CN116594208A - 视角可切换的显示面板、显示装置及驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视角可切换的显示面板、显示装置及驱动方法，显示面板包括彩膜基板、阵列基板及液晶层，显示面板上具有用于画面显示的像素区以及用于控制视角的视角控制区，彩膜基板上设有第一偏光片，阵列基板上设有第二偏光片，第一偏光片的透光轴与第二偏光片的透光轴相垂直；阵列基板上设有公共电极、像素电极、视角控制电极以及线栅偏振片，像素电极与像素区相对应，视角控制电极和线栅偏振片均与视角控制区相对应，线栅偏振片的线栅走向与第一偏光片的透光轴相垂直，第一偏光片与第二偏光片之间仅设有线栅偏振片一种光学膜片，彩膜基板上设有视角辅助电极。线栅偏振片不仅可以透射部分背光还可以反射部分环境光，从而提高窄视角效果。

Description

视角可切换的显示面板、显示装置及驱动方法

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面板、显示装置及驱动方法。

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。

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。

现有技术其中之一，利用在单液晶盒的彩膜基板(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，使液晶分子朝竖直方向偏转并翘起形成漏光，大视角下对比度降低以达到防窥效果，从而通过控制视角控制电极上的电压可以实现在宽视角和窄视角之间进行切换，但是这种显示面板在窄视角时，大视角的亮度较亮，存在光污染，公共场合会影响身边使用者。现有技术其中之二，通过在普通显示面板上方设置调光液晶盒以形成双盒防窥架构，在大视角观看时通过调光液晶盒的收光作用以实现防窥效果，这种显示面板通常会搭配透反膜使用，透反膜可以反射环境光，从而实现金色镜面反射型的铜色防窥效果，以提升防窥效果，但该显示模式通常在较强的环境光条件下才可实现较佳的防窥效果，在较暗的环境下防窥效果较弱，防窥效果受环境光影响较大。

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面板、显示装置及驱动方法，以解决现有技术中的一种或多种问题。

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面板，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液晶层，所述显示面板上具有用于画面显示的像素区以及用于控制视角的视角控制区，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，所述第一偏光片的透光轴与所述第二偏光片的透光轴相垂直；所述阵列基板上设有公共电极、像素电极、视角控制电极以及线栅偏振片，所述像素电极与所述像素区相对应，所述视角控制电极和所述线栅偏振片均与所述视角控制区相对应，所述线栅偏振片的线栅走向与所述第一偏光片的透光轴相垂直，所述第一偏光片与所述第二偏光片之间仅设有所述线栅偏振片一种光学膜片，所述彩膜基板上设有覆盖所述视角控制区且与所述视角控制电极相配合的视角辅助电极；

在宽视角模式时，所述像素区对应的所述液晶层中的液晶分子处于平躺姿态，所述视角控制区对应的所述液晶层中的液晶分子处于平躺姿态或站立姿态；

在窄视角模式时，所述像素区对应的所述液晶层中的液晶分子处于平躺姿态，所述视角控制区对应的所述液晶层中的液晶分子处于倾斜姿态。

进一步地，所述线栅偏振片朝向所述第二偏光片一侧的反光率小于朝向所述第一偏光片一侧的反光率。

进一步地，所述线栅偏振片包括钼金属线栅层和反光金属线栅层，所述钼金属线栅层位于所述线栅偏振片靠近所述第二偏光片的一侧，所述反光金属线栅层位于所述线栅偏振片靠近所述第一偏光片的一侧。

进一步地，所述线栅偏振片设于所述公共电极的上侧并与所述公共电极的表面相接触；或所述线栅偏振片与所述阵列基板上的扫描线位于同一层，并采用相同材料和同一道蚀刻工艺制成。

进一步地，所述视角辅助电极为整面覆盖所述彩膜基板的面状电极；或所述视角辅助电极为条状电极并与一行/列所述视角控制区相对应。

进一步地，所述视角控制电极为条状电极并与一行/列所述视角控制区相对应，多条所述视角控制电极在非显示区内相互电性连接；

或所述视角控制电极为与所述视角控制区一一对应的电极块，所述阵列基板在朝向所述液晶层的一侧设有多条扫描线、多条数据线以及多个薄膜晶体管，每个所述像素区和每个所述视角控制区内均设有所述薄膜晶体管，所述像素电极和所述视角控制电极分别通过各自对应的所述薄膜晶体管与对应的所述扫描线和所述数据线电性连接。

