防窥显示装置及防窥显示方法与流程

本发明涉及防窥显示技术领域，具体而言，涉及一种防窥显示装置及防窥显示方法。

背景技术：

液晶显示技术已经成为市场主流显示技术，在像素分辨率，响应时间，屏幕尺寸等等多个显示技术方面已经能够满足人们的需求，但是在一些特殊的显示环境下，人们需要特殊的显示模式以满足特定的需求，例如在办公环境中或者其它私密环境中，人们需要屏幕仅供自己可见，他人不可见，这就是防窥显示模式；在一些情况下又需要与多人共享这个显示系统，这就是共享显示模式。

现有防窥显示技术主要通过增加特殊防窥膜材实现，其只能实现防窥显示功能而无法实现防窥显示与共享显示的切换。为实现与共享显示的切换，前有防窥显示装置在上述设计基础上增加其它结构，以实现防窥显示与共享显示的切换显示，然而导致器件厚度过厚，造价过高等问题。

技术实现要素：

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种器件厚度较薄且造价较低的防窥显示装置。

本发明的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种防窥显示方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供一种防窥显示装置，其中，所述防窥显示装置包括显示层以及液晶光栅层；所述液晶光栅层设于所述显示层一侧，所述液晶光栅层的分辨率与所述显示层的分辨率相同，所述液晶光栅层包括两层玻璃基板以及液晶层；两层所述玻璃基板间隔相对设置；所述液晶层夹设于两层所述玻璃基板之间；其中，通过调节所述液晶层，能够控制所述液晶光栅层的多条光栅在黑色和白色之间转换，从而控制所述防窥显示装置的防窥功能。

根据本发明的其中一个实施方式，所述显示层为液晶显示LCD层，所述防窥显示装置还包括背光层；所述液晶光栅层设于所述液晶显示LCD层与所述背光层之间。

根据本发明的其中一个实施方式，所述显示层为自发光显示层，所述液晶光栅层设于所述自发光显示层的出光方向一侧。

根据本发明的其中一个实施方式，所述显示层的开口率与所述液晶光栅层的开口率相同。

根据本发明的其中一个实施方式，所述显示层的开口位置与所述液晶光栅层各开口位置一一对应。

根据本发明的其中一个实施方式，所述显示层与所述液晶光栅层之间通过玻璃胶整面贴合。

根据本发明的其中一个实施方式，所述液晶光栅层的所述液晶层采用TN型液晶偏转方式。

根据本发明的其中一个实施方式，所述液晶光栅层还包括电极；所述电极设于所述液晶层中，并经外围走线连接于外部电路；其中，通过所述电极在所述液晶层上施加电压信号，从而控制所述液晶光栅层的多条所述光栅在黑色和白色之间转换。

根据本发明的其中一个实施方式，所述液晶光栅层的各所述光栅同时由黑色变为白色，且同时由白色变为黑色。

根据本发明的另一个方面，提供一种防窥显示方法，用于对一显示装置提供一防窥功能，其中，所述防窥显示方法包括以下步骤：

设置一液晶光栅层，其包括间隔相对设置的两层玻璃基板以及夹设于两层所述玻璃基板之间的液晶层，且所述液晶光栅层的分辨率与所述显示层的分辨率相同；

将所述液晶光栅层配置于所述显示装置的显示层的一侧；

调节所述液晶层而控制所述液晶光栅层的多条光栅在黑色和白色之间转换，以在所述显示装置的可视区域内可调节地形成防窥区。

由上述技术方案可知，本发明提出的防窥显示装置及防窥显示方法的优点和积极效果在于：

本发明提出一种防窥显示装置及防窥显示方法，利用在显示层一侧设置液晶光栅层，即在现有结构上仅增加液晶光栅层一个器件结构，即可实现显示装置的防窥功能，且装置结构简单，厚度较薄，成本增加较少。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种防窥显示装置的光学示意图。

