CN204790254U - 可分区域控制可切换防窥液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及可分区域控制可切换防窥液晶显示装置，包括液晶显示屏、准直背光源部件和PDLC电控薄膜，所述液晶显示屏与所述准直背光源部件之间设有所述PDLC电控薄膜，所述PDLC电控薄膜包括第一基板、第一电极层、第二电极层、第二基板、和液晶层，所述第一电极层与所述第二电极层之间设有所述液晶层，所述第一基板连接在所述第一电极层外侧，所述第二基板连接在所述第二电极层外侧。本实用新型解决了现有防窥功能的液晶显示装置无法实现分区域调节视角和可切换防窥效果。

Description

可分区域控制可切换防窥液晶显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示领域，尤其涉及可分区域控制可切换防窥液晶显示装置。

背景技术

液晶显示技术是目前占主导地位的一种平板显示技术。经过多年的发展，液晶显示技术不断进步，液晶显示的分辨率、亮度、视角等关键指标都获得了极大的提升。特别是广视角技术基本已在液晶显示中普及。从早期的TN+广视角补偿膜，到百花齐放的各种广视角显示技术，如MVA、PVA、IPS、FFS、AVS等等，液晶显示的视角已经提升到接近180°的范围。不由得令人感慨人类科技水平的提升速度是如此之快，液晶显示由于液晶的各向异性导致的视角差的特性已成为历史。虽然广视角对液晶显示非常重要，但在某些应用场合(例如取款、密码输入、观看私人信息等)，广视角特性却无法兼顾私密性，因此迫切需要一种能够按照使用场合和使用者需要调节视角宽窄从而实现防窥功能的液晶显示模组。现有的液晶防窥技术主要分为以下几类:CN200920204227、CN201210430411、CN201410063716等专利披露的光控制薄膜(LCF)技术，控制出射光发射角度实现随观看视角增大到截止角，所有光被吸光材料阻断，达到防窥目的；专利CN201110302331、CN201010214939、CN201010145384等披露的图像处理类防窥技术，利用图像处理搭配相应的辅助硬件实现防窥；专利CN201210532156、CN201110189289、CN201410032401披露的可切换视角液晶面板技术，将每像素分为若干个子像素，其中部分子像素作为宽窄视角切换用；专利CN201210249776、CN201410154809等披露的发射角度可调背光模块技术，利用背光发射角度可调特性来实现防窥功能。但是这些现有技术均有其不足之处，例如光控制薄膜(LCF)技术防窥效果好，但是不能在正常模式和防窥模式进行切换，而且亮度损失大；图像处理类防窥技术需要对显示图像进行二次处理，并且需要辅助硬件，不易实现；可切换视角液晶面板技术需要针对Panel开模，成本高，且部分像素区始终为黑态，损失透过率；发射角度可调背光模块技术的出光角度和背光的亮度均一性不易控制。而且现有防窥功能的液晶模组技术均无法实现分区域调节视角和防窥效果。

实用新型内容

鉴于目前显示器存在的上述不足，本实用新型提供可分区域控制可切换防窥液晶显示装置，可以现实可分区域控制可切换防窥的效果。

为达到上述目的，本实用新型的采用如下技术方案：

可分区域控制可切换防窥液晶显示装置，包括液晶显示屏、准直背光源部件和PDLC电控薄膜，所述液晶显示屏与所述准直背光源部件之间设有所述PDLC电控薄膜，所述PDLC电控薄膜包括第一基板、第一电极层、第二电极层、第二基板和液晶层，所述第一电极层与所述第二电极层之间设有所述液晶层，所述第一基板连接在所述第一电极层外侧，所述第二基板连接在所述第二电极层外侧,所述PDLC电控薄膜为电极图形化的PDLC电控薄膜。

作为本实用新型的优选技术方案，所述准直背光源部件为光阻层准直背光源部件、楔形耦合波导准直背光源部件、导光板结合逆棱镜形成的准直背光源部件、菲涅尔透镜实现的准直背光源部件的至少一种。

