宽窄视角可切换的显示面板及显示装置的制作方法

1.本实用新型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120
°
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品位。
4.现有技术也有利用彩膜基板(color filter，cf)一侧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，但是这种显示面板的窄视角的显示效果则不够理想。为了增加窄视角效果，有的还需要贴附防窥膜，但这又会影响宽视角显示效果，同时也会增加显示面板的厚度，不利于显示面板的轻薄化发展。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型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在窄视角的显示效果差的问题。
6.本实用新型的目的通过下述技术方案实现：
7.本实用新型实施例提供一种宽窄视角可切换的显示面板，包括相互层叠设置的第一调光盒和显示液晶盒；
8.所述第一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位于所述第一基板和第二基板之间的第一液晶层，所述第一基板上设有辅助电极，所述第二基板上设有与所述辅助电极配合的视角控制电极；
9.所述显示液晶盒包括彩膜基板、与所述彩膜基板相对设置的阵列基板以及位于所述彩膜基板与所述阵列基板之间的第二液晶层；
10.其中，所述第一基板、第二基板、所述彩膜基板以及所述阵列基板至少其中之一为光敏玻璃基板，所述光敏玻璃基板能够汇聚穿过所述光敏玻璃基板的光线；
11.在宽视角时，所述第一液晶层中的液晶分子呈平躺姿态或垂直姿态；在窄视角时，所述第一液晶层中的液晶分子呈倾斜姿态。
12.进一步地，所述光敏玻璃基板具有至少两层折射率不同的折射层。
13.进一步地，所述显示面板还包括所述第二调光盒，所述第二调光盒包括所述第三基板、与所述第三基板相对设置的第四基板以及位于所述第三基板与所述第四基板之间的聚合物分散液晶层，所述第三基板上设有第一电极，所述第四基板设有与所述第一电极配合的第二电极；
14.在宽视角时，所述聚合物分散液晶层呈雾态并具有散光作用；在窄视角时，所述聚合物分散液晶层呈透明态。
15.进一步地，所述第二调光盒设于所述第一调光盒和所述显示液晶盒之间；或，所述第二调光盒设于所述第一调光盒远离所述显示液晶盒的一侧。
16.进一步地，所述第一调光盒位于所述显示液晶盒的上方，或，所述第一调光盒位于所述显示液晶盒的下方。
17.进一步地，所述第一调光盒与所述显示液晶盒之间设有第一偏光片，所述显示液晶盒远离所述第一调光盒的一侧的基板设有第二偏光片，所述第一调光盒远离所述显示液晶盒的一侧的基板设有第三偏光片，所述第一偏光片的透光轴与所述第二偏光片的透光轴相垂直，所述第三偏光片的透光轴与所述第一偏光片的透光轴相平行。
18.进一步地，所述第一调光盒位于所述显示液晶盒的上方，所述第二偏光片为金属线栅偏光片，所述金属线栅偏光片设于所述阵列基板朝向所述第二液晶层的一侧。
19.进一步地，所述第一调光盒位于所述显示液晶盒的下方，所述第三偏光片为金属线栅偏光片，所述金属线栅偏光片设于所述第二基板朝向所述第一液晶层的一侧。
20.进一步地，所述第一基板、第二基板、所述彩膜基板以及所述阵列基板至少其中之一设有棱镜层，所述棱镜层能够汇聚穿过所述棱镜层的光线。
21.本实用新型实施例还提供一种显示装置，包括如上所述的宽窄视角可切换的显示面板。
22.本实用新型实施例提供的一种宽窄视角可切换的显示面板及显示装置，有益效果在于：通过在显示面板内设置光敏玻璃基板，光敏玻璃基板相对于普通玻璃基板，具有收光作用，再搭配第一调光盒进行宽窄视角切换，从而在窄视角模式时，可以增加窄视角效果，而且不会增加显示面板的厚度，有利于显示面板的轻薄化发展。
附图说明
23.图1是本实用新型实施例一中显示面板在宽视角时的结构示意图；
24.图2是本实用新型实施例一中显示面板在窄视角时的结构示意图；
25.图3是本实用新型实施例一中一种光敏玻璃基板的原理结构示意图；
26.图4是本实用新型实施例一中又一种光敏玻璃基板的原理结构示意图；
27.图5是本实用新型实施例二中显示面板在宽视角时的结构示意图；
28.图6是本实用新型实施例二中显示面板在窄视角时的结构示意图；
29.图7是本实用新型实施例三中显示面板在宽视角时的结构示意图；
