CN112540474B - 宽窄视角可切换的显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽窄视角可切换的显示装置，宽窄视角可切换的显示装置包括调光盒、第一调光膜以及发光二极管显示面板，第一调光膜设于调光盒与发光二极管显示面板之间，第一调光膜用于缩小光线穿过第一调光膜的角度范围，调光盒包括第一基板、与第一基板相对设置的第二基板以及设于第一基板与第二基板之间的液晶层，第一基板上设有第一视角控制电极，第二基板上设有与第一视角控制电极配合的第二视角控制电极。通过搭配调光盒、第一调光膜以及发光二极管显示面板，可以减少显示面板的厚度，同时还能实现快速响应、低功耗节能以及提高像素密度。

Description

宽窄视角可切换的显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种宽窄视角可切换的显示装置。

背景技术

随着液晶显示技术的不断进步，显示器的可视角度已经由原来的120°左右拓宽到160°以上，人们在享受大视角带来视觉体验的同时，也希望有效保护商业机密和个人隐私，以避免屏幕信息外泄而造成的商业损失或尴尬。因此除了宽视角需求之外，在许多场合还需要显示装置具备宽窄视角相互切换的功能。

现有技术利用彩膜基板(color filter，CF)一侧的视角控制电极给液晶分子施加一个垂直电场，使液晶朝竖直方向偏转，实现窄视角模式。通过控制视角控制电极上的电压，从而可以实现在宽视角和窄视角之间进行切换，但是这种显示面板的窄视角则不够理想。

还有的现有技术利用双液晶盒实现宽窄视角控制，其中一个液晶盒用于调节视角，另一个液晶盒用于控制灰阶大小，通过调整大视角亮度实现广视角与窄视角切换目的。但是这种显示面板存在的缺点有：盒厚增加，不能实现高PPI(Pixels Per Inch，像素密度)，如1000甚至1000以上，同时不能实现快速响应(ns级)以及低功耗节能目的。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种宽窄视角可切换的显示装置，以解决现有技术中宽窄视角切换效果差、盒厚较大以及功耗高的问题。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

本发明提供一种宽窄视角可切换的显示装置，包括调光盒、第一调光膜以及发光二极管显示面板，该第一调光膜设于该调光盒与该发光二极管显示面板之间，该第一调光膜用于缩小光线穿过该第一调光膜的角度范围，该调光盒包括第一基板、与该第一基板相对设置的第二基板以及设于该第一基板与该第二基板之间的液晶层，该第一基板上设有第一视角控制电极，该第二基板上设有与该第一视角控制电极配合的第二视角控制电极。

进一步地，该第一基板上设有第一偏光片，该第二基板上设有第二偏光片，该第一偏光片的透光轴与该第二偏光片的透光轴相互平行。

进一步地，该第二偏光片朝向该液晶层的一侧设有单向反射膜，该单向反射膜能够反射外环境光并透射该发光二极管显示面板发出的光。

进一步地，该第二基板上设有第二调光膜，该第二调光膜包括具有多个包括多个凸起结构，该第二调光膜用于调整光线穿过该第二调光膜的角度范围。

进一步地，该发光二极管显示面板包括驱动基板和设于该驱动基板上的多个发光二极管，该多个发光二极管在该驱动基板上呈阵列分布，每个该发光二极管对应一个子像素。

进一步地，该发光二极管为蓝光发光二极管，蓝光发光二极管能够发出蓝色光源，在该发光二极管显示面板与该调光盒之间设有量子点膜，该量子点膜能够将蓝光转换成白光，该第一基板上设有色阻层，每个该色阻层与一个该发光二极管对应。

进一步地，该量子点膜内具有多个量子点，该量子点包括红色量子点、绿色量子点以及蓝色量子点，该红色量子点能够激发出红光，该绿色量子点能够激发出绿光，该蓝色量子点能够激发出蓝光。

进一步地，该量子点膜设于该第一调光膜朝向该调光盒的一侧；或者该量子点膜设于该第一调光膜朝向该发光二极管显示面板的一侧。

进一步地，该发光二极管包括红光发光二极管、蓝光发光二极管以及绿光发光二极管，该红光发光二极管能够发出红色光源、该蓝光发光二极管能够发出蓝色光源以及该绿光发光二极管能够发出绿色光源。

