CN109782464A - 光路控制结构、显示面板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光路控制结构、显示面板及显示装置，所述光路控制结构包括基板、若干个透光单元与选择性透光单元，所述透光单元设置在所述基板一侧且沿平行该基板的方向间隔排布；每个所述选择性透光单元设置在相邻两个所述透光单元之间，其中，所述选择性透光单元具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，既定方向的偏振光或偏振光分量可透过所述选择性透光单元；在所述第二状态下，所述选择性透光单元吸收所述偏振光或偏振光分量。所述显示面板具有发光层、封装层及设置在所述发光层与封装层之间，或者设置在封装层背离所述发光层一侧的前述光路控制结构。所述显示面板及显示装置方便实现宽视角与窄视角的转换，提高用户体验。

Description

光路控制结构、显示面板及显示装置

技术领域

本发明涉及显示设备技术领域，特别涉及一种光路控制结构、显示面板及显示装置。

背景技术

相较于传统的液晶显示装置，有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示装置具有反应速度快、适用性广、视角范围宽等诸多优点，广受业界瞩目与重视。但是宽视角显示设备不能保证用户在公共场所阅读内容的私密性，而现有的窄视角显示设备又会影响多人分享画面的体验。随着显示设备产品的多样化发展及使用场景的日益丰富，亟需一类可在宽视角模式/窄视角模式间切换的显示装置。

鉴于此，有必要提供一种新的光路控制结构、显示面板及显示装置。

发明内容

本发明目的在于提供一种光路控制结构、显示面板及显示装置，可实现宽视角/窄视角不同显示模式的切换，既便于多人共享画面，又可保证私密信息阅读时的安全性。

为实现上述发明目的，本发明提供一种光路控制结构，包括：

基板；

若干个透光单元，设置在所述基板一侧且沿平行该基板的方向间隔排布；

若干个选择性透光单元，每个所述选择性透光单元设置在相邻两个所述透光单元之间，其中，所述选择性透光单元具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，既定方向的偏振光或偏振光分量可透过所述选择性透光单元；在所述第二状态下，所述选择性透光单元吸收所述偏振光或偏振光分量。

作为本发明的进一步改进，所述透光单元包括透明电极，所述选择性透光单元包括显示介质，所述显示介质包括液晶与二向色性染料，所述二向色性染料中的染剂分子随液晶分子同向排列；相邻两个所述透明电极可产生电场，以控制相邻两个透明电极之间的选择性透光单元中的液晶取向。

作为本发明的进一步改进，所述选择性透光单元包括相对设置的两个透明导电板以及设置在两个透明导电板之间的显示介质；所述显示介质包括液晶与二向色性染料，所述二向色性染料中的染剂分子随液晶分子同向排列；所述两个透明导电板用以产生控制所述液晶取向的电场；优选地，两个所述透明导电板沿垂直于所述基板的方向设置在所述显示介质的两侧。

作为本发明的进一步改进，所述光路控制结构还包括沿垂直于所述基板的方向与显示介质邻接设置的取向结构，

优选地，所述取向结构包括相对设置在所述显示介质两侧的第一取向膜与第二取向膜，其中，所述第一取向膜、第二取向膜朝向所述显示介质的一侧形成有取向一致的条纹，所述条纹平行或垂直于所述既定方向延伸设置。