30.图8是本实用新型实施例三中显示面板在窄视角时的结构示意图；
31.图9是本实用新型实施例四中显示面板在窄视角时的结构示意图；
32.图10是本实用新型实施例四中显示面板在宽视角时的结构示意图；
33.图11是本实用新型实施例五中显示面板在窄视角时的结构示意图；
34.图12是本实用新型实施例五中显示面板在宽视角时的结构示意图；
35.图13是本实用新型实施例六中显示装置的结构示意图；
36.图14是本实用新型实施例中显示装置的平面结构示意图之一；
37.图15是本实用新型实施例中显示装置的平面结构示意图之二。
具体实施方式
38.为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型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，对依据本实用新型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：
39.[实施例一]
[0040]
图1是本实用新型实施例一中显示面板在宽视角时的结构示意图。图2是本实用新型实施例一中显示面板在窄视角时的结构示意图。图3是本实用新型实施例一中一种光敏玻璃基板的原理结构示意图。图4是本实用新型实施例一中又一种光敏玻璃基板的原理结构示意图。
[0041]
如图1至图4所示，本实用新型实施例一提供的一种宽窄视角可切换的显示面板，包括相互层叠设置的第一调光盒10和显示液晶盒30。本实施例中，第一调光盒10设于显示液晶盒30的上方，即显示液晶盒30设于第一调光盒10的入光侧，第一调光盒10用于控制显示面板的视角，显示液晶盒30用于控制显示面板显示正常的画面。当然，第一调光盒10也可设于显示液晶盒30的下方，即第一调光盒10设于显示液晶盒30的入光侧。
[0042]
其中，第一调光盒10包括第一基板11、与第一基板11相对设置的第二基板12以及位于第一基板11和第二基板12之间的第一液晶层13，第一基板11上设有辅助电极111，第二基板12上设有与辅助电极111配合的视角控制电极121。通过控制辅助电极111与视角控制电极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。
[0043]
本实施例中，第一液晶层13中采用正性液晶分子，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和第二基板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反向平行。第一液晶层13内的正性液晶分子与第一基板11、第二基板12之间可以具有较小的初始预倾角，初始预倾角的范围可为小于或等于7度，即：0
°
≦0≦7
°
，以减少正性液晶分子垂直偏转的响应时间。
[0044]
显示液晶盒30包括彩膜基板31、与彩膜基板31相对设置的阵列基板32以及位于彩膜基板31与阵列基板32之间的第二液晶层33。本实施例中，第二液晶层33中采用正性液晶分子，即介电各向异性为正的液晶分子，如图1所示，在初始状态的时候，第二液晶层33中的正性液晶分子平行于彩膜基板31和阵列基板32进行配向，靠近彩膜基板31一侧的正性液晶分子与靠近阵列基板32一侧的正性液晶分子的配向方向反向平行。
[0045]
其中，第一基板11、第二基板12、彩膜基板31以及阵列基板32至少其中之一为光敏玻璃基板，光敏玻璃基板能够汇聚穿过光敏玻璃基板的光线。本实施例中，阵列基板32为光敏玻璃基板，即采用光敏玻璃制成，而第一基板11、第二基板12以及彩膜基板31为玻璃基板、丙烯酸基板和聚碳酸酯基板等透明基板。光敏玻璃是将光敏化学试剂(羰基金属类化合
物)引入玻璃体中，使之曝光加热的一种新型玻璃。当玻璃加热到200℃时，受紫外光(300nm左右)照射的化学试剂永久留存下来，而未曝光的试剂则被加热除去，可以做成折射率可控的玻璃。曝光可以使用half tone mask(半色调掩膜)，其折射率范围可控制在1.55～1.75。光敏玻璃的具体制作流程为：将光敏化学试剂加入到原料中，加热成型，然后裁切成基板后，在200℃下，利用uv照射形成折射率可控的基板。
[0046]
光敏玻璃基板的结构具有至少两层折射率不同的折射层。如图3所示，光敏玻璃基板具有四层折射率不同的折射层，而且折射率朝显示面板的出光方向依次递增。例如，n0＝1.5，n1＝1.55，n2＝1.65，n3＝1.75，人眼以初始视角5
°
观察，依据斯涅尔定律：nα*sinα＝nβ*sinβ
