CN110780477A - 一种液晶显示屏、其显示方法及显示装置 - Google Patents

一种液晶显示屏、其显示方法及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供的一种液晶显示屏、其显示方法及显示装置,包括:背光模组,位于背光模组出光侧层叠设置且偏振方向垂直的第一偏光片和第二偏光片,第一偏光片靠近背光模组,第二偏光片远离背光模组,位于第一偏光片和第二偏光片之间层叠设置的显示面板和视角控制面板,位于第二偏光片远离背光模组一侧的染料液晶盒;视角控制面板用于在电场的作用下控制背光模组出射的光线的角度;染料液晶盒用于在电场的作用下控制穿过染料液晶盒的光线的出射方向。该液晶显示屏通过从视角控制面板能够降低屏幕对比度以及染料液晶盒能够降低屏幕亮度两个方面实现防窥,防窥效果较好,并且能够实现宽视角与窄视角之间的任意切换,结构设计简单、工艺制作简单。

Description

一种液晶显示屏、其显示方法及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域,特别涉及一种液晶显示屏、其显示方法及显示装置。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)具备轻薄、节能、无辐射等诸多优点,因此已逐渐取代传统的阴极射线管(CRT)显示器。目前,液晶显示器被广泛地应用于高清晰数字电视、台式计算机、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑、数码相机等电子设备中。
目前,广视角属于液晶显示器的主流发展方向。比如,笔记本电脑、个人数字助理、平板电脑、手机等广视角的便携式电子设备等均采用广视角技术,如此使得人们在从不同的方向观看广视角的显示器时均可以看到完整且不失真的画面。但是,当涉及个人隐私以及重要信息时,广视角的显示器在有些场合下的使用也会使人们感到不便,比如,在车站等车时,使用者旁边以及后方的人极有可能窥见使用者的广视角的便携式电子设备的屏幕上的内容。
因此,除了广视角的需求之外,在需要防窥的场合下,能够将显示器切换或调整到窄视角模式的显示器也逐渐发展起来。目前,对液晶显示器的广视角与窄视角进行切换的常见实现方式有:(1)增加一张窄视角膜,放在显示器上实现窄视角,取下窄视角膜实现宽视角,但这种情况非常不方便;(2)在彩膜基板上设置ITO电极,增加垂直方向电场,控制液晶分子在垂直方向上的转动,实现视角可切换,但这种方式设计难度高,工艺难度高,且存在很多固有缺陷,如残影较差、宽视角亮度损失等。
因此,有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。
发明内容
本发明实施例提供一种液晶显示屏、其显示方法及显示装置,该液晶显示屏从降低对比度和降低亮度两个方面实现防窥,且能够实现宽视角与窄视角之间的任意切换、并且不会出现上述现有技术中出现的问题,且防窥效果较好。
本发明实施例提供的一种液晶显示屏,包括:背光模组,位于所述背光模组出光侧层叠设置的第一偏光片和第二偏光片,所述第一偏光片靠近所述背光模组,所述第二偏光片远离所述背光模组;其中,所述第一偏光片的偏振方向和所述第二偏光片的偏振方向垂直;
还包括:位于所述第一偏光片和所述第二偏光片之间层叠设置的显示面板和视角控制面板,以及位于所述第二偏光片远离所述背光模组一侧的染料液晶盒;
所述视角控制面板用于在电场的作用下控制所述背光模组出射的光线的角度;
所述染料液晶盒用于在电场的作用下控制穿过所述染料液晶盒的光线的出射方向。
可选地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,所述染料液晶盒包括相对设置的第一基板和第二基板,以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的染料液晶层;
所述第一基板面向所述第二基板的表面设有第一电极,所述第一电极面向所述第二基板的表面设有第一取向层,所述第二基板面向所述第一基板的表面设有第二电极,所述第二电极面向所述第一基板的表面设有第二取向层;
在未加电状态下,所述染料液晶层染料液晶分子的长轴方向垂直于所述第一基板;
在加电状态下,所述染料液晶层染料液晶分子的长轴方向在所述第一基板上的正投影平行于所述第二偏光片的偏振方向。
可选地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,所述染料液晶层包括染料分子和向列相液晶分子,所述染料分子具有偶氮基团或蒽醌基团,且所述染料分子呈线性且与所述向列相液晶分子长轴平行。
可选地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,所述染料液晶层中的染料液晶分子相对于所述第一基板和所述第二基板的初始预倾角为80°~90°。
