CN106249404B - 防窥显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了防窥显示装置。防窥显示装置的一具体实施方式包括：显示屏；扩散膜，设置于显示屏的显示一侧；调节装置，用于使扩散膜和/或显示屏沿相交于显示屏平面的方向移动，以使扩散膜和显示屏之间的相对距离发生改变。该实施方式在不影响垂直视角的显示亮度的情况下实现防窥功能，有利于降低防窥显示装置的功耗。

Description

防窥显示装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及防窥装置。

背景技术

随着显示技术的发展，手机、电脑、ATM机等具有显示屏的电子设备具有越来越广泛的应用。通常，电子设备的显示屏具有较大的视角，位于不同视角的用户均可以获知其显示的信息。然而在一些场景下用户希望显示屏所显示的信息不可被周围的其他用户获知，即希望显示器件具有防窥功能。

现有的防窥显示器件通常采用在显示屏外增加防窥膜片，过滤大视角的光线，仅保留垂直于显示屏的光线，使得大视角位置的用户无法接收到显示屏所显示的画面，但防窥膜片对垂直视角的光线具有屏蔽作用，降低了垂直视角的显示亮度。一些现有的防窥显示器件在防窥膜片和显示屏之间增加一个背光模组，防窥模式下两个背光模组同时工作来解决上述显示亮度的问题，这种方式增加了显示器件的功耗。

发明内容

有鉴于此，期望能够提供一种低功耗、高亮度的防窥显示装置，为了解决上述技术问题，本申请提供了防窥装置。

本申请提供的防窥显示装置包括：显示屏；扩散膜，设置于显示屏的显示一侧；调节装置，用于使扩散膜和/或显示屏沿相交于显示屏平面的方向移动，以使扩散膜和显示屏之间的相对距离发生改变。

本申请提供防窥装置，通过在显示屏的显示一侧设置可沿相交于显示屏平面的方向移动的扩散膜，使得扩散膜距离显示屏一定距离范围时显示屏在大视角所显示的画面发生雾化，从而在不影响垂直视角的显示亮度的情况下实现防窥功能，有利于降低防窥显示装置的功耗。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本申请提供的防窥显示装置的一个实施例的结构示意图；

图2是本申请提供的防窥显示装置的另一个实施例的结构示意图；

图3是本申请提供的防窥显示装置中扩散膜的一个实施例的立体结构示意图；

图4是本申请提供的防窥显示装置中扩散膜的再一个实施例的立体结构示意图；

图5是图3或图4所示扩散膜的剖面示意图；

图6是本申请提供的防窥显示装置中扩散膜的又一个实施例的剖面结构示意图；

图7是本申请提供的防窥显示装置中扩散膜的又一个实施例的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1，其示出了本申请提供的防窥显示装置的一个实施例的结构示意图。如图1所示，防窥显示装置100包括显示屏11、扩散膜12以及调节装置13。扩散膜12设置于显示屏11的显示一侧；调节装置13用于使扩散膜12和/或显示屏11沿相交于显示屏11平面的方向移动，以使扩散膜12和显示屏11之间的相对距离发生改变。

在本实施例中，调节装置13可以调节显示屏11与扩散膜12之间的相对距离。在这里，显示屏11与扩散膜12之间的相对距离可以为显示屏11上任意一点与扩散膜12之间的距离，即在显示屏11的任一一点S1做垂线，该垂线与扩散膜的交点为S2，S1与S2之间的距离即为显示屏11与扩散膜12之间的相对距离。显示屏11与扩散膜12之间在任意一点处的相对距离发生改变即为扩散膜12和显示屏11之间的相对距离发生改变。

具体来说，如图1所示，调节装置13可以是弹性伸缩装置，可以沿与显示屏11平面呈一锐角的方向拉伸或收缩。调节装置13的一端可以与显示屏11固定连接，另一端可以与扩散膜12固定连接，当调节装置12沿其伸缩方向拉伸或收缩时，扩散膜12或显示屏11随着调节装置13的伸缩而移动，从而二者之间的相对距离发生变化。

