CN115728973A - 显示面板及显示装置、驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示面板及显示装置、驱动方法,显示面板包括显示盒以及设于显示盒的出光侧的调光盒;调光盒包括第一基板、第二基板以及第一液晶层,第一基板设有第一视角控制电极,第二基板设有第二视角控制电极、第一电极条、第二电极条以及第三电极条,第二电极条和第三电极条以第一电极条为中心朝向第一电极条的两侧依次排列。通过第二电极条和第三电极条以第一电极条为中心朝向第一电极条的两侧依次排列,而且第一电极条、第二电极条以及第三电极条上的电压呈渐变趋势,使得第一液晶层在每个电极组处的偏转角度也呈渐变趋势,第一液晶层等效于光学透镜,把显示盒显示的画面折射至调光盒的出光面,以解决景深的问题。
Description
技术领域
本发明涉及显示器技术领域,特别是涉及一种显示面板及显示装置、驱动方法。
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112°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。
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,而且百叶遮挡膜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相互层叠设置,调光盒层叠于显示面板的上侧,从而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,调光盒包括第一基板、第二基板以及第一基板和第二基板之间的液晶层,第一基板和第二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。但是,这种显示装置的显示面板设于调光盒层的下方,由下方设置的显示面板来进行画面显示,在画面显示时存在景深问题。
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显示面板及显示装置、驱动方法,以解决现有技术中显示装置存在景深的问题。
本发明的目的通过下述技术方案实现:
本发明提供一种显示面板,包括调光盒以及与所述调光盒层叠设置的显示盒,所述调光盒设于所述显示盒的出光侧;
所述调光盒包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板以及设于所述第一基板与所述第二基板之间的第一液晶层,所述第一基板在朝向所述第一液晶层的一侧设有第一视角控制电极,所述第二基板在朝向所述第一液晶层的一侧设有第二视角控制电极以及景深控制电极层,所述景深控制电极层包括多组电极组,每组电极组包括相互绝缘且平行的第一电极条、第二电极条以及第三电极条,所述第二电极条和所述第三电极条以所述第一电极条为中心朝向所述第一电极条的两侧依次排列;
所述第一电极条用于施加第一电压,所述第二电极条用于施加第二电压,所述第三电极条用于施加第三电压,所述第一电压、所述第二电压以及所述第三电压的大小呈渐变趋势。
进一步地,所述第二视角控制电极和所述景深控制电极层位于不同层,所述第三电极条与所述第二视角控制电极电性连接。
进一步地,相邻两组所述电极组之间共用一条所述第三电极条。
进一步地,所述第一电极条与所述第二电极条之间的间距和所述第二电极条与所述第三电极条之间的间距相同;所述第三电极条的宽度大于所述第一电极条的宽度,所述第一电极条的宽度与所述第二电极条的宽度相同。
进一步地,所述第二基板的边缘设有第一信号线、第二信号线、第三信号线以及第四信号线,所有所述第一电极条均与所述第一信号线电性连接,所有所述第二电极条均与所述第二信号线电性连接,所有所述第三电极条均与所述第三信号线电性连接,第一视角控制电极与所述第四信号线相连。
进一步地,所述显示盒包括彩膜基板、与所述彩膜基板相对设置的阵列基板以及设于所述彩膜基板和所述阵列基板之间的第二液晶层;所述调光盒远离所述显示盒的一侧设有第一偏光片,所述调光盒与所述显示盒之间设有第二偏光片,所述显示盒远离所述调光盒的一侧设有第三偏光片,所述第一偏光片的透光轴与所述第二偏光片的透光轴相平行,所述第三偏光片的透光轴与所述第二偏光片的透光轴相垂直,所述电极组中电极条的延伸方向与所述第一偏光片(31)的透光轴相平行。
