CN107229145A - 显示*** - Google Patents

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CN107229145A
CN107229145A CN201710625190.XA CN201710625190A CN107229145A CN 107229145 A CN107229145 A CN 107229145A CN 201710625190 A CN201710625190 A CN 201710625190A CN 107229145 A CN107229145 A CN 107229145A
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prism
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李敏敏
吕志平
王祖超
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Abstract

本申请提供了一种显示***。该显示***包括光线准直模组与光线视角切换模组，光线视角切换模组设置在光线准直模组的出光侧，光线视角切换模组包括第一导电膜、第二导电膜、扩散结构膜与电光材料，第一导电膜设置在靠近光线准直模组的一侧；第二导电膜与第一导电膜相对设置，且第一导电膜与第二导电膜之间具有间隙；扩散结构膜设置在间隙中，扩散结构膜的远离第一导电膜或远离第二导电膜的表面为第一表面，且第一表面为凹透镜表面或凸透镜表面，第一表面包括多个依次排列的微结构；电光材料设置在间隙中，且设置在第一表面上。该显示***中光学结构简单，且耗能较少，且无需增加光源的数量，就能实现防窥显示。

Description

显示***
技术领域
本申请涉及防窥显示领域，具体而言，涉及一种显示***。
背景技术
目前，市场上有多种防窥显示***，实现防窥显示的主要技术有两种，第一种是3M公司的防窥膜技术，其百叶窗结构的防窥膜，只有特定小角度范围的光可射出，观察者只能在正前方可以看清，大角度位置则观察不到；第二种是惠普在EliteBook 1040和EliteBook840两款笔记本中采用的视角可切换技术，通过两侧LED单独关闭再结合逆棱镜不同曲率结构实现视角的变化，进而实现窄视角的防窥态与宽视角的非防窥态。
上述的两种防窥显示***中，第一种可以实现较佳效果，但仅供小角度范围使用，不能切换；第二种的光学***比较复杂，并且，在广视角状态下视角左右不对称。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种显示***，以解决现有技术中无法以简单且低能耗的方式实现防窥显示的问题。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种显示***，该显示***包括：光线准直模组；光线视角切换模组，设置在上述光线准直模组的出光侧，上述光线视角切换模组包括：第一导电膜，设置在靠近上述光线准直模组的一侧；第二导电膜，与上述第一导电膜相对设置，且上述第一导电膜与上述第二导电膜之间具有间隙；扩散结构膜，设置在上述间隙中，上述扩散结构膜的远离上述第一导电膜或远离上述第二导电膜的表面为第一表面，且上述第一表面为凹透镜表面或凸透镜表面，上述第一表面包括多个依次排列的微结构；电光材料，设置在上述间隙中，且设置在上述第一表面上。
进一步地，上述显示***还包括：配向层，设置在上述第一表面与上述电光材料之间。
进一步地，上述扩散结构膜为UV树脂膜。
进一步地，上述微结构沿上述扩散结构膜的厚度方向的截面包括曲线和/或直线。
进一步地，上述电光材料为液晶。
进一步地，上述光线准直模组包括：光源；导光板，上述导光板的一个侧面与上述光源相对设置，且上述导光板的第一导光表面包括非印刷式网点，上述第一导光表面与上述侧面垂直；棱镜膜，设置在上述导光板的第二导光表面上，上述第二导光表面与上述第一导光表面平行且相对设置，上述第一导电膜设置在上述棱镜膜的远离上述导光板的一侧。
进一步地，上述棱镜膜为逆棱镜膜，上述逆棱镜膜包括多个依次排列的逆棱镜，上述逆棱镜的顶角朝向上述第二导光表面。
进一步地，各上述逆棱镜的垂直于上述第一导光表面(70)方向的截面为三角形，且上述三角形的三个角分别是90°-α、45°+0.5×α与45°+0.5×α，且90°-α的角为一个底角，α为上述导光板的出射光线与上述第二导光表面之间的夹角，且10°≤α≤20°。