需要说明的是，调节装置13可以通过多种方式调节显示屏11和扩散膜12之间的相对距离改变，可以使显示屏11的位置固定、扩散膜12的位置发生改变，例如图1中弹性伸缩装置13与显示屏11连接的一端固定，与扩散膜12连接的一端的位置发生改变；或者使扩散膜12的位置固定，显示屏11的位置发生改变，例如图1中弹性伸缩装置13与扩散膜连接的一端固定，与显示屏11连接的一端的位置发生改变；或者使显示屏11和扩散膜12的位置均发生改变，例如图1中弹性伸缩装置13的两端的位置均发生改变。

上述调节装置13使扩散膜12和/或显示屏11移动的方向相交于显示屏平面，该方向可以与显示屏平面成30°-90°的角度。进一步可选地，如图1所示，上述相交于显示屏平面的方向(图1所示箭头方向)与显示屏平面垂直。调节装置13使扩散膜12和/或显示屏11沿垂直于显示屏11平面的方向移动，可以保证整个显示屏处于防窥模式或整个显示屏处于非防窥模式。

请参考图2，其示出了本申请提供的防窥显示装置的另一个实施例的结构示意图。

如图2所示，防窥显示装置200包括显示屏21、扩散膜22以及调节装置23。扩散膜22设置于显示屏21的显示一侧；调节装置23用于使扩散膜22和/或显示屏21沿相交于显示屏21平面的方向移动，以使扩散膜22和显示屏21之间的相对距离发生改变。

在本实施例中，显示装置200还可以包括滑动导轨251和252。调节装置23可以为可沿滑动导轨移动并与显示屏21或扩散膜22固定连接的滑块。滑动导轨251和252设置于显示屏显示的一侧，且其延伸方向与显示屏平面相交。扩散膜12设置于滑动导轨251和252上，可通过调节装置23与滑动导轨251和252连接，并在调节装置23的控制下沿滑动导轨251和252移动。

在一些可选的实施例中，滑动导轨251和252和延伸方向与显示屏的平面成30°-90°的角度，以使扩散膜22在沿与显示屏平面成30°-90°的方向上移动，保证扩散膜22移动使得显示屏21和扩散膜22之间的距离发生改变，进而保证防窥显示装置200可在防窥模式和非防窥模式之间切换。进一步地，滑动导轨251和252的延伸方向与显示屏21的平面垂直，以保证显示屏21上任一点与扩散膜22的距离均相等，使整个显示屏都处于防窥模式或整个显示屏都处于非防窥模式。

需要说明的是，图2仅示意性地示出了滑动导轨的位置及其与扩散膜的连接关系，在本申请的其他实施例中，防窥显示装置200可以仅包含一条滑动导轨，设置于显示屏的中心位置或边缘位置处，也可以包含三条以上的滑动导轨，设置于显示屏的其他位置处。调节装置也可以具有多种结构，例如可以包括转轴，该转轴与扩散膜固定连接，并可以沿滑动导轨移动，带动扩散膜沿滑动导轨的延伸方向移动，本申请对此不作限定。

上述扩散膜12或22可以是雾化膜，可使通过其中的光线发生折射、反射、散射，当扩散膜与显示屏之间的距离超过一定范围时，观察者在非垂直视角观察到的图像产生雾化效果。

在本实施例中，当扩散膜与显示屏之间的相对距离小于5mm时上述防窥显示装置或为非防窥模式，例如图1所示防窥显示装置100中当扩散膜12位于121位置处或图2所示防窥显示装置200中当扩散膜22位于221位置处时，各视角均可以观察到显示屏11所显示的画面；当扩散膜与显示屏之间的相对距离大于或等于5mm时防窥显示装置为防窥模式，例如图1所示防窥显示装置100中的扩散膜12位于122位置处或图2所示显示装置200中的扩散膜22位于222位置处时，位于垂直视角两侧一定范围的视角区间内的观察者可以正常地观察到显示屏所显示的画面，位于该视角区间外的观察者所观察到的画面发生了雾化以致人眼无法分辨图像内容。

