CN115793298A - 多视角模式可切换的显示装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多视角模式可切换的显示装置及控制方法，该显示面板包括调光盒以及与调光盒层叠设置的显示盒；调光盒包括第一基板、第二基板和第一液晶层，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；第一基板设有第一偏光片和第一四分之一波片，第二基板设有第二偏光片和第二四分之一波片，第一偏光片的透光轴与第二偏光片的透光轴相互垂直，第一偏光片的透光轴与第一四分之一波片的快轴呈45°，第二偏光片的透光轴与第二四分之一波片的快轴呈45°。通过第一视角控制电极和第二视角控制电极控制第一液晶层在竖直方向发生不同角度的偏转，以实现在第一宽视角模式、单向窄视角模式以及第二宽视角模式之间进行多向视角切换。

Description

多视角模式可切换的显示装置及控制方法

技术领域

本发明涉及显示器技术领域，特别是涉及一种多视角模式可切换的显示装置及控制方法。

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。

现在的显示器件逐渐朝着宽视角的方向发展，无论是手机移动终端应用，桌上显示器还是笔记本电脑应用，人们在享受大视角带来视觉体验的同时，也希望一些应用场景下避免全部视角都可以观看到显示内容，此时就需要显示器切换为窄视角使用，在许多场合还需要显示装置具备宽视角与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视角与窄视角切换，当需要进行防窥时，利用百叶遮挡膜遮住屏幕即可缩小视角。但是，这种方式需要额外准备百叶遮挡膜，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。另外，这种方式能够实现对称方向(如左右或上下)上的窄视角，但不能实现单一方向(即左、右、上或下)上的窄视角，针对手机等电子产品，无法满足用户在左、右、上或下方向等单一方向具有窄视角的使用需求。例如，在车载显示系统中，当驾驶员行车过程中，应该避免驾驶员观看到与行车无关的显示内容，而副驾驶员可以正常观看，以避免影响行车安全。所以，目前的显示装置不适合应用在车载显示等特殊的应用场景中。

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多视角模式可切换的显示装置及控制方法，以解决现有技术中无法实现单一方向窄视角的问题。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

本发明提供一种多视角模式可切换的显示装置，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与所述第一视角控制电极配合的第二视角控制电极；

所述第一基板上设有第一偏光片和第一四分之一波片，所述第一偏光片位于所述第一四分之一波片远离所述第一液晶层的一侧，所述第二基板上设有第二偏光片和第二四分之一波片，所述第二偏光片位于所述第二四分之一波片远离所述第一液晶层的一侧，所述第一偏光片的透光轴与所述第二偏光片的透光轴相互垂直，所述第一偏光片的透光轴与所述第一四分之一波片的快轴呈45°，所述第二偏光片的透光轴与所述第二四分之一波片的快轴呈45°。

进一步地，所述第一偏光片和所述第一四分之一波片均位于所述第一基板远离所述第一液晶层的一侧；所述第二偏光片和所述第二四分之一波片均位于所述第二基板远离所述第一液晶层的一侧。

进一步地，所述第一四分之一波片的快轴与所述第二四分之一波片的快轴相互平行。

进一步地，所述第一液晶层为正性液晶分子，在初始状态时，所述第一液晶层中的正性液晶分子呈平躺姿态且所述第一液晶层的配向方向与所述第二偏光片的透光轴呈45°。

进一步地，所述第一液晶层为负性液晶分子，在初始状态时，所述第一液晶层中的负性液晶分子呈竖直姿态并垂直于所述第一基板和所述第二基板。

进一步地，所述第一视角控制电极和所述第二视角控制电极至少其中之一在朝向所述第一液晶层的一侧设有绝缘层。

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，所述第一偏光片和所述第二偏光片中靠近所述显示盒的偏光片的透光轴与所述第三偏光片的透光轴相垂直。

本申请还提供一种用于控制如上所述的多视角模式可切换的显示装置的控制方法，所述控制方法包括：

在第一宽视角模式时，向所述第一视角控制电极和所述第二视角控制电极分别施加对应的第一宽视角电压，控制所述第一液晶层中的液晶分子呈竖直姿态并垂直于所述第一基板和所述第二基板；

在单向窄视角模式时，向所述第一视角控制电极和所述第二视角控制电极分别施加对应的窄视角电压，控制所述第一液晶层中的液晶分子呈第一倾斜姿态并与所述第二基板之间具有第一倾斜角；