进一步地，所述视角控制电极为面状电极；或所述视角控制电极为具有狭缝的梳状电极。

本申请还提供一种显示装置，包括如上所述的视角可切换的显示面板。

本申请还提供一种视角可切换的驱动方法，所述驱动方法用于驱动如上所述的视角可切换的显示面板，所述驱动方法包括：

在宽视角模式时，向所述视角控制电极和所述视角辅助电极上设加对应的宽视角电压信号，使所述视角控制区对应的所述液晶层中的液晶分子处于平躺姿态或站立姿态；

在窄视角模式时，向所述视角控制电极和所述视角辅助电极上设加预设的窄视角电压信号，使所述视角控制区对应的所述液晶层中的液晶分子处于倾斜姿态。

进一步地，在窄视角模式时，所述视角控制区对应的所述液晶层中的液晶分子处于倾斜姿态，并在斜向视角下具有λ/2的相位延迟。

本发明有益效果在于：通过仅在第一偏光片与第二偏光片设置线栅偏振片一种光学膜片，由于线栅偏振片的偏光度和反光率无法达到100％，且可以根据需要进行调整，从而使得线栅偏振片不仅可以透射部分背光还可以反射部分环境光，在较强的环境光条件下，同时利用部分背光和环境光实现金色镜面反射的防窥效果；在较暗的环境光条件下，利用透射的部分背光实现大视角漏光的防窥效果，从而提升窄视角效果，降低窄视角对环境光的依赖。而且，由于线栅偏振片的线栅走向与第一偏光片的透光轴相垂直，因此，窄视角是只能透射较少背光，大视角的亮度相对于现有技术较暗，可以降低光污染；再搭配窄视角时视角控制区对应的液晶层中的液晶分子处于倾斜姿态，视角控制区对应的液晶层在正视视角下几乎没有相位延迟，因此，可以提升窄视角时正视视角下的对比度，以提升窄视角时的显示效果。

附图说明

图1是本发明实施例一中彩膜基板的平面结构示意图；

图2是本发明实施例一中阵列基板的平面结构示意图；

图3是本发明实施例一中视角控制电极的平面结构示意图；

图4是本发明实施例一中显示装置在初始状态时的结构示意图；

图5是本发明实施例一中线栅偏振片的结构示意图；

图6是本发明实施例一中线栅偏振片的原理示意图；

图7是本发明实施例一中显示装置在宽视角状态时的结构示意图；

图8是图7中像素区的原理示意图；

图9是图7中视角控制区的原理示意图；

图10是本发明实施例一中显示装置在窄视角状态时的结构示意图；

图11是本发明实施例一中显示装置在窄视角状态时的另一方向结构示意图；

图12是图10中像素区的原理示意图；

图13是图10中视角控制区的原理示意图；

图14是图10中视角控制区视角与亮度的仿真示意图；

图15是本发明实施例二中显示装置在初始状态时的结构示意图；

图16是本发明实施例二中显示装置在宽视角状态时的结构示意图；

图17是本发明实施例二中显示装置在窄视角状态时的结构示意图；

图18是本发明实施例三中显示装置在初始状态时的结构示意图；

图19是本发明实施例四中显示装置在初始状态时的结构示意图；

图20是本发明实施例五中阵列基板的平面结构示意图；

图21是本发明中显示装置的平面结构示意图之一。

图22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视角可切换的显示面板、显示装置及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彩膜基板的平面结构示意图。图2是本发明实施例一中阵列基板的平面结构示意图。图3是本发明实施例一中视角控制电极的平面结构示意图。图4是本发明实施例一中显示装置在初始状态时的结构示意图。图5是本发明实施例一中线栅偏振片的结构示意图。图6是本发明实施例一中线栅偏振片的原理示意图。

如图1至图6所示，本发明实施例一提供的一种视角可切换的显示面板，包括彩膜基板10、与彩膜基板10相对设置的阵列基板20以及位于彩膜基板10与阵列基板20之间的液晶层30。本实施例中，液晶层30中采用正性液晶分子，即介电各向异性为正的液晶分子。如图4所示，在初始状态的时候，液晶层30中的正性液晶分子平行于彩膜基板10和阵列基板20进行配向，靠近彩膜基板10一侧的正性液晶分子与靠近阵列基板20一侧的正性液晶分子的配向方向反向平行。液晶层30中的正性液晶分子与彩膜基板10、阵列基板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5度，即：0°≦0≦5°，以减少正性液晶分子在竖直方向偏转的响应时间。

显示面板上具有用于画面显示的像素区P以及用于控制视角的视角控制区V，彩膜基板10上设有第一偏光片41，阵列基板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的透光轴相垂直。阵列基板20上设有公共电极21、像素电极22、视角控制电极23以及线栅偏振片24，像素电极22与像素区P相对应，视角控制电极23和线栅偏振片24均与视角控制区V相对应。线栅偏振片24的线栅走向与第一偏光片41的透光轴相垂直，即线栅偏振片24的透光轴与第一偏光片41的透光轴相平行，线栅偏振片24的反光轴与第一偏光片41的透光轴相垂直。第一偏光片41与第二偏光片42之间仅设有线栅偏振片24一种光学膜片，即在第一偏光片41与第二偏光片42之间，除了线栅偏振片24，再无其他光学膜片，例如再无偏光片、相位延迟膜片(四分之一波片、二分之一波片)等。彩膜基板10上设有覆盖视角控制区V且与视角控制电极23相配合的视角辅助电极13，通过控制施加在视角控制电极23和视角辅助电极13上的电信号，使得视角控制电极23和视角辅助电极13之间形成垂直电场，从而显示面板实现宽窄视角切换。

