一种显示装置的制作方法

本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置。

背景技术：

液晶显示器是目前使用规模最大的显示器件，其具有色域高、轻薄、响应时间快等优点，在理论研究和实际工艺方面，技术都非常成熟。基于现有液晶显示器的结构，可开发出更多的应用模式，例如，3D显示、双视显示、防窥显示等等。

对于防窥显示，现有技术是在液晶显示器的表面贴附防窥膜，但贴有防窥膜的液晶显示器只能处于显示防窥模式，若要使液晶显示器在防窥模式和非防窥模式之间切换，则需在液晶显示器中设置控制器件，以控制液晶显示器进行显示模式的切换，整体结构较复杂。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供一种显示装置，可在不增加控制器件的情况下，即可实现防窥模式和非防窥模式的切换。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

提供一种显示装置，包括：背光调整结构，用于发出光线，并使所述光线沿预设方向射向显示面板；所述显示面板，设置于所述背光调整结构的出光侧，包括多个亚像素单元和透镜层；每个所述亚像素单元包括第一子亚像素单元和第二子亚像素单元，所述透镜层包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜用于使从所述第一子亚像素单元出射的光线为发散光，所述第二透镜用于使从所述第二子亚像素单元出射的光线为防窥光。

优选的，所述预设方向与所述显示面板的厚度方向相同。

优选的，所述第一透镜和所述第二透镜为凸透镜或凹透镜，所述第一透镜的曲率半径小于所述第二透镜的曲率半径。

优选的，还包括彩色滤光层，所述彩色滤光层包括与多个色阻单元，每个色阻单元与一个所述亚像素单元对应；其中，一个色阻单元包括第一子色阻单元和第二子色阻单元，所述第一子色阻单元与所述第一子亚像素单元对应，所述第二子色阻单元与所述第二子亚像素单元对应。

进一步优选的，所述第一子色阻单元和所述第二子色阻单元之间设有黑矩阵。

优选的，所述透镜层设置于所述彩色滤光层靠近所述背光调整结构一侧；或者，所述透镜层设置于所述彩色滤光层远离所述背光调整结构一侧。

进一步优选的，在所述透镜层设置于所述彩色滤光层靠近所述背光调整结构一侧的情况下，所述透镜层与所述彩色滤光层直接接触。

优选的，所述背光调整结构包括导光板、设置于所述导光板相对两侧的第一光源和第二光源、与所述第一光源和所述第二光源对应的耦合镜、沿垂直于所述导光板厚度方向交替设置于所述导光板出光侧的第一衍射光栅和第二衍射光栅、以及设置于所述第一衍射光栅和第二衍射光栅远离所述导光板一侧的透光层；所述透光层的折射率小于所述导光板的折射率，所述耦合镜用于使从所述第一光源和所述第二光源发出的光在所述导光板内分别以相同角度发生全反射，所述第一光源发出的光由第一衍射光栅以所述预设方向取出并经第一透镜出射，所述第二光源发出的光由第二衍射光栅以所述预设方向取出并经第二透镜出射。

进一步优选的，还包括阵列基板，所述阵列基板包括衬底，所述导光板用作所述衬底。

本实用新型实施例提供一种显示装置，包括背光调整结构和显示面板，背光调整结构发出光线，并使光线沿预设方向射向显示面板，其中，由显示面板的第一透镜经过的光线，从第一子亚像素单元出射为发散光，以在背光调整结构发出的光线可由第一透镜经过的情况下，使显示装置处于非防窥模式；由显示面板的第二透镜经过的光线，从第二子亚像素单元出射为防窥光，以在背光调整结构发出的光线仅由第二透镜经过的情况下，使显示装置处于防窥模式，这样一来，在不增加控制器件的情况下，仅需使从背光调整结构出射的光线从第一透镜和/或第二透镜出射，即可实现防窥模式和非防窥模式的切换。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种显示装置的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的一种显示装置的俯视示意图；