在第二宽视角模式时，向所述第一视角控制电极和所述第二视角控制电极分别施加对应的第二宽视角电压，控制所述第一液晶层中的液晶分子呈第二倾斜姿态并与所述第二基板之间具有第二倾斜角，所述第一倾斜角大于所述第二倾斜角。

进一步地，所述第一液晶层为正性液晶分子，在初始状态时，所述第一液晶层中的正性液晶分子呈平躺姿态且所述第一液晶层的配向方向与所述第二偏光片的透光轴呈45°，所述控制方法包括：

在第一宽视角模式时，向所述第一视角控制电极施加公共电压，所述第二视角控制电极施加第一电压，所述第一电压大于第一预设值，以驱动所述第一液晶层中的正性液晶分子呈竖直姿态并垂直于所述第一基板和所述第二基板；

在单向窄视角模式时，向所述第一视角控制电极施加公共电压，所述第二视角控制电极施加第二电压，所述第二电压小于第二预设值且大于第三预设值，以驱动所述第一液晶层中的正性液晶分子呈第一倾斜姿态并与所述第二基板之间具有第一倾斜角；

在第二宽视角模式时，向所述第一视角控制电极施加公共电压，所述第二视角控制电极施加第三电压，所述第三电压小于第四预设值且大于第五预设值，以驱动所述第一液晶层中的正性液晶分子呈第二倾斜姿态并与所述第二基板之间具有第二倾斜角，所述第一倾斜角大于所述第二倾斜角；

其中，第一预设值＞第二预设值＞第三预设值＞第四预设值＞第五预设值。

进一步地，所述第一液晶层为负性液晶分子，在初始状态时，所述第一液晶层中的负性液晶分子呈竖直姿态并垂直于所述第一基板和所述第二基板，所述控制方法包括：

在第一宽视角模式时，向所述第一视角控制电极施加公共电压，所述第二视角控制电极施加第一电压，所述第一电压等于所述公共电压，以驱动所述第一液晶层中的负性液晶分子保持竖直姿态并垂直于所述第一基板和所述第二基板；

在单向窄视角模式时，向所述第一视角控制电极施加公共电压，所述第二视角控制电极施加第二电压，所述第二电压大于第六预设值且小于第七预设值，以驱动所述第一液晶层中的负性液晶分子呈第一倾斜姿态并与所述第二基板之间具有第一倾斜角；

在第二宽视角模式时，向所述第一视角控制电极施加公共电压，所述第二视角控制电极施加第三电压，所述第三电压大于第八预设值且小于第九预设值，以驱动所述第一液晶层中的负性液晶分子呈第二倾斜姿态并与所述第二基板之间具有第二倾斜角，所述第一倾斜角大于所述第二倾斜角；

其中，第六预设值＜第七预设值＜第八预设值＜第九预设值。

本发明有益效果在于：通过在第一基板上设置第一偏光片和第一四分之一波片，第一偏光片位于第一四分之一波片远离第一液晶层的一侧，在第二基板上设置第二偏光片和第二四分之一波片，第二偏光片位于第二四分之一波片远离第一液晶层的一侧，而且，第一偏光片的透光轴与第二偏光片的透光轴相互垂直，第一偏光片的透光轴与第一四分之一波片的快轴呈45°，第二偏光片的透光轴与第二四分之一波片的快轴呈45°，从而使得光线在穿过第一液晶层前后均会被偏光片进行偏振以及四分之一波片进行λ/4的相位延迟，再搭配第一视角控制电极和第二视角控制电极控制第一液晶层中的液晶分子在竖直方向发生不同角度的偏转，从而实现在第一宽视角模式、单向窄视角模式以及第二宽视角模式之间进行多向视角切换。