如图6所示，线栅偏振片24具有一种特殊的偏光特性，即透射与线栅延伸方向(走向)垂直的偏振光，反射与线栅延伸方向平行的偏振光，优选地，线栅偏振片采用金属制成，可以利用纳米压印技术(或其他相关技术)来印制形成线栅偏振片。入射光线A中，光线的偏振方向具有与线栅延伸方向垂直的第一偏振光a1以及与线栅延伸方向平行的第二偏振光a2，而与线栅延伸方向垂直的第一偏振光a1可以通过线栅偏振片形成透射光线C，与线栅延伸方向平行的第二偏振光a2会被反射形成反射光线B。而线栅偏振片更详细地介绍请参考现有技术，这里不再赘述。其中，线栅偏振片24的偏光度和反光率可以通过其厚度和材质进行调整，不同厚度和材质的线栅偏振片24，其偏光度和反光率也有所不同。线栅偏振片24的偏光度和反光率无法达到100％，且可以根据需要选择不同厚度和材质的线栅偏振片24，从而调整线栅偏振片24的偏光度和反光率，使得线栅偏振片24不仅可以透射部分背光还可以反射部分环境光。

本实施例中，线栅偏振片24朝向第二偏光片42一侧的反光率小于朝向第一偏光片41一侧的反光率。由于本申请中需要利用环境光和部分背光实现大视角漏光的防窥效果，因此，需要增加对环境光的反射以及对背光的透射。例如，线栅偏振片24的偏光度为10-50％，线栅偏振片24朝向第二偏光片42一侧的反光率为10-40％，线栅偏振片24朝向第一偏光片41一侧的反光率为70-90％，但并不限于此。

进一步地，如图5所示，线栅偏振片24包括钼金属线栅层241和反光金属线栅层242，钼金属线栅层241位于线栅偏振片24靠近第二偏光片42的一侧，反光金属线栅层242位于线栅偏振片24靠近第一偏光片41的一侧，从而增加线栅偏振片24朝向第一偏光片41一侧的反光率，以增加对环境光的反射；降低线栅偏振片24朝向第二偏光片42一侧的反光率，以增加对背光的透射。其中，反光金属线栅层242的材料采用铝(Al)或银(Ag)，钼金属线栅层241的材料采用钼(Mo)。

如图4所示，本实施例中，线栅偏振片24设于公共电极21的上侧并与公共电极21的表面相接触，因此，线栅偏振片24还能够降低第二公共电极21的阻抗，从而降低驱动功耗，实现节能的作用。

如图1所示，本实施例中，彩膜基板10上设有黑矩阵(BM)11和色阻层12，色阻层12与像素区P相对应，彩膜基板10上对应视角控制区V的区域为透明态，即视角控制区V对应的区域没有设置色阻材料或者设置透明色阻材料。黑矩阵11将像素区P与视角控制区V间隔开。其中，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。当然，在其他实施例中，彩膜基板10上对应视角控制区V的区域也可设置色阻层12，视角控制区V与像素区P中色阻层12的颜色在竖直方向上对应。

进一步地，像素区P与视角控制区V沿横向(扫描线1方向)延伸并沿纵向(数据线2方向)交替排列。视角辅助电极13为条状电极并与一行视角控制区V相对应，多条视角辅助电极13在非显示区内相互电性连接；视角控制电极23为条状电极并与一行视角控制区V相对应，多条视角控制电极23在非显示区内的导电部231(图3)相互电性连接。当然，像素区P与视角控制区V也可沿纵向延伸并沿横向交替排列，视角辅助电极13为条状电极并与一列视角控制区V相对应，多条视角辅助电极13在非显示区内相互电性连接；视角控制电极23为条状电极并与一列视角控制区V相对应，多条视角控制电极23在非显示区内的导电部231相互电性连接。其中，视角控制电极23和视角辅助电极13均为与一行视角控制区V对应的面状电极。

本实施例中，阵列基板20在朝向液晶层30的一侧上还设有相互绝缘交叉多条扫描线1和多条数据线2，黑矩阵11在阵列基板20上的投影覆盖住扫描线1和数据线2，对应每个像素区P内设有像素电极22和薄膜晶体管3，像素电极22通过薄膜晶体管3与邻近薄膜晶体管3的数据线2电性连接。其中，薄膜晶体管3包括栅极、有源层、漏极以及源极，栅极与扫描线1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2电性连接，漏极与像素电极22通过接触孔电性连接。

进一步地，公共电极21与像素电极22位于不同层并通过绝缘层绝缘隔离，视角控制电极23与像素电极22位于同一层。公共电极21可位于像素电极22上方或下方(图4中所示为公共电极21位于像素电极22的下方)。优选地，公共电极21为整面设置的面状电极，像素电极22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22与公共电极21位于同一层，但是两者相互绝缘隔离开，像素电极22和公共电极21各自均可包括多个电极条，像素电极22的电极条和公共电极21的电极条相互交替排列，以形成面内切换模式(In-Plane Switching，IPS)。

其中，彩膜基板10以及阵列基板20可以用玻璃、丙烯酸和聚碳酸酯等透明基板制成。公共电极21、像素电极22、视角控制电极23以及视角辅助电极13的材料可以为氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等透明电极制成。

