显示器件、显示装置和显示方法与流程

本发明涉及显示技术领域，具体的，本发明涉及显示器件、显示装置和显示方法。

背景技术：

目前，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。具体例如，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，而他人不可见，这就是防窥显示模式；在另一些情况下又需要与多人共享这个显示系统，也就是共享显示模式。现有显示技术虽然提出通过增加特殊防窥膜材来实现防窥显示模式，并进一步增加其他结构以实现共享显示模式，但显示器件结构复杂，造价过高。

所以，目前的显示器件仍有待改进。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

本发明是基于发明人的下列发现而完成的：

本发明人在研究过程中发现，根据不同的环境，使用者需要显示屏幕能在防窥视模式和共享模式之间切换。现有的防窥技术只是通过增加特殊防窥膜材来实现的，也只能实现防窥显示且无法切换显示模式。虽然，在此基础上可以增加其它结构来实现显示模式间的切换，但是会带来显示器件结构复杂、造价过高等问题。

本发明人经过深入研究，为了实现防窥显示与共享显示之间的可切换，在背光源结构的基础上增加了一层光栅结构，利用光栅对光线偏折的原理，可将小角度的入射光发散成为大角度光源，从而满足共享显示的需求。进一步的，发明人发现利用液晶材料可等效出光栅结构，即令与光栅区相应位置的液晶处于工作状态下，能使得相应区域的液晶偏转至特定的方位角，则可使液晶等效为光栅结构，而且，通过电极控制液晶材料是否偏转可控制光栅结构的工作状态，在光栅结构工作状态下，可将小角度的入射光发散成为大角度光源，即为共享显示模式；在光栅不工作状态下，小角度的入射光不发生变化，为防窥显示模式。

有鉴于此，本发明的一个目的在于提出一种能实现不同显示模式之间切换的、低成本的显示器件。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种显示器件。

根据本发明的实施例，所述显示器件包括：背光源模组；显示模组；液晶光栅结构，所述液晶光栅结构设置在所述背光源模组和所述显示模组之间。

发明人意外地发现，本发明实施例的显示器件，在现有显示结构的基础上于背光源模组和显示模组之间新增液晶光栅结构，只要通过对液晶光栅结构的电控制，即可实现该显示器件在不同显示模式下的切换，且切换操作简单、成本低，具有工业化批量生产的潜力。

另外，根据本发明上述实施例的显示器件，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，所述液晶光栅结构包括：下基板；多个下电极，所述多个下电极平行间隔排列于所述下基板的上表面；液晶层，所述液晶层设置在所述下基板和所述多个下电极的上表面；上基板，所述上基板设置在所述液晶层的上表面；多个上电极，所述多个上电极平行间隔排列于所述上基板的下表面，且与所述多个下电极是一一对应的。

根据本发明的实施例，任意相邻两个所述下电极之间的距离相等，任意相邻两个所述上电极之间的距离相等。

根据本发明的实施例，相邻两个所述下电极之间的距离与所述下电极的宽度相等，相邻两个所述上电极之间的距离与所述上电极的宽度相等。

根据本发明的实施例，所述液晶光栅结构的栅距是1.5-3.5微米。

根据本发明的实施例，所述液晶光栅结构的栅距是1.5微米。

根据本发明的实施例，所述液晶光栅结构的厚度满足光栅区与空隙区的光程差为入射光的半波长。

根据本发明的实施例，所述液晶层是由双折射控制模式的液晶所形成的。

根据本发明的实施例，所述显示器件进一步包括：

背光准直结构，所述背光准直结构设置在所述液晶光栅结构的下表面。

在本发明的第二方面，本发明提出了一种显示装置。

根据本发明的实施例，所述显示装置包括上述的显示器件。

发明人意外地发现，本发明实施例的显示装置，由于其显示器件能在不同的显示模式下切换，增加了该显示器的显示模式种类，既可满足使用者在私密环境的防窥需求，又能实现其他场合下的共享模式，从而能满足显示装置的使用者的不同观看需求。本领域技术人员能够理解的是，前面针对显示器件所描述的特征和优点，仍适用于该显示装置，在此不再赘述。

在本发明的第三方面，本发明提出了一种显示装置的显示方法。

根据本发明的实施例，所述显示装置包括背光源模组、显示模组和液晶光栅结构，其中，所述液晶光栅结构设置在所述背光源模组和所述显示模组之间；所述显示方法包括：(1)确定显示模式，所述显示模式选自防窥模式和共享模式；(2)基于步骤(1)中所确定的所述显示模式，调整所述液晶光栅结构的透光模式，其中，针对所述防窥模式，所述液晶光栅结构采用全透模式，针对所述共享模式，所述液晶光栅结构采用光栅模式。

发明人意外地发现，本发明实施例的显示方法，通过确定显示模式，从而可调整液晶光栅结构对应的透光模式，从而可实现显示器件为自防窥模式或者共享模式，进而使该显示装置能满足使用者在不同环境使用需求之间的显示模式的随意切换。

另外，根据本发明上述实施例的显示方法，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，调整所述液晶光栅结构的透光模式，是通过调节施加在所述液晶光栅结构的电压而实现的。

根据本发明的实施例，针对所述共享模式，施加在所述液晶光栅结构的电压足以使所述液晶光栅结构的液晶分子发生偏转。

根据本发明的实施例，针对所述防窥模式，施加在所述液晶光栅结构的电压为零。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的显示器件的结构示意图；

图2是本发明一个实施例的显示器件的液晶光栅结构的结构示意图；

图3是本发明一个实施例的液晶层为正性EBC液晶的初始状态的横剖面示意图；

图4是本发明另一个实施例的显示器件的结构示意图；

图5是本发明另一个实施例的液晶层为负性ECB液晶的初始状态的纵剖面示意图；

图6是本发明一个实施例的显示方法的流程示意图。

附图标记

100 背光源模组

200 显示模组

300 液晶光栅结构

310 下基板

320 下电极

330 液晶层

340 上电极

350 上基板

400 背光准直结构

3 液晶分子

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，本技术领域人员会理解，下面实施例旨在用于解释本发明，而不应视为对本发明的限制。除非特别说明，在下面实施例中没有明确描述具体技术或条件的，本领域技术人员可以按照本领域内的常用的技术或条件或按照产品说明书进行。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种显示器件。参照图1～4，对本发明的显示器件进行详细的描述。

根据本发明的实施例，参考图1，该显示器件包括：背光源模组100、液晶光栅结构300和显示模组200。其中，液晶光栅结构300设置在背光源模组100和显示模组200之间。

根据本发明的实施例，背光源模组100的具体结构不受特别的限制，只要该背光源模组能有效地为该显示器件提供背光即可，本领域技术人员可根据显示器件的使用要求进行设计。在本发明的一些实施例中，背光源模组100可以采用侧入式背光结构，具体的背光源模组可包括导光板和设置在该导光板侧边的光源。如此，采用侧入式结构的背光源模组，可使背光源模组的厚度降低、还能减少该显示器件的能耗。

根据本发明的实施例，显示模组200的具体结构不受特别的限制，本领域内任何已知的显示模组结构均可，只要该显示模组能有效地使该显示器件发挥显示功能即可，本领域技术人员可根据显示器件的使用要求进行设计，在此不再赘述。

根据本发明的实施例，液晶光栅结构300的具体结构不受特别的限制，本领域内任何已知的液晶光栅结构均可，只要该液晶光栅结构对背光源结构的出射光角度范围具有可控制的发散效果即可，本领域技术人员可根据实际情况进行设计。在本发明的一些实施例中，参考图2，液晶光栅结构300可从下至上依次包括下基板310、多个下电极320、液晶层330、多个上电极340和上基板350；其中，多个下电极320平行间隔排列于下基板310的上表面，液晶层330设置在下基板310和多个下电极320的上表面，上基板350设置在液晶层330的上表面，多个上电极340平行间隔排列于上基板350的下表面、且与多个下电极320是一一对应的。如此，采用上述具体结构的液晶光栅结构，能通过控制平行排列的上下电极之间的电压，从而使相应位置的液晶分子发生特定角度的偏转，使得背光源模组发出的光的出射角度可以在一定范围内变化，进而实现显示器件在不同显示模式之间的切换。

根据本发明的实施例，下电极320和上电极340的具体形状不受特别的限制，只要下电极320和上电极340之间能精准对位从而能实现液晶层330的光栅区液晶分子偏转即可，本领域技术人员可根据该显示器件的使用要求进行设置即可。在本发明的一些实施例中，下电极320和上电极340可以都是条状电极。如此设计，条状电极的形状简单、易于加工，从而可实现对该显示器件在使用者左右的方向上出射光角度范围的控制。

根据本发明的实施例，多个下电极320是等距排列，且多个上电极340也是等距排列，即参考图2，任意相邻两个下电极320之间的距离D1相等，任意两个相邻上电极之间的距离D2相等。如此，平行排列的条状的上下电极均是等距排列，从而可保证每对下电极320和上电极340之间是精准对位的，则再通过控制上下电极之间的电压从而可使液晶层330不同的位置表现出不同的光程，进而能使液晶光栅结构300在工作状态下等效出光栅结构的效果，最终可对通过液晶光栅结构300的入射光角度范围具有发散的效果，如此可实现将防窥模式下的角度范围切换为可共享模式的角度范围。

根据本发明的实施例，参考图2，下电极320的宽度L1和相邻两个下电极之间的距离D1的比值或者上电极340的电极宽度L2与相邻两个上电极之间的距离D2的比值称为占空比，该占空比的具体大小不受特别的限制，只要该占空比能实现液晶光栅结构在工作状态下能具有发散效果即可，本领域技术人员可根据显示器件实际的显示模式角度范围进行调整。在本发明的一些实施例中，占空比可以为50％，即相邻两个下电极320之间的距离D1与下电极320的宽度L1相等，相邻两个上电极340之间的距离D2与上电极340的宽度L2相等。如此，采用占空比为50％的电极排布方式，能使液晶光栅结构300的发散效果最佳，能满足显示器件的共享角度范围。

根据本发明的实施例，下电极320和上电极340分别加载的具体电信号不受特别的限制，只要该电信号能使液晶光栅结构在工作状态和非工作状态之间的切换即可，本领域技术人员可根据实际需要进行设计。在本发明的一些实施例中，上电极340可以加载0V的com信号，而下电极320可以加载±Vop方波信号。如此，通过控制上下电极所加信号处于工作状态，可以使液晶层330的不同位置表现出不同的光程，从而可使液晶光栅结构300等效出光栅结构的发散效果。

根据本发明的实施例，液晶光栅结构300在工作状态下的等效光栅结构的具体栅距，不受特别的限制，只要该栅距能使液晶光栅结构300对背光源模组100的发射光具有发散效果即可，本领域技术人员可根据背光源模组的实际发射光进行设置。需要说明的是，本文中的“栅距”具体是指液晶光栅结构在工作状态下的等效光栅结构的栅条之间的距离，参考图2，即上电极之间的距离D₁或下电极之间的距离D₂。在本发明的一些实施例中，液晶光栅结构300在工作状态下的等效光栅结构的栅距可以为1.5-3.5微米，如此，采用上述栅距范围的液晶光栅结构300在工作状态下，能对可见光具有很好的发散效果，进而有效实现共享显示模式。在一些具体的示例中，液晶光栅结构300在工作状态下的等效光栅结构的栅距可以为1.5微米，如此，该液晶光栅结构300在工作状态下，能对380～760nm波长范围的可见光都具有良好的发散效果，进而有效实现共享显示模式。

根据本发明的实施例，液晶光栅结构300的具体厚度不受特别的限制，只要该厚度能使液晶光栅结构300对背光源模组100的发射光具有发散效果即可，本领域技术人员可根据背光源模组的实际发射光进行设置。在本发明的一些实施例中，液晶光栅结构300的厚度需要满足其光栅区(即上、下电极对应的区域)与其空隙区(即未设置上、下电极的区域)的光程差为入射光的半波长。如此，采用上述厚度的液晶光栅结构300在工作状态下，经过光栅的出射光能够发生干涉，由此，出射光的效果更好。

根据本发明的实施例，液晶层330的具体材料不受特别的限制，只要该液晶材料能使液晶光栅结构300对背光源模组100的发射光具有发散效果即可，本领域技术人员可根据背光源模组的实际发射光进行选择。在本发明的一些实施例中，液晶层330是由双折射控制模式(ECB)的液晶所形成的。如此，在上下电极间电压的作用下，出射光经过该ECB液晶层的光栅区与空隙区存在光程差，从而使得该液晶层等效出光栅结构。在本发明的一些具体示例中，将液晶分子设置为长轴方向与显示器件下偏光片透过轴方向一致，从而可在液晶层初始状态下能使背光入射光正常透过液晶光栅结构而不会被发散。

在本发明的一些具体示例中，液晶层330可以由正性的ECB液晶形成。如此，参考图3，液晶分子3初始状态为预倾角0度排列，即液晶分子3长轴方向平行于上电极340方向。而背光源模组200发出的是自然光，参照图3，可认为其由水平偏振光与竖直偏振光组成，此时光线传播方向为垂直纸面的传播方向。在不加载电压信号的非工作状态下，液晶分子3对水平偏振光的折射率为no，对竖直偏振光的折射率为ne，自然光可以正常透射光栅材料，实现防窥显示模式。在加载电压信号后的工作状态下，上、下电极340和320之间的液晶分子(图3中被上电极340挡住)受电场影响发生偏转，表现为液晶逐渐竖起，与光传播方向平行，空隙处因为没有电极，液晶分子受到影响较小，液晶分子3竖起状态不明显。此时对于水平偏振光其折射率各处均为no，光线正常透过；对于竖直偏振光，其在光栅各处的折射率不同，表现为光程差不同，此时液晶层等效为光栅结构，竖直偏振光发生角度偏转，使得发散角变大，满足共享显示模式的大角度范围。并且，由于显示器件的下偏振片透过轴方向与液晶分子长轴方向平行，因此水平偏振光无法透过该显示器件。

在本发明的另一些具体示例中，液晶层330可以由负性的ECB液晶形成。如此，参考图5，液晶分子3需要满足初始预倾角为90度，液晶分子3长轴方向垂直于上下电极340和320的方向。当下基板310加载驱动信号时产生竖直电场，在该加载电压信号的工作状态下，电极位置对应的液晶分子逐渐偏转变为水平状态，即液晶分子3长轴方向垂直于电场方向，满足共享显示模式的要求，而在电极不加载电压信号时，满足防窥显示模式的要求，因此也可以实现该显示器件能在防窥显示模式、共享显示模式之间切换。

根据本发明的实施例，参考图4，该显示器件可进一步包括背光准直结构400，背光准直结构400设置在液晶光栅结构300的下表面、背光源模组200的上表面。如此，经过该背光准直结构400后，背光源模组200出射光的发散角可被限制在一定的小角度范围内，从而能实现该显示器件的小角度范围内的防窥显示模式。

根据本发明的实施例，背光准直结构400的具体结构不受特别的限制，本领域内任何已知的背光准直结构均可，只要该背光准直结构400能有效地将背光源模组200出射光的发散角限定至一定的小角度范围内即可，本领域技术人员可根据显示器件的防窥显示模式的角度范围需要进行设计，在此不再赘述。

根据本发明的实施例，背光源模组200出射光经过背光准直结构400后的具体角度范围不受特别的限制，即该显示器件的防窥角度范围本领域技术人员可根据使用性能的实际需求进行设计。在本发明的一些实施例，背光源模组200出射光经过背光准直结构400后的角度范围可以为-30°～30°。如此设计，可使该显示器件在防窥显示模式下能很好地保护个人隐私。

根据本发明的实施例，经过背光准直结构400和工作状态下的液晶光栅结构后的出射光的具体发散角度范围不受特别的限制，即该显示器件的共享角度范围本领域技术人员可根据使用性能的实际需求进行设计。在本发明的一些实施例，经过背光准直结构400和工作状态下的液晶光栅结构后的出射光的发散角度范围可以为-60°～60°。如此设计，可使该显示器件在共享显示模式下能很好地与多人共享显示信息。

综上所述，根据本发明的实施例，本发明提出了一种显示器件，在现有显示结构的基础上于背光源模组和显示模组之间新增液晶光栅结构，只要通过对液晶光栅结构的电控制，即可实现该显示器件在不同显示模式下的切换，且切换操作简单、成本低，具有工业化批量生产的潜力。

在本发明的另一个方面，本发明提出了一种显示装置。根据本发明的实施例，该显示装置包括上述的显示器件。该显示装置具有前面所述的显示器件的所有特征和优点，在此不再一一赘述。

根据本发明的实施例，该显示装置的具体种类没有特别限制，可以为任何可以实现显示功能的设备、装置等。在本发明的一些实施例中，该显示装置可以为手机、平板电脑、电视机、计算机显示器、游戏机、可穿戴设备及具有显示面板的生活、家用电器等。

本领域技术人员可以理解的是，除了上述显示器件，该显示装置还可以包括构成常规显示装置的其他必要的组成和部件，例如以手机为例进行说明，还可以包括触摸屏、指纹识别模组、摄像模组、电池、CPU、手机外壳，等等构成常规手机的必要结构和部件，本领域技术人员可根据具体的显示装置的使用情况进行选择，在此不再赘述。