其中，附图标记说明如下：

10.显示层；20.液晶光栅层；D1.第一可视区；D2.防窥区；D3.第二可视区。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本发明。

在对本发明的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之间”、“侧”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。

防窥显示装置实施方式

参阅图1，图1中代表性地示出了能够体现本发明的原理的防窥显示装置。在该示例性实施方式中，本发明提出的防窥显示装置是以LCD显示装置为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将该防窥显示装置的设计思路适配于其他类型的显示装置，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的防窥显示装置的原理的范围内。

如图1所示，在本实施方式中，本发明提出的防窥显示装置主要包括显示层10、液晶光栅层20以及背光层。需要说明的是，如图1所示，其示出的结构简要示出了本发明各主要结构的层叠关系及光路。其中，液晶光栅层20上的开口分别表示显示装置的红色亚像素开口区3-1、绿色亚像素开口区3-2和蓝色亚像素开口区3-3，即作为亚像素彩膜的表述。以下结合上述附图，对本发明提出的防窥显示装置的各主要组成部分进行详细说明。

如图1所示，在本实施方式中，液晶光栅层20设于显示层10一侧，显示层为液晶显示LCD层。具体而言，液晶光栅层20包括两层玻璃基板以及液晶层。两层玻璃基板间隔相对设置，液晶层夹设在这两层玻璃基板之间。基于上述结构设计，通过调节液晶层，能够控制液晶光栅层20的多条光栅在黑色和白色之间转换，从而控制防窥显示装置的防窥功能。另外，在其他实施方式中显示层亦可为自发光显示层，例如OLED层等，液晶光栅层20可设于自发光显示层的一侧(例如自发光显示层的出光方向的一侧，即朝向人眼的一侧)，则本发明提出的防窥显示装置是适配于自发光显示装置，例如OLED显示装置，在此不予赘述。

较佳地，如图1所示，在本实施方式中，为了保证可视区(第一可视区D1和第二可视区D3)关于屏幕中心对称分布，显示层10上的开口的开口率与液晶光栅层20上的光栅开口的开口率相同。再者，显示层10的的上述各开口的开口位置与液晶光栅层20上述各光栅开口的开口位置一一对应。在本发明的其他实施方式中，显示层10的开口与液晶光栅层20的光栅开口的开口率和开口位置并不限于上述设计，可根据对可视区的实际需求灵活调整。

较佳地，在本实施方式中，显示层10与液晶光栅层20之间通过玻璃胶整面贴合。在本发明的其他示例性实施方式中，显示层10与液晶光栅层20亦可通过其他材料或方式结合。另外，液晶光栅层20与显示层10之间的距离与上述两者的像素大小、开口率等参数相匹配，可以通过调整玻璃胶的厚度对液晶光栅层20与显示层10之间的距离进行调节。

在本实施方式中，液晶光栅层20的分辨率与显示层10的分辨率相同，且在防窥状态下并无分辨率损失，不影响人眼的观看效果。并且，液晶光栅层20的距离周期(Pitch)与显示层10的像素距离周期(Pitch)不相同，可根据不同的显示层10(显示装置的屏幕)的尺寸和分辨率计算出显示层10的距离周期长度，再参考液晶光栅层20与显示层10的贴合厚度以及观看距离，计算得到液晶光栅层20的距离周期。在防窥状态下，本发明提出的防窥显示装置能够满足一个方向上的防窥功能与共享显示切换，与其垂直的方向常态地为共享状态。例如，对于显示器产品，其防窥共享可切换角度为水平方向上可切换，在竖直方向上常态地为共享状态。在实际生活中，各种显示产品主要的防窥方向通常为单一方向(水平方向或者竖直方向)，因此上述结构设计能够满足使用者的防窥共享切换的使用需求。