本实施例还提一种显示装置，包括背光模组50以及如上所述的视角可切换的显示面板，背光模组50包括背光源和多层光学膜片(例如扩散片、棱镜片、增亮膜)。当然，背光模组50还可以设置防窥层，防窥层用于缩小光线射出角度的范围。其中，防窥层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，使穿过防窥层的光线的角度范围变小。防窥层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。背光模组50可以侧入式背光模组，也可以是准直式背光模组。

图7是本发明实施例一中显示装置在宽视角状态时的结构示意图。图8是图7中像素区的原理示意图。图9是图7中视角控制区的原理示意图。图10是本发明实施例一中显示装置在窄视角状态时的结构示意图。图11是本发明实施例一中显示装置在窄视角状态时的另一方向结构示意图。图12是图10中像素区的原理示意图。图13是图10中视角控制区的原理示意图。如图7至图13所示，本实施例还提供一种视角可切换的驱动方法，该驱动方法用于驱动如上所述的视角可切换的显示面板，该驱动方法包括：

如图7所示，在宽视角模式时，向视角控制电极23和视角辅助电极13上设加对应的宽视角电压信号，例如，视角辅助电极13上施加的电压为0V，视角控制电极23上施加较小电压(小于0.6V)或较大电压(大于7V)，此时，像素区P对应的液晶层30中的液晶分子处于平躺姿态，视角控制区V对应的液晶层30中的液晶分子处于平躺姿态或站立姿态，从而使得视角控制区V不论是在正视视角(0°)还是大视角(大于20°)下均呈现黑态。当视角控制电极23上施加较小电压(小于0.6V)时，视角控制区V对应的液晶层30中的液晶分子处于平躺姿态；当视角控制电极23上施加较大电压(大于7V)时，视角控制区V对应的液晶层30中的液晶分子处于站立姿态(近似垂直于彩膜基板10和阵列基板20)。

在宽视角显示时，向公共电极21施加公共电压，向像素电极22施加对应的灰阶电压，像素电极22与公共电极21之间形成压差并产生水平电场(图7中的E1)，液晶层30中的正性液晶分子在水平方向上发生偏转，从而在控制光线穿过液晶层30的强度，实现灰阶显示。灰阶电压包括0～255级灰阶电压，像素电极22施加不同的灰阶电压时，像素区P呈现不同的亮度。像素区P显示的画面为广视角画面，而视角控制区V为黑态，无法对像素区P显示的画面造成干扰，从而以实现显示装置在宽视角下的正常显示。

如图8所示，在宽视角模式时，对于像素区P而言，背光源的光线BL穿过第二偏振片42后形成与第二偏振片42的透光轴相互平行的线偏振光，再穿过具有相位延迟的液晶层30后变成圆(椭圆)偏振光，圆(椭圆)偏振光的部分光线从第一偏振片41射出，像素区P呈打开状态(亮态)，实现透射显示，可显示正常的画面(并存在灰阶显示)，而且显示的画面为广视角画面。而环境光I穿过第一偏振片41后形成与第一偏振片41的透光轴相互平行的线偏振光，再穿过具有相位延迟的液晶层30后变成圆(椭圆)偏振光，圆(椭圆)偏振光的部分光线从第二偏振片42射向背光模组50。

如图9所示，在宽视角模式时，对于视角控制区V而言，背光源的光线BL穿过第二偏振片42后形成与第二偏振片42的透光轴相互平行的线偏振光，即与线栅偏振片24的反光轴相互平行，由于线栅偏振片24的偏光度和反光率无法达到100％，因此，一部分背光源的光线BL可以穿过线栅偏振片24，经过没有相位延迟的液晶层30后，被第一偏振片41所吸收。而环境光I穿过第一偏振片41后形成与第一偏振片41的透光轴相互平行的线偏振光，穿过没有相位延迟的液晶层30后，环境光I的偏振状态并不会发生改变，还是保持与第一偏振片41的透光轴相互平行的线偏振光，即与线栅偏振片24的透光轴相互平行，然后穿过线栅偏振片24，并被第二偏振片42所吸收。因此，视角控制区V不论是在正视视角(0°)还是大视角(大于20°)下均呈现黑态，可以避免视角控制区V对宽视角时的对比度造成干扰，以提升宽视角时的显示效果。

如图10和图11所示，在窄视角模式时，向视角控制电极23和视角辅助电极13上设加预设的窄视角电压信号，例如，视角辅助电极13上施加的电压为0V，视角控制电极23上施加视角控制电压(2～5V)，此时，像素区P对应的液晶层30中的液晶分子处于平躺姿态，视角控制电极23与视角辅助电极13之间形成垂直电场(图10和图11中E2)，视角控制区V对应的液晶层30中的液晶分子在垂直电场的驱动下处于倾斜姿态，大视角观看显示面板时具有漏光，以降低大视角的对比度，从而实现窄视角显示。由于视角控制区V对应的液晶层30中的液晶分子在垂直电场的驱动下处于倾斜姿态，因此，视角控制区V对应的液晶层在大视角下具有相位延迟，而在正视视角下几乎没有相位延迟，视角控制区V的正视视角下始终呈黑态。