作为本发明的进一步改进，所述显示介质中二向色性染料相对液晶的质量占比设置为0.7～1.5wt％。

作为本发明的进一步改进，所述基板为偏振片，或者，所述基板的一侧设置有偏振片，所述偏振片的偏振方向平行于既定方向。

本发明还提供一种显示面板，包括发光层，封装层及如前所述的光路控制结构，

所述光路控制结构设置于所述发光层与所述封装层之间；或者，所述光路控制结构设置于所述封装层远离所述发光层的一侧。

作为本发明的进一步改进，所述显示面板还包括驱动电路，

所述光路控制结构中的透光单元为透明电极，所述驱动电路与所述透明电极电连接，以使得相邻所述透明电极之间可产生平行于所述基板方向的电场；或者，

所述光路控制结构中的选择性透光单元包括沿垂直于所述基板的方向相对设置的两个透明导电板，所述驱动电路电性连接至所述透明导电板，以生成垂直于所述基板方向的电场。

本发明还提供一种显示装置，包括控制组件及如前所述的显示面板，所述控制组件用以控制所述光路控制结构中的选择性透光单元进行第一状态和第二状态的切换。

作为本发明的进一步改进，所述控制组件包括图像采集模块与图像处理模块，其中，

所述图像采集模块用以采集图像并将所述图像传输至所述图像处理模块，所述图像处理模块用以接收并分析所述图像，获取所述图像相应的视角信息，再根据所述视角信息控制所述光路控制结构中的选择性透光单元进行第一状态和第二状态的切换。

本发明的有益效果是：采用本发明光路控制结构、显示面板及显示装置，通过所述选择性透光单元的状态调节，对既定方向的偏振光或偏振光分量进行吸收或透过，便可实现相应的显示面板与显示装置在宽视角/窄视角不同显示模式的切换，既便于多人共享画面，又可保证私密信息阅读时的安全性。且在实际应用中，所述光路控制结构既能集成在显示面板的发光层与封装层之间，亦可直接设置在所述封装层背离发光层的外侧，更易于实施。

附图说明

图1为本发明光路控制结构的实施例一中选择性透光单元在第一状态时的结构示意图；

图2为图1中光路控制结构的透光单元与选择性透光单元分布示意图；

图3为图1中光路控制结构中选择性透光单元转换为第二状态时的结构示意图；

图4为图3中光路控制结构的透光单元与选择性透光单元分布示意图；

图5为本发明光路控制结构的实施例九的结构示意图；

图6为本发明显示面板一优选实施例的结构示意图；

图7为本发明显示面板另一优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的实施方式对本发明进行详细描述。但该实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

实施例一：

参看图1至图4所示，本发明提供的光路控制结构100包括基板1、若干个透光单元2与若干个选择性透光单元3。所述透光单元2设置在所述基板1一侧且沿平行该基板1的方向间隔排布；所述选择性透光单元3设置在相邻两个所述透光单元2之间，其中，所述选择性透光单元3具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，既定方向的偏振光或偏振光分量可透过所述选择性透光单元3；在所述第二状态下，所述选择性透光单元3吸收所述偏振光或偏振光分量。

所述基板1为偏振片，或者，所述基板1的一侧设置有偏振片，所述偏振片的偏振方向平行于既定方向，所述偏振片用以控制入射所述选择性透光单元3的光线为既定方向的偏振光。特别地，若入射所述光路控制结构100的光线为既定方向的偏振光，则所述基板1上无需设置偏振片。

本实施例中，所述透光单元2包括透明电极，所述选择性透光单元3包括显示介质，所述显示介质包括液晶与二向色性染料，且所述显示介质中二向色性染料相对液晶的质量占比设置为0.7～1.5wt％。所述液晶设置为向列相液晶；所述二向色性染料可选用黑色染剂，和/或红、绿、蓝三种颜色的染剂混合物制得。所述液晶分子、染剂分子均呈棒状结构，所述透明电极可生成平行所述基板1方向的电场，以控制液晶分子的取向，且所述染剂分子的长轴取向随液晶分子的长轴取向同向排列，即通过所述液晶分子的取向控制可实现染剂分子的排列方向的控制。

所述透明电极可直接形成在所述基板1上且设置呈长条状；相应地，所述选择性透光单元3亦呈长条状。为便于实际制备过程中的电路设计，且为实现较好的显示效果，所述选择性透光单元3沿垂直于所述基板1方向的厚度优选设置为5～8μm。

