宽窄视角可切换的显示面板及显示装置的制作方法

1.本发明涉及显示器技术领域，特别是涉及一种宽窄视角可切换的显示面板及显示装置。


背景技术：

2.随着液晶显示技术的不断进步，显示器的可视角度已经由原来的112
°
左右拓宽到160
°
以上，人们在享受大视角带来视觉体验的同时，也希望有效保护商业机密和个人隐私，以避免屏幕信息外泄而造成的商业损失或尴尬。因此除了宽视角需求之外，在许多场合还需要显示装置具备宽窄视角相互切换的功能。
3.目前主要采取在显示屏上贴附百叶遮挡膜来实现宽窄视角切换，当需要防窥时，利用百叶遮挡膜遮住屏幕即可缩小视角，但这种方式需要额外准备百叶遮挡膜，会给使用者造成极大的不便，而且一张百叶遮挡膜只能实现一种视角，一旦贴附上百叶遮挡膜后，视角便固定在窄视角模式，导致无法在宽视角模式和窄视角模式之间进行自由切换，而且防窥片会造成辉度降低影响显示效果。
4.现有技术也有利用调光盒和显示面板实现在宽视角和窄视角之间进行切换的，显示面板用于正常的画面显示，调光盒用于控制视角切换，调光盒包括第一基板、第二基板以及第一基板和第二基板之间的液晶层，第一基板和第二基板上的视角控制电极给液晶分子施加一个垂直电场，使液晶朝竖直方向偏转，实现窄视角模式。通过控制视角控制电极上的电压，从而可以实现在宽视角和窄视角之间进行切换。
5.现有技术中的显示面板就只用于在宽视角或窄视角时显示画面，无法做到在窄视角时，既可以看到显示画面，又可以看到显示logo(商标)。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种宽窄视角可切换的显示面板及显示装置，以解决现有技术中显示面板无法在窄视角时，同时看到显示画面和显示logo的问题。
7.本发明的目的通过下述技术方案实现：
8.本发明提供一种宽窄视角可切换的显示面板，所述显示面板能够在宽视角和窄视角之间进行切换，所述显示面板具有显示区以及位于所述显示区周边缘的非显示区，所述显示区包括图案化的扩散区和非扩散区，所述扩散区对光线的散射能力相对于所述非扩散区对光线的散射能力强。
9.进一步地所述显示面板设有与所述扩散区对应的扩散结构，所述扩散结构能够散射穿过所述扩散结构的光线。
10.进一步地，所述扩散结构包括棱镜层以及与棱镜层层叠设置的介质层，所述介质层设于所述棱镜层的上表面，所述棱镜层的折射率大于所述介质层的折射率；或，所述介质层设于所述棱镜层的下表面，所述棱镜层的折射率小于所述介质层的折射率。
11.进一步地，所述显示面板包括相互层叠设置的调光盒和显示盒；
12.所述调光盒包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板以及设于所述第一基板与所述第二基板之间的第一液晶层，所述第一基板朝向所述第一液晶层的一侧设有第一视角电极，所述第二基板朝向所述第一液晶层的一侧设有与所述第一视角电极相配合的第二视角电极；
13.所述显示盒包括彩膜基板、与所述彩膜基板相对设置的阵列基板以及设于所述彩膜基板和所述阵列基板之间的第二液晶层。
14.进一步地，所述扩散结构设于所述第一基板上；或，所述扩散结构设于所述第二基板上。
15.进一步地，所述调光盒远离所述显示盒的一侧设有第一偏光片，所述调光盒与所述显示盒之间设有第二偏光片，所述显示盒远离所述调光盒的一侧设有第三偏光片，所述第一偏光片的透光轴与所述第二偏光片的透光轴相平行，所述第三偏光片的透光轴与所述第二偏光片的透光轴相垂直。
16.进一步地，所述调光盒与所述显示盒之间还设有视角补偿膜，和/或，所述第二偏光片为apf膜与视角补偿膜的复合结构膜。
17.进一步地，所述显示面板设有与所述非扩散区对应的聚光结构，所述聚光结构能够汇聚穿过所述聚光结构的光线。
18.进一步地，所述扩散区位于所述显示区的中心，所述非扩散区围绕于所述扩散区的外周。
19.本发明还提供一种显示装置，包括上述宽窄视角可切换的显示面板。
20.本发明有益效果在于：通过在宽窄视角可切换的显示面板上设置图案化的扩散区和非扩散区，扩散区对光线的散射能力强于非扩散区对光线的散射能力，从而使得显示面板在窄视角时，扩散区与非扩散区的视角范围不相同，用户在大视角方位能够看见扩散区扩散的光线，可以设计扩散区的图案，使得在窄视角大视角方位能够看见与扩散区对应的图案，而防窥视角范围内又可以看见显示的画面。
附图说明
21.图1是本发明中宽窄视角可切换的显示装置在宽视角时的结构示意图；
22.图2是本发明中宽窄视角可切换的显示装置在窄视角时的结构示意图；
23.图3是本发明中宽窄视角可切换的显示面板的平面结构示意图；
24.图4是本发明中棱镜层与第二基板的立体结构示意图；
25.图5是本发明与现有技术中在宽视角和窄视角时的仿真数据图；
26.图6是本发明中宽窄视角可切换的显示装置的平面结构示意图之一；
27.图7是本发明中宽窄视角可切换的显示装置的平面结构示意图之二；
28.图8是本发明中扩散结构的制作流程示意图。
具体实施方式
29.为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的宽窄视角可切换的显示面板及显示装置的具体实
施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
30.图1是本发明中宽窄视角可切换的显示装置在宽视角时的结构示意图。图2是本发明中宽窄视角可切换的显示装置在窄视角时的结构示意图。图3是本发明中宽窄视角可切换的显示面板的平面结构示意图。图4是本发明中棱镜层与第二基板的立体结构示意图。图5是本发明与现有技术中在宽视角和窄视角时的仿真数据图。
31.如图1至图4所示，本发明提供的一种宽窄视角可切换的显示面板，显示面板能够在宽视角和窄视角之间进行切换。显示面板具有显示区100以及位于显示区100周边缘的非显示区200，显示区100包括图案化的扩散区110和非扩散区120，扩散区110对光线的散射能力相对于非扩散区120对光线的散射能力较强，或者说扩散区110对光线的汇聚能力相对于非扩散区120对光线的汇聚能力较弱。
32.通过在宽窄视角可切换的显示面板上设置图案化的扩散区110和非扩散区120，扩散区110对光线的散射能力强于非扩散区120对光线的散射能力，从而使得显示面板在窄视角时，扩散区110与非扩散区120的视角范围不相同，用户在大视角方位能够看见扩散区110扩散的光线，可以设计扩散区110的图案(如图4所示的logo图案)，使得在窄视角大视角方位能够看见与扩散区110对应的图案，即在窄视角大视角方位能够看见logo图案，而在防窥范围内又可以看见显示的画面，从而提升客户品牌效应。
33.本实施例中，扩散区110优选位于显示区100的中心，非扩散区120围绕于扩散区110的外周。当然，扩散区110可以根据logo图案需要显示位置来进行调整，扩散区110的大小也可以根据logo图案的大小来进行调整。优选地，logo字体宽度需为毫米级别以便人眼可识别。
34.本实施例中，显示面板设有与扩散区110对应的扩散结构，扩散结构能够散射穿过扩散结构的光线。当然，也可在显示面板设置与非扩散区120对应的聚光结构，聚光结构能够汇聚穿过聚光结构的光线，从而使得在窄视角时，扩散区110与非扩散区120的视角范围不相同。
35.进一步地，扩散结构包括棱镜层122以及与棱镜层122层叠设置的介质层123，由光的折射定律(n1sinθ1＝n2sinθ2)可知，光线经过不同折射率的介质发生折射实现散光作用。例如，介质层123设于棱镜层122的上表面，棱镜层122的折射率大于介质层123的折射率。或者，介质层123设于棱镜层122的下表面，棱镜层122的折射率小于介质层123的折射率。其中，背光的出光方向是由下至上。
36.进一步地，棱镜层122的截面形状可以三角形、梯形或半圆形。棱镜层122可以由绝缘层材料(pv)制成，其折射率为1.91，介质层123可以由平坦层材料(oc)制成，其折射率为1.56，棱镜层122的厚度可以根据需要的散射范围来进行调整，例如下表：
[0037][0038]
例如，正常的防窥视角为-45
°
～45
°
，这可以控制扩散结构的扩散范围为-30
°
～-60
°
以及30
°
～60
°
，从而在-45
°
～45
°
范围内可以看见正常的画面，而在-45
°
～-60
°
以及45
°
～60
°
范围内可以看见logo图案，而看不见显示的画面。可参考图5所示，曲线w为宽视角的视角与透过率曲线，曲线n1为现有技术中窄视角的视角与透过率曲线，曲线n2为本实施例中窄视角的视角与透过率曲线，而曲线n2上的区域a则是logo图案可见的视角范围。而由于扩散区110在正视及大视角亮度与非扩散区120的差异较小，故在宽视角时正视及侧视logo图案看不见。
[0039]
本实施例中，如图1和图2所示，宽窄视角可切换的显示面板包括相互层叠设置的调光盒10和显示盒20。优选地，调光盒10设于显示盒20的上方，即显示盒20设于调光盒10与背光模组40之间，调光盒10用于控制液晶显示装置的视角，显示盒20用于控制液晶显示装置显示正常的画面。当然，调光盒10也可设于显示盒20的下方，即调光盒10设于显示盒20与背光模组40之间。当然，在其他实施例中，宽窄视角可切换的显示面板也可采用其他类型的显示面板，只需具有宽窄视角切换的功能即可。
[0040]
其中，调光盒10包括第一基板11、与第一基板11相对设置的第二基板12以及设于第一基板11与第二基板12之间的第一液晶层13。第一基板11朝向第一液晶层13的一侧设有第一视角电极111，第二基板12朝向第一液晶层13的一侧设有与第一视角电极111相配合的第二视角电极121，通过控制第一视角电极111和第二视角电极121之间的压差来控制第一液晶层13中液晶分子的偏转，从而实现控制宽窄视角切换。
[0041]
第一液晶层13优选采用正性液晶分子，即介电各向异性为正的液晶分子。在初始状态的时候，第一液晶层13中的正性液晶分子平行于第一基板11与第二基板12进行配向，靠近第一基板11一侧的正性液晶分子与靠近第二基板12一侧的正性液晶分子的配向方向平行或反向平行，从而使得调光盒10在初始状态是呈现宽视角显示，如图1所示。如图2所示，当需要实现窄视角显示时，向第一视角电极111或第二视角电极121施加视角控制电压，使得第一视角电极111和第二视角电极121之间形成较大的压差(例如ac为2.6v)，第一液晶层13中的正性液晶分子在竖直方向上发生偏转，从而使得调光盒10呈现窄视角显示。
[0042]
本实施例中，显示盒20为液晶盒。当然，在其他实施例中，显示盒20也可以为自发光显示器(例如oled显示器、micro led显示器)。
[0043]
显示盒20包括彩膜基板21、与彩膜基板21相对设置的阵列基板22以及设于彩膜基板21和阵列基板22之间的第二液晶层23。第二液晶层23，优选采用正性液晶分子，即介电各向异性为正的液晶分子。初始状态的时候，第二液晶层23中的正性液晶分子平行于彩膜基板21和阵列基板22进行配向，靠近彩膜基板21一侧的正性液晶分子与靠近阵列基板22一侧的正性液晶分子的配向方向平行或反向平行。当然，在其他实施例中，第二液晶层23也可采用负性液晶分子，第二液晶层23中的负性液晶分子可垂直于彩膜基板21和阵列基板22进行配向，即类似于va显示模式的配向方式。
[0044]
进一步地，调光盒10远离显示盒20的一侧设有第一偏光片31，调光盒10与显示盒20之间设有第二偏光片32，显示盒20远离调光盒10的一侧设有第三偏光片33，第一偏光片31的透光轴与第二偏光片32的透光轴相平行，第三偏光片33的透光轴与第二偏光片32的透光轴相垂直。
[0045]
优选地，调光盒10与显示盒20之间还设有视角补偿膜，以增强窄视角效果。当然，第二偏光片32也可以为apf膜与视角补偿膜的复合结构膜，复合结构膜即可有偏振作用，又具有反光作用，复合结构膜的亮面始终朝上，可以进一步增加窄视角效果。
[0046]
彩膜基板21上设有呈阵列排布的色阻层212以及将色阻层212间隔开的黑矩阵211，色阻层212包括红(r)、绿(g)、蓝(b)三色的色阻材料，并对应形成红(r)、绿(g)、蓝(b)三色的子像素。
[0047]
阵列基板22在朝向第二液晶层23的一侧上由多条扫描线和多条数据线相互绝缘交叉限定形成多个像素单元，每个像素单元内设有像素电极222和薄膜晶体管，像素电极222通过薄膜晶体管与邻近薄膜晶体管的数据线电性连接。其中，薄膜晶体管包括栅极、有源层、漏极以及源极，栅极与扫描线位于同一层并电性连接，栅极与有源层通过绝缘层隔离开，源极与数据线电性连接，漏极与像素电极222通过接触孔电性连接。
[0048]
如图1所示，本实施例中，阵列基板22朝向第二液晶层23的一侧还设有公共电极221，公共电极221与像素电极222位于不同层并通过绝缘层绝缘隔离。公共电极221可位于像素电极222上方或下方(图1中所示为公共电极221位于像素电极222的下方)。优选地，公共电极221为整面设置的面状电极，像素电极222为在每个像素单元内整块设置的块状电极或者具有多个电极条的狭缝电极，以形成边缘场开关模式(fringe field switching，ffs)。当然，在其他实施例中，像素电极222与公共电极221可位于同一层，但是两者相互绝缘隔离开，像素电极222和公共电极221各自均可包括多个电极条，像素电极222的电极条和公共电极221的电极条相互交替排列，以形成面内切换模式(in～plane switching，ips)；或者，在其他实施例中，阵列基板22在朝向第二液晶层23的一侧设有像素电极222，彩膜基板21在朝向第二液晶层23的一侧设有公共电极221，以形成tn模式或va模式，至于tn模式和va模式的其他介绍请参考现有技术，这里不再赘述。
[0049]
其中，第一基板11、第二基板12、彩膜基板21以及阵列基板22可以用玻璃、丙烯酸和聚碳酸酯等材料制成。第一视角电极111、第二视角电极121、公共电极221以及像素电极222的材料可以为氧化铟锡(ito)或氧化铟锌(izo)等。
[0050]
本实施例中，扩散结构设于第二基板12上，设置在第二基板12上，窄视角侧视情况下logo图案可见效果更好。其中，棱镜层122和介质层123可以通过掩膜工艺制作在第二基板12的表面。当然，扩散结构也可设于第一基板11上；或者设于彩膜基板21或阵列基板22上。
[0051]
本实施例中还提供一种显示装置，包括上述宽窄视角可切换的显示面板，以及背光模组40，背光模组40用于给液晶显示装置提供背光源。当然，如果显示盒20采用自发光显示器，则显示装置无需额外设置背光源。
[0052]
优选地，背光模组40采用准直背光(cbl，collimated backlight)模式，可对光线起到收光的作用，保证显示效果。
[0053]
背光模组40包括背光源41和防窥层43，防窥层43用于缩小光线射出角度的范围。背光源41和防窥层43之间还设有增亮膜42，增亮膜42增加背光模组40的亮度。其中，防窥层43相当一个微型的百叶窗结构，可以阻挡入射角度较大的光线，使入射角度较小的光线穿过，使穿过防窥层43的光线的角度范围变小。防窥层43包括多个平行设置的多个光阻墙和位于相邻两个光阻墙之间的透光孔，光阻墙的两侧设有吸光材料。当然，背光源41也可以是采用集光式背光源，从而无需设置防窥层43，但是集光式背光源较常规的背光源更加昂贵。背光模组40可以是侧入式背光模组，也可以是直下式背光模组。
[0054]
图6是本发明中宽窄视角可切换的显示装置的平面结构示意图之一，图7是本发明
中宽窄视角可切换的显示装置的平面结构示意图之二。请参图6和图7，该显示装置设有视角切换按键50，用于供用户向该显示装置发出视角切换请求。视角切换按键50可以是实体按键(如图6所示)，也可以为软件控制或者应用程序(app)来实现切换功能(如图7所示，例如通过滑动条来设定宽窄视角)。当用户需要在宽视角与窄视角之间切换时，可以通过操作视角切换按键50向该显示装置发出视角切换请求，最终由驱动芯片60控制施加在第一视角电极111和第二视角电极121上的电信号，显示装置即可以实现宽视角与窄视角之间的切换，切换为宽视角时，其驱动方法采用宽角模式对应的驱动方法，切换为窄视角时，其驱动方法采用窄视角模式对应的驱动方法，因此本发明实施例的显示装置具有较强的操作灵活性和方便性，达到集娱乐视频与隐私保密于一体的多功能显示装置。
[0055]
图8是本发明中扩散结构制作流程示意图。
[0056]
如图8所示，本实施例中，以扩散结构设置在调光盒10的第二基板12基板上为例进行说明，本发明并不限于此。
[0057]
s1：在第二基板12上整面涂布pv层14；
[0058]
s2：在pv层上整面涂布光阻层15；
[0059]
s3：通过掩膜版16对光阻层15进行曝光处理，其中，掩膜板16与扩散结构对应的位置处不透光；
[0060]
s4：进行显影处理，除扩散结构位置处的光阻层15被保留，位于pv层14上其他位置处的光阻层15被完全去除；
[0061]
s5：对pv层14进行蚀刻处理，除被光阻层15覆盖处的pvc层14被保留，基板12上其他位置处的pvc层14被完全去除；
[0062]
s6：剥离覆盖在pv层14上的光阻层15，形成扩散结构的棱镜层122；
[0063]
s7：在基板12上形成覆盖棱镜层122的介质层123从而形成扩散结构。
[0064]
在本文中，所涉及的上、下、左、右、前、后等方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本技术请求保护的范围。还应当理解，本文中使用的术语“第一”和“第二”等，仅用于名称上的区分，并不用于限制数量和顺序。
[0065]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限定，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰，为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。