进一步地，显示装置还可以包括背光源，例如图1中显示装置100包括背光源14，图2中显示装置200包括背光源24。背光源可以为显示屏提供背光，背光源发出的光线经过显示屏后入射至扩散膜，扩散膜中介质的结构决定光线的出射方向和出射量，故而扩散膜的结构决定了显示装置在防窥模式下的防窥视角范围。

请参考图3，其示出了本申请提供的防窥显示装置中扩散膜的一个实施例的立体结构示意图。

如图3所示，扩散膜300包括第一基底31、第二基底32以及位于第一基底31和第二基底32之间的多个子扩散结构33。其中，第一基底31和第二基底32平行于显示屏。具体地，第一基底31靠近第二基底32一侧的表面平行于显示屏的表面，第二基底32靠近第一基底31一侧的表面平行于显示屏的表面。

第一基底31和第二基底32可以采用导光性能较好的有机材料制成，例如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)等材料。子扩散结构33可以采用与第一基底31和第二基底32相同或不同的树脂材料制成。

在本实施例中，多个子扩散结构33在第一基底31和第二基底32之间可以呈阵列排布，例如可以沿平行于第一基底31的方向平行排列，并且，如图3所示，每个子扩散结构33关于第一对称面A1对称，该第一对称面A1与第一基底31之间具有第一夹角α，0<α<90°。进一步地，子扩散结构33为片状结构，如图3所示，子扩散结构33为沿平行于基底31方向排列的、与第一基底31成一锐角的矩形片状结构。

继续参考图4，其示出了本申请提供的防窥显示装置中扩散膜的再一个实施例的立体结构示意图。

如图4所示，扩散膜400包括第一基底41、第二基底42以及位于第一基底41和第二基底42之间的多个子扩散结构43。其中，第一基底41和第二基底42平行于显示屏。具体地，第一基底41靠近第二基底42一侧的表面平行于显示屏的表面，第二基底42靠近第一基底41一侧的表面平行于显示屏的表面。

第一基底41和第二基底42可以采用导光性能较好的有机材料制成，例如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)等材料。子扩散结构43可以采用与第一基底41和第二基底42相同或不同的树脂材料制成。

在本实施例中，多个子扩散结构43在第一基底41和第二基底42之间可以呈阵列排布，例如可以沿平行于第一基底41的方向平行排列，并且，每个子扩散结构43关于第一对称面A2对称，该第一对称面A2与第一基底41之间具有第一夹角α，0<α<90°。进一步地，子扩散结构43为柱状结构。如图4所示，子扩散结构43为在第一基底41和第二基底之间阵列排布、与第一基底成一锐角的圆柱状结构。

继续参考图5，其示出了图3或图4所示扩散膜的剖面示意图，其中A’A”为图3中第一对称面A1或图4中第一对称面A2在图5所示剖面中的投影，51为图3中第一基底31或图4中第一基底41在图5所示剖面中的投影，52为图3中第二基底32或图4中第二基底42在图5所示剖面中的投影，53为图3中子扩散结构33或图4中子扩散结构43在图5所示剖面中的投影。

如图5所示，α1为防窥模式下由于子扩散结构对光线的折射、散射和反射作用而使得光亮度受到较大影响，发生雾化的视角范围，通常该视角范围关于A1或A2对称；在α1范围以外的视角的光线发生的折射、散射和反射对光亮度影响较小，可以直接从扩散膜中透射，因此可以作为非防窥视角的范围。α2和α3即为非防窥的视角范围。