附图说明

图1是本发明实施例一中调光盒的立体结构示意图；

图2是本发明实施例一中调光盒在初始状态时的结构示意图；

图3是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在初始状态时的结构示意图；

图4是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第一宽视角模式时的结构示意图；

图5是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在单向窄视角模式时的结构示意图；

图6是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第二宽视角模式时的结构示意图；

图7是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置的驱动波形图；

图8是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第一宽视角模式时的仿真示意图之一；

图9是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第一宽视角模式时的仿真示意图之二；

图10是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第一宽视角模式时的仿真示意图之三；

图11是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在单向窄视角模式时的仿真示意图之一；

图12是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在单向窄视角模式时的仿真示意图之二；

图13是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在单向窄视角模式时的仿真示意图之三；

图14是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第二宽视角模式不同电压下的仿真示意图；

图15a是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第二宽视角模式1.4V时的仿真示意图；

图15b是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第二宽视角模式1.6V时的仿真示意图；

图16a是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第二宽视角模式1.8V时的仿真示意图；

图16b是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第二宽视角模式2.0V时的仿真示意图；

图17是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第二宽视角模式时的仿真示意图；

图18是本发明实施例二中多视角模式可切换的显示装置在第一宽视角模式时的结构示意图；

图19是本发明实施例二中多视角模式可切换的显示装置在单向窄视角模式时的结构示意图；

图20是本发明实施例二中多视角模式可切换的显示装置在第二宽视角模式时的结构示意图；

图21是本发明实施例二中多视角模式可切换的显示装置的驱动波形图；

图22是本发明中显示装置的平面结构示意图之一；

图23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多视角模式可切换的显示装置及控制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调光盒的立体结构示意图。图2是本发明实施例一中调光盒在初始状态时的结构示意图。图3是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在初始状态时的结构示意图。图4是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第一宽视角模式时的结构示意图。图5是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在单向窄视角模式时的结构示意图。图6是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第二宽视角模式时的结构示意图。

如图1至图6所示，本发明实施例一提供的一种多视角模式可切换的显示装置，包括调光盒10以及与调光盒10层叠设置的显示盒20。本实施例中，调光盒10设于显示盒20的上方，即调光盒10设于显示盒20的出光侧，调光盒10用于控制显示装置的视角状态，显示盒20用于控制显示装置显示正常的画面。当然，在其他实施例中，调光盒10也可设于显示盒20的下方，即显示盒20设于调光盒10的出光侧。

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2所示，在初始状态的时候，第一液晶层13呈平躺姿态，即第一液晶层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°，即正性液晶分子在初始时与第一基板11和第二基板12形成有较小的夹角，在进行视角切换时，可以加快液晶分子在竖直方向上偏转的响应速度。

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。

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的一侧设有与第一视角控制电极111配合的第二视角控制电极121。其中，第一视角控制电极111和第二视角控制电极121均为整面的电极，在不同视角状态时，第一视角控制电极111和第二视角控制电极121上用于施加不同的电压，使第一视角控制电极111和第二视角控制电极121之间形成不同强度的垂直电场，以控制第一液晶层13中的正性液晶分子在竖直方向上偏转不同的角度，从而使调光盒10实现宽视角模式和窄视角模式的切换。

第一基板11上设有第一偏光片31和第一四分之一波片41，第一偏光片31位于第一四分之一波片41远离第一液晶层13的一侧。第二基板12上设有第二偏光片32和第二四分之一波片42，第二偏光片32位于第二四分之一波片42远离第一液晶层13的一侧。第一偏光片31的透光轴与第二偏光片32的透光轴相互垂直，第一偏光片31的透光轴与第一四分之一波片41的快轴呈45°，第二偏光片32的透光轴与第二四分之一波片42的快轴呈45°。通过对第一偏光片31、第二偏光片32、第一四分之一波片41以及第二四分之一波片42进行特殊角度以及位置的设计，从而使得光线在穿过第一液晶层13前后均会被偏光片进行偏振以及四分之一波片进行λ/4的相位延迟，再搭配第一视角控制电极111和第二视角控制电极121控制第一液晶层13中的液晶分子在竖直方向发生不同角度的偏转，从而实现在第一宽视角模式、单向窄视角模式以及第二宽视角模式之间进行多向视角切换。

本实施例中，第一四分之一波片41的快轴与第二四分之一波片42的快轴相互平行，第一液晶层13的配向方向与第二偏光片32的透光轴呈45°。例如，第一四分之一波片41的快轴与第二四分之一波片42的快轴均为90°，第一偏光片31的透光轴为135°(也可说为-45°)，第二偏光片32的透光轴为45°，第一液晶层13的配向方向为0°。

本实施例中，第一偏光片31和第一四分之一波片41均位于第一基板11远离第一液晶层13的一侧，即第一四分之一波片41夹设于第一偏光片31和第一基板11之间。第二偏光片32和第二四分之一波片42均位于第二基板12远离第一液晶层13的一侧，即第二四分之一波片42夹设于第二偏光片32和第二基板12之间。

