CN105700226A - 视角控制机构、导光板、背光模组、阵列基板及显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种视角控制机构、导光板、背光模组、阵列基板及显示面板。所述视角控制机构包括第一基底和光线遮挡单元；所述第一基底上划分有多个亚像素区域，每个亚像素区域中设置有光栅单元，其中，光栅单元能够使得入射光线沿着不同出射角出射；所述光线遮挡单元与光栅单元对应设置，在关闭时，能够遮挡对应的光栅单元出射的光线，在打开时，使得对应的光栅单元出射的光线透过。所述导光板、背光模组、阵列基板及显示面板设置有与所述视角控制机构对应的结构。本发明提供的视角控制机构、导光板、背光模组、阵列基板及显示面板，能够使得视角范围得到控制。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种视角控制机构、导光板、背光模组、阵列基板及显示面板。
背景技术
现有技术中的液晶显示模组的出光角度(或可视角度)较大，已经可以达到±70°或者最大达到接近90°。而在某些场合，显示器，笔记本电脑，手机及平板电脑等显示器件需要具有较小的可视角度，具备一定的私密和防窥功能，在这些情况下就需要显示器件的出光角度缩小到一定程度。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种视角控制机构、导光板、背光模组、阵列基板及显示面板，能够使得视角范围得到控制。
基于上述目的本发明提供的视角控制机构，包括第一基底和光线遮挡单元；所述第一基底上划分有多个亚像素区域，每个亚像素区域中设置有光栅单元，其中，所述光栅单元能够使得入射光线沿着不同角度出射；所述光线遮挡单元与光栅单元对应设置，能够控制对应的光栅单元出射的光线的通过状态。
可选的，所述光线遮挡单元包括开关控制模块、第二基底和设置于第二基底上的微机电系统MEMS开关；
所述开关控制模块用于控制所述微机电系统MEMS开关的打开关闭状态，使得所述微机电系统MEMS开关控制对应的光栅单元出射的光线的通过状态。
可选的，所述第二基底为玻璃基底或硅基底。
可选的，所述光栅单元的光栅开口宽度小于1微米。
可选的，所述第一基底为衬底基板。
可选的，所述第一基底为导光板。
可选的，至少有一个亚像素区域中的光栅单元数量与其它亚像素区域不同。
所述开关控制模块包括：控制器、数据驱动单元、扫描驱动单元；其中，
控制器：用于发送控制信号，使得数据驱动单元、扫描驱动单元控制各个亚像素区域对应的微机电系统MEMS打开或关闭；
数据驱动单元、扫描驱动单元：用于根据控制信号控制所述微机电系统MEMS开关的打开关闭状态。
同时，本发明提供一种导光板，所述导光板上划分有多个亚像素区域，每个亚像素区域中设置有多个本发明实施例所述的光栅单元。
可选的，所述光栅单元的光栅开口宽度小于1微米。
同时，本发明还提供一种背光模组，包括导光板、视角控制机构。所述视角控制机构包括第一基底和光线遮挡单元；所述第一基底上划分有多个亚像素区域，每个亚像素区域中设置有光栅单元，其中，所述光栅单元能够使得入射光线沿着不同角度出射；所述光线遮挡单元与光栅单元对应设置，能够控制对应的光栅单元出射的光线的通过状态。所述光线遮挡单元设置于所述导光板出光面。
所述第一基底为导光板，还包括光源；所述光栅单元为衍射光栅；所述光源为红、绿、蓝三种单色光混合的光源。
同时，本发明还提供一种背光模组，包括导光板。所述导光板上划分有多个亚像素区域，每个亚像素区域中设置有多个本发明实施例所述的光栅单元。
可选的，所述背光模组还包括光源；所述光栅单元为衍射光栅；所述光源为红、绿、蓝三种单色光混合的光源。
进一步，本发明还提供一种阵列基板，与一光栅结构相对设置，所述光栅结构包括多个亚像素区域，每个亚像素区域中设置有光栅单元，其中，不同光栅单元能够使得光线沿着不同出射角出射；所述阵列基板的一侧设置有多个光线遮挡单元，所述光线遮挡单元与光栅单元对应设置，在关闭时，能够遮挡对应的光栅单元出射的光线，在打开时，使得对应的光栅单元出射的光线透过。
进一步，本发明还提供一种显示面板，其特征在于，包括一种阵列基板，与一光栅结构相对设置，所述光栅结构包括多个亚像素区域，每个亚像素区域中设置有光栅单元，其中，不同光栅单元能够使得光线沿着不同出射角出射；所述阵列基板的一侧设置有多个光线遮挡单元，所述光线遮挡单元与光栅单元对应设置，在关闭时，能够遮挡对应的光栅单元出射的光线，在打开时，使得对应的光栅单元出射的光线透过。
