一种防窥器件、显示装置和防窥方法与流程

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种防窥器件、显示装置和防窥方法。

背景技术：

随着显示技术的发展，越来越多的人会携带移动产品在公共场所进行阅读、学习或者办公等，防窥显示装置的需求也越来越大。

技术实现要素：

为了解决上述问题至少之一，本发明第一方面提供一种防窥器件，包括

第一基板，设置在所述第一基板上的第一电极和第一介质层；

第二基板，设置在所述第二基板上的第二电极和第二介质层，所述第二介质层和第一介质层相对设置；以及

密封于所述第一介质层和第二介质层之间的介电液体；

所述第一电极和第二电极之间的电压差形成电场，所述电场驱动所述介电液体移动生成多个液滴并形成光栅。

进一步的，所述第二电极包括多个间隔设置的第一电极条，调整施加在不同所述第一电极条上的电压以驱动对应的介电液体移动生成多个液滴并形成节距可变的光栅。

进一步的，所述第二电极包括多个独立的区域，每个区域包括多个间隔设置的第二电极条，调整施加在不同所述区域的第二电极条的电压以驱动对应的介电液体移动生成多个液滴并形成分区域设置的不同节距的光栅。

进一步的，所述防窥器件还包括密封于所述第一介质层和第二介质层之间的透明的辅助液体，所述辅助液体与所述介电液体不相溶。

进一步的，还包括控制器，响应于外部信号控制施加在所述第一电极和第二电极上的电压以调整所述光栅的节距。

本发明第二方面提供一种显示装置，包括显示模组和位于所述显示模组出光侧的如第一方面所述的防窥器件；

所述防窥器件的第一电极和第二电极之间的电压差形成电场，所述电场驱动所述防窥器件的介电液体移动生成多个液滴并形成光栅，所述光栅包括透光区域和不透光区域，所述显示模组发出的光被所述不透光区域遮挡以滤除预设角度的光线。

进一步的，所述显示模组为包括显示面板和背光源的液晶显示模组，所述防窥器件位于所述显示面板和背光源之间；

所述背光源发出的光线被所述不透光区域遮挡以滤除预设角度的光线，其余光线通过显示面板射出。

进一步的，

所述显示装置还包括分别为所述防窥器件的第一电极和第二电极供电的第一柔性电路板；

或者

所述显示装置还包括为所述显示面板供电的第二柔性电路板，分别为所述防窥器件的第一电极和第二电极供电的第三柔性电路板，所述第三柔性电路板与所述第二柔性电路板连接；

或者

所述显示装置还包括为所述背光源供电的第四柔性电路板，分别为所述防窥器件的第一电极和第二电极供电的第五柔性电路板，所述第五柔性电路板与所述第四柔性电路板连接；

或者

所述显示装置还包括分别为所述背光源、所述防窥器件的第一电极和第二电极供电的第六柔性电路板。

进一步的，所述显示模组为电致发光二极管显示模组；

所述电致发光二极管显示模组发出的光线被所述不透光区域遮挡以滤除预设角度的光线。

进一步的，

所述显示装置还包括分别为所述防窥器件的第一电极和第二电极供电的第七柔性电路板；

或者

所述显示装置还包括为所述电致发光二极管显示模组供电的第八柔性电路板，分别为所述防窥器件的第一电极和第二电极供电的第九柔性电路板，所述第九柔性电路板与所述第八柔性电路板连接；

或者

所述显示装置还包括分别为所述电致发光二极管显示模组、所述防窥器件的第一电极和第二电极供电的第十柔性电路板。

本发明第三方面提供一种利用第二方面所述的显示装置的防窥方法，包括：

向所述防窥器件的第一电极和第二电极施加电压并形成电压差，使得所述介电液体移动生成多个液滴并形成光栅；

所述显示模组发出的光被所述光栅的不透光区域遮挡以滤除预设角度的光线。

进一步的，所述显示模组为包括显示面板和背光源的液晶显示模组；

所述显示模组发出的光被所述光栅的不透光区域遮挡以滤除预设角度的光线进一步包括：

所述背光源发出的光线被所述不透光区域遮挡以滤除预设角度的光线，其余光线通过显示面板射出。

进一步的，所述显示模组为电致发光二极管显示模组；

所述显示模组发出的光被所述光栅的不透光区域遮挡以滤除预设角度的光线进一步包括：

所述电致发光二极管显示模组发出的光线被所述不透光区域遮挡以滤除预设角度的光线。

本发明的有益效果如下：

本发明针对目前现有的问题，制定一种防窥器件、显示装置和防窥方法，通过介电液体形成的光栅能够滤除预设角度的光线从而实现防窥效果，有效提高现有技术中采用防窥膜的光效，具有广泛的应用前景。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出现有技术中显示装置的出射光线的角度；