进一步地，上述光线准直模组还包括：反射膜，设置在上述第一导光表面上。
进一步地，上述光线准直模组还包括设置在上述导光板与上述棱镜膜之间的扩散膜，上述棱镜膜包括：第一正棱镜膜，设置在上述扩散膜的远离上述导光板的一侧，上述第一正棱镜膜包括沿第一方向依次排列的多个第一正棱镜；第二正棱镜膜，设置在上述第一正棱镜膜的远离上述扩散膜的一侧，且上述第二正棱镜膜包括沿第二方向依次排列的多个第二正棱镜，各上述正棱镜设置在上述第一正棱镜膜的远离上述棱镜膜的一侧，上述第一方向与上述第二方向垂直，且上述第一方向以及上述第二方向均与上述第一导光表面平行。
进一步地，上述光线准直模组还包括：百叶窗膜，设置在上述棱镜膜的远离上述导光板的表面上，所百叶窗膜包括交替设置的遮光部与透光部。
应用本申请的技术方案，该显示***中包括光线准直模组与光线视角切换模组，光线准直模组发出大部分为准直状态的光，光线视角切换模组则主要用于将显示***在宽视角以及窄视角之间切换，进而实现防窥模式与非防窥模式。
光线视角切换模组包括两个导电膜，且两个导电膜之间的间隙中设置有扩散结构膜以及电光材料，扩散结构膜的折射率为n1，电光材料的折射率为n2或n3，且n2或n3中的一个与n1相等。在两个导电膜上施加电压，电光材料的折射率会发生变化，由n2变为n3，或者由n3变为n2。当折射率n1＝n2时，该切换模组等于高透明薄膜，遵循光线准直***的出光分布；当折射率n1≠n3时，光线准直模组的出射光会经过扩散结构膜进行散射与扩散，光线视角变大。其中Δn(n1-n3绝对值)越大，光线视角扩散的越大，效果越明显。
上述的显示***中光学结构简单，且耗能较少，且无需增加光源的数量，就能实现防窥显示。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本申请的一种光线视角切换模组的结构示意图；
图2示出了本申请的一种光线准直模组的结构示意图；
图3示出了本申请的另一种光线准直模组的结构示意图；以及
图4示出了图3中的第二正棱镜膜的俯视结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、光源；2、反射膜；3、导光板；4、扩散膜；5、棱镜膜；6、第一导电膜；7、扩散结构膜；8、电光材料；9、第二导电膜；31、侧面；32、第一导光表面；33、第二导光表面；50、逆棱镜；51、第一正棱镜膜；52、第二正棱镜膜；70、第一表面；521、第二基底；522、第二正棱镜层。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中的显示***无法采用简单的光学结构以低能耗的方式实现防窥切换显示，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种显示***。
本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种显示***，该显示***包括光线准直模组与线视角切换模组；其中，线视角切换模组设置在上述光线准直模组的出光侧，如图1所示，上述光线视角切换模组包括第一导电膜6、第二导电膜9、扩散结构膜7以及电光材料8，第一导电膜6设置在靠近上述光线准直模组的一侧；第二导电膜9与上述第一导电膜6相对设置，且上述第一导电膜6与上述第二导电膜9之间具有间隙；扩散结构膜7设置在上述间隙中，上述扩散结构膜7的远离上述第一导电膜6或远离上述第二导电膜9的表面为第一表面70，且上述第一表面70为凹透镜表面或者凸透镜表面，上述第一表面70包括多个依次排列的微结构；电光材料8设置在上述间隙中，且设置在上述第一表面70上。
该显示***中包括光线准直模组与光线视角切换模组，如图2所示，光线准直模组发出大部分为准直状态的光，光线视角切换模组则主要用于将显示***在宽视角以及窄视角之间切换，进而实现防窥模式与非防窥模式。
上述的扩散结构膜只要设置在第一导电膜与第二导电膜之间的间隙中即可，具体其可以与第一导电膜接触设置，也可以与第二导电膜接触设置，当其与第一导电膜接触设置时，电光材料设置在第二导电膜与第一表面之间的间隙中；当其与第二导电膜接触设置时，电光材料设置在第一导电膜与第一表面之间的间隙中。
