c，

其中，为的反正弦值，n_g为所述第一折射率，所述n_a为所述显示基板的折射率。

另一方面，提供了一种光波导显示装置的制造方法，所述方法包括：

将两个显示基板对盒成形；

在对盒成形的两个显示基板之间填充液晶，所述液晶在未加电压时具有第一折射率，在加电压时具有第二折射率，所述第一折射率、所述显示基板的折射率和所述第二折射率依次增大；

在对盒成形的两个显示基板侧面设置光源。

可选的，所述光源发出的光线在所述显示基板上的入射角大于预设临界角，所述预设临界角为在未加电压时所述液晶与所述显示基板对应的临界角。

可选的，所述液晶在未加电压时的取向方向与所述光线的入射方向的夹角为第一夹角，所述液晶在加电压时的取向方向与所述光线的入射方向的夹角为第二夹角，

其中，所述第一夹角的绝对值小于第一预设阈值，所述第二夹角与90度之差的绝对值小于第二预设阈值，且所述第一夹角的绝对值小于所述第二夹角的绝对值。

可选的，所述液晶在未加电压时的取向方向与所述光线的入射方向平行；

所述液晶在加电压时的取向方向与所述光线的入射方向垂直。

可选的，所述预设临界角为θ_c，

其中，为的反正弦值，n_g为所述第一折射率，所述n_a为所述显示基板的折射率。

综上所述，本发明实施例提供了一种光波导显示装置及其制造方法，该光波导显示装置中的两个显示基板之间仅仅设置有液晶，且液晶在未加电压时具有第一折射率，在加电压时具有第二折射率。在需要控制光波导显示装置中的子区域发光时，可以禁止向液晶施加电压，此时液晶的折射率小于显示基板的折射率，光源发出的光线在显示基板表面不满足全反射的条件，因此会有光线穿过显示基板并射出，使得该子区域发光。也即，本发明通过控制液晶的折射率小于显示基板的方式，使得光线不满足全反射条件而从显示基板上的子区域射出，所以，丰富了控制子区域发光的方式。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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1-1为相关技术提供的一种背光模组的应用场景示意图；

图1-2为相关技术提供的一种光波导显示装置的结构示意图；

图2-1为本发明实施例提供的一种光波导显示装置的结构示意图；

图2-2为本发明实施例提供的一种未加电压时的液晶状态示意图；

图2-3为本发明实施例提供的一种加电压时的液晶状态示意图；

图3为本发明实施例提供的一种光波导显示装置的制造方法的方法流程图。

通行上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通行任何方式限制本发明构思的范围，而是通行参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1-1所示，相关技术中，通常使用侧入式背光模组0为显示面板A提供入射光。该侧入式背光模组0可以包括光源01和导光板02，其中，导光板02设置在显示面板A的入光侧，光源01设置在导光板02的侧面，光源01发出的光能够从导光板02的侧面射入导光板，并从导光板02的出光侧射出，进而射入显示面板A。

示例的，光线在从第一种介质入射至第二种介质时，若第一种介质的折射率大于第二种介质的折射率，且光线在第二种介质上的入射角度大于第一种介质与第二种介质对应的临界角，则光线能够在第二种介质表面发生全反射，具体的，该第一种介质与第二种介质对应的临界角可以为第一种介质的折射率与第二种介质的折射率的比值的正弦函数的倒数。

如图1-2所示，相关技术中，存在一种光波导显示装置1，光波导显示装置1可以包括对盒成形的阵列基板11和盖板12、位于阵列基板11与盖板12之间的填充物13以及设置在阵列基板11与盖板12侧面的光源14。填充物13可以由液晶131与高分子聚合物132组成，液晶131在不加电压时的折射率与加电压时的折射率不同，且与高分子聚合物132的折射率(大于玻璃的折射率)相同。光波导显示装置1的显示区域可以由多个子区域组成，在一部分子区域发光且另一部分子区域不发光时，该显示区域能够显示图像。相关技术中，光源14以大于在不加电压时填充物13与盖板12(材质通常为玻璃)对应的临界角的角度向盖板12(或者阵列基板11)射入光线。示例的，该临界角可以为θ_c，其中，为的反正弦值，n₁为不加电压时填充物13的(或者阵列基板11)折射率，n₂为盖板12的折射率。