可选地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,所述染料液晶层中的染料液晶分子相对于所述第一基板和所述第二基板的初始预倾角为89°~90°。
可选地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,所述视角控制面板位于所述第一偏光片和所述显示面板之间。
可选地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,所述视角控制面板包括相对设置的第三基板和第四基板,以及位于所述第三基板和所述第四基板之间的第一液晶层;其中,所述第三基板位于所述第一偏光片靠近所述第四基板的一侧,所述第四基板位于所述显示面板靠近所述第三基板的一侧;
所述显示面板包括相对设置的第五基板和第六基板,以及位于所述第五基板和所述第六基板之间的第二液晶层;其中,所述第五基板位于所述视角控制面板靠近所述第六基板的一侧,所述第六基板位于所述第二偏光片靠近所述第五基板的一侧;
所述第四基板和所述第五基板为同一基板。
可选地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,所述视角控制面板位于所述第二偏光片和所述显示面板之间。
可选地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,所述视角控制面板包括相对设置的第三基板和第四基板,以及位于所述第三基板和所述第四基板之间的第一液晶层;其中,所述第三基板位于所述显示面板靠近所述第四基板的一侧,所述第四基板位于所述第二偏光片靠近所述第三基板的一侧;
所述显示面板包括相对设置的第五基板和第六基板,以及位于所述第五基板和所述第六基板之间的第二液晶层;其中,所述第五基板位于所述第一偏光片靠近所述第六基板的一侧,所述第六基板位于所述视角控制面板靠近所述第五基板的一侧;
所述第三基板和所述第六基板为同一基板。
可选地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,所述第一液晶层中的液晶分子相对于所述第三基板和所述第四基板的初始预倾角为0°~5°。
可选地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,所述第一电极和所述第二电极的材料均为透明导电材料。
相应地,本发明实施例还提供了一种显示装置,包括本发明实施例提供的上述任一项所述的液晶显示屏。
相应地,本发明实施例还提供了一种如本发明实施例提供的上述任一项所述的液晶显示屏的显示方法,包括:
在窄视角显示模式,所述视角控制面板在电场的作用下控制所述背光模组出射的光线的角度,所述染料液晶盒在电场的作用下控制穿过所述染料液晶盒的光线的出射方向;
在宽视角显示模式,控制所述视角控制面板和所述染料液晶盒不对光线进行调制。
可选地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述显示方法中,所述视角控制面板在电场的作用下控制所述背光模组出射的光线的角度,具体为:
控制所述视角控制面板内的第一液晶层的液晶分子与所述显示面板内的第二液晶层的液晶分子的偏转方向不同。
可选地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述显示方法中,所述染料液晶盒在电场的作用下控制穿过所述染料液晶盒的光线的出射方向,具体为:
所述染料液晶盒在电场的作用下吸收预设角度的预设光线。
本发明有益效果如下:
本发明实施例提供的液晶显示屏、其显示方法及显示装置,一方面,该液晶显示屏通过在显示面板入光侧设置视角控制面板,在给视角控制面板加电时,可以在视角控制面板内形成斜向电场,则视角控制面板内液晶分子的长轴沿电场方向偏转,对光进行调制,在斜视角方向,出射光的偏振方向和第二偏光片的偏振方向不再垂直,由于与显示面板内的液晶分子的长轴偏转方向不同,导致穿过两个面板内的液晶分子的光线发生相位延迟,导致在该液晶显示屏的屏幕斜视方向上出现暗态漏光现象,从而使得屏幕上的对比度降低,斜视观察时模糊,影响观看效果,从而实现液晶显示屏的窄视角显示模式;在视角控制面板未加电时,视角控制面板内的液晶分子不发生偏转,对光不进行调制,暗态不产生漏光,从而使得对比度不会下降,人眼斜视时观察到的画面的对比度不会下降,观察清晰,从而实现液晶显示屏的宽视角显示模式。另一方面,本发明实施例还在显示面板出光侧设置染料液晶盒,染料液晶盒可以在电场的作用下控制穿过染料液晶盒的光线的出射方向,如果偏振光的方向和染料液晶盒内的染料液晶分子长轴方向平行,偏振光会被染料分子吸收,无法透过,则从屏幕的一侧(如屏幕左侧)观看时,屏幕的亮度下降,斜视观察时更加模糊,进一步影响观看效果,从而有效的实现液晶显示屏的窄视角显示模式;在宽视角模式时,出射光的偏振方向和染料液晶分子的长轴垂直,显示不受影响。因此,本发明提供的液晶显示屏通过从视角控制面板能够降低对比度以及染料液晶盒能够降低亮度两个方面实现防窥,防窥效果较好,并且能够实现宽视角与窄视角之间的任意切换,结构设计简单、工艺制作简单。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种液晶显示屏的剖面结构示意图之一;