图3a为本实用新型实施例提供的一种第一透镜的结构示意图一；

图3b为本实用新型实施例提供的一种第一透镜的结构示意图二；

图3c为本实用新型实施例提供的一种第一透镜的结构示意图三；

图3d为本实用新型实施例提供的一种第一透镜的结构示意图四；

图4a为本实用新型实施例提供的一种第二透镜的结构示意图一；

图4b为本实用新型实施例提供的一种第二透镜的结构示意图二；

图4c为本实用新型实施例提供的一种第二透镜的结构示意图三；

图4d为本实用新型实施例提供的一种第二透镜的结构示意图四；

图5为本实用新型实施例提供的一种光线在显示面板中的光路图；

图6为本实用新型实施例提供的一种显示装置的结构示意图二。

附图标记：

10-背光调整结构；11-导光板；121-第一光源；122-第二光源；13-耦合镜；141-第一衍射光栅；142-第二衍射光栅；15-透光层；20-显示面板；21-透镜层；211-第一透镜；212-第二透镜；22-亚像素单元；221-第一子亚像素单元；222-第二子亚像素单元；23-彩色滤光层；231-色阻单元；2311-第一子色阻单元；2312-第二子色阻单元；24-黑矩阵；25-像素电极；26-液晶层；27-公共电极；28-平坦层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供一种显示装置，如图1和图2所示，包括：背光调整结构10，用于发出光线(图1中的带箭头虚线)，并使光线沿预设方向射向显示面板20；显示面板20，设置于背光调整结构10的出光侧，包括多个亚像素单元22和透镜层21；每个亚像素单元22包括第一子亚像素单元221和第二子亚像素单元222，透镜层21包括第一透镜211和第二透镜212，第一透镜211用于使从第一子亚像素单元221出射的光线为发散光，第二透镜212用于使从第二子亚像素单元222出射的光线为防窥光。

需要说明的是，第一，不对预设方向进行限定，只要光线从背光调整结构10出射后，从第一子亚像素单元221出射的光线为发散光，从第二子亚像素单元222出射的光线为防窥光即可。

此处，优选所述预设方向与显示面板20的厚度方向相同，即，从背光调整结构10射出的光线竖直射向显示面板20，这样一来，可以避免显示装置两侧的视角不同的问题。

当然，在合理的接受范围内，从背光调整结构10射出的光线也可以与竖直方向有(0°，5°]的偏差，本实用新型实施例对此不进行限定。

第二，若从第一子亚像素单元221出射发散光，则显示装置处于非防窥模式，在大视角情况下，用户也可以看到显示装置显示的画面。

此时，第二子亚像素单元222可以出射防窥光，也可以不出射防窥光。

若在第一子亚像素单元221不出射发散光的情况下，从第二子亚像素单元222出射防窥光，则显示装置处于防窥模式，用户仅能在较小视角下观看显示装置显示的画面，在大视角情况下，用户不能看到显示装置显示的画面。

此处，视角是指：用户观看显示画面时，用户的视线与垂直于显示面的方向之间的夹角(锐角或直角)。进一步的，大视角则是用户的视线与垂直于显示面的方向之间的夹角较大，例如，用户的视线与垂直于显示面的方向之间的夹角为60°。

第三，不对第一透镜211和第二透镜212的形状进行限定，只要第一透镜211可以使第一子亚像素单元221出射发散光，以使得显示装置处于非防窥模式，第二透镜212可以使第二子亚像素单元222出射防窥光，以使得显示装置处于防窥模式即可。

第四，从透镜层21出射的光线，可以再次进入显示装置的其他膜层，也可以直接进入空气，对此不进行限定，以显示装置的具体结构为准。

第五，不对透镜层21的材料进行限定，只要以预设方向入射到第一透镜211的光线，以发散光从第一透镜211出射到显示装置的其他膜层或空气，而非在第一透镜211内发生全反射即可；只要以预设方向入射到第二透镜212的光线，以防窥光从第二透镜212出射到显示装置的其他膜层或空气，而非在第二透镜212内发生全反射即可。例如，第一透镜211和第二透镜212的材料可以是树脂。

