一种显示装置及其制作方法与流程

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种显示装置及其制作方法。

背景技术：

随着显示技术的不断发展，人们对显示装置的性能要求越来越高，用户在使用显示装置时，希望个人信息的隐私性能够得到有效保护。

目前，通过在显示装置外设置一个防窥膜来实现隐私保护，防窥膜是利用百叶窗的遮光原理，将大角度的光线遮挡吸收，使小角度的光线透过，以起到防偷窥的作用。

但是，目前的通过防窥膜实现防偷窥的方法，由于将大角度的光线遮挡吸收，使得大角度的光线被损失掉，人眼接收到的光线只有一部分，大大降低了光能的利用率，为了满足显示装置的亮度使用需求，往往需要较高的功耗。

技术实现要素：

本发明提供一种显示装置及其制作方法，以解决现有的通过防窥膜实现防偷窥的方法降低光能的利用率，需要较高功耗的问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种显示装置，包括显示面板和设置在所述显示面板出光侧的光学调制组件，所述显示面板包括多个像素单元，所述光学调制组件包括与所述像素单元一一对应的光学调制单元，每个所述光学调制单元均包括多个棱镜；

所述棱镜，被配置为将所述像素单元发出的光线进行折射，以使折射后的光线以预设角度出射。

优选地，所述预设角度为从所述棱镜的出光面出射的光线与所述显示面板的法线之间的角度，且所述预设角度为0°至45°。

优选地，对于任意一个光学调制单元，当其中的任意两个棱镜与对应的像素单元沿第一方向的中心线之间的距离不同时，所述任意两个棱镜的指定夹角不同，所述指定夹角为所述棱镜的入光面与出光面之间的夹角。

优选地，对于任意一个光学调制单元，所述多个棱镜沿第二方向的水平长度均相同，且当任意两个棱镜与对应的像素单元沿所述第一方向的中心线之间的距离不同时，所述任意两个棱镜沿所述第一方向的垂直高度不同。

优选地，对于任意一个光学调制单元，所述多个棱镜沿所述第一方向的垂直高度均相同，且当任意两个棱镜与对应的像素单元沿所述第一方向的中心线之间的距离不同时，所述任意两个棱镜沿第二方向的水平长度不同。

优选地，当所述预设角度为0°时，所述棱镜沿所述第二方向的水平长度和所述棱镜沿所述第一方向的垂直高度需满足以下等式：

其中，l2为所述棱镜沿所述第二方向的水平长度，l1为所述棱镜与对应的像素单元沿所述第一方向的中心线之间的水平距离，h1为所述像素单元与所述棱镜沿所述第一方向之间的垂直距离，h2为所述棱镜沿所述第一方向的垂直高度，n1为光线在空气中的折射率，n2为光线在所述棱镜中的折射率。

优选地，所述棱镜沿所述第一方向的垂直高度为50μm至150μm。

优选地，对于任意一个光学调制单元，所述多个棱镜沿对应的像素单元的中心线对称设置，且所述中心线沿第一方向分布。

优选地，所述光学调制单元中的多个棱镜呈锯齿形排布。

优选地，所述显示面板为lcd(liquidcrystaldisplay，液晶显示器)显示面板或oled(organiclight-emittingdiode，有机发光二极管)显示面板。

为了解决上述问题，本发明还公开了一种显示装置的制作方法，包括：

提供一显示面板，所述显示面板包括多个像素单元；

在所述显示面板的出光侧形成光学调制组件，所述光学调制组件包括与所述像素单元一一对应的光学调制单元，每个所述光学调制单元均包括多个棱镜，以将所述像素单元发出的光线进行折射，使得折射后的光线以预设角度出射。

优选地，所述在所述显示面板的出光侧形成光学调制组件的步骤，包括：

在所述显示面板的出光侧涂覆光阻材料；

采用渐变透过率掩膜板将所述光阻材料制作形成多个光学调制单元；

其中，所述光学调制单元中的多个棱镜呈锯齿形排布；对于任意一个光学调制单元，所述多个棱镜沿第一方向的垂直高度均相同，且当任意两个棱镜与对应的像素单元沿所述第一方向的中心线之间的距离不同时，所述任意两个棱镜沿第二方向的水平长度不同。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