进一步地，该第一视角控制电极朝向该液晶层的一侧设有绝缘层，或/和该第二视角控制电极朝向该液晶层的一侧设有绝缘层。

本发明有益效果在于：宽窄视角可切换的显示装置包括调光盒、第一调光膜以及发光二极管显示面板，第一调光膜设于调光盒与发光二极管显示面板之间，第一调光膜用于缩小光线穿过第一调光膜的角度范围，调光盒包括第一基板、与第一基板相对设置的第二基板以及设于第一基板与第二基板之间的液晶层，第一基板上设有第一视角控制电极，第二基板上设有与第一视角控制电极配合的第二视角控制电极。通过搭配调光盒、第一调光膜以及发光二极管显示面板，可以减少显示面板的厚度，同时还能实现快速响应、低功耗节能以及提高像素密度。

附图说明

图1是本发明实施例一中宽窄视角可切换的显示装置在宽视角时的结构示意图；

图2是本发明实施例一中宽窄视角可切换的显示装置在窄视角时的结构示意图；

图3是本发明实施例一中在宽视角和窄视角时的仿真图表；

图4是本发明实施例二中宽窄视角可切换的显示装置在宽视角时的结构示意图；

图5是本发明实施例三中宽窄视角可切换的显示装置在宽视角时的结构示意图；

图6是本发明中宽窄视角可切换的显示装置的平面结构示意图之一；

图7是本发明中宽窄视角可切换的显示装置的平面结构示意图之二。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的宽窄视角可切换的显示装置的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

[实施例一]

如图1至图3所示，本发明实施例一提供的一种宽窄视角可切换的显示装置，包括调光盒、第一调光膜60以及发光二极管显示面板70，第一调光膜60设于调光盒与发光二极管显示面板70之间。

调光盒包括第一基板10、与第一基板10相对设置的第二基板20以及设于第一基板10与第二基板20之间的液晶层30，第一基板10上设有第一视角控制电极13，第二基板20上设有与第一视角控制电极13配合的第二视角控制电极23。其中，液晶层30采用正性液晶分子，即介电各向异性为正的液晶分子，在初始状态的时候，液晶层30中的正性液晶分子平行于第一基板10和第二基板20进行配向，靠近第一基板10一侧的正性液晶分子与靠近第二基板20一侧的正性液晶分子的配向方向反向平行。液晶层30内的正性液晶分子与第一基板10、第二基板20之间可以具有较小的初始预倾角，初始预倾角的范围可为小于或等于10度，即：0°≦θ≦10°，以减少正性液晶分子垂直偏转的响应时间。

第一调光膜60可以为防窥膜或者是棱镜片，第一调光膜60用于缩小光线穿过第一调光膜60的角度范围。第一调光膜60优选为防窥膜，防窥膜相当于一个微型的百叶窗结构，可以阻挡入射角度较大的光线，使入射角度较小的光线穿过，使穿过防窥膜的光线的角度范围变小。防窥膜包括多个平行设置的多个光阻墙和位于相邻两个光阻墙之间的透光孔，光阻墙的两侧设有吸光材料。

发光二极管显示面板70包括驱动基板71和设于驱动基板71上的多个发光二极管72，多个发光二极管72在驱动基板71上呈阵列分布，每个发光二极管72对应一个子像素。驱动基板71上设有覆盖多个发光二极管72的保护层73。本实施例中，发光二极管72为MicroLED，Micro LED(微发光二极管)技术即LED微缩化和矩阵化技术，指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列。Micro LED能够将像素之间的距离从毫米等级降至微米等级，Micro LED显示面板具有较高色彩饱和度、更高亮度、发光效率更好以及功耗更低等优点。

进一步地，调光盒的上下两侧分别设有偏光片，具体地，第一基板10上设有第一偏光片41，第二基板20上设有第二偏光片42，第一偏光片41的透光轴与第二偏光片42的透光轴相互平行。本实施例中，第一偏光片41设于第一基板10远离液晶层30的一侧，第二偏光片42设于第二基板20远离液晶层30的一侧。