进一步地，第一视角控制电极111和第二视角控制电极121至少其中之一在朝向第一液晶层13的一侧设有绝缘层122，即第一视角控制电极111在朝向第一液晶层13的一侧设有绝缘层122；或，第二视角控制电极121在朝向第一液晶层13的一侧设有绝缘层122；再或，第一视角控制电极111和第二视角控制电极121在朝向第一液晶层13的一侧均设有绝缘层122。本实施例中，如图2所示，第二视角控制电极121在朝向第一液晶层13的一侧设有绝缘层122，以防止第一视角控制电极111和第二视角控制电极121短路，增加良品率。优选地，绝缘层122的厚度为0.25um。因为在成盒工艺时，有可能会有导电杂质进入调光盒内，从而使第一视角控制电极111和第二视角控制电极121短路。

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必须设置于显示盒20的上方。

如图3-图6所示，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优选采用负性液晶分子，即介电各向异性为负的液晶分子。如图3所示，初始状态的时候，第二液晶层23中的负性液晶分子平行于彩膜基板21和阵列基板22进行配向，靠近彩膜基板21一侧的负性液晶分子与靠近阵列基板22一侧的负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也可采用正性液晶分子，显示盒20可以为TN模式也可以为VA模式。

本实施例中搭配的显示盒20为FFS模式，第二液晶层23中的液晶分子优选负性液晶分子(因为具有较高的穿透率和对比度)，当然也可以选用正性液晶分子。当显示模式为TN模式时选用正性液晶分子，VA模式时选用负性液晶分子。

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的透光轴为135°(也可说为-45°)，第二偏光片32的透光轴为45°，第三偏光片33的透光轴为135°(也可说为-45°)。当然，在其他实施例中，调光盒10也可设于显示盒20的下方时，则是第一偏光片31靠近显示盒20，因此第一偏光片31的透光轴与第三偏光片33的透光轴相垂直。例如，第一偏光片31的透光轴为135°，第二偏光片32的透光轴为45°，第三偏光片33的透光轴为45°。

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相互层叠的补偿膜或偏光片，偏光片的透光轴需与第二偏光片32的透光轴相平行，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，从而提升防窥效果，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3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3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、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50，背光模组50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50包括背光源51和防窥层53，防窥层53用于缩小光线射出角度的范围。背光源51和防窥层53之间还设有增亮膜52，增亮膜52增加背光模组50的亮度。其中，防窥层53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53的光线的角度范围变小。防窥层53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51也可以是采用集光式背光源，从而无需设置防窥层53，但是集光式背光源较常规的背光源更加昂贵。

背光模组50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50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。

图7是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置的驱动波形图。如图7所示，本发明还提供一种显示装置的控制方法，该控制方法用于控制如上所述的显示装置，该控制方法包括：

如图4和图7所示，在第一宽视角模式时，向第一视角控制电极111和第二视角控制电极121分别施加对应的第一宽视角电压，控制第一液晶层13中的液晶分子呈竖直姿态并垂直于第一基板11和第二基板12。具体地，向第一视角控制电极111施加公共电压Vcom，第二视角控制电极121施加第一电压V1，第一电压V1大于第一预设值(例如7V)，即第一视角控制电极111与第二视角控制电极121之间具有很大压差并形成很强的垂直电场(图4中E2)，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呈竖直姿态，第一液晶层13中的正性液晶分子垂直于第一基板11和第二基板12，从而实现第一宽视角显示。其中，公共电压Vcom例如为0V，第一电压V1例如为8V的交流电压。而像素电极222施加对应的灰阶电压，像素电极222与公共电极221之间形成压差并产生水平电场(图4中E1)，使负性液晶分子在水平方向上朝着垂直于水平电场的方向偏转，灰阶电压包括0～255级灰阶电压，像素电极222施加不同的灰阶电压时，像素单元呈现不同的亮度，从而显示不同的画面，以实现显示装置在第一宽视角下的正常显示。

图8是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第一宽视角模式时的仿真示意图之一。图9是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第一宽视角模式时的仿真示意图之二。图10是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第一宽视角模式时的仿真示意图之三。如图8-图10所示，在第一宽视角模式时，显示装置具有较广的视角，亮度从显示装置的中心朝向显示装置的边缘逐渐降低，不论是从中心视角(图10中C-0°)还是从大视角(图10中L-45°、R-45°)下观看，均能够看清显示的画面。