此处，从透镜层21出射的光线，不论是进入显示装置的其他膜层，还是直接进入空气，优选显示装置的其他膜层或空气对发散光或防窥光的方向的影响较小时，第一透镜211、第二透镜212(以及显示装置的其他膜层)所用的材料为准。

第六，多个亚像素单元22可以互为红色亚像素单元、绿色亚像素单元、蓝色亚像素单元；或者，可互为红色亚像素单元、绿色亚像素单元、蓝色亚像素单元、白色亚像素单元；或者，品红亚像素单元、青色亚像素单元、黄色亚像素单元；或者，品红亚像素单元、青色亚像素单元、黄色亚像素单元、白色亚像素单元。

本实用新型实施例提供一种显示装置，包括背光调整结构10和显示面板20，背光调整结构10发出光线，并使光线沿预设方向射向显示面板20，其中，由显示面板20的第一透镜211经过的光线，从第一子亚像素单元221出射为发散光，以在背光调整结构10发出的光线可由第一透镜211经过的情况下，使显示装置处于非防窥模式；由显示面板20的第二透镜212经过的光线，从第二子亚像素单元222出射为防窥光，以在背光调整结构10发出的光线仅由第二透镜212经过的情况下，使显示装置处于防窥模式，这样一来，在不增加控制器件的情况下，仅需使从背光调整结构10出射的光线从第一透镜211和/或第二透镜212出射，即可实现防窥模式和非防窥模式的切换。

优选的，如图3a-4d所示，第一透镜211和第二透镜212为凸透镜或凹透镜，第一透镜211的曲率半径小于第二透镜212的曲率半径(图3a-4d中带箭头的实线是光线的传输方向)。

其中，图3a和图3b是形状为凸透镜的第一透镜211，图3c和图3d是形状为凹透镜的第一透镜211；图4a和图4b是形状为凸透镜的第二透镜212，图4c和图4d是形状为凹透镜的第二透镜212。

如图6所示，考虑到凸透镜和凹透镜均包括曲面，在制备显示装置时，需在透镜层21具有曲面一侧设置平坦层28，为了使显示装置尽可能薄，优选采用图3b和图3d作为第一透镜211、采用图4b和图4d作为第二透镜212。

需要说明的是，第一，本领域的技术人员应该知道，凸透镜和凹透镜的焦距与其曲率半径有关，凸透镜和凹透镜的曲率半径越大，其焦距越大，焦距越大，光线越不容易发散。

第二，第一透镜211的曲率半径与显示装置处于非防窥模式时的最大视角、第一透镜211的折射率、光线从第一透镜211出射后进入的膜层的折射率、以及第一透镜211的长轴的长度有关。

第二透镜212的曲率半径与显示装置处于防窥模式时的最大视角、第二透镜212的折射率、光线从第二透镜212出射后进入的膜层的折射率、以及第二透镜212的长轴的长度有关。

具体的，如图5所示，已知显示装置处于非防窥模式或非防窥模式时的最大视角为θ，第一透镜211和第二透镜212的折射率n1，光线从第一透镜211或第二透镜212出射后先进入彩色滤光层23，之后，从彩色滤光层23出射进入空气，其中，彩色滤光层23的折射率n2，空气的折射率n3＝1，第一透镜211和第二透镜212的长轴的长度为2r，求第一透镜211和第二透镜212的曲率半径R(图5中带箭头的实线是光线的传输方向)。