以图5所示角度坐标轴Oxy作为防窥视角的计算基准，其中x坐标轴与第一基底51平行，y坐标轴垂直于第一基底51。在一些实施例中，第一夹角α＝35°，假设子扩散结构的雾化角度范围为40°，则扩散膜最小防窥角度为α1_min＝α-40°/2＝15°，最大防窥角度为α1_max＝α+40°/2＝55°，即防窥角度范围α1为15°-55°，扩散膜的非防窥角度范围α2和α3分别为0-15°和55°-180°，其防窥角度范围为15°-55°。当观察者位于图5所示15°-55°视角范围内时，所观察到的图像的雾化程度较强，图像失真严重，而位于图5所示0-15°和55°-180°视角范围内时，所观察到的图像的雾化程度较弱，图像未失真，从而实现在15°-55°视角的单侧防窥。

在具体的实现中，可以根据防窥角度的需求对子扩散结构进行设计，例如可以调节子扩散结构的第一对称面与第一基底之间的夹角α大小，从而对防窥角度范围进行调整。

需要说明的是，上述扩散膜在与显示屏之间的距离小于5mm时防窥角内的图像雾化程度较低，人眼在任意视角均可正常观察到显示屏所显示的图像；上述扩散膜在与显示屏之间的距离大于等于5mm时防窥视角内的图像雾化程度较高，人眼在防窥视角范围内无法正常观察图像；扩散膜与显示屏之间的距离越大，雾化程度越高，雾化效果越明显；而扩散膜在与显示屏之间的距离大于30mm时由于光线的衰减使得显示图像的亮度受到较大的影响，故而上述实施例的防窥显示装置中调节装置可以控制扩散膜和/或显示屏移动以使其最大相对距离为30mm，最小相对距离为0。

由此，包含上述扩散膜的显示装置可以实现一定角度的防窥功能。并且在这种显示装置的设计中，由于在非防窥角度下背光源发出的光线所发生的散射、折射等对光亮度影响较小，因此无需额外增加背光源，降低了防窥显示器件的功耗。

上述实施例所描述的防窥显示装置可以用于提供公共服务的显示场景中，例如银行的ATM机。在一般的显示模式下，调节装置可以将扩散膜和显示屏之间距离调节为5mm以内，各视角的用户都可以观察到显示屏上的画面；在用户操作模式下，调节装置可以将扩散膜和显示屏之间距离调节为大于5mm，这时，位于垂直视角两侧一定范围之外的用户无法正常观察到显示屏上的画面，从而实现了用户个人信息的保护。

可以看出，上述扩散膜的结构可以实现单侧视角范围的防窥，本申请实施例还提供了可实现双侧视角防窥的扩散膜结构，以下结合图6和图7进一步说明。

请参考图6，其示出了本申请提供的防窥显示装置中扩散膜的又一个实施例的剖面结构示意图。

在本实施例中，扩散膜600包括第一基底61、第二基底62以及位于第一基底61和第二基底62之间的多个子扩散结构63。其中第一基底61和第二基底62平行于包含该扩散膜600的防窥显示装置100或200中的显示屏。

如图6所示，扩散膜600包括位于第一基底61和第二基底62之间层叠设置的第一防窥层631和第二防窥层632，子扩散结构63包括第一扩散结构6311和第二扩散结构6321。第一防窥层631包括多个平行排列的第一扩散结构6311，第一扩散结构6311具有第二对称面，该第二对称面在图6所示的剖面中的投影为B’B”，第二对称面与第一基底61之间具有第二夹角β1，0<β1<90°。第二防窥层632包括多个平行排列的第二扩散结构6321，第二扩散结构6321具有第三对称面，该第三对称面在图6所示剖面中的投影为C’C”，第三对称面与第一基底61之间具有第三夹角γ1，0<γ1<90°。并且，第二对称面和第三对称面之间具有第四夹角θ1，其中θ1＝β1+γ1且0<θ1<180°。这样，可以保证第二对称面和第三对称面位于与第一基底垂直的平面的两侧，进而保证第一扩散结构6311的防窥视角和第二扩散结构6321的防窥视角位于垂直视角的两侧，实现双侧防窥。