所述光路控制结构100还包括沿垂直于所述基板1的方向与显示介质邻接设置的取向结构，所述取向结构用以确定液晶分子、染剂分子的初始排列方向，并在电场撤销时，使得所述液晶分子与染剂分子恢复至初始排列方向。所述取向机构包括相对设置在所述显示介质两侧的第一取向膜41与第二取向膜42，所述第一取向膜41、第二取向膜42朝向显示介质的一侧形成有取向一致的条纹，其中，所述第一取向膜41贴近所述基板1设置。

所述第一取向膜41、第二取向膜42分别由聚苯乙烯及其衍生物、聚乙烯醇、聚酯、环氧树脂、聚氨酯、聚硅烷与聚酰亚胺(PI)中的一种或多种的组合构成。优选地，所述第一取向膜41、第二取向膜42两者均设置为聚酰亚胺薄膜。实际应用中，聚酰亚胺薄膜通过尼龙、纤维或棉绒等材料按既定方向作定向摩擦处理，使其表面状况发生改变，生成均匀分布的前述条纹。

参图1所示出的左右箭头方向即前述既定方向，也就是所述偏振片的偏振方向。若干所述透光单元2沿所述偏振方向间隔设置，且相邻所述透光单元2之间可生成平行所述偏振方向的电场。

所述液晶设置为正性向列相液晶；所述二向色性染料采用正性染剂，如偶氮类染剂，所述染剂分子可吸收偏振方向与其分子排列方向平行的偏振光。此时，所述第一取向膜41、第二取向膜42的条纹沿垂直于所述偏振方向延伸设置。需要注意地，为使得所述液晶分子在电场作用下转向一致，所述第一取向膜41、第二取向膜42的条纹方向并非严格按照垂直于所述偏振方向设置，而是根据选用的液晶分子类型设置一合适的预倾角θ。

相邻所述透光单元2之间未产生电场时，所述液晶分子、染剂分子的排列方向均垂直于所述偏振片的偏振方向，所述选择性透光单元3处于第一状态；所述透明电极在相应驱动电路的控制下生成平行于所述偏振方向的电场时，所述液晶分子旋转至与所述偏振方向相平行，进而使得所述染剂分子的排列方向亦转换至与所述偏振方向相平行，吸收入射至所述选择性透光单元3的偏振光，所述选择性透光单元3切换为第二状态。

实施例二：

所述液晶设置为正性向列相液晶；所述二向色性染料采用负性染剂，如蒽醌类染剂。若干所述透光单元2沿所述偏振方向间隔设置；且所述第一取向膜41与第二取向膜42的条纹沿垂直于所述偏振方向延伸设置。所述透明电极2未产生电场时，所述液晶分子与染剂分子的排列方向均垂直于所述偏振方向，所述染剂分子吸收入射的偏振光，该选择性透光单元3处于第二状态；所述透明电极在相应驱动电路的控制下生成平行所述偏振方向的电场时，所述液晶分子与染剂分子的排列方向转换至与所述基板1的偏振方向相平行，所述选择性透光单元3切换为第一状态。

实施例三：

所述液晶设置为负性向列相液晶；所述二向色性染料采用正性染剂。若干所述透光单元2沿所述偏振方向间隔设置；为使得液晶分子在所述透明电极所产生的电场作用下可发生旋转，所述第一取向膜41、第二取向膜41的条纹也沿所述偏振方向延伸设置。即使得所述透明电极未产生电场时，所述液晶分子与染剂分子的排列方向均与所述偏振方向平行，所述染剂分子吸收入射的偏振光，该选择性透光单元3处于第二状态；所述透明电极在相应驱动电路的控制下生成平行所述偏振方向的电场时，所述液晶分子、二向色性染料分子的排列方向转换至与所述偏振方向相垂直，所述选择性透光单元3切换为第一状态。