在本实施方式中，液晶光栅层20还包括电极，该电极可优选为透明电极，以避免遮挡透过液晶光栅层20的光线。其中，电极设置在液晶光栅层20的液晶层中，并经外围走线连接于外部电路。本发明能够通过电极在液晶层上施加电压信号，从而控制液晶光栅层20的多条光栅在黑色和白色之间转换。另外，由于液晶光栅层20只需黑白两种状态，因此对电极施加的驱动电压信号为0V信号与Vop信号，信号构成相对简单。优选地，在本实施方式中，液晶光栅层20的各光栅同时由黑色变为白色，且同时由白色变为黑色，即光栅黑条同时开启或者同时关闭，据此，液晶光栅层20无需时序控制，只需一条外围走线即可完成对液晶光栅层20的控制。

如图1所示，在本实施方式中，防窥显示装置还包括背光层，以供液晶光栅层20设置在显示层10与背光层之间。在其他实施方式中，根据显示装置的不同类型和功能需求，亦可不设置该背光层，并不以此为限。

进一步地，在本实施方式中，液晶光栅层20的实现方式可以优选地采用TN型液晶偏转方式。据此，液晶光栅层20在不加电的情况下为常白模式，可以认为其不工作，此时防窥显示装置可以认为是背光层与显示层10贴合的结构，与传统显示器件结构大致相同，不影响观看角度与观看效果。当经由外围走线、电极向液晶光栅层20的液晶层施加电压信号时，其中部分区域的液晶发生偏转，宏观表现为对应区域变成黑色，出现光栅黑条，起到遮挡背光的作用，使得背光在特定区域发出，再经过显示层10的遮光膜的遮挡，使得光线在特定区域沿着特定角度出射，最终在一定范围内可见，实现防窥显示。

基于上述设计，本发明提出的防窥显示装置在防窥工作模式下，液晶光栅层20工作，且可以在观看距离处，计算得到可视区对应的可视角度以及防窥区D2的防窥角度。如图1所示，在本实施方式中，通过设计可以满足第一可视区D1为-30度至30度之间的范围，防窥区D2在30度到70度之间的范围，且大于70度的第二可视区D3的范围仍然可见，但此区域光亮度较低观看效果差，而且可以通过背光膜材设计使得背光出射角度在70度以内，这样即可满足全角度防窥的要求。应当理解的是，上述的可视区和防窥区D2的角度范围仅为本实施方式中所需要的角度范围，在本发明的其他示例性实施方式中，通过对液晶光栅层20和显示层10的开口率进行调整，或通过对液晶光栅层20与显示层10之间的放置高度进行调整，并结合观看距离等因素，可以得到不同的防窥角度与可视角度，满足不同的防窥显示和共享显示的需求。

防窥显示方法实施方式

结合上述对防窥显示装置的说明，本发明还提出一种防窥显示方法。以下对本发明提出的防窥显示方法的一示例性实施方式进行说明。在该示例性实施方式中，本发明提出的防窥显示方法是以LCD显示装置为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将该防窥显示方法的设计思路适配于其他类型的显示装置，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的防窥显示方法的原理的范围内。

在本实施方式中，本发明提出的防窥显示方法主要包括以下步骤：

设置一液晶光栅层，其包括间隔相对设置的两层玻璃基板以及夹设于两层玻璃基板之间的液晶层，且液晶光栅层的分辨率与显示层的分辨率相同；

将液晶光栅层配置于显示装置的显示层的一侧；

调节液晶层而控制液晶光栅层的多条光栅在黑色和白色之间转换，以在显示装置的可视区域内可调节地形成防窥区。

需要说明的是，上述步骤代表性地说明书了本发明提出的防窥显示方法的结构设计和防窥成像设计，在上述概括的设计步骤之外，可根据对显示装置的防窥功能的不同需求，灵活选择下列各步骤的其中之一或多个的组合，而结合上述步骤构成该防窥显示方法，并不以此为限。

其中，在本实施方式中，设置液晶光栅层的步骤还可包括：将液晶光栅层的多条光栅的黑色和白色之间的转换设计为同时开启或同时关闭。即，液晶光栅层的多条光栅同时由黑色转换为白色，且同时由白色转换为黑色。基于上述设计，无需额外增加时序控制，只需在显示装置上设置一条外围走线即可完成对光栅层的多条光栅的控制。