图2示出现有技术中采用防窥膜的显示装置的出射光线的角度；

图3示出本发明的一个实施例所述防窥器件的结构示意图；

图4a-4c示出本发明的一个实施例所述加载在第一电极和第二电极的不同电压时的介电液体的示意图；

图5示出本发明的一个实施例所述防窥器件的模拟视角分布图；

图6示出现有技术中采用防窥膜的显示装置的模拟视角分布图；

图7示出本发明的一个实施例所述防窥器件的左视角示意图；

图8示出本发明的一个实施例所述防窥器件的右视角示意图；

图9示出本发明的一个实施例所述防窥器件的正视角示意图；

图10示出本发明的一个实施例所述显示装置的结构框图；

图11示出本发明的一个实施例所述显示装置的结构示意图；

图12a-12d示出本发明的一个实施例所述显示装置中防窥器件的供电和驱动电路的示意图；

图13示出本发明的另一个实施例所述显示装置的结构示意图；

图14a-14c示出本发明的另一个实施例所述显示装置中防窥器件的供电和驱动电路的示意图；

图15示出本发明的一个实施例所述防窥方法的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

现有技术中，如图1所示为传统显示屏光线出射区域的光线分布，在传统lcd显示模组的结构中，背光1发出的光线经显示屏2射出，由于光线是大角度出射，因此会形成一个较大范围的可视区域，导致显示屏显示的内容不仅目标用户可见，周围的无关用户也能够看见，从而影响了个人的隐私和体验。

如图2所示，现有技术中使用防窥膜技术解决上述问题，其原理在于防窥膜的膜材内部采用微米级百叶窗状遮光结构，该结构仅允许一定角度内的光线出射，其余大角度光线被吸收，从而遮蔽了大角度的出射光。图中显示模组中，背光1发出的光线经防窥膜3仅出射±30°的光、经显示屏2射出，能够实现较小范围的可视区域；但是，采用防窥膜方案时所述显示模组有将近50％的光损失，导致显示模组的光效过低，用户体验较差。

为解决上述问题至少之一，如图3所示，本发明的一个实施例提供了一种防窥器件，包括第一基板10，设置在所述第一基板10上的第一电极11和第一介质层12；第二基板20，设置在所述第二基板20上的第二电极21和第二介质层22，所述第二介质层22和第一介质层21相对设置；以及密封于所述第一介质层21和第二介质层22之间的介电液体31；所述第一电极11和第二电极21之间的电压差形成电场，所述电场驱动所述介电液体31移动生成多个液滴并形成光栅。

在一个具体的示例中，如图4a所示为所述防窥器件的初始状态，即未向第一电极11和第二电极21施加电压时，所述介电液体31平铺在第二介质层22上，与第二介质层22的接触角为0°，此时由于介电液体31的反射作用，底部入射的光线无法透过，即没有光线从防窥器件中射出。当分别向第一电极11和第二电极21上施加电压，所述第一电极11和第二电极21之间的电压差形成电场，介电液体31受到电场的影响与第二介质层22之间形成亲疏性的变化，与第二介质层22的竖直方向重合处表现为“亲水”性能，与第二介质层22的竖直方向无重合处表现为“疏水”性能，从而改变介电液体31在防窥器件内的形态和位置分布，如图4b所示，分别向第一电极11和第二电极21施加电压形成电场，介电液体31移动生成多个液滴，所述液滴与第二介质层22的接触角为α，所述防窥器件形成具有透明部分和不透明部分的光栅。此时，底部入射的光线经所述透明部分出射，其余光线经所述不透明部分的介电液体被反射而无法出射。所述介电液体可以采用具有对光线起反射作用且能够通过介电控制的油溶性液体。如图4c所示，当调整施加在第一电极11和第二电极21上的电压时，所述介电液体与第二介质层的亲疏性不同，形成的液滴不同，所述液滴与第二介质层22的接触角α不同，分布的位置不同，形成的光栅的节距也不同，从而控制光线路径的传播。在本实施例中，增加施加在第二电极21上的电压，所述接触角α增大。因此通过调整施加在第一电极11和第二电极21上的电压能够调整光线出射角度，当所述接触角α为45°时，形成准直型防窥器件。