图2为本发明实施例提供的一种液晶显示屏的剖面结构示意图之二;
图3为本发明实施例提供的一种液晶显示屏对应的偏振光通过与否的模拟示意图;
图4为本发明实施例提供的一种液晶显示屏的剖面结构示意图之三;
图5为本发明实施例提供的一种液晶显示屏的剖面结构示意图之四;
图6为本发明实施例提供的一种液晶显示屏中显示面板和视角控制面板的主视图;
图7为图6对应的视角控制面板加电场时的主视图;
图8为图6对应的左视图;
图9为图8对应的视角控制面板加电场时的左视图;
图10为本发明实施例提供的一种液晶显示屏中显示面板和染料液晶盒的主视图;
图11为图10对应的染料液晶盒加电场时的主视图;
图12为图1对应的视角控制面板和染料液晶盒加电场时的主视图;
图13为图1对应的左视图;
图14为图13对应的视角控制面板和染料液晶盒加电场时的左视图;
图15为图1对应的实现防窥效果的示意图;
图16和图17为实施例一对应的视角亮度和视角对比度的模拟数据图;
图18和图19为实施例二对应的视角亮度和视角对比度的模拟数据图;
图20和图21为实施例三对应的视角亮度和视角对比度的模拟数据图。
具体实施方式
为了使本发明的目的,技术方案和优点更加清楚,下面结合附图,对本发明实施例提供的液晶显示屏、其显示方法及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。应当理解,下面所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要注意的是,附图中各层薄膜厚度和形状不反映液晶显示屏的真实比例,目的只是示意说明本发明内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
下面结合附图,对本发明进行详细说明。需要说明的是,本实施例中是为了更好的解释本发明,但不限制本发明。
本发明实施例提供了一种液晶显示屏,如图1和图2所示,包括:背光模组(本发明实施例的附图中未示意出),位于背光模组出光侧层叠设置的第一偏光片1和第二偏光片2,第一偏光片1靠近背光模组,第二偏光片2远离背光模组;其中,第一偏光片1的偏振方向和第二偏光片2的偏振方向垂直(图1和图2中以第一偏光片1垂直于纸面方向、第二偏光片2平行于纸面方向为例);
还包括:位于第一偏光片1和第二偏光片2之间层叠设置的显示面板10和视角控制面板20,以及位于第二偏光片2远离背光模组一侧的染料液晶盒30;
视角控制面板20用于在电场的作用下控制背光模组出射的光线的角度;
染料液晶盒30用于在电场的作用下控制穿过染料液晶盒30的光线的出射方向。
本发明实施例提供的上述液晶显示屏,一方面,通过在显示面板10入光侧设置视角控制面板20,在给视角控制面板20加电时,可以在视角控制面板20内形成斜向电场,则视角控制面板20内液晶分子的长轴沿电场方向偏转,对光进行调制,在斜视角方向,出射光的偏振方向和第二偏光片2的偏振方向不再垂直,由于与显示面板10内的液晶分子的长轴偏转方向不同,导致穿过两个面板内的液晶分子的光线发生相位延迟,导致在该液晶显示屏的屏幕斜视方向上出现暗态漏光现象,从而使得屏幕上的对比度降低,斜视观察时模糊,影响观看效果,从而实现液晶显示屏的窄视角显示模式;在视角控制面板20未加电时,视角控制面板20内的液晶分子不发生偏转,对光不进行调制,暗态不产生漏光,从而使得对比度不会下降,人眼斜视时观察到的画面的对比度不会下降,观察清晰,从而实现液晶显示屏的宽视角显示模式。另一方面,本发明实施例还在显示面板10出光侧设置染料液晶盒30,染料液晶盒30可以在电场的作用下控制穿过染料液晶盒30的光线的出射方向,如果偏振光的方向和染料液晶盒30内的染料液晶分子长轴方向平行,偏振光会被染料分子吸收,无法透过,则从屏幕的一侧(如屏幕左侧)观看时,屏幕的亮度下降,斜视观察时更加模糊,进一步影响观看效果,从而有效的实现液晶显示屏的窄视角显示模式;在宽视角模式时,出射光的偏振方向和染料液晶分子的长轴垂直,显示不受影响。因此,本发明提供的液晶显示屏通过从视角控制面板20能够降低对比度以及染料液晶盒30能够降低亮度两个方面共同作用实现防窥,防窥效果较好,并且能够实现宽视角与窄视角之间的任意切换,结构设计简单、工艺制作简单。
在具体实施时,如图1和图2所示,显示面板10和视角控制面板20之间、视角控制面板20上的第二偏光片2和染料液晶盒30之间均通过光学胶(OCA)进行粘结固定,以保证透光的同时,减少显示屏的整体厚度。