可选的，所述显示面板还包括封装盖板，所述光线遮挡单元设置于所述阵列基板靠近所述封装盖板的一侧。
进一步，本发明还提供一种显示面板，包括多个光线遮挡单元，所述光线遮挡单元与显示面板上的亚像素区域对应设置。
从上面所述可以看出，本发明提供的视角控制机构、导光板、背光模组、阵列基板及显示面板，通过光栅单元形成不同的视角范围，通过光线遮挡机构能够使得某一视角范围的光线透过或将某一视角范围的光线遮挡，从而使得可视范围能够根据使用需要扩大或缩小，可实现视角切换的功能，能够起到保密和防窥的作用。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的视角控制机构结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的MEMS开关结构示意图；
图3为本发明实施例提供的导光板结构示意图；
图4为本发明实施例的开关控制模块结构及连接示意图；
图5为本发明实施例的背光模组结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明首先提供一种视角控制机构，结构如图1所示，包括第一基底101和光线遮挡单元102；所述第一基底101上划分有多个亚像素区域103，每个亚像素区域103中设置有光栅单元104，其中，所述光栅单元能够使得入射光线沿着不同角度出射；所述光线遮挡单元102与光栅单元104对应设置，能够控制对应的光栅单元出射的光线的通过状态。具体的，所述光线遮挡单元102在关闭时，能够遮挡对应的光栅单元104出射的光线，在打开时，使得对应的光栅单元104出射的光线透过。
在实际应用时，可以通过设计所述光栅单元的参数，使得不同的光栅单元的光线出射角度不同，形成较宽的视角和较窄的视角。通过对所述光线遮挡单元进行控制，能够在需要时将出射角度较宽、即视角较宽的光栅遮挡，使得经过所述视角控制机构的光线出射范围变窄、视角较窄，从而起到用户所需要的显示画面保密效果。
在本发明具体实施例中，光栅为在第一基底上通过纳米压印制成的槽型结构的衍射条纹。光栅单元的光栅条纹的间距，深度，旋向不同，可以对入射的单色光的光线进行调制使出射光呈现与导光板平面具有一定的角度。通过设置光栅单元的深度、旋向，数量，以及相邻光栅单元之间的间距，能够使得入射光沿着不同出射角出射。
在本发明具体实施例中，所述光栅单元可以在所述亚像素区域中沿着任意方向排列设置。在较佳实施例中，所述光栅单元在每个所述亚像素区域中的排列方向一致。
在本发明具体实施例中，所述光线遮挡单元可以为任意能够遮挡光线的机构，例如由透明电泳液、不透明带电粒子以及电极、挡墙构成的电泳单元。
在本发明具体实施例中，所述光线遮挡单元包括开关控制模块、第二基底和设置于第二基底上的微机电系统MEMS开关；
所述开关控制模块用于控制所述微机电系统MEMS开关的打开关闭状态，使得所述微机电系统MEMS开关控制对应的光栅单元出射的光线的通过状态。具体的，每个光栅单元和一个MEMS开关对应设置，使得MEMS开关能够控制相应光栅是否出射光线，从而实现视角范围的控制。
在本发明具体实施例中，开关控制模块结构如图4所示，包括：控制器401、数据驱动单元402、扫描驱动单元403；其中，
控制器401：用于发送控制信号，使得数据驱动单元402、扫描驱动单元403控制各个亚像素区域对应的微机电系统MEMS开关404打开或关闭；
数据驱动单元402、扫描驱动单元403：用于根据控制信号控制所述微机电系统MEMS开关404的打开关闭状态。控制原理与TFT-LCD(ThinFilmTransistor-LiquidCrystalDisplay，薄膜晶体管液晶显示器)的控制方式类似。
具体实施例中，当所述视角控制机构应用到显示器件中时，所述MEMS开关的第二基底与其上层基底之间通过封框胶贴合。在其中部位置散布有支撑物，支撑物需避MEMS开关及开关控制模块，以支撑其与上层基板之间的间隙，确保MEMS微结构不受压迫损坏。
所述MEMS开关为所有基于微机电系统(MEMS,Micro-Electro-MechanicalSystem)所制作的开关。本发明具体实施例中所采用的MEMS开关在开启状态下可透光，关闭状态时可遮挡光线；或在开启状态下可遮挡光线，关闭状态时透过光线。