根据折射率公式得到光线在彩色滤光层23中的角度由图5可以看出，结合透镜的焦距公式可以得出，

示例的，假设n1＝2.2，n2＝1.4，显示装置处于非防窥模式时，最大视角为θ＝60°，则可根据公式计算得出进一步的，

假设n1＝2.2，n2＝1.4，显示装置处于防窥模式时，最大视角为θ＝30°，则可根据公式计算得出进一步的，

本实用新型实施例中，利用凸透镜或凹透镜作为第一透镜211和第二透镜212，仅需通过调整凸透镜或凹透镜的曲率半径，即可得到不同焦距的第一透镜211和第二透镜212，进而根据第一透镜211和第二透镜212焦距的不同，使经过第一透镜211的光线为发散光，经过第二透镜212的光线为防窥光。

优选的，如图5和图6所示，显示装置还包括彩色滤光层23，彩色滤光层23包括与多个色阻单元231，每个色阻单元231与一个亚像素单元22对应；其中，一个色阻单元231包括第一子色阻单元2311和第二子色阻单元2312，第一子色阻单元2311和第二子色阻单元2312之间设有黑矩阵24，第一子色阻单元2311与第一子亚像素单元221对应，第二子色阻单元2312与第二子亚像素单元222对应。

此处，本领域的技术人员应该知道，相邻色阻单元231之间设有黑矩阵24。

需要说明的是，第一子色阻单元2311与第二子色阻单元2312之间，可以设置黑矩阵24，也可以不设置黑矩阵24。

当第一子色阻单元2311与第二子色阻单元2312之间设置黑矩阵24时，可以防止一个亚像素单元22中，应射向第二子色阻单元2312的少量光线射向第一子色阻单元2311，进而实现更好的防窥效果。

因此，本实用新型实施例优选在第一子色阻单元2311与第二子色阻单元2312之间设置黑矩阵24，至于沿第一子色阻单元2311指向第二子色阻单元2312的方向，第一子色阻单元2311与第二子色阻单元2312之间的黑矩阵24的宽度，与透镜层21的设置位置、以及从背光调整结构10出射的光线的预设方向有关，本实用新型实施例对此不进行限定。

本实用新型实施例中，通过将一个彩色滤光层23中的一个色阻单元231划分成第一子色阻单元2311和第二子色阻单元2312，并使第一子色阻单元2311与第一子亚像素单元221对应、第二子色阻单元2312与第二子亚像素单元222对应，这样一来，对于同一帧图像，显示装置不论处于防窥模式还是非防窥模式，显示的画面均相同。

进一步优选的，如图6所示，透镜层21设置于彩色滤光层23靠近背光调整结构10一侧；或者，透镜层21设置于彩色滤光层23远离背光调整结构10一侧。

需要说明的是，透镜层21可以与彩色滤光层23直接接触，也可以与彩色滤光层23间隔设置。

此处，在透镜层21设置于彩色滤光层23靠近背光调整结构10一侧时，为了避免光线经过透镜层21后，因角度过大而进入相邻亚像素单元22造成串色，或者，因角度过大而被相邻亚像素单元22之间的黑矩阵24吸收，使得显示装置的亮度降低，本实用新型优选在透镜层21设置于彩色滤光层23靠近背光调整结构10一侧的情况下，透镜层21与彩色滤光层23直接接触。

优选的，如图6所示，背光调整结构10包括导光板11、设置于导光板11相对两侧的第一光源121和第二光源122、与第一光源121和第二光源122对应的耦合镜13、沿垂直于导光板11厚度方向交替设置于导光板11出光侧的第一衍射光栅141和第二衍射光栅142、以及设置于第一衍射光栅141和第二衍射光栅142远离导光板11一侧的透光层15；透光层15的折射率小于导光板11的折射率，耦合镜13用于使从第一光源121和第二光源122发出的光在所述导光板11内分别以相同角度发生全反射，所述第一光源121发出的光(图6中带箭头的实线)由第一衍射光栅141以所述预设方向取出并经第一透镜211出射，所述第二光源122发出的光(图6中带箭头的虚线)由第二衍射光栅142以所述预设方向取出并经第二透镜212出射。

