CN115685602A - 视角可切换的显示装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视角可切换的显示装置及其驱动方法，显示装置包括相互层叠设置的第一防窥膜、第二防窥膜、调光结构以及画面显示控制盒；第一防窥膜在第一方向上具有缩小光线射出角度的范围，第二防窥膜在第二方向上具有缩小光线射出角度的范围，第一方向与第二方向相互垂直，第一防窥膜位于调光结构的上侧，第二防窥膜位于调光结构的下侧；调光结构在第二方向上具有散射模式和透射模式，并能够在散射模式和透射模式之间切换，在散射模式时，穿过调光结构的光线为发散状态，在透射模式时，穿过调光结构的光线为直射状态。通过两个不同收光方向的防窥膜搭配调光结构，从而使得显示装置在其中一方向一直为窄视角，在另一方向可实现宽窄视角切换。

Description

视角可切换的显示装置及其驱动方法

技术领域

本发明涉及显示器技术领域，特别是涉及一种视角可切换的显示装置及 其驱动方法。

背景技术

液晶显示装置(liquid crystal display，LCD)具有画质好、体积小、重量轻、 低驱动电压、低功耗、无辐射和制造成本相对较低的优点，在平板显示领域 占主导地位。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。

目前主要采取在显示屏上贴附百叶遮挡膜来实现宽窄视角切换，当需要 防窥时，利用百叶遮挡膜遮住屏幕即可缩小视角，但这种方式需要额外准备 百叶遮挡膜，会给使用者造成极大的不便，而且一张百叶遮挡膜只能实现一 种视角，一旦贴附上百叶遮挡膜后，视角便固定在窄视角模式，导致无法在 宽视角模式和窄视角模式之间进行自由切换，而且防窥片会造成辉度降低影 响显示效果。

现有技术也有利用调光盒和显示面板的双盒结构，实现在宽视角和窄视 角之间进行切换的，显示面板用于正常的画面显示，调光盒用于控制视角切 换，调光盒包括上基板、下基板以及上基板和下基板之间的液晶层，上基板 和下基板上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，这种宽窄视角可切换的显示面板通常只能 在左右方向或上下方向进行宽窄直角切换。

但是，现有车载显示装置或其他应用领域中，需要显示装置在上下方向 一直为窄视角，左右方向可实现宽窄视角切换；或者，在左右方向一直为窄 视角，上下方向可实现宽窄视角切换。因此，现有的显示装置无法满足在这 种应用场景下的使用需求。

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视 角可切换的显示装置及其驱动方法，以解决现有技术中显示装置无法在其中 一方向上固定为窄视角，在另一方向可实现宽窄视角切换的问题。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

本发明提供一种视角可切换的显示装置，包括相互层叠设置的第一防窥 膜、第二防窥膜、调光结构以及画面显示控制盒；

所述第一防窥膜在第一方向上具有缩小光线射出角度的范围，所述第二 防窥膜在第二方向上具有缩小光线射出角度的范围，所述第一方向与所述第 二方向相互垂直，所述第一防窥膜位于所述调光结构的上侧，所述第二防窥 膜位于所述调光结构的下侧；

所述调光结构在所述第二方向上具有散射模式和透射模式，并能够在所 述散射模式和所述透射模式之间切换，在散射模式时，穿过所述调光结构的 光线为发散状态，在透射模式时，穿过所述调光结构的光线为直射状态；

所述画面显示控制盒用于控制画面显示的灰阶。

进一步地，所述显示装置还包括背光模组，所述背光模组用于提供光源， 所述画面显示控制盒包括彩膜基板、与所述彩膜基板相对设置的阵列基板以 及位于所述彩膜基板与所述阵列基板之间的第一液晶层；

所述彩膜基板上设有第一偏光片，所述阵列基板上设有第二偏光片，所 述第一偏光片与所述第二偏光片的透光轴相互垂直。

进一步地，

所述画面显示控制盒、所述第一防窥膜、所述调光结构、所述第二防窥 膜以及所述背光模组依次层叠设置；

或，所述第一防窥膜、所述画面显示控制盒、所述调光结构、所述第二 防窥膜以及所述背光模组依次层叠设置；

再或，所述第一防窥膜、所述调光结构、所述第二防窥膜、所述画面显 示控制盒以及所述背光模组依次层叠设置。

进一步地，所述画面显示控制盒位于所述第二防窥膜的下侧，所述画面 显示控制盒包括驱动基板、设于驱动基板上的多个发光二极管以及覆盖多个 发光二极管的保护层，所述驱动基板用于控制多个所述发光二极管显示不同 的灰阶。

进一步地，所述调光结构包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第 二基板以及位于所述第一基板与所述第二基板之间的聚合物液晶层，所述第 一基板上设有第一电极，所述第二基板设有与所述第一电极配合的第二电极；

在散射模式时，所述聚合物液晶层呈雾态并具有散光作用；在透射模式 时，所述聚合物液晶层呈透明态。

进一步地，所述聚合物液晶层包括聚合物分散液晶、聚合物网络液晶或 聚合物稳定胆甾相液晶。

进一步地，所述调光结构包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第 二基板以及位于所述第一基板与所述第二基板之间的第一液晶层，所述第一 基板上设有第一电极，所述第二基板设有与所述第一电极配合的第二电极， 所述第二基板朝向所述第一液晶层的一侧设有多个凸起结构，所述凸起结构 沿着所述第一方向延伸；