光线视角切换模组包括两个导电膜，且两个导电膜之间的间隙中设置有扩散结构膜以及电光材料，扩散结构膜的折射率为n1，电光材料的折射率为n2或n3，且n2或n3中的一个与n1相等。在两个导电膜上施加电压，电光材料的折射率会发生变化，由n2变为n3，或者由n3变为n2。当折射率n1＝n2时，该切换模组等于高透明薄膜，遵循光线准直***的出光分布；当折射率n1≠n3时，光线准直模组的出射光会经过扩散结构膜进行散射与扩散，光线视角变大。其中Δn(n1-n3绝对值)越大，光线视角扩散的越大，效果越明显。
上述的显示***中光学结构简单，且无需增加光源的数量，以较少的耗能即可实现防窥显示并可切换为非防窥状态。
本申请的电光材料可以是现有技术中的任何具有两个折射率的材料，即在不同的状态下，其折射率不同，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的电光材料。
为了使得在同一个时刻时，多个电光材料的光轴方向尽量为同一方向，本申请的一种实施例中，上述显示***还包括配向层，该配向层设置在上述第一表面70与上述电光材料8之间。
本申请的一种实施例中，上述配向层为聚酰亚胺形成，且该配向层通过自摩擦制程(Rubbing Process)或者光配向制程(Photo-Alignment Process)形成。
当然，本申请的配向层以及其具体的形成制程并不限于上述的材料以及制程，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的材料形成配向层，也可以根据实际情况选择合适的制程形成上述配向层。
本申请的另一种实施例中，上述扩散结构膜7为UV树脂膜，该UV树脂膜是通过固化形成的。
具体地，先将UV树脂材料设置在对应的模具中，然后通过固化，包括紫外固化或者是热固化的方式固化UV树脂，最后，脱模，得到UV树脂膜。
本申请的再一种实施例中，上述微结构沿上述扩散结构膜7的厚度方向的截面包括曲线和/或直线。即该微结构沿扩散结构膜的厚度方向的截面可以只包括曲线，也可以只包括直线，还可以同时包括相互连接直线与曲线。本领域技术人员可以根据实际情况选择合适形状的微结构，例如，图1所示的微结构在扩散结构膜的厚度方向上的截面只包括曲线。
本申请中的电光材料可以是任何具有双折射率的材料，本申请的一种实施例中，上述电光材料为液晶，具体可以是正性液晶，也可以是负性液晶，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适种类的液晶。
本申请中的光线准直模组可以采用现有技术中任何能够发出大部分准直光的结构，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适结构作为光线准直模组。
本申请的一种实施例中，如图2所示，上述光线准直模组包括光源1、导光板3以及棱镜膜5，其中；上述导光板3的一个侧面31与上述光源1相对设置，且上述导光板3的第一导光表面32包括非印刷式网点，即第一导光表面32上的网点是采用非印刷方法形成的，具体可以是激光蚀刻法还可以是化学刻蚀法等，第一导光表面32具有非印刷式的网点的导光板3使得出射光线集中在夹角α＝10°～20°之间，该夹角是指导光板3的出射光线与第二导光表面33之间的夹角，如图2所示。
上述第一导光表面32与上述侧面31垂直；棱镜膜5设置在上述导光板3的第二导光表面33上，上述第二导光表面33与上述第一导光表面32平行且相对设置，上述第一导电膜6设置在上述棱镜膜5的远离上述导光板3的一侧，棱镜膜5用于对导光板3发出的光进行收敛，以使大部分的出射光为准直状态。
一种具体的实施例中，如图2所示，上述棱镜膜为逆棱镜膜，该逆棱镜膜包括多个依次排列的逆棱镜50。逆棱镜50对导光板发出的光线进行收敛，使得大部分的出射光线为准直状态。
本申请中的逆棱镜就是指顶角朝向导光板3的第二导光表面的棱镜，即倒置的棱镜。
为了对导光板的出射光线实现更好的收敛效果，本申请的另一种实施例中，各上述逆棱镜50的垂直于上述第一导光表面)方向的截面为三角形，且上述三角形的三个角可以根据导光板出光分布情况进行设置，如上上述，导光板使得出射光线集中在夹角α＝10°～20°之间，则上述三角形的三个角分别设置为90°-α、45°+0.5×α与45°+0.5×α，且90°-α的角为一个底角。
为了更好地保证上述逆棱镜对光线的收敛作用，本申请的一种实施例中，上述90°-α的底角相对同一个逆棱镜中的另一个底角来说更靠近光源设置，即如图2所示，90°-α的底角设置在左侧(这里的左侧是指面对屏幕或者纸面的人的左手侧)。
本申请的一种实施例中，上述逆棱镜膜包括基底和逆棱镜层，上述逆棱镜层包括多个逆棱镜，多个逆棱镜设置在基底上。
