CN114859588B - 宽窄视角可切换的显示面板及显示装置、制作方法 - Google Patents

宽窄视角可切换的显示面板及显示装置、制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114859588B
CN114859588B CN202210603537.1A CN202210603537A CN114859588B CN 114859588 B CN114859588 B CN 114859588B CN 202210603537 A CN202210603537 A CN 202210603537A CN 114859588 B CN114859588 B CN 114859588B
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid crystal
polaroid
light
polarizer
wire grid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210603537.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114859588A (zh
Inventor
钟德镇
沈家军
姜丽梅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
InfoVision Optoelectronics Kunshan Co Ltd
Original Assignee
InfoVision Optoelectronics Kunshan Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by InfoVision Optoelectronics Kunshan Co Ltd filed Critical InfoVision Optoelectronics Kunshan Co Ltd
Priority to CN202210603537.1A priority Critical patent/CN114859588B/zh
Publication of CN114859588A publication Critical patent/CN114859588A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114859588B publication Critical patent/CN114859588B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1323Arrangements for providing a switchable viewing angle
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528Polarisers
    • G02F1/133548Wire-grid polarisers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

一种宽窄视角可切换的显示面板及显示装置、制作方法,显示面板具有标识图案区,显示面板包括调光盒和显示盒;调光盒包括上基板、下基板和第一液晶层,上基板设有第一视角控制电极,下基板设有图形化的线栅偏振片以及与第一视角控制电极配合的第二视角控制电极,线栅偏振片与标识图案区相对应;调光盒的上侧设有第一偏光片,调光盒的下侧设有第二偏光片,第一偏光片的透光轴、第二偏光片的透光轴以及线栅偏振片的透光轴三者相互平行,第二偏光片的透光轴与线栅偏振片的反光轴相互垂直。当窄视角模式时,线栅偏振片反射的环境光线会从标识图案区射出,大视角观看时,会与其它区域形成差别,以显现出与线栅偏振片图形对应的标识图案。

Description

宽窄视角可切换的显示面板及显示装置、制作方法
技术领域
本发明涉及显示器技术领域,特别是涉及一种宽窄视角可切换的显示面板及显示装置、制作方法。
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112°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。因此除了宽视角需求之外,在许多场合还需要显示装置具备宽窄视角相互切换的功能。
目前主要采取在显示屏上贴附百叶遮挡膜来实现宽窄视角切换,当需要防窥时,利用百叶遮挡膜遮住屏幕即可缩小视角,但这种方式需要额外准备百叶遮挡膜,会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,视角便固定在窄视角模式,导致无法在宽视角模式和窄视角模式之间进行自由切换,而且防窥片会造成辉度降低影响显示效果。
现有技术也有利用调光盒和显示面板实现在宽视角和窄视角之间进行切换的,显示面板用于正常的画面显示,调光盒用于控制视角切换,调光盒包括上基板、下基板以及上基板和下基板之间的液晶层,上基板和下基板上的视角控制电极给液晶分子施加一个垂直电场,使液晶朝竖直方向偏转,实现窄视角模式。通过控制视角控制电极上的电压,从而可以实现在宽视角和窄视角之间进行切换。
现有技术中的显示面板就只用于在宽视角或窄视角时显示画面,无法做到在窄视角时既可以在正视视角看到显示画面,又可以在侧视视角突显产品的标识图案(LOGO)。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种宽窄视角可切换的显示面板及显示装置、制作方法,以解决现有技术中显示面板在窄视角模式下无法既可在正视视角看到显示画面,又可以在侧视视角看见显示LOGO的问题。
本发明的目的通过下述技术方案实现:
本发明提供一种宽窄视角可切换的显示面板,所述显示面板具有图形化的标识图案区,所述显示面板包括相互层叠设置的调光盒和显示盒;
所述调光盒包括上基板、与所述上基板相对设置的下基板以及设于所述上基板与所述下基板之间的第一液晶层,所述上基板在朝向所述第一液晶层的一侧设有第一视角控制电极,所述下基板在朝向所述第一液晶层的一侧设有图形化的线栅偏振片以及与所述第一视角控制电极配合的第二视角控制电极,所述线栅偏振片与所述标识图案区相对应;
所述调光盒的上侧设有第一偏光片,所述调光盒的下侧设有第二偏光片,所述第一偏光片的透光轴、所述第二偏光片的透光轴以及所述线栅偏振片的透光轴三者相互平行,所述第二偏光片的透光轴与所述线栅偏振片的反光轴相互垂直。
进一步地,所述第一液晶层平行于所述上基板和所述下基板进行配向,所述第一液晶层的配向方向与所述第一偏光片的透光轴、所述第二偏光片的透光轴相平行或垂直。
进一步地,所述第二视角控制电极为整面的面状电极。
进一步地,所述线栅偏振片覆盖于所述第二视角控制电极的上表面。
本发明还提供一种宽窄视角可切换的显示面板,所述显示面板具有图形化的标识图案区,所述显示面板包括相互层叠设置的调光盒和显示盒;
所述调光盒包括上基板、与所述上基板相对设置的下基板以及设于所述上基板与所述下基板之间的第一液晶层,所述上基板在朝向所述第一液晶层的一侧设有第一视角控制电极,所述下基板在朝向所述第一液晶层的一侧设有图形化的线栅偏振片以及与所述第一视角控制电极相配合的第二视角控制电极,所述线栅偏振片与所述标识图案区相对应,所述第二视角控制电极包括相互绝缘的第一电极条和第二电极条,所述第一电极条和所述第二电极条相互平行并交替排列;
所述调光盒的上侧设有第一偏光片,所述调光盒的下侧设有第二偏光片,所述第一偏光片的透光轴与所述第二偏光片的透光轴相互垂直,所述第二偏光片的透光轴与所述线栅偏振片的透光轴相互平行,所述第二偏光片的透光轴与所述线栅偏振片的反光轴相互垂直。
进一步地,所述第一液晶层平行于所述上基板和所述下基板进行配向,所述第一液晶层的配向方向与所述第一偏光片的透光轴、所述第二偏光片的透光轴呈45°。
进一步地,所述第一电极条和所述第二电极条位于不同层。