[0047]
光线从a
→
b：1.5*sin85
°
＝1.55*sinα2，α2＝75
°
；
[0048]
光线从b
→
c：1.55*sin75
°
＝1.65*sinα3，α3＝65
°
；
[0049]
光线从c
→
d：1.65*sin65
°
＝1.75*sinα4，α4＝59
°
；
[0050]
光线从d
→
液晶层：1.75*sin31
°
＝1.5*sinα5，α5＝56
°
；
[0051]
光线从d
→
air：1.75*sin31
°
＝1*sinα6，α5＝65
°
；
[0052]
若光敏玻璃基板作为显示面板的最下方的基板，发生连续折射，从光敏玻璃进入液晶光限于56
°
以内，实现集光；若光敏玻璃基板作为显示面板的最下方的基板，发生连续折射，从光敏玻璃进入人眼的光限于65
°
以内，实现进一步集光，窄视角更优。
[0053]
当然，如图4所示，光敏玻璃基板也可为两层折射率不同的折射层组成，同样具有集光作用。
[0054]
进一步地，第一调光盒10与显示液晶盒30之间设有第一偏光片51，显示液晶盒30远离第一调光盒10的一侧的基板设有第二偏光片52，第一调光盒10远离显示液晶盒30的一侧的基板设有第三偏光片53，第一偏光片51的透光轴与第二偏光片52的透光轴相垂直，第三偏光片53的透光轴与第一偏光片51的透光轴相平行。本实施例中，第二偏光片52设于第一基板11上，第三偏光片53设于阵列基板32上。
[0055]
进一步地，彩膜基板31上在朝向第二液晶层33的一侧设有色阻层312以及将色阻层312间隔开的黑矩阵(bm)311。色阻层312例如包括红(r)、绿(g)、蓝(b)三色的色阻材料，分别对应形成红、绿、蓝三色的像素单元。黑矩阵311位于红、绿、蓝三色的像素单元之间，使相邻的像素单元之间通过黑矩阵311相互间隔开。
[0056]
阵列基板32在朝向第二液晶层33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，黑矩阵311与扫描线、数据线上下对应，每个像素单元内设有像素电极322和薄膜晶体管，像素电极322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322通过接触孔电性连接。
[0057]
本实施例中，阵列基板32朝向第二液晶层33的一侧还设有公共电极321，公共电极321与像素电极322位于不同层并通过绝缘层绝缘隔离。公共电极321可位于像素电极322上方或下方(图1中所示为公共电极321位于像素电极322的下方)。优选地，公共电极321为整面设置的面状电极，像素电极322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322与公共电极321位于同一层，但是两者相互绝缘隔离开，像素电极322和公共电极321各自均可包括多个电极条，像素电极322的电极条和公共电极321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32在朝向第二液晶层33的一侧设有像素电极322，彩膜基板31在朝向第二液晶层33的一侧设有公共电极321，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。
[0058]
其中，辅助电极111、视角控制电极121、公共电极321以及像素电极322的材料可以为氧化铟锡(ito)或氧化铟锌(izo)等透明电极制成。
[0059]
如图1所示，在宽视角时，辅助电极111和视角控制电极121均不施加电信号，此时，第一液晶层13中的液晶分子呈平躺姿态，为宽视角显示。当然，辅助电极111和视角控制电极121也可以施加较小的电压，辅助电极111与视角控制电极121之间的压差小于预设值(例如0.3v)。当然，可以向视角控制电极121的信号插入瞬间的高电压(例如3v)，以防止第一液晶层13极化，增强宽视角显示效果。或者，在宽视角时，向辅助电极111和视角控制电极121施加较强的电信号，辅助电极111与视角控制电极121之间的压差大于预设值(例如7v)，辅助电极111与视角控制电极121之间形成很强的垂直电场，第一液晶层13中的液晶分子呈垂直姿态并垂直于第一基板11和第二基板12，同样可以呈现宽视角显示。
[0060]
