一种显示装置及控制方法与流程

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置及控制方法。

背景技术：

近年来，随着科学技术的日益发展，各类显示装置逐渐发展起来。在此基础上，用户对显示装置的性能要求也越来越高，其中，对于防窥的需求也越来越多。

目前，由于显示装置在空间具有广泛的发光视角，使得信息的安全性受到影响，例如对于某些用户，其会在公共场所阅读一些机密信息，而由于显示装置发光视角大，会被周围其他人看到，从而造成不好的影响。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种显示装置及控制方法，可达到防窥效果，且提高光能利用率。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，提供一种显示装置，包括显示面板和第一光源，所述显示面板包括第一基板和第二基板。所述第一光源设置在所述第一基板的侧面，用于将所述第一光源发出的光射入所述第一基板，且在所述第一基板中以全反射方式传播；所述显示装置还包括光调节结构，所述光调节结构设置在所述第一基板的靠近所述第二基板的一个表面上；所述光调节结构用于降低所述显示面板的每个显示单元出射的光线的发散角，以降低所述显示装置的视角。

优选的，所述显示装置还包括设置在所述第一基板远离所述第二基板一侧的第二光源。

优选的，所述光调节结构包括多个微结构，每个微结构均包括光栅面和槽面，所述光栅面和槽面具有锐角夹角，通过设置每个微结构中所述槽面与所述光栅面的锐角夹角以及相邻槽面间的间距，使所述显示面板的每个显示单元出射的光线的发散角减小。

进一步优选的，所述微结构均为条形、且与所述显示面板中的每排显示单元一一对应。

优选的，所述显示装置还包括设置在所述第一基板发生全反射的表面上的反射结构；其中，对于靠近所述第二基板的一个表面，所述反射结构和所述光调节结构不重叠。

优选的，所述显示装置还包括设置在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层、以及设置在所述第二基板远离所述液晶层一侧的偏光片。其中，通过所述光调节结构出射的光的偏振态与所述偏光片的透射轴垂直。

进一步优选的，在所述显示装置还包括第二光源的情况下，所述第二光源用于发出线偏振光；其中，线偏振光的偏振态与所述偏光片的透射轴垂直。

优选的，所述第一基板包括第一透明衬底基板、以及设置在第一透明衬底基板上且位于每个显示单元位置处的显示元件；所述第一光源设置在所述第一透明衬底基板的侧面；所述光调节结构设置在所述第一透明衬底基板靠近所述液晶层的表面上。

优选的，所述显示元件包括薄膜晶体管和与所述薄膜晶体管的漏极电联接的像素电极。

进一步优选的，所述第二基板包括第二透明衬底基板、以及设置在第二透明衬底基板上且位于每个显示单元位置处的滤光图案。

另一方面，提供一种上述显示装置的控制方法，具体为：在防窥模式时，控制所述第一光源开启，所述第二光源关闭；在正常模式时，控制所述第一光源关闭，所述第二光源开启。

本发明的实施例提供一种显示装置及控制方法，通过将第一光源设置在第一基板的侧面，并使第一光源发出的光在第一基板内以全反射形式传播，当光遇到第一基板上的光调节结构时，光调节结构便可以调节射入该光调节结构的光的方向，使经过光调节结构调节后从每个显示单元出射的光的发散角都会减小，从而可以降低显示装置的视角，因而可达到防窥效果。此外，该显示装置中第一光源发出的光，在第一基板内全反射传播的过程中，都会通过光调节结构射出，因此提高了第一光源发出的光的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图二；

图3(a)为本发明实施例提供的一种微结构的结构示意图一；

图3(b)为本发明实施例提供的一种微结构的结构示意图二；

图4为本发明实施例提供的一种防窥显示的原理示意图；

图5为本发明实施例提供的一种微结构与显示单元的对应关系示意图；

图6为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图三。

附图标记：

01-显示面板；02-第一光源；03-第二光源；10-第一基板；101-第一透明衬底基板；102-显示元件；20-第二基板；201-第二透明衬底基板；202-滤光图案；30-光调节结构；301-微结构；302-光栅面；303-槽面；40-显示单元；50-反射结构；60-液晶层；70-偏光片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本领域技术人员所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。