在窄视角显示时，向公共电极21施加公共电压，向像素电极22施加对应的灰阶电压，像素电极22与公共电极21之间形成压差并产生水平电场(图10中的E1)，液晶层30中的正性液晶分子在水平方向上发生偏转，从而在控制光线穿过液晶层30的强度，实现灰阶显示。灰阶电压包括0～255级灰阶电压，像素电极22施加不同的灰阶电压时，像素区P呈现不同的亮度。视角控制区V在大视角下的漏光会对像素区P显示的画面造成干扰，大视角下无法看清像素区P显示的画面，从而实现显示装置在窄视角下的正常显示。

如图12所示，在窄视角模式时，对于像素区P而言，背光源的光线BL穿过第二偏振片42后形成与第二偏振片42的透光轴相互平行的线偏振光，再穿过具有相位延迟的液晶层30后变成圆(椭圆)偏振光，圆(椭圆)偏振光的部分光线从第一偏振片41射出，像素区P呈打开状态(亮态)，实现透射显示，可显示正常的画面(并存在灰阶显示)。而环境光I穿过第一偏振片41后形成与第一偏振片41的透光轴相互平行的线偏振光，再穿过具有相位延迟的液晶层30后变成圆(椭圆)偏振光，圆(椭圆)偏振光的部分光线从第二偏振片42射向背光模组50。

如图13所示，在窄视角模式时，对于视角控制区V而言，背光源的光线BL穿过第二偏振片42后形成与第二偏振片42的透光轴相互平行的线偏振光，即与线栅偏振片24的反光轴相互平行，由于线栅偏振片24的偏光度和反光率无法达到100％，因此，一部分背光源的光线BL可以穿过线栅偏振片24，然后经过大视角下具有相位延迟的液晶层30后，大视角的光线可以穿过第一偏振片41并实现大视角漏光的防窥效果，而正视视角的光线被第一偏振片41所吸收，正视视角为暗态。而环境光I穿过第一偏振片41后形成与第一偏振片41的透光轴相互平行的线偏振光，穿过大视角下具有相位延迟的液晶层30后，大视角的光线被线栅偏振片24反射回去，再经过大视角下具有相位延迟的液晶层30后，大视角的光线可以穿过第一偏振片41并实现大视角漏光的防窥效果；而正视视角下的光线穿过线栅偏振片24，并被第二偏振片42所吸收。因此，视角控制区V在大视角(大于20°)下具有漏光效果，降低大视角下的对比度，实现窄视角显示，而在正视视角(0°)始终呈现黑态，可以提升窄视角时正视视角下的对比度，以提升窄视角时的显示效果。

图14是图10中视角控制区视角与亮度的仿真示意图。如图14所示，视角控制区V在正视视角(0°)下的亮度很低并为黑态，而在大视角(大于20°)下的亮度较高并具有漏光效果，以降低大视角下的对比度。

在窄视角模式时，在较强的环境光条件下，同时利用部分背光和环境光实现金色镜面反射的防窥效果；在较暗的环境光条件下，利用透射的部分背光实现大视角漏光的防窥效果，从而提升窄视角效果，降低窄视角对环境光的依赖。而且，只能透射较少背光和反射环境光，大视角的漏光亮度相对于现有技术较暗，可以降低光污染；再搭配视角控制区V对应的液晶层30中的液晶分子处于倾斜姿态，视角控制区V对应的液晶层30在正视视角下几乎没有相位延迟，因此，可以提升窄视角时正视视角下的对比度，以提升窄视角时的显示效果。

进一步地，在窄视角模式时，视角控制区V对应的液晶层30中的液晶分子处于倾斜姿态，其倾斜角度对应的斜向视角(大视角)下具有λ/2的相位延迟。使得一部分背光源可以穿过线栅偏振片24，并经过大视角下具有λ/2相位延迟的液晶层30后，大视角下的光线大部分均可以穿过第一偏振片41并实现大视角漏光的防窥效果；以及环境光I穿过大视角下具有λ/2相位延迟的液晶层30后，大视角下的光线大部分均可以被线栅偏振片24反射回去，再经过大视角下具有λ/2相位延迟的液晶层30后，大视角下的光线大部分均可以穿过第一偏振片41并实现大视角漏光的防窥效果，从而提升窄视角效果。

其中，大视角方向的相位延迟公式如下：

上述式中：Γ_LC为液晶在斜视方向下的有效相位；0为液晶分子与水平方向夹角，即液晶分子的倾斜角度；φ为入射光的方位角；d为液晶盒厚度；ne和no为液晶分子的折射率参数。因此，可以通过改变液晶分子的倾斜角度，使得液晶层30中的液晶分子在斜向视角(大视角)下具有λ/2的相位延迟。

[实施例二]

图15是本发明实施例二中显示装置在初始状态时的结构示意图。图16是本发明实施例二中显示装置在宽视角状态时的结构示意图。图17是本发明实施例二中显示装置在窄视角状态时的结构示意图。如图15至图17所示，本发明实施例二提供的视角可切换的显示面板、显示装置及驱动方法与实施例一(图1至图14)中的视角可切换的显示面板、显示装置及驱动方法基本相同，不同之处在于，在本实施例中，视角控制电极23为具有狭缝的梳状电极，使得在窄视角时，视角控制电极23既可以与视角辅助电极13形成垂直电场，又可以与公共电极21形成水平电场，从而更容易的控制视角控制区V对应的液晶层30实现在大视角下具有λ/2的相位延迟。