本申请还提供一种显示装置,包括如上所述的显示面板。
本申请还提供一种显示面板的驱动方法,所述显示面板的驱动方法用于驱动如上所述的显示面板,所述显示面板的驱动方法包括:
向第一电极条施加第一电压,向第二电极条施加第二电压,向第三电极条施加第三电压,所述第一电压、所述第二电压以及所述第三电压的大小呈渐变趋势。
进一步地,所述显示面板的驱动方法包括:
在宽视角模式时,向第一视角控制电极施加公共电压,向第二视角控制电极施加宽视角驱动电压,所述第一视角控制电极与所述第二视角控制电极之间的压差大于第一预设值;
在窄视角模式时,向第一视角控制电极施加公共电压,向第二视角控制电极施加窄视角驱动电压,所述第一视角控制电极与所述第二视角控制电极之间的压差大于第二预设值且小于第三预设值,所述第三预设值小于所述第一预设值。
进一步地,在宽视角模式时,所述第三电压与所述宽视角驱动电压相同;在窄视角模式时,所述第三电压与所述窄视角驱动电压相同。
本发明有益效果在于:通过在第二基板上设置第一电极条、第二电极条以及第三电极条,第二电极条和第三电极条以第一电极条为中心朝向第一电极条的两侧依次排列,而且第一电极条、第二电极条以及第三电极条上的电压呈渐变趋势,使得第一液晶层在每个电极组处的偏转角度也呈渐变趋势,每个电极组处液晶分子的折射率也呈渐变趋势,从而使得第一液晶层等效于光学透镜,把显示盒显示的画面折射至调光盒的出光面,以解决景深的问题,在满足客户需求的同时,提升防窥显示装置的竞争力。
附图说明
图1是本发明中显示装置在初始状态时的结构示意图;
图2是本发明中第二基板的纵截面结构示意图;
图3是本发明中景深控制电极层的平面结构示意图;
图4是本发明中第二基板的平面结构示意图;
图5是本发明中显示装置在宽视角模式时施加的波形示意图;
图6是本发明中显示装置在宽视角模式时的结构示意图;
图7是本发明中显示装置在窄视角模式时施加的波形示意图;
图8是本发明中显示装置在窄视角模式时的结构示意图;
图9是本发明与现有技术中显示装置在宽视角模式时透过率与视角的比对图表;
图10是本发明中显示装置在宽视角模式时液晶分子偏转的仿真图;
图11是图10中不同位置对应折射率的仿真图表;
图12是现有技术中显示装置在宽视角模式时液晶分子偏转的仿真图;
图13是本发明与现有技术中显示装置在窄视角模式时透过率与视角的比对图表;
图14是本发明中显示装置在窄视角模式时液晶分子偏转的仿真图;
图15是图14中不同位置对应折射率的仿真图表;
图16是现有技术中显示装置在窄视角模式时液晶分子偏转的仿真图;
图17是本发明中显示装置的平面结构示意图之一;
图18是本发明中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显示面板及显示装置、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:
图1是本发明中显示装置在初始状态时的结构示意图,如图1所示,本发明提供的一种显示面板,用于改善景深,包括调光盒10以及与调光盒10层叠设置的显示盒20,调光盒10设于显示盒20的出光侧,即本实施例中,调光盒10设于显示盒20远离背光模组40的一侧,调光盒10用于控制显示装置的宽窄视角切换以及景深,显示盒20用于控制显示装置显示正常的画面。
调光盒10包括第一基板11、与第一基板11相对设置的第二基板12以及设于第一基板11与第二基板12之间的第一液晶层13。优选地,第一液晶层13为正性液晶分子,即介电各向异性为正的液晶分子。第一液晶层13的相位延迟优选800nm,可选范围为500nm-1600nm。如图1所示,在初始状态的时候,第一液晶层13中的正性液晶分子平行于第一基板11与第二基板12进行配向,靠近第一基板11一侧的正性液晶分子与靠近第二基板12一侧的正性液晶分子的配向方向平行或反向平行。当然,第一液晶层13还具有一定预倾角,预倾角为0-7°,例如4.5°,从而加快液晶分子在偏转时的响应速度。