本发明实施例提供一种显示装置，如图1所示，包括显示面板01和第一光源02，显示面板01包括第一基板10和第二基板20。第一光源02设置在第一基板10的侧面，用于将所述第一光源02发出的光射入第一基板10，且在第一基板10中以全反射方式传播(如图1中第一基板内的箭头所示)。

该显示装置还包括光调节结构30，光调节结构30设置在第一基板10的靠近第二基板20的一个表面上；光调节结构30用于降低显示面板01的每个显示单元出射的光线的发散角，以降低显示装置的视角。

需要说明的是，第一，对于显示面板01，只要是被动发光式显示面板均可。

第二，第一光源02可以设置在第一基板10的一个侧面，也可以分别设置在第一基板10的几个侧面上。为了简化该显示装置的结构，优选的，仅在第一基板10的一个侧面设置第一光源02。此处，除第一基板10的出光面及与出光面平行的平面外，其它面都可称为侧面。

不对第一光源02进行限定，例如可以是led(lightemittingdiode，发光二极管)。

其中，第一光源02发出的光例如可以是平行光，调节平行光相对第一基板10侧面的角度，使第一光源02发出的平行光射入第一基板10后能以全反射的形式在第一基板10内传播；或者第一光源02发出的光例如可以是具有一定角度的发散光，调节发散光的最外侧光线相对第一基板10侧面的角度，使第一光源02最外侧光线射入第一基板10后能以全反射的形式在第一基板10内传播，由于发散光的最外侧光线相对第一基板10侧面的角度最小的，若第一光源02发出的发散光的最外侧的光线射入第一基板10后能以全反射形式传播，则发散光中的其它光线射入第一基板10后均能以全反射形式传播。

此处，参考图1所示，从第一光源02发出的光例如可以在第一基板10的衬底基板中以全反射的形式传播，或者可以在设置在衬底基板上的其中一个膜层中以全反射的形式传播。其中，以全反射的形式传播，不仅可以在相应介质(例如衬底基板)的上下表面发生全反射，还可以在侧面发生全反射。

第三，光调节结构30设置在第一基板10中发生全反射的相应介质(例如衬底基板)的靠近第二基板20的表面上。

其中，光调节结构30可基于光的衍射原理制成的任意结构。为了使光从显示单元出射时，出射光的发散角能减小，可使射入到光调节结构30上的光经过光调节结构30后，调整出射光的方向。

第四，附图1中仅示意性的绘示出第一基板10的发生全反射的相应介质层，以及位于该介质层的靠近第二基板20的光调节结构30的示意图，其他与发明点不相关联的部分并没有绘示出。

本发明实施例通过将第一光源02设置在第一基板10的侧面，并使第一光源02发出的光在第一基板10内以全反射形式传播，当光遇到第一基板10上的光调节结构30时，光调节结构30便可以调节射入该光调节结构30的光的方向，使经过光调节结构30调节后从每个显示单元出射的光的发散角都会减小，从而可以降低显示装置的视角，因而可达到防窥效果。此外，该显示装置中第一光源02发出的光，在第一基板10内全反射传播的过程中，都会通过光调节结构30射出，因此提高了第一光源02发出的光的利用率。

进一步地，如图2所示，上述显示装置还包括设置在第一基板10远离第二基板20一侧的第二光源03。

此处，不对第二光源03进行限定，例如可以是led(lightemittingdiode，发光二极管)。第二光源03发出的光，可以是如图2中所示的垂直于第一基板10的光，也可以是发散的光。

本发明实施例提供了一种防窥显示和正常显示可切换的显示装置，通过控制第一光源02和第二光源03的工作与否，来使该显示装置进行防窥显示或正常显示。即：可控制使第一光源02工作，第二光源03不工作，来使显示装置进行防窥显示；或者，控制使第一光源02不工作，第二光源03工作，来使显示装置进行正常显示。基于此，可根据用户需求选择不同的显示方式，扩大该显示装置的使用范围。