在控制某一子区域B1不发光时，可以不对该子区域B1的液晶131施加电压，此时，入射光线在射向盖板12之前会经过液晶131与高分子聚合物132，由于该子区域B1的液晶131和高分子聚合物132的折射率相同，且均大于玻璃的折射率，所以，经过液晶131和高分子聚合物132之后的入射光线的传播方向不会发生改变，当入射光线到达盖板12时，入射光线满足全反射的条件，所以能够在盖板12上发生全反射，使得该子区域B1不发光。在控制某一子区域B2发光时，可以对该子区域B2的液晶131施加电压，由于在向该子区域B2的液晶131施加电压后，该子区域B2的液晶131的折射率发生了改变，入射光线在经过液晶131并到达高分子聚合物132时，液晶131与高分子聚合物132的折射率不同，所以，液晶131会在高分子聚合物1上发生折射，并最终折射至盖板12，使得一部分到达盖板12的入射光线的入射角度不大于填充物与盖板对应的临界角，也即，到达盖板的入射光线不满足全反射的条件，所以无法在盖板12上发生全反射并会从盖板12射出，使得该子区域B2发光。

由于相关技术中在控制子区域B2发光时，是通过改变到达盖板12上的入射光线的入射角度，破坏光线在盖板12上发生全反射的条件，从而使得子区域B2发光，因此，控制子区域B2发光的方式较单一。

如图2-1所示，本发明实施例提供了一种光波导显示装置2，该光波导显示装置2可以包括：对盒成形的两个显示基板21、位于两个显示基板21之间的液晶22以及设置在两个显示基板21侧面的光源23，

液晶22在未加电压时具有第一折射率，在加电压时具有第二折射率，第一折射率、显示基板21的折射率和第二折射率依次增大。

综上所述，本发明实施例提供了一种光波导显示装置，该光波导显示装置中的两个显示基板之间仅仅设置有液晶，且液晶在未加电压时具有第一折射率，在加电压时具有第二折射率。在需要控制光波导显示装置中的子区域发光时，可以禁止向液晶施加电压，此时液晶的折射率小于显示基板的折射率，光源发出的光线在显示基板表面不满足全反射的条件，因此会有光线穿过显示基板并射出，使得该子区域发光。也即，本发明通过控制液晶的折射率小于显示基板的方式，使得光线不满足全反射条件而从显示基板上的子区域射出，所以，丰富了控制子区域发光的方式。

可选的，光源23发出的光线在显示基板21上的入射角M大于预设临界角，预设临界角可以为在未加电压时液晶22与显示基板21对应的临界角。具体的，该预设临界角可以为θ_c，其中，为的反正弦值，n_g为第一折射率，n_a为显示基板的折射率。由于光源23发出的光线在显示基板21上的入射角大于预设临界角，在需要控制光波导显示装置中的某一子区域不发光时，可以向液晶22施加电压，此时液晶22的折射率大于显示基板21的折射率，光源23发出的光线在显示基板21上的入射角大于预设临界角，也即，光源23发出的光线满足全反射条件，并能够在显示基板21上发生全反射，此时没有光线从显示基板21上的该子区域射出，使得光波导显示装置中的该子区域不发光。

图2-2为本发明实施例提供的一种未加电压时的液晶状态示意图，图2-3为本发明实施例提供的一种加电压时的液晶状态示意图。请参考图2-2和图2-3，液晶22在未加电压时的取向方向与光线的入射方向的夹角为第一夹角A，液晶11在加电压时的取向方向与光线的入射方向的夹角为第二夹角B，其中，第一夹角A的绝对值小于第一预设阈值，也即第一夹角A与0度的绝对值小于第一预设阈值，第二夹角B与90度之差的绝对值小于第二预设阈值，且第一夹角A的绝对值小于第二夹角B的绝对值。

需要说明的是，当液晶22的取向方向与光线的入射方向平行时，液晶22对光线的折射率达到最小值，当液晶22的取向方向与光线的入射方向垂直时，液晶22对光线的折射率达到最大值。也即，在液晶22的取向方向与光线的入射方向的夹角的绝对值大于或等于0度，且小于或等于90度时，液晶22的取向方向与光线的入射方向的夹角的绝对值的大小与液晶的折射率成正比，液晶22的取向方向与光线的入射方向的夹角的绝对值越大，液晶22的折射率越大，液晶22的取向方向与光线的入射方向的夹角的绝对值越小，液晶的折射率越小。

本发明实施例中可以控制液晶22在未加电压时的取向方向尽可能的平行于光线的入射方向，也即，控制第一夹角A的绝对值小于第一预设阈值，使得液晶在未加电压时具有较小的折射率；控制液晶22在加电压时的取向方向尽可能的垂直于光线的入射方向，也即，控制第二夹角B的绝对值与90度的差值小于第二预设阈值，使得液晶22在未加电压时具有较大的折射率，也即使得液晶在加电压使得折射率大于不加电压时的折射率。

优选的，液晶22在未加电压时的取向方向与光线的入射方向平行，且液晶22在加电压时的取向方向与光线的入射方向垂直。当液晶的取向方向与光线的入射方向平行时，液晶对光线的折射率达到最小值，当液晶的取向方向与光线的入射方向垂直时，液晶对光线的折射率达到最大值。此时第一折射率与第二折射率相差较大，能够保证显示基板的折射率正好位于第一折射率与第二折射率之间。

