CN108646493B - 一种显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示装置,包括:导光板,第一光源和第二光源,多个取光结构,多个显示单元,以及控制单元;显示单元,包括:蓝相液晶层,位于蓝相液晶层的同一侧的第一电极和第二电极,以及遮光结构;各遮光结构与多个取光结构一一对应,且取光结构位于对应的遮光结构范围内;第一光源与第二光源均为准直偏振光,且第一光源与第二光源的偏振光的偏振方向相互垂直;控制单元,用于在防窥显示模式时,仅控制第一光源出射光线,以使各蓝相液晶层等效为凹透镜结构,以及在正常显示模式时,控制第二光源出射光线,以使各蓝相液晶层等效为凸透镜结构。该显示装置结构简单,模式切换方式简单且两种模式不易混淆,防窥显示效果较好。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,尤指一种显示装置。
背景技术
目前,随着显示技术与网络技术的发展,越来越多的人在网络上进行购物或者账户交易等操作,在进行上述操作过程中,操作者经常需要在电脑、手机、自动柜员机、自动取票机等显示设备上输入个人信息,从而很容易造成个人信息的泄露,因此,显示设备的防偷窥性越来越受到广泛的关注,力求保证操作者的个人信息安全。
现有技术中,防窥显示装置的结构比较复杂,而且整体器件尺寸较厚,另外,由于防窥显示装置自身结构的限制,防窥显示模式的光线路径与正常显示模式的光线路径不可避免的存在重叠,导致防窥显示模式与正常显示模式很容易混淆,因而防窥效果较差。
发明内容
本发明实施例提供了一种显示装置,用以解决现有技术中存在的防窥显示装置的防窥效果较差的问题。
本发明实施例提供了一种显示装置,包括:导光板,设置在所述导光板的入光侧的第一光源和第二光源,位于所述导光板的出光侧的多个取光结构,分别位于各所述取光结构出光侧的多个显示单元,以及控制单元;其中,
所述显示单元,包括:蓝相液晶层,位于所述蓝相液晶层的同一侧用于向所述蓝相液晶层施加电压的第一电极和第二电极,以及位于所述蓝相液晶层背离所述导光板一侧的遮光结构;
各所述遮光结构与多个所述取光结构一一对应,且所述取光结构在所述导光板上的正投影位于对应的所述遮光结构在所述导光板上的正投影范围内;
所述第一光源与所述第二光源均为准直的偏振光,且所述第一光源与所述第二光源出射的偏振光的偏振方向相互垂直;
所述控制单元,用于在防窥显示模式时,仅控制所述第一光源出射光线,以使各所述蓝相液晶层等效为凹透镜结构,以及在正常显示模式时,控制所述第二光源出射光线,以使各所述蓝相液晶层等效为凸透镜结构。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述显示装置中,所述第一电极,包括:多个条状子电极。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述显示装置中,在所述防窥显示模式和所述正常显示模式时,所述控制单元向所述第一电极施加的电压均满足:在所述第一电极的中间指向两边的方向上,向各所述条状子电极施加的电压逐渐增大。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述显示装置中,所述第一光源出射的偏振光的偏振方向平行于第一平面;所述第一平面为与所述条状子电极的延伸方向垂直的平面;
所述第二光源出射的偏振光的偏振方向平行于所述条状子电极的延伸方向。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述显示装置中,还包括:位于各所述取光结构背离所述导光板一侧的平坦层。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述显示装置中,所述第一电极所在膜层位于所述蓝相液晶层所在膜层与所述平坦层之间;