在进一步的实施例中，上述第二夹角β1和上述第三夹角γ1相等，例如β1＝γ1＝35°。这时，垂直视角两侧的防窥视角范围相等，且两个防窥视角范围关于垂直于第一基底的平面对称。具体来说，若第一防窥层631的雾化角度范围和第二防窥层632的雾化角度均为40°，则第一防窥层631的防窥角度为图6所示角度坐标系Oxy中的15°-55°，第二防窥层632的防窥角度为图6所示角度坐标系Oxy中的125°-165°，则整个防窥显示装置的防窥角度为15°-55°和125°-165°。

本实施例通过将扩散膜的结构设计为具有不同防窥角度的双层子扩散结构来实现双侧防窥，使得防窥显示装置可以更好地保护用户隐私，增强了防窥性能。

请参考图7，其示出了本申请提供的防窥显示装置中扩散膜的又一个实施例的剖面结构示意图。

在本实施例中，扩散膜700包括第一基底71、第二基底72以及位于第一基底71和第二基底72之间的多个子扩散结构73。其中第一基底71和第二基底72平行于包含该扩散膜700的防窥显示装置100或200中的显示屏。

如图7所示，子扩散结构73沿平行于第一基底71的方向排列，每个子扩散结构73包括第一支结构731和第二支结构732，第一支结构731和第二支结构732在其端部位置相互连接。第一支结构731具有第四对称面，第四对称面在图7所示剖面中的投影为直线D’D”，第二支结构732具有第五对称面，第五对称面在图7所示剖面中的投影为直线E’E”。

上述子扩散结构73中，第一支结构731和第二支结构732沿不同的方向延伸，即第四对称面和第五对称面不平行。第一对称面与第一基底71之间具有第五夹角β2(如图7所示直线D’D”与第一基底71之间具有第五夹角β2)，0<β2<90°。第五对称面与第一基底71之间具有第六夹角γ2，0<γ2<90°。并且，第四对称面与第五对称面之间具有第七夹角θ2，其中，θ2＝β2+γ2，0<θ2<180°。这样，可以保证第四对称面和第五对称面位于与第一基底垂直的平面的两侧，进而保证第一支结构731的防窥视角和第二支结构732的防窥视角位于垂直视角的两侧，实现双侧防窥。

在进一步的实施例中，上述第五夹角β2和上述第六夹角γ2相等，例如β2＝γ2＝35°。这时，垂直视角两侧的防窥视角范围相等，且两个防窥视角范围关于垂直于第一基底的平面对称。具体来说，若由第一支结构731所形成的扩散膜结构的雾化角度范围和由第二支结构732形成的扩散膜结构的雾化角度范围均为40°，则由第一支结构731所形成的扩散膜结构的防窥角度为图7所示角度坐标系Oxy中的15°-55°，由第二支结构732所形成的扩散膜结构的防窥角度为图7所示角度坐标系Oxy中的125°-165°，则整个防窥显示装置的防窥角度为15°-55°和125°-165°。

在上述各实施例中，扩散膜的厚度d可以满足：60μm≤d≤200μm，扩散膜厚度越小，光线传输的损耗越小，对垂直视角显示亮度的影响越小。对比图6与图7可以看出，图7所示扩散膜700采用包含具有两个不同延伸方向的子结构的单层扩散结构来实现双侧防窥，相较于图6所示扩散膜600采用的双层防窥层结构，图7所示扩散膜700可以进一步减小扩散膜的厚度，从而进一步减少光线在传输过程中的损耗，并降低防窥显示装置的总体厚度。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (17)

1.一种防窥显示装置，其特征在于，包括：

显示屏；

扩散膜，设置于所述显示屏的显示一侧；所述扩散膜包括第一基底、第二基底以及位于所述第一基底和所述第二基底之间的多个子扩散结构，所述子扩散结构具有对称面，所述第一基底和所述第二基底平行于所述显示屏；

