CN117872651A - 一种显示面板、其控制方法及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示面板、其控制方法及显示装置，显示面板包括：显示模组和设置于所述显示模组出光侧的电致变色器件；其中，电致变色器件包括层叠设置的第一电致变色层和第二电致变色层；第一电致变色层响应于施加的第一电压而改变透光率从而改变像素单元出射的光的出射角；第二电致变色层响应于施加的第二电压而改变透光率从而将所述显示模组上的像素单元分为左眼视图像素和右眼视图像素；向第一电致变色层施加第一电压时，第二电致变色层为透明层；向第二电致变色层施加第二电压时，第一电致变色层为透明层。相较于现有技术，本发明实施例可有效提升显示面板的像素开口率，在同一显示装置上可以满足防窥显示和3D显示这两种功能。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板、其控制方法及显示装置。
背景技术
随着科技的发展，人们对于手机、电脑等具有显示功能的设备的需求越来越高，例如有防窥的需求，也有3D(Dimension，维度)显示的需求。
对于防窥的需求，现有技术中，2D显示的可切换防窥显示大多利用划分像素区域的方案，防窥显示和共享显示单独设置像素单元，即防窥显示时只亮防窥像素，共享显示时只亮共享像素，这种方案导显示面板的像素开口率较低，从而影响视觉体验。此外，现有的显示装置大多要不只能满足可切换防窥显示，要不只能满足可切换3D显示，而无法在同一显示装置满足这两种需求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种显示面板、其控制方法及显示装置，用以解决现有技术中可切换防窥显示的显示面板的像素开口率较低的问题。
因此，本发明实施例提供的一种显示面板，包括：
显示模组和设置于所述显示模组出光侧的电致变色器件；其中，所述电致变色器件包括包括层叠设置的第一电致变色层和第二电致变色层；
所述第一电致变色层开设有阵列排布的第一开口，所述第一开口在所述显示模组上的正投影覆盖所述显示模组的像素单元的一部分；
所述第二电致变色层开设有第一方向光栅形状排布的第二开口；
向所述第一电致变色层施加第一电压时，所述第二电致变色层为透明层；向所述第二电致变色层施加第二电压时，所述第一电致变色层为透明层。
在一种可能的实现方式中，所述电致变色器件还包括：
位于所述第一电致变色层和所述第二电致变色层之间的电解质胶层；
位于所述第一电致变色层背离所述第二电致变色层一侧的第一电极层；
位于所述第二电致变色层背离所述第一电致变色层一侧的第二电极层。
在一种可能的实现方式中，所述电解质胶层、第一电极层和第二电极层均为透明层。
在一种可能的实现方式中，所述第一电致变色层为三氧化钨层。
在一种可能的实现方式中，所述第二电致变色层为氧化镍层。
在一种可能的实现方式中，所述电致变色器件还包括：
位于所述第一电极层背离所述第一电致变色层一侧的第一透明保护层。
在一种可能的实现方式中，所述电致变色器件还包括：
位于所述第二电极层背离所述第二电致变色层一侧的第二透明保护层。
在一种可能的实现方式中，所述显示模组为有机发光显示模组、液晶显示模组、MicroLED显示模组或量子点显示模组。
另一方面，本发明实施例还提供了的一种控制方法，应用于本发明实施例提供的上述显示面板，包括：
向所述电致变色器件施加第一电压，所述第一电致变色层响应于施加的第一电压而改变透光率从而改变所述像素单元出射的光的出射角，以实现防窥显示；
向所述电致变色器件施加第二电压，所述第二电致变色层响应于施加的第二电压而改变透光率从而将所述显示模组上的像素单元分为左眼视图像素和右眼视图像素，以实现3D显示。
另一方面，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述显示面板。
本发明实施例的有益效果如下：
本发明实施例提供的一种显示面板、其控制方法及显示装置，在显示模组的出光侧设置电致变色器件，该电致变色器件中设置有第一电致变色层和第二电致变色层，所述第一电致变色层开设有阵列排布的第一开口，所述第一开口在所述显示模组上的正投影覆盖所述显示模组的像素单元的一部分，所述第一电致变色层响应于施加的第一电压而改变透光率从而改变所述像素单元出射的光的出射角，以实现防窥显示，当不施加第一电压时，切换为共享显示。所述第二电致变色层开设有第一方向光栅形状排布的第二开口，所述第二电致变色层响应于施加的第二电压而改变透光率从而将所述显示模组上的像素单元分为左眼视图像素和右眼视图像素，以实现3D显示，当不施加第二电压时，切换为2D显示。可见，相较于现有技术，本发明实施例无需划分防窥和共享像素区域，可有效提升显示面板的像素开口率，从而提升视觉体验。并且还可以实现2D到3D显示的切换，使得在同一显示装置上可以满足防窥显示和3D显示这两种需求。