所述第二电极所在膜层位于所述第一电极所在膜层与所述平坦层之间。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述显示装置中,所述取光结构为取光光栅;
所述取光光栅的光栅周期满足以下条件:
n1sinθ1+n2sinθ2=mP/λ;或,n1sinθ1-n2sinθ2=mP/λ;m=0,±1,±2…;
其中,n1表示入射光所在介质的折射率,θ1表示入射角,n2表示出射光所在介质的折射率,θ2表示衍射角,λ表示光线的波长,P表示光栅周期,m表示衍射级次。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述显示装置中,还包括:用于分隔各所述显示单元的黑矩阵层;
各所述遮光结构与所述黑矩阵层同层同材质。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述显示装置中,还包括:位于所述黑矩阵层背离所述导光板一侧的基板层,以及位于所述基板层背离所述黑矩阵层一侧的扩散膜。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述显示装置中,还包括:位于所述导光板背离所述取光结构一侧的光吸收层。
本发明有益效果如下:
本发明实施例提供的显示装置,包括:包括:导光板,设置在导光板的入光侧的第一光源和第二光源,位于导光板的出光侧的多个取光结构,分别位于各取光结构出光侧的多个显示单元,以及控制单元;其中,显示单元,包括:蓝相液晶层,位于蓝相液晶层的同一侧用于向蓝相液晶层施加电压的第一电极和第二电极,以及位于蓝相液晶层背离导光板一侧的遮光结构;各遮光结构与多个取光结构一一对应,且取光结构在导光板上的正投影位于对应的遮光结构在导光板上的正投影范围内;第一光源与第二光源均为准直的偏振光,且第一光源与第二光源出射的偏振光的偏振方向相互垂直;控制单元,用于在防窥显示模式时,仅控制第一光源出射光线,以使各蓝相液晶层等效为凹透镜结构,以及在正常显示模式时,控制第二光源出射光线,以使各蓝相液晶层等效为凸透镜结构。本发明实施例提供的显示装置,通过单层蓝相液晶层就可以实现正常显示和防窥显示,结构简单,且对液晶的折射率要求较低,此外,通过控制单元在防窥显示模式时仅控制第一光源出射光线,以及在正常显示模式时控制第二光源出射光线,就能够实现防窥显示模式与正常显示模式之间的切换,切换方式简单,而且不会出现显示冲突,防窥显示模式与正常显示模式不易混淆,防窥显示效果较好。
附图说明
图1为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图;
图2a为防窥显示模式下显示单元的示意图;
图2b为图2a所示的显示单元中蓝相液晶层等效的凹透镜的示意图;
图3a为正常显示模式下显示单元的示意图;
图3b为图3a所示的显示单元中蓝相液晶层等效的凸透镜的示意图;
图4为各条状子电极形成的电场线的示意图;
其中,11、导光板;12、第一光源;13、第二光源;14、取光结构;15、显示单元;151、蓝相液晶层;152、遮光结构;153、第一电极;153'、条状子电极;154、第二电极;16、平坦层;17、黑矩阵层;18、扩散层;19、光吸收层;20、基板层;21、绝缘层。
具体实施方式
针对现有技术中存在的防窥显示装置的防窥效果较差的问题,本发明实施例提供了一种显示装置。
下面结合附图,对本发明实施例提供的显示装置的具体实施方式进行详细地说明。附图中各膜层的厚度和形状不反映真实比例,目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供了一种显示装置,如图1所示,包括:导光板11,设置在导光板11的入光侧的第一光源12和第二光源13,位于导光板11的出光侧的多个取光结构14,分别位于各取光结构14出光侧的多个显示单元15,以及控制单元(图中未示出);其中,
显示单元15,包括:蓝相液晶层151,位于蓝相液晶层151的同一侧用于向蓝相液晶层151施加电压的第一电极153和第二电极154,以及位于蓝相液晶层151背离导光板11一侧的遮光结构152;