进一步地,所述标识图案区位于所述显示面板的中心。
进一步地,所述显示盒包括彩膜基板、与所述彩膜基板相对设置的阵列基板以及设于所述彩膜基板和所述阵列基板之间的第二液晶层;所述显示盒远离所述调光盒的一侧设有第三偏光片,所述第三偏光片的透光轴与所述显示盒和所述调光盒之间的偏光片的透光轴相垂直。
本发明还提供一种显示装置,包括如上所述的宽窄视角可切换的显示面板。
本发明还提供一种显示面板的制作方法,所述制作方法用于制作如上所述的宽窄视角可切换的显示面板,所述制作方法包括:
提供一衬底,在所述衬底上依次覆盖第一金属层以及第二金属层;
对所述第二金属层进行氧化处理;
在所述第二金属层覆盖光阻;
提供一模具,所述模具上设有与所述线栅偏振片对应的图案,通过所述模具对所述光阻进行压印,并对所述光阻进行曝光固化处理;
将所述模具从所述光阻上进行剥离,并露出所述第二金属层;
对所述第一金属层和所述第二金属层进行蚀刻处理,并将所述光阻从所述第二金属层上进行剥离。
本发明有益效果在于:通过在调光盒的下基板设置图形化的线栅偏振片,当调光盒切换至窄视角模式时,由于第一液晶层的作用,线栅偏振片会根据液晶层的姿态反射环境光线并从标识图案区射出,而且反射的环境光线会两次穿过第一液晶层,具有两倍光程差,并不会受窄视角的影响而收光。窄视角时,由于大视角亮度较暗,而反射的环境光线不会受窄视角的影响而收光,从而在大视角观看时,在标识图案区可以看见反射的环境光线,并与非标识图案区的光线形成差别,以显现出与线栅偏振片图形对应的标识图案,即LOGO图案。
附图说明
图1是本发明中实施例一显示面板不同驱动电压下对应视角与背光透过率的仿真图之一;
图2是本发明中实施例一显示面板不同驱动电压下对应视角与背光透过率的仿真图之二;
图3是本发明实施例一中显示面板在宽视角时的结构示意图之一;
图4是图3中显示面板在标识图案区的光路分析图;
图5是本发明实施例一中显示面板在宽视角时的结构示意图之二;
图6是图5中显示面板在标识图案区的光路分析图;
图7是本发明实施例一中显示面板在窄视角时的结构示意图;
图8是图7中显示面板在标识图案区的光路分析图;
图9是本发明实施例一中显示面板的平面结构示意图;
图10是本发明实施例一中下基板的平面结构示意图;
图11是图3中显示面板在宽视角时的信号波形图;
图12是图5中显示面板在宽视角时的信号波形图;
图13是图7中显示面板在窄视角时的信号波形图;
图14是本发明实施例一中线栅偏振片的结构示意图;
图15是本发明实施例二中显示面板在初始状态时的结构示意图;
图16是图15中显示面板在标识图案区的光路分析图;
图17是本发明实施例二中显示面板在宽视角时的结构示意图;
图18是图17中显示面板在标识图案区的光路分析图;
图19是本发明实施例二中显示面板在窄视角时的结构示意图;
图20是图19中显示面板在标识图案区的光路分析图;
图21是图17中显示面板在宽视角时的信号波形图;
图22是图19中显示面板在窄视角时的信号波形图;
图23a-23g是本发明中下基板制作过程的结构示意图之一;
图24a-24h是本发明中下基板制作过程的结构示意图之二;
图25是本发明中显示装置的平面结构示意图之一;
图26是本发明中显示装置的平面结构示意图之二。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明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,对依据本发明提出的宽窄视角可切换的显示面板及显示装置、制作方法的具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如下:
[实施例一]
图1是本发明中实施例一显示面板不同驱动电压下对应视角与背光透过率的仿真图之一。图2是本发明中实施例一显示面板不同驱动电压下对应视角与背光透过率的仿真图之二。图3是本发明实施例一中显示面板在宽视角时的结构示意图之一。图4是图3中显示面板在标识图案区的光路分析图。
图5是本发明实施例一中显示面板在宽视角时的结构示意图之二。图6是图5中显示面板在标识图案区的光路分析图。图7是本发明实施例一中显示面板在窄视角时的结构示意图。图8是图7中显示面板在标识图案区的光路分析图。图9是本发明实施例一中显示面板的平面结构示意图。图10是本发明实施例一中下基板的平面结构示意图。图11是图3中显示面板在宽视角时的信号波形图。图12是图5中显示面板在宽视角时的信号波形图。图13是图7中显示面板在窄视角时的信号波形图。图14是本发明实施例一中线栅偏振片的结构示意图。
如图1至图14所示,本发明实施例一提供的一种宽窄视角可切换的显示面板,显示面板包括显示区域和走线区域,在显示区域内具有图形化的标识图案区110和位于标识图案区110***的非标识图案区120(图9),标识图案区110的图形可以根据实际需显示的标识图案(LOGO图案)来进行设置(本实施例中,以字母“IVO”作为标识图案区110需显示的LOGO图案)。显示面板包括相互层叠设置的调光盒10和显示盒20,本实施例中,调光盒10设于显示盒20的上方,即调光盒10位于显示盒20的出光侧,调光盒10用于控制显示面板的视角,显示盒20用于控制显示面板显示正常的画面。当然,调光盒10也可设于显示盒20的下方,即调光盒10位于显示盒20的入光侧。
其中,调光盒10包括上基板11、与上基板11相对设置的下基板12以及设于上基板11与下基板12之间的第一液晶层13。上基板11在朝向第一液晶层13的一侧设有第一视角控制电极111,下基板12在朝向第一液晶层13的一侧设有图形化的线栅偏振片121以及与第一视角控制电极111配合的第二视角控制电极122,线栅偏振片121与标识图案区110相对应,即线栅偏振片121的图案与标识图案区110的图案相同,且在下基板12上的投影相互重合(图9和图10)。通过控制第一视角控制电极111与第二视角控制电极122之间的压差来控制第一液晶层13中液晶分子的偏转,从而实现控制宽窄视角切换。
调光盒10的上侧设有第一偏光片31,调光盒10的下侧设有第二偏光片32,第一偏光片31的透光轴、第二偏光片32的透光轴以及线栅偏振片121的透光轴三者相互平行,第二偏光片32的透光轴与线栅偏振片121的反光轴相互垂直。其中,以朝向背光模组40一侧为下侧,靠近外环境一侧为上侧,例如,下基板12位于调光盒10靠近背光模组40的一侧,上基板11位于调光盒10靠近外环境的一侧。
在本实施例中,第一液晶层13采用正性液晶分子,即介电各向异性为正的液晶分子。第一液晶层13的相位延迟优选为700nm,可选范围500nm﹤相位延迟﹤1000nm。在初始状态的时候,第一液晶层13中的正性液晶分子平行于上基板11与下基板12进行配向,靠近上基板11一侧的正性液晶分子与靠近下基板12一侧的正性液晶分子的配向方向平行或反向平行,从而使得调光盒10在初始状态是呈现宽视角显示,如图3所示。优选地,第一液晶层13中的正性液晶分子在初始状态时具有0-7°的预倾角,例如4.5°的预倾角,从而减少宽窄视角切换的响应时间。当需要实现窄视角显示时,第一视角控制电极111与第二视角控制电极122上施加视角控制电压,使得第一视角控制电极111与第二视角控制电极122之间形成较大的压差并形成较强的垂直电场,以驱动第一液晶层13中的正性液晶分子在竖直方向上发生偏转,从而使得调光盒10呈现窄视角显示,如图7所示。
进一步地,第一液晶层13的配向方向与第一偏光片31的透光轴、第二偏光片32的透光轴相平行或垂直。例如,图4、图6以及图8所示,第一偏光片31的透光轴和第二偏光片32的透光轴均为0°,线栅偏振片121的透光轴也为0°,线栅偏振片121的反光轴为90°,第一液晶层13的配向方向既可以为0°,也可以为90°。