如图16至图17所示，本实施例还提供一种视角可切换的驱动方法，该驱动方法用于驱动如上所述的视角可切换的显示面板，该驱动方法包括：

如图16所示，在宽视角模式时，向视角控制电极23和视角辅助电极13上设加对应的宽视角电压信号，例如，视角辅助电极13上施加的电压为0V，视角控制电极23上施加较小电压(小于0.6V)或较大电压(大于7V)，此时，像素区P对应的液晶层30中的液晶分子处于平躺姿态，视角控制区V对应的液晶层30中的液晶分子处于平躺姿态或站立姿态，从而使得视角控制区V不论是在正视视角(0°)还是大视角(大于20°)下均呈现黑态。当视角控制电极23上施加较小电压(小于0.6V)时，视角控制区V对应的液晶层30中的液晶分子处于平躺姿态；当视角控制电极23上施加较大电压(大于7V)时，视角控制区V对应的液晶层30中的液晶分子处于站立姿态(近似垂直于彩膜基板10和阵列基板20)。

在宽视角显示时，向公共电极21施加公共电压，向像素电极22施加对应的灰阶电压，像素电极22与公共电极21之间形成压差并产生水平电场(图16中的E1)，液晶层30中的正性液晶分子在水平方向上发生偏转，从而在控制光线穿过液晶层30的强度，实现灰阶显示。灰阶电压包括0～255级灰阶电压，像素电极22施加不同的灰阶电压时，像素区P呈现不同的亮度。像素区P显示的画面为广视角画面，而视角控制区V为黑态，无法对像素区P显示的画面造成干扰，从而以实现显示装置在宽视角下的正常显示。

可参考图8所示，在宽视角模式时，对于像素区P而言，背光源的光线BL穿过第二偏振片42后形成与第二偏振片42的透光轴相互平行的线偏振光，再穿过具有相位延迟的液晶层30后变成圆(椭圆)偏振光，圆(椭圆)偏振光的部分光线从第一偏振片41射出，像素区P呈打开状态(亮态)，实现透射显示，可显示正常的画面(并存在灰阶显示)，而且显示的画面为广视角画面。而环境光I穿过第一偏振片41后形成与第一偏振片41的透光轴相互平行的线偏振光，再穿过具有相位延迟的液晶层30后变成圆(椭圆)偏振光，圆(椭圆)偏振光的部分光线从第二偏振片42射向背光模组50。

可参考图9所示，在宽视角模式时，对于视角控制区V而言，背光源的光线BL穿过第二偏振片42后形成与第二偏振片42的透光轴相互平行的线偏振光，即与线栅偏振片24的反光轴相互平行，由于线栅偏振片24的偏光度和反光率无法达到100％，因此，一部分背光源的光线BL可以穿过线栅偏振片24，经过没有相位延迟的液晶层30后，被第一偏振片41所吸收。而环境光I穿过第一偏振片41后形成与第一偏振片41的透光轴相互平行的线偏振光，穿过没有相位延迟的液晶层30后，环境光I的偏振状态并不会发生改变，还是保持与第一偏振片41的透光轴相互平行的线偏振光，即与线栅偏振片24的透光轴相互平行，然后穿过线栅偏振片24，并被第二偏振片42所吸收。因此，视角控制区V不论是在正视视角(0°)还是大视角(大于20°)下均呈现黑态，可以避免视角控制区V对宽视角时的对比度造成干扰，以提升宽视角时的显示效果。

如图17所示，在窄视角模式时，向视角控制电极23和视角辅助电极13上设加预设的窄视角电压信号，例如，视角辅助电极13上施加的电压为0V，视角控制电极23上施加视角控制电压(2～5V)，向公共电极21施加公共电压，此时，像素区P对应的液晶层30中的液晶分子处于平躺姿态，视角控制电极23与视角辅助电极13之间形成垂直电场(图17中E2)，视角控制区V对应的液晶层30中的液晶分子在垂直电场的驱动下处于倾斜姿态，大视角观看显示面板时具有漏光，以降低大视角的对比度，从而实现窄视角显示。另外，视角控制电极23还可以与公共电极21形成水平电场(图17中E3)，从而驱动视角控制区V对应的液晶层30中的液晶分子在水平方向上发生一定偏转，以控制视角控制区V对应的液晶层30在大视角下具有λ/2的相位延迟。使得一部分背光源可以穿过线栅偏振片24，并经过大视角下具有λ/2相位延迟的液晶层30后，大视角的光线大部分可以穿过第一偏振片41并实现大视角漏光的防窥效果；环境光I穿过大视角下具有λ/2相位延迟的液晶层30后，大视角的光线大部分可以被线栅偏振片24反射回去，再经过大视角下具有λ/2相位延迟的液晶层30后，大视角的光线大部分均可以穿过第一偏振片41并实现大视角漏光的防窥效果，从而提升窄视角效果。