附图说明
图1为本发明实施例提供的显示面板的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的电致变色器件20的结构示意图
图3a为本发明实施例提供的第一电致变色层23的结构示意图；
图3b为现有利用固定黑色矩阵遮挡实现防窥显示的像素排布示意图；
图3c为本发明实施例提供的第一电致变色层充当黑色矩阵形成的防窥像素排布示意图；
图4为本发明实施例提供的防窥原理的示意图；
图5为本发明实施例提供的3D显示原理的示意图；
图6为本发明实施例提供的第一电致变色层和第二电致变色层图案化后的层叠示意图；
图7为本发明实施例提供的以显示模组10为有机发光显示模组构成的显示面板的结构示意图；
图8为图7所示显示面板在切换到防窥显示时的结构示意图；
图9为图7所示显示面板在切换到3D显示时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的显示面板、其控制方法及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
如图1所示，本发明实施例提供的一种显示面板，包括：
显示模组10和设置于所述显示模组10出光侧的电致变色器件20。
具体的，显示模组10可以是有机发光显示模组、液晶显示模组、MicroLED显示模组或量子点显示模组，当然也可以是其它类型的显示模组，本申请对此不做限定。
具体的，如图2所示，所述电致变色器件20包括层叠设置的第一电致变色层23和第二电致变色层25。需要说明的是，电致变色是指材料的光学属性(如反射率、透过率、吸收率等)，在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透光率的可逆变化。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料，用电致变色材料做成的膜层称为电致变色层。
电致变色材料可以为氧化钨(WO3)、氧化铌(Nb2O5)、氧化钛(TiO2)、氧化钼(MoO3)、氧化铜(CuO)、氧化铬(Cr2O3)、氧化锰(Mn2O3)、氧化钒(V2O5)、氧化钴(Co2O3)、氧化镍(NiO)等，也可以是锂、钠、钾、钒或钛掺杂的上述各种无机金属氧化物，或锂、钠、钾、钒或钛掺杂的多种无机金属氧化物的混合物。可通过选择不同的电致变色材料控制电致变色层的电致变色颜色。
如图3a所示，所述第一电致变色层23开设有阵列排布的第一开口，所述第一开口在所述显示模组10上的正投影至少部分覆盖所述显示模组的像素单元的一部分，所述第一电致变色层23响应于施加的第一电压而改变透光率从而改变所述像素单元出射的光的出射角，以实现可切换防窥显示。向所述第一电致变色层23施加第一电压时，所述第二电致变色层为透明层。
上述第一电压是第一电致变色层23两端所承受的电压差，该第一电压只需要满足以下条件即可：向第一电致变色层23施加该第一电压时，第二电致变色层25保持为透明层，第一电致变色层23改变透光率从而改变像素单元出射的光的出射角，以实现可切换防窥显示。
第一电致变色层23的防窥原理：如图4所示，小于θ1角度的光线能够出射，大于θ1且小于α角度的光线被阻光部件(电致变色层)阻挡，大于α角的光线由于界面的全反射作用不会出射到显示装置外部。其中，w为第一开口之间的间距，d1为像素单元的宽度，d2为像素单元之间的间距，h为第一电致变色层23与显示模组10之间的间距，n1、n2表示对应部分的折射率。
图3c为是第一电致变色层充当黑色矩阵形成的防窥像素排布示意图，图中示意像素是将一个子像素(例如绿色子像素)分割为多个“小块”，目的是实现对大视角光线的遮挡，相邻像素为同一子像素中的不同“小块”。图3b为现有利用固定黑色矩阵遮挡实现防窥显示的像素排布示意图，其中上部分为防窥像素，仅防窥显示时发光，下部分为共享像素，仅共享显示时发光。可见，本申请的第一电致变色层遮挡方案，无需分设防窥和共享像素，也无需设置黑色矩阵，显示面板的像素开口率有效提升。
例如，设计参数：w＝d2；d1＝h*tanθ2；d2＝h*tanα；(典型值)n1＝1.5；n2＝1；α＝arcsin(n1/n2)＝35°；按防窥规格水平方向出射θ1为30°，经折射前θ2为16.3°；竖直方向出射θ1为40°，经折射前θ2为21.1°，h＝12μm。
求得像素分割大小为：水平方向d1＝3.5μm，d2＝8.4μm；竖直方向d1＝4.63μm，d2＝8.4μm。