进一步地，在本实施方式中，设置液晶光栅层的步骤还可包括：将液晶光栅层的分辨率设计为与显示层相同。

进一步地，在本实施方式中，设置液晶光栅层的步骤还可包括：

进一步地，在本实施方式中，设置液晶光栅层的步骤还可包括：是将液晶光栅层的开口率和开口位置设计为与显示层相同和一一对应。

再者，在本实施方式中，设置液晶光栅层的步骤还可包括：根据显示层(亦可理解为显示装置的屏幕)的尺寸和分辨率计算得出显示层的像素间距(即距离周期)，据此结合液晶光栅层与显示层的贴合厚度和显示装置的观看距离(即显示层与人眼的距离)，相匹配地对液晶光栅层的像素间距进行计算和配置。通过该设计方法，在防窥状态下，显示装置只能满足一个方向上的防窥与共享切换，与其垂直的方向永远为共享状态，例如对于显示器产品，其防窥共享可切换角度为水平方向上可切换，在竖直方向上永远为共享状态。而在实际生活中，各种显示产品主要的防窥方向也是单一方向(水平方向或者竖直方向)，因此该设计完全满足人们的防窥显示需求。

进一步地，在本实施方式中，设置液晶光栅层的步骤还可包括：采用TN型液晶偏转方式制成液晶光栅层的液晶层。基于上述步骤，在不加电情况下，液晶层为常白模式，可以认为其光栅不工作，此时显示装置可以认为是背光层与显示层组成的近似的贴合结构，与传统显示器件的结构没有明显差异，不影响观看角度与观看效果。当施加电压信号时，液晶层的部分区域的液晶发生偏转，宏观表现为对应各光栅的区域由白色变为黑色，出现光栅黑条，起到遮挡背光的作用，使得背光在特定区域发出，经过显示层的BM遮挡，使得光线在特定区域沿着特定角度出射，最终在一定范围内可见，实现防窥显示。

进一步地，在本实施方式中，设置液晶光栅层的步骤还可包括：在液晶层中设置电极，并将电极经外围走线连接于外部电路。据此，控制信号可以电压信号的形式由外部电路经外围走线传导至电极并施加在液晶层上，从而控制液晶光栅层的多条光栅在黑色和白色之间的转换。

进一步地，在本实施方式中，将液晶光栅层配置于显示层的步骤还可包括：当显示层为LCD层时，是将液晶光栅层配置在LCD层的相对于一背光层的一侧。即，当显示装置为LCD显示器时，由于其具有LCD层和背光层，且LCD层不自主发光，故将液晶光栅层配置在LCD层与背光层之间。对应地，在其他实施方式中，当显示器为其他类型时，即显示层为自发光的类型时，是将液晶光栅层配置在显示层的出光方向的一侧，即朝向人眼的一侧。

进一步地，在本实施方式中，将液晶光栅层配置于显示层的步骤还可包括：利用透明粘合材料(例如玻璃胶)将液晶光栅层与显示层整面贴合固定。

进一步地，在本实施方式中，将液晶光栅层配置于显示层的步骤还可包括：根据液晶光栅层和显示层的像素大小、开口率和开口位置，相匹配地对液晶光栅层与显示层之间的间距进行计算和配置。其中，液晶光栅层与显示层之间的间距可以通过调整两者之间的粘合材料的厚度实现。

综上所述，本发明提出一种防窥显示装置及防窥显示方法，利用在显示层一侧设置液晶光栅层，即在现有结构上仅增加液晶光栅层一个器件结构，即可实现显示装置的防窥功能，且装置结构简单，厚度较薄，成本增加较少。

以上详细地描述和/或图示了本发明提出的防窥显示装置及防窥显示方法的示例性实施方式。但本发明的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

虽然已根据不同的特定实施例对本发明提出的防窥显示装置及防窥显示方法进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本发明的实施进行改动。