CN106647048A - 光学结构、显示装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光学结构、显示装置及其工作方法，属于显示技术领域。光学结构包括：相对设置的第一电极和第二电极；第一取向层；第二取向层；位于第一取向层和第二取向层之间的液晶分子；位于第一取向层朝向第二取向层一侧的多个绝缘的凸起，多个凸起间隔排列、相互平行，凸起的折射率与液晶分子加电状态或不加电状态下的折射率相同；通过控制施加在第一电极和第二电极上的电信号，能够使光学结构在第一状态和第二状态之间进行切换，第一状态下，光学结构不改变入射光学结构的光线的传播方向；第二状态下，光学结构能够改变入射光学结构的光线的传播方向。本发明能够实现防窥显示与共享显示之间的切换。

Description

光学结构、显示装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是指一种光学结构、显示装置及其工作方法。
背景技术
液晶显示技术已经成为市场主流显示技术，在像素分辨率、响应时间、屏幕尺寸等多个方面能够满足人们的需求，但是在一些特殊的显示环境下，人们需要特殊的显示模式以满足特定的需求，例如在办公环境中或者其它私密环境中，人们需要显示屏的屏幕仅供自己可见，他人不可见，即防窥显示模式；在一些情况下又需要与多人共享显示屏的屏幕，即共享显示模式。
现有的防窥显示技术是通过在显示面板上增加特殊的防窥膜材来实现，其只能实现防窥显示，而无法实现防窥显示与共享显示之间的切换。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种光学结构、显示装置及其工作方法，能够实现防窥显示与共享显示之间的切换。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种光学结构，包括：
相对设置的第一电极和第二电极；
位于所述第一电极朝向所述第二电极一侧的第一取向层；
位于所述第二电极朝向所述第一电极一侧的第二取向层；
位于所述第一取向层和所述第二取向层之间的液晶分子；
位于所述第一取向层朝向所述第二取向层一侧的多个绝缘的凸起，所述多个凸起间隔排列、相互平行，所述凸起的折射率与所述液晶分子加电状态或不加电状态下的折射率相同。
进一步地，所述液晶分子为正性液晶分子，液晶分子的预倾角为0度，在不加电状态下，液晶分子的方位角为0度；或
所述液晶分子为负性液晶分子，液晶分子的预倾角为89度，在加电状态下，液晶分子的方位角为0度。
进一步地，所述液晶分子为正性液晶分子，液晶分子的预倾角为0度，在不加电状态下，液晶分子的方位角为90度；或
所述液晶分子为负性液晶分子，液晶分子的预倾角为89度，在加电状态下，液晶分子的方位角为90度。
进一步地，所述光线在所述凸起中的光程为d1，所述光线在所述光学结构除所述凸起之外其他部分中的光程为d2，d2-d1＝(2n+1)*λ/2，其中，λ为所述光线的波长，n为大于等于0的整数。
进一步地，所述凸起为长方体状凸起。
进一步地，所述第一电极和所述第二电极为面状电极。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括：
背光源；
显示面板；
位于所述显示面板和所述背光源之间的如上所述的光学结构。
进一步地，所述背光源为准直背光源。
进一步地，所述显示装置还包括：
位于所述光学结构和所述显示面板之间的偏振片，所述偏振片的透光轴方向与靠近所述偏振片的液晶分子的方位角方向平行。
进一步地，所述液晶分子为电控双折射ECB模式的液晶分子，所述第一取向层和所述第二取向层的取向方向与所述偏振片的透光轴方向平行。
进一步地，所述液晶分子为扭曲向列型TN模式的液晶分子，所述第一取向层和所述第二取向层中，靠近所述偏振片的取向层的取向方向与所述偏振片的透光轴方向平行，远离所述偏振片的取向层的取向方向与所述偏振片的透光轴方向垂直。
本发明实施例还提供了一种显示装置的工作方法，应用于如上所述的显示装置，所述工作方法包括：
控制施加在所述第一电极和所述第二电极上的电信号，使所述光学结构在第一状态和第二状态之间进行切换，其中，第一状态下，所述光学结构不改变所述背光源所发出光线的传播方向；第二状态下，所述光学结构能够改变所述背光源所发出光线的传播方向。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，在显示面板和背光源之间设置有光学结构，通过控制施加在光学结构电极上的电信号，能够使该光学结构在两种状态之间进行切换，在其中的第一状态下，光学结构不改变背光源发出光线的传播方向，在另外的第二状态下，光学结构能够改变背光源发出光线的传播方向，这样在背光源发出的光线可视范围较小时，在光学结构处于第一状态时，可以实现显示装置的防窥显示，在光学结构处于第二状态时，可以扩大背光源发出光线的可视范围，实现显示装置的共享显示；在背光源发出的光线可视范围较大时，在光学结构处于第一状态时，可以实现显示装置的共享显示，在光学结构处于第二状态时，可以缩小背光源发出光线的可视范围，实现显示装置的防窥显示，从而通过本发明的技术方案，实现显示装置在防窥显示与共享显示之间的切换。