优选的，光调节结构30包括多个微结构301，如图3(a)和图3(b)所示，每个微结构均包括光栅面302和槽面303，光栅面302和槽面303具有锐角夹角θ，通过设置每个微结构中槽面303与光栅面302 的锐角夹角θ以及相邻槽面间的间距d，使显示面板的每个显示单元出射的光线的发散角减小。

每个微结构302基于光的衍射来提取出入射光。当入射光与槽面303垂直并满足2d·sinθ＝λ时，由于垂直于槽面303出射的光即是单槽面衍射光的中央主极大位置，因而垂直于槽面303出射的光的能量最大，即，该波长的光束会被以特定的角度(与槽面垂直的角度)闪耀加强出射，且经微结构302出射的光均是线偏振光。其中，通过设计不同的d值和θ值，则可获得不同出射角度和不同的出光波段。

具体的，通过设计每个微结构301中光栅面302和槽面303的锐角夹角θ，可调整通过该微结构301的光的出射方向，从而使通过显示单元的出射光的发散角减小。如图4所示，显示单元40出射光的发散角可以是适合人眼在正视角的舒适观看距离下的覆盖人眼瞳距范围的发散角。也可以是在正视角的舒适观看距离下的覆盖人眼两个或多个瞳距范围的发散角，这样的结构可加宽可视区范围。

其中，本发明实施例中可以使每个微结构301中光栅面302和槽面303的锐角夹角θ不完全相同且使相邻两个微结构301的光栅面302和槽面303的锐角夹角θ也不相同，来调整出射光的方向，从而使每个显示单元40出射的光的发散角均减小。

此外，根据公式2d·sinθ＝λ可知，出射光的波长λ与相邻槽面303间的间距d和光栅面302和槽面303的锐角夹角θ有关。在光栅面302和槽面303的锐角夹角θ一定的情况下，可通过调整每个微结构301中相邻槽面303间的间距d来使得经过同一微结构301调节后的出射光的波长λ不完全相同，以使不同波长的出射光叠后形成白光。

本发明实施例中，由于在入射光与槽面303垂直的情况下，可使光束闪耀加强出射，因此，通过调整每个微结构中槽面303与光栅面302的锐角夹角θ，可调整出射光方向，并以闪耀加强方式出射，从而在每个显示单元40出射的光的发散角减小的基础上，使得输出的光能量较为集中，保证了输出光的亮度。在此基础上，通过设置相邻槽面303间的间距d，可使不同波长的出射光叠后形成白光。

优选的，如图5所示，微结构301均为条形、且与显示面板中的每排显示单元一一对应。

其中，条形微结构301的尺寸应与显示面板中每排显示单元的尺寸相同。此处的每排是指显示单元40沿竖直方向排列成的一排。

本发明实施例，通过将微结构301设置为条形、且使其尺寸与一排显示单元对应，可简化微结构301的制作工艺。

优选的，如图5所示，显示装置还包括设置在第一基板10发生全反射的表面上的反射结构50。其中，对于靠近第二基板20的一个表面，反射结构50和光调节结构30不重叠。

其中，不对反射结构50进行限定，其可以是具有高反射率的膜层。在第一基板10的表面设置反射结构50，当光遇到该反射结构50时均会发生反射。

在靠近第二基板20的一个表面，反射结构50和光调节结构30不重叠，从第一光源02发出的光，当遇到反射结构50时，以全反射方式传播，当遇到光调节结构30，经光调节结构30调节后按调节后的方向射出。

本发明实施例中，通过设置反射结构50，可以保证第一光源02发出的光都以全反射方式在第一基板10内传播。在此基础上，光在第一基板10内全反射传播的过程中，都会通过光调节结构30射出，充分提高了光的利用率。

优选的，如图6所示，显示装置还包括设置在第一基板10和第二基板20之间的液晶层60、以及设置在第二基板20远离液晶层60一侧的偏光片70。其中，通过光调节结构30出射的光的偏振态与偏光片70的透射轴垂直。