通过在显示面板的出光侧设置光学调制组件，光学调制组件包括与显示面板中的像素单元一一对应的光学调制单元，光学调制单元包括多个棱镜，被配置为将像素单元发出的光线进行折射，以使折射后的光线以预设角度出射。通过设置在显示面板出光侧的多个光学调制单元，且每个光学调制单元均包括多个棱镜，可精确控制光线的出射方向，将大角度的光线通过折射转换成以预设角度出射的光线，使得显示装置的观察视角变窄，起到防偷窥的作用，且由于大角度的光线也能被人眼接收到，可提高光线的利用率，降低显示装置的功耗。

附图说明

图1示出了本发明实施例的一种显示装置的结构示意图；

图2示出了本发明实施例的棱镜的结构示意图；

图3示出了本发明实施例的棱镜将像素单元发出的光线进行折射，以使折射后的光线以预设角度0°出射的示意图；

图4示出了本发明实施例的一种显示装置的制作方法的流程图；

图5示出了本发明实施例采用渐变透过率掩膜板对光阻材料进行曝光的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

参照图1，示出了本发明实施例的一种显示装置的结构示意图。

本发明实施例提供了一种显示装置，包括显示面板11和设置在显示面板11出光侧的光学调制组件12，显示面板11包括多个像素单元111，光学调制组件12包括与像素单元111一一对应的光学调制单元120，每个光学调制单元120均包括多个棱镜121；棱镜121，被配置为将像素单元111发出的光线进行折射，以使折射后的光线以预设角度出射。

在显示面板11中设置有多个像素单元111，用于发出对应颜色的光线，以使用户可以在显示面板11中看到显示的信息，通常，像素单元111发出的光线不仅包括小角度的光线，如光线的出射方向与显示面板11的法线之间的角度为10°，还包括大角度的光线，如光线的出射方向与显示面板的法线之间的角度为80°，当观察者所处的位置与显示面板11的法线之间的角度，位于像素单元111出射的光线范围内时，观察者会看到显示面板11上显示的信息，从而导致信息泄露。

本发明实施例在显示面板11的出光侧设置多个光学调制单元120，每个光学调制单元120均包括多个棱镜121，从像素单元111发出的光线入射至棱镜121的入光面，由于光线在棱镜121中的折射率与光线在空气中的折射率不同，因此，像素单元111发出的光线会在棱镜121的入光面发生折射，折射后的光线进入棱镜121中，并在棱镜121的出光面再次发生折射，进而从棱镜121的出光面以预设角度出射。

通过设置在显示面板11出光侧的多个光学调制单元120，且每个光学调制单元120均包括多个棱镜121，可精确控制光线的出射方向，将大角度的光线通过折射转换成以预设角度出射的光线，使得显示装置的观察视角变窄，起到防偷窥的作用；且由于大角度的光线也能被人眼接收到，可提高光线的利用率，降低显示装置的功耗。

其中，预设角度为从棱镜121的出光面出射的光线与显示面板11的法线之间的角度，且预设角度为0°至45°。

通过控制棱镜121的结构，可将预设角度控制在0°至45°之间，因此，当观察者所处的位置与显示面板11的法线之间的角度大于45°时，则不会接收到像素单元111出射的光线，即不会看到显示面板11上显示的信息，起到防偷窥的作用；一般，用户在使用显示装置时，用户所处的位置与显示面板11的法线之间的角度很小，一般会小于45°，因此，可接收到像素单元111出射的光线，即可以正常看到显示面板11上显示的信息。

具体的，对于任意一个光学调制单元120，当其中的任意两个棱镜121与对应的像素单元111沿第一方向的中心线s之间的距离不同时，任意两个棱镜121的指定夹角不同，指定夹角为棱镜121的入光面与出光面之间的夹角。