可选的，固定黑色矩阵遮挡方案开口率：防窥态＝共享态＝5.25％；第一电致变色层遮挡方案开口率：防窥态＝共享态＝6.57％，相较黑色矩阵遮挡方案提升1.32％。
需要注意的是：以上是按照水平方向30°，竖直方向40°亮度衰减到几乎为零的防窥显示规格计算，但不局限于此规格，故像素开口率提升效果不固定于此。
第二电致变色层25开设有第一方向光栅形状排布的第二开口，第二电致变色层25响应于施加的第二电压而改变透光率从而将显示模组10上的像素单元分为左眼视图像素和右眼视图像素，以实现3D显示。向第二电致变色层25施加第二电压时，第一电致变色层23为透明层。
上述第二电压是第二电致变色层25两端所承受的电压差，该第二电压只需要满足以下条件即可：向第二电致变色层25施加该第二电压时，第一电致变色层23保持为透明层，第二电致变色层25改变透光率从而将显示模组10上的像素单元分为左眼视图像素和右眼视图像素，以实现3D显示。
第二电致变色层25的3D显示原理：显示屏图像经光栅后提供给左右眼不同的视觉图像。经过精确的设计光栅的参数，就能够使光栅与对应显示屏上的像素匹配，使显示屏上的具有左右视差的图像在空间上产生分离，使左、右眼分别只看到左、右眼图像，在大脑中形成立体视觉。
如图5所示，Wp为显示屏的像素宽度，D为显示屏与光栅距离，L为最佳观看距离，Q为相邻视差图像的视点距离(人眼的瞳孔间距)；光栅节距Ws，透光部分与挡光部分的宽度分别为Ww和Wb。图5中，示意像素是一个红、绿、蓝子像素的组合，分为左眼视图像素和右眼视图像素，由于光栅对光线的阻挡，左眼接收到左眼视图，右眼接收到右眼视图，在大脑中形成立体的感知，以实现3D显示。
图6所示为是第一电致变色层和第二电致变色层图案化后的层叠示意图。需要说明的是，第一电致变色层和第二电致变色层的位置可以对调，能够实现其相应功能即可。
可选地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，如图2所示，所述电致变色器件20还可以包括：
位于第一电致变色层23和第二电致变色层25之间的电解质胶层24；位于第一电致变色层23背离第二电致变色层25一侧的第一电极层22；位于第二电致变色层25背离第一电致变色层23一侧的第二电极层26。电解质胶层24、第一电极层22和第二电极层26均为透明层。具体地，第一电致变色层23为三氧化钨WO3层，第二电致变色层为氧化镍NiO层。
上述各膜层构成的层叠结构为：第一电极层22-第一电致变色层23-电解质胶层24-第二电致变色层25-第二电极层26。
上述层叠结构的变色原理：第一电极层22和第二电极层26外加电压，电子通过电解质胶层24在第一电致变色层23和第二电致变色层25之间转移，第一电致变色层23为WO3层时接受电子后变蓝黑色，其它层为透明层，第二电致变色层为NiO时接收电子后变棕色，其它层为透明层。
WO3层用于防窥显示遮挡大视角光线，NiO层用于形成3D显示的周期光栅，例如：两层分别按照所对应功能的要求做图形化处理，并非整层平面结构。WO3层形状可以为图3a所示黑色矩阵开孔形状，NiO层可以为水平方向周期光栅形状(如图6所示的一个个竖条)。
用户可以定义电致变色器件20的使用状态，不使用时，显示面板正常显示，无特殊功能；对电致变色器件20加正向电压，例如，1V，WO3层变深蓝色，切换为防窥显示功能；对电致变色器件20加负向电压，例如，-1V，NiO层变棕褐色，切换为3D显示功能。
可选地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，如图2所示，所述电致变色器件20还可以包括：
位于所述第一电极层22背离所述第一电致变色层23一侧的第一透明保护层21；位于所述第二电极层26背离所述第二电致变色层25一侧的第二透明保护层27。第一透明保护层21和第二透明保护层27对覆盖膜层起到保护作用，具体可以是透明玻璃层。
为了便于理解，以显示模组10为有机发光显示模组进一步说明。
显示模组10可以包括基板，设置在基板上的薄膜晶体管、平坦化层、阳极电极、有机发光层、阴极电极、薄膜封装层和盖板。
绝缘基板可以支承后述的各种导电层以及绝缘层。
在基板上可以配置缓冲层。缓冲层可以防止杂质离子扩散，防止水分或外部空气的渗透，并执行表面平坦化功能。
在缓冲层上可以配置半导体层。半导体层也可以包含单晶硅、低温多晶硅、非晶硅等。
在半导体层上可以配置栅极绝缘膜。栅极绝缘膜可以由无机物形成。
在栅极绝缘膜上可以配置栅极电极。栅极电极可以与栅极布线连接而接收栅极信号。