附图说明
图1为本发明实施例光学结构的截面示意图；
图2为本发明实施例液晶层初始状态示意图；
图3为本发明实施例显示装置的结构示意图。
附图标记
1背光源 2光学结构 3显示面板 4第一基板
5第一电极 6第一取向层 7凸起 8第二取向层
9第二电极 10第二基板
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的实施例针对现有技术中无法实现防窥显示与共享显示之间的切换的问题，提供一种光学结构、显示装置及其工作方法，能够实现防窥显示与共享显示之间的切换。
实施例一
本实施例提供一种光学结构，如图1所示，本实施例包括：
相对设置的第一电极5和第二电极9；
位于所述第一电极5朝向所述第二电极9一侧的第一取向层6；
位于所述第二电极9朝向所述第一电极5一侧的第二取向层8；
位于所述第一取向层6和所述第二取向层8之间的液晶分子；
位于所述第一取向层6朝向所述第二取向层8一侧的多个绝缘的凸起7，所述多个凸起7间隔排列、相互平行，所述凸起7的折射率与所述液晶分子加电状态或不加电状态下的折射率相同；
通过控制施加在所述第一电极5和所述第二电极9上的电信号，能够使所述光学结构在第一状态和第二状态之间进行切换，其中，第一状态下，所述光学结构不改变入射所述光学结构的光线的传播方向；第二状态下，所述光学结构能够改变入射所述光学结构的光线的传播方向。
进一步地，本实施例的光学结构还包括作为承载部的第一基板4和第二基板10，第一电极5可以设置在第一基板4上，第二电极9可以设置在第二基板10上。
本实施例的光学结构可以设置在显示面板和背光源之间，通过控制施加在光学结构电极上的电信号，能够使该光学结构在两种状态之间进行切换，在其中的第一状态下，光学结构不改变背光源发出光线的传播方向，在另外的第二状态下，光学结构能够改变背光源发出光线的传播方向，这样在背光源发出的光线可视范围较小时，在光学结构处于第一状态时，可以实现显示装置的防窥显示，在光学结构处于第二状态时，可以扩大背光源发出光线的可视范围，实现显示装置的共享显示；在背光源发出的光线可视范围较大时，在光学结构处于第一状态时，可以实现显示装置的共享显示，在光学结构处于第二状态时，可以缩小背光源发出光线的可视范围，实现显示装置的防窥显示，从而通过本发明的技术方案，实现显示装置在防窥显示与共享显示之间的切换。
具体地，所述第二状态下，光线入射所述光学结构的入射角小于该光线出射所述光学结构的出射角。这样在背光源发出的光线可视范围较小时，在光学结构处于第一状态时，可以实现显示装置的防窥显示，在光学结构处于第二状态时，可以扩大背光源发出光线的可视范围，实现显示装置的共享显示。
具体地，提供入射光线的光源可以与导光板组成侧入式背光结构，在经过背光准直结构之后，背光发散角度被限制在一定的小角度范围之内，当然，也可以采用直下式背光结构或其它方式，只需要保证背光结构出射光在小角度范围内即可。背光结构出射的光线经过光学结构时，若光学结构为第二状态，则入射光线将被发散成为大角度光源，例如入射光角度范围为-30°至30°，经过光学结构后角度范围为-60°至60°，或者入射光角度范围为-25°至25°，经过光学结构后角度范围为-50°至50°，再经过前方显示面板后，则能够满足多人观看显示画面，此时为共享显示状态。背光结构出射的光线经过光学结构时，若光学结构处于第一状态，则此时入射光角度不发生变化，光线发散角度较小，满足防窥显示条件。
当然也可以是第二状态下，光线入射所述光学结构的入射角大于该光线出射所述光学结构的出射角。这样在背光源发出的光线可视范围较大时，在光学结构处于第一状态时，可以实现显示装置的共享显示，在光学结构处于第二状态时，可以缩小背光源发出光线的可视范围，实现显示装置的防窥显示。
本实施例中的第一基板4和第二基板10可以选用玻璃基板或石英基板，还可以选用其他且具有一定硬度的透光材料制成。
第一电极5和第二电极9可以选用透明导电材料制成，比如选取ITO、IZO或石墨烯制成，这些材料具有良好的导电能力和光透过率。
凸起7可以选用树脂材料或者其他绝缘材料制成，要求凸起7的折射率与液晶分子的折射率相匹配，能够满足与液晶分子加电状态或不加电状态下的折射率相同。
液晶分子可以选用正性液晶分子或负性液晶分子。