在窄视角显示时，向像素电极22施加对应的灰阶电压，像素电极22与公共电极21之间形成压差并产生水平电场(图10中的E1)，液晶层30中的正性液晶分子在水平方向上发生偏转，从而在控制光线穿过液晶层30的强度，实现灰阶显示。灰阶电压包括0～255级灰阶电压，像素电极22施加不同的灰阶电压时，像素区P呈现不同的亮度。视角控制区V在大视角下的漏光会对像素区P显示的画面造成干扰，大视角下无法看清像素区P显示的画面，从而实现显示装置在窄视角下的正常显示。

可参考图12所示，在窄视角模式时，对于像素区P而言，背光源的光线BL穿过第二偏振片42后形成与第二偏振片42的透光轴相互平行的线偏振光，再穿过具有相位延迟的液晶层30后变成圆(椭圆)偏振光，圆(椭圆)偏振光的部分光线从第一偏振片41射出，像素区P呈打开状态(亮态)，实现透射显示，可显示正常的画面(并存在灰阶显示)。而环境光I穿过第一偏振片41后形成与第一偏振片41的透光轴相互平行的线偏振光，再穿过具有相位延迟的液晶层30后变成圆(椭圆)偏振光，圆(椭圆)偏振光的部分光线从第二偏振片42射向背光模组50。

在窄视角模式时，对于视角控制区V而言，背光源的光线BL穿过第二偏振片42后形成与第二偏振片42的透光轴相互平行的线偏振光，即与线栅偏振片24的反光轴相互平行，由于线栅偏振片24的偏光度和反光率无法达到100％，因此，一部分背光源的光线BL可以穿过线栅偏振片24，然后经过大视角下具有相位延迟的液晶层30后，大视角的光线可以穿过第一偏振片41并实现大视角漏光的防窥效果，而正视视角的光线少部分可以穿过第一偏振片41，正视视角具有一定亮度。而环境光I穿过第一偏振片41后形成与第一偏振片41的透光轴相互平行的线偏振光，穿过大视角下具有相位延迟的液晶层30后，大视角的光线被线栅偏振片24反射回去，再经过大视角下具有相位延迟的液晶层30后，大视角的光线可以穿过第一偏振片41并实现大视角漏光的防窥效果；而正视视角的光线少部分被线栅偏振片24反射回去，并穿过第一偏振片41，正视视角具有一定亮度。因此，视角控制区V在大视角(大于20°)下具有漏光效果，降低大视角下的对比度，实现窄视角显示，而在正视视角相对于实施例一较亮。

相对于实施例一，本实施例中通过将视角控制电极23为具有狭缝的梳状电极，使得在窄视角时，视角控制电极23既可以与视角辅助电极13形成垂直电场，又可以与公共电极21形成水平电场，可以更容易的控制视角控制区V对应的液晶层30实现在大视角下具有λ/2的相位延迟。但是，由于控制视角控制区V对应的液晶层30中的液晶分子在水平方向发生了偏转，因此，在窄视角时，正视视角下具有一定相位延迟，视角控制区V的正视视角下相对于实施例一较亮，窄视角时的显示效果相对于实施例一略差。

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18是本发明实施例三中显示装置在初始状态时的结构示意图。如图18所示，本发明实施例三提供的视角可切换的显示面板、显示装置及驱动方法与实施例一(图1至图14)、实施例二(图15至图17)中的视角可切换的显示面板、显示装置及驱动方法基本相同，不同之处在于，在本实施例中：视角辅助电极13为整面覆盖彩膜基板10的面状电极，从而可以减少对视角辅助电极13进行蚀刻的制作工艺，以简化彩膜基板10的制作工艺。

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、实施例二相同，这里不再赘述。

[实施例四]

图19是本发明实施例四中显示装置在初始状态时的结构示意图。如图19所示，本发明实施例四提供的视角可切换的显示面板、显示装置及驱动方法与实施例一(图1至图14)、实施例二(图15至图17)、实施例三(图18)中的视角可切换的显示面板、显示装置及驱动方法基本相同，不同之处在于，在本实施例中：线栅偏振片24与阵列基板20上的扫描线1位于同一层，并采用相同材料和同一道蚀刻工艺制成，即线栅偏振片24和扫描线1均由钼金属层和反光金属一同蚀刻而成，从而减小一道成膜和蚀刻工艺，以简化阵列基板20的制作工艺。

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、实施例三相同，这里不再赘述。

[实施例五]

图20是本发明实施例五中阵列基板的平面结构示意图。如图20所示，本发明实施例五提供的视角可切换的显示面板、显示装置及驱动方法与实施例一(图1至图14)、实施例二(图15至图17)、实施例三(图18)、实施例四(图19)中的视角可切换的显示面板、显示装置及驱动方法基本相同，不同之处在于，在本实施例中：视角控制电极23为与视角控制区V一一对应的电极块，每个像素区P和每个视角控制区V内均设有薄膜晶体管3，像素电极22和视角控制电极23分别通过各自对应的薄膜晶体管3与对应的扫描线1和数据线2电性连接。通过将视角控制电极23分为与视角控制区V一一对应的电极块，每个电极块再通过薄膜晶体管3单独进行控制，从而可以使得显示面板实现分区域的宽窄视角切换。