本实施例中,第二基板12设于第一液晶层13靠近显示盒20的一侧,第一基板11设于第一液晶层13远离显示盒20的一侧。当然,在其他实施例中,第二基板12设于第一液晶层13远离显示盒20的一侧,第一基板11设于第一液晶层13靠近显示盒20的一侧。
进一步地,如图1所示,第一基板11上设有第一偏光片31,第二基板12上设有第二偏光片32,第一偏光片31的透光轴与第二偏光片32的透光轴相互平行。本实施例中,第一液晶层13的配向方向与第一偏光片31和第二偏光片32的透光轴相互垂直,例如,第一偏光片31的透光轴和第二偏光片32的透光轴均为0°,第一液晶层13的配向方向为90°。
第一基板11在朝向第一液晶层13的一侧设有第一视角控制电极111,第二基板12在朝向第一液晶层13的一侧设有第二视角控制电极121以及景深控制电极层14。其中,第一视角控制电极111与第二视角控制电极121用于形成垂直电场,以驱动第一液晶层13中的正性液晶分子在竖直方向上偏转,从而使调光盒10实现宽视角模式和窄视角模式切换。景深控制电极层14用于形成多种渐变的水平电场,从而使得第一液晶层13等效为光学透镜,把显示盒20显示的画面折射至调光盒10的出光面,以解决景深的问题。
如图1所示,第一视角控制电极111与第二视角控制电极121均为整面结构的面状电极。图2是本发明中第二基板的纵截面结构示意图,图3是本发明中景深控制电极层的平面结构示意图,如图2和图3所示,景深控制电极层14包括多组电极组,多组电极组相互平行排列。本实施例中,每组电极组包括相互绝缘且平行的第一电极条141、第二电极条142以及第三电极条143,第二电极条142和第三电极条143以第一电极条141为中心朝向第一电极条141的两侧依次排列,即第三电极条143、第二电极条142、第一电极条141、第二电极条142以及第三电极条143依次排列。每组电极组中具有一条第一电极条141、两条第二电极条142以及两条第三电极条143。当然,在其他实施例中,每组电极组还可以包括第四电极条、第五电极条等,如果电极组中电极条的种类太多,则位于中间的电极条与最两侧的电极条形成的电场强度会很弱,很难控制液晶分子朝预设方向的偏转。
进一步地,第二视角控制电极121和景深控制电极层14位于不同层,第二视角控制电极121位于景深控制电极层14的下侧,第二视角控制电极121和景深控制电极层14之间通过第一绝缘层间隔开。其中,第三电极条143通过第一绝缘层上的接触孔与第二视角控制电极121电性连接,从而使得第三电极条143与第二视角控制电极121施加相同的电信号。第二基板12在朝向第一液晶层13的一侧还设有第二绝缘层,第二绝缘层覆盖住景深控制电极层14,从而避免景深控制电极层14与第一基板11上的第一视角控制电极111发生短路问题。
本实施例中,电极组中电极条(第一电极条141、第二电极条142以及第三电极条143)的延伸方向与第一偏光片31的透光轴和第二偏光片32的透光轴相平行,例如沿0°方向延伸,因此,第一电极条141、第二电极条142以及第三电极条143的延伸方向与第一液晶层13的配向方向相垂直,从而在宽窄视角切换时,保证第一液晶层13中的正性液晶分子在竖直方向上偏转,以保证窄视角防窥效果。当然,在其他实施例中,第一电极条141、第二电极条142以及第三电极条143的延伸方向也可以与第一液晶层13的配向方向呈锐角。第一电极条141、第二电极条142以及第三电极条143之间形成弧形电场,主要是为了驱动第一液晶层13中的液晶分子呈弧形分布,从而使得每个电极组处液晶分子的折射率呈渐变趋势。
本实施例中,相邻两组电极组之间共用一条第三电极条143,因为第三电极条143处于每组电极组的最边缘,而且所有的第三电极条143均是施加相同的电信号,因此,将相邻两组电极组之间共用一条第三电极条143,可以提高第二基板12的利用率,便于设置更多的电极组。
进一步地,第三电极条143的宽度大于第一电极条141的宽度,第一电极条141的宽度与第二电极条142的宽度相同。第一电极条141与第二电极条142之间的间距和第二电极条142与第三电极条143之间的间距相同。图2和图3中,l1表示第三电极条143的宽度,l2表示第一电极条141与第二电极条142之间的间距以及第二电极条142与第三电极条143之间的间距相同,l3表示第一电极条141的宽度和第二电极条142的宽度。优选地,l1为6μm,l2为3.5μm,l3为3μm,从而保证第一电极条141、第二电极条142以及第三电极条143之间形成的电场满足需求,而且对第一视角控制电极111与第二视角控制电极121形成垂直电场的屏蔽作用最小。