如图5和图7所示，在单向窄视角模式时，向第一视角控制电极111和第二视角控制电极121分别施加对应的窄视角电压，控制第一液晶层13中的液晶分子呈第一倾斜姿态并与第二基板12之间具有第一倾斜角。具体地，向第一视角控制电极111施加公共电压Vcom，第二视角控制电极121施加第二电压V2，第二电压V2小于第二预设值(例如5V)且大于第三预设值(例如2.5V)，即第一视角控制电极111与第二视角控制电极121之间具有较大压差并形成较强的垂直电场(图5中E3)，第一液晶层13中的正性液晶分子在竖直方向上发生较大偏转并呈第一倾斜姿态，并与第二基板12之间具有第一倾斜角。而且再搭配第一偏光片31、第二偏光片32、第一四分之一波片41以及第二四分之一波片42的特殊角度设计，从而实现单向窄视角显示。其中，公共电压Vcom例如为0V，第二电压V2例如为3V的交流电压。而像素电极222施加对应的灰阶电压，像素电极222与公共电极221之间形成压差并产生水平电场(图5中E1)，使负性液晶分子在水平方向上朝着垂直于水平电场的方向偏转，灰阶电压包括0～255级灰阶电压，像素电极222施加不同的灰阶电压时，像素单元呈现不同的亮度，从而显示不同的画面，以实现显示装置在单向窄视角下的正常显示。

图11是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在单向窄视角模式时的仿真示意图之一。图12是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在单向窄视角模式时的仿真示意图之二。图13是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在单向窄视角模式时的仿真示意图之三。如图11-图13所示，在单向窄视角模式时，显示装置的右侧具有较大的视角，而显示装置的左侧的视角较小，显示装置的右侧的亮度远大于显示装置的左侧的亮度，从中心视角(图13中C-0°)和右侧大视角(图13中R-45°)下观看能够看清显示的画面，而从左侧大视角(图13中L-45°)下无法看见显示的画面。因此，单向窄视角模式可以适用于在显示装置一侧有人观看的情况，例如在行车过程中，副驾驶人员可正常观看视频，主驾驶人员位置处于防窥模式，可保证驾驶的专注，提升安全性能。

如图6和图7所示，在第二宽视角模式时，向第一视角控制电极111和第二视角控制电极121分别施加对应的第二宽视角电压，控制第一液晶层13中的液晶分子呈第二倾斜姿态并与第二基板12之间具有第二倾斜角，其中，第一倾斜角大于第二倾斜角。具体地，向第一视角控制电极111施加公共电压Vcom，第二视角控制电极121施加第三电压V3，第三电压V3小于第四预设值(例如2.2V)且大于第五预设值(例如0.8V)，即第一视角控制电极111与第二视角控制电极121之间具有较小压差并形成较弱的垂直电场(图6中E4)，第一液晶层13中的正性液晶分子在竖直方向上发生较小偏转并呈第二倾斜姿态，第一液晶层13中的正性液晶分子与第二基板12之间具有第二倾斜角，其中，第一倾斜角大于第二倾斜角。而且再搭配第一偏光片31、第二偏光片32、第一四分之一波片41以及第二四分之一波片42的特殊角度设计，从而实现第二宽视角显示。其中，公共电压Vcom例如为0V，第三电压V3例如为1.4V、1.6V、1.8V、2.0V的交流电压。而像素电极222施加对应的灰阶电压，像素电极222与公共电极221之间形成压差并产生水平电场(图6中E1)，使负性液晶分子在水平方向上朝着垂直于水平电场的方向偏转，灰阶电压包括0～255级灰阶电压，像素电极222施加不同的灰阶电压时，像素单元呈现不同的亮度，从而显示不同的画面，以实现显示装置在第二宽视角下的正常显示。

图14是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第二宽视角模式不同电压下的仿真示意图。图15a是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第二宽视角模式1.4V时的仿真示意图。图15b是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第二宽视角模式1.6V时的仿真示意图。图16a是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第二宽视角模式1.8V时的仿真示意图。图16b是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第二宽视角模式2.0V时的仿真示意图。图17是本发明实施例一中多视角模式可切换的显示装置在第二宽视角模式时的仿真示意图。图14中曲线W1表示第三电压V3为1.4V时亮度与视角的仿真曲线，图14中曲线W2表示第三电压V3为1.6V时亮度与视角的仿真曲线，图14中曲线W3表示第三电压V3为1.8V时亮度与视角的仿真曲线，图14中曲线W4表示第三电压V3为2.0V时亮度与视角的仿真曲线。如图14-图17所示，在第二宽视角模式时，显示装置具有较广的视角，亮度在显示装置的左侧和右侧均具有一个峰值视角，亮度从峰值视角朝向显示装置的边缘以及显示装置的中心逐渐降低，显示装置左侧和右侧的亮度远大于显示装置中心的亮度，从左侧大视角(图17中L-45°)和右侧大视角(图17中R-45°)下观看能够看清显示的画面且亮度较高，而在中心视角(图17中C-0°)下，虽然能够看见显示的画面，但是亮度较小。因此，第二宽视角模式可以适用于在显示装置左右两侧有人观看的情况。另外，由图14-图16b可以看出，亮度在显示装置左侧和右侧的峰值视角可以根据施加在第二视角控制电极121上的电压大小进行调节。