在散射模式时，所述第一液晶层处于平躺状态，所述第一液晶层的折射 率大于所述凸起结构的折射率并具有散光作用；

在透射模式时，所述第一液晶层处于竖直状态，所述第一液晶层的折射 率等于所述凸起结构的折射率。

进一步地，所述凸起结构的截面形状为半圆形结构、三角形结构或梯形 结构。

本申请还提供一种显示装置的驱动方法，所述驱动方法用于驱动如上所 述的显示装置，所述显示装置包括用于提供光源的背光模组，所述驱动方法 包括：

在第一方向窄视角，第二方向宽视角模式时，控制所述调光结构在所述 第二方向上为散射模式，穿过所述调光结构的光线为发散状态；

在全方位窄视角模式时，控制所述调光结构在所述第二方向上为透射模 式，穿过所述调光结构的光线为直射状态；

所述背光模组根据所述调光结构的透射率调节发光亮度，以控制所述显 示装置的中心亮度维持在预设范围内。

本申请还提供一种显示装置的驱动方法，所述驱动方法用于驱动如上所 述的显示装置，所述画面显示控制盒为自发光显示面板并位于所述第二防窥 膜的下侧，所述驱动方法包括：

在第一方向窄视角，第二方向宽视角模式时，控制所述调光结构在所述 第二方向上为散射模式，穿过所述调光结构的光线为发散状态；

在全方位窄视角模式时，控制所述调光结构在所述第二方向上为透射模 式，穿过所述调光结构的光线为直射状态；

所述画面显示控制盒根据所述调光结构的透射率调节发光亮度，以控制 所述显示装置的中心亮度维持在预设范围内。

本发明有益效果在于：通过第一防窥膜和第二防窥膜搭配调光结构，第 一防窥膜在第一方向上具有缩小光线射出角度的范围，第二防窥膜在第二方 向上具有缩小光线射出角度的范围，第一方向与第二方向相互垂直，而且调 光结构在第二方向上具有散射模式和透射模式，从而使得显示装置在第一方 向一直为窄视角，在第二方向可实现宽窄视角切换，以满足显示装置在车载 显示器或其他场景中的应用。

附图说明

图1是本发明实施例一中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调光结构采用聚合物分散液晶时的原理示意 图；

图4是本发明实施例一中调光结构采用聚合物网络液晶时的原理示意 图；

图5是本发明实施例一中调光结构采用聚合物稳定胆甾相液晶时的原理 示意图；

图6a是本发明实施例一中第一电极和第二电极之间的压差为0V时的视 角示意图；

图6b是本发明实施例一中第一电极和第二电极之间的压差为5V时的视 角示意图；

图7a是本发明实施例一中第一电极和第二电极之间的压差为10V时的视 角示意图；

图7b是本发明实施例一中第一电极和第二电极之间的压差为20V时的 视角示意图；

图8是本发明实施例一中调光结构的防窥视角随压差变化的折线图；

图9是本发明实施例一中调光结构的中心亮度随压差变化的折线图；

图10是本发明实施例一中显示装置的控制信号传导示意图；

图11是本发明实施例二中显示装置在宽视角时的结构示意图；

图12是本发明实施例二中显示装置在窄视角时的结构示意图；

图13是本发明实施例三中显示装置在宽视角时的结构示意图；

图14是本发明实施例三中显示装置在窄视角时的结构示意图；

图15是本发明实施例四中显示装置在宽视角时的结构示意图；

图16是本发明实施例四中显示装置在窄视角时的结构示意图；

图17是本发明实施例四中凸起结构的立体结构示意图之一；

图18是本发明实施例四中凸起结构的立体结构示意图之二；

图19是本发明实施例四中凸起结构的立体结构示意图之三；

图20a是本发明实施例四中第一电极和第二电极之间的压差为0V时的视 角示意图；

图20b是本发明实施例四中第一电极和第二电极之间的压差为5V时的 视角示意图；

图21a是本发明实施例四中第一电极和第二电极之间的压差为10V时的 视角示意图；

图21b是本发明实施例四中第一电极和第二电极之间的压差为20V时的 视角示意图；

图22是本发明实施例五中显示装置在宽视角时的结构示意图；

图23是本发明实施例五中显示装置在窄视角时的结构示意图。

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视角可切换的显示装置及 其驱动方法的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

[实施例一]

图1是本发明实施例一中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 中调光结构采用聚合物分散液晶时的原理示意图。图4是本发明实施例一中 调光结构采用聚合物网络液晶时的原理示意图。图5是本发明实施例一中调 光结构采用聚合物稳定胆甾相液晶时的原理示意图。

如图1至图5所示，本发明实施例一提供的一种视角可切换的显示装置， 包括相互层叠设置的第一防窥膜11、第二防窥膜12、调光结构20以及画面 显示控制盒30。

第一防窥膜11在第一方向上具有缩小光线射出角度的范围，第二防窥膜 12在第二方向上具有缩小光线射出角度的范围，第一方向与第二方向相互垂 直，第一防窥膜11位于调光结构20的上侧，第二防窥膜12位于调光结构 20的下侧。例如第一防窥膜11为上下方向收光，则第二防窥膜12为左右方 向收光，从而使得显示装置在上下方向上一直为窄视角，在左右方向上可实 现宽窄视角切换。当然，第一防窥膜11也可以为左右方向收光，则第二防窥 膜12为上下方向收光，从而使得显示装置在左右方向上一直为窄视角，在上 下方向上可实现宽窄视角切换。其中，防窥膜(第一防窥膜11、第二防窥膜 12)相当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，至于防窥膜更详细的介绍可以参考现有技术，这里不再赘述。