作为本实用新型的优选技术方案，所述准直背光源部件设有导光板和光阻层结构。

作为本实用新型的优选技术方案，所述准直背光源部件导光板具有周期性结构。

作为本实用新型的优选技术方案，所述电极层镀有氧化铟锡的玻璃或镀有氧化铟锡的塑料。

作为本实用新型的优选技术方案，所述准直背光源部件包括一个发光体。

作为本实用新型的优选技术方案，所述发光体为LED发光体或CCFL发光体。

作为本实用新型的优选技术方案，所述电极层上设有电极图形。

作为本实用新型的优选技术方案，所述PDLC电控薄膜安装有一个调光部件。

作为本实用新型的优选技术方案，所述调光部件具备一个驱动电路。

本实用新型实施的优点：1、本实用新型中，PDLC电控薄膜为电极图形化的PDLC电控薄膜，利用PDLC电控薄膜的开关特性实现各分区区域的控制，同时利用PDLC的调控出射光型的特性，调节每个分区的视角实现分区域调节防窥功能，平且具有良好的电光特性，包括较低的阈值电压和饱和电压、较快的响应时间以及较高的对比度。2、PDLC电控薄膜包括第一电极层和第二电极层，电极层上设有电极图形，该电极图形可为各种形状，并分为多个形状规则或不规则的区域，通过控制各个区域的图案化的两层电极层电压来形成分区域调节防窥的功能。3、通过加载在第一电极层和第二电极层之间的电场来控制液晶层的折射率，从而实现在透明态和不透明态之间切换，实现开关功能，而且随加载电压的变化，透过率可以呈现渐变特性，即还具备灰度调节功能。4、膜部件安装有一个调光部件，透光率可根据需要任意调节。5、PDLC电控薄膜调光部件具备一个驱动电路，该驱动电路可受外部控制动态调整PDLC电控薄膜驱动电压的功能。6、目前大量应用的液晶显示装置采用的是背光源部件，但是其具有防窥效果不可切换，不能在需要大视角的时候切换为大视角、亮度损失大液晶面板功耗增加等一系列的缺点，本实用新型中，使用的光源部件为准直背光源部件，能调节每个分区的视角实现分区域调节防窥功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的液晶显示装置结构示意图。

图2为本实用新型可分区域控制可切换防窥液晶显示装置结构示意图。

图3为本实用新型PDLC电控薄膜层的结构示意图。

图4a和4b为本实用新型PDLC电控薄膜在关闭状态下第一、第二电极驱动电压示意图；

图5a和5b为本实用新型PDLC电控薄膜层在打开状态下第一、第二电极驱动电压示意图；

图6为本实用新型实施例1的PDLC电控薄膜电极结构示意图；

图7a和图7b为本实用新型实施例1的准直背光源部件结构示意图；

图8a和图8b为本实用新型实施例1的防窥效果示意图；

图9为本实用新型实施例2的PDLC电控薄膜电极结构示意图；

图10a-图10e为本实用新型实施例2的防窥效果示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2、图3所示，可分区域控制可切换防窥液晶显示装置，包括液晶显示屏400、准直背光源部件600和PDLC电控薄膜500，所述液晶显示屏400与所述准直背光源部件600之间设有所述PDLC电控薄膜500，所述PDLC电控薄膜500包括第一基板501、第一电极层502、第二电极层504、第二基板505和液晶层503，所述第一电极层502与所述第二电极层504之间设有所述液晶层503，所述第一基板501连接在所述第一电极层502外侧，所述第二基505板连接在所述第二电极层504外侧，所述PDLC电控薄膜500为电极图形化的PDLC电控薄膜。本实施例中将准直背光源部件600替代传统的背光源部件，并利用电控PDLC电控薄膜的开关特性实现各分区区域的控制，同时利用PDLC电控薄膜的调控出射光型的特性，调节每个分区的视角实现分区域调节防窥功能，通过第一电极层502、第二电极层504的电压的变化，可以实现可切换防窥的效果。