本申请的一种实施例中，如图2所示，上述光线准直模组还包括反射膜2，该反射膜2设置在上述第一导光表面上。该反射膜可以将更多的光反射到导光板中，进而进一步提高导光板的发光亮度，进而提高显示***的光亮度。
本申请的另一种实施例中，如图3所示，上述光线准直模组还包括设置在上述导光板3与上述棱镜膜5之间的扩散膜4，上述棱镜膜5包括第一正棱镜膜51与第二正棱镜膜52，第一正棱镜膜51设置在上述扩散膜4的远离上述导光板3的一侧，上述第一正棱镜膜51包括沿第一方向依次排列的多个第一正棱镜；第二正棱镜膜52设置在上述第一正棱镜膜51的远离上述扩散膜4的一侧，且上述第二正棱镜膜52包括沿第二方向依次排列的多个第二正棱镜，上述第一方向与上述第二方向垂直，且上述第一方向以及上述第二方向均与上述第一导光表面平行。通过排列方向垂直的两个正棱镜层实现对光线的收敛。该种实施方式，具有视角高度对称性和更好的适用性。
上述的光线准直模组中，只要保证第一正棱镜的排列方向与第二正棱镜的排列方向垂直即可，具体是第一正棱镜膜中的第一正棱镜的排列方向是沿水平方向的，还是沿垂直纸面或显示屏向里的，这里不做限定，即并不限于图3所示的这种排列情况。还可以是相反的，即第二正棱镜的排列方向与图3中的第一正棱镜的排列方向相同，第一正棱镜的排列方向沿垂直纸面或显示屏向里。
当棱镜膜包括第一正棱镜膜和上述第二正棱镜膜时，第一正棱镜膜包括第一基底与第一正棱镜层，且第一正棱镜层包括多个正棱镜，多个正棱镜设置在第一基底上；如图4所示，第二正棱镜膜包括第二基底521与第二正棱镜层522，且第二正棱镜层522包括多个正棱镜，多个正棱镜设置在第二基底521上，且第二正棱镜层522设置在第二基底521的远离第一正棱镜膜51的一侧。
为了使得光线准直模组的更多的出射光为准直状态，本申请的一种实施例中，上述光线准直模组还包括百叶窗膜，该百叶窗膜设置在上述棱镜膜5的远离上述导光板3的表面上，所百叶窗膜包括交替设置的遮光部与透光部。
本申请中的一种实施例中，上述百叶窗膜还包括百叶基底，遮光部与透光部均设置在百叶基底上。
为了使得本领域技术人员可以更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例来说明本申请的技术方案。
实施例
该显示***包括光线准直模组与设置在光线准直模组的出光侧的光线视角切换模组。
其中，上述光线准直模组的结构示意图为图2，该模组包括光源1、反射膜2、导光板3以及逆棱镜膜，光源为LED光源，导光板的一个侧面与上述光源1相对设置，且上述导光板3的第一导光表面包括非印刷式网点，导光板使得出射光线集中在夹角α＝10°，逆棱镜膜中的逆棱镜50的垂直于上述第一导光表面)方向的截面为三角形，且上述三角形的三个角分别是80°、50°以及50°，且80°的角为靠近光源的一个底角。
光线视角切换模组的结构示意图为图1，上述光线视角切换模组包括第一导电膜6、第二导电膜9、扩散结构膜7以及电光材料8，第一导电膜6设置在靠近上述光线准直模组的一侧；第二导电膜9与上述第一导电膜6相对设置，且上述第一导电膜6与上述第二导电膜9之间具有间隙，第一导光膜与第二导光膜均为ITO膜；扩散结构膜7设置在上述间隙中且与第一导电膜接触设置，扩散结构膜为UV树脂膜，且折射率n1＝1.51，上述第一表面70为凹透镜表面，且凹透镜表面包括多个微结构，这些微结构的沿扩散结构膜的厚度方向的截面为曲线，电光材料8为正性液晶材料且设置在上述间隙中，且设置在上述第一表面70上。液晶的短轴折射率n2＝1.51，长轴折射率n3＝1.75。
在第一导电膜与第二导电膜之间施加预定电压，液晶的折射率体现为短轴折射率n2＝1.51，进而n1＝n2，该线视角切换模组为防窥状态；当撤销第一导电膜与第二导电膜之间的电压时，液晶的折射率体现为长轴折射率n3＝1.75，且n1≠n3，该线视角切换模组为非防窥状态。
该显示***的光学结构简单，且能耗较低，且具有较好的防窥效果。
在其他实施例中，在光线准直模组中，通过对导光板的第一表面的非印刷式网点的调节，可使出射光线与导光板第二表面夹角α在10°～20°间，并同时适应性调整逆棱镜的形状；在光线视角切换模组中，根据选用的液晶材料不同，短轴折射率可以在1.49～1.51之间调节，长轴折射率可以在1.61～1.81之间调节，而扩散结构膜所用树脂材料的折射率可在1.35～1.65之间进行调节。
从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