调光结构20在第二方向上具有散射模式和透射模式，并能够在散射模式 和透射模式之间切换，在散射模式时，穿过调光结构20的光线为发散状态， 在透射模式时，穿过调光结构20的光线为直射状态，即不会改变光线穿过调 光结构20后的射出角度。

画面显示控制盒30用于控制画面显示的灰阶，即画面显示控制盒30可 以为一个普通的显示板面，可以控制每个子像素的光线强弱，从而控制画面 显示的灰阶。

本申请通过设置第一防窥膜11和第二防窥膜12并搭配调光结构20，第 一防窥膜11在第一方向上具有缩小光线射出角度的范围，第二防窥膜12在 第二方向上具有缩小光线射出角度的范围，第一方向与第二方向相互垂直， 而且调光结构20在第二方向上具有散射模式和透射模式，从而使得显示装置 在第一方向一直为窄视角，在第二方向可实现宽窄视角切换，以满足显示装 置在车载显示器或其他场景中的应用。

本实施例中，调光结构20包括第一基板、与第一基板相对设置的第二基 板22以及位于第一基板与第二基板22之间的聚合物液晶层23，第一基板上 设有第一电极211，第二基板22设有与第一电极211配合的第二电极221。 通过控制第一电极211和第二电极221上的电压，以控制聚合物液晶层23在 散射模式和透射模式之间进行切换。

如图3所示，本实施例中，聚合物液晶层23采用聚合物分散液晶(PDLC， polymerdispersed liquid crystal)。如图3a所示，聚合物分散液晶分子构成的小 微滴的光轴处于自由取向，其折射率与基体的折射率不匹配，当光通过基体时， 被液晶微滴强烈散射而呈不透明的乳白状态或半透明状态。如图3b所示，施加 电场可调节液晶微滴的光轴取向，当两者折射率相匹配时，呈现透明态。除去 电场，液晶微滴又恢复最初的散光状态，从而进行显示。即在散射模式时，第 一电极211和第二电极221之间的压差小于第一预设值，使聚合物分散液晶呈 雾态并具有散光作用；在透射模式时，第一电极211和第二电极221之间的压 差大于第二预设值，使聚合物分散液晶呈透明态。从而通过控制第一电极211 和第二电极221上施加的电信号来控制聚合物分散液晶在雾态和透明态之间进 行切换。第一电极211和第二电极221之间的压差越小，聚合物分散液晶越接 近雾态，反之，第一电极211和第二电极221之间的压差越大，聚合物分散液 晶越接近透明态。聚合物分散液晶在雾态时具有散光作用，聚合物分散液晶在 透明态时不会改变光的射出角度。

如图4所示，在另一实施例中，聚合物液晶层23也可采用聚合物网络液 晶(PNLC)，聚合物网络液晶将低分子液晶与预聚物相混合，在一定条件下经 聚合反应，液晶分子被包含在网络中。如图4a所示，由于取向诱导，液晶将 会均匀排列，聚合物单体也具有液晶相，在宾主效应下，也均匀排列。此时， 进行聚合相分离，得到排列一致的聚合物网络液晶，在无电压时聚合物网络 液晶为透明态。如图4b所示，通电时，负性液晶由于电场作用，便趋向于平 行排列，此时，聚合物网络对液晶分子的锚定作用便会组织旋转，液晶排列 混乱，便会散射，产生雾态。即在散射模式时，第一电极211和第二电极221 之间的压差大于第三预设值，使聚合物网络液晶呈雾态并具有散光作用；在 透射模式时，第一电极211和第二电极221之间的压差小于第四预设值，使 聚合物网络液晶呈透明态。从而通过控制第一电极211和第二电极221上施 加的电信号来控制聚合物网络液晶在雾态和透明态之间进行切换。第一电极 211和第二电极221之间的压差越大，聚合物网络液晶越接近雾态，反之， 第一电极211和第二电极221之间的压差越小，聚合物网络液晶越接近透明 态。聚合物网络液晶在雾态时具有散光作用，聚合物网络液晶在透明态时不 会改变光的射出角度。

如图5所示，在另一实施例中，聚合物液晶层23还可以采用聚合物稳定 胆甾相液晶(PSCT)。如图5a所示，聚合物稳定胆甾相液晶在撤电时的胆甾相 为P态，即为透态：如图5b所示，加电时在电压作用下，胆甾相变为FC态， 即为雾态，发生散射。即在散射模式时，第一电极211和第二电极221之间 的压差大于第五预设值，使聚合物稳定胆甾相液晶呈雾态并具有散光作用； 在透射模式时，第一电极211和第二电极221之间的压差小于第六预设值， 使聚合物稳定胆甾相液晶呈透明态。从而通过控制第一电极211和第二电极 221上施加的电信号来控制聚合物稳定胆甾相液晶在雾态和透明态之间进行 切换。第一电极211和第二电极221之间的压差越小，聚合物稳定胆甾相液 晶越接近雾态，反之，第一电极211和第二电极221之间的压差越大，聚合 物稳定胆甾相液晶越接近透明态。聚合物稳定胆甾相液晶在雾态时具有散光 作用，聚合物稳定胆甾相液晶在透明态时不会改变光的射出角度。