优选地,线栅偏振片121采用金属或金属氧化物制成,即线栅偏振片121为金属线栅偏振片,从而增强线栅偏振片121反射与反光轴平行的光线的能力。如图14所示,金属线栅偏振片是有多条相互平行的金属线栅组成,金属线栅的间距需远小于可见光波长,优选小于100nm。金属线栅偏振片具有一种特殊的偏光特性,即透射与金属线栅延伸方向垂直的偏振光,反射与金属线栅延伸方向平行的偏振光。入射光线A中,光线的偏振方向具有与金属线栅延伸方向垂直的第一偏振光a1以及与金属线栅延伸方向平行的第二偏振光a2,而与金属线栅延伸方向垂直的第一偏振光a1可以通过金属线栅偏振片形成透射光线C,与金属线栅延伸方向平行的第二偏振光a2会被反射形成反射光线B,即金属线栅偏振片的反光轴与金属线栅的延伸方向相平行,金属线栅偏振片的透光轴与金属线栅的延伸方向相垂直。而金属线栅偏振片更详细地介绍请参考现有技术,这里不再赘述。
本实施例中,第一视角控制电极111和第二视角控制电极122均为整面的面状电极,从而使得第一视角控制电极111与第二视角控制电极122之间可以形成更多的垂直电场,以驱动第一液晶层13中的正性液晶分子在竖直方向上发生偏转,而且制作工艺也更加简单。
优选地,线栅偏振片121覆盖于第二视角控制电极122的上表面,从而使得线栅偏振片121更靠近外环境一侧,以增强反射光线,而且线栅偏振片121与第二视角控制电极122之间也不需要设置额外的膜层,可以进一步减小下基板12的厚度。
本实施例中,如图9所示,标识图案区110位于显示面板的显示区域的中心,显示面板的显示区域除标识图案区110的其他区域均为非标识图案区120。当然,标识图案区110的位置也可根据LOGO图案需要显示的位置进行设置。
本实施例中,显示盒20优选为液晶盒。当然,在其他实施例中,显示盒20也可以为自发光显示器(例如OLED显示器、Micro LED显示器),但调光盒10需设置于显示盒20的上方。
显示盒20包括彩膜基板21、与彩膜基板21相对设置的阵列基板22以及设于彩膜基板21和阵列基板22之间的第二液晶层23。第二液晶层23可以采用正性液晶分子,即介电各向异性为正的液晶分子。初始状态的时候,第二液晶层23中的正性液晶分子平行于彩膜基板21和阵列基板22进行配向,靠近彩膜基板21一侧的正性液晶分子与靠近阵列基板22一侧的正性液晶分子的配向方向平行或反向平行。当然,在其他实施例中,第二液晶层23也可采用负性液晶分子,第二液晶层23中的负性液晶分子可垂直于彩膜基板21和阵列基板22进行配向。
进一步地,显示盒20远离调光盒10的一侧设有第三偏光片33,第三偏光片33的透光轴与显示盒20和调光盒10之间的偏光片的透光轴相垂直。本实施例中,第二偏光片32设于调光盒10与显示盒20之间,第三偏光片33的透光轴与第二偏光片32的透光轴相垂直。例如,图4、图6以及图8所示,第一偏光片31的透光轴和第二偏光片32的透光轴均为0°,第三偏光片33的透光轴为90°。
彩膜基板21上设有呈阵列排布的色阻层212以及将色阻层212间隔开的黑矩阵211,色阻层212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。
阵列基板22在朝向第二液晶层23的一侧上由多条扫描线(图未示)和多条数据线(图未示)相互绝缘交叉限定形成多个像素单元,每个像素单元内设有像素电极222和薄膜晶体管(图未示),像素电极222通过薄膜晶体管与邻近薄膜晶体管的数据线电性连接。其中,薄膜晶体管包括栅极、有源层、漏极以及源极,栅极与扫描线位于同一层并电性连接,栅极与有源层通过绝缘层隔离开,源极与数据线电性连接,漏极与像素电极222通过接触孔电性连接。
如图3所示,本实施例中,阵列基板22朝向第二液晶层23的一侧还设有公共电极221,公共电极221与像素电极222位于不同层并通过绝缘层绝缘隔离。公共电极221可位于像素电极222上方或下方(图3中所示为公共电极221位于像素电极222的下方)。优选地,公共电极221为整面设置的面状电极,像素电极222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222与公共电极221可位于同一层,但是两者相互绝缘隔离开,像素电极222和公共电极221各自均可包括多个电极条,像素电极222的电极条和公共电极221的电极条相互交替排列,以形成面内切换模式(In-Plane Switching,IPS);或者,在其他实施例中,阵列基板22在朝向第二液晶层23的一侧设有像素电极222,彩膜基板21在朝向第二液晶层23的一侧设有公共电极221,以形成TN模式或VA模式。
其中,上基板11、下基板12、彩膜基板21以及阵列基板22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111、第二视角控制电极122、公共电极221以及像素电极222的材料可以为氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等。
本发明还提供一种显示装置,包括如上所述的宽窄视角可切换的显示面板以及背光模组40,背光模组40位于显示面板的下方,用于给显示面板提供背光源。当然,如果显示盒20采用自发光显示器,则显示装置无需额外设置背光源。
背光模组40包括背光源41和防窥层43,防窥层43用于缩小光线射出角度的范围。背光源41和防窥层43之间还设有增亮膜42,增亮膜42增加背光模组40的亮度。其中,防窥层43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43的光线的角度范围变小。防窥层43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。当然,背光源41也可以是采用集光式背光源,从而无需设置防窥层43,但是集光式背光源较常规的背光源更加昂贵。
背光模组40可以是侧入式背光模组,也可以是直下式背光模组。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。
如图1和图2所示,其中,图1是第一液晶层13的配向方向与第一偏光片31和第二偏光片32的透光轴相垂直时的透光率仿真数据图(第一偏光片31和第二偏光片32的透光轴均为0°);图2是第一液晶层13的配向方向与第一偏光片31和第二偏光片32的透光轴相平行时的透光率仿真数据图(第一偏光片31和第二偏光片32的透光轴均为90°)。由图中可以看出,当第二视角控制电极122上施加的驱动电压为0V、1.2V或5V时,在不同视角(-70°~70°)下背光的透过率均较大,此时为宽视角模式;当第二视角控制电极122上施加的驱动电压为1.6V、1.8V、2.0V、2.2V和2.4V时,在大视角(-70°~-40°以及40°~70°)下背光的透过率较小并呈暗态,而在正视视角(-40°~40°)下背光的透过率较大,此时为窄视角模式。
如图3、图4以及图11所示,在宽视角模式时,向第一视角控制电极111施加第一电信号V11,向第二视角控制电极122施加第二电信号V21,其中,第一电信号V11为直流公共电压信号,第二电信号V2与第一电信号V1之间的压差小于第一预设值(例如小于0.5V)。优选地,如图11所示,第一视角控制电极111和第二视角控制电极122均施加0V直流电压。第一视角控制电极111与第二视角控制电极122之间基本不会形成垂直电场,第一液晶层13中的正性液晶分子基本不会发生偏转,并保持初始的平躺状态(图3),此时调光盒10呈现宽视角显示。
如图4所示,由于第一液晶层13的配向方向与第一偏光片31的透光轴和第二偏光片32的透光轴相互平行或垂直,所以此时第一液晶层13不会改变光线的偏振方向。环境光I穿过第一偏光片31后,形成与第一偏光片31的透光轴平行的0°线偏振光,然后依次穿过第一液晶层13、线栅偏振片121以及第二偏光片32,经过第二液晶层23时,0°线偏振光变为椭圆偏振光,最后与第三偏光片33的透光轴平行的90°线偏振光可以穿过第三偏光片33。背光BL穿过第三偏光片33后,形成与第三偏光片33的透光轴平行的90°线偏振光,经过第二液晶层23时,90°线偏振光变为椭圆偏振光,然后与第二偏光片32的透光轴平行的0°线偏振光可以穿过第二偏光片32,最后0°线偏振光依次穿过线栅偏振片121、第一液晶层13以及第一偏光片31。在宽视角模式时,线栅偏振片121并不会反射环境光I。