其中，第一预设值＞第二预设值＞第三预设值＞第四预设值＞第五预设值。

[实施例二]

图18是本发明实施例二中多视角模式可切换的显示装置在第一宽视角模式时的结构示意图。图19是本发明实施例二中多视角模式可切换的显示装置在单向窄视角模式时的结构示意图。图20是本发明实施例二中多视角模式可切换的显示装置在第二宽视角模式时的结构示意图。如图18至图20所示，本发明实施例二提供的多视角模式可切换的显示装置与实施例一图1至图6中的多视角模式可切换的显示装置基本相同，不同之处在于，在本实施例中，第一液晶层13为负性液晶分子，即介电各向异性为负的液晶分子。如图18所示，在初始状态时，第一液晶层13中的负性液晶分子呈竖直姿态并垂直于第一基板11和第二基板12，因此，本实施例中，调光盒10在初始状态时为第一宽视角模式。可以理解地是，第一基板11和第二基板12在朝向第一液晶层13的一侧需要搭配高预倾角的配向层，以使负性液晶分子初始保持竖直站立状态。相对于实施例一，本实施例中可以减少在第一宽视角模式时的功耗。

图21是本发明实施例二中多视角模式可切换的显示装置的驱动波形图。如图21所示，本发明还提供一种显示装置的控制方法，该控制方法用于控制如上所述的显示装置，该控制方法包括：

如图18和图21所示，在第一宽视角模式时，向第一视角控制电极111和第二视角控制电极121分别施加对应的第一宽视角电压，控制第一液晶层13中的液晶分子呈竖直姿态并垂直于第一基板11和第二基板12。具体地，向第一视角控制电极111施加公共电压Vcom，第二视角控制电极121施加第一电压V1，第一电压V1等于公共电压Vcom，即第一视角控制电极111与第二视角控制电极121之间没有压差，也不会形成垂直电场，第一液晶层13中的负性液晶分子在竖直方向上基本不发生偏转并保持初始的竖直姿态，第一液晶层13中的负性液晶分子垂直于第一基板11和第二基板12，从而实现第一宽视角显示。其中，公共电压Vcom和第一电压V1均为0V。而像素电极222施加对应的灰阶电压，像素电极222与公共电极221之间形成压差并产生水平电场(图18中E1)，使负性液晶分子在水平方向上朝着垂直于水平电场的方向偏转，灰阶电压包括0～255级灰阶电压，像素电极222施加不同的灰阶电压时，像素单元呈现不同的亮度，从而显示不同的画面，以实现显示装置在第一宽视角下的正常显示。

如图19和图21所示，在单向窄视角模式时，向第一视角控制电极111和第二视角控制电极121分别施加对应的窄视角电压，控制第一液晶层13中的液晶分子呈第一倾斜姿态并与第二基板12之间具有第一倾斜角。具体地，向第一视角控制电极111施加公共电压Vcom，第二视角控制电极121施加第二电压V2，第二电压V2大于第六预设值(例如0.8V)且小于第七预设值(例如2.2V)，即第一视角控制电极111与第二视角控制电极121之间具有较小压差并形成较弱的垂直电场(图19中E5)，第一液晶层13中的负性液晶分子在竖直方向上发生较小偏转并呈第一倾斜姿态，第一液晶层13中的负性液晶分子与第二基板12之间具有第一倾斜角。而且再搭配第一偏光片31、第二偏光片32、第一四分之一波片41以及第二四分之一波片42的特殊角度设计，从而实现单向窄视角显示。其中，公共电压Vcom例如为0V，第二电压V2例如为2V的交流电压。而像素电极222施加对应的灰阶电压，像素电极222与公共电极221之间形成压差并产生水平电场(图19中E1)，使负性液晶分子在水平方向上朝着垂直于水平电场的方向偏转，灰阶电压包括0～255级灰阶电压，像素电极222施加不同的灰阶电压时，像素单元呈现不同的亮度，从而显示不同的画面，以实现显示装置在单向窄视角下的正常显示。