进一步地,图4是本发明中第二基板的平面结构示意图,如图4所示,第二基板12的边缘设有第一信号线1、第二信号线2、第三信号线3以及第四信号线4,所有第一电极条141均与第一信号线1电性连接,所有第二电极条142均与第二信号线2电性连接,所有第三电极条143均与第三信号线3电性连接。其中,所有第三电极条143均通过第一绝缘层上的接触孔与第二视角控制电极121电性连接,第二视角控制电极121在边缘与第三信号线3电性连接。第二基板12的边缘设有第四信号线4,第一视角控制电极111通过第一基板11与第二基板12之间的导电胶与第四信号线4电性连接,从而将第二基板12上的电信号传输至第一基板11上。
本实施例中,显示盒20优选为液晶盒。当然,在其他实施例中,显示盒20也可以为自发光显示器(例如OLED显示器、Micro LED显示器),但调光盒10需设置于显示盒20的上方。
显示盒20包括彩膜基板21、与彩膜基板21相对设置的阵列基板22以及设于彩膜基板21和阵列基板22之间的第二液晶层23。第二液晶层23优选采用正性液晶分子,即介电各向异性为正的液晶分子。如图1所示,初始状态的时候,第二液晶层23中的正性液晶分子垂直于彩膜基板21和阵列基板22进行配向,靠近彩膜基板21一侧的正性液晶分子与靠近阵列基板22一侧的正性液晶分子的配向方向平行或反向平行。当然,在其他实施例中,第二液晶层23也可采用负性液晶分子,第二液晶层23中的负性液晶分子可垂直于彩膜基板21和阵列基板22进行配向,即等效于VA显示模式的配向方式。
显示盒20远离调光盒10的一侧设有第三偏光片33,调光盒10和显示盒20之间的第二偏光片32的透光轴与第三偏光片33的透光轴相互垂直。例如,第一偏光片31的透光轴和第二偏光片32的透光轴均为0°,第三偏光片33的透光轴为90°。其中,调光盒10和显示盒20之间还可以设置与第二偏光片32相互层叠的补偿膜,补偿膜可以设置于第二偏光片32的上侧,也可以设置于第二偏光片32的下侧。补偿膜可以为增亮膜(APF)或增亮型偏光片(增亮膜与偏光片的复合膜,即APF POL膜,增亮膜的亮面朝上),增亮型偏光片的透光轴需与第二偏光片32的透光轴相平行,从而提升显示亮度,当然,补偿膜也可为视角补偿膜,从而提升窄视角效果。
彩膜基板21上设有呈阵列排布的色阻层212以及将色阻层212间隔开的黑矩阵211,色阻212包括红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的色阻材料,并对应形成红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的子像素,黑矩阵211设于每个子像素的边缘并呈网格状结构。
阵列基板22在朝向第二液晶层23的一侧上由多条扫描线(图未示)和多条数据线(图未示)相互绝缘交叉限定形成多个像素单元,每个像素单元内设有像素电极222和薄膜晶体管(图未示),像素电极222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222通过接触孔电性连接。
如图1所示,本实施例中,阵列基板22朝向第二液晶层23的一侧还设有公共电极221,公共电极221与像素电极222位于不同层并通过绝缘层绝缘隔离。公共电极221可位于像素电极222上方或下方(图1中所示为公共电极221位于像素电极222的下方)。优选地,公共电极221为整面设置的面状电极,像素电极222为在每个像素单元内整块设置的块状电极或者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222与公共电极221可位于同一层,但是两者相互绝缘隔离开,像素电极222和公共电极221各自均可包括多个电极条,像素电极222的电极条和公共电极221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,在其他实施例中,阵列基板22在朝向第二液晶层23的一侧设有像素电极222,彩膜基板21在朝向第二液晶层23的一侧设有公共电极221,以形成TN模式或VA模式。