对于任意一个光学调制单元120，当其中的任意两个棱镜121与对应的像素单元111沿第一方向的中心线s之间的距离不同时，也就是其中的任意两个棱镜121与对应的像素单元111在垂直于第一方向上的距离不同时，像素单元111发出的光线入射至该任意两个棱镜121的入光面上的入射角度会不同，为了使得像素单元111发出的光线均以同一预设角度出射，因此，显示面板11出光侧设置的同一光学调制单元120中的多个棱镜121结构有所不同；其中，可通过控制棱镜121的入光面与出光面之间的夹角不同，使得从棱镜121的出光面出射的光线均以同一预设角度出射。

在本发明的一种实施例中，对于任意一个光学调制单元120，多个棱镜121沿第二方向的水平长度均相同，且当任意两个棱镜121与对应的像素单元111沿第一方向的中心线s之间的距离不同时，任意两个棱镜121沿第一方向的垂直高度不同。

在本发明的另一种实施例中，对于任意一个光学调制单元120，多个棱镜121沿第一方向的垂直高度均相同，且当任意两个棱镜121与对应的像素单元111沿第一方向的中心线之间的距离不同时，任意两个棱镜121沿第二方向的水平长度不同。

其中，如图2所示，棱镜的实际结构为直角四棱锥，沿剖面m可得到如图1所示的棱镜121的剖视图，其剖视图为三角形，而棱镜121在显示面板11上的投影形状为矩形，即棱镜121的俯视图为矩形，剖面m平行于棱镜121底部矩形的其中一个边，且经过棱镜121的顶点；本发明实施例中的第一方向是显示面板11的法线方向，第二方向与第一方向垂直，且与显示面板11的长边平行。

通过将多个棱镜121沿第二方向的水平长度设置成相同，沿第一方向的垂直高度设置成不同，或者，将多个棱镜121沿第一方向的垂直高度设置成相同，沿第二方向的水平长度设置成不同，进而控制棱镜121的入光面与出光面之间的夹角不同。

下面以折射后的光线以预设角度0°出射为例，说明棱镜121沿第二方向的水平长度和棱镜121沿第一方向的垂直高度之间的关系。

参照图3，示出了本发明实施例的棱镜将像素单元发出的光线进行折射，以使折射后的光线以预设角度0°出射的示意图。

像素单元111发出的光线入射至棱镜121的入光面上的入射角度为a，入射至棱镜121的入光面上的光线在棱镜121的入光面发生折射，在棱镜121的入光面发生折射的光线的折射角度为b，根据折射率公式可知：

sina/sinb＝n2/n1公式(1)

其中，n1为光线在空气中的折射率，n2为光线在棱镜121中的折射率。

在棱镜121的入光面折射后的光线入射至棱镜121的出光面，再次发生折射，入射至棱镜121的出光面的光线的入射角度为c，从棱镜121的出光面出射的光线的折射角度为f，根据折射率公式可知：

sinc/sinf＝n1/n2公式(2)

在图3中，角度d为从棱镜121的出光面出射的光线与入射至棱镜121的出光面的光线之间的角度，角度e为棱镜121的入光面与出光面之间的夹角，即指定夹角，角度g为棱镜121的出光面的法线与棱镜121的入光面之间的角度。

当预设角度为0°时，从棱镜121的出光面出射的光线为垂直于显示面板11的出射光线，根据三角形的角度关系可知，g+e＝90°，g+c+d＝90°，因此，可得到：

e＝c+d＝f公式(3)

此外，由图3还可得到：

d＝b公式(4)

根据公式(1)、公式(2)、公式(3)和公式(4)可知：

sina/sinb＝sinf/sinc＝sinf/sin(f-d)＝sine/sin(e-d)＝sine/sin(e-b)＝sine/[sine×cosb-cose×sinb]公式(5)

由公式(5)可知:

sina＝sine×sinb/[sine×cosb-cose×sinb]＝1/(cotb-cote)公式(6)