实施例四：

所述液晶设置为负性向列相液晶；所述二向色性染料采用负性染剂。若干所述透光单元2沿所述偏振方向间隔设置；所述第一取向膜41、第二取向膜41的条纹同样沿所述基板1的偏振方向延伸设置。所述透明电极未产生电场时，所述液晶分子与染剂分子的排列方向与所述偏振方向平行，该选择性透光单元3处于第一状态；所述透明电极在相应驱动电路的控制下生成平行所述偏振方向的电场时，所述液晶分子与染剂分子的排列方向转换至与所述偏振方向相垂直，所述选择性透光单元3切换为第二状态。

上述实施例中，若干所述透光单元2均沿所述偏振方向间隔排布。若干所述透光单元2还可设置为沿垂直于所述偏振方向间隔排布，并使得相邻所述透光单元2之间生成垂直于所述偏振方向的电场。

实施例五：

所述液晶采用正性向列相液晶；所述二向色性染料采用正性染剂。若干所述透光单元2沿垂直于所述偏振方向间隔排布；所述第一取向膜41与第二取向膜42的条纹沿所述基板1的偏振方向延伸设置。所述透明电极未产生电场时，所述液晶分子、染剂分子的排列方向与所述基板1的偏振方向平行，所述二向色性染料分子吸收入射的偏振光，该选择性透光单元3处于第二状态；所述透明电极生成垂直于所述偏振方向的电场时，所述液晶分子与染剂分子的排列方向转换至与所述偏振方向相垂直，所述选择性透光单元3切换为第一状态。

实施例六：

所述液晶设置为正性向列相液晶；所述二向色性染料采用负性染剂。若干所述透光单元2沿垂直与所述偏振方向间隔排布；所述第一取向膜41与第二取向膜42的条纹沿所述基板1的偏振方向延伸设置。所述透明电极未产生电场时，所述液晶分子与染剂分子的排列方向均平行于所述偏振方向，所述选择性透光单元3处于第一状态；所述透明电极在相应驱动电路的控制下生成垂直于所述偏振方向的电场时，所述液晶分子与染剂分子的排列方向转换至与所述偏振方向相垂直，所述选择性透光单元3切换为第二状态。

实施例七：

所述液晶设置为负性向列相液晶；所述二向色性染料采用正性染剂。若干所述透光单元2沿垂直与所述偏振方向间隔排布；所述第一取向膜41与第二取向膜42的条纹同样垂直于所述偏振方向延伸设置。所述透明电极未产生电场时，所述液晶分子与染剂分子的排列方向均垂直于所述偏振方向，所述选择性透光单元3处于第一状态；所述透明电极在相应驱动电路的控制下生成垂直于所述偏振方向的电场时，所述液晶分子与染剂分子的排列方向转换至与所述基板1的偏振方向相平行，所述选择性透光单元3切换为第二状态。

实施例八：

所述液晶设置为负性向列相液晶；所述二向色性染料采用负性染剂。若干所述透光单元2沿垂直与所述偏振方向间隔排布；所述第一取向膜41与第二取向膜42的条纹同样垂直于所述偏振方向延伸设置。所述透明电极未产生电场时，所述液晶分子、二向色性染料分子的排列方向均垂直于所述偏振方向，所述选择性透光单元3处于第二状态；所述透明电极在相应驱动电路的控制下生成垂直于所述偏振方向的电场时，所述液晶分子与染剂分子的排列方向转换至与所述偏振方向相平行，所述选择性透光单元3切换为第一状态。

综上，所述液晶设置为正性向列相液晶时，所述透明电极生成的电场方向与所述第一取向膜41、第二取向膜42的条纹延伸方向相垂直；所述液晶设置为负性向列相液晶时，所述第一取向膜41、第二取向膜42的条纹延伸方向则与所述电场方向相同。也就是说，所述透明电极产生电场时，所述液晶分子可自初始状态发生扭转，进而使得所述染剂分子旋转，实现所述选择性透光单元3在第一状态与第二状态间的切换。