如图5、图6以及图12所示,在另一宽视角模式时,向第一视角控制电极111施加第一电信号V11,向第二视角控制电极122施加第三电信号V22,其中,第一电信号V11为直流公共电压信号,第三电信号V22与第一电信号V1之间的压差大于第二预设值(例如大于5.0V)。例如,第一视角控制电极111施加0V直流电压,第二视角控制电极122施加5.0V交流电压。其中,第二预设值远远大于第一预设值,第一视角控制电极111与第二视角控制电极122之间会形成较强的垂直电场(图5中的E2),第一液晶层13中的正性液晶分子发生很大偏转并垂直于上基板11和下基板12,此时,调光盒10也会呈现宽视角显示。
如图6所示,由于第一液晶层13中的正性液晶分子垂直于上基板11和下基板12,所以,此时第一液晶层13不会改变光线的偏振方向。环境光I穿过第一偏光片31后,形成与第一偏光片31的透光轴平行的0°线偏振光,然后依次穿过第一液晶层13、线栅偏振片121以及第二偏光片32,经过第二液晶层23时,0°线偏振光变为椭圆偏振光,最后与第三偏光片33的透光轴平行的90°线偏振光可以穿过第三偏光片33。背光BL穿过第三偏光片33后,形成与第三偏光片33的透光轴平行的90°线偏振光,经过第二液晶层23时,90°线偏振光变为椭圆偏振光,然后与第二偏光片32的透光轴平行的0°线偏振光可以穿过第二偏光片32,最后0°线偏振光依次穿过线栅偏振片121、第一液晶层13以及第一偏光片31。在宽视角模式时,线栅偏振片121并不会反射环境光I。
如图7、图8以及图13所示,在窄视角模式时,向第一视角控制电极111施加第一电信号V11,向第二视角控制电极122施加第四电信号V23,其中,第一电信号V11为直流公共电压信号,第四电信号V23与第一电信号V1之间的压差大于第三预设值(例如大于1.0V)以及小于第四预设值(例如小于4.0V)。例如,第一视角控制电极111施加0V直流电压,第二视角控制电极122施加2.0V交流电压。其中,第三预设值大于等于第一预设值,第四预设值小于等于第二预设值,此时,第一视角控制电极111与第二视角控制电极122之间会形成较强的垂直电场(图7中的E3),第一液晶层13中的正性液晶分子在竖直方向发生较大偏转,并呈倾斜状态,大视角下亮度变暗,此时,调光盒10呈现窄视角显示。由于第一偏光片31的透光轴与第二偏光片32的透光轴相互平行,且第一液晶层13中的正性液晶分子初始配向方向与第一偏光片31的透光轴、第二偏光片32的透光轴相互平行,因此,本实施例中显示装置只能实现双向防窥效果,例如左右防窥或上下防窥。
如图8所示,由于第一液晶层13中的正性液晶分子呈倾斜状态,所以此时第一液晶层13会改变光线的偏振方向。环境光I穿过第一偏光片31后,形成与第一偏光片31的透光轴平行的0°线偏振光,穿过第一液晶层13后,0°线偏振光变为椭圆偏振光,椭圆偏振光中与线栅偏振片121的透光轴平行的光线(即0°线偏振光)可以穿过线栅偏振片121以及第二偏光片32,经过第二液晶层23时,0°线偏振光变为椭圆偏振光,最后与第三偏光片33的透光轴平行的90°线偏振光可以穿过第三偏光片33;而与线栅偏振片121的反光轴平行的光线(即90°线偏振光)被线栅偏振片121反射回去,再次经过第一液晶层13后,90°线偏振光变为椭圆偏振光,然后穿过第一偏光片31,形成与第一偏光片31的透光轴平行的0°线偏振光。背光BL穿过第三偏光片33后,形成与第三偏光片33的透光轴平行的90°线偏振光,经过第二液晶层23时,90°线偏振光变为椭圆偏振光,然后与第二偏光片32的透光轴平行的0°线偏振光可以穿过第二偏光片32,0°线偏振光穿过线栅偏振片121,再穿过第一液晶层13后,0°线偏振光变为椭圆偏振光,与第一偏光片31的透光轴平行的0°线偏振光可以穿过第一偏光片31。
在窄视角模式时,由于第一液晶层13为倾斜状态,会改变光线的偏振方向,所以,线栅偏振片121可以反射部分环境光I,而且反射的环境光线会两次穿过第一液晶层13,具有两倍光程差,并不会受窄视角的影响而收光。在大视角(与显示面板垂线的夹角大于40°,即-70°~-40°以及40°~70°)观看时,背光BL的透过率较小并呈暗态,在标识图案区110并不会看见背光BL,但是会看见反射的环境光线,从而使得标识图案区110与非标识图案区120的光线形成差别,以显现出与线栅偏振片121图形对应的标识图案,即LOGO图案,环境光越强,LOGO图案亮度越高。当然,在正视视角(与显示面板垂线的夹角为0-40°,即-40°~40°),也可以看见反射的部分环境光I,从而可以增加窄视角模式时的正视对比度。由于反射的部分环境光I会两次穿过第一液晶层13,而不同波长光线的透过率不同,因此,反射的部分环境光I会出现色偏,例如,反射的部分环境光I会出现偏金黄色。由于窄视角的正视视角或宽视角模式时,主要是依靠透射的背光BL进行显示,所以,背光BL会掩盖住反射的部分环境光I,反射的部分环境光I对正视视角的色偏基本没有影响,只是侧视视角看见的LOGO图案偏金黄色。
[实施例二]
图15是本发明实施例二中显示面板在初始状态时的结构示意图。图16是图15中显示面板在标识图案区的光路分析图。图17是本发明实施例二中显示面板在宽视角时的结构示意图。图18是图17中显示面板在标识图案区的光路分析图。图19是本发明实施例二中显示面板在窄视角时的结构示意图。图20是图19中显示面板在标识图案区的光路分析图。图21是图17中显示面板在宽视角时的信号波形图。图22是图19中显示面板在窄视角时的信号波形图。
如图15至图22所示,本发明实施例二提供的一种宽窄视角可切换的显示面板,显示面板具有图形化的标识图案区110和位于标识图案区110***的非标识图案区120(图9),标识图案区110的图形可以根据实际需显示的LOGO图案来进行设置(本实施例中,以字母“IVO”作为标识图案区110需显示的LOGO图案)。显示面板包括相互层叠设置的调光盒10和显示盒20,本实施例中,调光盒10设于显示盒20的上方,即调光盒10位于显示盒20的出光侧,调光盒10用于控制显示面板的视角,显示盒20用于控制显示面板显示正常的画面。当然,调光盒10也可设于显示盒20的下方,即调光盒10位于显示盒20的入光侧。
其中,调光盒10包括上基板11、与上基板11相对设置的下基板12以及设于上基板11与下基板12之间的第一液晶层13,上基板11在朝向第一液晶层13的一侧设有第一视角控制电极111,下基板12在朝向第一液晶层13的一侧设有图形化的线栅偏振片121以及与第一视角控制电极111相配合的第二视角控制电极122,线栅偏振片121与标识图案区110相对应,即线栅偏振片121的图案与标识图案区110的图案相同,且在下基板12上的投影相互重合(图9和图10)。通过控制第一视角控制电极111与第二视角控制电极122之间的压差来控制第一液晶层13中液晶分子的偏转,从而实现控制宽窄视角切换。
第二视角控制电极122包括相互绝缘的第一电极条122a和第二电极条122b,第一电极条122a和第二电极条122b相互平行并交替排列。从而通过控制第一电极条122a与第二电极条122b之间的压差来控制第一液晶层13中液晶分子在水平方向上发生偏转,以实现宽视角模式。
调光盒10的上侧设有第一偏光片31,调光盒10的下侧设有第二偏光片32,第一偏光片31的透光轴与第二偏光片32的透光轴相互垂直,第二偏光片32的透光轴与线栅偏振片121的透光轴相互平行,第二偏光片32的透光轴与线栅偏振片121的反光轴相互垂直。其中,以朝向背光模组40一侧为下侧,靠近外环境一侧为上侧,例如,下基板12位于调光盒10靠近背光模组40的一侧,上基板11位于调光盒10靠近外环境的一侧。
