CN112363334B - 一种显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示装置，以解决现有技术中的防窥显示装置存在视角较大、厚度较厚，以及边框较宽的问题。所述显示装置，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液晶层、电极结构组；所述第一基板面向所述液晶层的一侧具有多个呈阵列分布的准直发光结构；所述第二基板面向所述液晶层的一侧具有多个凹凸结构；所述液晶层具有双折射率，被配置为在所述电极结构组产生的电压差为第一电压时，折射率与所述凹凸结构的折射率相同，以使所述准直发光结构发出的光以原角度出射，以及在所述电极结构组产生的电压差为第二电压时，折射率与所述凹凸结构的折射率不同，以使所述准直发光结构发出的光被打散后出射。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置。
背景技术
目前，防窥技术开发已成为下一代显示技术开发风口，如何开发出一种超薄以及超窄的全新防窥设计方案，已成为各大面板企业下一步技术开发重点项目。目前市场上已有的防窥显示产品有以下4种实现方式：
1、防窥膜背光+显示面板方式：该方式在背光中放置防窥膜，利用防窥膜的百叶窗特性，强行使通过防窥膜的光准直，该方法存在亮度增益低(防窥膜可降低背光亮度40％)以及功耗高、厚度大、无法自由切换等缺陷；
2、常规背光+显示面板防窥：该方案采用了液晶偏转在防窥态时使侧视角大面积L0漏光实现防窥，该方案防窥画面品质差，已被各大显示厂商抛弃；
3、准直背光+显示面板+分区调光技术：该方案为第三代防窥技术开发方案，该方案通过准直背光出光准直特性，再加上灯条分区补偿防窥以及分享45度视角亮度，实现防窥态和分享态切换，该方案缺点是防窥视角仅可做到1％@45°L&R(客户规格：0.5％MAX)，其中：1％表征为模组在两个不同视角下亮度比值(＝模组45°视角亮度与模组正视角中心亮度比值)；L/R表征为模组左侧&右侧，防窥视角无法满足越来越高的产品规格；
4、准直背光+切换液晶盒+显示面板方案：目前该方案为各个面板厂商所能给出的较好的一种防窥切换解决技术，该方案同准直背光+切换液晶面板开断状态的转变实现防窥切换，可满足防窥视角：0.5Max％@45°L&R，缺点是采用双液晶盒方案，厚度较厚，无法达成2.0T Max模组厚度规格，且模组边框最小需要2.5mm。
根据对比目前各大面板厂商给出的防窥显示解决方案可知，目前暂无一种方案可以同时满足窄视角、低厚度、窄边框要求，因此，在前4种方法的基础上设计出一种既可以实现防窥切换功能，又可以实现超窄、超薄、窄视角显示模组的设计方法是下一代防窥开发亟需解决的关键性问题。
发明内容
本发明提供一种显示装置，以改善现有技术中的防窥显示装置存在视角较大、厚度较厚，以及边框较宽的问题。
本发明实施例提供一种显示装置，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液晶层、电极结构组；
所述第一基板面向所述液晶层的一侧具有多个呈阵列分布的准直发光结构；
所述第二基板面向所述液晶层的一侧具有多个凹凸结构；
所述液晶层具有双折射率，被配置为在所述电极结构组产生的电压差为第一电压时，折射率与所述凹凸结构的折射率相同，以使所述准直发光结构发出的光以原角度出射，以及在所述电极结构组产生的电压差为第二电压时，折射率与所述凹凸结构的折射率不同，以使所述准直发光结构发出的光被打散后出射。
在一种可能的实施方式中，所述电极结构组包括位于所述第一基板的第一电极层，以及位于所述第二基板的第二电极层。
在一种可能的实施方式中，所述第一电极层位于所述准直发光结构的背离所述液晶层的一侧。
在一种可能的实施方式中，所述第一电极层在与每一所述准直发光结构对应的区域具有镂空区域；所述第二电极层为一整层结构。
在一种可能的实施方式中，所述第一基板在所述第一电极层的背离所述准直发光结构的一侧还设置有驱动电路。
在一种可能的实施方式中，每一所述准直发光结构包括发光结构以及围设所述发光结构的阻挡结构，所述阻挡结构在所述第一基板的正投影为包围所述发光结构的闭合框形。
在一种可能的实施方式中，所述阻挡结构在垂直于所述第一基板方向上的高度，与所述发光结构在垂直于所述第一基板方向上的高度相同。
在一种可能的实施方式中，所述发光结构为微发光二极管。