值得说明的是，为避免影响显示效果，所述防窥器件的第一基板、第二基板、第一电极、第二电极、第一介质层和第二介质层均为透明材质，本领域技术人员应当根据实际应用需求选择适当的材料以满足显示功能，在此不再赘述。

如图5所示为采用本实施例的防窥器件的模拟视角分布图，为±20°之间的高斯分布，相比于如图6所示的采用传统防窥膜的模拟视角分布图，本实施能够满足防窥角度要求。

综上所述，本实施例通过控制施加在第一电极和第二电极之间的电压改变介电液体与第二介质层的亲疏性，控制介电液体形成位置可变、接触角度可变的液滴，从而形成具有光栅性能的防窥器件。同时，所述防窥器件在实现减小视角范围效果的基础上，入射的光线不存在采用防窥膜产生的吸收损失，即提高防窥器件亮度的同时能够增强视觉效果，有效提高用户的使用体验。

为了更方便地调整第一电极和第二电极之间的电压差，在一个可选的实施例中，所述第二电极包括多个间隔设置的第一电极条，调整施加在不同所述第一电极条上的电压以驱动对应的介电液体移动生成多个液滴并形成节距可变的光栅。即所述第一电极条相互独立，各第一电极条上施加的电压可单独控制，所述第一电极21可以为一体的公共电极。向所述第一电极条施加不同的电压则在使第一电极11和第二电极21之间产生不同的电场，介电液体31在不同电场的驱动下移动，形成液滴，各液滴之间的节距可变。

如图7-9所示，通过控制施加在第一电极和第二电极之间的电压差控制介电液体的分布和形成的液滴与第二介质层的接触角，从而实现对入射光线的角度控制。

具体的，如图7所示，控制施加在第一电极和第二电极之间的电压，所述介电液体形成如图4b所示的液滴，入射所述防窥器件的光线通过防窥器件的光栅的透明部分根据接触角α按照预定角度射出，其余部分光线由于介电液体的遮挡反射回去，从而形成左视角指向射出光线。

同理，如图8所示，通过控制施加在第一电极和第二电极之间的电压控制所述介电液体的位置分布和接触角α，形成右视角指向射出光线。

考虑到利用防窥器件调整不同区域的光栅节距，在另一个可选的实施例中，所述第二电极包括多个独立的区域，每个区域包括多个间隔设置的第二电极条，调整施加在不同所述区域的第二电极条的电压以驱动对应的介电液体移动生成多个液滴并形成分区域设置的不同节距的光栅。即通过设置区域，控制施加在各区域的第二电极条上的电压，例如在防窥器件的两侧设置第一区域，节距设置的较小则透过的光线较少，而在防窥器件的中心设置第二区域，节距设置的较大则透过的光线较多，通过划分第一区域和第二区域实现不同区域的光栅节距不同，从而更加灵活地控制防窥器件。

具体的，如图9所示，所述防窥器件包括位于中心位置的第一区域和位于边缘位置第二区域和第三区域，分别控制施加在第一区域、第二区域和第三区域的各第二电极条上的电压，使得各区域中介电液体形成的液滴的位置分布和接触角α不同。例如，在本实施例中，在所述第一区域的第二电极条上施加5v电压，介电液体形成的液滴的接触角α为45度，入射所述第一区域的光线90度射出防窥器件。同理，在所述第二区域的第二电极条上分别施加2.5v电压使得入射所述第二区域的光线呈45度射出防窥器件，即以右视角指向射出光线；同时在所述第三区域的第二电极条上分别施加与所述第二区域的第二电极条对应的电压使得入射所述第三区域的光线呈135度射出防窥器件，即以左视角指向射出光线。在本实施例中，通过分区域控制施加在各区域的第二电极条上的电压控制施加在所述第一电极和第二电极之间的电压差，所述介电液体按照不同区域形成分布位置不同、接触角不同的液滴，入射所述防窥器件的光线形成正视角指向射出光线。