其中,第一基板11、第二基板12、彩膜基板21以及阵列基板22可以用玻璃、丙烯酸和聚碳酸酯等材料制成。第一视角控制电极111、第二视角控制电极121、第一电极条141、第二电极条142、第三电极条143、公共电极221以及像素电极222的材料可以为氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等。
本发明还提供一种显示装置,包括如上所述的显示面板以及背光模组40,背光模组40位于显示面板的下方,用于给显示面板提供背光源。当然,如果显示盒20采用自发光显示器,则显示装置无需额外设置背光源。
背光模组40包括背光源41和防窥层43,防窥层43用于缩小光线射出角度的范围。背光源41和防窥层43之间还设有增亮膜42,增亮膜42增加背光模组40的亮度。其中,防窥层43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,使穿过防窥层43的光线的角度范围变小。防窥层43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。当然,背光源41也可以是采用集光式背光源,从而无需设置防窥层43,但是集光式背光源较常规的背光源更加昂贵。
背光模组40可以是侧入式背光模组,也可以是直下式背光模组。优选地,背光模组40采用准直背光(CBL,collimated backlight)模式,可对光线起到收光的作用,保证显示效果。
本发明还提供一种显示面板的驱动方法,该驱动方法用于驱动上述的显示面板,该驱动方法包括:
图5是本发明中显示装置在宽视角模式时施加的波形示意图,图8是本发明中显示装置在窄视角模式时的结构示意图,如图5和图8所示,向第一电极条141施加第一电压V1,向第二电极条142施加第二电压V2,向第三电极条143施加第三电压V3,第一电压V1、第二电压V2以及第三电压V3的大小呈渐变趋势,即从电极组的中间朝向电极组的两侧,电极条上的电压大小呈渐变趋势。第一电压V1、第二电压V2以及第三电压V3的大小可以呈逐渐变大的趋势,也可以呈逐渐变小的趋势。使得第一液晶层13在每个电极组处的偏转角度也呈渐变趋势,每个电极组处液晶分子的折射率也呈渐变趋势,从而使得第一液晶层13等效于光学透镜,把显示盒20显示的画面折射至调光盒10的出光面,以解决景深的问题。
图6是本发明中显示装置在宽视角模式时的结构示意图,如图5和图6所示,在宽视角模式时,向第一视角控制电极111施加公共电压Vcom,向第二视角控制电极121施加宽视角驱动电压,第一视角控制电极111与第二视角控制电极121之间的压差大于第一预设值(例如5V),即第一视角控制电极111与第二视角控制电极121之间会形成很强的垂直电场,第一液晶层13中的正性液晶分子在竖直方向上发生很大偏转并垂直或近似于第一基板11和第二基板12,从而实现宽视角显示。在宽视角显示时,除第二视角控制电极121上给到宽视角电压,第一电极条141、第二电极条142以及第三电极条143也会给到对应电压,以保证景深改善。具体地,向第一电极条141施加第一电压V1,向第二电极条142施加第二电压V2,向第三电极条143施加第三电压V3,第一电压V1、第二电压V2以及第三电压V3的大小呈渐变趋势。此时,第一电极条141与第二电极条142之间、第一电极条141与第三电极条143之间以及第二电极条142与第三电极条143之间均会形成弧形电场,第一液晶层13在每个电极组处的偏转角度也呈渐变趋势,每个电极组处液晶分子的折射率也呈渐变趋势,从而使得第一液晶层13等效于光学透镜,把显示盒20显示的画面折射至调光盒10的出光面,以解决在宽视角模式时景深的问题。当然,第三电极条143也会与第一视角控制电极111之间形成较强的垂直电场,第二电极条142也会与第二视角控制电极121之间形成弧形电场。
其中,在宽视角模式时,公共电压Vcom例如为0V,第一电压V1例如为0V,第二电压V2例如为0.5V,第三电压V3与宽视角驱动电压均为5V,第一电压V1、第二电压V2以及第三电压V3的大小呈逐渐变大的趋势,第一电极条141与第二电极条142之间的压差小于第二电极条142与第三电极条143之间的压差。第二电压V2与第三电压V3均为频率相同交流电压,从而防止液晶分子极化。当然,在实际应用中,公共电压Vcom、第一电压V1、第二电压V2以及第三电压V3的具体大小,可以根据实际情况(例如盒厚、电极条之间的间距以及电极条的宽度)进行调整。
图9是本发明与现有技术中显示装置在宽视角模式时透过率与视角的比对图表,图9中的曲线W1表示本申请中显示装置在宽视角模式时透过率与视角仿真曲线,图9中的曲线W2表示现有技术中显示装置在宽视角模式时透过率与视角仿真曲线,由图9可以看出,本申请的宽视角效果略好于现有技术的宽视角效果。
图10是本发明中显示装置在宽视角模式时液晶分子偏转的仿真图,图11是图10中不同位置对应折射率的仿真图表,图12是现有技术中显示装置在宽视角模式时液晶分子偏转的仿真图,如图10和12所示,图11中a、b、c、d、e对应图10中a、b、c、d、e处的折射率,而图10中a、b、c、d、e分别对应第三电极条143、第三电极条143与第二电极条142之间的间隙、第二电极条142、第二电极条142与第一电极条141之间的间隙、第一电极条141。由图11可以看出,在每个电极组中,第一液晶层13的折射率呈渐变趋势(从第一电极条141和第二电极条142的中间朝向电极组的两侧,折射率逐渐变小),从而使得第一液晶层13等效于光学透镜,可以把显示盒20显示的画面折射至调光盒10的出光面,以解决景深的问题。如图12所示,现有技术中液晶分子的偏转角度基本相同,即每个位置的折射率相同,存在景深的问题。在图11中,曲线G1表示盒厚为0.5μm的调光盒10,曲线G2表示盒厚为1.0μm的调光盒10,曲线G1表示盒厚为1.5μm的调光盒10,由图12可以看出,调光盒10的盒厚也会影响第一液晶层13中折射率的强度,但不会影响第一液晶层13中折射率的分布状态。
由图9和12可以看出,本申请中可以在基板不影响宽视角效果的情况下,使得第一液晶层13在每个电极组中的折射率呈渐变趋势分布,使第一液晶层13等效于光学透镜,可以把显示盒20显示的画面折射至调光盒10的出光面,以解决景深的问题。
图7是本发明中显示装置在窄视角模式时施加的波形示意图,如图7和图8所示,在窄视角模式时,向第一视角控制电极111施加公共电压Vcom,向第二视角控制电极121施加窄视角驱动电压,第一视角控制电极111与第二视角控制电极121之间的压差大于第二预设值(例如1.2V)且小于第三预设值(例如3V),第三预设值小于第一预设值,即第一视角控制电极111与第二视角控制电极121之间会形成较强的垂直电场,第一液晶层13的正性液晶分子在垂直方向上发生较大偏转,使得第一液晶层13的正性液晶分子呈倾斜状态,显示装置在斜视方向上亮度降低且视角变窄,从而实现窄视角显示。在窄视角显示时,除第二视角控制电极121上给到窄视角电压,第一电极条141、第二电极条142以及第三电极条143也会给到对应电压,以保证景深改善。具体地,向第一电极条141施加第一电压V1,向第二电极条142施加第二电压V2,向第三电极条143施加第三电压V3,第一电压V1、第二电压V2以及第三电压V3的大小呈渐变趋势。此时,第一电极条141与第二电极条142之间、第一电极条141与第三电极条143之间以及第二电极条142与第三电极条143之间均会形成弧形电场,第一液晶层13在每个电极组处的偏转角度也呈渐变趋势,每个电极组处液晶分子的折射率也呈渐变趋势,从而使得第一液晶层13等效于光学透镜,把显示盒20显示的画面折射至调光盒10的出光面,以解决在窄视角模式时景深的问题。当然,第三电极条143也会与第一视角控制电极111之间形成较强的垂直电场,第一电极条141和第二电极条142也会与第二视角控制电极121之间形成弧形电场。