一具体实施方式中，液晶分子为正性液晶分子，如图2所示，液晶分子的初始状态为预倾角0度排列，在不加电状态下，液晶分子的长轴方向平行于凸起7的延伸方向，液晶分子的取向受取向层的取向所决定，取向层采用光取向技术，可以保证液晶分子的预倾角为0度。入射光学结构的光线为小角度范围的自然光，可以认为其是由水平偏振光与竖直偏振光组成，在不加电状态下，液晶分子对水平偏振光的折射率为no，对竖直偏振光的折射率为ne，折射率no与凸起7的折射率相同，水平偏振光正常透射；折射率ne较凸起7的折射率以及折射率no大，形成光学结构的折射率差值，竖直偏振光出射方向发生偏转，出射光学结构后的竖直偏振光的角度范围较大，在两种偏振态的光出射光学结构准备进入显示面板时，水平偏振光无法透过显示面板与光学结构之间的偏振片，此时为共享显示模式；当第一电极5和/或第二电极9加载电信号时，液晶分子在电场作用下逐渐竖起，此时水平偏振光对应折射率仍然为no，水平偏振光正常透射，当液晶分子完全竖直时，竖直偏振光对应折射率为no，竖直偏振光正常透射，无角度偏折，出射光学结构后的竖直偏振光的角度范围较小，在经过显示面板与光学结构之间的偏振片时，水平偏振光无法透过，竖直偏振光正常透射，此时为防窥显示模式。
进一步地，液晶分子还可以采用负性液晶分子，液晶分子的预倾角为89度，在不加电状态下，液晶分子长轴方向平行于所述凸起7的高度方向。当第一电极5和/或第二电极9加载电信号时，产生竖直电场，负性液晶偏转方向为垂直于电场方向，因此在加电状态下，液晶分子逐渐变为水平状态，通过液晶分子的折射率与凸起折射率之间的匹配，也可以实现防窥显示模式和共享显示模式之间的切换。
若凸起7的折射率不等于液晶分子的折射率ne或折射率no，而处于两者之间时，可以改变液晶分子的预倾角，使得凸起7与液晶分子加电状态或不加电状态下的折射率相同，如果是与液晶分子加电状态下的折射率相同，则在不加电状态下与液晶分子的折射率产生折射率差值；如果是与液晶分子不加电状态下的折射率相同，则在加电状态下与液晶分子的折射率产生折射率差值，同样可以实现防窥显示模式和共享显示模式之间的切换。
另一具体实施方式中，液晶分子为正性液晶分子，液晶分子的初始状态为预倾角0度排列，在不加电状态下，液晶分子的方位角为90度，液晶分子的取向受取向层的取向所决定，取向层采用光取向技术，可以保证液晶分子的预倾角为0度。入射光学结构的光线为小角度范围的自然光，可以认为其是由水平偏振光与竖直偏振光组成，在不加电状态下，液晶分子对竖直偏振光的折射率为no，对水平偏振光的折射率为ne，折射率no与凸起7的折射率相同，竖直偏振光正常透射；折射率ne较凸起7的折射率以及折射率no大，形成光学结构的折射率差值，水平偏振光出射方向发生偏转，出射光学结构后的水平偏振光的角度范围较大，在两种偏振态的光出射光学结构准备进入显示面板时，竖直偏振光无法透过显示面板与光学结构之间的偏振片，此时为共享显示模式；当第一电极5和/或第二电极9加载电信号时，液晶分子在电场作用下逐渐竖起，此时竖直偏振光对应折射率仍然为no，竖直偏振光正常透射，当液晶分子完全竖直时，水平偏振光对应折射率为no，水平偏振光正常透射，无角度偏折，出射光学结构后的水平偏振光的角度范围较小，在经过显示面板与光学结构之间的偏振片时，竖直偏振光无法透过，水平偏振光正常透射，此时为防窥显示模式。
进一步地，液晶分子还可以采用负性液晶分子，液晶分子的预倾角为89度，在加电状态下，液晶分子的方位角为90度。当第一电极5和/或第二电极9加载电信号时，产生竖直电场，负性液晶偏转方向为垂直于电场方向，因此在加电状态下，液晶分子逐渐变为水平状态，通过液晶分子的折射率与凸起折射率之间的匹配，也可以实现防窥显示模式和共享显示模式之间的切换。
其中，液晶分子的预倾角为液晶分子的长轴方向与第一基板所在平面之间的夹角，液晶分子的方位角为液晶分子在第一基板所在平面上的投影的长轴方向与凸起的延伸方向之间的夹角。
具体地，所述凸起7为长方体状凸起7，光学结构可以改变与凸起7的延伸方向垂直的平面上的可视范围，比如显示面板面向用户设置，凸起7的延伸方向为显示面板的上下方向，则光学结构可以影响用户左右方向上的可视范围，在左右方向上实现防窥显示模式和共享显示模式之间的切换。
凸起7的周期约为1.5um，其中，凸起7的周期即凸起7的宽度与相邻凸起7之间间距的和。根据不同的入射光波长以及所需要的不同光线发散效果，可以调整凸起7的周期，但其范围为波长量级，凸起7的宽度与相邻凸起7之间间距的比例也可依据需要进行设计，通常情况下可以将凸起7的宽度与相邻凸起7之间间距的比例设计为1:1，凸起7的厚度依照不同的入射光波长而定，需要满足d2-d1＝(2n+1)*λ/2，其中，光线在凸起7中的光程为d1，光线在光学结构除凸起7之外其他部分中的光程为d2，λ为光线的波长，n为大于等于0的整数。将液晶分子填充进凸起7之间的空隙，通过对电极加载不同的信号，液晶分子处于不同的偏转状态，进而相对于入射光的折射率发生变化，实现防窥显示模式和共享显示模式之间的切换。