本实施例中，第一视角控制电极13朝向液晶层30的一侧设有绝缘层14。当然，在其他实施例中，也可以是第二视角控制电极23朝向液晶层30的一侧设有绝缘层14，或者第一视角控制电极13和第二视角控制电极23朝向液晶层30的一侧均设有绝缘层14。第一视角控制电极13和第二视角控制电极23均为整面覆盖的面状电极，当然，在其他实施例中，第一视角控制电极13或第二视角控制电极23也可以为对应一个或多个子像素的块状电极，每个块状电极通过薄膜晶体管进行控制，从而实现区域可控的宽窄视角显示面板。

本实施例中，第二基板20上设有第二调光膜21，第二调光膜21包括多个凸起结构，第二调光膜21用于调整光线穿过第二调光膜21的角度范围。例如，凸起结构为平躺放置的三棱柱结构，其中一个棱朝向液晶层30。多个凸起结构直接覆盖在第二基板20朝向液晶层30的一侧，可以优化广视角效果。在其他实施例中，凸起结构的形状可以为棱柱体、半圆柱体、棱锥、圆锥以及半圆球体。第二调光膜21上覆盖有一层平坦层22，第二视角控制电极23设置在平坦层22上，优选地，第二调光膜21的折射率大于平坦层22的折射率，从而使第二调光膜21具有散光效果，以优化广视角。第二基板20上无需设置薄膜晶体管、扫描线、数据线、以及像素电极，由发光二极管显示面板70来调节子像素的灰阶。

本实施例中，发光二极管72为蓝光发光二极管，蓝光发光二极管能够发出蓝色光源，发光二极管显示面板70上的所有发光二极管72均只发出蓝光。在发光二极管显示面板70与调光盒之间设有量子点膜50，量子点膜50能够将蓝光转换成白光。第一基板10采用彩膜基板，第一基板10朝向液晶层30的一侧设有色阻层12以及将色阻层12间隔开的黑矩阵(BM)11。色阻层12例如包括红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的色阻材料，分别对应形成红、绿、蓝三色的子像素。黑矩阵11位于红、绿、蓝三色的子像素之间，使相邻的子像素之间通过黑矩阵11相互间隔开，每个色阻层12与一个发光二极管72对应。当然，在其他实施例中，发光二极管72包括红光发光二极管、蓝光发光二极管以及绿光发光二极管，红光发光二极管能够发出红色光源、蓝光发光二极管能够发出蓝色光源以及绿光发光二极管能够发出绿色光源。红光发光二极管、蓝光发光二极管以及绿光发光二极管分别对应形成红、绿、蓝三色的子像素，从而无需设置量子点膜50和色阻层12，但是具有红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的发光二极管显示面板70在制作工艺上比较复杂，会增加制作成本，而彩膜基板有比较成熟的工艺，单色的发光二极管显示面板70在制作工艺上相对简单，成本相对较低，但并不排除此实施方式。

本实施例中，量子点膜50设于第一调光膜60朝向调光盒的一侧。

进一步地，量子点膜50内具有多个量子点51，量子点51包括红色量子点、绿色量子点以及蓝色量子点，红色量子点能够激发出红光，绿色量子点能够激发出绿光，蓝色量子点能够激发出蓝光，量子点51激发出的红光、绿光以及蓝光混合后形成白光。

其中，量子点是一种半导体纳米晶体，粒径直径为2nm-10nm的颗粒，为原子核分子的集合体：由锌，镉，硫，砷原子组成。量子点可以在光或者电的刺激下不同直径的量子点可激发出不同颜色的单色光。一般2纳米大小的量子点可激发出最纯的绿光，4纳米大小的可激发出最纯的蓝光，6纳米大小的量子点可激发出最纯的红光。也就是说，红色量子点、绿色量子点以及蓝色量子点的尺寸不同，利用量子点的尺寸效应和斯托克斯谱位移效应，使得红色量子点可以将光源发出的光能量大于红光能量的光吸收并转化为单色红光并发射出去，红色子像素内的红光颜色将变得更纯；绿色量子点可以将光源发出的光能量大于绿光能量的光吸收并转化为单色绿光并发射出去，绿色子像素内的绿光颜色将变得更纯；蓝色量子点可以将光源发出的光能量大于蓝光能量的光吸收并转化为单色蓝光并发射出去，使得蓝色子像素内的蓝光颜色变得更纯，至于量子点更详细的介绍请参考现有技术，这里不摘赘述。