其中,在窄视角模式时,公共电压Vcom例如为0V,第一电压V1例如为1.5V,第二电压V2例如为2.0V,第三电压V3与宽视角驱动电压均为2.2V,第一电压V1、第二电压V2以及第三电压V3的大小呈逐渐变大的趋势,第一电极条141与第二电极条142之间的压差大于第二电极条142与第三电极条143之间的压差。第二电压V2与第三电压V3均为频率相同交流电压,从而防止液晶分子极化。当然,在实际应用中,公共电压Vcom、第一电压V1、第二电压V2以及第三电压V3的具体大小,可以根据实际情况(例如盒厚、电极条之间的间距以及电极条的宽度)进行调整。
图13是本发明与现有技术中显示装置在窄视角模式时透过率与视角的比对图表,图13中的曲线N1表示本申请中显示装置在窄视角模式时透过率与视角仿真曲线,图13中的曲线N2表示现有技术中显示装置在窄视角模式时透过率与视角仿真曲线,由图13可以看出,本申请的窄视角效果与现有技术的窄视角效果基本相同。
图14是本发明中显示装置在窄视角模式时液晶分子偏转的仿真图。图15是图14中不同位置对应折射率的仿真图表。图16是现有技术中显示装置在窄视角模式时液晶分子偏转的仿真图,如图14至16所示,图15中a、b、c、d、e对应图14中a、b、c、d、e处的折射率,而图14中a、b、c、d、e分别对应第三电极条143、第三电极条143与第二电极条142之间的间隙、第二电极条142、第二电极条142与第一电极条141之间的间隙、第一电极条141。由图15可以看出,在每个电极组中,第一液晶层13的折射率呈渐变趋势(从电极组的中间朝向电极组的两侧,折射率逐渐变小),从而使得第一液晶层13等效于光学透镜,可以把显示盒20显示的画面折射至调光盒10的出光面,以解决景深的问题。如图16所示,现有技术中液晶分子的偏转角度基本相同,即每个位置的折射率相同,存在景深的问题。在图15中,曲线G1表示盒厚为0.5μm的调光盒10,曲线G2表示盒厚为1.0μm的调光盒10,曲线G1表示盒厚为1.5μm的调光盒10,由图15可以看出,调光盒10的盒厚也会影响第一液晶层13中折射率的强度,但不会影响第一液晶层13中折射率的分布状态。
由图14和16可以看出,本申请中可以在基板不影响窄视角效果的情况下,使得第一液晶层13在每个电极组中的折射率呈渐变趋势分布,使第一液晶层13等效于光学透镜,可以把显示盒20显示的画面折射至调光盒10的出光面,以解决景深的问题。
其中,在窄视角模式时,由于第一视角控制电极111和第二视角控制电极121之间的压差有限,从而使得第一电极条141与第二电极条142之间的压差以及第二电极条142与第三电极条143之间的压差较小,而改善景深的效果不如宽视角的效果好,如果增加第一电极条141与第二电极条142之间的压差、第二电极条142与第三电极条143之间的压差,正性液晶分子的倾斜角度会很大,则会导致窄视角的效果变差。
图17与图18为本发明中显示装置的平面结构示意图,请参图17和图18,该显示装置设有视角切换按键50,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50可以是实体按键(如图17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18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50向该显示装置发出视角切换请求,最终由驱动芯片60控制施加在第一视角控制电极111、第二视角控制电极121、第一电极条141、第二电极条142以及第三电极条143上的电信号,该显示装置即可以实现宽视角与窄视角之间的切换,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 (10)
1.一种显示面板,其特征在于,包括调光盒(10)以及与所述调光盒(10)层叠设置的显示盒(20),所述调光盒(10)设于所述显示盒(20)的出光侧;
所述调光盒(10)包括第一基板(11)、与所述第一基板(11)相对设置的第二基板(12)以及设于所述第一基板(11)与所述第二基板(12)之间的第一液晶层(13),所述第一基板(11)在朝向所述第一液晶层(13)的一侧设有第一视角控制电极(111),所述第二基板(12)在朝向所述第一液晶层(13)的一侧设有第二视角控制电极(121)以及景深控制电极层(14),所述景深控制电极层(14)包括多组电极组,每组电极组包括相互绝缘且平行的第一电极条(141)、第二电极条(142)以及第三电极条(143),所述第二电极条(142)和所述第三电极条(143)以所述第一电极条(141)为中心朝向所述第一电极条(141)的两侧依次排列;