第一液晶层13优选采用正性液晶分子,即介电各向异性为正的液晶分子。第一液晶层13的相位延迟优选为700nm,可选范围500nm﹤相位延迟﹤1000nm。在初始状态的时候,第一液晶层13中的正性液晶分子平行于上基板11与下基板12进行配向,靠近上基板11一侧的正性液晶分子与靠近下基板12一侧的正性液晶分子的配向方向平行或反向平行。优选地,第一液晶层13中的正性液晶分子在初始状态时具有0-7°的预倾角,例如4.5°的预倾角,从而减少宽窄视角切换的响应时间。当需要实现宽视角显示时,第一电极条122a和第二电极条122b施加极性相反的电压,使得第一电极条122a与第二电极条122b之间形成较大的压差并形成较强的水平电场,以驱动第一液晶层13中的正性液晶分子在水平方向上发生偏转,从而使得调光盒10呈现宽视角显示,如图17所示。当需要实现窄视角显示时,第一视角控制电极111与第二视角控制电极122上施加视角控制电压,第一电极条122a和第二电极条122b施加相同的电压,使得第一视角控制电极111与第二视角控制电极122之间形成较大的压差并形成较强的垂直电场,以驱动第一液晶层13中的正性液晶分子在竖直方向上发生偏转,从而使得调光盒10呈现窄视角显示,如图19所示。
本实施例中,第一液晶层13的配向方向与第一偏光片31的透光轴、第二偏光片32的透光轴呈45°。例如,图16、图18以及图20所示,第一偏光片31的透光轴为0°,第二偏光片32的透光轴为90°,线栅偏振片121的透光轴也为90°,线栅偏振片121的反光轴为0°,第一液晶层13的配向方向为45°。
优选地,线栅偏振片121采用金属或金属氧化物制成,即线栅偏振片121为金属线栅偏振片,从而增强线栅偏振片121反射与反光轴平行的光线的能力。如图15所示,金属线栅偏振片是有多条相互平行的金属线栅组成,金属线栅的间距需远小于可见光波长,优选小于100nm。金属线栅偏振片具有一种特殊的偏光特性,即透射与金属线栅延伸方向垂直的偏振光,反射与金属线栅延伸方向平行的偏振光。入射光线A中,光线的偏振方向具有与金属线栅延伸方向垂直的第一偏振光a1以及与金属线栅延伸方向平行的第二偏振光a2,而与金属线栅延伸方向垂直的第一偏振光a1可以通过金属线栅偏振片形成透射光线C,与金属线栅延伸方向平行的第二偏振光a2会被反射形成反射光线B,即金属线栅偏振片的反光轴与金属线栅的延伸方向相平行,金属线栅偏振片的透光轴与金属线栅的延伸方向相垂直。而金属线栅偏振片更详细地介绍请参考现有技术,这里不再赘述。
本实施例中,第一电极条122a和第二电极条122b位于不同层,并通过绝缘层相互间隔开。进一步地,线栅偏振片121可以位于第二视角控制电极122的下方,也可以设于第二视角控制电极122的上方。
本实施例中,如图9所示,标识图案区110位于显示面板的中心,显示面板除标识图案区110的其他区域均为非标识图案区120。当然,标识图案区110的位置也可根据LOGO图案需要显示的位置进行设置。
本实施例中,显示盒20优选为液晶盒。当然,在其他实施例中,显示盒20也可以为自发光显示器(例如OLED显示器、Micro LED显示器),但调光盒10需设置于显示盒20的上方。
显示盒20包括彩膜基板21、与彩膜基板21相对设置的阵列基板22以及设于彩膜基板21和阵列基板22之间的第二液晶层23。第二液晶层23优选采用正性液晶分子,即介电各向异性为正的液晶分子。初始状态的时候,第二液晶层23中的正性液晶分子平行于彩膜基板21和阵列基板22进行配向,靠近彩膜基板21一侧的正性液晶分子与靠近阵列基板22一侧的正性液晶分子的配向方向平行或反向平行。当然,在其他实施例中,第二液晶层23也可采用负性液晶分子,第二液晶层23中的负性液晶分子可垂直于彩膜基板21和阵列基板22进行配向,即类似于VA显示模式的配向方式。
进一步地,显示盒20远离调光盒10的一侧设有第三偏光片33,第三偏光片33的透光轴与显示盒20和调光盒10之间的偏光片的透光轴相垂直。本实施例中,第二偏光片32设于调光盒10与显示盒20之间,第三偏光片33的透光轴与第二偏光片32的透光轴相垂直。例如,图16、图18以及图20所示,第一偏光片31的透光轴为0°,第二偏光片32的透光轴为90°,第三偏光片33的透光轴为0°。
彩膜基板21上设有呈阵列排布的色阻层212以及将色阻层212间隔开的黑矩阵211,色阻层212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。
阵列基板22在朝向第二液晶层23的一侧上由多条扫描线(图未示)和多条数据线(图未示)相互绝缘交叉限定形成多个像素单元,每个像素单元内设有像素电极222和薄膜晶体管(图未示),像素电极222通过薄膜晶体管与邻近薄膜晶体管的数据线电性连接。其中,薄膜晶体管包括栅极、有源层、漏极以及源极,栅极与扫描线位于同一层并电性连接,栅极与有源层通过绝缘层隔离开,源极与数据线电性连接,漏极与像素电极222通过接触孔电性连接。
如图15所示,本实施例中,阵列基板22朝向第二液晶层23的一侧还设有公共电极221,公共电极221与像素电极222位于不同层并通过绝缘层绝缘隔离。公共电极221可位于像素电极222上方或下方(图15中所示为公共电极221位于像素电极222的下方)。优选地,公共电极221为整面设置的面状电极,像素电极222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222与公共电极221可位于同一层,但是两者相互绝缘隔离开,像素电极222和公共电极221各自均可包括多个电极条,像素电极222的电极条和公共电极221的电极条相互交替排列,以形成面内切换模式(In-Plane Switching,IPS);或者,在其他实施例中,阵列基板22在朝向第二液晶层23的一侧设有像素电极222,彩膜基板21在朝向第二液晶层23的一侧设有公共电极221,以形成TN模式或VA模式。
其中,上基板11、下基板12、彩膜基板21以及阵列基板22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111、第二视角控制电极122、第一电极条122a、第二电极条122b、公共电极221以及像素电极222的材料可以为氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等。
本发明还提供一种显示装置,包括如上所述的宽窄视角可切换的显示面板以及背光模组40,背光模组40位于显示面板的下方,用于给显示面板提供背光源。当然,如果显示盒20采用自发光显示器,则显示装置无需额外设置背光源。
背光模组40包括背光源41和防窥层43,防窥层43用于缩小光线射出角度的范围。背光源41和防窥层43之间还设有增亮膜42,增亮膜42增加背光模组40的亮度。其中,防窥层43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43的光线的角度范围变小。防窥层43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。当然,背光源41也可以是采用集光式背光源,从而无需设置防窥层43,但是集光式背光源较常规的背光源更加昂贵。
背光模组40可以是侧入式背光模组,也可以是直下式背光模组。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。
如图15和图16所示,在初始状态时,即关机状态时,由于第一液晶层13中的正性液晶分子与第一偏光片31和第二偏光片32的透光轴具有一定夹角,所以,第一液晶层13会改变光线的偏振方向。环境光I穿过第一偏光片31后,形成与第一偏光片31的透光轴平行的0°线偏振光,穿过第一液晶层13后,0°线偏振光变为椭圆偏振光,椭圆偏振光中与线栅偏振片121的透光轴平行的光线(即90°线偏振光)可以穿过线栅偏振片121以及第二偏光片32,经过第二液晶层23时,第二液晶层23不会改变光线的偏振方向,90°线偏振光无法穿过第三偏光片33;而与线栅偏振片121的反光轴平行的光线(即0°线偏振光)被线栅偏振片121反射回去,再次经过第一液晶层13后,0°线偏振光变为椭圆偏振光,然后穿过第一偏光片31,形成与第一偏光片31的透光轴平行的0°线偏振光。
在关机状态时,线栅偏振片121也可以反射部分环境光I,从而使得标识图案区110与非标识图案区120的光线形成差别,以显现出与线栅偏振片121图形对应的标识图案,即LOGO图案。由于反射的部分环境光I会两次穿过第一液晶层13,而不同波长光线的透过率不同,因此,反射的部分环境光I会出现色偏,例如,反射的部分环境光I会出现偏紫色或紫绿色。由于无背光BL,所以,正视视角和侧视视角均可以看见偏紫色或紫绿色的LOGO图案。