此处，显示装置可以是液晶显示器，背光调整结构10可以作为液晶显示器的背光模组。

需要说明的是，第一，本领域的技术人员应该知道，光线发生全反射的条件有两个，第一，光线由光密介质射向光疏介质；第二，光线在光密介质的入射角大于临界角。

基于此，“透光层15的折射率小于导光板11的折射率，耦合镜13用于使从第一光源121和第二光源122发出的光在所述导光板11内分别以相同角度发生全反射”是指：由于透光层15的折射率小于导光板11的折射率，且耦合镜13使光线以特定角度进入导光板11，该特定角度大于临界角，因此，光线以该特定角度在导光板11内发生全反射。

其中，为了使第一衍射光栅141从导光板11中取出的所有光线的角度相同，第一光源121发出的光经过耦合镜13后，均以相同角度在导光板11内发生全反射；为了使第二衍射光栅142从导光板11中取出的所有光线的角度相同，第二光源122发出的光经过耦合镜13后，均以相同角度在导光板11内发生全反射。

第二，不对透光层15的结构进行限定，只要透光层15的折射率小于导光板11的折射率，且透光层15可以使光透过即可。

此处，考虑到第一衍射光栅141和第二衍射光栅142具有一定的图案，需在第一衍射光栅141和第二衍射光栅142远离导光板11一侧设置平坦层，因此，优选设置在第一衍射光栅141和第二衍射光栅142远离导光板11一侧的平坦层为透光层15。

第三，从第一光源121和第二光源122发出的、在导光板11中发生全反射的光线，可以由第一衍射光栅141和第二衍射光栅142取出，并以所述预设方向射向显示面板20。其中，可以通过调整第一衍射光栅141和第二衍射光栅142的光栅周期，使得光线从所述预设方向射向显示面板20。

本实用新型实施例中，通过第一光源121、耦合镜13、导光板11、第一衍射光栅141、以及透光层15的组合，可以使从第一光源121发出的光线以所述预设方向射出，并经第一透镜211以发散光出射；通过第二光源122、耦合镜13、导光板11、第二衍射光栅142、以及透光15的组合，可以使从第二光源122发出的光线以所述预设方向射出，并经第二透镜212以防窥光出射，这样一来，当显示装置开启防窥模式时，仅需打开第二光源122即可，当显示装置开启非防窥模式时，可仅打开第一光源121、或打开第一光源121和第二光源122，切换方法简单，易操作。

优选的，如图6所示，显示装置还包括阵列基板，所述阵列基板包括衬底，导光板11用作所述衬底。

此外，当显示装置为液晶显示器时，显示装置还包括与阵列基板相对设置的对盒基板、设置于阵列基板与对盒基板之间的液晶层26、以及上偏光片和下偏光。下偏光片可以设置在耦合镜13与导光板11之间，也可以是金属线栅偏光片，设置于透光层15远离导光板11一侧；上偏光片设置于对盒基板远离阵列基板一侧。

显示装置还包括薄膜晶体管、像素电极25、公共电极27等。其中，薄膜晶体管和像素电极25设置在阵列基板上，如图6所示，薄膜晶体管(图6中未示出)和像素电极25依次设置在透光层15远离导光板11一侧；公共电极27可以设置在阵列基板上，也可以设置在彩膜基板上，与具体的液晶驱动方式有关，例如，液晶驱动方式为扭曲向列(Twisted Nematic，简称TN)型或垂直取向(Vertical Alignment，简称VA)型时，公共电极27设置在对盒基板上，晶驱动方式为高级超维场开关(ADvanced Super Dimension Switch，简称ADS)型或平面转换(In Plane Switch，简称IPS)型时，公共电极27设置在阵列基板上。

在此基础上，前述实施例提到的彩色滤光层23和黑矩阵24可以设置在阵列基板上，也可以设置在对盒基板上。

本实用新型实施例通过使背光调整结构10中的导光板11复用作阵列基板的衬底，可减小显示装置的厚度，有利于显示装置的薄型化设计。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。