如图2所示，在窄视角时，向辅助电极111和视角控制电极121各自施加对应的电信号。辅助电极111与视角控制电极121之间的压差大于预设值(例如1-5v)，使辅助电极111与视角控制电极121之间形成较强的垂直电场，第一液晶层13中的液晶分子呈倾斜姿态，第一调光盒10呈收光状态。此时可对背光电流进行下调，如当使进入人眼的亮度下降至人眼感知亮度值，液晶显示内容由于大视角亮度较小，即大视角亮度值降低至人眼无法捕捉面板显示内容，实现一个黑态防窥模式。
[0061]
[实施例二]
[0062]
图5是本实用新型实施例二中显示面板在宽视角时的结构示意图。图6是本实用新型实施例二中显示面板在窄视角时的结构示意图。如图5和图6所示，本实用新型实施例二提供的宽窄视角可切换的显示面板与实施例一(图1至图4)中的宽窄视角可切换的显示面板基本相同，不同之处在于，在本实施例中，第一调光盒10也可设于显示液晶盒30的下方。
[0063]
进一步地，第二偏光片52设于第二基板12上，第三偏光片53设于彩膜基板31上。
[0064]
进一步地，第一基板11、第二基板12、彩膜基板31以及阵列基板32至少其中之一设有棱镜层323，棱镜层323能够汇聚穿过棱镜层323的光线。本实施例中，阵列基板32上设有棱镜层323，从而搭配光敏玻璃基板和第一调光盒10，可以进步一地提升窄视角效果。
[0065]
本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一相同，这里不再赘述。
[0066]
[实施例三]
[0067]
图7是本实用新型实施例三中显示面板在宽视角时的结构示意图。图8是本实用新型实施例三中显示面板在窄视角时的结构示意图。如图7和图8所示，本实用新型实施例三提供的宽窄视角可切换的显示面板与实施例一(图1至图4)中的宽窄视角可切换的显示面板基本相同，不同之处在于，在本实施例中，显示面板还包括第二调光盒20，第二调光盒20包括第三基板21、与第三基板21相对设置的第四基板22以及位于第三基板21与第四基板22
之间的聚合物分散液晶层23(pdlc，polymer dispersed liquid crystal)，第三基板21上设有第一电极211，第四基板22设有与第一电极211配合的第二电极221。第一电极211和第二电极221的材料可以为氧化铟锡(ito)或氧化铟锌(izo)等透明电极制成。
[0068]
其中，可通过控制第一电极211和第二电极221上施加的电信号来控制聚合物分散液晶层23在雾态和透明态之间进行切换，聚合物分散液晶层23在雾态时具有散光作用，聚合物分散液晶层23在透明态时不会改变光的射出角度。
[0069]
具体地，在宽视角时，第一电极211和第二电极221均不施加电信号，此时，聚合物分散液晶层23呈雾态并具有散光作用。在窄视角时，第一电极211与第二电极221之间的压差大于预设值(例如大于4v)，第一电极211与第二电极221之间的压差优选地为5v-15v，使第一电极211与第二电极221之间形成较强的垂直电场，此时，聚合物分散液晶层23呈透明态。
[0070]
本实施例中，第二调光盒20设于第一调光盒10和显示液晶盒30之间，即第一调光盒10、第二调光盒20以及显示液晶盒30从上至下依次层叠设置，并且通过oca胶粘接在一起。
[0071]
本实施例中，通过增加第二调光盒20，再搭配光敏玻璃基板和第一调光盒10，可以进步一地提升窄视角效果以及宽视角效果。
[0072]
本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一相同，这里不再赘述。
[0073]
[实施例四]
[0074]
图9是本实用新型实施例四中显示面板在窄视角时的结构示意图。图10是本实用新型实施例四中显示面板在宽视角时的结构示意图。如图9和图10所示，本实用新型实施例四提供的宽窄视角可切换的显示面板与实施例三(图7至图8)中的宽窄视角可切换的显示面板基本相同，不同之处在于，在本实施例中，第二调光盒20设于第一调光盒10远离显示液晶盒30的一侧，即第二调光盒20、第一调光盒10以及显示液晶盒30从上至下依次层叠设置，并且通过oca胶粘接在一起。
[0075]
本实施例中，第一基板11为光敏玻璃基板，即采用光敏玻璃制成，而第二基板12、彩膜基板31以及阵列基板32为玻璃基板、丙烯酸基板和聚碳酸酯基板等透明基板。
[0076]
本实施例中，将第二调光盒20设于更靠近显示面板的出光侧，以增强窄视角效果以及宽视角效果。
[0077]
本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例三相同，这里不再赘述。
[0078]
[实施例五]
[0079]
