CN115494668A - 防窥膜及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种防窥膜及显示装置，包括液晶调光盒、设置于所述液晶调光盒一侧的第一偏光片，以及准直层，液晶调光盒包括相对设置的第一基板和第二基板，以及夹设于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，所述准直层设置于所述第一基板的一侧，所述液晶层包括液晶组合物，所述液晶组合物包括多个液晶分子；其中，所述多个液晶分子相对于所述第一基板均具有相同的固定取向角，所述液晶分子的长轴在所述第一基板上的正投影与所述第一偏光片的吸收轴垂直，实现正视时显示画面亮度不受影响，斜视时显示画面的亮度降低，达到视觉防窥效果。

Description

防窥膜及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种防窥膜及显示装置。
背景技术
当前显示产品已经广泛应用于个人显示装置，随着信息时代的快速发展，人们越来越注重个人信息的保护，具有防窥功能的显示装置的需求必将越来越普遍。
目前主要的防窥膜主要是基于百叶窗结构原理，这种防窥膜虽然可以实现防窥，但对显示装置的出光亮度有很大的衰减，存在较大的弊端。
发明内容
本发明实施例提供一种防窥膜及显示装置，以解决现有的防窥膜对显示装置的出光亮度有很大的衰减，影响显示亮度的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明实施例提供一种防窥膜，包括:
液晶调光盒，包括相对设置的第一基板和第二基板，以及夹设于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，所述液晶层包括液晶组合物，所述液晶组合物包括多个液晶分子；
第一偏光片，设置于所述调光液晶盒的一侧，所述多个液晶分子相对于所述第一基板均具有相同的固定取向角，所述液晶分子的长轴在所述第一基板上的正投影与所述第一偏光片的吸收轴垂直；以及
准直层，设置于所述第一基板的一侧，所述准直层包括多个准直孔。
在本发明的一些实施例中，所述准直层设置于所述第一基板和所述液晶层之间，或设置于所述第一基板远离所述液晶层的一侧。
在本发明的一些实施例中，所述准直层包括阵列设置的光栅单元，所述准直孔设置于相邻的光栅单元之间。
在本发明的一些实施例中，所述光栅单元包括黑色色阻层。
在本发明的一些实施例中，所述光栅单元包括至少两层所述黑色色阻层，所述黑色色阻层之间设有反射层，所述反射层的两相对侧的表面均包括凹凸结构。
在本发明的一些实施例中，自所述第一基板指向所述液晶层的方向，所述光栅单元包括依次层叠的所述黑色色阻层、平坦层、反射层以及光栅高度控制层，所述黑色色阻靠近所述液晶层的一侧表面包括凹凸结构。
在本发明的一些实施例中，多个所述液晶分子的长轴沿同一方向倾斜排列，或者关于所述第一基板的法线方向呈对称分布。
本发明实施例还提供一种显示装置，包括显示面板以及上述任一实施例中的防窥膜，防窥膜设置于所述显示面板一侧。
在本发明的一些实施例中，所述显示面板包括显示面板本体和设于所述显示面板本体一侧的第二偏光片，所述防窥膜的调光盒位于所述第二偏光片和所述防窥膜的第一偏光片之间，所述第一偏光片的吸收轴方向与所述第二偏光片的吸收轴方向平行。
在本发明的一些实施例中，所述显示装置还包括背光源，所述背光源设置于所述显示面板背离所述防窥膜的一侧，或设置于所述防窥膜背离所述显示面板的一侧，其特征在于，所述背光源为散射光源。
本发明的有益效果为：本发明实施例提供的防窥膜及显示装置，包括液晶调光盒、设置于所述液晶调光盒一侧的第一偏光片，以及准直层，液晶调光盒包括相对设置的第一基板和第二基板，以及夹设于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，所述准直层设置于所述第一基板的一侧，所述液晶层包括液晶组合物，所述液晶组合物包括多个液晶分子；其中，所述多个液晶分子相对于所述第一基板均具有相同的固定取向角，所述液晶分子的长轴在所述第一基板上的正投影与所述第一偏光片的吸收轴垂直，实现正视时显示画面亮度不受影响，斜视时显示画面的亮度降低，达到视觉防窥效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的防窥膜的结构示意图；