请参考图2-2，在需要控制光波导显示装置中的某一子区域发光时，可以禁止向液晶22施加电压，此时液晶22的折射率小于显示基板21的折射率，光源23发出的光线在显示基板21上的入射角M大于预设临界角，光源发出的光线在显示基板21表面不满足全反射的条件，因此会有光线穿过显示基板21并射出，使得该子区域发光。请参考图2-3，在需要控制光波导显示装置中的某一子区域不发光时，可以向液晶22施加电压，此时液晶22的折射率大于显示基板21的折射率，光源23发出的光线在显示基板21上的入射角M大于预设临界角，光源发出的光线在显示基板21表面满足全反射的条件，因此光线会在显示基板21表面发生全反射，并不会有光线穿过显示基板21，使得该子区域不发光。

综上所述，本发明实施例提供了一种光波导显示装置，该光波导显示装置中的两个显示基板之间仅仅设置有液晶，且液晶在未加电压时具有第一折射率，在加电压时具有第二折射率。在需要控制光波导显示装置中的子区域发光时，可以禁止向液晶施加电压，此时液晶的折射率小于显示基板的折射率，光源发出的光线在显示基板表面不满足全反射的条件，因此会有光线穿过显示基板并射出，使得该子区域发光。也即，本发明通过控制液晶的折射率小于显示基板的方式，使得光线不满足全反射条件而从显示基板上的子区域射出，所以，丰富了控制子区域发光的方式。

如图3所示，本发明实施例提供了一种光波导显示装置的制造方法，该光波导显示装置的制造方法可以包括：

步骤301、将两个显示基板对盒成形。

步骤302、在对盒成形的两个显示基板之间填充液晶，液晶在未加电压时具有第一折射率，在加电压时具有第二折射率，第一折射率、显示基板的折射率和第二折射率依次增大。

步骤303、在对盒成形的两个显示基板侧面设置光源。

综上所述，本发明实施例提供了一种光波导显示装置的制造方法，由于在两个显示基板之间仅仅填充有液晶，且液晶在未加电压时具有第一折射率，在加电压时具有第二折射率。在需要控制光波导显示装置中的子区域发光时，可以禁止向液晶施加电压，此时液晶的折射率小于显示基板的折射率，光源发出的光线在显示基板表面不满足全反射的条件，因此会有光线穿过显示基板并射出，使得该子区域发光。也即，本发明通过控制液晶的折射率小于显示基板的方式，使得光线不满足全反射条件而从显示基板上的子区域射出，所以，丰富了控制子区域发光的方式。

可选的，光源发出的光线在显示基板上的入射角大于预设临界角，预设临界角可以为在未加电压时液晶与显示基板对应的临界角。具体的，该预设临界角可以为θ_c，其中，为的反正弦值，n_g为第一折射率，n_a为显示基板的折射率。由于光源发出的光线在显示基板上的入射角大于预设临界角，在需要控制光波导显示装置中的某一子区域不发光时，可以向液晶施加电压，此时液晶的折射率大于显示基板的折射率，光源发出的光线在显示基板上的入射角大于预设临界角，也即，光源发出的光线满足全反射条件，并能够在显示基板上发生全反射，此时没有光线从显示基板上的该子区域射出，使得光波导显示装置中的该子区域不发光。

液晶在未加电压时的取向方向与光线的入射方向的夹角为第一夹角，液晶在加电压时的取向方向与光线的入射方向的夹角为第二夹角，其中，第一夹角的绝对值小于第一预设阈值，也即第一夹角与0度的绝对值小于第一预设阈值，第二夹角与90度之差的绝对值小于第二预设阈值，且第一夹角的绝对值小于第二夹角的绝对值。需要说明的是，当液晶的取向方向与光线的入射方向平行时，液晶对光线的折射率达到最小值，当液晶的取向方向与光线的入射方向垂直时，液晶对光线的折射率达到最大值。也即，在液晶的取向方向与光线的入射方向的夹角的绝对值大于或等于0度，且小于或等于90度时，液晶的取向方向与光线的入射方向的夹角的绝对值的大小与液晶的折射率成正比，液晶的取向方向与光线的入射方向的夹角的绝对值越大，液晶的折射率越大，液晶的取向方向与光线的入射方向的夹角的绝对值越小，液晶的折射率越小。

本发明中可以控制液晶在未加电压时的取向方向尽可能的平行于光线的入射方向，也即，控制液晶在未加电压时的取向方向与光线的入射方向的夹角的绝对值小于第一预设阈值，使得液晶在未加电压时具有较小的折射率；控制液晶在加电压时的取向方向尽可能的垂直于光线的入射方向，也即，控制液晶在加电压时的取向方向与光线的入射方向的夹角的绝对值小于第二预设阈值，使得液晶在未加电压时具有较大的折射率，也即使得液晶在加电压使得折射率大于不加电压时的折射率。