图1是现有技术液晶模组结构包括液晶显示屏100，背光源200，以及液晶显示屏上面贴附的光控制薄膜300，但是其具有防窥效果不可切换，不能实现分区域调节防窥功能。

在本实施例中，准直背光源部件600为光阻层准直背光源部件、楔形耦合波导准直背光源部件、导光板结合逆棱镜形成的准直背光源部件、菲涅尔透镜实现的准直背光源部件的至少一种,根据用户的需求进行不同的选择。

在本实施例中，准直背光源部件600具有底面的导光板和光阻层结构，该导光板的结构是周期性结构，每个周期具有第一表面6021和第二表面6022。

在本实施例中，电极层镀有氧化铟锡的玻璃或镀有氧化铟锡的塑料，从而使电极层具有很好的光学特性。

在本实施例中，准直背光源部件600包括一个发光体。

在本实施例中，发光体为LED发光体或CCFL发光体。

在本实施例中，电极层上设有电极图形，PDLC电控薄膜包括第一电极层502和第二电极层504，电极层上设有电极图形，该电极图形可为各种形状，并分为多个形状规则或不规则的区域，通过控制各个区域的图案化的两层电极层电压来形成分区域调节防窥的功能。

在本实施例中，PDLC电控薄膜500安装有一个调光部件，PDLC电控薄膜安装有一个调光部件，透光率可根据需要任意调节。

在本实施例中，调光部件具备一个驱动电路，PDLC电控薄膜调光部件具备一个驱动电路，该驱动电路可受外部控制动态调整PDLC电控薄膜驱动电压的功能。

本实施例中，PDLC电控薄膜500为电极图形化的PDLC电控薄膜，利用PDLC电控薄膜的开关特性实现各分区区域的控制，同时利用PDLC电控薄膜调控出射光型的特性，调节每个分区的视角实现分区域调节防窥功能，而且具有良好的电光特性，包括较低的阈值电压和饱和电压、较快的响应时间以及较高的对比度，本实施例中，PDLC电控薄膜包括第一电极层502和第二电极层504，电极层上设有电极图形，该电极图形可为各种形状，并分为多个形状规则或不规则的区域，通过控制各个区域的图案化的两层电极层电压来形成分区域调节防窥的功能，本实施例中，通过加载在第一电极层502和第二电极层504之间的电场来控制液晶层的折射率，从而实现在透明态和不透明态之间切换，实现开关功能，而且随加载电压的变化，透过率可以呈现渐变特性，即还具备灰度调节功能，本实施例中，PDLC电控薄膜安装有一个调光部件，透光率可根据需要任意调节，本实施例中，PDLC电控薄膜调光部件具备一个驱动电路，该驱动电路可受外部控制动态调整PDLC电控薄膜驱动电压的功能，本实施例中，实现的防窥效果是对密码输入区的显示内容具有防窥功能，分为2种工作模式，正常模式和防窥模式，正常模式时，PDLC电控薄膜的第一电极和第二电极都为恒定公共电压，两电极间没有电压差，此时PDLC电控薄膜呈散射态，PDLC电控薄膜层处于“关闭状态”，背光源出射的准直光经过PDLC电控薄膜时被散射成散射状态出射至液晶屏，准直性被破坏，大视角仍然能够看清屏幕显示内容，防窥模式时，PDLC电控薄膜第一电极加恒定公共电压，第二电极加峰峰值为2V伏特的方波，V可根据需要从0-100V之间选取，此时薄膜呈透明状，PDLC电控薄膜处于打开状态，背光源出射的准直光仍保持准直状态出射至液晶屏，大视角由于几乎没有透射光线，仅在准直背光准直度范围内的视角范围能清晰看到屏幕显示内容，因此可实现防窥功能，当本实施例的液晶装置工作于正常模式时，无论是正视角观看还是大视角观看，液晶显示器的各可视区均可以清晰看到，当本实施例的液晶装置工作于防窥模式时，正视角观看时液晶显示器的各可视区仍然可以清晰看到，但是大视角观看时，仅能看到除密码输入区之外的显示内容，实现了密码输入区的防窥效果，即实现了选择所需防窥区域进行分区域控制防窥显示功能，并能够使该防窥区域在防窥和正常显示之间切换。本实施例中，可以提供一种不需要对现有液晶显示装置进行太大改动，工艺简单易行，可实现的防窥显示区域灵活多样且动态可控的方法，且能有效提高防窥效果和光利用率，并能够简单有效的实现显示区域灵活可调，为液晶显示模组防窥显示应用开辟了新途径，本实用新型的技术可广泛应用于手机、POS机、取款机、笔记本等具有防窥需求的设备。

下面就本实用新型提供2个具体实施例进行进一步的阐述，

实施例一

可分区域控制可切换防窥液晶显示装置，包括液晶显示屏400、准直背光源部件600和PDLC电控薄膜500，所述液晶显示屏400与所述准直背光源部件600之间设有所述PDLC电控薄膜500，所述PDLC电控薄膜500包括第一基板501、第一电极层502、第二电极层504、第二基板505和液晶层503，所述第一电极层502与所述第二电极层504之间设有所述液晶层503，所述第一基板501连接在所述第一电极层502外侧，所述第二基505板连接在所述第二电极层504外侧，所述PDLC电控薄膜500为电极图形化的PDLC电控薄膜。本实施例中将准直背光源部件600替代传统的背光源部件，并利用电控PDLC电控薄膜的开关特性实现各分区区域的控制，同时利用PDLC电控薄膜的调控出射光型的特性，调节每个分区的视角实现分区域调节防窥功能，准直背光源部件600为光阻层准直背光源部件、楔形耦合波导准直背光源部件、导光板结合逆棱镜形成的准直背光源部件、菲涅尔透镜实现的准直背光源部件的至少一种,根据用户的需求进行不同的选择，电极层镀有氧化铟锡的玻璃或镀有氧化铟锡的塑料，从而使电极层具有很好的光学特性，电极层上设有电极图形，PDLC电控薄膜包括第一电极层502和第二电极层504，电极层上设有电极图形，该电极图形可为各种形状，并分为多个形状规则或不规则的区域，通过控制各个区域的图案化的两层电极层电压来形成分区域调节防窥的功能，PDLC电控薄膜500安装有一个调光部件，PDLC电控薄膜安装有一个调光部件，透光率可根据需要任意调节，调光部件具备一个驱动电路，PDLC电控薄膜调光部件具备一个驱动电路，该驱动电路可受外部控制动态调整PDLC电控薄膜驱动电压的功能，防窥液晶装置结构为图1所示，所采用的PDLC电控薄膜结构如图3所示，其驱动方式如图4a、4b、5a和5b所示。图6是本实施例中所采用的PDLC电极结构示意图，图中第一电极层502所对应的电极图形为整面电极，命名为COM电极，第二电极层504所对应的电极图形分为2个矩形区域，分别为5041seg电极1和5042seg电极2，其中5041seg电极1本例中假定用来显示图形文字等信息，5042seg电极2在本例中假定用来显示密码输入区。此外第二电极504一侧还连接有5043柔性电路板(FPC)，该FPC用来将com电极、seg电极1和seg电极2连通至外部驱动板，外部驱动板通过该FPC给PDLC上下基板的电极加电压以驱动PDLC工作。本实用新型若想实现较为理想的防窥效果需要搭配使用准直背光，图7a和图7b为实本实用新型提出的一种新型准直背光结构，如图7a和图7b所示，601为背光模组的光源，本例中选用LED光源，602为底面具有的导光板，该导光板的结构是周期性结构，每个周期具有第一表面6021和第二表面6022。对于本例中的单侧侧光式光源的情况，较佳的第一表面和第二表面均为平面，且第一表面与液晶面板平面夹角小于15°，第二平面与液晶面板平面夹角为90°。该准直背光相对于现有技术采用LCF膜的技术相比可以提升透过率，具有增强亮度的有益效果。本实施例要实现的防窥效果是对密码输入区(5042seg电极2对应区域)的显示内容具有防窥功能。分为2种工作模式，正常模式和防窥模式，如图8a和图8b所示，当本实施例的液晶模组工作于正常模式时，无论是正视角观看还是大视角观看，液晶显示模组的各可视区(包括密码输入区)均可以清晰看到；当本实施例的液晶模组工作于防窥模式时，正视角观看时液晶显示模组的各可视区(包括密码输入区)仍然可以清晰看到，但是大视角观看时，仅能看到除密码输入区之外的显示内容，实现了密码输入区的防窥效果。即实现了选择所需防窥区域进行分区域控制防窥显示功能，并能够使该防窥区域在防窥和正常显示之间切换。其工作原理及过成为：正常模式时，PDLC的第一电极和第二电极都为恒定公共电压(例如0V)，两电极间没有电压差，此时PDLC电控薄膜呈散射态，PDLC电控薄膜层处于“关闭状态”(参见图4a和4b)，背光源出射的准直光经过PDLC电控薄膜时被散射成散射状态出射至液晶屏，准直性被破坏，大视角仍然能够看清屏幕显示内容。防窥模式时，如图5a和5b所示，PDLC第一电极加恒定公共电压(例如0V)，第二电极加峰峰值为2V伏特的方波(最大值+V，最小值-V伏特)，V可根据需要从0-100V之间选取，此时薄膜呈透明状，PDLC处于打开状态。背光源出射的准直光仍保持准直状态出射至液晶屏，大视角由于几乎没有透射光线，仅在准直背光准直度范围内的视角范围能清晰看到屏幕显示内容，因此可实现防窥功能。这样就可以达到通过控制加在PDLC上下电极间的电压来调节透射光的散射程度、亮度，配合本实用新型提出的一种准直背光实现了防窥功能。需要注明的是准直背光也可以采用其他方式实现，并非一定要采用本实施例中提出的这一种。

实施例二

可分区域控制可切换防窥液晶显示装置，包括液晶显示屏400、准直背光源部件600和PDLC电控薄膜500，所述液晶显示屏400与所述准直背光源部件600之间设有所述PDLC电控薄膜500，所述PDLC电控薄膜500包括第一基板501、第一电极层502、第二电极层504、第二基板505和液晶层503，所述第一电极层502与所述第二电极层504之间设有所述液晶层503，所述第一基板501连接在所述第一电极层502外侧，所述第二基505板连接在所述第二电极层504外侧，所述PDLC电控薄膜500为电极图形化的PDLC电控薄膜。本实施例中将准直背光源部件600替代传统的背光源部件，并利用电控PDLC电控薄膜的开关特性实现各分区区域的控制，同时利用PDLC电控薄膜的调控出射光型的特性，调节每个分区的视角实现分区域调节防窥功能，准直背光源部件600为光阻层准直背光源部件、楔形耦合波导准直背光源部件、导光板结合逆棱镜形成的准直背光源部件、菲涅尔透镜实现的准直背光源部件的至少一种,根据用户的需求进行不同的选择，电极层镀有氧化铟锡的玻璃或镀有氧化铟锡的塑料，从而使电极层具有很好的光学特性，电极层上设有电极图形，PDLC电控薄膜包括第一电极层502和第二电极层504，电极层上设有电极图形，该电极图形可为各种形状，并分为多个形状规则或不规则的区域，通过控制各个区域的图案化的两层电极层电压来形成分区域调节防窥的功能，PDLC电控薄膜500安装有一个调光部件，PDLC电控薄膜安装有一个调光部件，透光率可根据需要任意调节，调光部件具备一个驱动电路，PDLC电控薄膜调光部件具备一个驱动电路，该驱动电路可受外部控制动态调整PDLC电控薄膜驱动电压的功能，图9所采用的PDLC电极结构示意图，图中第一电极层502所对应的电极图形为整面电极，命名为COM电极，第二电极层504所对应的电极图形分为m(行)×n(列)个矩形区域，m、n均为自然数，本例中m＝2,n＝3即一共6个区域，区域1-6(5041-5046)相互独立由不同的电极引脚(seg电极1-6)经由FPC(5047)连接至外部驱动板，由外部电路控制，区域1-6可独立进行控制调节。需要正常显示的区域其驱动方式如图4a和4b所示，第一电极502加恒定公共电压(例如0V)，第二电极相应区域也加恒定公共电压(例如0V)；需要防窥的区域其驱动方式如图5a和5b所示，第一电极502加恒定公共电压(例如0V)，第二电极相应区域加载峰峰值为2V伏特的方波(最大值+V，最小值-V伏特)，V可根据需要从0-100V之间选取。如图10a-10e所示为本实施例可选择实现防窥区域图案类型示意图，可形成各种组合显示，图10a-10e列举了其中4种组合防窥显示方式。通过这些搭配可选择控制显示哪个矩形区域为防窥显示区域。例如需要形成图10b所示图案，需要设定为seg电极区域1，PDLC处于打开状态(防窥)，区域2-6关闭状态(正常模式)。其他显示组合形成防窥显示原理类似。本实施例没有限制准直背光的实现方式。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.可分区域控制可切换防窥液晶显示装置，其特征在于，包括液晶显示屏、准直背光源部件和PDLC电控薄膜，所述液晶显示屏与所述准直背光源部件之间设有所述PDLC电控薄膜，所述PDLC电控薄膜包括第一基板、第一电极层、第二电极层、第二基板、和液晶层，所述第一电极层与所述第二电极层之间设有所述液晶层，所述第一基板连接在所述第一电极层外侧，所述第二基板连接在所述第二电极层外侧,所述PDLC电控薄膜为电极图形化的PDLC电控薄膜。

2.根据权利要求1所述的可分区域控制可切换防窥液晶显示装置，其特征在于，所述准直背光源部件为光阻层准直背光源部件、楔形耦合波导准直背光源部件、导光板结合逆棱镜形成的准直背光源部件、菲涅尔透镜实现的准直背光源部件的至少一种。

3.根据权利要求2所述的可分区域控制可切换防窥液晶显示装置，其特征在于，所述准直背光源部件设有导光板和光阻层结构。

4.根据权利要求3所述的可分区域控制可切换防窥液晶显示装置，其特征在于，所述准直背光源部件导光板具有周期性结构。

5.根据权利要求1所述的可分区域控制可切换防窥液晶显示装置，其特征在于，所述电极层镀有氧化铟锡的玻璃或镀有氧化铟锡的塑料。

6.根据权利要求2所述的可分区域控制可切换防窥液晶显示装置，其特征在于，所述准直背光源部件包括一个发光体。

7.根据权利要求6所述的可分区域控制可切换防窥液晶显示装置，其特征在于，所述发光体为LED发光体或CCFL发光体。

8.根据权利要求1所述的可分区域控制可切换防窥液晶显示装置，其特征在于，所述电极层上设有电极图形。

9.根据权利要求1-8任一所述的可分区域控制可切换防窥液晶显示装置，其特征在于，所述PDLC电控薄膜安装有一个调光部件。

10.根据权利要求9所述的可分区域控制可切换防窥液晶显示装置，其特征在于，所述调光部件具备一个驱动电路。