具体地，第一电极5和第二电极9可以为面状电极，这样第一电极5和第二电极9的制作工艺比较简单，并且第一电极5和第二电极9之间能够形成竖直电场，当然第一电极5和第二电极9也可以为其他形状的电极，比如第一电极5为条状电极，第二电极9为面状电极或第二电极9为条状电极，第二电极9为面状电极。
实施例二
本发明实施例还提供了一种显示装置，如图3所示，包括：
背光源1；
显示面板3；
位于所述显示面板3和所述背光源1之间的如上所述的光学结构2。
所述显示装置可以为：液晶电视、液晶显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件，其中，所述显示装置还包括柔性电路板、印刷电路板和背板。
本实施例中，在显示面板和背光源之间设置有光学结构，通过控制施加在光学结构电极上的电信号，能够使该光学结构在两种状态之间进行切换，在其中的第一状态下，光学结构不改变背光源发出光线的传播方向，在另外的第二状态下，光学结构能够改变背光源发出光线的传播方向，这样在背光源发出的光线可视范围较小时，在光学结构处于第一状态时，可以实现显示装置的防窥显示，在光学结构处于第二状态时，可以扩大背光源发出光线的可视范围，实现显示装置的共享显示；在背光源发出的光线可视范围较大时，在光学结构处于第一状态时，可以实现显示装置的共享显示，在光学结构处于第二状态时，可以缩小背光源发出光线的可视范围，实现显示装置的防窥显示，从而通过本发明的技术方案，实现显示装置在防窥显示与共享显示之间的切换。
具体地，所述背光源为准直背光源。准直背光源发出的光线可视范围较小，在光学结构处于第一状态时，可以实现显示装置的防窥显示，在光学结构处于第二状态时，可以扩大背光源发出光线的可视范围，实现显示装置的共享显示。
进一步地，所述显示装置还包括：
位于所述光学结构2和所述显示面板3之间的偏振片，所述偏振片的透光轴方向与靠近偏振片的液晶分子的方位角方向平行。采用该种设计时，能够在与液晶分子的方位角方向垂直的方向上扩大光线的可视范围，同时扩大可视范围后的光线能够透过偏振片。
本实施例中的液晶分子可以选用ECB(电控双折射)模式液晶分子或者TN(扭曲向列型)模式液晶分子，对于ECB模式液晶分子，要求其液晶分子长轴方向与显示面板和光学结构之间的偏光片的透过轴方向相同，即第一取向层6和所述第二取向层8的取向方向与所述偏振片的透光轴方向平行。
对于TN模式液晶分子，要求其上层液晶分子长轴方向与显示面板和光学结构之间的偏光片透过轴方向相同，下层液晶分子长轴方向与该偏光片透过轴方向垂直。即所述第一取向层6和所述第二取向层8中，靠近所述偏振片的取向层的取向方向与所述偏振片的透光轴方向平行，远离所述偏振片的取向层的取向方向与所述偏振片的透光轴方向垂直。
实施例三
本实施例提供了一种显示装置的工作方法，应用于如上所述的显示装置，所述工作方法包括：
控制施加在所述第一电极5和所述第二电极9上的电信号，使所述光学结构在第一状态和第二状态之间进行切换，其中，第一状态下，所述光学结构不改变所述背光源所发出光线的传播方向；第二状态下，所述光学结构能够改变所述背光源所发出光线的传播方向。
其中，在向第一电极5和第二电极9施加电信号时，可以向其中一个电极加载0V的com信号，另一个电极加载±Vop方波信号，Vop的大小可调，从而实现光学结构在第一状态和第二状态之间切换。
本实施例中，在显示面板和背光源之间设置有光学结构，通过控制施加在光学结构电极上的电信号，能够使该光学结构在两种状态之间进行切换，在其中的第一状态下，光学结构不改变背光源发出光线的传播方向，在另外的第二状态下，光学结构能够改变背光源发出光线的传播方向，这样在背光源发出的光线可视范围较小时，在光学结构处于第一状态时，可以实现显示装置的防窥显示，在光学结构处于第二状态时，可以扩大背光源发出光线的可视范围，实现显示装置的共享显示；在背光源发出的光线可视范围较大时，在光学结构处于第一状态时，可以实现显示装置的共享显示，在光学结构处于第二状态时，可以缩小背光源发出光线的可视范围，实现显示装置的防窥显示，从而通过本发明的技术方案，实现显示装置在防窥显示与共享显示之间的切换。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光学结构，其特征在于，包括：
相对设置的第一电极和第二电极；
位于所述第一电极朝向所述第二电极一侧的第一取向层；
位于所述第二电极朝向所述第一电极一侧的第二取向层；
位于所述第一取向层和所述第二取向层之间的液晶分子；
位于所述第一取向层朝向所述第二取向层一侧的多个绝缘的凸起，所述多个凸起间隔排列、相互平行，所述凸起的折射率与所述液晶分子加电状态或不加电状态下的折射率相同。