各遮光结构152与多个取光结构14一一对应,且取光结构14在导光板11上的正投影位于对应的遮光结构152在导光板11上的正投影范围内;
第一光源12与第二光源13均为准直的偏振光,且第一光源12与第二光源13出射的偏振光的偏振方向相互垂直;
控制单元,用于在防窥显示模式时,仅控制第一光源12出射光线,以使各蓝相液晶层151等效为凹透镜结构,以及在正常显示模式时,控制第二光源13出射光线,以使各蓝相液晶层151等效为凸透镜结构。
本发明实施例提供的显示装置,通过单层蓝相液晶层就可以实现正常显示和防窥显示,结构简单,且对液晶的折射率要求较低,此外,通过控制单元在防窥显示模式时仅控制第一光源出射光线,以及在正常显示模式时控制第二光源出射光线,就能够实现防窥显示模式与正常显示模式之间的切换,切换方式简单,而且不会出现显示冲突,防窥显示模式与正常显示模式不易混淆,防窥显示效果较好。
应该说明的是,为了更清晰的示意上述显示装置在各个状态下的显示原理,在图1中,将防窥显示模式、正常显示模式以及零灰阶三种情况结合到一张附图中进行示意,并不代表这三种情况会同时出现。图2a示出了防窥显示模式下一个显示单元的等效示意图,在防窥显示模式时,每一个显示单元中的蓝相液晶层均等效为凹透镜,以实现防窥显示。图3a示出了正常显示模式下一个显示单元的等效示意图,在正常显示模式时,每一个显示单元中的蓝相液晶层均等效为凸透镜,以实现正常显示。
如图1所示,第一光源12或第二光源13出射的准直偏振光以特定的角度射向导光板11,射入到导光板11中的光线可以在导光板11内以全反射方式来回反射,最终通过各取光结构14准直出射。由于各遮光结构152与多个取光结构14一一对应,且取光结构14在导光板11上的正投影位于对应的遮光结构152在导光板11上的正投影范围内,也就是说,各取光结构14被遮光结构152遮挡,当蓝相液晶为各向同性的状态时,对光线没有偏折作用,因而从取光结构14垂直准直出射的光线被对应的遮光结构152遮挡而无法射出,从而实现零灰阶的完全暗态。
在防窥显示模式时,控制单元控制仅第一光源12出射光线,蓝相液晶层151等效为凹透镜结构,准直光线射入到蓝相液晶层151后发生偏折,因而可以在遮光结构152的间隙处发散射出,通过调整施加到蓝相液晶层151上的电压,可以使蓝相液晶层151可以等效为长焦凹透镜,从而使准直光线以小角度发散射出,以达到防窥效果。在正常显示模式时,控制单元控制第二光源13出射光线,蓝相液晶层151等效为凸透镜结构,准直光线射入到蓝相液晶层151后光线发生偏折,因而可以在遮光结构152的间隙处发散射出,通过调整施加到蓝相液晶层151上的电压,可以使蓝相液晶层151可以等效为短焦凸透镜,从而使准直光线以大角度发散射出,以增大显示装置的可视视角,实现正常显示,此外,为了提高显示装置的亮度,在正常显示模式时,也可以控制第一光源12发光,由于第一光源12打开时显示装置可以出射小角度的发散光线,从而可以增大正视显示装置时的显示亮度,提高显示效果。
可见,本发明实施例提供的显示装置,通过控制单元控制第一光源和第二光源的开启和关闭就能切换防窥显示模式和正常显示模式,切换方式简单,且两种模式不会出现显示冲突,不会发生防窥显示与正常显示混淆的现象,而且,仅通过设置一层蓝相液晶层就能实现防窥显示与正常显示,无需增加其他透镜等结构,因而结构简单,器件尺寸较薄。
上述导光板可以由透镜材料制作,例如可以采用氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)或者氮化硅(Si3N4)等材料,厚度可以在1mm或者薄至几十微米,此处不对导光板的厚度进行限定。
蓝相液晶分子在不加电场的情况下表现为各向同性,当施加电场时,蓝相液晶分子沿电场方向拉长(对于正性液晶),或者沿垂直于电场方向拉长(对于负性液晶),因而在施加电场时表现为各向异性,其特征宏观上在低电场情况下满足克尔效应:Δn=λKE2;其中,Δn表示场致双折射,λ表示入射光波长,E表示外加电场,K表示克尔系数,可见,在入射光波长和液晶材料确定时,可以通过施加不同的电压,使蓝相液晶呈现不同的光学各向异性,以控制蓝相液晶层等效为不同类型的透镜。