进一步地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,如图1和图2所示,染料液晶盒30包括相对设置的第一基板31和第二基板32,以及位于第一基板31和第二基板32之间的染料液晶层33。
第一基板31面向第二基板32的表面设有第一电极(图中未示出),第一电极面向第二基板32的表面设有第一取向层(图中未示出),第二基板32面向第一基板31的表面设有第二电极(图中未示出),第二电极面向第一基板31的表面设有第二取向层(图中未示出)。
以图1为例,在未加电状态下,染料液晶层33染料液晶分子的长轴方向垂直于第一基板31;这样在宽视角显示时,由于不加电的染料液晶盒30中的液晶分子处于站立状态,因此偏振光可以直接通过染料液晶盒30,从而可以降低液晶显示屏的功耗。
如图12所示,在加电状态下,染料液晶层33染料液晶分子的长轴方向在第一基板31上的正投影平行于第二偏光片2的偏振方向,例如从显示屏的左侧观看时,就需要对染料液晶盒加电使其内的染料液晶分子向右偏转,由于偏振光的偏振方向平行于染料液晶分子的长轴方向,偏振光被染料液晶分子吸收,显示屏的左侧无偏振光透过,因此显示画面的亮度降低,左侧观看时显示画面无法被观看者看到,从而实现窄视角显示,即可实现防窥。
需要说明的是,本发明实施例提供的液晶显示屏主要应用于车载显示,在副驾驶人员看一些娱乐视频时,为了防止影响主驾驶人员驾驶车辆,就需要让副驾驶位置的液晶显示屏的左侧视角下的画面无法被主驾驶人员观察到,因此通过采用本发明实施例提供的上述液晶显示屏可以有效防止主驾驶人员观看到副驾驶位置的画面,从而不影响主驾驶人员驾驶车辆。当然,本发明实施例不仅可以应用于车载显示,还可以应用于需要右侧视角下的画面不被窥视时,这时就需要对染料液晶盒加电使其内的染料液晶分子向左偏转即可。
进一步地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,如图1和图2所示,染料液晶层33包括染料分子331和向列相液晶分子332,针对染料分子331的选用,需要保证染料分子331在主体液晶中有较高的有序参数和二色比,以保证染料分子331的排列有序性和染料液晶单元的对比度。并且,染料分子331需要对光(UV)、热具有较高的稳定性,还需要具有较高的消光系数。在选择染料时,还需要考虑染料分子331在主体液晶的溶解度,以及保证形成的染料液晶呈黑色。因此本发明实施例中的染料分子331可以具有偶氮基团或蒽醌基团,且染料分子331呈线性且与向列相液晶分子332长轴平行。
具体地,以白色实心圆圈代表液晶分子、黑色实心圆圈代表染料分子、液晶分子和染料分子垂直于显示屏面内为例,当偏振光通过染料液晶分子时,如图3所示(左侧),若偏振光的偏振方向和染料液晶分子长轴方向平行时,偏振光被染料分子吸收,如图3所示(右侧),若偏振光的偏振方向和染料液晶分子长轴方向垂直时,偏振光透过;即染料液晶层可以被看做是一个可控偏光片。
进一步地,在具体实施时,为了在第一电极和第二电极之间形成电场能够使染料液晶层中的染料液晶分子顺利的沿电场方向发生偏转,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,如图1和图2所示,染料液晶层33中的染料液晶分子(染料分子331和液晶分子332)相对于第一基板31和第二基板32的初始预倾角为80°~90°,这样染料液晶层中的染料液晶分子(染料分子331和液晶分子332)在初始状态就有向电场方向偏转的倾向,在形成电场后更有利于染料液晶层中的染料液晶分子(染料分子331和液晶分子332)沿电场方向发生偏转。
进一步地,在具体实施时,由于染料液晶层中的染料分子和液晶分子相对于第一基板和第二基板的初始预倾角为90°时,偏振光的透过率最大,因此为了不影响偏振光的透过率,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,染料液晶层中的染料分子和液晶分子相对于第一基板和第二基板的初始预倾角优选为89°~90°。这样既不影响偏振光的透过率,又可以使染料分子和液晶分子在初始状态就有向电场方向偏转的倾向。
进一步地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,如图1所示,视角控制面板20可以位于第一偏光片1和显示面板10之间。
进一步地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,如图1所示,视角控制面板20包括相对设置的第三基板21和第四基板22,以及位于第三基板21和第四基板22之间的第一液晶层23;其中,第三基板21位于第一偏光片1靠近第四基板22的一侧,第四基板22位于显示面板10靠近第三基板21的一侧;