在本发明一种具体实施例中，所采用的MEMS开关结构如图2所示，包括第二基底201、遮挡机构202、电极梁制动器的驱动梁203、弹簧片204、电极梁制动器的顺应性负载梁205、第一固定件206、第二固定件207；所述第二基底201具有第一开口，所述遮挡机构202具有第二开口，第一开口和第二开口形状、大小一致。所述驱动梁203一端连接所述第一固定件206，另一端自由移动。所述驱动梁203整体上与所述顺应性负载梁205等高且相互接近。在正常状态下，所述第一开口和第二开口位置相对，使得所述第二基底201一侧的光线能够透过；当对所述电极梁制动器203施加电压时，驱动梁203与顺应性负载梁205之间的电势差使得顺应性负载梁205向所述驱动梁203靠近，拉动所述遮挡机构202向所述驱动梁203靠近，使得第一开口和第二开口错位而不能够透过光线，从而遮挡第二基底201一侧的光线，使得对应视角的光栅被遮挡，该视角不能够观看到显示画面。
在本发明另一种实施例中，仍然参照图2，所采用的MEMS开关包括第二基底201、遮挡机构202、电极梁制动器的驱动梁203、弹簧片204、电极梁制动器的顺应性负载梁205、第一固定件206、第二固定件207；所述第二基底201具有第一开口，所述遮挡机构202具有第二开口，第一开口和第二开口形状、大小一致。所述驱动梁203一端连接所述第一固定件206，另一端自由移动。所述驱动梁203整体上与所述顺应性负载梁205等高且相互接近。在正常状态下，所述第一开口和第二开口错位相对，使得所述第二基底201一侧的光线不能够透过；当对所述电极梁制动器203施加电压时，驱动梁203与顺应性负载梁205之间的电势差使得顺应性负载梁205向所述驱动梁203靠近，拉动所述遮挡机构202向所述驱动梁203靠近，使得第一开口和第二开口正好对位而能够透过光线，从而透过第二基底201一侧的光线，使得对应视角的光栅透过光线，该视角能够观看到显示画面。图2所示的MEMS开关的三个开口，对应于一个像素区域中相同视角的三个光栅单元，示例性地，如光栅单元R1，B1，G1。
在本发明一些实施例中，所述第二基底为玻璃基底或硅基底。
在本发明一些实施例中，所述光栅单元的光栅开口宽度小于1微米。具体的，所述光栅开口宽度为纳米级。
更具体的，所述光栅为衍射光栅。衍射光栅条纹的间距，深度，旋向不同，可以对入射的单色光的光线进行调制使出射光呈现与导光板平面具有一定的角度。
本发明实施例采用了带有衍射光栅的视角控制机构，衍射光栅与液晶面板的像素设计相匹配，通过液晶面板与衍射光栅之间的MEMS开关层控制来实现可视角度的切换，从而可实现防窥等功能。
在本发明一些实施例中，所述第一基底为衬底基板。在第一基底上设置所述光栅单元，在第一基底一侧设置所述光线遮挡单元。
在本发明其他一些实施例中，所述第一基底为衬底基板，且光线遮挡单元设置于衬底基板任意一侧。
在本发明一些实施例中，所述第一基底为导光板。在具体实施例中导光板的不同位置需要有不同的光栅个数密度来平衡各个位置的光能量。如第一MEMS开关下所对应第一光栅单元可以由多个相同光栅构成，构成密度排布取决于导光板整体的光能量均一性要求。如从入光侧近端到远端逐步降低光栅密度。
在一种具体实施例中，所述第一基底为导光板，所述第二基底设置于导光板出光面一侧。
在本发明一些实施例中，至少有一个亚像素区域中的光栅单元数量与其它亚像素区域不同。
在具体实施例中，所有亚像素区域中所包含的光栅单元参数应当基本一致，在部分亚像素区域中，可将某一参数的光栅单元设置多组，从而该参数的光栅单元在这部分亚像素区域中的密度较高，提高对应区域的出光量，满足不同区域的不同出光量需求。
示例性地，如图3所示，本发明还提供一种导光板301，所述导光板301上划分有多个亚像素区域302，如图3中虚线所示区域，每个亚像素区域302中设置有光栅单元303，通过设置光栅单元303之间的间距，能够使得对应于某一亚像素区域的单色光具有不同的出射角。在图3所示的实施例中，每个亚像素区域302中设置有三个光栅单元303，能够使得进入亚像素区域的光具有三个入射角度，将其中任意一个光栅单元303所对应的光线遮挡单元开启或关闭时，能够调整显示导光板301的光线出射角度，从而能够调整显示器件的显示范围。