如图16、图17以及图21所示,在宽视角模式时,向第一视角控制电极111施加第一电信号V11,其中,第一电信号V11为直流公共电压信号;向第一电极条122a施加第五电信号V24,向第二电极条122b施加第六电信号V25,第五电信号V24与第六电信号V25的幅值和频率相同,但极性相反,第五电信号V24与第六电信号V25之间的压差大于第五预设值(例如大于7.0V)。例如,第一视角控制电极111施加0V直流电压,第一电极条122a施加5.0V交流电压,第二电极条122b施加-5.0V交流电压。第一视角控制电极111与第二视角控制电极122之间会形成较强的水平电场(图17中的E4),第一液晶层13中的正性液晶分子发生水平偏转,此时调光盒10也会呈现宽视角显示。虽然,第一视角控制电极111会分别与第一电极条122a和第二电极条122b之间形成垂直电场(图17中的E6和E5),但垂直电场的方向相反,因此,第一液晶层13中的正性液晶分子基本不会在竖直方向偏转。
优选地,由于第一电极条122a和第二电极条122b位于不同层,为了减小因与第一视角控制电极111之间距离不同的影响,第一电极条122a和第二电极条122b可以施加幅值具有一定差别的电压。例如,第一电极条122a位于第二电极条122b的下方,第一电极条122a施加5.1V交流电压,第二电极条122b施加-4.9V交流电压。
如图18所示,由于第一液晶层13中的正性液晶分子与第一偏光片31和第二偏光片32的透光轴具有一定夹角,所以,第一液晶层13会改变光线的偏振方向。环境光I穿过第一偏光片31后,形成与第一偏光片31的透光轴平行的0°线偏振光,穿过第一液晶层13后,0°线偏振光变为椭圆偏振光,椭圆偏振光中与线栅偏振片121的透光轴平行的光线(即90°线偏振光)可以穿过线栅偏振片121以及第二偏光片32,经过第二液晶层23时,90°线偏振光变为椭圆偏振光,最后与第三偏光片33的透光轴平行的0°线偏振光可以穿过第三偏光片33;而与线栅偏振片121的反光轴平行的光线(即0°线偏振光)被线栅偏振片121反射回去,再次经过第一液晶层13后,0°线偏振光变为椭圆偏振光,然后穿过第一偏光片31,形成与第一偏光片31的透光轴平行的0°线偏振光。背光BL穿过第三偏光片33后,形成与第三偏光片33的透光轴平行的0°线偏振光,经过第二液晶层23时,0°线偏振光变为椭圆偏振光,然后与第二偏光片32的透光轴平行的90°线偏振光可以穿过第二偏光片32,90°线偏振光依过线栅偏振片121,再穿过第一液晶层13后,90°线偏振光变为椭圆偏振光,与第一偏光片31的透光轴平行的0°线偏振光可以穿过第一偏光片31。
虽然,在宽视角时,线栅偏振片121也会反射部分环境光I,但是,此时非标识图案区120也是宽视角,宽视角主要是依靠透射的背光BL进行显示,所以标识图案区110与非标识图案区120的光线差别不明显,很难看出与线栅偏振片121图形对应的标识图案。
如图19、图20以及图22所示,在窄视角模式时,向第一视角控制电极111施加第一电信号V11,其中,第一电信号V11为直流公共电压信号;向第一电极条122a施加第七电信号V26,向第二电极条122b施加第八电信号V27,第七电信号V26与第八电信号V27的幅值、频率以及极性均相同,第一电信号V11与第七电信号V26与第八电信号V27之间的压差大于第六预设值(例如大于5.0V)。例如,第一视角控制电极111施加0V直流电压,第一电极条122a和第二电极条122b均施加5.0V交流电压。第一视角控制电极111会分别与第一电极条122a和第二电极条122b之间形成垂直电场(图19中的E7),且垂直电场的方向相同,第一液晶层13中的正性液晶分子在竖直方向发生较大偏转,并呈倾斜状态,大视角下亮度变暗,此时调光盒10呈现窄视角显示。由于第一偏光片31的透光轴与第二偏光片32的透光轴相互垂直,且第一液晶层13中的正性液晶分子初始配向方向与第一偏光片31的透光轴、第二偏光片32的透光轴呈45°,因此,本实施例中,显示装置可以实现四向防窥效果,例如左右防窥以及上下防窥。
优选地,由于第一电极条122a和第二电极条122b位于不同层,为了减小因与第一视角控制电极111之间距离不同的影响,第一电极条122a和第二电极条122b可以施加幅值具有一定差别的电压。例如,第一电极条122a位于第二电极条122b的下方,第一电极条122a施加5.8V交流电压,第二电极条122b施加5.0V交流电压。
如图20所示,由于第一液晶层13中的正性液晶分子呈倾斜状态,所以此时第一液晶层13会改变光线的偏振方向。环境光I穿过第一偏光片31后,形成与第一偏光片31的透光轴平行的0°线偏振光,穿过第一液晶层13后,0°线偏振光变为椭圆偏振光,椭圆偏振光中与线栅偏振片121的透光轴平行的光线(即90°线偏振光)可以穿过线栅偏振片121以及第二偏光片32,经过第二液晶层23时,90°线偏振光变为椭圆偏振光,最后与第三偏光片33的透光轴平行的0°线偏振光可以穿过第三偏光片33;而椭圆偏振光中与线栅偏振片121的反光轴平行的光线(即0°线偏振光)被线栅偏振片121反射回去,再次经过第一液晶层13后,0°线偏振光变为椭圆偏振光,然后穿过第一偏光片31,形成与第一偏光片31的透光轴平行的0°线偏振光。背光BL穿过第三偏光片33后,形成与第三偏光片33的透光轴平行的0°线偏振光,经过第二液晶层23时,0°线偏振光变为椭圆偏振光,然后与第二偏光片32的透光轴平行的90°线偏振光可以穿过第二偏光片32,90°线偏振光穿过线栅偏振片121,再穿过第一液晶层13后,90°线偏振光变为椭圆偏振光,与第一偏光片31的透光轴平行的0°线偏振光可以穿过第一偏光片31。
在窄视角模式时,由于第一液晶层13为倾斜状态,会改变光线的偏振方向,所以,线栅偏振片121可以反射部分环境光I,而且反射的环境光线会两次穿过第一液晶层13,具有两倍光程差,并不会受窄视角的影响而收光。在大视角(与显示面板垂线的夹角大于40°)观看时,背光BL的透过率较小并呈暗态,在标识图案区110并不会看见背光BL,但是会看见反射的环境光线,从而使得标识图案区110与非标识图案区120的光线形成差别,以显现出与线栅偏振片121图形对应的标识图案,即LOGO图案,环境光越强,LOGO图案亮度越高。当然,在正视视角(与显示面板垂线的夹角为0-40°),也可以看见反射的部分环境光I,从而可以增加窄视角模式时的正视对比度。由于反射的部分环境光I会两次穿过第一液晶层13,而不同波长光线的透过率不同,因此,反射的部分环境光I会出现色偏,例如,反射的部分环境光I会出现偏金黄色。由于窄视角的正视视角或宽视角模式时,主要是依靠透射的背光BL进行显示,所以,背光BL会掩盖住反射的部分环境光I,反射的部分环境光I对正视视角的色偏基本没有影响,只是侧视视角看见的LOGO图案偏金黄色。
图23a-23g是本发明中下基板制作过程的结构示意图之一。如图23a-23g所示,本发明还提供一种显示面板的制作方法,该制作方法用于制作上述宽窄视角可切换的显示面板,显示面板包括相互层叠设置的调光盒10和显示盒20,其中,调光盒10包括上基板11、与上基板11相对设置的下基板12以及设于上基板11与下基板12之间的第一液晶层13。而下基板12的制作方法包括:
如图23a所示,在衬底1上依次沉积透明金属层2、第一金属层3以及第二金属层4,即在覆盖第一金属层3和第二金属层4之前,还在衬底1上覆盖了透明金属层2。其中,透明金属层2为氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等,第一金属层3为铝(Al)或银(Ag)等具有较高反射率的金属,第二金属层4为钼(Mo)。
如图23b所示,对第二金属层4进行氧化处理,使得第二金属层4形成金属氧化物,例如氧化钼(MoOx),氧化钼呈黑色,从而避免第一金属层3产生镜面反射。其中,镜面反射与线栅偏振片121反射线偏振的原理有所不同,覆盖黑色氧化钼就是为了避免第一金属层3产生镜面反射。