显示面板10包括相对设置的第五基板11和第六基板12,以及位于第五基板11和第六基板12之间的第二液晶层13;其中,第五基板11位于视角控制面板20靠近第六基板12的一侧,第六基板12位于第二偏光片2靠近第五基板11的一侧;
如图4所示,第四基板22和第五基板11可以为同一基板,这样可以节省一块基板的设置,降低液晶显示屏的厚度。
进一步地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,如图2所示,视角控制面板20可以位于第二偏光片2和显示面板10之间。
进一步地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,如图2所示,视角控制面板20包括相对设置的第三基板21和第四基板22,以及位于第三基板21和第四基板22之间的第一液晶层23;其中,第三基板21位于显示面板10靠近第四基板22的一侧,第四基板22位于第二偏光片2靠近第三基板21的一侧;
显示面板10包括相对设置的第五基板11和第六基板12,以及位于第五基板11和第六基板12之间的第二液晶层13;其中,第五基板11位于第一偏光片1靠近第六基板12的一侧,第六基板12位于视角控制面板20靠近第五基板11的一侧;
如图5所示,第三基板21和第六基板12为同一基板,这样可以节省一块基板的设置,降低液晶显示屏的厚度。
进一步地,在具体实施时,为了在视角控制面板内形成电场能够使第一液晶层中的液晶分子顺利的沿电场方向发生偏转,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,如图1、图2、图4和图5所示,第一液晶层23中的液晶分子相对于第三基板21和第四基板22的初始预倾角为0°~5°,这样第一液晶层23中的液晶分子在初始状态就有向电场方向偏转的倾向,在形成电场后更有利于第一液晶层中的液晶分子沿电场方向发生偏转。
进一步地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,第一电极和第二电极的材料可以均为透明导电材料,如ITO、IZO等。
需要说明的是,本发明实施例中的视角控制面板和显示面板内也均包括电极、取向膜层等结构,本发明没有示意出。
需要说明的是,本发明实施例提供的液晶显示屏适用于平面内切换(In-PlaneSwitching,IPS)型、边缘电场切换(Fringe Field Switching,FFS)型等在施加显示用的电场时液晶分子在与基板平行的平面内旋转的液晶显示装置。在本发明实施例中,该液晶显示屏以边缘电场切换型为例进行说明。
本发明实施例中形成的电场相对为垂直电场,控制液晶分子站立,因此可以只针对某个方向进行漏光,而其余方向正常显示。
需要说明的是,在本发明实施例提供的上述液晶显示屏中,第一液晶层中的液晶分子的长轴延伸方向与第二液晶层中的液晶分子的长轴延伸方向可以相互垂直或可以相互平行。具体地,如1、图2、图4和图5所示,第一液晶层23中的液晶分子的长轴延伸方向垂直于纸面方向,第二液晶层13中的液晶分子的长轴延伸方向平行于纸面方向。当然第一液晶层中的液晶分子的长轴延伸方向与第二液晶层中的液晶分子的长轴延伸方向也可以相互平行,例如,第一液晶层中的液晶分子的长轴延伸方向和第二液晶层中的液晶分子的长轴延伸方向均可以垂直于纸面方向或均可以平行于纸面方向。
下面通过具体实施例对本发明实施例提供的三个面板叠层设置的液晶显示屏实现防窥的原理以及实现窄视角与宽视角任意切换的原理进行详细说明。
由于本发明提供的液晶显示屏通过从视角控制面板能够降低对比度以及染料液晶盒能够降低亮度两个方面实现防窥。
实施例一:对视角控制面板能够降低对比度的原理进行解释说明:
如图6至图9所示,图6为显示面板10和视角控制面板20的主视图,图7为对图6中的视角控制面板施加电场时的主视图,图8为图6对应的左视图,图9为对图8中的视角控制面板施加电场时的左视图;以主视图中第一液晶层23中的液晶分子的长轴延伸方向和第二液晶层13中的液晶分子的长轴延伸方向均垂直于纸面方向为例。在宽视角显示模式,如图6和图8所示,视角控制面板20未施加电场,视角控制面板20与显示面板10内的液晶分子的长轴偏转方向相同,控制视角控制面板20不对光线进行调制,从而实现正常显示功能;在窄视角模式,如图7和图9所示,给视角控制面板20施加电场,控制视角控制面板20内的第一液晶层23的液晶分子站立,从屏幕的左右斜视角方向观看,出射光的偏振方向和第二偏光片2的偏振方向不再垂直,导致在屏幕的左右斜视角方向上出现暗态漏光现象,黑态亮度上升,对比度降低,斜视观察时模糊,从而实现液晶显示屏的窄视角显示。
需要说明的是,图6和图7中的长箭头代表白态亮度,短箭头代表黑态亮度,箭头长短接近程度代表对比度高低,箭头宽窄代表亮度大小;从图6可以看出,在宽视角模式即正常显示时,对比度和亮度均没有发生变化;从图7可以看出,在窄视角模式时,对比度没有发生变化,左侧屏幕的亮度降低。