在一种可能的实施方式中，所述准直发光结构包括出射第一光波段的第一准直发光结构，以及出射第二光波段的第二准直发光结构，以及出射第三光波段的第三准直发光结构；其中，所述第一光波段的波长范围大于所述第二光波段的波长范围，所述第二光波段的波长范围大于所述第三光波段的波长范围。
在一种可能的实施方式中，所述凹凸结构在垂直于所述第一基板的截面形状为半圆形、半椭圆形、三角形或梯形。
本发明实施例有益效果如下：本发明实施例中，通过在第一基板1设置有多个准直发光结构6，以及在第二基板2设置多个凹凸结构5，液晶层4具有双折射率，在电极结构组3产生的电压差为第一电压时，可以使液晶层4的折射率与凹凸结构5的折射率相同，相当于消除掉凹凸结构5，使得准直发光结构6发出的准直光无阻碍射出，如此可以实现防窥态显示，而当电极结构组3产生的电压差为第二电压时，液晶层4的折射率与凹凸结构5的折射率不同，相当于存在凹凸结构5，使得准直发光结构所发出的准直光被打散，显示视角被打开，表现为分享态显示模式，进而可以实现防窥态和分享态的实时切换，通过对液晶层施加不同的电压，可调节显示装置的视角，克服目前显示装置无法自由调控亮度视角的缺点，此外，相比于现有技术的防窥膜+显示面板、以及准直背光+切换液晶盒+显示面板进行防窥和分享的显示方式，本发明实施例提供的显示装置，可以省去背光模组厚度、切换液晶盒的厚度、偏光片的厚度，可以实现超薄的防窥和分享的显示，而且，摒弃了传统的背光结构，对于边框部分，可以省去设置背光结构时需要考虑边框与显示区混光而需要设置较大边框距离的问题，进而也可以实现超窄边框的防窥和分享的显示。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种液晶层的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种第一电极层的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的发光结构与阻挡结构的示意图；
图5为本发明实施例提供的发光结构与阻挡结构的高度示意图。
具体实施方式
为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
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公开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。
为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。
参见图1，本发明实施例提供一种显示装置，包括：相对设置的第一基板1和第二基板2，以及位于第一基板1和第二基板2之间的液晶层4、电极结构组3；
第一基板1面向液晶层4的一侧具有多个呈阵列分布的准直发光结构6；具体的，准直发光结构6发出的光与第一基板1的夹角为90度，即，光以垂直于第一基板1的方向进行出射，为准直光源；
第二基板2面向液晶层4的一侧具有多个凹凸结构5；
液晶层4具有双折射率，被配置为在电极结构组3产生的电压差为第一电压时，折射率与凹凸结构5的折射率相同，以使准直发光结构6发出的光以原角度出射，以及在电极结构组产生的电压差为第二电压时，折射率与凹凸结构5的折射率不同，以使准直发光结构6发出的光被打散后出射，即，对准直发光结构6发出的光的角度进行改变。
本发明实施例中，通过在第一基板1设置有多个准直发光结构6，以及在第二基板2设置多个凹凸结构5，液晶层4具有双折射率，在电极结构组3产生的电压差为第一电压时，可以使液晶层4的折射率与凹凸结构5的折射率相同，相当于消除掉凹凸结构5，使得准直发光结构6发出的准直光无阻碍射出，如此可以实现防窥态显示，而当电极结构组3产生的电压差为第二电压时，液晶层4的折射率与凹凸结构5的折射率不同，相当于存在凹凸结构5，使得准直发光结构所发出的准直光被打散，显示视角被打开，表现为分享态显示模式，进而可以实现防窥态和分享态的实时切换，通过对液晶层施加不同的电压，可调节显示装置的视角，克服目前显示装置无法自由调控亮度视角的缺点，此外，相比于现有技术的防窥膜+显示面板、以及准直背光+切换液晶盒+显示面板进行防窥和分享的显示方式，本发明实施例提供的显示装置，可以省去背光模组厚度、切换液晶盒的厚度、偏光片的厚度，可以实现超薄的防窥和分享的显示，而且，摒弃了传统的背光结构，对于边框部分，可以省去设置背光结构时需要考虑边框与显示区混光而需要设置较大边框距离的问题，进而也可以实现超窄边框的防窥和分享的显示。