具体的，在图3所示的实施例中，一个像素区域中对应设置有9个阵列排布的光栅单元，每三个光栅单元对应一个亚像素区域。第一红色光栅单元R1、第二红色光栅单元R2、第三红色光栅单元R3对应红色亚像素区域，这三个光栅单元出射的光线具有三个不同出射角。第一绿色光栅单元G1、第二绿色光栅单元G2、第三绿色光栅单元G3对应绿色亚像素区域，这三个光栅单元出射的光线具有三个不同的出射角。第一蓝色光栅单元B1、第二蓝色光栅单元B2、第三蓝色光栅单元B3对应亚像素区域，这三个光栅单元出射的光线具有三个不同的出射角。同时，第一红色光栅单元R1、第一绿色光栅单元G1、第一蓝色光栅单元B1将光线沿第一出射角出射；第二红色光栅单元R2、第二绿色光栅单元G2、第二蓝色光栅单元B2将光线沿第二出射角出射；第三红色光栅单元R3、第三绿色光栅单元G3、第三蓝色光栅单元B3将光线沿第三出射角出射。每个像素区域均如此设计，进而用户能够从三个不同方向上观看到画面。当采用图2所示的MEMS开关时，每个MEMS开关具有三个开口，分别对应R1、G1、B1，或分别对应R2、G2、B2，或分别对应R3、G3、B3，当将两边视角对应的MEMS开关关闭时，为窄视角显示状态。当三个视角方向的MEMS开关都打开时，为宽视角显示状态。
在本发明其他实施例中，对应每个亚像素区域可以设置两个或三个以上的光栅单元，从而显示导光板301的光线具备更多视角范围。
在本发明一些实施例中，所述光栅单元的光栅开口宽度小于1微米。
在本发明具体实施例中，当光栅为纳米级时，能够透过特定波长的光线，从而能够通过设定光栅参数使得不同的亚像素区域仅能够通过对应的色光，从而在显示器件的制作中省去彩膜层的制作，从而使得显示器件厚度减少。
进一步，本发明还提供一种背光模组，包括导光板，还包括一种视角控制机构。所述视角控制机构包括第一基底和光线遮挡单元；所述第一基底上划分有多个亚像素区域，每个亚像素区域中设置有光栅单元，其中，不同光栅单元能够使得光线沿着不同出射角出射；所述光线遮挡单元与光栅单元对应设置，在关闭时，能够遮挡对应的光栅单元出射的光线，在打开时，使得对应的光栅单元出射的光线透过。所述光线遮挡单元设置于所述导光板出光面。
在较佳实施例中，所述光栅单元为衍射光栅，背光模组的光源为红、绿、蓝三种单色光混合的混合光。在较佳实施例中，入射光源为准直RGB三色混合的白光，R、G、B分别以三个角度入射到导光板中。RGB三种准直光分别经过全反射对应Panel像素中RGB亚像素所对应之光栅，可避免白色光经过衍射后分光又在亚像素处发生混光，造成出光颜色不纯。
如果是普通的白光源，需要先经过一层衍射分色层，对入射的白光进行调制分光，使对应不同颜色亚像素区域只有单一颜色的光入射光栅单元。
进一步，本发明还提供一种背光模组，包括如图3所示的导光板301，导光板301上划分有多个亚像素区域302，每个亚像素区域302中设置有光栅单元303，不同光栅单元303能够使得光线沿着不同出射角出射。
当显示器件包括上述实施例所提供的背光模组时，显示器件还包括光线遮挡单元，设置在背光模组出光面一侧。在具体实施例中，光线遮挡单元设置于背光模组和显示面板之间。
在较佳实施例中，所述光栅单元为衍射光栅，背光模组的光源为红、绿、蓝三种单色光混合的混合光。
在本发明一种具体实施例中，背光模组结构参照图5，由前框507、胶框501，显示面板502，MEMS开关层503，导光板504，光源505、反射板506背板508等结构构成。显示面板502的下偏光片5021贴合在MEMS开关层503靠近背光模组的一侧，导光板504与下偏光片5021之间采用双面胶509相固定，以确保其与MEMS开关层503相对位置不变化。模组结构的胶框501起到固定导光板504相对位置的作用。
进一步，本发明还提供一种阵列基板，所述光栅结构包括多个亚像素区域，每个亚像素区域中设置有光栅单元，其中，不同光栅单元能够使得光线沿着不同出射角出射；所述阵列基板的一侧设置有多个光线遮挡单元，所述光线遮挡单元与光栅单元对应设置，在关闭时，能够遮挡对应的光栅单元出射的光线，在打开时，使得对应的光栅单元出射的光线透过。
在具体实施例中，当显示器件设置有彩膜基板时，所述亚像素区域与彩膜基板上的亚像素对应。
进一步，本发明还提供一种显示面板，包括阵列基板，所述光栅结构包括多个亚像素区域，每个亚像素区域中设置有光栅单元，其中，不同光栅单元能够使得光线沿着不同出射角出射；所述阵列基板的一侧设置有多个光线遮挡单元，所述光线遮挡单元与光栅单元对应设置，在关闭时，能够遮挡对应的光栅单元出射的光线，在打开时，使得对应的光栅单元出射的光线透过。