实施例一至实施例八中，所述选择性透光单元3的液晶分子、染剂分子均在平行或近乎平行于所述基板1的平面方向上进行旋转。并且，所述第一取向膜41、第二取向膜42的条纹的实际延伸方向相对所述偏振方向、或垂直所述偏振方向均设置有如前所述的预倾角θ。

所述光路控制结构100还包括设置在所述第二取向膜42背离所述选择性透光单元3一侧的透明面板5，即使得所述透光单元2、选择性透光单元3及取向结构均位于所述基板1与透明面板5之间。所述透明面板5可以是玻璃基板、或者是柔性面板，所述透明电极也可形成于所述透明面板5上。

实施例九：

参图5所示，该实施例区别于前述实施例的特征在于：所述光路控制结构100的选择性透光单元3包括沿垂直于所述基板1的方向相对设置的两个透明导电板31、32，所述显示介质位于两个所述透明导电板31、32之间。

其中，所述第一取向膜41、第二取向膜42的条纹延伸方向与偏振方向相平行或垂直，即使得所述液晶分子、染剂分子的排列方向与所述偏振方向相平行或垂直。并且，当所述两个透明导电板31、32在相应的驱动电路控制下生成垂直于所述基板1方向的电场时，所述液晶分子、染剂分子的排列方向发生扭转，所述选择性透光单元3实现第一状态与第二状态的切换。

应当理解，图5所示透明导电板是整层设置的示意图，即多个选择性透光单元共用一组透明导电板。但是在具体工艺中，每个选择性透光单元均可包括两个透明导电板，即各选择性透光单元的透明导电板均可以是相对独立设置的，以便于对各选择性透光单元所产生的电场进行控制。

参图6所示，本发明还提供一种显示面板200，包括发光层201、封装层202及前述光路控制结构100。此处，所述封装层202是指位于所述发光层201出光侧的封装结构层；所述发光层201可设置为OLED器件层。所述光路控制结构100的选择性透光单元3处于第一状态时，对应于所述显示面板200的宽视角显示模式；所述选择性透光单元3处于第二状态时，对应于所述显示面板200的窄视角显示模式。

所述显示面板200还包括驱动电路，所述驱动电路用以电性连接至前述透明电极，以使得相邻所述透明单元2之间可产生平行于所述基板1方向的电场；或者，电性连接至前述透明导电板31、32，以生成垂直于所述基板1方向的电场。

所述光路控制结构100设置于所述发光层201与所述封装层202之间，也就是说，自所述发光层201发出的光线经所述光路控制结构100后再通过所述封装层202向外发射。所述透明电极、第二取向膜42可直接形成在所述封装层202朝向发光层201的一侧表面上。本实施例中，所述光路控制结构100位于所述发光201与封装层202之间，所述透明面板5可取消。

参图7所示，所述光路控制结构100还可设置于所述封装层202远离所述发光层201一侧。其中，所述发光层201封装完成后，再将所述光路控制结构100组装至所述封装层202上。也就是说，所述光路控制结构100能够作为独立的组装模块，应用于各类显示设备。此时，自所述发光层201发出的光线先经过所述封装层202，再经由所述光路控制结构100向外发射。

本发明还提供一种采用前述显示面板200的显示装置，所述显示装置还具有控制组件，所述控制组件用以调节所述显示面板200在宽视角/窄视角显示模式之间进行切换。所述控制组件具有物理按键或触控按键，即通过用户手动操作实现操作；或者，所述控制组件包括图像采集模块与图像处理模块，其中，所述图像采集模块用以采集图像并将所述图像传输至所述图像处理模块，所述图像处理模块用以接收并分析所述图像，获取所述图像相应的视角信息，再根据所述视角信息控制所述光路控制结构100中的选择性透光单元3进行第一状态和第二状态的切换，进而实现宽视角/窄视角显示模式的切换。