图2为本发明其他实施例提供的防窥膜的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的偏振光在防窥膜内传播的示意图；
图4为本发明实施例提供的准直层的第一种结构示意图；
图5为本发明实施例提供的准直层的第二种结构示意图；
图6为本发明实施例提供的准直层的第三种结构示意图；
图7为本发明实施例提供的准直层的第四种结构示意图；
图8为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图；
图9为本发明其他实施例提供的显示装置的结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供一种防窥膜10，所述防窥膜10包括液晶调光盒11、第一偏光片12以及准直层13，所述第一偏光片12设置于所述液晶调光盒11的外侧。所述液晶调光盒11包括相对设置的第一基板111和第二基板113，以及夹设于所述第一基板111和所述第二基板113之间的液晶层112，所述液晶层112包括液晶组合物，所述液晶组合物包括液晶分子。其中，所述多个液晶分子相对于所述第一基板111均具有相同的固定取向角α，所述液晶分子的长轴在所述第一基板111上的正投影与所述第一偏光片12的吸收轴垂直。所述准直层13设置于所述第一基板111的一侧，所述准直层13包括多个准直孔1301，用以将进入液晶层112的散射光转换为准直光，通过将准直层13集成于防窥膜10中，在应用于具有防窥功能的显示装置时，便不必要求背光源为准直背光源，降低对背光源的要求。
所述第一偏光片12设置于所述液晶调光盒11的一侧，指的是所述第一偏光片12设置于所述液晶调光盒11的外侧或内侧。所述准直层13设置于所述第一基板111的一侧，指的是所述准直层13设置于所述第一基板111的内侧或外侧。
具体地，所述第一偏光片12可设置于所述液晶调光盒11的第一基板111的内侧、或所述第一基板111的外侧、或所述液晶调光盒11的第二基板113的内侧、或所述第二基板113的外侧。其中，本发明实施例提及的第一基板111的内侧指的是所述第一基板111靠近所述液晶层112的一侧，第二基板113的内侧指的是所述第二基板113靠近所述液晶层112的一侧。可以理解的是，所述第一基板111的外侧指的是所述第一基板111背离所述液晶层112的一侧，所述第二基板113的外侧指的是所述第一基板111背离所述液晶层112的一侧。
本发明实施例提及的固定取向角指的是液晶在经配向后的取向角是固定不变的，液晶不会再随电场等作用力下发生偏转。
在本发明的实施例中，所述液晶组合组可为聚合物分散液晶，也可为聚合物网络液晶。所述液晶组合物包括聚合物和液晶，所述聚合物占所述液晶组合物的质量百分比为20％～70％。具体地，所述聚合物是由聚合物单体在一定条件下发生聚合反应所形成的。在未固化前(即在未形成聚合物分散液晶或聚合物网络液晶之前)，所述液晶组合物包括上述聚合物单体、光引发剂、液晶材料。其中，聚合物单体在光引发剂及紫外光照射下，聚合形成聚合物。所述聚合物单体占所述液晶组合物的质量百分比为20％～70％，相比于现有技术的液晶组合物的聚合物含量，本发明实施例的聚合物的含量具有明显提高，从而可提高形成的聚合物分散液晶或聚合物网络液晶结构固化程度，使得液晶层112在取向后具有固定取向角，从而使得本发明实施例提供的防窥膜为固定式的防窥膜，液晶分子的取向角后续在电场等作用下不会受到影响，即液晶分子不会发生偏转。可选地，所述聚合物占所述液晶组合物的质量百分比为30％～40％。
本发明实施例以聚合物网络液晶为例进行说明，由聚合物单体、光引发剂、液晶等材料配制而成的液晶混合物，在配向膜或电场控制下经紫外光曝光，聚合物单体发生光聚合，形成倾斜一定角度且规则取向的聚合物网络结构，液晶分子在聚合物网络的锚定力作用下沿该倾斜角规则取向，最终形成具有特定倾斜角规则取向的聚合物网络液晶结构。
在本发明实施例中，该特定倾斜角可为30°～89°，即液晶分子相对于所述第一基板111的固定取向角α为30°～89°。可选地，该固定取向角α为30°～70°。