如图1所示，在宽视角时，第一视角控制电极13和第二视角控制电极23均不施加电信号，此时，液晶层30中的正性液晶分子呈平躺姿态。从发光二极管显示面板70出射的光，经过第一调光膜60会将大视角的光进行遮挡，从第一调光膜60射出光的角度会缩小，光再经过第二调光膜21后，光线角度会进行一定程度打散扩大，再经平躺的液晶层30后光线会进一步分散开，满足广视角显示模式侧视亮度需求，此时显示为广视角显示(如图3中的曲线M)。当然，第一视角控制电极13和第二视角控制电极23也可以施加较小压差的电压，使第一视角控制电极13和第二视角控制电极23之间的压差小于预设值(例如0.5V)，液晶层30中的正性液晶分子基本不发生偏转并呈平躺姿态。

如图2所示，在窄视角时，向第一视角控制电极13和第二视角控制电极23各自施加对应的电信号，第一视角控制电极13和第二视角控制电极23之间的压差大于预设值(例如大于4V)，使第一视角控制电极13和第二视角控制电极23之间形成较强的垂直电场，液晶层30中的正性液晶分子朝竖直方向偏转呈倾斜姿态。从发光二极管显示面板70出射的光，经过第一调光膜60会将大视角的光进行遮挡，从第一调光膜60射出光的角度会缩小，光再经过第二调光膜21后，光线角度会进行一定程度打散扩大，再进入上方的液晶层30，其正性液晶分子呈倾斜姿态，光线经过液晶层后由于液晶相位延迟的影响，大视角的光线被第一基板侧的偏光板吸收，大视角亮度值降低至人眼无法捕捉面板显示内容，只有靠近垂直显示面板的视角可以看到面板显示内容，实现窄视角模式(如图3中的曲线N)。如图3中的曲线N所示，当调光盒在上下轴向平行的偏光板作用下，通过调整第一视角控制电极13和第二视角控制电极23上施加的信号，可以实现左右方向的亮度随视角进行缓慢下滑，左右方向亮度下降明显，从而呈现窄视角模式。

在宽视角和窄视角时，发光二极管显示面板70的驱动基板71控制发光二极管72的亮度，从而实现不同灰阶的变化，使显示面板实现在宽视角和窄视角下显示正常的画面。

[实施例二]

图4是本发明实施例二中宽窄视角可切换的显示装置在宽视角时的结构示意图。如图4所示，本发明实施例二提供的宽窄视角可切换的显示装置与实施例一(图1至图3)中的宽窄视角可切换的显示装置基本相同，不同之处在于，在本实施例中，量子点膜50设于第一调光膜60朝向发光二极管显示面板70的一侧。

相对于实施例一，本实施例通过将量子点膜50设于第一调光膜60朝向发光二极管显示面板70的一侧，先将发光二极管显示面板70发出的蓝光转化成白光，再通过第一调光膜60进行收光，可以增强显示面板的窄视角效果，因为量子点膜50激发出的光会具有一定发散状态。

本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一相同，这里不再赘述。

[实施例三]

图5是本发明实施例三中宽窄视角可切换的显示装置在宽视角时的结构示意图。如图5所示，本发明实施例三提供的宽窄视角可切换的显示装置与实施例一(图1至图3)中的宽窄视角可切换的显示装置基本相同，不同之处在于，在本实施例中，第二偏光片42朝向液晶层30的一侧设有单向反射膜421，单向反射膜421能够反射外环境光并透射发光二极管显示面板70发出的光。