为了进一步加强介电液体对第二介质层的亲疏性，在一个可选的实施例中，如图3所示，所述防窥器件还包括密封于所述第一介质层和第二介质层之间的透明的辅助液体32，所述辅助液体32与所述介电液体不相溶。

具体的，所述辅助液体32为与介电液体不相容的水或其它透明液体，用于在介电液体形成的液滴的接触角变更时起辅助变化作用。例如在第一电极和第二电极形成的电场中，所述辅助液体32能够促进介电液体分开形成独立的液滴，同时还能够对所述介电液体形成保护。

在一个可选的实施例中，所述防窥器件还包括控制器，响应于外部信号控制施加在所述第一电极和第二电极上的电压以调整所述光栅的节距。即所述防窥器件还能够接收外部信号，所述外部信号可以为来自设置在防窥器件上的调节按钮，通过调节按钮设置防窥角度以调节加载在所述第一电极和第二电极上的电压从而调整所述介电液体形成的光栅的节距；还可以为来自外部设备的调节信号，例如来自与所述防窥器件配套使用的显示装置上的应用软件，通过应用软件设置防窥器件的防窥角度以调节加载在所述第一电极和第二电极上的电压从而调整所述介电液体形成的光栅的节距。

基于上述防窥器件，如图10所示，本发明的一个实施例提供了一种显示装置，包括显示模组和位于所述显示模组出光侧的上述防窥器件；所述防窥器件的第一电极和第二电极之间的电压差形成电场，所述电场驱动所述防窥器件的介电液体移动生成多个液滴并形成光栅，所述光栅包括透光区域和不透光区域，所述显示模组发出的光被所述不透光区域遮挡以滤除预设角度的光线。

具体的，所述防窥器件位于所述显示模组的出光侧，则入射防窥器件的光线经防窥器件滤除大角度光线，保留±20°的出射光线，从而实现该显示装置的防窥效果，有效保护用户的隐私。

在一个可选的实施例中，如图11所示，所述显示模组为包括显示面板和背光源的液晶显示模组，所述防窥器件位于所述显示面板和背光源之间；所述背光源50发出的光线被所述不透光区域遮挡以滤除预设角度的光线，其余光线通过显示面板射出。即液晶显示装置中，所述防窥器件位于显示面板和背光源之间以实现液晶显示模组的防窥效果。

具体的，如图11所示，所述显示模组包括液晶显示面板和背光源50，所述液晶显示面板包括下基板41、上基板43和位于下基板与上基板之间的液晶分子42。所述防窥器件接收背光源50出射的光线，向所述第一电极11和第二电极21施加电压，介电液体31形成多个液滴，所述光线中的部分经所述防窥器件的光栅的透明部分射出，经液晶显示面板射出，其余光线经所述防窥器件的光栅的不透明部分反射被滤除，从而实现对显示装置的大角度光线的屏蔽。

考虑到显示装置中防窥器件的供电电路和驱动方式，具体包括以下实施方式：

实施方式一，如图12a所示，所述显示装置还包括分别为所述防窥器件的第一电极和第二电极供电的第一柔性电路板。具体的，所述显示装置包括盖板111、oca胶112、上偏光片113、彩膜基板114、阵列基板115、下偏光片116、防窥器件117、背光源118、ic驱动119和第一柔性电路板201。所述防窥器件的第一电极和第二电极的供电线和驱动信号线分别通过第一柔性电路板201单独引出。

实施方式二，如图12b所示，所述显示装置还包括为所述显示面板供电的第二柔性电路板，分别为所述防窥器件的第一电极和第二电极供电的第三柔性电路板，所述第三柔性电路板与所述第二柔性电路板连接。具体的，所述显示装置还包括为所述显示面板供电的第二柔性电路板202和为防窥器件供电的第三柔性电路板203。所述防窥器件的第一电极和第二电极的供电线和驱动信号线分别通过第三柔性电路板203引出至为显示面板供电的第二柔性电路板202，所述防窥器件的供电电路和驱动方式与所述显示面板相关。

实施方式三，如图12c所示，所述显示装置还包括为所述背光源供电的第四柔性电路板，分别为所述防窥器件的第一电极和第二电极供电的第五柔性电路板，所述第五柔性电路板与所述第四柔性电路板连接。具体的，所述显示装置还包括为所述背光源供电的第四柔性电路板204和为防窥器件供电的第五柔性电路板205。所述防窥器件的第一电极和第二电极的供电线和驱动信号线分别通过第五柔性电路板205引出至为所述背光源供电的第四柔性电路板204，所述防窥器件的供电电路和驱动方式与所述背光源相关。