在此基础上，当显示装置还包括第二光源03的情况下，第二光源03用于发出线偏振光。该线偏振光的偏振态与偏光片70的透射轴垂直。

液晶显示器中，偏光片的作用是把自然光的圆光源转换成线光源，吸收偏振方向与吸收轴平行的光，与透射轴平行方向的光通过偏光片基本没有减弱。各个方向都有的振动的自然光透过偏光片后，就变成了振动方向与透射轴方向平行的偏振光。在两个透射轴方向相互垂直的偏光片中间加入具有扭转特性的液晶分子，就能控制光线的通 过，从而达到显示图像的目的。

本发明实施例中，由于第一光源02经光调节结构30调节后可以发出线偏振光，第二光源03可以直接发出线偏振光，且经光调节结构30调节后发出的线偏振光的偏振态和第二光源03发出偏振光的偏振态均与第二基板20远离液晶层60一侧的偏光片70的透射轴垂直，因此，便不需要在第一基板10远离液晶层60的一侧设置偏光片70，简化了显示装置的制作工艺，且由于少制作一层偏光片，因而可使制作的显示装置更薄。

优选的，如图6所示，第一基板10包括第一透明衬底基板101、以及设置在第一透明衬底基板101上且位于每个显示单元位置处的显示元件102；第一光源02设置在第一透明衬底基板101的侧面；光调节结构30设置在第一透明衬底基板101靠近液晶层60的表面上。

其中，第一透明衬底基板101可以是玻璃基板。

需要说明的是，光调节结构30设置在第一透明衬底基板101靠近液晶层60的表面，显示元件102和光调节结构30直接接触，也可以是在二者之间设置过渡结构，具体可根据实际情况进行设置。

所述显示元件102可以理解为，对应第一基板10的一个最小的显示单元来说，设置在第一透明衬底基板101上的必不可少的、且由各层图案组成的结构，且第一基板10包括若干个显示元件102。

进一步优选的，显示元件102包括薄膜晶体管，薄膜晶体管包括栅极、栅绝缘层、半导体有源层、源极和漏极，其中漏极与像素电极电联接。

其中，像素电极的材料例如可以是ito(indiumtinoxides，氧化铟锡)，izo(indiumzincoxide,氧化铟锌)等。

所述薄膜晶体管是一种具有开关特性的半导体单元，其可以是顶栅型，也可以是底栅型。

进一步优选的，显示元件102还包括公共电极。

其中，对于共平面切换型(in-planeswitch，简称ips)阵列基板而言，像素电极和公共电极同层间隔设置，且均为条状电极；对于 高级超维场转换型(advanced-superdimensionalswitching，简称ads)阵列基板而言，像素电极和公共电极不同层设置，其中在上的电极为条状电极，在下的电极为板状电极或条状电极。

优选的，第二基板20包括第二透明衬底基板201、以及设置在第二透明衬底基板201上且位于每个显示单元位置处的滤光图案202。

其中，滤光图案可以为红色滤光图案、绿色滤光图案和蓝光滤光图案，或者是其他三基色滤光图案。

本发明实施例中，相对将滤光图案202设置在第一基板10上，将滤光图案202设置在第二基板20上，可简化第一基板10的制备工艺。

本发明实施例还提供一种上述显示装置的控制方法，具体为：在防窥模式时，控制第一光源02开启，第二光源03关闭；在正常模式时，控制第一光源02关闭，第二光源03开启。

本发明实施例提供了两种显示模式，防窥显示和正常显示，用户可以根据需要进行选择，当选择防窥模式时，开启第一光源02，关闭第二光源03，此时第一光源02发出的光经光调节结构30调节后，通过显示面板的显示单元40，其出射光的发散角减小，从而使得显示装置的可视角减小，因此就可以达到防窥的效果。

当选择正常显示时，关闭第一光源02，开启第二光源03，若第二光源03发出的光是垂直第一基板10的，则该垂直光直接通过光调节结构30而沿原方向出射，此时，光调节结构30不会改变光的方向；若第二光源03发出的光是发散的，即使经过光调节结构30，由于各个方向都有光，因此，从宏观上光调节结构30也不会改变光的方向。基于此，该显示装置起不到防窥的效果，可进行正常的显示。

基于上述，本发明实施例的显示装置可以为：被动式发光的手机、平板电脑、显示器、笔记本电脑、数码相框等任何具有显示功能的产品或部件。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机 可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。