实施例二:对染料液晶盒能够降低对屏幕亮度的原理进行解释说明:
如图10和图11所示,图10为染料液晶盒30和显示面板10的主视图,图11为对图10中的染料液晶盒30施加电场时的主视图;以主视图中染料液晶层33中的染料分子331和液晶分子332的长轴延伸方向平行于纸面方向,第二液晶层13中的液晶分子的长轴延伸方向均垂直于纸面方向为例。在宽视角显示模式,如图10所示,染料液晶盒30未施加电场,染料液晶层33中的染料分子331和液晶分子332竖直站立,染料分子331和液晶分子332的长轴和第二偏光片2的偏振方向垂直,偏振光透过,染料液晶盒30不对光线进行调制,从而实现正常显示功能;在窄视角模式,如图11所示,给染料液晶盒30施加电场,控制染料分子331和液晶分子332向屏幕右侧倾斜,屏幕左侧出射的偏振光方向和染料分子331和液晶分子332长轴方向平行,偏振光被染料分子331吸收,无法透过,屏幕左侧的画面信息无法被观察到,屏幕右侧出射的偏振光方向和染料分子331和液晶分子332长轴方向垂直,屏幕右侧显示不受影响,由于屏幕左侧没有光透过,因此屏幕的亮度下降,斜视观察时更加模糊。
图10和图11中的长箭头代表白态亮度,短箭头代表黑态亮度,箭头长短接近程度代表对比度高低,箭头宽窄代表亮度大小;从图10可以看出,在宽视角模式即正常显示时,对比度和亮度均没有发生变化;从图11可以看出,在窄视角模式时,屏幕左右两侧的暗态亮度升高,对比度降低。
实施例三:对染料液晶盒、显示面板和视角控制面板形成的液晶显示屏能够有效实现防窥效果的原理进行解释说明:
如图1、图12-图14所示,图1为本发明实施例提供的液晶显示屏的主视图,图12为对图1中对染料液晶盒和视角控制面板施加电场时的主视图,图13为图1对应的左视图,图14为对图13中对染料液晶盒和视角控制面板施加电场时的左视图;以主视图中第一液晶层23中的液晶分子的长轴延伸方向平行,第二液晶层13中的液晶分子的长轴延伸方向垂直于纸面方向为例。在宽视角显示模式,如图1和图13所示,染料液晶盒30和视角控制面板20均未施加电场,参考上述两个实施例原理,可知可以实现正常显示功能;在窄视角模式,如图12和图14所示,给染料液晶盒30和视角控制面板20施加电场,参考上述两个实施例原理,可知控制视角控制面板20可以实现暗态漏光,黑态亮度上升,对比度降低;染料液晶盒30可以实现屏幕左侧的画面信息无法被观察到,屏幕右侧显示不受影响,因此屏幕的亮度下降。如图15所示,图15为车载显示时实现防窥效果的实物效果图,从左向右依次包括左视角、正视角和右视角下的图片,可以看出左视角下完全看不清楚图片内容,因此,本发明提供的液晶显示屏能够从视角控制面板能够降低对比度以及染料液晶盒能够降低亮度两个方面实现防窥,防窥效果较好。
下面通过三组实验数据来分别对上述三个实施例对应的屏幕的视角亮度和视角对比度进行对比说明:
具体地,上述实施例一对应的视角亮度和视角对比度的模拟数据示意图如图16和图17所示,实施例二对应的视角亮度和视角对比度的模拟数据示意图如图18和图19所示,实施例三对应的视角亮度和视角对比度的模拟数据示意图如图20和图21所示,其中,图16、图18和图20为视角亮度的模拟数据图,图17、图19和图21为视角对比度的模拟数据图;将实施例一和实施例三进行对比,由于这两个实施例均有视角控制面板,因此宽视角模式(常规模式)和窄视角模式(私人模式)的视角对比度均不发生变化,由于实施例三还包括染料液晶盒,因此实施例三中在窄视角模式下视角亮度降低,从图20可以看出窄视角模式(私人模式)的视角亮度相对于图16的视角亮度降低;将实施例二和实施例三进行对比,由于这两个实施例均有染料液晶盒,因此宽视角模式(常规模式)和窄视角模式(私人模式)的视角亮度均不发生变化,由于实施例三还包括视角控制面板,因此实施例三中在窄视角模式下视角对比度降低,从图21可以看出窄视角模式(私人模式)的视角对比度相对于图19的视角对比度降低。本发明实施例还对上述三种实施例进行了模拟数据分析:设液晶显示屏宽视角下常规白态亮度为500,黑态亮度为1,则对比度为500。实施例一的模拟结果,视角对比度下降至约2.5,视角亮度几乎不变,即白态亮度500,黑态亮度200。;实施例二中以45°视角为例,视角亮度下降至中心的2%,视角对比度不变,即白态亮度为10,黑态亮度为0.02;本发明实施例三的技术方案,视角亮度衰减至2%,视角对比度降低至~2.5,即白态亮度约10,黑态亮度约4,本发明实施例的方案窄视角模式下画面亮度低且对比度低,几乎无法看到任何信息。因此,上述模拟数据进一步证明了本发明提供的液晶显示屏能够从视角控制面板能够降低对比度以及染料液晶盒能够降低亮度两个方面实现防窥,防窥效果较好。
基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种液晶显示屏的显示方法,包括:
在窄视角显示模式,视角控制面板在电场的作用下控制背光模组出射的光线的角度,染料液晶盒在电场的作用下控制穿过染料液晶盒的光线的出射方向;
在宽视角显示模式,控制视角控制面板和染料液晶盒不对光线进行调制。
本发明实施例提供的上述显示方法,在给视角控制面板加电时,可以在视角控制面板内形成斜向电场,则视角控制面板内液晶分子的长轴沿电场方向偏转,对光进行调制,在斜视角方向,出射光的偏振方向和第二偏光片的偏振方向不再垂直,由于与显示面板内的液晶分子的长轴偏转方向不同,导致穿过两个面板内的液晶分子的光线发生相位延迟,导致在该液晶显示屏的屏幕斜视方向上出现暗态漏光现象,从而使得屏幕上的对比度降低,斜视观察时模糊,影响观看效果,从而实现液晶显示屏的窄视角显示模式;在视角控制面板未加电时,视角控制面板内的液晶分子不发生偏转,对光不进行调制,暗态不产生漏光,从而使得对比度不会下降,人眼斜视时观察到的画面的对比度不会下降,观察清晰,从而实现液晶显示屏的宽视角显示模式。染料液晶盒可以在电场的作用下控制穿过染料液晶盒的光线的出射方向,如果偏振光的方向和染料液晶盒内的染料液晶分子长轴方向平行,偏振光会被染料分子吸收,无法透过,则从屏幕的一侧(如屏幕左侧)观看时,屏幕的亮度下降,斜视观察时更加模糊,进一步影响观看效果,从而有效的实现液晶显示屏的窄视角显示模式;在宽视角模式时,出射光的偏振方向和染料液晶分子的长轴垂直,显示不受影响。因此,本发明提供的显示方法能够从视角控制面板能够降低对比度以及染料液晶盒能够降低亮度两个方面实现防窥,防窥效果较好,并且能够实现宽视角与窄视角之间的任意切换。
进一步地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述显示方法中,视角控制面板在电场的作用下控制背光模组出射的光线的角度,具体为:
控制视角控制面板内的第一液晶层的液晶分子与显示面板内的第二液晶层的液晶分子的偏转方向不同。这样导致穿过视角控制面板和显示面板内的液晶分子的光线发生相位延迟,导致在该液晶显示屏的屏幕斜视方向上出现暗态漏光现象,从而使得屏幕上的对比度降低,斜视观察时模糊,影响观看效果,从而实现液晶显示屏的窄视角显示模式。
进一步地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述显示方法中,染料液晶盒在电场的作用下控制穿过染料液晶盒的光线的出射方向,具体为:
染料液晶盒在电场的作用下吸收预设角度的预设光线。具体地,例如给染料液晶盒加电形成斜向电场,在电场的作用下穿过染料液晶分子沿电场方向偏转,从屏幕的一侧(如屏幕左侧)观看时,如果偏振光的方向和染料液晶分子长轴方向平行,偏振光会被染料分子吸收,无法透过,则屏幕左侧的光线被吸收,屏幕亮度降低。
在具体实施时,上述液晶显示屏的显示方法的显示原理可以参见上述液晶显示屏中描述的显示原理,在此不做赘述。
基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种显示装置,包括本发明实施例提供的上述液晶显示屏。该显示装置可以为:手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的,在此不做赘述,也不应作为对本发明的限制。该显示装置的实施可以参见上述显示面板的实施例,重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的液晶显示屏、其显示方法及显示装置,一方面,该液晶显示屏通过在显示面板入光侧设置视角控制面板,在给视角控制面板加电时,可以在视角控制面板内形成斜向电场,则视角控制面板内液晶分子的长轴沿电场方向偏转,对光进行调制,在斜视角方向,出射光的偏振方向和第二偏光片的偏振方向不再垂直,由于与显示面板内的液晶分子的长轴偏转方向不同,导致穿过两个面板内的液晶分子的光线发生相位延迟,导致在该液晶显示屏的屏幕斜视方向上出现暗态漏光现象,从而使得屏幕上的对比度降低,斜视观察时模糊,影响观看效果,从而实现液晶显示屏的窄视角显示模式;在视角控制面板未加电时,视角控制面板内的液晶分子不发生偏转,对光不进行调制,暗态不产生漏光,从而使得对比度不会下降,人眼斜视时观察到的画面的对比度不会下降,观察清晰,从而实现液晶显示屏的宽视角显示模式。另一方面,本发明实施例还在显示面板出光侧设置染料液晶盒,染料液晶盒可以在电场的作用下控制穿过染料液晶盒的光线的出射方向,如果偏振光的方向和染料液晶盒内的染料液晶分子长轴方向平行,偏振光会被染料分子吸收,无法透过,则从屏幕的一侧(如屏幕左侧)观看时,屏幕的亮度下降,斜视观察时更加模糊,进一步影响观看效果,从而有效的实现液晶显示屏的窄视角显示模式;在宽视角模式时,出射光的偏振方向和染料液晶分子的长轴垂直,显示不受影响。因此,本发明提供的液晶显示屏通过从视角控制面板能够降低对比度以及染料液晶盒能够降低亮度两个方面实现防窥,防窥效果较好,并且能够实现宽视角与窄视角之间的任意切换,结构设计简单、工艺制作简单。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种液晶显示屏,其特征在于,包括:背光模组,位于所述背光模组出光侧层叠设置的第一偏光片和第二偏光片,所述第一偏光片靠近所述背光模组,所述第二偏光片远离所述背光模组;其中,所述第一偏光片的偏振方向和所述第二偏光片的偏振方向垂直;