在实际应用中,本发明实施例提供的上述蓝相液晶层中的液晶分子优选为采用正性液晶分子,在本发明实施例中,均以正性液晶分子为例进行说明。
蓝相液晶分子在不施加电场的情况下表现为各向同性,各个方向的折射率相同均为niso,施加电场后,蓝相液晶分子沿电场方向拉长表现为各向异性,产生电场感应双折射效应,射入到该蓝相液晶分子层的光线会因发生双折射现象分为两束光线,其中一束光线遵循折射定律为寻常光(o光),另一束光线不遵循折射定律为非寻常光(e光),非寻常光的振动方向与蓝相液晶分子的长轴方向一致,寻常光的振动方向与蓝相液晶分子的短轴方向一致,且e光的折射率ne大于o光的折射率no,e光与o光的折射率差异Δn=ne-no,则寻常光的折射率为no=niso-Δn,也就是Δn越大,no越小,由上述克尔效应的公式可知电场E越大Δn越大,也就是说,o光的折射率no随着施加的电场的增大而减小,而e光的折射率ne随着施加的电场的增大而增大,可见在施加电场规律相同的情况下,o光和e光在蓝相液晶层中的偏折方式不同。
具体地,本发明实施例提供的上述显示装置中,如图1所示,第一电极153,包括:多个条状子电极153'。
本发明实施例中,优选为将第一电极153和第二电极154设置在蓝相液晶层靠近导光板11的一侧,便于制作和施加电压,此外,也可以将第一电极153和第二电极154设置在蓝相液晶层背离导光板11的一侧,此处不做限定。
通过将第一电极153和第二电极154设置在蓝相液晶层151的同一侧,类似于高级超维场转换(Advanced Super Dimension Switch,ADS)显示模式下的电极排布,因而在向第一电极153和第二电极154施加电压后可以形成水平电场,用以驱动蓝相液晶,由于第一电极153包括多个条状子电极153',从而可以通过向各条状子电极153'施加不同的电压,以驱动蓝相液晶层形成不同状态的液晶形貌,从而得到不同的等效折射率。
第二电极154可以设置为块状电极,也可以将所有的显示单元15中的第二电极154设置为一个整面电极,以减少第二电极154与控制单元的连接导线,此外,在向蓝相液晶层151施加电压时,只需向各第二电极154施加相等的电压,也简化了控制单元的控制过程。在显示过程中,第一电极153可以用作像素电极,第二电极154可以用作公共电极,以控制各显示单元15显示画面。此外,为了隔绝第一电极153与第二电极154,在第一电极153所在膜层与第二电极154所在膜层之间还设置有绝缘层21。
在具体实施时,本发明实施例提供的上述显示装置中,在防窥显示模式和正常显示模式时,控制单元向第一电极施加的电压均满足:在第一电极的中间指向两边的方向上,向各条状子电极施加的电压逐渐增大。
如图2a和图3a所示,以每一个第一电极153包括七个条状子电极153'为例,也可以根据实际需要设置条状子电极的数量,此处不做限定。此外,为了使蓝相液晶层的形貌对称,每一个第一电极153中位于对称位置的条状子电极153'上施加的电压可以设置为相同,具体地,向各条状子电极153'施加的电压大小可以分别为V3、V2、V1、V0、V1、V2、V3,在第一电极的中间指向两边的方向上,各条状子电极的电压逐渐增大,也就是说,各条状子电极153'的电压满足:V0<V1<V2<V3,由于各条状子电极153'与第二电极154的距离相等,因而施加的电场也满足由中间到两边逐渐增大的规律。
图2a为按照上述规律施加电压后蓝相液晶层等效为凹透镜的示意图,对于平行于蓝相液晶分子拉伸方向入射的光线,按照e光的折射规律在蓝相液晶层151中传播,由上述分析可知,e光的折射率ne随着施加的电场的增大而增大,e光在各条状子电极153'处的折射率(分别为n3、n2、n1、n0、n1、n2、n3)满足:n0<n1<n2<n3,此时,蓝相液晶层151的形貌利用等效光程差异,可以等效为一个平板凹透镜,如图2b所示。可以通过调整施加的电场强度来调节凹透镜的焦距,优选为使蓝相液晶层等效为长焦凹透镜,以使防窥效果更好。
