CN109375388B - 光线控制结构、显示装置及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光线控制结构、显示装置及工作方法，属于显示技术领域。其中，光线控制结构包括：第一电极；第二电极；位于所述第一电极和所述第二电极之间的二维材料层，所述二维材料层中二维材料的长轴方向受所述第一电极和所述第二电极之间电场的控制。通过本发明的技术方案，能够控制显示屏光线的出射方向。

Description

光线控制结构、显示装置及工作方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是指一种光线控制结构、显示装置及工作方法。

背景技术

现有的车载显示屏，经常会出现发出的光照射在车辆的挡风玻璃上影响驾驶员的视野，或大视角观看时亮度较低及出现色偏的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种光线控制结构、显示装置及工作方法，能够控制显示屏光线的出射方向。

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，提供一种光线控制结构，包括：

第一电极；

第二电极；

位于所述第一电极和所述第二电极之间的二维材料层，所述二维材料层中二维材料的长轴方向受所述第一电极和所述第二电极之间电场的控制。

进一步地，所述第一电极为透明的面状电极，所述第二电极包括多个阵列排布的子电极。

进一步地，所述第一电极为透明的面状电极，所述第二电极包括多个阵列排布的子电极组，每一子电极组包括四个电极，同一子电极组的四个子电极围成一矩形。

进一步地，所述子电极的宽度为3um～10um，所述子电极之间的间距为5um～10um。

进一步地，所述二维材料采用氧化石墨烯。

进一步地，所述二维材料层的厚度为2um～5um。

进一步地，还包括：

相对设置的第一透明基底和第二透明基底；

所述第一电极位于所述第一透明基底朝向所述第二透明基底的一侧；

所述第二电极位于所述第二透明基底朝向所述第一透明基底的一侧。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括显示屏和位于所述显示屏的出光侧的如上所述的光线控制结构。

进一步地，所述显示屏为车载显示屏。

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：

确定观看者观看所述显示屏时的视线方向；

控制所述第一电极和所述第二电极之间的电场，使得所述二维材料的长轴方向与所述视线方向一致。

本发明的实施例具有以下有益效果：

上述方案中，光线控制结构包括第一电极、第二电极以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的二维材料层，所述二维材料层中二维材料的长轴方向受所述第一电极和所述第二电极之间电场的控制，这样通过控制施加在第一电极和第二电极上的电信号，能够改变第一电极和第二电极之间的电场，从而控制二维材料的长轴方向，在光线控制结构位于显示屏出光侧时，显示屏的出射光线仅能沿二维材料的长轴方向出射，从而可以控制显示屏光线的出射方向。在光线控制结构应用于车载显示屏时，能够有效收集显示屏的出射光线，定向进行显示，增强斜视角的显示亮度，增强驾驶员可视性，并且防止车载显示屏发出的光照射在车辆的挡风玻璃上影响驾驶员的视野。

附图说明

图1为本发明实施例显示装置的结构示意图；

图2为本发明实施例光线控制结构控制光线的示意图；

图3为本发明实施例子电极的排布示意图；

图4为本发明实施例二维材料的排列状态示意图；

图5为本发明另一实施例子电极的排布示意图；

图6为本发明另一实施例二维材料的排列状态示意图。

附图标记

1、第一基板

2、OLED发光单元

3、封装层

4、第二基板

5、二维材料层

6、第一透明电极

7、第二透明电极

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。

本发明的实施例提供一种光线控制结构、显示装置及工作方法，能够控制显示屏光线的出射方向。

本发明实施例提供一种光线控制结构，包括：

第一电极；

第二电极；

位于所述第一电极和所述第二电极之间的二维材料层，所述二维材料层中二维材料的长轴方向受所述第一电极和所述第二电极之间电场的控制。

本实施例中，光线控制结构包括第一电极、第二电极以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的二维材料层，所述二维材料层中二维材料的长轴方向受所述第一电极和所述第二电极之间电场的控制，这样通过控制施加在第一电极和第二电极上的电信号，能够改变第一电极和第二电极之间的电场，从而控制二维材料的长轴方向，在光线控制结构位于显示屏出光侧时，显示屏的出射光线仅能沿二维材料的长轴方向出射，从而可以控制显示屏光线的出射方向。在光线控制结构应用于车载显示屏时，能够有效收集显示屏的出射光线，定向进行显示，增强斜视角的显示亮度，增强驾驶员可视性，并且防止车载显示屏发出的光照射在车辆的挡风玻璃上影响驾驶员的视野。

一具体实施例中，所述第一电极为透明的面状电极，所述第二电极包括多个阵列排布的子电极。

另一具体实施例中，所述第一电极为透明的面状电极，所述第二电极包括多个阵列排布的子电极组，每一子电极组包括四个电极，同一子电极组的四个子电极围成一矩形。

第一电极和第二电极中的一个电极包括多个子电极，可以更好地控制二维材料的长轴方向。当然，也可以将第一电极和第二电极都设计为包括多个子电极，但这需要增加制作光线控制结构的构图工艺的次数，因此，为了减少制作光线控制结构的构图工艺的次数，降低光线控制结构的制作成本，可以将第一电极和第二电极中的其中一个设计为面状电极。

进一步地，所述子电极的宽度可以为3um～10um，所述子电极之间的间距可以为5um～10um。

二维材料，是指电子仅可在两个维度的非纳米尺度(1-100nm)上自由运动(平面运动)的材料，如纳米薄膜、超晶格、量子阱。具体地，所述二维材料可以采用氧化石墨烯。

进一步地，所述二维材料层的厚度可以为2um～5um。

进一步地，所述光线控制结构还包括：

相对设置的第一透明基底和第二透明基底；

所述第一电极位于所述第一透明基底朝向所述第二透明基底的一侧；

所述第二电极位于所述第二透明基底朝向所述第一透明基底的一侧。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括显示屏和位于所述显示屏的出光侧的如上所述的光线控制结构。所述显示装置可以为：电视、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。

进一步地，所述显示屏可以为车载显示屏。

本实施例中，光线控制结构包括第一电极、第二电极以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的二维材料层，所述二维材料层中二维材料的长轴方向受所述第一电极和所述第二电极之间电场的控制，这样通过控制施加在第一电极和第二电极上的电信号，能够改变第一电极和第二电极之间的电场，从而控制二维材料的长轴方向，在光线控制结构位于显示屏出光侧时，显示屏的出射光线仅能沿二维材料的长轴方向出射，从而可以控制显示屏光线的出射方向。在光线控制结构应用于车载显示屏时，能够有效收集显示屏的出射光线，定向进行显示，增强斜视角的显示亮度，增强驾驶员可视性，并且防止车载显示屏发出的光照射在车辆的挡风玻璃上影响驾驶员的视野。

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：

确定观看者观看所述显示屏时的视线方向；

控制所述第一电极和所述第二电极之间的电场，使得所述二维材料的长轴方向与所述视线方向一致。

下面结合附图以及具体的实施例对本发明的显示装置及其工作方法进行进一步介绍。

本实施例的显示装置包括显示屏和位于显示屏出光侧的光线控制结构。其中，显示屏可以为OLED显示屏。当然，显示屏并不局限为OLED显示屏，也可以为液晶显示屏。

如图1所示，在显示屏为OLED显示屏时，显示装置包括OLED显示屏和位于OLED显示屏出光侧的光线控制结构。其中，OLED显示屏包括第一基板1、位于第一基板1上的OLED发光单元2、覆盖OLED发光单元2的封装层3。光线控制结构包括相对设置的第一基板1和第二基板4、位于第一基板1上的第一透明电极6、位于第二基板4上的第二透明电极7、位于第一透明电极6和第二透明电极7之间的二维材料层5。其中，OLED显示屏和光线控制结构共用第一基板1，可以减少显示装置的厚度，降低显示装置的成本。

其中，OLED发光单元2包括依次设置的：阴极、电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层和阳极，发光层可以发出多种不同颜色的单色光也可以发出白光。其中，阴极材料为具有较低功函数的材料，电子传输层优选具有较高激发态能级的有机化合物及衍生物，发光层材料可以选择有机小分子或高分子材料，空穴传输层材料为具有较高空穴迁移率和较低游离电势的有机化合物及衍生物，例如芳香胺、咔唑等，阳极材料优选透明导电材料，比如ITO。