本实施例中，显示装置还包括背光模组40，背光模组40用于提供光源， 画面显示控制盒30、第一防窥膜11、调光结构20、第二防窥膜12以及背光 模组40从上至下依次层叠设置。

画面显示控制盒30采用液晶显示盒。画面显示控制盒30包括彩膜基板 31、与彩膜基板31相对设置的阵列基板32以及位于彩膜基板31与阵列基板 32之间的第一液晶层33。本实施例中，第一液晶层33中采用正性液晶分子， 即介电各向异性为正的液晶分子，在初始状态的时候，第一液晶层33中的正 性液晶分子平行于彩膜基板31和阵列基板32进行配向，靠近彩膜基板31一 侧的正性液晶分子与靠近阵列基板32一侧的正性液晶分子的配向方向反向 平行。当然，在其他实施例中，第一液晶层33也可采用负性液晶分子，例如 VA显示模式。

其中，彩膜基板31上在朝向第一液晶层33的一侧设有色阻层312以及 将色阻层312间隔开的黑矩阵(BM)311。色阻层312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、蓝三色的像素单元。黑矩阵311 位于红、绿、蓝三色的像素单元之间，使相邻的像素单元之间通过黑矩阵311 相互间隔开。

阵列基板32在朝向第一液晶层33的一侧上由多条扫描线和多条数据线 相互绝缘交叉限定形成多个像素单元，黑矩阵311与扫描线、数据线上下对 应，每个像素单元内设有像素电极322和薄膜晶体管，像素电极322通过薄 膜晶体管与邻近薄膜晶体管的数据线电性连接。其中，薄膜晶体管包括栅极、 有源层、漏极以及源极，栅极与扫描线位于同一层并电性连接，栅极与有源 层通过绝缘层隔离开，源极与数据线电性连接，漏极与像素电极322通过接 触孔电性连接。

本实施例中，阵列基板32朝向第一液晶层33的一侧还设有公共电极321， 公共电极321与像素电极322位于不同层并通过绝缘层绝缘隔离。公共电极 321可位于像素电极322上方或下方(图1中所示为公共电极321位于像素电 极322的下方)。优选地，公共电极321为整面设置的面状电极，像素电极322 为在每个像素单元内具有多个电极条的狭缝电极，以形成边缘场开关模式(Fringe Field Switching，FFS)。当然，在其他实施例中，像素电极322与公共 电极321位于同一层，但是两者相互绝缘隔离开，像素电极322和公共电极321各自均可包括多个电极条，像素电极322的电极条和公共电极321的电 极条相互交替排列，以形成面内切换模式(In-Plane Switching，IPS)。或者， 阵列基板32在朝向第一液晶层33的一侧设有像素电极322，彩膜基板31在 朝向第一液晶层33的一侧设有公共电极321，以形成TN模式或VA模式， 至于TN模式和VA模式的其他介绍请参考现有技术，这里不再赘述。

进一步地，彩膜基板31远离第一液晶层33的一侧设有第一偏光片51， 阵列基板32远离第一液晶层33的一侧设有第二偏光片52，第一偏光片51 与第二偏光片52的透光轴相互垂直。例如第一偏光片51的透光轴均为0°， 第二偏光片52的透光轴为90°。

其中，第一基板、第二基板22、彩膜基板31和阵列基板32可以用玻璃、 丙烯酸和聚碳酸酯等材料制成。第一电极211、第二电极221、公共电极321 以及像素电极322的材料可以为氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等。

本实施例中还提供一种显示装置的驱动方法，该驱动方法用于驱动如上 所述的显示装置，该驱动方法包括：

如图1所示，在第一方向窄视角，第二方向宽视角模式时，控制调光结 构20在第二方向上为散射模式，穿过调光结构20的光线为发散状态。即调 光结构20为宽视角模式时，显示装置呈现在第一方向为窄视角状态，在第二 方向为宽视角状态。

调光结构20在宽视角模式时，调光结构20呈散射状态。第一电极211 和第二电极221之间的压差小于第一预设值，使聚合物液晶层23呈雾态并具 有散光作用。第一电极211和第二电极221可以不施加电压信号，也可施加 压差较小的电压信号。从而使得显示装置具有更好的宽视角效果，而且调光 结构20的散射程度可以通过施加在第一电极211和第二电极221上的电压信 号来进行调节，从而使得显示装置在第二方向上的宽视角效果可以调节。

如图2所示，在全方位窄视角模式时，控制调光结构20在第二方向上为 透射模式，穿过调光结构20的光线为直射状态。即调光结构20为窄视角模 式时，显示装置呈现在第一方向和第二方向均为窄视角状态。

调光结构20在窄视角模式时，调光结构20呈透明状态，即透射模式。 第一电极211和第二电极221之间的压差大于第二预设值，使聚合物液晶层 23呈透明态，使得光线穿过调光结构20后并不会改变射出角度。而且调光 结构20的透明程度可以通过施加在第一电极211和第二电极221上的电压信 号来进行调节，从而使得显示装置在第二方向上的窄视角效果可以调节。

至于画面显示控制盒30施加正常的灰阶驱动信号，公共电极321施加公 共信号，像素电极322施加0-255的灰阶信号，从而使得画面显示控制盒30 可以控制正常的画面显示。