图3a为按照上述规律施加电压后蓝相液晶层等效为凸透镜的示意图,对于垂直于蓝相液晶分子拉伸方向入射的光线,按照o光的折射规律在蓝相液晶层151中传播,由上述分子可知,o光的折射率no随着施加的电场的增大而减小,则o光在各条状子电极153'处的折射率满足:n0>n1>n2>n3,此时,蓝相液晶层151的形貌利用等效光程差异可以等效为一个平板凸透镜,如图3b所示。可以通过调整施加的电场强度来调节凸透镜的焦距,优选为使蓝相液晶层等效为短焦凸透镜,以使显示效果更好。
可见,在施加的电压规律相同的情况下,对于振动方向不同的偏振光,蓝相液晶层对光线的偏折作用不同,在施加满足V0<V1<V2<V3规律的情况下,对于平行于蓝相液晶分子拉伸方向入射的光线,蓝相液晶层等效为凹透镜,对于垂直于蓝相液晶分子拉伸方向入射的光线来说,蓝相液晶层等效为凸透镜。从而,在防窥显示模式和正常显示模式对蓝相液晶层施加的电压的规律相同,可以在施加电压规律相同的情况下,仅切换射向蓝相液晶层的光线的偏振方向,就可以切换蓝相液晶层等效的透镜类型,以实现防窥模式与正常显示模式之间的切换,切换方式简单。
具体地,本发明实施例提供的上述显示装置中,参照图1,第一光源12出射的偏振光的偏振方向平行于第一平面;第一平面为与条状子电极153'的延伸方向垂直的平面;
第二光源13出射的偏振光的偏振方向平行于条状子电极153'的延伸方向。
以图1中蓝相液晶层的形貌为例,将该显示装置置于XYZ坐标系中,条状子电极153'的延伸方向平行于Z轴,上述第一平面为与条状子电极153'的延伸方向垂直的平面,也就是第一平面可以为XY平面,因而可以理解为,第一光源12出射的偏振光的偏振方向平行于纸面,也就是第一光源12出射的偏振光的偏振方向可以为平行于纸面的任意方向。第二光源13出射的偏振光的偏振方向平行于条状子电极153'的延伸方向,即第二光源13出射的偏振光的偏振方向平行于Z轴,因而也可以理解为,第二光源13出射的偏振光的偏振方向可以垂直于纸面。
第一光源12出射的偏振光的偏振方向可以为平行于纸面的方向,与蓝相液晶分子拉伸的方向一致,因而,第一光源12出射的偏振光射向蓝相液晶层151后,在蓝相液晶层151中按照e光的折射规律传输,蓝相液晶层151等效为凹透镜,光线以小角度发散出射以实现防窥显示。第二光源13出射的偏振光的偏振方向可以为垂直于纸面的方向,垂直于蓝相液晶分子的拉伸方向,因而,第二光源13出射的偏振光射向蓝相液晶层151后,在蓝相液晶层151中按照o光的折射规律传输,蓝相液晶层151等效为凸透镜,光线以大角度发散出射以实现正常显示。在实际应用中,控制单元只需控制第一光源12打开第二光源13关闭,就能实现防窥显示,控制单元控制第二光源13打开或者第一光源12和第二光源13均打开,就能实现正常显示。通过切换第一光源12和第二光源13的电源就能实现模式切换,切换方式简单。
参照图1,在具体显示过程中,蓝相液晶层151没有施加外部电压的情况下,蓝相液晶分子为各向同性的状态(如图1中零灰阶处的液晶形貌),对任意偏振方向的偏振光都等效为平行平板,不会改变光的传播方向,由于从取光结构14垂直准直出射的光线被对应的遮光结构152遮挡而无法射出,从而实现零灰阶的完全暗态。向蓝相液晶层151施加中间低两端高的水平电场后,蓝相液晶层151等效为平板液晶透镜形貌,可以通过调整电场强度以改变平板液晶透镜的焦距,从而改变每个显示单元15的出射光强度,以实现不同的显示灰阶,由于在防窥显示模式下,只要出射光线的发散角在一定的范围内,例如在20°~30°之间就能实现防窥显示,因而,显示单元15的灰阶变化不会对防窥效果产生影响。