综上所述，根据本发明的实施例，本发明提出了一种显示装置，由于其显示器件能在不同的显示模式下切换，增加了该显示器的显示模式种类，既可满足使用者在私密环境的防窥需求，又能实现其他场合下的共享模式，从而能满足显示装置的使用者的不同观看需求。本领域技术人员能够理解的是，前面针对显示器件所描述的特征和优点，仍适用于该显示装置，在此不再赘述。

在本发明的另一个方面，本发明提出了一种显示方法。参考图6，对本发明的显示方法进行解释。根据本发明的实施例，该显示装置与上述的显示装置的相同，该显示装置的显示器件的具体结构可以参考图1，该显示器件包括背光源模100、显示模组200和液晶光栅结构300，其中，液晶光栅结构300设置在背光源模组100和显示模组200之间。

根据本发明的实施例，参考图6，该显示方法可以包括：

S100：确定显示模式，该显示模式选自防窥模式和共享模式。

在该步骤中，根据该显示装置的使用者的环境要求，确定出显示模式。具体例如，在私密环境中，就需要该显示装置的显示模式为防窥模式，而在其他场合下能与他人共享该显示装置，则需要该显示装置的显示模式为共享模式。

S200：基于步骤S100确定的显示模式，调整液晶光栅结构的透光模式。

在该步骤中，根据步骤S100确定出的显示模式，进而调整该显示装置的显示器件的液晶光栅结构300的透光模式，从而实现1该显示装置的防窥模式或共享模式。根据本发明的实施例，具体的显示装置的结构参考图4。

在本发明的一些实施例中，针对防窥模式，液晶光栅结构则采用全透模式。背光源模组100发出的光可以经过背光准直结构400后，其发散角可被限制在一定的小角度范围内，从而能实现该显示器件的小角度范围内的防窥显示模式。而此时液晶光栅结构300为全透模式，则出射光经过液晶光栅结构300后仍保持小角度的发散角范围，从而实现该显示装置的防窥模式。

在本发明的另一些实施例中，针对共享模式，液晶光栅结构采用光栅模式。经过背光准直结构400的出射光为小角度范围，而此时液晶光栅结构300为光栅模式，可将出射光发散为大角度范围，从而实现该显示装置的共享模式。

根据本发明的实施例，调整液晶光栅结构的透光模式，可以是通过调节施加在液晶光栅结构的电压而实现的。参考图2，液晶光栅结构300可从下至上依次包括下基板310、多个下电极320、液晶层330、多个上电极340和上基板350；其中，多个下电极320平行间隔排列于下基板310的上表面，液晶层330设置在下基板310和多个下电极320的上表面，上基板350设置在液晶层330的上表面，多个上电极340平行间隔排列于上基板350的下表面、且与多个下电极320是一一对应的。如此，可以通过调整液晶光栅结构的对应的上电极340和下电极320之间的电压，即可调整光栅区(即上、下电极对应的区域)之间的液晶分子的偏转，从而实现液晶光栅结构300的透光模式在全透模式和光栅结构之间的切换。

在本发明的一些实施例中，针对共享模式，施加在液晶光栅结构的电压足以使液晶光栅结构的液晶分子发生偏转。具体例如，当下电极320加载驱动信号时与上基电极340之间产生竖直电场，在该加载电压信号的工作状态下，光栅区的液晶分子逐渐偏转，而空隙区的液晶分子维持初始状态，此时液晶光栅结构300则为光栅模式。对于出射光的竖直偏振光，其在光栅各处的折射率不同，表现为光程差不同，使得竖直偏振光发生角度偏转，从而使得出射光的发散角变大，从而实现共享显示模式的大角度范围。

在本发明的另一些实施例中，针对防窥模式，施加在液晶光栅结构的电压可以为零。具体例如，当下电极320加载的电压为零，而下电极320和上电极340之间不产生电场，光栅区和空隙区的液晶分子维持相同的初始状态，此时液晶光栅结构300则为透光模式。对于出射光，穿过液晶光栅结构300后仍维持小角度的发散角范围，从而实现该显示装置的防窥模式。

本领域技术人员可以理解的是，该显示方法所用的显示装置可以是前述的显示装置，因此前述的显示装置、显示器件的特征、优点和有益效果，仍适用于该显示方法，在此不再赘述。

综上所述，根据本发明的实施例，本发明提出了一种显示方法，通过确定显示模式，从而可调整液晶光栅结构对应的透光模式，从而可实现显示器件为自防窥模式或者共享模式，进而使该显示装置能满足使用者在不同环境使用需求之间的显示模式的随意切换。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。