如图20和图21所示，在第二宽视角模式时，向第一视角控制电极111和第二视角控制电极121分别施加对应的第二宽视角电压，控制第一液晶层13中的液晶分子呈第二倾斜姿态并与第二基板12之间具有第二倾斜角，其中，第一倾斜角大于第二倾斜角。向第一视角控制电极111施加公共电压Vcom，第二视角控制电极121施加第三电压V3，第三电压V3大于第八预设值(例如5V)且小于第九预设值(例如8V)，即第一视角控制电极111与第二视角控制电极121之间具有很大压差并形成很强的垂直电场(图20中E6)，第一液晶层13中的负性液晶分子在竖直方向上发生很大偏转并呈第二倾斜姿态，第一液晶层13中的负性液晶分子与第二基板12之间具有第二倾斜角，其中，第一倾斜角大于第二倾斜角。而且再搭配第一偏光片31、第二偏光片32、第一四分之一波片41以及第二四分之一波片42的特殊角度设计，从而实现第二宽视角显示。其中，公共电压Vcom例如为0V，第三电压V3例如为7V的交流电压。而像素电极222施加对应的灰阶电压，像素电极222与公共电极221之间形成压差并产生水平电场(图20中E1)，使负性液晶分子在水平方向上朝着垂直于水平电场的方向偏转，灰阶电压包括0～255级灰阶电压，像素电极222施加不同的灰阶电压时，像素单元呈现不同的亮度，从而显示不同的画面，以实现显示装置在第二宽视角下的正常显示。

其中，第六预设值＜第七预设值＜第八预设值＜第九预设值。

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22与图23为本发明中显示装置的平面结构示意图，请参图22和图23，该显示装置设有视角切换按键60，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60可以是实体按键(如图22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23所示，例如通过滑动条来设定宽窄视角)。当用户需要在第一宽视角模式、单向窄视角模式以及第二宽视角模式之间切换时，可以通过操作视角切换按键60向该显示装置发出视角切换请求，例如通过按键次数进行第一宽视角、单向窄视角以及第二宽视角模式之间进行切换，最终由驱动芯片70控制施加在第一视角控制电极111、第二视角控制电极121上的电信号，该显示装置即可以实现第一宽视角模式、单向窄视角模式以及第二宽视角模式之间的切换，切换为第一宽视角模式时，其驱动方法采用第一宽视角模式对应的驱动方法，切换为单向窄视角模式时，其驱动方法采用单向窄视角模式对应的驱动方法，切换为第二宽视角模式时，其驱动方法采用第二宽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)

1.一种多视角模式可切换的显示装置，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)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)的一侧设有与所述第一视角控制电极(111)配合的第二视角控制电极(121)；

所述第一基板(11)上设有第一偏光片(31)和第一四分之一波片(41)，所述第一偏光片(31)位于所述第一四分之一波片(41)远离所述第一液晶层(13)的一侧，所述第二基板(12)上设有第二偏光片(32)和第二四分之一波片(42)，所述第二偏光片(32)位于所述第二四分之一波片(42)远离所述第一液晶层(13)的一侧，所述第一偏光片(31)的透光轴与所述第二偏光片(32)的透光轴相互垂直，所述第一偏光片(31)的透光轴与所述第一四分之一波片(41)的快轴呈45°，所述第二偏光片(32)的透光轴与所述第二四分之一波片(42)的快轴呈45°。

2.根据权利要求1所述的多视角模式可切换的显示装置，其特征在于，所述第一偏光片(31)和所述第一四分之一波片(41)均位于所述第一基板(11)远离所述第一液晶层(13)的一侧；所述第二偏光片(32)和所述第二四分之一波片(42)均位于所述第二基板(12)远离所述第一液晶层(13)的一侧。

3.根据权利要求1所述的多视角模式可切换的显示装置，其特征在于，所述第一四分之一波片(41)的快轴与所述第二四分之一波片(42)的快轴相互平行。

4.根据权利要求1所述的多视角模式可切换的显示装置，其特征在于，所述第一液晶层(13)为正性液晶分子，在初始状态时，所述第一液晶层(13)中的正性液晶分子呈平躺姿态且所述第一液晶层(13)的配向方向与所述第二偏光片(32)的透光轴呈45°。

5.根据权利要求1所述的多视角模式可切换的显示装置，其特征在于，所述第一液晶层(13)为负性液晶分子，在初始状态时，所述第一液晶层(13)中的负性液晶分子呈竖直姿态并垂直于所述第一基板(11)和所述第二基板(12)。