实施方式四，如图12d所示，所述显示装置还包括分别为所述背光源、所述防窥器件的第一电极和第二电极供电的第六柔性电路板。具体的，所述显示装置还包括为所述背光源和防窥器件同时供电的第六柔性电路板206。所述防窥器件的第一电极和第二电极的供电线和驱动信号线分别连接至所述背光源，引出至为所述背光源供电的第六柔性电路板206。换句话说，所述防窥器件和背光源共用第六柔性电路板206。

在另一个可选的实施例中，如图13所示，所述显示模组为电致发光二极管显示模组70；所述电致发光二极管显示模组发出的光线被所述不透光区域遮挡以滤除预设角度的光线。即电致发光二极管显示装置中，所述防窥器件位于电致发光二极管显示模组的出光侧以实现液晶显示模组的防窥效果。

考虑到显示装置中防窥器件的供电电路和驱动方式，具体包括以下实施方式：

实施方式五，如图14a所示，所述显示装置还包括分别为所述防窥器件的第一电极和第二电极供电的第七柔性电路板。具体的，所述显示装置包括防窥器件311、电致发光二极管显示模组312和第七柔性电路板207。所述防窥器件的第一电极和第二电极的供电线和驱动信号线分别通过第七柔性电路板207单独引出。

实施方式六，如图14b所示，所述显示装置还包括为所述电致发光二极管显示模组供电的第八柔性电路板，分别为所述防窥器件的第一电极和第二电极供电的第九柔性电路板，所述第九柔性电路板与所述第八柔性电路板连接。具体的，所述显示装置还包括为所述电致发光二极管显示模组供电的第八柔性电路板208和为防窥器件供电的第九柔性电路板209。所述防窥器件的第一电极和第二电极的供电线和驱动信号线分别通过第九柔性电路板209引出至为所述电致发光二极管显示模组供电的第八柔性电路板208，所述防窥器件的供电电路和驱动方式与所述电致发光二极管显示模组相关。

实施方式七，如图14c所示，所述显示装置还包括分别为所述电致发光二极管显示模组、所述防窥器件的第一电极和第二电极供电的第十柔性电路板。具体的，所述显示装置还包括为所述电致发光二极管显示模组和防窥器件同时供电的第十柔性电路板210。所述防窥器件的第一电极和第二电极的供电线和驱动信号线分别连接至所述电致发光二极管显示模组，引出至为所述电致发光二极管显示模组供电的第十柔性电路板210。换句话说，所述防窥器件和电致发光二极管显示模组共用第十柔性电路板210。

与上述实施例提供的显示装置相对应，本申请的一个实施例还提供一种利用上述显示装置的防窥方法，由于本申请实施例提供的防窥方法与上述几种实施例提供的显示装置相对应，因此在前述实施方式也适用于本实施例提供的防窥方法，在本实施例中不再详细描述。

如图15所示，本申请的一个实施例还提供一种利用上述显示装置的防窥方法，包括：向所述防窥器件的第一电极和第二电极施加电压并形成电压差，使得所述介电液体移动生成多个液滴并形成光栅；所述显示模组发出的光被所述光栅的不透光区域遮挡以滤除预设角度的光线。

在一个可选的实施例中，所述显示模组为包括显示面板和背光源的液晶显示模组；所述显示模组发出的光被所述光栅的不透光区域遮挡以滤除预设角度的光线进一步包括：所述背光源发出的光线被所述不透光区域遮挡以滤除预设角度的光线，其余光线通过显示面板射出。

在另一个可选的实施例中，所述显示模组为电致发光二极管显示模组；所述显示模组发出的光被所述光栅的不透光区域遮挡以滤除预设角度的光线进一步包括：所述电致发光二极管显示模组发出的光线被所述不透光区域遮挡以滤除预设角度的光线。

本发明针对目前现有的问题，制定一种防窥器件、显示装置和防窥方法，通过介电液体形成的光栅能够滤除预设角度的光线从而实现防窥效果，有效提高现有技术中采用防窥膜的光效，具有广泛的应用前景。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。