表一：

上述表一为视角随第一电极211和第二电极221之间的压差变化的仿真 数据，由表一和图6a可知，第一电极211和第二电极221之间的压差为0V 时，在45°视角下左/右/上/下相对中心亮度为8.81％/8.97％/0.67％/0.6％；由表 一和图6b可知，第一电极211和第二电极221之间的压差为5V时，在45° 视角下左/右/上/下相对中心亮度为5.49％/5.51％/0.54％/0.48％；由表一和图7a 可知，第一电极211和第二电极221之间的压差为10V时，在45°视角下左/ 右/上/下相对中心亮度为1.23％/1.2％/0.31％/0.26％；由表一和图7b可知，第 一电极211和第二电极221之间的压差为20V时，在45°视角下左/右/上/下相 对中心亮度为0.65％/0.61％/0.28％/0.24％。而且相对20V压差而言，第一电极 211和第二电极221之间的压差越小，外扩角度越大，即可视视角越大。即 第一电极211和第二电极221之间的压差越大，防窥效果越好，而且可以通 过施加在第一电极211和第二电极221上的电压信号来进行调节，从而使得 显示装置在第二方向上的窄视角效果可以调节。

虽然，第一电极211和第二电极221可以控制聚合物液晶层23的透明度， 但是调光结构20的透光率也会随着聚合物液晶层23的透明度发生改变。如 图8和图9所示，第一电极211和第二电极221之间的压差越小，聚合物液 晶层23越加呈现雾态，但是调光结构20的透光率会越小，因此，调光结构 20在控制视角时，显示装置的亮度也会受到影响。

本实施例中，该驱动方法还包括：背光模组40根据调光结构20的透射 率调节发光亮度，以控制显示装置的中心亮度维持在预设范围内。通过控制 背光模组40的发光亮度，用于抵消调光结构20对显示装置亮度的影响。如 图10所示，视角控制信号H分别为A/B/C/D时，对应的防窥视角分别为 ≥45°/≥55°/≥65°/≥75°，背光模组40上对应施加的电流为a/b/c/d，其中，a﹤b ﹤c﹤d。也就是说，调光结构20的可视视角范围越大，背光模组40的发光亮度越大，从而抵消调光结构20对显示装置亮度的影响，以保证显示装置的 中心亮度维持在预设范围内。

[实施例二]

图11是本发明实施例二中显示装置在宽视角时的结构示意图。图12是 本发明实施例二中显示装置在窄视角时的结构示意图。如图11和图12所示， 本发明实施例二提供的视角可切换的显示装置及其驱动方法与实施例一(图1 至图10)中的视角可切换的显示装置及其驱动方法基本相同，不同之处在于， 在本实施例中，第一防窥膜11、画面显示控制盒30、调光结构20、第二防 窥膜12以及背光模组40从上至下依次层叠设置，即本实施例中，将第一防 窥膜11设于画面显示控制盒30靠近外环境的一侧。

相对于实施例一，本实施例通过将第一防窥膜11设置与显示装置最靠近 外环境的一侧，从而可以增加在第一方向上的防窥效果。因为，画面显示控 制盒30中的第一液晶层33会对第一防窥膜11的防窥效果产生一定影响，将 第一防窥膜11设于画面显示控制盒30靠近外环境的一侧，避免了画面显示 控制盒30对第一防窥膜11防窥效果的影响。

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13是本发明实施例三中显示装置在宽视角时的结构示意图。图14是 本发明实施例三中显示装置在窄视角时的结构示意图。如图13和图14所示， 本发明实施例三提供的视角可切换的显示装置及其驱动方法与实施例一(图1 至图10)中的视角可切换的显示装置及其驱动方法基本相同，不同之处在于， 在本实施例中，第一防窥膜11、调光结构20、第二防窥膜12、画面显示控 制盒30以及背光模组40依次层叠设置。即本实施例中，将第一防窥膜11、 调光结构20以及第二防窥膜12均设于画面显示控制盒30靠近外环境的一 侧。

相对于实施例一，本实施例通过将第一防窥膜11、调光结构20以及第 二防窥膜12设置与显示装置最靠近外环境的一侧，从而可以增加在第一方向 和第二方向上的防窥效果。因为，画面显示控制盒30中的第一液晶层33会 对第一防窥膜11和第二防窥膜12的防窥效果产生一定影响，将第一防窥膜 11、调光结构20以及第二防窥膜12设于画面显示控制盒30靠近外环境的一 侧，避免了画面显示控制盒30对第一防窥膜11和第二防窥膜12防窥效果的 影响。

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。

[实施例四]