所述第一电极条(141)用于施加第一电压(V1),所述第二电极条(142)用于施加第二电压(V2),所述第三电极条(143)用于施加第三电压(V3),所述第一电压(V1)、所述第二电压(V2)以及所述第三电压(V3)的大小呈渐变趋势。
2.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,所述第二视角控制电极(121)和所述景深控制电极层(14)位于不同层,所述第三电极条(143)与所述第二视角控制电极(121)电性连接。
3.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,相邻两组所述电极组之间共用一条所述第三电极条(143)。
4.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,所述第一电极条(141)与所述第二电极条(142)之间的间距和所述第二电极条(142)与所述第三电极条(143)之间的间距相同;所述第三电极条(143)的宽度大于所述第一电极条(141)的宽度,所述第一电极条(141)的宽度与所述第二电极条(142)的宽度相同。
5.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,所述第二基板(12)的边缘设有第一信号线(1)、第二信号线(2)、第三信号线(3)以及第四信号线(4),所有所述第一电极条(141)均与所述第一信号线(1)电性连接,所有所述第二电极条(142)均与所述第二信号线(2)电性连接,所有所述第三电极条(143)均与所述第三信号线(3)电性连接,第一视角控制电极(111)与所述第四信号线(4)相连。
6.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,所述显示盒(20)包括彩膜基板(21)、与所述彩膜基板(21)相对设置的阵列基板(22)以及设于所述彩膜基板(21)和所述阵列基板(22)之间的第二液晶层(23);所述调光盒(10)远离所述显示盒(20)的一侧设有第一偏光片(31),所述调光盒(10)与所述显示盒(20)之间设有第二偏光片(32),所述显示盒(20)远离所述调光盒(10)的一侧设有第三偏光片(33),所述第一偏光片(31)的透光轴与所述第二偏光片(32)的透光轴相平行,所述第三偏光片(33)的透光轴与所述第二偏光片(32)的透光轴相垂直,所述电极组中电极条的延伸方向与所述第一偏光片(31)的透光轴相平行。
7.一种显示装置,其特征在于,包括如权利要求1-6任一项所述的显示面板。
8.一种显示面板的驱动方法,其特征在于,所述驱动方法用于驱动如权利要求1-6任一项所述的显示面板,所述驱动方法包括:
向第一电极条(141)施加第一电压(V1),向第二电极条(142)施加第二电压(V2),向第三电极条(143)施加第三电压(V3),所述第一电压(V1)、所述第二电压(V2)以及所述第三电压(V3)的大小呈渐变趋势。
9.根据权利要求8所述的显示面板的驱动方法,其特征在于,所述驱动方法包括:
在宽视角模式时,向第一视角控制电极(111)施加公共电压(Vcom),向第二视角控制电极(121)施加宽视角驱动电压,所述第一视角控制电极(111)与所述第二视角控制电极(121)之间的压差大于第一预设值;
在窄视角模式时,向第一视角控制电极(111)施加公共电压(Vcom),向第二视角控制电极(121)施加窄视角驱动电压,所述第一视角控制电极(111)与所述第二视角控制电极(121)之间的压差大于第二预设值且小于第三预设值,所述第三预设值小于所述第一预设值。
10.根据权利要求9所述的显示面板的驱动方法,其特征在于,在宽视角模式时,所述第三电压(V3)与所述宽视角驱动电压相同;在窄视角模式时,所述第三电压(V3)与所述窄视角驱动电压相同。
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