在栅极电极上可以配置层间绝缘膜。层间绝缘膜可以跨栅极电极以及栅极绝缘膜上配置。层间绝缘膜可以由有机物或者无机物形成，也可以是单膜或者由彼此不同物质的层叠膜形成的多层膜。
在层间绝缘膜上可以配置源极电极以及漏极电极。源极电极以及漏极电极可以各自贯通层间绝缘膜以及栅极绝缘膜而与半导体层电连接。源极电极可以与数据布线连接而接收数据信号。
半导体层、栅极电极、源极电极以及漏极电极可以形成开关元件即薄膜晶体管TFT。
在源极电极以及漏极电极上可以配置平坦化层ILD。在一些实施例中，平坦化层可以由有机物形成，但不限于此。
在平坦化层上可以配置像素电极。像素电极可以贯通平坦化层而与漏极电极连接。在一些实施例中，像素电极可以是阳极电极，采用ITO/Ag/ITO材料，厚度可以是20nm，也可以是15nm，但不局限于此。
在平坦化层上可以配置局部暴露像素电极的像素定义层。在一些实施例中，像素定义层可以由有机物形成。
在通过像素定义层暴露的像素电极上可以配置发出光的发光层。例如，发光层可以是还包括空穴注入层(hole injection layer，HIL)、空穴传输层(holetransportinglayer，HTL)、电子传输层(electron transporting layer，ETL)以及电子注入层(electroninjection layer，EIL)中的一个以上的多重膜。
在发光层以及像素定义层上可以配置公共电极。在一些实施例中，公共电极可以是阴极电极。
像素电极、发光层以及公共电极可以形成发光元件。
在发光元件上可以配置薄膜封装层TFE。薄膜封装层可以密封发光元件而防止水分等从外部流入到发光元件。在一些实施例中，薄膜封装层可以整体覆盖显示区域。
薄膜封装层可以包括一个以上的有机膜和一个以上的无机膜。例如，薄膜封装层可以包括位于公共电极上的第一无机膜、位于第一无机膜的有机膜、位于有机膜上的第二无机膜。
第一无机膜可以防止水分、氧气等渗透到发光元件。
有机膜可以提高薄膜封装层的平坦度。有机膜可以由液态有机材料形成。
第二无机膜可以执行与第一无机膜实质上相同或近似的作用，可以由与第一无机膜实质上相同或近似的物质形成。第二无机膜可以完全覆盖有机膜。
如图7所示为以显示模组10为有机发光显示模组构成的显示面板，其中，100：基板；120：栅极绝缘膜；125：栅电极；130：半导体；160：层间绝缘膜；173：源电极；175：漏电极；180：下部平坦化层；190：像素电极；270：阴极电极；350：发光层；370：像素定义层；410：第一无机封装层；420：有机封装层；430：第二无机封装层；22：第一电极层；23：第一电致变色层；24：电解质胶层；25：第二电致变色层；26：第二电极层；27：第二透明保护层。
其中，110-430为有机发光显示模组结构，22-27为电致变色器件结构。
如图8所示为图7所示显示面板在切换到防窥显示时的结构示意图，WO3层接受电子后变蓝黑色，其它层为透明层。
如图9所示为图7所示显示面板在切换到3D显示时的结构示意图，NiO时接收电子后变棕色，其它层为透明层。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种控制方法，应用于本发明实施例提供的上述显示面板，由于该控制方法解决问题的原理与前述一种显示面板相似，因此该控制方法的实施可以参见显示面板的实施，重复之处不再赘述。
具体地，本发明实施例提供的一种控制方法，包括以下步骤：
向所述电致变色器件施加第一电压，所述第一电致变色层响应于施加的第一电压而改变透光率从而改变所述像素单元出射的光的出射角，以实现防窥显示；
向所述电致变色器件施加第二电压，所述第二电致变色层响应于施加的第二电压而改变透光率从而将所述显示模组上的像素单元分为左眼视图像素和右眼视图像素，以实现3D显示。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述显示面板。该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。该显示装置的实施可以参见上述显示面板的实施例，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供上述显示面板、其控制方法及显示装置，在显示模组的出光侧设置电致变色器件，该电致变色器件中设置有第一电致变色层和第二电致变色层，所述第一电致变色层开设有阵列排布的第一开口，所述第一开口在所述显示模组上的正投影覆盖所述显示模组的像素单元的一部分，所述第一电致变色层响应于施加的第一电压而改变透光率从而改变所述像素单元出射的光的出射角，以实现防窥显示，当不施加第一电压时，切换为共享显示。所述第二电致变色层开设有第一方向光栅形状排布的第二开口，所述第二电致变色层响应于施加的第二电压而改变透光率从而将所述显示模组上的像素单元分为左眼视图像素和右眼视图像素，以实现3D显示，当不施加第二电压时，切换为2D显示。可见，相较于现有技术，本发明实施例无需划分防窥和共享像素区域，可有效提升显示面板的像素开口率，从而提升视觉体验。并且还可以实现2D到3D显示的切换，使得在同一显示装置上可以满足防窥显示和3D显示这两种需求。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种显示面板，其特征在于，包括：