图15是本发明实施例四中显示装置在宽视角时的结构示意图。图16是 本发明实施例四中显示装置在窄视角时的结构示意图。图17是本发明实施例 四中凸起结构的立体结构示意图之一。图18是本发明实施例四中凸起结构的 立体结构示意图之二。图19是本发明实施例四中凸起结构的立体结构示意图 之三。如图15至图19所示，本发明实施例四提供的视角可切换的显示装置 及其驱动方法与实施例一(图1至图10)、实施例二(图11至图12)以及实施例 三(图13至图14)中的视角可切换的显示装置及其驱动方法基本相同，不同之处在于，在本实施例中，调光结构20包括第一基板21、与第一基板21相对 设置的第二基板22以及位于第一基板21与第二基板22之间的第二液晶层 24。第二液晶层24中采用正性液晶分子，即介电各向异性为正的液晶分子。 在初始状态的时候，第二液晶层24中的正性液晶分子平行于第一基板21和 第二基板22进行配向，靠近第一基板21一侧的正性液晶分子与靠近第二基 板22一侧的正性液晶分子的配向方向反向平行。当然，第二液晶层24也可采用竖直配向。第一基板21上设有第一电极211，第二基板22设有与第一 电极211配合的第二电极221，第二基板22朝向第二液晶层24的一侧设有 多个凸起结构222。其中，凸起结构222优选为树脂一类材料，树脂折射率n 为1.4～1.6，例如凸起结构222采用平坦层材料(OC)，其折射率为1.56，与 目前常用液晶分子no接近，第二液晶层24中的液晶分子可以采用ne＝1.7， no＝1.56的液晶分子。

调光结构20在散射模式时，第一电极211和第二电极221之间的压差小 于第一预设值，使第二液晶层24处于平躺状态，此时第二液晶层24的折射 率大于凸起结构222的折射率并具有散光作用，即此时第二液晶层24的折射 率ne大于凸起结构222的折射率n。调光结构20在透射模式时，第一电极211和第二电极221之间的压差大于第二预设值，使第二液晶层24处于竖直 状态，此时第二液晶层24的折射率等于凸起结构222的折射率，即此时第二 液晶层24的折射率no等于凸起结构222的折射率n。

进一步地，凸起结构222的截面形状为半圆形结构(图17)、三角形结构(图 18)或梯形结构(图19)。凸起结构222的平面形状为条形结构，即凸起结构222 为倒放的半圆柱、三棱柱或梯形柱。凸起结构222的延伸方向与第一方向相 平行。

本实施例中还提供一种显示装置的驱动方法，该驱动方法用于驱动如上 所述的显示装置，该驱动方法包括：

如图15所示，在第一方向窄视角，第二方向宽视角模式时，控制调光结 构20在第二方向上为散射模式，穿过调光结构20的光线为发散状态。即调 光结构20为宽视角模式时，显示装置呈现在第一方向为窄视角状态，在第二 方向为宽视角状态。

调光结构20在宽视角模式时，调光结构20呈散射状态。第一电极211 和第二电极221之间的压差小于第一预设值，使第二液晶层24处于平躺状态。 第一电极211和第二电极221可以不施加电压信号，也可施加压差较小的电 压信号。此时第二液晶层24的折射率大于凸起结构222的折射率并具有散光 作用，即此时第二液晶层24的折射率ne大于凸起结构222的折射率n。而且 调光结构20的散射程度可以通过施加在第一电极211和第二电极221上的电 压信号来进行调节，从而使得显示装置的宽视角效果可以调节。

如图16所示，在全方位窄视角模式时，控制调光结构20在第二方向上 为透射模式，穿过调光结构20的光线为直射状态。即调光结构20为窄视角 模式时，显示装置呈现在第一方向和第二方向均为窄视角状态。

调光结构20在窄视角模式时，调光结构20呈直射状态，即透射模式。 第一电极211和第二电极221之间的压差大于第二预设值，使第二液晶层24 处于竖直状态。第二液晶层24的折射率等于凸起结构222的折射率，即此时 第二液晶层24的折射率no等于凸起结构222的折射率n，穿过调光结构20 的光线基本不会改变射出角度。

至于画面显示控制盒30施加正常的灰阶驱动信号，公共电极321施加公 共信号，像素电极322施加0-255的灰阶信号，从而使得画面显示控制盒30 可以控制正常的画面显示。

表二：

上述表二为视角随第一电极211和第二电极221之间的压差变化的仿真 数据，由表二和图20a可知，第一电极211和第二电极221之间的压差为0V 时，在45°视角下左/右/上/下相对中心亮度为1.75％/1.64％/0.14％/0.15％；由 表一和图20b可知，第一电极211和第二电极221之间的压差为5V时，在 45°视角下左/右/上/下相对中心亮度为0.53％/0.46％/0.12％/0.13％；由表一和图 21a可知，第一电极211和第二电极221之间的压差为10V时，在45°视角下 左/右/上/下相对中心亮度为0.45％/0.42％/0.12％/0.13％；由表一和图21b可知， 第一电极211和第二电极221之间的压差为20V时，在45°视角下左/右/上/下相对中心亮度为0.35％/0.3％/0.12％/0.13％。而且相对20V压差而言，第一 电极211和第二电极221之间的压差越小，外扩角度越大，即可视视角越大。 即第一电极211和第二电极221之间的压差越大，防窥效果越好，而且可以 通过施加在第一电极211和第二电极221上的电压信号来进行调节，从而使 得显示装置在第二方向上的窄视角效果可以调节。

虽然，第一电极211和第二电极221可以控制第二液晶层24的折射率， 但是调光结构20的透光率也会随着第二液晶层24的折射率发生改变。第一 电极211和第二电极221之间的压差越小，第二液晶层24越加呈现平躺姿态， 调光结构20的聚光效果越差，调光结构20的透光率会越小，因此，调光结 构20在控制视角时，显示装置的亮度也会受到影响。

本实施例中，该驱动方法还包括：背光模组40根据调光结构20的透射 率调节发光亮度，以控制显示装置的中心亮度维持在预设范围内。通过控制 背光模组40的发光亮度，用于抵消调光结构20对显示装置亮度的影响。参 考图10所示，视角控制信号H分别为A/B/C/D时，对应的防窥视角分别为 ≥45°/≥55°/≥65°/≥75°，背光模组40上对应施加的电流为a/b/c/d，其中，a﹤b ﹤c﹤d。也就是说，调光结构20的可视视角范围越大，背光模组40的发光 亮度越大，从而抵消调光结构20对显示装置亮度的影响，以保证显示装置的 中心亮度维持在预设范围内。

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、实施例二以及实施例三相同，这里不再赘述。

[实施例五]

图22是本发明实施例五中显示装置在宽视角时的结构示意图。图23是 本发明实施例五中显示装置在窄视角时的结构示意图。本发明实施例五提供 的视角可切换的显示装置及其驱动方法与实施例一(图1至图10)、实施例二 (图11至图12)、实施例三(图13至图14)以及实施例一(图15至图21b)中的 视角可切换的显示装置及其驱动方法基本相同，不同之处在于，在本实施例 中，画面显示控制盒30采用发光二极管显示面板，例如OLED显示面板或 Micro LED显示面板(微发光二极管)技术，Micro LED显示面板为将LED微 缩化和矩阵化技术，发光二极管显示面板相对液晶显示面板具有自发光特性， 视角广大、色彩饱和度高，可以提高宽窄视角显示时的显示效果。由于发光 二极管显示面板具有自发光作用，从而无需设置背光模组40，画面显示控制 盒30位于第二防窥膜12的下侧，第一防窥膜11、调光结构20、第二防窥膜 12均设于画面显示控制盒30的发光侧，第一防窥膜11、调光结构20、第二 防窥膜12以及画面显示控制盒30从上至下依次层叠设置。

画面显示控制盒30包括驱动基板34、设于驱动基板34上的多个发光二 极管35以及覆盖多个发光二极管35的保护层36，驱动基板34用于控制多 个发光二极管35显示不同的灰阶。多个发光二极管35在驱动基板34上呈阵 列分布，每个发光二极管35为一个子像素。至于发光二极管显示面板更详细 的结构请参考现有技术，这里不再赘述。

本实施例中还提供一种显示装置的驱动方法，该驱动方法用于驱动如上 所述的显示装置，该驱动方法包括：

如图22所示，在第一方向窄视角，第二方向宽视角模式时，控制调光结 构20在第二方向上为散射模式，穿过调光结构20的光线为发散状态。即调 光结构20为宽视角模式时，显示装置呈现在第一方向为窄视角状态，在第二 方向为宽视角状态。

调光结构20在宽视角模式时，调光结构20呈散射状态。第一电极211 和第二电极221之间的压差小于第一预设值，使聚合物液晶层23呈雾态并具 有散光作用。第一电极211和第二电极221可以不施加电压信号，也可施加 压差较小的电压信号。从而使得显示装置具有更好的宽视角效果，而且调光 结构20的散射程度可以通过施加在第一电极211和第二电极221上的电压信 号来进行调节，从而使得显示装置在第二方向上的宽视角效果可以调节。

如图23所示，在全方位窄视角模式时，控制调光结构20在第二方向上 为透射模式，穿过调光结构20的光线为直射状态。即调光结构20为窄视角 模式时，显示装置呈现在第一方向和第二方向均为窄视角状态。

调光结构20在窄视角模式时，调光结构20呈透明状态，即透射模式。 第一电极211和第二电极221之间的压差大于第二预设值，使聚合物液晶层 23呈透明态，使得光线穿过调光结构20后并不会改变射出角度。而且调光 结构20的透明程度可以通过施加在第一电极211和第二电极221上的电压信 号来进行调节，从而使得显示装置在第二方向上的窄视角效果可以调节。

至于画面显示控制盒30施加正常的灰阶驱动信号，通过驱动基板34发 光二极管35施加0-255的灰阶信号，从而使得画面显示控制盒30可以在窄 视角模式下控制正常的画面显示。

虽然，第一电极211和第二电极221可以控制聚合物液晶层23的透明度， 但是调光结构20的透光率也会随着聚合物液晶层23的透明度发生改变。第 一电极211和第二电极221之间的压差越小，聚合物液晶层23越加呈现雾态， 但是调光结构20的透光率会越小，因此，调光结构20在控制视角时，显示 装置的亮度也会受到影响。

本实施例中，该驱动方法还包括：画面显示控制盒30根据调光结构20 的透射率调节发光亮度，以控制显示装置的中心亮度维持在预设范围内。通 过控制画面显示控制盒30的发光亮度，用于抵消调光结构20对显示装置亮 度的影响。参考图10所示，视角控制信号H分别为A/B/C/D时，对应的防 窥视角分别为≥45°/≥55°/≥65°/≥75°，背光模组40上对应施加的电流为a/b/c/d， 其中，a﹤b﹤c﹤d。也就是说，调光结构20的可视视角范围越大，背光模组 40的发光亮度越大，从而抵消调光结构20对显示装置亮度的影响，以保证 显示装置的中心亮度维持在预设范围内。

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、实施例二、实施例三以及实施例四，这里不再赘述。

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 (10)