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、实施例三、实施例四相同，这里不再赘述。

图21是本发明中显示装置的平面结构示意图之一。图22是本发明中显示装置的平面结构示意图之二。请参图21和图22，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21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22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60向该显示装置发出视角切换请求，最终由驱动芯片70控制在视角辅助电极13和视角控制电极23上施加不同的电信号，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)

1.一种视角可切换的显示面板，包括彩膜基板(10)、与所述彩膜基板(10)相对设置的阵列基板(20)以及位于所述彩膜基板(10)与所述阵列基板(20)之间的液晶层(30)，其特征在于，所述显示面板上具有用于画面显示的像素区(P)以及用于控制视角的视角控制区(V)，所述彩膜基板(10)上设有第一偏光片(41)，所述阵列基板(20)上设有第二偏光片(42)，所述第一偏光片(41)的透光轴与所述第二偏光片(42)的透光轴相垂直；所述阵列基板(20)上设有公共电极(21)、像素电极(22)、视角控制电极(23)以及线栅偏振片(24)，所述像素电极(22)与所述像素区(P)相对应，所述视角控制电极(23)和所述线栅偏振片(24)均与所述视角控制区(V)相对应，所述线栅偏振片(24)的线栅走向与所述第一偏光片(41)的透光轴相垂直，所述第一偏光片(41)与所述第二偏光片(42)之间仅设有所述线栅偏振片(24)一种光学膜片，所述彩膜基板(10)上设有覆盖所述视角控制区(V)且与所述视角控制电极(23)相配合的视角辅助电极(13)；

在宽视角模式时，所述像素区(P)对应的所述液晶层(30)中的液晶分子处于平躺姿态，所述视角控制区(V)对应的所述液晶层(30)中的液晶分子处于平躺姿态或站立姿态；

在窄视角模式时，所述像素区(P)对应的所述液晶层(30)中的液晶分子处于平躺姿态，所述视角控制区(V)对应的所述液晶层(30)中的液晶分子处于倾斜姿态。

2.根据权利要求1所述的视角可切换的显示面板，其特征在于，所述线栅偏振片(24)朝向所述第二偏光片(42)一侧的反光率小于朝向所述第一偏光片(41)一侧的反光率。

3.根据权利要求2所述的视角可切换的显示面板，其特征在于，所述线栅偏振片(24)包括钼金属线栅层(241)和反光金属线栅层(242)，所述钼金属线栅层(241)位于所述线栅偏振片(24)靠近所述第二偏光片(42)的一侧，所述反光金属线栅层(242)位于所述线栅偏振片(24)靠近所述第一偏光片(41)的一侧。

4.根据权利要求1所述的视角可切换的显示面板，其特征在于，所述线栅偏振片(24)设于所述公共电极(21)的上侧并与所述公共电极(21)的表面相接触；或所述线栅偏振片(24)与所述阵列基板(20)上的扫描线(1)位于同一层，并采用相同材料和同一道蚀刻工艺制成。

5.根据权利要求1所述的视角可切换的显示面板，其特征在于，所述视角辅助电极(13)为整面覆盖所述彩膜基板(10)的面状电极；或所述视角辅助电极(13)为条状电极并与一行/列所述视角控制区(V)相对应。

6.根据权利要求1所述的视角可切换的显示面板，其特征在于，所述视角控制电极(23)为条状电极并与一行/列所述视角控制区(V)相对应，多条所述视角控制电极(23)在非显示区内相互电性连接；

或所述视角控制电极(23)为与所述视角控制区(V)一一对应的电极块，所述阵列基板(20)在朝向所述液晶层(30)的一侧设有多条扫描线(1)、多条数据线(2)以及多个薄膜晶体管(3)，每个所述像素区(P)和每个所述视角控制区(V)内均设有所述薄膜晶体管(3)，所述像素电极(22)和所述视角控制电极(23)分别通过各自对应的所述薄膜晶体管(3)与对应的所述扫描线(1)和所述数据线(2)电性连接。

7.根据权利要求6所述的视角可切换的显示面板，其特征在于，所述视角控制电极(23)为面状电极；或所述视角控制电极(23)为具有狭缝的梳状电极。

8.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的视角可切换的显示面板。

9.一种视角可切换的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法用于驱动如权利要求1-7任一项所述的视角可切换的显示面板，所述驱动方法包括：

在宽视角模式时，向所述视角控制电极(23)和所述视角辅助电极(13)上设加对应的宽视角电压信号，使所述视角控制区(V)对应的所述液晶层(30)中的液晶分子处于平躺姿态或站立姿态；

在窄视角模式时，向所述视角控制电极(23)和所述视角辅助电极(13)上设加预设的窄视角电压信号，使所述视角控制区(V)对应的所述液晶层(30)中的液晶分子处于倾斜姿态。

10.根据权利要求9所述的视角可切换的驱动方法，其特征在于，在窄视角模式时，所述视角控制区(V)对应的所述液晶层(30)中的液晶分子处于倾斜姿态，并在斜向视角下具有λ/2的相位延迟。