2.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于，所述液晶分子为正性液晶分子，液晶分子的预倾角为0度，在不加电状态下，液晶分子的方位角为0度；或
所述液晶分子为负性液晶分子，液晶分子的预倾角为89度，在加电状态下，液晶分子的方位角为0度；或
所述液晶分子为正性液晶分子，液晶分子的预倾角为0度，在不加电状态下，液晶分子的方位角为90度；或
所述液晶分子为负性液晶分子，液晶分子的预倾角为89度，在加电状态下，液晶分子的方位角为90度。
3.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于，入射所述光学结构的光线在所述凸起中的光程为d1，所述光线在所述光学结构除所述凸起之外其他部分中的光程为d2，d2-d1＝(2n+1)*λ/2，其中，λ为所述光线的波长，n为大于等于0的整数。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的光学结构，其特征在于，所述凸起为长方体状凸起。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的光学结构，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极为面状电极。
6.一种显示装置，其特征在于，包括：
背光源；
显示面板；
位于所述显示面板和所述背光源之间的如权利要求1-5中任一项所述的光学结构。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述背光源为准直背光源。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括：
位于所述光学结构和所述显示面板之间的偏振片，所述偏振片的透光轴方向与靠近所述偏振片的液晶分子的方位角方向平行。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述液晶分子为电控双折射ECB模式的液晶分子，所述第一取向层和所述第二取向层的取向方向与所述偏振片的透光轴方向平行；或
所述液晶分子为扭曲向列型TN模式的液晶分子，所述第一取向层和所述第二取向层中，靠近所述偏振片的取向层的取向方向与所述偏振片的透光轴方向平行，远离所述偏振片的取向层的取向方向与所述偏振片的透光轴方向垂直。
10.一种显示装置的工作方法，其特征在于，应用于如权利要求6-9中任一项所述的显示装置，所述工作方法包括：
控制施加在所述第一电极和所述第二电极上的电信号，使所述光学结构在第一状态和第二状态之间进行切换，其中，第一状态下，所述光学结构不改变所述背光源所发出光线的传播方向；第二状态下，所述光学结构能够改变所述背光源所发出光线的传播方向。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018171403A1 (zh) * 2017-03-20 2018-09-27 京东方科技集团股份有限公司 光学结构、显示装置及其工作方法
CN109239996A (zh) * 2018-11-23 2019-01-18 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置及显示方法
CN110161677A (zh) * 2019-06-06 2019-08-23 京东方科技集团股份有限公司 防窥膜及显示装置
WO2019179484A1 (zh) * 2018-03-22 2019-09-26 京东方科技集团股份有限公司 显示面板以及制备显示面板的方法
US10712611B2 (en) 2017-03-17 2020-07-14 Boe Technology Group Co., Ltd. Display device, display apparatus and display method
CN111766975A (zh) * 2020-06-12 2020-10-13 惠州市华星光电技术有限公司 一种触控面板及触控显示装置
CN112363334A (zh) * 2020-11-10 2021-02-12 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置
CN113311601A (zh) * 2020-02-27 2021-08-27 瀚宇彩晶股份有限公司 防窥装置
CN113671734A (zh) * 2021-08-06 2021-11-19 Tcl华星光电技术有限公司 显示装置及其防窥态切换膜片的驱动方法