如图23c-23e所示,在第二金属层4上覆盖光阻5,然后采用纳米压印技术,使用模具6对光阻5进行压印,并对光阻5进行曝光固化处理,最后剥离模具6,以使光阻5形成图案化结构。通过纳米压印技术可以不用显影,而且图案更符合线栅偏振片121需要的图案。
如图23f所示,对第一金属层3和第二金属层4进行蚀刻,使得第一金属层3和第二金属层4形成线栅偏振片121,而透明金属层2形成第二视角控制电极122。最后去除光阻5。
如图23g所示,最后在线栅偏振片121上覆盖平坦层7。
该方法适用于实施例一中线栅偏振片121设于第二视角控制电极122上表面的结构。当然,为了适用实施例二中第一电极条122a和第二电极条122b位于不同层的结构,可以分两次掩膜工艺沉积两层透明金属层2,而且两层透明金属层2之间通过绝缘层间隔开。
最后,将制作好的下基板12与第一液晶层13、上基板11封装形成调光盒10,然后将调光盒10与显示盒20粘接在一起,后续的成盒工艺请参考现有技术,这里不再赘述。
图24a-24h是本发明中下基板制作过程的结构示意图之二。如图24a-24h所示,本发明还提供一种显示面板的制作方法,该制作方法用于制作上述宽窄视角可切换的显示面板,显示面板包括相互层叠设置的调光盒10和显示盒20,其中,调光盒10包括上基板11、与上基板11相对设置的下基板12以及设于上基板11与下基板12之间的第一液晶层13。而下基板12的制作方法包括:
如图24a所示,在衬底1上依次沉积第一金属层3、第二金属层4以及光阻5,其中,第一金属层3为铝(Al)或银(Ag)等具有较高反射率的金属,第二金属层4为钼(Mo)。
如图24b所示,采用对应***金属走线8图案的光罩对光阻5进行曝光显影处理,以形成对应***金属走线8的图案,并保留***金属走线8上方的光阻5。
如图24c所示,对第二金属层4进行氧化处理,使得第二金属层4形成金属氧化物,例如氧化钼(MoOx),氧化钼呈黑色,从而避免第一金属层3产生镜面反射。其中,镜面反射与线栅偏振片121反射线偏振的原理有所不同,覆盖黑色氧化钼就是为了避免第一金属层3产生镜面反射。最后去除第二金属层4上的光阻5。即在对第二金属层4进行氧化处理前,保留***金属走线8上方的光阻5作为氧化遮挡层,以使得***金属走线8不被氧化。
如图24d-24f所示,在第二金属层4上覆盖另一光阻5,然后采用纳米压印技术,使用模具6对光阻5进行压印,并对光阻5进行曝光固化处理,最后剥离模具6,以使另一光阻5形成图案化结构。通过纳米压印技术可以不用显影,而且图案更符合线栅偏振片121需要的图案。
如图24g所示,对第一金属层3和第二金属层4进行蚀刻,使得第一金属层3和第二金属层4对应第二金属层4被氧化的部分形成线栅偏振片121,而第一金属层3和第二金属层4对应第二金属层4未被氧化的部分形成***金属走线8。最后去除另一光阻5。
如图24h所示,最后在线栅偏振片121和***金属走线8上覆盖平坦层7。
而第二视角控制电极122采用额外工艺进行制作。
最后,将制作好的下基板12与第一液晶层13、上基板11封装形成调光盒10,然后将调光盒10与显示盒20粘接在一起,后续的成盒工艺请参考现有技术,这里不再赘述。
图25是本发明中显示装置的平面结构示意图之一,图26是本发明中显示装置的平面结构示意图之二。请参图25和图26,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25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26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控制在第一视角控制电极111、第二视角控制电极122或第一电极条122a、第二电极条122b上施加不同的电信号,显示装置即可以实现宽视角与窄视角之间的切换,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,因此本发明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。而且在窄视角时,搭配线栅偏振片121,从而实现在正视角观看时可以看到显示画面,在大视角观看时还可以看见与线栅偏振片121图形对应的标识图案,即LOGO图案。
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,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明做任何形式上的限定,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,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,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明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,均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种宽窄视角可切换的显示面板,其特征在于,所述显示面板具有图形化的标识图案区(110),所述显示面板包括相互层叠设置的调光盒(10)和显示盒(20);
所述调光盒(10)包括上基板(11)、与所述上基板(11)相对设置的下基板(12)以及设于所述上基板(11)与所述下基板(12)之间的第一液晶层(13),所述上基板(11)在朝向所述第一液晶层(13)的一侧设有第一视角控制电极(111),所述下基板(12)在朝向所述第一液晶层(13)的一侧设有图形化的线栅偏振片(121)以及与所述第一视角控制电极(111)配合的第二视角控制电极(122),所述线栅偏振片(121)与所述标识图案区(110)相对应;
所述调光盒(10)的上侧设有第一偏光片(31),所述调光盒(10)的下侧设有第二偏光片(32),所述第一偏光片(31)的透光轴、所述第二偏光片(32)的透光轴以及所述线栅偏振片(121)的透光轴三者相互平行,所述第二偏光片(32)的透光轴与所述线栅偏振片(121)的反光轴相互垂直。
2.根据权利要求1所述的宽窄视角可切换的显示面板,其特征在于,所述第一液晶层(13)平行于所述上基板(11)和所述下基板(12)进行配向,所述第一液晶层(13)的配向方向与所述第一偏光片(31)的透光轴、所述第二偏光片(32)的透光轴相平行或垂直。
3.根据权利要求1所述的宽窄视角可切换的显示面板,其特征在于,所述第二视角控制电极(122)为整面的面状电极。
4.根据权利要求3所述的宽窄视角可切换的显示面板,其特征在于,所述线栅偏振片(121)覆盖于所述第二视角控制电极(122)的上表面。
5.一种宽窄视角可切换的显示面板,其特征在于,所述显示面板具有图形化的标识图案区(110),所述显示面板包括相互层叠设置的调光盒(10)和显示盒(20);
所述调光盒(10)包括上基板(11)、与所述上基板(11)相对设置的下基板(12)以及设于所述上基板(11)与所述下基板(12)之间的第一液晶层(13),所述上基板(11)在朝向所述第一液晶层(13)的一侧设有第一视角控制电极(111),所述下基板(12)在朝向所述第一液晶层(13)的一侧设有图形化的线栅偏振片(121)以及与所述第一视角控制电极(111)相配合的第二视角控制电极(122),所述线栅偏振片(121)与所述标识图案区(110)相对应,所述第二视角控制电极(122)包括相互绝缘的第一电极条(122a)和第二电极条(122b),所述第一电极条(122a)和所述第二电极条(122b)相互平行并交替排列;
所述调光盒(10)的上侧设有第一偏光片(31),所述调光盒(10)的下侧设有第二偏光片(32),所述第一偏光片(31)的透光轴与所述第二偏光片(32)的透光轴相互垂直,所述第二偏光片(32)的透光轴与所述线栅偏振片(121)的透光轴相互平行,所述第二偏光片(32)的透光轴与所述线栅偏振片(121)的反光轴相互垂直。