调节装置，用于使所述扩散膜和/或所述显示屏沿相交于所述显示屏平面的方向移动，以使所述扩散膜和所述显示屏之间的相对距离发生改变。

2.根据权利要求1所述的防窥显示装置，其特征在于，所述相交于所述显示屏平面的方向与所述显示屏平面成30°-90°的角度。

3.根据权利要求2所述的防窥显示装置，其特征在于，所述相交于所述显示屏平面的方向与所述显示屏平面垂直。

4.根据权利要求1所述的防窥显示装置，其特征在于，所述扩散膜与所述显示屏之间的相对距离小于5mm时所述防窥显示装置为非防窥模式，所述扩散膜与所述显示屏之间的相对距离大于或等于5mm时所述防窥显示装置为防窥模式。

5.根据权利要求1所述的防窥显示装置，其特征在于，所述子扩散结构平行排列且关于第一对称面对称，所述第一对称面与所述第一基底之间具有第一夹角α，0<α<90°。

6.根据权利要求5所述的防窥显示装置，其特征在于，所述子扩散结构为片状或圆柱状。

7.根据权利要求6所述的防窥显示装置，其特征在于，所述第一夹角α＝35°。

8.根据权利要求1所述的防窥显示装置，其特征在于，所述扩散膜包括位于所述第一基底和所述第二基底之间层叠设置的第一防窥层和第二防窥层；

所述子扩散结构包括第一扩散结构和第二扩散结构，所述第一防窥层包括多个平行排列的所述第一扩散结构，所述第二防窥层包括多个平行排列的所述第二扩散结构；

所述第一扩散结构具有第二对称面，所述第二扩散结构具有第三对称面，所述第二对称面与所述第三对称面不平行；

所述第二对称面与所述第一基底之间具有第二夹角β1，所述第三对称面与所述第一基底之间具有第三夹角γ1，所述第二对称面和所述第三对称面之间具有第四夹角θ1，

其中，θ1＝β1+γ1，0<β1<90°，0<γ1<90°，0<θ1<180°。

9.根据权利要求8所述的防窥显示装置，其特征在于，所述β1与所述γ1相等。

10.根据权利要求8所述的防窥显示装置，其特征在于，所述第二夹角β1＝35°，所述第三夹角γ1＝35°。

11.根据权利要求1所述的防窥显示装置，其特征在于，所述子扩散结构包括第一支结构和第二支结构，所述子扩散结构沿平行于所述第一基底的方向排列；

所述第一支结构和所述第二支结构在其端部相互连接；

所述第一支结构具有第四对称面，所述第二支结构具有第五对称面，所述第四对称面与所述第五对称面不平行；

所述第四对称面与所述第一基底之间具有第五夹角β2，所述第五对称面与所述第一基底之间具有第六夹角γ2，所述第四对称面和所述第五对称面之间具有第七夹角θ2，

其中，θ2＝β2+γ2，0<β2<90°，0<γ2<90°，0<θ2<180°。

12.根据权利要求11所述的防窥显示装置，其特征在于，所述β2与所述γ2相等。

13.根据权利要求11所述的防窥显示装置，其特征在于，所述第五夹角β2＝35°，所述第六夹角γ2＝35°。

14.根据权利要求1所述的防窥显示装置，其特征在于，所述扩散膜的厚度d满足：60μm≤d≤200μm。

15.根据权利要求1所述的防窥显示装置，其特征在于，还包括滑动导轨，所述滑动导轨设置于所述显示屏显示的一侧，所述滑动导轨的延伸方向与所述显示屏平面相交；

所述扩散膜设置于所述滑动导轨上，且在所述调节装置的控制下沿所述滑动导轨移动。

16.根据权利要求15所述的防窥显示装置，其特征在于，所述滑动导轨的延伸方向与所述显示屏的平面成30°-90°的角度。

17.根据权利要求16所述的防窥显示装置，其特征在于，所述滑动导轨的延伸方向与所述显示屏的平面垂直。