6.根据权利要求1所述的多视角模式可切换的显示装置，其特征在于，所述第一视角控制电极(111)和所述第二视角控制电极(121)至少其中之一在朝向所述第一液晶层(13)的一侧设有绝缘层(122)。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的多视角模式可切换的显示装置，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)和所述第二偏光片(32)中靠近所述显示盒(20)的偏光片的透光轴与所述第三偏光片(33)的透光轴相垂直。

8.一种用于控制如权利要求1-7任意一项所述的多视角模式可切换的显示装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

在第一宽视角模式时，向所述第一视角控制电极(111)和所述第二视角控制电极(121)分别施加对应的第一宽视角电压，控制所述第一液晶层(13)中的液晶分子呈竖直姿态并垂直于所述第一基板(11)和所述第二基板(12)；

在单向窄视角模式时，向所述第一视角控制电极(111)和所述第二视角控制电极(121)分别施加对应的窄视角电压，控制所述第一液晶层(13)中的液晶分子呈第一倾斜姿态并与所述第二基板(12)之间具有第一倾斜角；

在第二宽视角模式时，向所述第一视角控制电极(111)和所述第二视角控制电极(121)分别施加对应的第二宽视角电压，控制所述第一液晶层(13)中的液晶分子呈第二倾斜姿态并与所述第二基板(12)之间具有第二倾斜角，所述第一倾斜角大于所述第二倾斜角。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述第一液晶层(13)为正性液晶分子，在初始状态时，所述第一液晶层(13)中的正性液晶分子呈平躺姿态且所述第一液晶层(13)的配向方向与所述第二偏光片(32)的透光轴呈45°，所述控制方法包括：

在第一宽视角模式时，向所述第一视角控制电极(111)施加公共电压(Vcom)，所述第二视角控制电极(121)施加第一电压(V1)，所述第一电压(V1)大于第一预设值，以驱动所述第一液晶层(13)中的正性液晶分子呈竖直姿态并垂直于所述第一基板(11)和所述第二基板(12)；

在单向窄视角模式时，向所述第一视角控制电极(111)施加公共电压(Vcom)，所述第二视角控制电极(121)施加第二电压(V2)，所述第二电压(V2)小于第二预设值且大于第三预设值，以驱动所述第一液晶层(13)中的正性液晶分子呈第一倾斜姿态并与所述第二基板(12)之间具有第一倾斜角；

在第二宽视角模式时，向所述第一视角控制电极(111)施加公共电压(Vcom)，所述第二视角控制电极(121)施加第三电压(V3)，所述第三电压(V3)小于第四预设值且大于第五预设值，以驱动所述第一液晶层(13)中的正性液晶分子呈第二倾斜姿态并与所述第二基板(12)之间具有第二倾斜角，所述第一倾斜角大于所述第二倾斜角；

其中，第一预设值＞第二预设值＞第三预设值＞第四预设值＞第五预设值。

10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述第一液晶层(13)为负性液晶分子，在初始状态时，所述第一液晶层(13)中的负性液晶分子呈竖直姿态并垂直于所述第一基板(11)和所述第二基板(12)，所述控制方法包括：

在第一宽视角模式时，向所述第一视角控制电极(111)施加公共电压(Vcom)，所述第二视角控制电极(121)施加第一电压(V1)，所述第一电压(V1)等于所述公共电压(Vcom)，以驱动所述第一液晶层(13)中的负性液晶分子保持竖直姿态并垂直于所述第一基板(11)和所述第二基板(12)；

在单向窄视角模式时，向所述第一视角控制电极(111)施加公共电压(Vcom)，所述第二视角控制电极(121)施加第二电压(V2)，所述第二电压(V2)大于第六预设值且小于第七预设值，以驱动所述第一液晶层(13)中的负性液晶分子呈第一倾斜姿态并与所述第二基板(12)之间具有第一倾斜角；

在第二宽视角模式时，向所述第一视角控制电极(111)施加公共电压(Vcom)，所述第二视角控制电极(121)施加第三电压(V3)，所述第三电压(V3)大于第八预设值且小于第九预设值，以驱动所述第一液晶层(13)中的负性液晶分子呈第二倾斜姿态并与所述第二基板(12)之间具有第二倾斜角，所述第一倾斜角大于所述第二倾斜角；

其中，第六预设值＜第七预设值＜第八预设值＜第九预设值。

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