还包括:位于所述第一偏光片和所述第二偏光片之间层叠设置的显示面板和视角控制面板,以及位于所述第二偏光片远离所述背光模组一侧的染料液晶盒;
所述视角控制面板用于在电场的作用下控制所述背光模组出射的光线的角度;
所述染料液晶盒用于在电场的作用下控制穿过所述染料液晶盒的光线的出射方向。
2.如权利要求1所述的液晶显示屏,其特征在于,所述染料液晶盒包括相对设置的第一基板和第二基板,以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的染料液晶层;
所述第一基板面向所述第二基板的表面设有第一电极,所述第一电极面向所述第二基板的表面设有第一取向层,所述第二基板面向所述第一基板的表面设有第二电极,所述第二电极面向所述第一基板的表面设有第二取向层;
在未加电状态下,所述染料液晶层染料液晶分子的长轴方向垂直于所述第一基板;
在加电状态下,所述染料液晶层染料液晶分子的长轴方向在所述第一基板上的正投影平行于所述第二偏光片的偏振方向。
3.如权利要求2所述的液晶显示屏,其特征在于,所述染料液晶层包括染料分子和向列相液晶分子,所述染料分子具有偶氮基团或蒽醌基团,且所述染料分子呈线性且与所述向列相液晶分子长轴平行。
4.如权利要求3所述的液晶显示屏,其特征在于,所述染料液晶层中的染料液晶分子相对于所述第一基板和所述第二基板的初始预倾角为80°~90°。
5.如权利要求4所述的液晶显示屏,其特征在于,所述染料液晶层中的染料液晶分子相对于所述第一基板和所述第二基板的初始预倾角为89°~90°。
6.如权利要求1所述的液晶显示屏,其特征在于,所述视角控制面板位于所述第一偏光片和所述显示面板之间。
7.如权利要求6所述的液晶显示屏,其特征在于,所述视角控制面板包括相对设置的第三基板和第四基板,以及位于所述第三基板和所述第四基板之间的第一液晶层;其中,所述第三基板位于所述第一偏光片靠近所述第四基板的一侧,所述第四基板位于所述显示面板靠近所述第三基板的一侧;
所述显示面板包括相对设置的第五基板和第六基板,以及位于所述第五基板和所述第六基板之间的第二液晶层;其中,所述第五基板位于所述视角控制面板靠近所述第六基板的一侧,所述第六基板位于所述第二偏光片靠近所述第五基板的一侧;
所述第四基板和所述第五基板为同一基板。
8.如权利要求1所述的液晶显示屏,其特征在于,所述视角控制面板位于所述第二偏光片和所述显示面板之间。
9.如权利要求8所述的液晶显示屏,其特征在于,所述视角控制面板包括相对设置的第三基板和第四基板,以及位于所述第三基板和所述第四基板之间的第一液晶层;其中,所述第三基板位于所述显示面板靠近所述第四基板的一侧,所述第四基板位于所述第二偏光片靠近所述第三基板的一侧;
所述显示面板包括相对设置的第五基板和第六基板,以及位于所述第五基板和所述第六基板之间的第二液晶层;其中,所述第五基板位于所述第一偏光片靠近所述第六基板的一侧,所述第六基板位于所述视角控制面板靠近所述第五基板的一侧;
所述第三基板和所述第六基板为同一基板。
10.如权利要求7或9所述的液晶显示屏,其特征在于,所述第一液晶层中的液晶分子相对于所述第三基板和所述第四基板的初始预倾角为0°~5°。
11.如权利要求2所述的液晶显示屏,其特征在于,所述第一电极和所述第二电极的材料均为透明导电材料。
12.一种显示装置,其特征在于,包括如权利要求1-11任一项所述的液晶显示屏。
13.一种如权利要求1-11任一项所述的液晶显示屏的显示方法,其特征在于,包括:
在窄视角显示模式,所述视角控制面板在电场的作用下控制所述背光模组出射的光线的角度,所述染料液晶盒在电场的作用下控制穿过所述染料液晶盒的光线的出射方向;
在宽视角显示模式,控制所述视角控制面板和所述染料液晶盒不对光线进行调制。
14.如权利要求13所述的显示方法,其特征在于,所述视角控制面板在电场的作用下控制所述背光模组出射的光线的角度,具体为:
控制所述视角控制面板内的第一液晶层的液晶分子与所述显示面板内的第二液晶层的液晶分子的偏转方向不同。
15.如权利要求13所述的显示方法,其特征在于,所述染料液晶盒在电场的作用下控制穿过所述染料液晶盒的光线的出射方向,具体为:
所述染料液晶盒在电场的作用下吸收预设角度的预设光线。
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