6.根据权利要求5所述的宽窄视角可切换的显示面板,其特征在于,所述第一液晶层(13)平行于所述上基板(11)和所述下基板(12)进行配向,所述第一液晶层(13)的配向方向与所述第一偏光片(31)的透光轴、所述第二偏光片(32)的透光轴呈45°。
7.根据权利要求1-6任一项所述的宽窄视角可切换的显示面板,其特征在于,所述标识图案区(110)位于所述显示面板的中心。
8.根据权利要求1-6任一项所述的宽窄视角可切换的显示面板,其特征在于,所述显示盒(20)包括彩膜基板(21)、与所述彩膜基板(21)相对设置的阵列基板(22)以及设于所述彩膜基板(21)和所述阵列基板(22)之间的第二液晶层(23);所述显示盒(20)远离所述调光盒(10)的一侧设有第三偏光片(33),所述第三偏光片(33)的透光轴与所述显示盒(20)和所述调光盒(10)之间的偏光片的透光轴相垂直。
9.一种显示装置,其特征在于,包括如权利要求1-8任一项所述的宽窄视角可切换的显示面板。
10.一种显示面板的制作方法,其特征在于,所述制作方法用于制作如权利要求1-8任一项所述的宽窄视角可切换的显示面板,所述制作方法包括:
提供一衬底(1),在所述衬底(1)上依次覆盖第一金属层(3)以及第二金属层(4);
对所述第二金属层(4)进行氧化处理;
在所述第二金属层(4)覆盖光阻(5);
提供一模具(6),所述模具(6)上设有与所述线栅偏振片(121)对应的图案,通过所述模具(6)对所述光阻(5)进行压印,并对所述光阻(5)进行曝光固化处理;
将所述模具(6)从所述光阻(5)上进行剥离,并露出所述第二金属层(4);
对所述第一金属层(3)和所述第二金属层(4)进行蚀刻处理,并将所述光阻(5)从所述第二金属层(4)上进行剥离。
CN202210603537.1A 2022-05-30 2022-05-30 宽窄视角可切换的显示面板及显示装置、制作方法 Active CN114859588B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210603537.1A CN114859588B (zh) 2022-05-30 2022-05-30 宽窄视角可切换的显示面板及显示装置、制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210603537.1A CN114859588B (zh) 2022-05-30 2022-05-30 宽窄视角可切换的显示面板及显示装置、制作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114859588A CN114859588A (zh) 2022-08-05
CN114859588B true CN114859588B (zh) 2023-06-23

Family

ID=82640308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210603537.1A Active CN114859588B (zh) 2022-05-30 2022-05-30 宽窄视角可切换的显示面板及显示装置、制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114859588B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115421336A (zh) * 2022-09-29 2022-12-02 厦门天马微电子有限公司 显示面板及显示方法、显示装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112379550A (zh) * 2020-11-13 2021-02-19 昆山龙腾光电股份有限公司 显示面板及驱动方法和显示装置
CN112666747A (zh) * 2021-01-04 2021-04-16 昆山龙腾光电股份有限公司 显示面板及驱动方法和显示装置
CN215813619U (zh) * 2021-08-18 2022-02-11 昆山龙腾光电股份有限公司 宽窄视角可切换的显示面板及显示装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112379550A (zh) * 2020-11-13 2021-02-19 昆山龙腾光电股份有限公司 显示面板及驱动方法和显示装置
CN112666747A (zh) * 2021-01-04 2021-04-16 昆山龙腾光电股份有限公司 显示面板及驱动方法和显示装置
CN215813619U (zh) * 2021-08-18 2022-02-11 昆山龙腾光电股份有限公司 宽窄视角可切换的显示面板及显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN114859588A (zh) 2022-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11231605B2 (en) Display device comprising switchable anti-peeping device with light orientation layer
TW451097B (en) Liquid crystal device and electronic device
CN103217832B (zh) 彩色滤光片、彩色滤光片制作方法和显示装置
CN112068340B (zh) 视角可切换的显示面板、显示装置及驱动方法
CN111965864B (zh) 调光结构和显示装置
CN114624907B (zh) 宽窄视角可切换的显示面板及驱动方法、显示装置
JP2007047202A (ja) 液晶表示装置
JP2003090997A (ja) カラーフィルタ基板及び電気光学装置、カラーフィルタ基板の製造方法及び電気光学装置の製造方法並びに電子機器
CN110426887B (zh) 显示面板及显示装置
CN114859588B (zh) 宽窄视角可切换的显示面板及显示装置、制作方法
TWI230825B (en) Liquid crystal display device
US20070091240A1 (en) Liquid crystal display and method of manufacturing the same
US20240069370A1 (en) Display module and display apparatus
CN115576124A (zh) 宽窄视角可切换的显示面板及制作方法、显示装置
CN114594622B (zh) 宽窄视角可切换的显示面板及显示装置
CN116594208A (zh) 视角可切换的显示面板、显示装置及驱动方法
CN216351637U (zh) 显示面板及显示装置
WO2023193132A1 (zh) 宽窄视角可切换的显示面板及驱动方法、显示装置
CN114942535B (zh) 宽窄视角可切换的显示装置及驱动方法
CN220357385U (zh) 宽窄视角可切换的显示面板及显示装置
EP3572869A1 (en) Display substrate, manufacturing method therefor, and display panel
CN217718339U (zh) 宽窄视角可切换的显示面板及显示装置
JP4335067B2 (ja) 電気光学装置
JP4241315B2 (ja) カラーフィルタ基板及び電気光学装置、カラーフィルタ基板の製造方法及び電気光学装置の製造方法並びに電子機器
CN220020053U (zh) 视角可切换的显示面板及显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant