CN216526595U - 视角可切换的显示面板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种视角可切换的显示面板及显示装置，该显示面板包括彩膜基板、与彩膜基板相对设置的阵列基板以及位于彩膜基板与阵列基板之间的液晶层，显示面板具有多个像素单元，阵列基板上还设有与像素单元对应的像素电极，彩膜基板上设有相互交替排列的第一视角控制电极和第二视角控制电极，第一视角控制电极和第二视角控制电极位于不同层并通过第一绝缘层绝缘隔离，每个像素单元均对应有第一视角控制电极和第二视角控制电极。通过每个像素单元均对应有第一视角控制电极和第二视角控制电极，使得每个像素单元的亮暗均匀，窄视角效果相同，而且第一视角控制电极和第二视角控制电极位于不同层，可以防止短路。

Description

视角可切换的显示面板及显示装置

技术领域

本实用新型涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种视角可切换的显示面板及显示装置。

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，还是笔记本电脑应用，除了宽视角的需求之外，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，主要有以下几种方式实现对液晶显示装置的宽视角与窄视角切换。

第一种是在显示屏上贴附百叶遮挡膜来实现，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，视角便固定了，只能实现窄视角模式，就无法再显示宽视角功能。

第二种是在液晶显示装置中设置双光源背光系统用于调节液晶显示装置的视角，该双光源背光系统由两层层叠的导光板结合反棱镜片构成，顶层导光板(LGP-T)结合反棱镜片改变光线的走向使得光线限制在比较窄的角度范围，实现液晶显示装置的窄视角，而底部导光板(LGP-B)结合反棱镜片的功能则实现液晶显示装置的宽视角。但是，这种双光源背光系统会导致液晶显示装置的厚度及成本均增加，不符合液晶显示装置轻薄化的发展趋势。

第三种是利用彩膜基板(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，实现窄视角模式。这种方式只能实现左右方向上的宽窄视角切换，不能同时实现左右方向和上下方向上的窄视角，即无法实现多方位窄视角。

其中，利用彩膜基板(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，由于相邻两个像素电极在相同时刻是施加不同电压信号，导致相邻两个像素电极与视角控制电极形成的压差不相同，导致在窄视角时显示面板存在亮暗不均的现象，存在闪烁问题。由此，有的显示面板将视角控制电极图案化，但视角控制电极均是位于同一层，容易导致不同的视角控制电极相互短路的问题。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种视角可切换的显示面板及显示装置，以解决现有技术中显示面板存在亮暗不均、闪烁以及容易短路的问题。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

本实用新型提供一种视角可切换的显示面板，包括彩膜基板、与该彩膜基板相对设置的阵列基板以及位于该彩膜基板与该阵列基板之间的液晶层，该阵列基板上设有相互绝缘交叉的多条扫描线和多条数据线，该显示面板具有多个像素单元，该阵列基板上还设有与该像素单元对应的像素电极和薄膜晶体管，该像素电极通过该薄膜晶体管与邻近该薄膜晶体管的该扫描线和该数据线电性连接，该彩膜基板上设有视角控制电极，该视角控制电极包括相互交替排列的第一视角控制电极和第二视角控制电极，该第一视角控制电极和该第二视角控制电极位于不同层并通过第一绝缘层绝缘隔离，每个该像素单元均对应有该第一视角控制电极和该第二视角控制电极。

进一步地，该第一视角控制电极和该第二视角控制电极沿该扫描线方向延伸，每个该第一视角控制电极和每个该第二视角控制电极均对应两行该像素单元。

进一步地，该扫描线穿过该像素电极并将该像素电极分为上半部分和下半部分，该像素电极的上半部分和下半部分各自对应该第一视角控制电极和该第二视角控制电极。

进一步地，奇数行的该扫描线穿过该第一视角控制电极并将该第一视角控制电极分为上半部分和下半部分，该第一视角控制电极的上半部分和下半部分分别对应两个不同的该像素电极；偶数行的该扫描线穿过该第二视角控制电极并将该第二视角控制电极分为上半部分和下半部分，该第二视角控制电极的上半部分和下半部分分别对应两个不同的该像素电极。

进一步地，该第一视角控制电极和该第二视角控制电极沿该数据线方向延伸，每个该第一视角控制电极和每个该第二视角控制电极均对应两列该像素单元。

进一步地，每个该第一视角控制电极和每个该第二视角控制电极均对应一行或列该像素单元。

进一步地，每个该像素单元均对应有多个该第一视角控制电极和多个该第二视角控制电极。

进一步地，该第一绝缘层上设有容纳槽，该第二视角控制电极位于该容纳槽内。

进一步地，该第一视角控制电极朝向该阵列基板的表面与该第二视角控制电极朝向该阵列基板的表面平齐。

本发明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。

本实用新型有益效果在于：通过每个像素单元均对应有第一视角控制电极和第二视角控制电极，使得每个像素单元的亮暗均匀，且窄视角效果相同，而且第一视角控制电极和第二视角控制电极位于不同层并通过第一绝缘层绝缘隔离，可以防止第一视角控制电极和第二视角控制电极短路的现象出现，提升产品良率，使窄视角能够以60Hz驱动，节省功耗。

附图说明

图1是本实用新型实施例一中视角可切换的显示面板的平面结构示意图；

图2是本实用新型实施例一中视角可切换的显示面板在初始状态时的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一中视角可切换的显示面板在宽视角状态时的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一中视角可切换的显示面板在窄视角状态时的结构示意图；

图5是本实用新型实施例一中视角控制电极的平面结构示意图；

图6是本实用新型实施例二中视角可切换的显示面板的平面结构示意图；

图7是本实用新型中显示装置的平面结构示意图之一；

图8是本实用新型中显示装置的平面结构示意图之二。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型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，对依据本实用新型提出的视角可切换的显示面板及显示装置的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

[实施例一]

图1是本实用新型实施例一中视角可切换的显示面板的平面结构示意图，图2是本实用新型实施例一中视角可切换的显示面板在初始状态时的结构示意图，图3是本实用新型实施例一中视角可切换的显示面板在宽视角状态时的结构示意图，图4是本实用新型实施例一中视角可切换的显示面板在窄视角状态时的结构示意图，图5是本实用新型实施例一中视角控制电极的平面结构示意图。

如图1至图5所示，本实用新型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。优选地，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，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与阵列基板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平行或反向平行。

阵列基板20上设有相互绝缘交叉的多条扫描线1和多条数据线2，显示面板具有多个像素单元P，阵列基板20上还设有与像素单元P对应的像素电极23和薄膜晶体管3，像素电极23通过薄膜晶体管3与邻近薄膜晶体管3的扫描线1和数据线2电性连接，彩膜基板10上设有视角控制电极13，视角控制电极13包括相互交替排列的第一视角控制电极131和第二视角控制电极132，第一视角控制电极131和第二视角控制电极132位于不同层并通过第一绝缘层14绝缘隔离，每个像素单元P均对应有第一视角控制电极131和第二视角控制电极132。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23通过接触孔电性连接。

本实施例中，第一视角控制电极131和第二视角控制电极132沿扫描线1方向延伸，每个第一视角控制电极131和每个第二视角控制电极132均对应两行像素单元P。每个第一视角控制电极131覆盖两行像素单元P中其中一行像素单元P的下半部分和另一行像素单元P的上半部分，每个第二视角控制电极132覆盖两行像素单元P中其中一行像素单元P的下半部分和另一行像素单元P的上半部分，一个第一视角控制电极131和一个第二视角控制电极132共同覆盖住一行像素单元P。

进一步地，扫描线1穿过像素电极23并将像素电极23分为上半部分和下半部分，像素电极23的上半部分和下半部分各自对应第一视角控制电极131和第二视角控制电极132。即本实施例中，扫描线1位于像素电极23的中心线并处于像素电极23的下方。虽然在每个像素单元P内与第一视角控制电极131和第二视角控制电极132的压差存在差异，但是每个像素单元P内均存在这样的差异，使得相邻两个像素单元P的整体压差相似，可以减少闪烁。

当然，在其他实施例中，第一视角控制电极131和第二视角控制电极132也可沿数据线2方向延伸，每个第一视角控制电极131和每个第二视角控制电极132均对应两列像素单元P。通过数据线2将像素电极23并将像素电极23分为左半部分和右半部分，像素电极23的左半部分和右半部分各自对应第一视角控制电极131和第二视角控制电极132。

在其他实施例中，每个第一视角控制电极131和每个第二视角控制电极132均对应一行或列像素单元P。优选地，每个像素单元P对应一个第一视角控制电极131和一个第二视角控制电极132。当然，每个像素单元P也可对应有多个第一视角控制电极131和多个第二视角控制电极132。

本实施例中，第一绝缘层14上设有容纳槽141，第二视角控制电极132位于容纳槽141内。优选地，第一视角控制电极131朝向阵列基板20的表面与第二视角控制电极132朝向阵列基板20的表面平齐，使得第一视角控制电极131和第二视角控制电极132与公共电极21、像素电极23之间形成的电场尽量相同。

进一步地，多个第一视角控制电极131在非显示区通过第一导电部导电连接并施加相同的电压信号，多个第二视角控制电极132在非显示区通过第二导电部导电连接并施加相同的电压信号。

进一步地，彩膜基板10上设有呈阵列排布的色阻层11以及将色阻层11间隔开的黑矩阵12，色阻层11与像素单元P一一对应，色阻层11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。先在彩膜基板10上制作色阻层11和黑矩阵12，然后制作第一视角控制电极131，在彩膜基板10上制作第一绝缘层14并覆盖住第一视角控制电极131，在第一绝缘层14上制作第二视角控制电极132，之后再制作平坦层、配向层等。

如图1所示，本实施例中，阵列基板20朝向液晶层30的一侧还设有公共电极21，公共电极21与像素电极23位于不同层并通过第二绝缘层22绝缘隔离。公共电极21可位于像素电极23上方或下方(图1中所示为公共电极21位于像素电极23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23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23与公共电极21可位于同一层，但是两者相互绝缘隔离开，像素电极23和公共电极21各自均可包括多个电极条，像素电极23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材料制成。第一视角控制电极131、第二视角控制电极132、公共电极21以及像素电极23的材料可以为氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等。

如图3所示，在宽视角时，第一视角控制电极131和第二视角控制电极132上均不施加电压信号，公共电极21上施加公共电压信号，像素电极23上施加0-255灰阶信号，像素电极23与公共电极21之间形成水平电场并驱动液晶分子在水平方向上转动，从而控制不同的透光率，以显示不同的画面。

如图4所示，在宽视角时，第一视角控制电极131和第二视角控制电极132分别施加第一视角控制信号和第二视角控制信号，第一视角控制信号和第二视角控制信号的极性相反，但大小可以不相同，公共电极21上施加公共电压信号，第一视角控制电极131和第二视角控制电极132分别与公共电极21、像素电极23形成竖直电场并驱动液晶分子在竖直方向上转动，从而控制左右或上下方向的视角范围，从而实现窄视角显示。而像素电极23上施加0-255灰阶信号，像素电极23与公共电极21之间形成水平电场并驱动液晶分子在水平方向上转动，从而控制不同的透光率，以显示不同的画面。

表一：

上述表一是本申请与现有架构在窄视角(NVA mode)时的仿真数据表，CF AC1为第一视角控制电极上施加的电压信号，CF AC2为第二视角控制电极上施加的电压信号，Pixel为像素电极上施加的电压信号，CR为对比度，Tr为穿透率，Tr difference为相对穿透率，RT为响应时间，NVA performance为窄视角的范围。由上表一可知，CF AC1为3V时，与现有架构光学效果最接近，对比度(CR)为100，较现有架构高2％，而穿透率(Tr)较现有架构下降2％。

[实施例二]

图6是本实用新型实施例二中视角可切换的显示面板的平面结构示意图。如图6所示，本实用新型实施例二提供的视角可切换的显示面板与实施例一(图1至图5)中的视角可切换的显示面板基本相同，不同之处在于，在本实施例中，奇数行的扫描线1穿过第一视角控制电极131并将第一视角控制电极131分为上半部分和下半部分，第一视角控制电极131的上半部分和下半部分分别对应两个不同的像素电极23；偶数行的扫描线1穿过第二视角控制电极132并将第二视角控制电极132分为上半部分和下半部分，第二视角控制电极132的上半部分和下半部分分别对应两个不同的像素电极23。即本实施例中，像素电极23的分布与常规的架构相似，但是第一视角控制电极131和第二视角控制电极132横跨扫描线1并与上下两行像素电极23对应，从而使得像素单元P内没有扫描线1遮挡，开口率更高，但是相邻两个第一视角控制电极131和第二视角控制电极132之间的间隙没有扫描线1和黑矩阵12遮挡，窄视角效果会相对差一点。

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。

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。该显示装置还包括背光模组40，背光模组40设于显示面板的下侧，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。

背光模组40包括背光源(图未示)和防窥层(图未示)，防窥层用于缩小光线射出角度的范围，从而使窄视角的效果更好。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。背光源可以侧入式背光源，也可以是准直式背光源。

图7与图8为本实用新型实施例中显示装置的平面结构示意图，请参图7和图8，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7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8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131和第二视角控制电极132上的电信号，该显示装置即可以实现宽视角和窄视角之间的切换，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，因此本实用新型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，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限定，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，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，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型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，均仍属于本实用新型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，其特征在于，包括彩膜基板(10)、与该彩膜基板(10)相对设置的阵列基板(20)以及位于该彩膜基板(10)与该阵列基板(20)之间的液晶层(30)，该阵列基板(20)上设有相互绝缘交叉的多条扫描线(1)和多条数据线(2)，该显示面板具有多个像素单元(P)，该阵列基板(20)上还设有与该像素单元(P)对应的像素电极(23)和薄膜晶体管(3)，该像素电极(23)通过该薄膜晶体管(3)与邻近该薄膜晶体管(3)的该扫描线(1)和该数据线(2)电性连接，该彩膜基板(10)上设有视角控制电极(13)，该视角控制电极(13)包括相互交替排列的第一视角控制电极(131)和第二视角控制电极(132)，该第一视角控制电极(131)和该第二视角控制电极(132)位于不同层并通过第一绝缘层(14)绝缘隔离，每个该像素单元(P)均对应有该第一视角控制电极(131)和该第二视角控制电极(132)。

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，该第一视角控制电极(131)和该第二视角控制电极(132)沿该扫描线(1)方向延伸，每个该第一视角控制电极(131)和每个该第二视角控制电极(132)均对应两行该像素单元(P)。

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，该扫描线(1)穿过该像素电极(23)并将该像素电极(23)分为上半部分和下半部分，该像素电极(23)的上半部分和下半部分各自对应该第一视角控制电极(131)和该第二视角控制电极(132)。

4.根据权利要求3所述的视角可切换的显示面板，其特征在于，奇数行的该扫描线(1)穿过该第一视角控制电极(131)并将该第一视角控制电极(131)分为上半部分和下半部分，该第一视角控制电极(131)的上半部分和下半部分分别对应两个不同的该像素电极(23)；偶数行的该扫描线(1)穿过该第二视角控制电极(132)并将该第二视角控制电极(132)分为上半部分和下半部分，该第二视角控制电极(132)的上半部分和下半部分分别对应两个不同的该像素电极(23)。

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，该第一视角控制电极(131)和该第二视角控制电极(132)沿该数据线(2)方向延伸，每个该第一视角控制电极(131)和每个该第二视角控制电极(132)均对应两列该像素单元(P)。

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，每个该第一视角控制电极(131)和每个该第二视角控制电极(132)均对应一行或列该像素单元(P)。

7.根据权利要求5所述的视角可切换的显示面板，其特征在于，每个该像素单元(P)均对应有多个该第一视角控制电极(131)和多个该第二视角控制电极(132)。

8.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，该第一绝缘层(14)上设有容纳槽(141)，该第二视角控制电极(132)位于该容纳槽(141)内。

9.根据权利要求8所述的视角可切换的显示面板，其特征在于，该第一视角控制电极(131)朝向该阵列基板(20)的表面与该第二视角控制电极(132)朝向该阵列基板(20)的表面平齐。

10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的视角可切换的显示面板。

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