图4为利用边缘场效应形成周期最小的液晶透镜的示意图,由于每一个显示单元中设有多个条状子电极153',该条状子电极153'上施加电压后会发生边缘场效应,即条状子电极153'宽度中心点和两个条状子电极153'的间距中心点处的电场最弱,以形成两边弱中间强的电场分布,图4中曲线表示电场线,因而可以等效为液晶透镜的相位形貌,此时每个条状子电极153'上施加的电压相同,因此,无需在每一个条状子电极153'上施加多个电压,由图4可知,一个条状子电极153'的周期内可以形成两个液晶透镜相位周期,这种模式的液晶透镜的驱动电压最大。
在实际应用时,本发明实施例提供的上述显示装置中,如图1所示,还可以包括:位于各取光结构14背离导光板11一侧的平坦层16。
平坦层16用于将取光结构14平坦化,并对取光结构14起到保护作用,为了保证在导光板11内传播的光线能够发生全反射,保证光线不会在取光结构14以外的位置出射,要求平坦层16采用低于导光板11的折射率的低折射率的材料,平坦层16的厚度优选为大于1微米,以保证导光板11内的全反射交比较大。
具体地,本发明实施例提供的上述显示装置中,如图1所示,第一电极153所在膜层位于蓝相液晶层151所在膜层与平坦层16之间;
第二电极154所在膜层位于第一电极153所在膜层与平坦层16之间。
将第一电极153与第二电极154设置在蓝相液晶层151的同一侧,在施加电压后可以形成水平电场,以驱动蓝相液晶层151形成不同状态的液晶形貌。将第一电极153与第二电极154均设置在蓝相液晶层151靠近导光板11的一侧,更容易与控制单元连接,减少第一电极153和第二电极154与控制单元的连接导线。
具体地,本发明实施例提供的上述显示装置中,上述取光结构为取光光栅;
取光光栅的光栅周期满足以下条件:
n1sinθ1+n2sinθ2=mP/λ;或,n1sinθ1-n2sinθ2=mP/λ;m=0,±1,±2…;
其中,n1表示入射光所在介质的折射率,θ1表示入射角,n2表示出射光所在介质的折射率,θ2表示衍射角,λ表示光线的波长,P表示光栅周期,m表示衍射级次。
上述取光光栅优选为纳米光栅结构,利用光栅的衍射特性,将在导光板内全反射传输的光线衍射出来,并以准直出射方式取出,从而为显示装置提供背光光源,为了提高出光效率,取光光栅的材料优选为选用折射率大于导光板的透明介质材料。
取光光栅的入射光线为在导光板中传播的光线,因而n1可以表示导光板的折射率,θ1表示在导光板内全反射传输的光线的主角度,取光光栅需要将导光板内的光线准直取出,衍射角指的是出射光与取光光栅的法线之间的夹角,因而衍射角θ2等于0°。由于透射光栅的零级和一级衍射的衍射强度比较大,高阶的衍射级次相比零级和一级衍射的强度要小很多,零级衍射波是沿入射光方向的,一级衍射波的衍射方向可以由光栅周期进行调控,因而,本发明实施例中,采用一级衍射波来确定光栅周期,也就是上述衍射级次为+1或-1级次,即m=1或m=-1,从而可以得到取光光栅的光束周期P,进而可以通过取光光栅的槽深和占空比来调整取光光栅的衍射效率。
在实际应用中,本发明实施例提供的上述显示装置中,如图1所示,还可以包括:用于分隔各显示单元15的黑矩阵层17;
各遮光结构152与黑矩阵层17同层同材质。
黑矩阵层17位于显示单元15之间的位置,用来遮挡影响开口率的金属走线等结构,遮光结构152位于显示单元15内部,用于在零灰阶(L0态)时遮挡光线以形成暗态,也就是黑矩阵层17与显示单元15都是用来遮光,因而可以将各遮光结构152与黑矩阵层17采用相同的材质同层制作,可以节省制作工艺,节约制作材料。
在实际应用中,可以在各显示单元15中黑矩阵层17和遮光结构152以外的位置设置彩色滤光膜,以实现彩色显示。
在具体实施时,本发明实施例提供的上述显示装置中,如图1所示,还可以包括:位于黑矩阵层17背离导光板11一侧的基板层20,以及位于基板层20背离黑矩阵层17一侧的扩散膜18。
在基板层20背离黑矩阵层17的一侧设置扩散膜18,可以对出射光线的扩散角度进行修正,使光辐射面积增大,提高出射光线的均匀性,以提供显示装置的显示效果。应该说明的是,设置扩散膜18可以增大光辐射面积,并不会影响出射光线的发散角度,不会影响防窥显示模式的防窥效果。