综上所述，采用本发明光路控制结构100、显示面板200及显示装置，通过所述选择性透光单元3的状态调节，对既定方向的偏振光或偏振光分量进行吸收或透过，便可实现相应的显示面板200与显示装置在宽视角/窄视角不同显示模式的切换，既便于多人共享画面，又可保证私密信息阅读时的安全性。并且，通过所述选择性透光单元3的显示介质中的染剂分子对发光层201出射光线的有效吸收，可提升所述显示面板200的对比度，保证显示质量。实际应用中，所述光路控制结构100既能集成在发光层201与封装层202之间，亦可直接设置在所述封装层202背离发光层201的外侧，更易于实施。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光路控制结构，其特征在于，包括：

基板；

若干个透光单元，设置在所述基板一侧且沿平行该基板的方向间隔排布；

若干个选择性透光单元，每个所述选择性透光单元设置在相邻两个所述透光单元之间，其中，所述选择性透光单元具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，既定方向的偏振光或偏振光分量可透过所述选择性透光单元；在所述第二状态下，所述选择性透光单元吸收所述偏振光或偏振光分量。

2.根据权利要求1所述的光路控制结构，其特征在于，所述透光单元包括透明电极，所述选择性透光单元包括显示介质，所述显示介质包括液晶与二向色性染料，所述二向色性染料中的染剂分子随液晶分子同向排列；相邻两个所述透明电极可产生电场，以控制相邻两个透明电极之间的选择性透光单元中的液晶取向。

3.根据权利要求1所述的光路控制结构，其特征在于，所述选择性透光单元包括相对设置的两个透明导电板以及设置在两个透明导电板之间的显示介质；所述显示介质包括液晶与二向色性染料，所述二向色性染料中的染剂分子随液晶分子同向排列；所述两个透明导电板用以产生控制所述液晶取向的电场；优选地，两个所述透明导电板沿垂直于所述基板的方向设置在所述显示介质的两侧。

4.根据权利要求2或3所述的光路控制结构，其特征在于，所述光路控制结构还包括沿垂直于所述基板的方向与显示介质邻接设置的取向结构，

优选地，所述取向结构包括相对设置在所述显示介质两侧的第一取向膜与第二取向膜，其中，所述第一取向膜、第二取向膜朝向所述显示介质的一侧形成有取向一致的条纹，所述条纹平行或垂直于所述既定方向延伸设置。

5.根据权利要求2或3所述的光路控制结构，其特征在于，所述显示介质中二向色性染料相对液晶的质量占比设置为0.7～1.5wt％。

6.根据权利要求1所述的光路控制结构，其特征在于，所述基板为偏振片，或者，所述基板的一侧设置有偏振片，所述偏振片的偏振方向平行于既定方向。

7.一种显示面板，其特征在于，包括发光层，封装层及如权利要求1-6中任一项所述的光路控制结构，

所述光路控制结构设置于所述发光层与所述封装层之间；或者，所述光路控制结构设置于所述封装层远离所述发光层的一侧。

8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，还包括驱动电路，

所述光路控制结构中的透光单元为透明电极，所述驱动电路与所述透明电极电连接，以使得相邻所述透明电极之间可产生平行于所述基板方向的电场；或者，

所述光路控制结构中的选择性透光单元包括沿垂直于所述基板的方向相对设置的两个透明导电板，所述驱动电路电性连接至所述透明导电板，以生成垂直于所述基板方向的电场。

9.一种显示装置，其特征在于，包括控制组件及如权利要求7或8所述的显示面板，所述控制组件用以控制所述光路控制结构中的选择性透光单元进行第一状态和第二状态的切换。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述控制组件包括图像采集模块与图像处理模块，其中，

所述图像采集模块用以采集图像并将所述图像传输至所述图像处理模块，所述图像处理模块用以接收并分析所述图像，获取所述图像相应的视角信息，再根据所述视角信息控制所述光路控制结构中的选择性透光单元进行第一状态和第二状态的切换。