WO2022077709A1 (zh) * 2020-10-15 2022-04-21 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板及显示模组
WO2023102989A1 (zh) * 2021-12-10 2023-06-15 武汉华星光电技术有限公司 显示装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114326197A (zh) * 2020-09-30 2022-04-12 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及显示装置
JP2023026922A (ja) * 2021-08-16 2023-03-01 株式会社ジャパンディスプレイ 視野角制御装置及び表示装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090033830A1 (en) * 2007-08-03 2009-02-05 Yaw-Huei Tsai Optical sheet
WO2012017931A1 (ja) * 2010-08-05 2012-02-09 シャープ株式会社 液晶パネルおよび液晶表示装置
CN104880760A (zh) * 2015-06-01 2015-09-02 京东方科技集团股份有限公司 一种背光模组及防窥显示装置
CN105549236A (zh) * 2016-02-19 2016-05-04 京东方科技集团股份有限公司 可切换防窥装置及其制备方法、显示装置
CN105589228A (zh) * 2016-03-08 2016-05-18 武汉华星光电技术有限公司 一种视角调节器及液晶显示器
CN106483694A (zh) * 2017-01-03 2017-03-08 京东方科技集团股份有限公司 显示屏、显示装置及显示方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006171701A (ja) * 2004-11-18 2006-06-29 Dainippon Printing Co Ltd 視野角制御シート及びこれを用いた液晶表示装置
TWI328714B (en) * 2008-10-09 2010-08-11 Au Optronics Corp Switchable two and three dimensional display
JP5630013B2 (ja) * 2009-01-30 2014-11-26 ソニー株式会社 液晶表示装置の製造方法
WO2012053477A1 (ja) * 2010-10-21 2012-04-26 シャープ株式会社 液晶表示装置
TWI435301B (zh) 2011-09-27 2014-04-21 Chunghwa Picture Tubes Ltd 防窺顯示系統
JP6098064B2 (ja) * 2012-08-08 2017-03-22 ソニー株式会社 表示装置および照明装置
TWI484252B (zh) * 2013-02-25 2015-05-11 Benq Materials Corp 防窺裝置
JP2016054227A (ja) * 2014-09-03 2016-04-14 ソニー株式会社 固体撮像素子、および撮像装置、並びに電子機器
CN107407833B (zh) * 2015-03-20 2021-01-08 夏普株式会社 镜面显示器
KR102405312B1 (ko) * 2015-10-06 2022-06-02 엘지디스플레이 주식회사 광 제어장치, 그를 포함한 투명표시장치 및 그의 제조방법
CN106054423A (zh) 2016-08-17 2016-10-26 京东方科技集团股份有限公司 一种显示模组及显示装置
TWI596402B (zh) * 2016-08-17 2017-08-21 友達光電股份有限公司 液晶顯示面板
CN106647048B (zh) 2017-03-20 2019-07-16 京东方科技集团股份有限公司 光学结构、显示装置及其工作方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090033830A1 (en) * 2007-08-03 2009-02-05 Yaw-Huei Tsai Optical sheet
WO2012017931A1 (ja) * 2010-08-05 2012-02-09 シャープ株式会社 液晶パネルおよび液晶表示装置