具体的，本发明实施例中的液晶层4可以为扭曲向列型液晶(Twisted Nematic，TN型)，具体的，例如，凹凸结构5的折射率为n1，液晶层4具有双折射特性(n2/n3)，在施加不同的电压下，液晶层4随着偏转状态的不同，光学的折射率在n2和n3之间变化(其中n2＝n1，n3≠n1，见图2所示)，当调节到特定电压(也即第一电压)下，液晶层4进行偏转，其折射率为n2，n2＝n1时相当于消除掉凹凸结构5，使得准直发光结构6所发出的准直光无阻碍射出，表现为防窥态；调节到另外一种特定电压下(断电或其余电压，也即第二电压)，液晶层4进行偏转，其折射率为n3，n3≠n1时相当于存在凹凸结构5，使得准直发光结构6所发出的准直光被打散，显示视角被打开，表现为分享态。本发明实施例提供的显示装置，可以实现有效的防窥视角收窄方案，可以实现防窥态0.5Max及以下％@45°L&R，也可以实现超窄、超薄的显示(2.0T以下厚度、2.5mm以下窄边框，T，thickness，表示厚度，单位：mm)。
在具体实施时，电极结构组3可以包括第一电极层31和第二电极层32，第一电极层31和第二电极层32具体可以设置于同一第一基板1；也可以设置于同一第二基板2；也可以是一者设置于第一基板1，另一者设置于第二基板2。
具体的，结合图1所示，电极结构组3包括位于第一基板1的第一电极层31，以及位于第二基板2的第二电极层32。本发明实施例中，第一电极层31位于第一基板1，第二电极层32位于第二基板2，可以简化电极结构组3的制作工序，方便第一电极层31和第二电极层32的构图，并实现对液晶层4的偏转控制。
具体的，第一电极层31位于准直发光结构6的背离液晶层3的一侧。具体的，参见图3所示，第一电极层31在与每一准直发光结构6对应的区域具有镂空区域310，镂空区域310在第一基板1的正投影覆盖准直发光结构6在第一基板1的正投影。具体的，第一基板1在第一电极层31的背离准直发光结构6的一侧还设置有驱动电路(图1中未示出)，第一电极层31设置的镂空区域310，可以使准直发光结构6通过镂空区域310与第一基板1上的驱动电路连接，使驱动电路驱动准直发光结构6发光显示。具体的，可以先在第一基板1形成驱动电路，再在驱动电路之上形成第一电极层31，在制作完成第一电极层31后，再转印形成准直发光结构6。具体的，第二电极层32为一整层结构。具体的，第一电极层31和第二电极层32的材料可以为氧化铟锡ITO。
在具体实施时，结合图1所示，每一准直发光结构6包括发光结构65以及围设发光结构65的阻挡结构66，参见图4所示，阻挡结构66在第一基板1的正投影为包围发光结构65的闭合框形。本发明实施例中，阻挡结构66在第一基板1的正投影为包围发光结构65的闭合框形，可以将发光结构65的周边进行包围，以使发光结构65出射的光仅从上方出射，实现准直光源。具体的，发光结构65在第一基板1的正投影可以为矩形。具体的，发光结构65在第一基板1的正投影也可以为圆形或椭圆形，阻挡结构66在第一基板1的正投影也可以为包围发光结构65的闭合环形。
在具体实施时，参见图5所示，其中，图5为图1的局部放大结构示意图，阻挡结构66在垂直于第一基板1方向上的高度h1，与发光结构65在垂直于第一基板1方向上的高度h2相同，以实现较佳的挡光效果。
在具体实施时，发光结构65为微发光二极管Micro LED。本发明实施例中，可以通过微发光二极管Micro LED作为发光结构，实现显示装置的超薄化(例如，实现2.0T以下厚度规格)。具体的，通过将微发光二极管Micro LED置于液晶盒内，可以对微发光二极管Micro LED进行保护，可以提高显示装置的良率。
具体的，结合图1所示，准直发光结构6包括出射第一光波段(例如红光波段620nm～770nm)的第一准直发光结构61，以及出射第二光波段(例如绿光波段490nm～580nm)的第二准直发光结构62，以及出射第三光波段(例如蓝光波段400nm～490nm)的第三准直发光结构63；其中，第一光波段的波长范围大于第二光波段的波长范围，第二光波段的波长范围大于第三光波段的波长范围。具体的，可以通过驱动电路对微发光二极管发光时长的控制，以实现不同的亮度调控，实现彩色显示。