相对于实施例一，本实施例通过在第二偏光片42朝向液晶层30的一侧设有单向反射膜421，以提高显示面板在光线较强的外环境中的显示亮度，而且不会增加显示面板的功耗。

本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一相同，这里不再赘述。

图6与图7为本发明实施例中宽窄视角可切换的显示装置的平面结构示意图，请参图6和图7，该显示装置设有视角切换按键80，用于供用户向该显示装置发出视角切换请求。视角切换按键80可以是实体按键(如图6所示)，也可以为软件控制或者应用程序(APP)来实现切换功能(如图7所示，例如通过滑动条来设定宽窄视角)。当用户需要在宽视角与窄视角之间切换时，可以通过操作视角切换按键80向该显示装置发出视角切换请求，最终由驱动芯片90控制施加在第一视角控制电极13和第二视角控制电极23上的电信号，该显示装置即可以实现宽视角和窄视角之间的切换，切换为宽视角时，其驱动方法采用宽角模式对应的驱动方法，切换为窄视角时，其驱动方法采用窄视角模式对应的驱动方法，因此本发明实施例的显示装置具有较强的操作灵活性和方便性，达到集娱乐视频与隐私保密于一体的多功能显示装置。

在本文中，所涉及的上、下、左、右、前、后等方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。还应当理解，本文中使用的术语“第一”和“第二”等，仅用于名称上的区分，并不用于限制数量和顺序。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限定，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰，为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种宽窄视角可切换的显示装置，其特征在于，包括调光盒、第一调光膜(60)以及发光二极管显示面板(70)，该第一调光膜(60)设于该调光盒与该发光二极管显示面板(70)之间，该第一调光膜(60)用于缩小光线穿过该第一调光膜(60)的角度范围，该调光盒包括第一基板(10)、与该第一基板(10)相对设置的第二基板(20)以及设于该第一基板(10)与该第二基板(20)之间的液晶层(30)，该第一基板(10)上设有第一视角控制电极(13)，该第二基板(20)上设有与该第一视角控制电极(13)配合的第二视角控制电极(23)；

该第二基板(20)上设有第二调光膜(21)，该第二调光膜(21)包括多个凸起结构，该第二调光膜(21)用于调整光线穿过该第二调光膜(21)的角度范围。

2.根据权利要求1所述的宽窄视角可切换的显示装置，其特征在于，该第一基板(10)上设有第一偏光片(41)，该第二基板(20)上设有第二偏光片(42)，该第一偏光片(41)的透光轴与该第二偏光片(42)的透光轴相互平行。

3.根据权利要求2所述的宽窄视角可切换的显示装置，其特征在于，该第二偏光片(42)朝向该液晶层(30)的一侧设有单向反射膜(421)，该单向反射膜(421)能够反射外环境光并透射该发光二极管显示面板(70)发出的光。

4.根据权利要求1所述的宽窄视角可切换的显示装置，其特征在于，该发光二极管显示面板(70)包括驱动基板(71)和设于该驱动基板(71)上的多个发光二极管(72)，该多个发光二极管(72)在该驱动基板(71)上呈阵列分布，每个该发光二极管(72)对应一个子像素。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的宽窄视角可切换的显示装置，其特征在于，该发光二极管(72)为蓝光发光二极管，该蓝光发光二极管能够发出蓝色光源，在该发光二极管显示面板(70)与该调光盒之间设有量子点膜(50)，该量子点膜(50)能够将蓝光转换成白光，该第一基板(10)上设有色阻层(12)，每个该色阻层(12)与一个该发光二极管(72)对应。

6.根据权利要求5所述的宽窄视角可切换的显示装置，其特征在于，该量子点膜(50)内具有多个量子点(51)，该量子点(51)包括红色量子点、绿色量子点以及蓝色量子点，该红色量子点能够激发出红光，该绿色量子点能够激发出绿光，该蓝色量子点能够激发出蓝光。

7.根据权利要求5所述的宽窄视角可切换的显示装置，其特征在于，该量子点膜(50)设于该第一调光膜(60)朝向该调光盒的一侧；或者，该量子点膜(50)设于该第一调光膜(60)朝向该发光二极管显示面板(70)的一侧。

8.根据权利要求4所述的宽窄视角可切换的显示装置，其特征在于，该发光二极管(72)包括红光发光二极管、蓝光发光二极管以及绿光发光二极管，该红光发光二极管能够发出红色光源、该蓝光发光二极管能够发出蓝色光源以及该绿光发光二极管能够发出绿色光源。

9.根据权利要求5所述的宽窄视角可切换的显示装置，其特征在于，该第一视角控制电极(13)朝向该液晶层(30)的一侧设有绝缘层(14)，或/和该第二视角控制电极(23)朝向该液晶层(30)的一侧设有绝缘层(14)。

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