图11是本实用新型实施例五中显示面板在窄视角时的结构示意图。图12是本实用新型实施例五中显示面板在宽视角时的结构示意图。如图11和图12所示，本实用新型实施例五提供的宽窄视角可切换的显示面板与实施例一(图1至图4)中的宽窄视角可切换的显示面板基本相同，不同之处在于，在本实施例中，第二偏光片52为金属线栅偏光片，金属线栅偏光片设于阵列基板32朝向第二液晶层33的一侧。其中，金属线栅偏振片具有一种特殊的偏光特性，即透射与金属线栅延伸方向垂直的偏振光，反射与金属线栅延伸方向平行的偏振光。入射光线中，光线的偏振方向具有与金属线栅延伸方向垂直的第一偏振光和与金
属线栅延伸方向平行的第二偏振光，而与金属线栅延伸方向垂直的第一偏振光可以通过金属线栅偏振片形成透射光线，与金属线栅延伸方向平行的第二偏振光会被反射形成反射光线。
[0080]
本实施例中，通过将第二偏光片52采用金属线栅偏光片，金属线栅偏光片直接可以制作在阵列基板32的表面上，减少粘接胶的使用，还可以减小显示面板的厚度，更有利于轻薄化发展；另外，金属线栅偏光片还可将部分入射光反射回去，以重复利用，可以减小背光模组的功耗。
[0081]
当然，在其他实施例中，第一调光盒10也可位于显示液晶盒30的下方(参考实施例二)，第三偏光片53为金属线栅偏光片，金属线栅偏光片设于第二基板12朝向第一液晶层13的一侧。
[0082]
本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一相同，这里不再赘述。
[0083]
[实施例六]
[0084]
图13是本实用新型实施例六中显示装置的结构示意图。
[0085]
如图13所示，本实施例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位于显示面板的下方，用于给显示面板提供背光源。当然，如果显示液晶盒30采用自发光显示器，则显示装置无需额外设置背光源。
[0086]
本实施例中，显示液晶盒30设于第一调光盒10与背光模组40之间，第一调光盒10设于显示液晶盒30与背光模组40之间。或者，也可以如上述实施例的其它方式设置，在此不作限制。
[0087]
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。
[0088]
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。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。
[0089]
图14是本实用新型实施例中显示装置的平面结构示意图之一，图15是本实用新型实施例中显示装置的平面结构示意图之二。请参图14和图15，该显示装置设有视角切换按键60，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60可以是实体按键(如图14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15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60向该显示装置发出视角切换请求，最终由驱动芯片70控制施加在辅助电极111和视角控制电极121上的电信号，和/或，控制施加在第一电极211和第二电极221上的电信号，该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，因此本实用新型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。
[0090]
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。
[0091]
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限定，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，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，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型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，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。