在具体实施时，结合图1所示，凹凸结构5在垂直于第一基板1的截面形状为半圆形、半椭圆形、三角形或梯形，以实现将准直发光结构6出射的光进行打散的功能。具体的，凹凸结构5可以通过将半圆形结构采用软膜压印方式形成在第二基板2。其中，凹凸结构5的材质可以UV树脂材质。
本发明实施例有益效果如下：本发明实施例中，通过在第一基板1设置有多个准直发光结构6，以及在第二基板2设置多个凹凸结构5，液晶层4具有双折射率，在电极结构组3产生的电压差为第一电压时，可以使液晶层4的折射率与凹凸结构5的折射率相同，相当于消除掉凹凸结构5，使得准直发光结构6发出的准直光无阻碍射出，如此可以实现防窥态显示，而当电极结构组3产生的电压差为第二电压时，液晶层4的折射率与凹凸结构5的折射率不同，相当于存在凹凸结构5，使得准直发光结构所发出的准直光被打散，显示视角被打开，表现为分享态显示模式，进而可以实现防窥态和分享态的实时切换，通过对液晶层施加不同的电压，可调节显示装置的视角，克服目前显示装置无法自由调控亮度视角的缺点，此外，相比于现有技术的防窥膜+显示面板、以及准直背光+切换液晶盒+显示面板进行防窥和分享的显示方式，本发明实施例提供的显示装置，可以省去背光模组厚度、切换液晶盒的厚度、偏光片的厚度，可以实现超薄的防窥和分享的显示，而且，摒弃了传统的背光结构，对于边框部分，可以省去设置背光结构时需要考虑边框与显示区混光而需要设置较大边框距离的问题，进而也可以实现超窄边框的防窥和分享的显示。
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 (9)
1.一种显示装置，其特征在于，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液晶层、电极结构组；
所述第一基板面向所述液晶层的一侧具有多个呈阵列分布的准直发光结构；
所述第二基板面向所述液晶层的一侧具有多个凹凸结构；
所述液晶层具有双折射率，被配置为在所述电极结构组产生的电压差为第一电压时，折射率与所述凹凸结构的折射率相同，以使所述准直发光结构发出的光以原角度出射，以及在所述电极结构组产生的电压差为第二电压时，折射率与所述凹凸结构的折射率不同，以使所述准直发光结构发出的光被打散后出射；
所述准直发光结构包括出射第一光波段的第一准直发光结构，以及出射第二光波段的第二准直发光结构，以及出射第三光波段的第三准直发光结构；其中，所述第一光波段的波长范围大于所述第二光波段的波长范围，所述第二光波段的波长范围大于所述第三光波段的波长范围。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述电极结构组包括位于所述第一基板的第一电极层，以及位于所述第二基板的第二电极层。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述第一电极层位于所述准直发光结构的背离所述液晶层的一侧。
4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述第一电极层在与每一所述准直发光结构对应的区域具有镂空区域；所述第二电极层为一整层结构。
5.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述第一基板在所述第一电极层的背离所述准直发光结构的一侧还设置有驱动电路。
6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，每一所述准直发光结构包括发光结构以及围设所述发光结构的阻挡结构，所述阻挡结构在所述第一基板的正投影为包围所述发光结构的闭合框形。
7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述阻挡结构在垂直于所述第一基板方向上的高度，与所述发光结构在垂直于所述第一基板方向上的高度相同。
8.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述发光结构为微发光二极管。
9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述凹凸结构在垂直于所述第一基板的截面形状为半圆形、半椭圆形、三角形或梯形。
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