在具体实施例中，当所述显示面板设置有彩膜基板时，所述亚像素区域与彩膜基板上的亚像素对应。
在本发明一种具体实施例中，所述显示面板还包括封装盖板，所述光线遮挡单元设置于所述阵列基板靠近所述封装盖板的一侧。
在本发明一种具体实施例中，所述光线遮挡单元位于所述阵列基板远离所述封装盖板的一侧。
进一步，本发明还提供一种显示面板，包括多个光线遮挡单元，所述光线遮挡单元与显示面板上的亚像素区域对应设置。
从上面所述可以看出，本发明提供的视角控制机构、导光板、背光模组、阵列基板及显示面板，通过光栅单元形成不同的视角范围，通过光线遮挡机构能够使得某一视角范围的光线透过或将某一视角范围的光线遮挡，从而使得可视范围能够根据使用需要扩大或缩小，可实现视角切换的功能，能够起到保密和防窥的作用。
应当理解，本说明书所描述的多个实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (18)
1.一种视角控制机构，其特征在于，包括第一基底和光线遮挡单元；所述第一基底上划分有多个亚像素区域，每个亚像素区域中设置有光栅单元，其中，所述光栅单元能够使得入射光线沿着不同角度出射；所述光线遮挡单元与光栅单元对应设置，能够控制对应的光栅单元出射的光线的通过状态。
2.根据权利要求1所述的视角控制机构，其特征在于，所述光线遮挡单元包括开关控制模块、第二基底和设置于第二基底上的微机电系统MEMS开关；
所述开关控制模块用于控制所述微机电系统MEMS开关的打开关闭状态，使得所述微机电系统MEMS开关控制对应的光栅单元出射的光线的通过状态。
3.根据权利要求2所述的视角控制机构，其特征在于，所述第二基底为玻璃基底或硅基底。
4.根据权利要求1所述的视角控制机构，其特征在于，所述光栅单元的光栅开口宽度小于1微米。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的视角控制机构，其特征在于，所述第一基底为衬底基板。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的视角控制机构，其特征在于，所述第一基底为导光板。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的视角控制机构，其特征在于，至少有一个亚像素区域中的光栅单元数量与其它亚像素区域不同。
8.根据权利要求2所述的视角控制机构，其特征在于，所述开关控制模块包括：控制器、数据驱动单元、扫描驱动单元；其中，
控制器：用于发送控制信号，使得数据驱动单元、扫描驱动单元控制各个亚像素区域对应的微机电系统MEMS打开或关闭；
数据驱动单元、扫描驱动单元：用于根据控制信号控制所述微机电系统MEMS开关的打开关闭状态。
9.一种导光板，其特征在于，所述导光板上划分有多个亚像素区域，每个亚像素区域中设置有多个如权利要求1所述的光栅单元。
10.根据权利要求9所述的导光板，其特征在于，所述光栅单元的光栅开口宽度小于1微米。
11.一种背光模组，其特征在于，包括权利要求6所述的视角控制机构，所述光线遮挡单元设置于所述导光板出光面。
12.根据权利要求11所述的背光模组，其特征在于，还包括光源；所述光栅单元为衍射光栅；所述光源为红、绿、蓝三种单色光混合的光源。
13.一种背光模组，其特征在于，包括权利要求9所述的导光板。
14.根据权利要求13所述的背光模组，其特征在于，还包括光源；所述光栅单元为衍射光栅；所述光源为红、绿、蓝三种单色光混合的光源。
15.一种阵列基板，其特征在于，与一光栅结构相对设置，所述光栅结构包括多个亚像素区域，每个亚像素区域中设置有光栅单元，其中，所述光栅单元能够使得入射光线沿着不同角度出射；所述阵列基板的一侧设置有多个光线遮挡单元，所述光线遮挡单元与光栅单元对应设置，能够控制对应的光栅单元出射的光线的通过状态。
16.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求15所述的阵列基板。
17.根据权利要求16所述的显示面板，其特征在于，还包括封装盖板，所述光线遮挡单元设置于所述阵列基板靠近所述封装盖板的一侧。
18.根据权利要求16所述的显示面板，其特征在于，所述光线遮挡单元与显示面板上的亚像素区域对应设置。
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