如图1和图2所示，所述多个液晶分子的长轴可沿同一方向倾斜排列，也可关于所述第一基板111的法线方向呈对称分布，仅需满足所述多个液晶分子的长轴在所述第一基板111上的正投影沿同一方向排列即可。本发明实施例以所有液晶分子的长轴沿同一方向倾斜排列为例进行说明。
第一基板111的内侧(面向液晶层112的一侧)可设置有第一配向膜，第二基板113的内侧(面向液晶层112的一侧)可设置有第二配向膜，上述液晶混合物在第一配向膜和第二配向膜的作用下，并经紫外光固化形成具有固定取向角的α的聚合物网络液晶。在其他实施例中也可采用压印等其他方式对液晶层112的液晶进行取向。
其中，在聚合物网络液晶中，聚合物网络和液晶分子的长轴的排列方向(固定取向角所在的方向)相同。因此，聚合物网络和液晶分子之间不会产生折射率差异，光线在经过聚合物网络液晶时，不会发生光线散射。
请参阅图1，所述准直层13可设置于所述第一基板111和所述液晶层112之间。具体地，在所述第一基板111的内侧上制备所述准直层13后，再制备第一配向膜。所述准直层13，也可设置于所述第一基板111远离所述液晶层112的一侧，如图2所示。
如图4所示，所述准直层13可为光栅结构，所述准直层13包括阵列设置的光栅单元131，所述光栅单元131包括黑色色阻层1311，所述黑色色阻层1311也可替换为其他的遮光材料，相邻的所述黑色色阻层1311之间的间隙形成所述准直孔1301。所述准直孔1301的尺寸可参照现有的光栅结构来设计。所述准直层13无论设置在哪一侧，均可实现使进入液晶调光盒11的光由发散状态变为准直状态，与液晶调光盒11和第一偏光片12搭配起来，均可实现防窥效果，且在现有的面板产线上即可制作，不需要额外采购或搭配其他准直配件，工艺成本低。
为方便说明，所述液晶分子的长轴在所述第一基板111上的正投影为第一方向X，所述第一偏光片12的吸收轴方向为第二方向Y，所述第一基板111的法线方向为第三方向Z，其中，所述第一方向X、所述第二方向Y以及所述第三方向Y两两相互垂直。
如图1所示，正视角的入射光线的偏振方向沿所述第一方向X，其传播方向沿所述第三方向Z，该入射光线的振动平面与液晶分子的长轴平行，因此正视角的入射光线的振动平面与液晶分子的长轴的夹角为0°，此方向的入射光线经过所述准直层13后，变为准直光线，在经过液晶层112时，只经过液晶分子的短轴，因此不会产生相位差，正视角的入射光线在经过液晶层112后，其偏振态不会发生改变，且其偏振方向与所述第一偏光片12的吸收轴垂直，因此正视角的入射光线可以穿过所述第一偏光片12到达人眼。
如图3所示，斜视角的入射光线的偏振方向沿所述第一方向X，传播方向与所述第三方向Z成一定夹角，因此，斜视角的入射光线的振动平面与液晶分子之间存在夹角，斜视角的入射光线在经过液晶层112时，会同时经过液晶分子的长轴和短轴，会产生相位差，使得斜视角的入射光线在经过液晶层112后的偏振态发生改变，其偏振方向不再与所述第一偏光片12的吸收轴垂直，因此斜视角的入射光线会被第一偏光片12部分吸收或全部吸收。
在本发明的一些实施例中，可对液晶层112的厚度d进行设计，使得液晶层112的厚度满足以下公式：△n×d＝cosθ×(λ/2+N×λ)，其中，△n为所述液晶分子的双折射率之差，d为所述液晶层112的厚度，θ为人眼斜视角方向与所述液晶调光盒11的法线方向所成的夹角，即θ为偏离所述液晶调光盒11的法线方向的斜线与所述液晶调光盒11的法线方向所成的夹角，0＜θ＜90°，λ为可见光在真空中的波长。如此使得液晶层112相当于一个二分之一玻片，当入射的偏振光的振动平面与液晶的长轴的夹角为β时，可使得入射的偏振光的振动方向在经过液晶层112后偏转方向旋转2β。
具体地，可通过调整液晶分子的固定取向角α，使得θ角为45°的斜视方向的入偏振光线的振动平面与液晶的长轴的夹角β为45°，使45°角斜视时，偏振光线在经过液晶层112后，其偏振方向旋转90，经过液晶层112后的偏振光线的偏振方向与所述第一偏光片12平行，光线被完全吸收，对45°角斜视的防窥效果达到最佳。因此，本发明实施例提供的防窥膜可用于显示装置中，使得显示装置具有防窥功能。