由图3可知：

其中，l1为棱镜121与对应的像素单元111沿第一方向的中心线之间的水平距离，h1为像素单元111与棱镜121沿第一方向之间的垂直距离。

由公式(1)和公式(7)可知：

因此，

此外，cotb＝cosb/sinb；cote＝l2/h2公式(10)

其中，h2为棱镜121沿第一方向的垂直高度，l2为棱镜121沿第二方向的水平长度。

根据公式(7)、公式(8)、公式(9)和公式(10)得知，当预设角度为0°时，棱镜121沿第二方向的水平长度和棱镜121沿第一方向的垂直高度需满足以下等式：

当多个棱镜121沿第一方向的垂直高度相同时，可通过控制棱镜121沿第二方向的水平长度来控制指定夹角e的大小；当多个棱镜121沿第二方向的水平长度相同时，可通过控制棱镜121沿第一方向的垂直高度来控制指定夹角e的大小。

对于显示面板11的像素单元111来说，每个像素单元111与棱镜121沿第一方向之间的垂直距离h1均相等，且多个棱镜121沿第一方向的垂直高度h2均相等，当棱镜121与对应的像素单元111沿第一方向的中心线之间的水平距离l1不同时，按照公式(11)计算得到的棱镜121沿第二方向的水平长度l2不同，因此，可得到显示面板11的出光侧上设置的每个棱镜121沿第二方向的水平长度l2，以此来制作棱镜121。

或者，对于显示面板11的像素单元111来说，每个像素单元111与棱镜121沿第一方向之间的垂直距离h1均相等，且多个棱镜121沿第二方向的水平长度l2均相等，当棱镜121与对应的像素单元111沿第一方向的中心线之间的水平距离l1不同时，按照公式(11)计算得到的棱镜121沿第一方向的垂直高度h2不同，因此，可得到显示面板11的出光侧上设置的每个棱镜121沿第一方向的垂直高度h2，以此来制作棱镜121。

需要说明的是，虽然，上述的分析过程仅介绍了显示面板11中的一个像素单元111发出的光线，可以以预设角度0°出射，但是，可以理解的是，对于其他位置的像素单元111发出的光线，依旧可以通过其对应位置处的光学调制单元120中的多个棱镜121实现以预设角度出射，从而保证大部分的光线均可以以预设角度出射。

当预设角度为其他角度时，也可按照上述的分析过程，确定棱镜121沿第二方向的水平长度和棱镜121沿第一方向的垂直高度需要满足的等式。

此外，像素单元111与棱镜121沿第一方向之间的垂直距离h1，主要是由于像素单元111与显示面板11出光侧之间的结构造成的，如封装盖板等结构。

其中，多个棱镜121沿第一方向的垂直高度均相同，棱镜121沿第一方向的垂直高度为50μm至150μm。

在本发明实施例中，对于任意一个光学调制单元120，多个棱镜121沿对应的像素单元111的中心线对称设置，且中心线沿第一方向分布。其中，光学调制单元120中的多个棱镜121呈锯齿形排布。

显示面板11为lcd显示面板或oled显示面板。

在本发明实施例中，通过在显示面板的出光侧设置光学调制组件，光学调制组件包括与显示面板中的像素单元一一对应的光学调制单元，光学调制单元包括多个棱镜，被配置为将像素单元发出的光线进行折射，以使折射后的光线以预设角度出射。通过设置在显示面板出光侧的多个光学调制单元，且每个光学调制单元均包括多个棱镜，可精确控制光线的出射方向，将大角度的光线通过折射转换成以预设角度出射的光线，使得显示装置的观察视角变窄，起到防偷窥的作用，且由于大角度的光线也能被人眼接收到，可提高光线的利用率，降低显示装置的功耗。

实施例二

参照图4，示出了本发明实施例的一种显示装置的制作方法的流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤401，提供一显示面板，所述显示面板包括多个像素单元。

在本发明实施例中，在制作形成显示装置时，首先需要制作显示面板11，该显示面板11可以为lcd显示面板或oled显示面板，且显示面板11包括多个像素单元111，多个像素单元111可呈阵列排布。