优选的，液晶在未加电压时的取向方向与光线的入射方向平行，且液晶在加电压时的取向方向与光线的入射方向垂直。当液晶的取向方向与光线的入射方向平行时，液晶对光线的折射率达到最小值，当液晶的取向方向与光线的入射方向垂直时，液晶对光线的折射率达到最大值。此时第一折射率与第二折射率相差较大，能够保证显示基板的折射率正好位于第一折射率与第二折射率之间。

请参考图2-2，在需要控制光波导显示装置中的某一子区域发光时，可以禁止向液晶22施加电压，此时液晶22的折射率小于显示基板21的折射率，光源23发出的光线在显示基板21上的入射角M大于预设临界角，光源发出的光线在显示基板21表面不满足全反射的条件，因此会有光线穿过显示基板21并射出，使得该子区域发光。请参考图2-3，在需要控制光波导显示装置中的某一子区域不发光时，可以向液晶22施加电压，此时液晶22的折射率大于显示基板21的折射率，光源23发出的光线在显示基板21上的入射角M大于预设临界角，光源发出的光线在显示基板21表面满足全反射的条件，因此光线会在显示基板21表面发生全反射，并不会有光线穿过显示基板21，使得该子区域不发光。

综上所述，本发明实施例提供了一种光波导显示装置的制造方法，由于在两个显示基板之间仅仅填充有液晶，且液晶在未加电压时具有第一折射率，在加电压时具有第二折射率。在需要控制光波导显示装置中的子区域发光时，可以禁止向液晶施加电压，此时液晶的折射率小于显示基板的折射率，光源发出的光线在显示基板表面不满足全反射的条件，因此会有光线穿过显示基板并射出，使得该子区域发光。也即，本发明通过控制液晶的折射率小于显示基板的方式，使得光线不满足全反射条件而从显示基板上的子区域射出，所以，丰富了控制子区域发光的方式。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的光波导显示装置的制造方法的具体工作过程，可以与前述光波导显示装置实施例中的过程相互参考，本发明实施例在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光波导显示装置，其特征在于，所述光波导显示装置包括：对盒成形的两个显示基板、位于两个显示基板之间的液晶以及设置在所述两个显示基板侧面的光源，

所述液晶在未加电压时具有第一折射率，在加电压时具有第二折射率，所述第一折射率、所述显示基板的折射率和所述第二折射率依次增大，所述光源发出的光线在所述显示基板上的入射角大于预设临界角，所述预设临界角为在未加电压时所述液晶与所述显示基板对应的临界角。

2.根据权利要求1所述的光波导显示装置，其特征在于，

所述液晶在未加电压时的取向方向与所述光线的入射方向的夹角为第一夹角，所述液晶在加电压时的取向方向与所述光线的入射方向的夹角为第二夹角，

其中，所述第一夹角的绝对值小于第一预设阈值，所述第二夹角与90度之差的绝对值小于第二预设阈值，且所述第一夹角的绝对值小于所述第二夹角的绝对值。

3.根据权利要求2所述的光波导显示装置，其特征在于，

所述液晶在未加电压时的取向方向与所述光线的入射方向平行；

所述液晶在加电压时的取向方向与所述光线的入射方向垂直。

4.根据权利要求1所述的光波导显示装置，其特征在于，

所述预设临界角为θ_c，

其中，为的反正弦值，n_g为所述第一折射率，所述n_a为所述显示基板的折射率。

5.一种光波导显示装置的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

将两个显示基板对盒成形；

在对盒成形的两个显示基板之间填充液晶，所述液晶在未加电压时具有第一折射率，在加电压时具有第二折射率，所述第一折射率、所述显示基板的折射率和所述第二折射率依次增大；

在对盒成形的两个显示基板侧面设置光源，所述光源发出的光线在所述显示基板上的入射角大于预设临界角，所述预设临界角为在未加电压时所述液晶与所述显示基板对应的临界角。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述液晶在未加电压时的取向方向与所述光线的入射方向的夹角为第一夹角，所述液晶在加电压时的取向方向与所述光线的入射方向的夹角为第二夹角，

其中，所述第一夹角的绝对值小于第一预设阈值，所述第二夹角与90度之差的绝对值小于第二预设阈值，且所述第一夹角的绝对值小于所述第二夹角的绝对值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述液晶在未加电压时的取向方向与所述光线的入射方向平行；

所述液晶在加电压时的取向方向与所述光线的入射方向垂直。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述预设临界角为θ_c，

其中，为的反正弦值，n_g为所述第一折射率，所述n_a为所述显示基板的折射率。