覆盖OLED发光单元2的封装层3可以采用多层交替层叠设置的有机薄膜和无机薄膜。

第一透明电极6和第二透明电极7中的其中一个可以为整面的面状电极，另外一个可以包括多个图形化的子电极。

通过向第一透明电极6和第二透明电极7施加不同的电信号可以控制第一透明电极6和第二透明电极7之间的电场，从而控制二维材料层5中的二维材料的长轴方向，如图2所示，二维材料的长轴方向能够控制入射光线的出射方向，使得出射光线仅能沿二维材料的长轴方向出射。

如图3所示，在第一透明电极6和第二透明电极7中的其中一个包括多个图形化的子电极时，子电极可以阵列排布，比如排列成N行N列，这样在向第一透明电极6和第二透明电极7施加电信号时，如图4所示，可以使得竖直排列的二维材料在水平方向平行排列，即面面相对。

如图5所示，在第一透明电极6和第二透明电极7中的其中一个包括多个图形化的子电极时，子电极可以分为多个阵列排布的子电极组，每一子电极组包括四个电极，同一子电极组的四个子电极围成一矩形，子电极组可以排列成N行N列，这样在向第一透明电极6和第二透明电极7施加电信号时，如图6所示，可以使得竖直排列的二维材料在水平方向上围成一矩形。

将第一透明电极6和第二透明电极7中的其中一个设计为包括多个图形化的子电极，可以使得二维材料层5中的二维材料能够更规整的排列，使经二维材料层5的出射光方向更集中，定点可视度更佳。

其中，第一透明电极6和第二透明电极7优选采用ITO，当然，第一透明电极6和第二透明电极7并不局限于采用ITO，还可以采用其他透明导电材料，比如IZO。

子电极的电极尺寸可以根据显示屏的尺寸和显示屏亚像素的尺寸进行调整，优选地，子电极的宽度为3um～10um，所述子电极之间的间距为5um～10um。

二维材料层的厚度可以为2um～5um，二维材料层使用氧化石墨烯材料，其呈片状二维结构，会随电场方向发生偏转。

本实施例的显示装置中，在不向第一透明电极6和第二透明电极7施加电信号时，二维材料层5中的二维材料呈现散乱排列；在需要进行定向显示时，向第一透明电极6和第二透明电极7施加不同的电信号，形成竖直电场，二维材料层5中的二维材料沿电场方向排布，使显示屏的出射光方向沿着平行于二维材料的长轴方向的方向出射。同时，随着向第一透明电极6和第二透明电极7施加的电信号的压差增大，二维材料的长轴方向与法线方向之间所成的角度越大，其中，法线方向垂直于第一基板1，因此，可以通过控制电场的大小控制出射光线的偏转方向。

在本实施例的显示屏为车载显示屏时，能够有效收集显示屏的出射光线，定向进行显示，增强斜视角的显示亮度，优化大视角显示效果，增强驾驶员可视性，并且防止车载显示屏发出的光照射在车辆的挡风玻璃上影响驾驶员的视野。

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 (5)

1.一种显示装置的工作方法，其特征在于，应用于一种显示装置，所述显示装置包括显示屏和位于所述显示屏的出光侧的光线控制结构；所述显示屏为车载显示屏；

所述光线控制结构包括：

第一电极；

第二电极；

位于所述第一电极和所述第二电极之间的二维材料层，所述二维材料层中二维材料的长轴方向受所述第一电极和所述第二电极之间电场的控制，所述第一电极为透明的面状电极，所述第二电极包括多个阵列排布的子电极组，每一子电极组包括四个电极，同一子电极组的四个子电极围成一矩形；

所述工作方法包括：确定观看者观看显示屏时的视线方向；

控制第一电极和第二电极之间的电场，使得二维材料的长轴方向与所述视线方向一致。

2.根据权利要求1所述的显示装置的工作方法，其特征在于，所述子电极的宽度为3um～10um，所述子电极之间的间距为5um～10um。

3.根据权利要求1所述的显示装置的工作方法，其特征在于，所述二维材料采用氧化石墨烯。

4.根据权利要求1所述的显示装置的工作方法，其特征在于，所述二维材料层的厚度为2um～5um。

5.根据权利要求1所述的显示装置的工作方法，其特征在于，还包括：

相对设置的第一透明基底和第二透明基底；

所述第一电极位于所述第一透明基底朝向所述第二透明基底的一侧；

所述第二电极位于所述第二透明基底朝向所述第一透明基底的一侧。

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