步骤402，在所述显示面板的出光侧形成光学调制组件，所述光学调制组件包括与所述像素单元一一对应的光学调制单元，每个所述光学调制单元均包括多个棱镜，以将所述像素单元发出的光线进行折射，使得折射后的光线以预设角度出射。

在本发明实施例中，在显示面板11的出光侧制作光学调制组件12，光学调制组件12包括与像素单元111一一对应的光学调制单元120，每个光学调制单元120均包括多个棱镜121，棱镜121可以将显示面板11中的像素单元111发出的光线进行折射，使得折射后的光线以预设角度出射。

具体的，在所述显示面板的出光侧涂覆光阻材料；采用渐变透过率掩膜板将所述光阻材料制作形成多个光学调制单元；其中，所述光学调制单元中的多个棱镜呈锯齿形排布；对于任意一个光学调制单元，所述多个棱镜沿第一方向的垂直高度均相同，且当任意两个棱镜与对应的像素单元沿第一方向的中心线之间的距离不同时，所述任意两个棱镜沿第二方向的水平长度不同。

参照图5，示出了本发明实施例采用渐变透过率掩膜板对光阻材料进行曝光的示意图。

首先，如图5所示，在显示面板11的出光侧涂覆厚度为h3的光阻材料130，采用渐变透过率掩膜板20，并使用紫外光线对光阻材料130进行曝光，曝光后对光阻材料130进行显影，以得到如图1所示的一个光学调制单元120中的多个棱镜121。

需要说明的是，图5所示的渐变透过率掩膜板20仅仅用于形成一个像素单元111对应的光学调制单元120中的多个棱镜121，如果要形成整个显示面板11中的多个像素单元对应的光学调制单元120，整个显示面板11对应的掩膜板应该是图5所示的渐变透过率掩膜板20组成的阵列，其数量与显示面板11中的像素单元111的数量相等。

在实际制作过程中，可在显示面板11中的封装盖板上涂覆光阻材料，采用渐变透过率掩膜板，并使用紫外光线对光阻材料进行曝光，曝光后对光阻材料进行显影，以在封装盖板形成多个光学调制单元120，最后采用形成有多个光学调制单元120的封装盖板对未封装的显示面板进行封装。

其中，光阻材料的涂覆厚度h3大于或等于棱镜121沿第一方向的垂直高度h2；棱镜121沿第一方向的垂直高度为50μm至150μm。

需要说明的是，图5所示的渐变透过率掩膜板20包括多个图案区域，每个图案区域对应形成一个棱镜121，且每个图案的透过率渐进增高或渐进降低。

其中，光阻材料可以为正性光阻材料或负性光阻材料，当光阻材料为负性光阻材料时，紫外光透过率高的区域，显影后光阻材料的厚度较高，紫外光透过率低的区域，显影后光阻材料的厚度较低；当光阻材料为正性光阻材料时，紫外光透过率高的区域，显影后光阻材料的厚度较低，紫外光透过率低的区域，显影后光阻材料的厚度较高。

需要说明的是，图5所示的制作方法，适用于多个棱镜121沿第一方向的垂直高度均相同，对于任意一个光学调制单元120，且当任意两个棱镜121与对应的像素单元111沿第一方向的中心线之间的距离不同时，任意两个棱镜121沿第二方向的水平长度不同的情况。

在本发明实施例中，通过提供一显示面板，在显示面板的出光侧形成光学调制组件，光学调制组件包括与像素单元一一对应的光学调制单元，每个光学调制单元均包括多个棱镜，以将像素单元发出的光线进行折射，使得折射后的光线以预设角度出射。通过设置在显示面板出光侧的多个光学调制单元，且每个光学调制单元均包括多个棱镜，可精确控制光线的出射方向，将大角度的光线通过折射转换成以预设角度出射的光线，使得显示装置的观察视角变窄，起到防偷窥的作用，且由于大角度的光线也能被人眼接收到，可提高光线的利用率，降低显示装置的功耗。

对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种显示装置及其制作方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。