1.一种视角可切换的显示装置，其特征在于，包括相互层叠设置的第一防窥膜(11)、第二防窥膜(12)、调光结构(20)以及画面显示控制盒(30)；

所述第一防窥膜(11)在第一方向上具有缩小光线射出角度的范围，所述第二防窥膜(12)在第二方向上具有缩小光线射出角度的范围，所述第一方向与所述第二方向相互垂直，所述第一防窥膜(11)位于所述调光结构(20)的上侧，所述第二防窥膜(12)位于所述调光结构(20)的下侧；

所述调光结构(20)在所述第二方向上具有散射模式和透射模式，并能够在所述散射模式和所述透射模式之间切换，在散射模式时，穿过所述调光结构(20)的光线为发散状态，在透射模式时，穿过所述调光结构(20)的光线为直射状态；

所述画面显示控制盒(30)用于控制画面显示的灰阶。

2.根据权利要求1所述的视角可切换的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括背光模组(40)，所述背光模组(40)用于提供光源，所述画面显示控制盒(30)包括彩膜基板(31)、与所述彩膜基板(31)相对设置的阵列基板(32)以及位于所述彩膜基板(31)与所述阵列基板(32)之间的第一液晶层(33)；

所述彩膜基板(31)上设有第一偏光片(51)，所述阵列基板(32)上设有第二偏光片(52)，所述第一偏光片(51)与所述第二偏光片(52)的透光轴相互垂直。

3.根据权利要求2所述的视角可切换的显示装置，其特征在于，

所述画面显示控制盒(30)、所述第一防窥膜(11)、所述调光结构(20)、所述第二防窥膜(12)以及所述背光模组(40)依次层叠设置；

或，所述第一防窥膜(11)、所述画面显示控制盒(30)、所述调光结构(20)、所述第二防窥膜(12)以及所述背光模组(40)依次层叠设置；

再或，所述第一防窥膜(11)、所述调光结构(20)、所述第二防窥膜(12)、所述画面显示控制盒(30)以及所述背光模组(40)依次层叠设置。

4.根据权利要求1所述的视角可切换的显示装置，其特征在于，所述画面显示控制盒(30)位于所述第二防窥膜(12)的下侧，所述画面显示控制盒(30)包括驱动基板(34)、设于驱动基板(34)上的多个发光二极管(35)以及覆盖多个发光二极管(35)的保护层(36)，所述驱动基板(34)用于控制多个所述发光二极管(35)显示不同的灰阶。

5.根据权利要求1-4任一项所述的视角可切换的显示装置，其特征在于，所述调光结构(20)包括第一基板(21)、与所述第一基板(21)相对设置的第二基板(22)以及位于所述第一基板(21)与所述第二基板(22)之间的聚合物液晶层(23)，所述第一基板(21)上设有第一电极(211)，所述第二基板(22)设有与所述第一电极(211)配合的第二电极(221)；

在散射模式时，所述聚合物液晶层(23)呈雾态并具有散光作用；在透射模式时，所述聚合物液晶层(23)呈透明态。

6.根据权利要求5所述的视角可切换的显示装置，其特征在于，所述聚合物液晶层(23)包括聚合物分散液晶、聚合物网络液晶或聚合物稳定胆甾相液晶。

7.根据权利要求1-4任一项所述的视角可切换的显示装置，其特征在于，所述调光结构(20)包括第一基板(21)、与所述第一基板(21)相对设置的第二基板(22)以及位于所述第一基板(21)与所述第二基板(22)之间的第一液晶层(24)，所述第一基板(21)上设有第一电极(211)，所述第二基板(22)设有与所述第一电极(211)配合的第二电极(221)，所述第二基板(22)朝向所述第一液晶层(24)的一侧设有多个凸起结构(222)，所述凸起结构(222)沿着所述第一方向延伸；

在散射模式时，所述第一液晶层(24)处于平躺状态，所述第一液晶层(24)的折射率大于所述凸起结构(222)的折射率并具有散光作用；

在透射模式时，所述第一液晶层(24)处于竖直状态，所述第一液晶层(24)的折射率等于所述凸起结构(222)的折射率。

8.根据权利要求7所述的视角可切换的显示装置，其特征在于，所述凸起结构(222)的截面形状为半圆形结构、三角形结构或梯形结构。

9.一种显示装置的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法用于驱动如权利要求1-8任一项所述的显示装置，所述显示装置包括用于提供光源的背光模组(40)，所述驱动方法包括：

在第一方向窄视角，第二方向宽视角模式时，控制所述调光结构(20)在所述第二方向上为散射模式，穿过所述调光结构(20)的光线为发散状态；

在全方位窄视角模式时，控制所述调光结构(20)在所述第二方向上为透射模式，穿过所述调光结构(20)的光线为直射状态；

所述背光模组(40)根据所述调光结构(20)的透射率调节发光亮度，以控制所述显示装置的中心亮度维持在预设范围内。

10.一种显示装置的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法用于驱动如权利要求1-8任一项所述的显示装置，所述画面显示控制盒(30)为自发光显示面板并位于所述第二防窥膜(12)的下侧，所述驱动方法包括：

在第一方向窄视角，第二方向宽视角模式时，控制所述调光结构(20)在所述第二方向上为散射模式，穿过所述调光结构(20)的光线为发散状态；

在全方位窄视角模式时，控制所述调光结构(20)在所述第二方向上为透射模式，穿过所述调光结构(20)的光线为直射状态；

所述画面显示控制盒(30)根据所述调光结构(20)的透射率调节发光亮度，以控制所述显示装置的中心亮度维持在预设范围内。

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