在实际应用中,本发明实施例提供的上述显示装置中,如图1所示,还可以包括:位于导光板11背离取光结构14一侧的光吸收层19。
在导光板11内传输的光线大部分都可以发生全反射,但是不可避免的会有一些杂散光不满足全反射条件,这些杂散光可以从导光板11中射出,通过设置光吸收层19,可以将吸收导光板11背离取光结构14一侧出射的杂散光。
本发明实施例提供的显示装置,通过单层蓝相液晶层就可以实现正常显示和防窥显示,结构简单,且对液晶的折射率要求较低,此外,通过控制单元在防窥显示模式时仅控制第一光源出射光线,以及在正常显示模式时控制第二光源出射光线,就能够实现防窥显示模式与正常显示模式之间的切换,切换方式简单,而且不会出现显示冲突,防窥显示模式与正常显示模式不易混淆,防窥显示效果较好。
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)
1.一种显示装置,其特征在于,包括:导光板,设置在所述导光板的入光侧的第一光源和第二光源,位于所述导光板的出光侧的多个取光结构,分别位于各所述取光结构出光侧的多个显示单元,以及控制单元;其中,
所述显示单元,包括:蓝相液晶层,位于所述蓝相液晶层的同一侧用于向所述蓝相液晶层施加电压的第一电极和第二电极,以及位于所述蓝相液晶层背离所述导光板一侧的遮光结构;
各所述遮光结构与多个所述取光结构一一对应,且所述取光结构在所述导光板上的正投影位于对应的所述遮光结构在所述导光板上的正投影范围内;
所述第一光源与所述第二光源均为准直的偏振光,且所述第一光源与所述第二光源出射的偏振光的偏振方向相互垂直;
所述控制单元,用于在防窥显示模式时,仅控制所述第一光源出射光线,以使各所述蓝相液晶层等效为凹透镜结构,以及在正常显示模式时,控制所述第二光源出射光线,以使各所述蓝相液晶层等效为凸透镜结构。
2.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述第一电极,包括:多个条状子电极。
3.如权利要求2所述的显示装置,其特征在于,在所述防窥显示模式和所述正常显示模式时,所述控制单元向所述第一电极施加的电压均满足:在所述第一电极的中间指向两边的方向上,向各所述条状子电极施加的电压逐渐增大。
4.如权利要求3所述的显示装置,其特征在于,所述第一光源出射的偏振光的偏振方向平行于第一平面;所述第一平面为与所述条状子电极的延伸方向垂直的平面;
所述第二光源出射的偏振光的偏振方向平行于所述条状子电极的延伸方向。
5.如权利要求2所述的显示装置,其特征在于,还包括:位于各所述取光结构背离所述导光板一侧的平坦层。
6.如权利要求5所述的显示装置,其特征在于,所述第一电极所在膜层位于所述蓝相液晶层所在膜层与所述平坦层之间;
所述第二电极所在膜层位于所述第一电极所在膜层与所述平坦层之间。
7.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述取光结构为取光光栅;
所述取光光栅的光栅周期满足以下条件:
n1sinθ1+n2sinθ2=mP/λ;或,n1sinθ1-n2sinθ2=mP/λ;m=0,±1,±2…;
其中,n1表示入射光所在介质的折射率,θ1表示入射角,n2表示出射光所在介质的折射率,θ2表示衍射角,λ表示光线的波长,P表示光栅周期,m表示衍射级次。
8.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,还包括:用于分隔各所述显示单元的黑矩阵层;
各所述遮光结构与所述黑矩阵层同层同材质。
9.如权利要求8所述的显示装置,其特征在于,还包括:位于所述黑矩阵层背离所述导光板一侧的基板层,以及位于所述基板层背离所述黑矩阵层一侧的扩散膜。
10.如权利要求1~9任一项所述的显示装置,其特征在于,还包括:位于所述导光板背离所述取光结构一侧的光吸收层。
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