本申请的显示***中包括光线准直模组与光线视角切换模组，光线准直模组发出大部分为准直状态的光，光线视角切换模组则主要用于将显示***在宽视角以及窄视角之间切换，进而实现防窥模式与非防窥模式。
光线视角切换模组包括两个导电膜，且两个导电膜之间的间隙中设置有扩散结构膜以及电光材料，扩散结构膜的折射率为n1，电光材料的折射率为n2或n3，且n2或n3中的一个与n1相等。在两个导电膜上施加电压，电光材料的折射率会发生变化，由n2变为n3，或者由n3变为n2。当折射率n1＝n2时，该切换模组等于高透明薄膜，遵循光线准直***的出光分布；当折射率n1≠n3时，光线准直模组的出射光会经过扩散结构膜进行散射与扩散，光线视角变大。其中Δn(n1-n3绝对值)越大，光线视角扩散的越大，效果越明显。
上述的显示***中光学结构简单，且耗能较少，且无需增加光源的数量，就能实现防窥显示。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种显示***，其特征在于，所述显示***包括：
光线准直模组；
光线视角切换模组，设置在所述光线准直模组的出光侧，所述光线视角切换模组包括：
第一导电膜(6)，设置在靠近所述光线准直模组的一侧；
第二导电膜(9)，与所述第一导电膜(6)相对设置，且所述第一导电膜(6)与所述第二导电膜(9)之间具有间隙；
扩散结构膜(7)，设置在所述间隙中，所述扩散结构膜(7)的远离所述第一导电膜(6)或远离所述第二导电膜(9)的表面为第一表面(70)，且所述第一表面(70)为凹透镜表面或凸透镜表面，所述第一表面(70)包括多个依次排列的微结构；以及
电光材料(8)，设置在所述间隙中，且设置在所述第一表面(70)上。
2.根据权利要求1所述的显示***，其特征在于，所述显示***还包括：
配向层，设置在所述第一表面(70)与所述电光材料(8)之间。
3.根据权利要求1所述的显示***，其特征在于，所述扩散结构膜(7)为UV树脂膜。
4.根据权利要求1所述的显示***，其特征在于，所述微结构沿所述扩散结构膜(7)的厚度方向的截面包括曲线和/或直线。
5.根据权利要求1所述的显示***，其特征在于，所述电光材料(8)为液晶。
6.根据权利要求1所述的显示***，其特征在于，所述光线准直模组包括：
光源(1)；
导光板(3)，所述导光板(3)的一个侧面(31)与所述光源(1)相对设置，且所述导光板(3)的第一导光表面(32)包括非印刷式网点，所述第一导光表面(32)与所述侧面(31)垂直；以及
棱镜膜(5)，设置在所述导光板(3)的第二导光表面(33)上，所述第二导光表面(33)与所述第一导光表面(32)平行且相对设置，所述第一导电膜(6)设置在所述棱镜膜(5)的远离所述导光板(3)的一侧。
7.根据权利要求6所述的显示***，其特征在于，所述棱镜膜(5)为逆棱镜膜，所述逆棱镜膜包括多个依次排列的逆棱镜(50)，所述逆棱镜(50)的顶角朝向所述第二导光表面(33)。
8.根据权利要求7所述的显示***，其特征在于，各所述逆棱镜(50)的垂直于所述第一导光表面(32)方向的截面为三角形，且所述三角形的三个角分别是90°-α、45°+0.5×α与45°+0.5×α，且90°-α的角为一个底角，α为所述导光板(3)的出射光线与所述第二导光表面(33)之间的夹角，且10°≤α≤20°。
9.根据权利要求7所述的显示***，其特征在于，所述光线准直模组还包括：
反射膜(2)，设置在所述第一导光表面(32)上。
10.根据权利要求6所述的显示***，其特征在于，所述光线准直模组还包括设置在所述导光板(3)与所述棱镜膜(5)之间的扩散膜(4)，所述棱镜膜(5)包括：
第一正棱镜膜(51)，设置在所述扩散膜(4)的远离所述导光板(3)的一侧，所述第一正棱镜膜(51)包括沿第一方向依次排列的多个第一正棱镜；以及
第二正棱镜膜(52)，设置在所述第一正棱镜膜(51)的远离所述扩散膜(4)的一侧，且所述第二正棱镜膜(52)包括沿第二方向依次排列的多个第二正棱镜，各所述正棱镜设置在所述第一正棱镜膜(51)的远离所述棱镜膜(5)的一侧，所述第一方向与所述第二方向垂直，且所述第一方向以及所述第二方向均与所述第一导光表面(32)平行。
11.根据权利要求6所述的显示***，其特征在于，所述光线准直模组还包括：
百叶窗膜，设置在所述棱镜膜(5)的远离所述导光板(3)的表面上，所百叶窗膜包括交替设置的遮光部与透光部。
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