CN104880760A (zh) * 2015-06-01 2015-09-02 京东方科技集团股份有限公司 一种背光模组及防窥显示装置
CN105549236A (zh) * 2016-02-19 2016-05-04 京东方科技集团股份有限公司 可切换防窥装置及其制备方法、显示装置
CN105589228A (zh) * 2016-03-08 2016-05-18 武汉华星光电技术有限公司 一种视角调节器及液晶显示器
CN106483694A (zh) * 2017-01-03 2017-03-08 京东方科技集团股份有限公司 显示屏、显示装置及显示方法

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10712611B2 (en) 2017-03-17 2020-07-14 Boe Technology Group Co., Ltd. Display device, display apparatus and display method
US10921621B2 (en) 2017-03-20 2021-02-16 Boe Technology Group Co., Ltd. Optical structure, display device and operating method thereof
WO2018171403A1 (zh) * 2017-03-20 2018-09-27 京东方科技集团股份有限公司 光学结构、显示装置及其工作方法
US11204529B2 (en) 2018-03-22 2021-12-21 Boe Technology Group Co., Ltd. Display panel and method for manufacturing the display panel
WO2019179484A1 (zh) * 2018-03-22 2019-09-26 京东方科技集团股份有限公司 显示面板以及制备显示面板的方法
CN109239996B (zh) * 2018-11-23 2022-04-29 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置及显示方法
CN109239996A (zh) * 2018-11-23 2019-01-18 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置及显示方法
CN110161677A (zh) * 2019-06-06 2019-08-23 京东方科技集团股份有限公司 防窥膜及显示装置
CN113311601A (zh) * 2020-02-27 2021-08-27 瀚宇彩晶股份有限公司 防窥装置
CN113311601B (zh) * 2020-02-27 2024-04-05 瀚宇彩晶股份有限公司 防窥装置
CN111766975A (zh) * 2020-06-12 2020-10-13 惠州市华星光电技术有限公司 一种触控面板及触控显示装置
WO2022077709A1 (zh) * 2020-10-15 2022-04-21 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板及显示模组
US11940680B2 (en) 2020-10-15 2024-03-26 Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Display panel and display module
CN112363334A (zh) * 2020-11-10 2021-02-12 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置
CN112363334B (zh) * 2020-11-10 2023-10-20 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置
CN113671734A (zh) * 2021-08-06 2021-11-19 Tcl华星光电技术有限公司 显示装置及其防窥态切换膜片的驱动方法
WO2023102989A1 (zh) * 2021-12-10 2023-06-15 武汉华星光电技术有限公司 显示装置

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US10921621B2 (en) 2021-02-16
WO2018171403A1 (zh) 2018-09-27
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