显示模组和设置于所述显示模组出光侧的电致变色器件；其中，所述电致变色器件包括层叠设置的第一电致变色层和第二电致变色层；
所述第一电致变色层开设有阵列排布的第一开口，所述第一开口在所述显示模组上的正投影至少部分覆盖所述显示模组的像素单元的一部分；
所述第二电致变色层开设有第一方向光栅形状排布的第二开口；
向所述第一电致变色层施加第一电压时，所述第二电致变色层为透明层；向所述第二电致变色层施加第二电压时，所述第一电致变色层为透明层。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述电致变色器件还包括：
位于所述第一电致变色层和所述第二电致变色层之间的电解质胶层；
位于所述第一电致变色层背离所述第二电致变色层一侧的第一电极层；
位于所述第二电致变色层背离所述第一电致变色层一侧的第二电极层。
3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述电解质胶层、第一电极层和第二电极层均为透明层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的显示面板，其特征在于，所述第一电致变色层为三氧化钨层。
5.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，所述第二电致变色层为氧化镍层。
6.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述电致变色器件还包括：
位于所述第一电极层背离所述第一电致变色层一侧的第一透明保护层。
7.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述电致变色器件还包括：
位于所述第二电极层背离所述第二电致变色层一侧的第二透明保护层。
8.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示模组为有机发光显示模组、液晶显示模组、MicroLED显示模组或量子点显示模组。
9.一种控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至8中任一项所述的显示面板，所述方法包括：
向所述电致变色器件施加第一电压，所述第一电致变色层响应于施加的第一电压而改变透光率从而改变所述像素单元出射的光的出射角，以实现防窥显示；
向所述电致变色器件施加第二电压，所述第二电致变色层响应于施加的第二电压而改变透光率从而将所述显示模组上的像素单元分为左眼视图像素和右眼视图像素，以实现3D显示。
10.一种显示装置，其特征在于，包括：如权利要求1-8中任一项所述的显示面板。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202311754366.3A CN117872651A (zh) | 2023-12-19 | 2023-12-19 | 一种显示面板、其控制方法及显示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN117872651A true CN117872651A (zh) | 2024-04-12 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202311754366.3A Pending CN117872651A (zh) | 2023-12-19 | 2023-12-19 | 一种显示面板、其控制方法及显示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117872651A (zh) |
-
2023
- 2023-12-19 CN CN202311754366.3A patent/CN117872651A/zh active Pending
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