如图5所示，在具体的实施例中，所述光栅单元131包括至少两层所述黑色色阻层1311，所述黑色色阻层1311之间设有反射层1312，所述反射层1312的两相对侧的表面均包括凹凸结构。如此设计，可使得从所述光栅单元131的侧壁入射的本来无法利用的光，在上述层叠结构内部经过不同方向的反射后，出射光方向由单一方向变多多向，使得一部分光可通过所述准直孔1301出射，提高光利用率。图5示出的是黑色色阻层1311-反射层1312-黑色色阻层1311的叠层结构设计，在其他实施例中，如图6所示，示出了两层反射层1312的叠层结构设计，无论是哪种设计，叠层结构中的反射层1312的上下表面均设计成粗糙表面，具有微小的凹凸结构，从而使得光线在叠层结构内部经不同方向反射。所述反射层1312可为金属反射层，所述反射层1312的粗糙表面的不平坦设计可通过控制不同剂量的曝光量来实现，可通过调节黑色色阻层1311的膜层高度、光栅步长来实现不同范围的可视视角。
如图7所示，在其他实施例中，自所述第一基板111指向所述液晶层112的方向，所述光栅单元131包括依次层叠的所述黑色色阻层1311、平坦层1313、反射层1312以及光栅高度控制层1314，所述黑色色阻层1311靠近所述液晶层112的一侧表面包括凹凸结构。通过设计凹凸结构可增加光栅单元131内部的光纤漫反射，改变入射光方向，使得部分光线出射后方向收窄，使得原本不能利用的光可被利用，进而提高光的利用效率。
所述黑色色阻层1311的凹凸结构的表面可通过黄光工艺实现，可通过调整光栅高度控制层1314的膜厚来调整整个光栅结构的高度。所述光栅高度控制层1314的材料可为黑色色阻材料。
如图8所示，本发明实施例还提供一种显示装置，包括上述实施例的防窥膜10，以及设置于所述防窥膜10一侧的显示面板20。所述显示面板20包括显示面板本体121和设置于所述显示面板本体121一侧的第二偏光片122，其中，所述液晶调光盒11位于所述第一偏光片12和所述第二偏光片122之间，且所述第一偏光片12的吸收轴方向与所述第二偏光片122的吸收轴方向平行。
如图8所示，在本发明的一些实施例中，所述防窥膜10可设置于所述显示面板本体121的出光面一侧。所述防窥膜10可与所述显示面板20之间可通过粘结胶层粘合，所述粘结层包括但不限于OCA(Optically Clear Adhesive，光学透明胶)胶层、OCR(Optical ClearResin，液体光学胶)胶层等。所述防窥膜10也可直接放置于所述显示面板20上。
当所述防窥膜10设置于所述显示面板本体121的出光面一侧时，所述第二偏光片122可设置于所述显示面板本体121的出光面一侧，所述第一偏光片12设置于所述液晶调光盒11背离所述显示面板20的一侧。经所述显示面板20的第二偏光片122出射的正视角的偏振光线在经过所述液晶层112后不会产生相位差，其偏振方向不会发生改变，而又由于第二偏光片122的吸收轴与所述第一偏光片12的吸收轴相互平行，因此穿过液晶层112后的偏振光线可直接从第一偏光片12射出，出射光线没有损失，不影响正视的显示效果。
经所述显示面板20的第二偏光片122出射的斜视角的偏振光线在经过所述液晶层112后会产生相位差，其偏振方向会发生改变，而又由于第二偏光片122的吸收轴与所述第一偏光片12的吸收轴相互平行，因此穿过液晶层112后的偏振光线的偏振方向与所述第一偏光片12的吸收轴不再垂直，光线会被所述第一偏光片12部分吸收或全部吸收掉，因此在斜视方向上，会呈现暗态显示，达到防窥效果。
进一步地，当液晶层112满足△n×d＝λ/2时，人眼沿YZ平面(第一方向X与所述第三方向Z所成的平面)45°斜视时，光线穿过液晶层112等同于经过了一个二分之一玻片，其偏振方向会旋转90°，沿45°传播的光线会被第一偏光片12完全吸收掉，其他斜视角的防窥效果介于正视角和45°斜视效果之间。
所述显示面板本体121可为OLED显示面板本体，所述显示面板本体121包括具有像素驱动电路的阵列基板及设于所述阵列基板上的发光单元。所述显示面板本体121还可为液晶显示面板本体，所述显示面板20还可包括第三偏光片，所述显示装置100还包括背光模组(图8未示出)，所述第三偏光片设于背离所述显示面板本体121的出光面一侧，所述第三偏光片的吸收轴与所述第二偏光片的吸收轴垂直，所述背光模组设于所述第三偏光片背离所述显示面板本体121的一侧，其中，所述背光模组可为直下式背光模组，所述直下式背光模组的背光源可为散射光源。
在其他实施例中，请参阅图9，所述防窥膜10可设置于背离所述显示面板本体121的出光面一侧，所述第二偏光片122设置于背离所述显示面板本体121的出光面一侧。
具体地，所述第三偏光片123设置于所述显示面板本体121的出光面一侧,所述第一偏光片12设置于所述液晶层112背离所述显示面板20的一侧，且所述背光模组30设置于所述第一偏光片12背离所述液晶层112的一侧，即将所述第一偏光片12设置于所述背光模组30的出光面与液晶层112之间。
所述背光模组30出射的散射光在经过第一偏光片12后，光线均变为偏振光线，正视角的偏振光线在经过液晶层112后，其偏振方向不会发生改变，可经过第二偏光片122直接进入显示面板20，其光线不会损失；斜视角的偏振光线在经过液晶层112后，其偏振方向发生改变，会被第二偏光片122部分吸收或全部吸收，光线会有所损失，进入显示面板20的斜视角光线亮度会大大降低。
综上，本发明实施例提供一种防窥膜10及显示装置100，防窥膜包括液晶调光盒11、设置于所述液晶调光盒11一侧的第一偏光片12，以及准直层13，液晶调光盒11包括相对设置的第一基板111和第二基板113，以及夹设于所述第一基板111和所述第二基板113之间的液晶层112，所述准直层13设置于所述第一基板111的一侧，所述液晶层112包括液晶组合物，所述液晶组合物包括多个液晶分子；其中，所述多个液晶分子相对于所述第一基板111均具有相同的固定取向角，所述液晶分子的长轴在所述第一基板111上的正投影与所述第一偏光片12的吸收轴垂直，实现正视时显示画面亮度不受影响，斜视时显示画面的亮度降低，达到视觉防窥效果。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本发明实施例所提供的一种防窥膜及显示装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种防窥膜，其特征在于，包括:
液晶调光盒，包括相对设置的第一基板和第二基板，以及夹设于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，所述液晶层包括液晶组合物，所述液晶组合物包括多个液晶分子；
第一偏光片，设置于所述调光液晶盒的一侧，所述多个液晶分子相对于所述第一基板均具有相同的固定取向角，所述液晶分子的长轴在所述第一基板上的正投影与所述第一偏光片的吸收轴垂直；以及
准直层，设置于所述第一基板的一侧，所述准直层包括多个准直孔。
2.根据权利要求1所述的防窥膜，其特征在于，所述准直层设置于所述第一基板和所述液晶层之间，或设置于所述第一基板远离所述液晶层的一侧。
3.根据权利要求2所述的防窥膜，其特征在于，所述准直层包括阵列设置的光栅单元，所述准直孔设置于相邻的光栅单元之间。
4.根据权利要求3所述的防窥膜，其特征在于，所述光栅单元包括黑色色阻层。
5.根据权利要求4所述的防窥膜，其特征在于，所述光栅单元包括至少两层所述黑色色阻层，所述黑色色阻层之间设有反射层，所述反射层的两相对侧的表面均包括凹凸结构。
6.根据权利要求4所述的防窥膜，其特征在于，自所述第一基板指向所述液晶层的方向，所述光栅单元包括依次层叠的所述黑色色阻层、平坦层、反射层以及光栅高度控制层，所述黑色色阻靠近所述液晶层的一侧表面包括凹凸结构。
7.根据权利要求1所述的防窥膜，其特征在于，多个所述液晶分子的长轴沿同一方向倾斜排列，或者关于所述第一基板的法线方向呈对称分布。
8.一种显示装置，包括显示面板以及设置于所述显示面板一侧的防窥膜，所述防窥膜为如权利要求1～7任一项所述的防窥膜。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包括显示面板本体和设于所述显示面板本体一侧的第二偏光片，所述防窥膜的调光盒位于所述第二偏光片和所述防窥膜的第一偏光片之间，所述第一偏光片的吸收轴方向与所述第二偏光片的吸收轴方向平行。
10.根据权利要求8所述的显示装置，所述显示装置还包括背光源，所述背光源设置于所述显示面板背离所述防窥膜的一侧，或设置于所述防窥膜背离所述显示面板的一侧，其特征在于，所述背光源为散射光源。
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