防窺顯示器的製作方法

2023-05-29 01:15:42 4

本發明涉及一種可在寬視角的非防窺狀態與窄視角的防窺狀態之間進行快速切換的防窺顯示器，屬於防窺顯示技術領域。

背景技術：

目前市場上存在的防窺顯示器，大都是依靠防窺膜來達到防窺效果的。不管是將防窺膜置於防窺顯示器的外面還是內置在防窺顯示器的裡面，其都只能使防窺顯示器保持在防窺態這一種狀態下，而不能實現防窺態與非防窺態兩種狀態之間的切換，即不存在窄視角與寬視角之間切換的情形。而若想切換到寬視角，則需要把防窺膜從防窺顯示器上移除，使用上很不方便。圖1示出的是基底層52上設置百葉窗微結構層51、可擋住斜向視角的防窺膜50的結構。

目前，市場上出現了一種利用電致變色玻璃原理來實現防窺膜60在防窺態與非防窺態之間動態切換的技術，技術原理如圖2所示，其主要是在基底層63上設置的百葉窗微結構層61的每個透光區64兩側增設電致變色層62。此電致變色層62在通電情況下能實現透明態與遮光態之間的切換，從而實現顯示器在寬視角與窄視角之間的切換。但是這種做法的缺點在於，防窺態時的側向透過率較差，從而導致防窺效果極大降低，且此防窺膜60的製作工藝過於複雜，成本過高，無法確保防窺效果的可靠實現。

另外，市場上還出現了使用PDLC(聚合物分散液晶)或PNLC(聚合物網絡液晶)作為光吸收材料，或者採用單獨的LCD等結構來實現防窺態與非防窺態之間可切換的防窺顯示器。但從實際實施中可以看到，這種方案的缺點在於，防窺態存在側向透過率過高、很差的正向透過率，寬、窄視角之間的轉換十分緩慢，在連續的寬、窄視角切換中顯示器的性能和驅動穩定性急劇變差。

由此可見，設計出一種可解決上述傳統防窺顯示器缺點的技術方案，是目前急需解決的問題。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種防窺顯示器，其可在窄視角的防窺態與寬視角的非防窺態之間實現快速切換，防窺效果好。

為了實現上述目的，本發明採用了以下技術方案：

一種防窺顯示器，其特徵在於：它包括液晶顯示面板，液晶顯示面板的背面設有將背光源發出的大部分光線調整為準直光射出的準直光實現模組，液晶顯示面板與準直光實現模組之間設有可在全透明態與磨砂態之間切換來實現窄視角的防窺態與寬視角的非防窺態之間切換功能，以及通過不同半透明灰度漸進態來調節防窺效果強弱的調光膜。

所述準直光實現模組包括上下層疊設置的防窺膜、背光膜片組，防窺膜與所述調光膜相接，其中：背光膜片組包括依次上下層疊設置的稜鏡膜、下擴散膜、導光板、反射膜，稜鏡膜與防窺膜相接，稜鏡膜為上下稜鏡膜或複合稜鏡膜。

或者，所述準直光實現模組包括背光膜片組，背光膜片組包括依次上下層疊設置的逆稜鏡膜、導光板、反射膜，逆稜鏡膜與所述調光膜相接。

本發明的優點是：

本發明可在窄視角的防窺態與寬視角的非防窺態之間實現快速切換，具體來說，本發明處於防窺態時，朝向觀看者的正向透過率高(高達89％以上)、霧度低(小於0.5％)、散射度低，液晶顯示面板的圖像顯示效果好，而側向透過率低，防窺效果好，即實現了效果極佳的窄視角，而本發明處於非防窺態時，朝向觀看者的正向透過率高(仍有78％以上)、霧度高(高達95％以上)、散射度高，在液晶顯示面板可良好顯示圖像的基礎上，光線得到很好的發散，從而可以得到很廣的可視角度，即實現了效果極佳的寬視角。

本發明只需在調光膜切換成全透明態和磨砂態的時候供電，而這兩種狀態的保持不需要消耗電能，並且這兩種狀態之間的切換時間很短，因此本發明能夠實現防窺態與非防窺態之間的迅速切換，同時防窺態與非防窺態之間的連續切換，不會對顯示性能和驅動穩定性造成影響，對電池續航影響很小。

本發明製作工藝簡單，成本低，可廣泛適用於手機、平板、筆記本等中小尺寸顯示器的隱私保護。

附圖說明

圖1是傳統防窺膜的結構示意圖。

圖2是已有利用電致變色玻璃原理實現的防窺膜結構示意圖。

圖3是本發明防窺顯示器的第一實施例結構示意圖。

圖4是本發明防窺顯示器的第二實施例結構示意圖。

圖5是調光膜的結構示意圖。

圖6是本發明防窺顯示器第一實施例中防窺膜、調光膜與液晶顯示面板之間的連接結構示意圖。

圖7是本發明防窺顯示器處於防窺態時的說明圖。

圖8是本發明防窺顯示器處於非防窺態時的說明圖。

具體實施方式

如圖3至圖8所示，本發明防窺顯示器10包括液晶顯示面板11，液晶顯示面板11可採用市面上已有的用於顯示圖像的各種液晶顯示面板，液晶顯示面板11的背面設有將背光源(圖中未示出)發出的大部分光線調整為準直光射出的準直光實現模組30，液晶顯示面板11與準直光實現模組30之間設有可在全透明態與磨砂態之間切換來使本發明防窺顯示器10實現窄視角的防窺態與寬視角的非防窺態之間切換功能，以及通過不同半透明灰度漸進態來調節本發明防窺顯示器10的防窺效果強弱的調光膜12，換句話來說，液晶顯示面板11、調光膜12、準直光實現模組30依次上下層疊設置，背光源放置在準直光實現模組30的背面，液晶顯示面板11、調光膜12與電子控制裝置(圖中未示出)連接。

如圖3，準直光實現模組30可包括上下層疊設置的防窺膜13、背光膜片組20，防窺膜13與調光膜12相接，其中：背光膜片組20包括依次上下層疊設置的稜鏡膜21、下擴散膜22、導光板23、反射膜24，稜鏡膜21與防窺膜13相接，稜鏡膜21可為上下稜鏡膜或複合稜鏡膜。

進一步地，如圖6，防窺膜13包括基底層131，基底層131上設有百葉窗微結構層132，基底層131與圖3示出的背光膜片組20相接，百葉窗微結構層132與調光膜12相接，其中：百葉窗微結構層132包括交替排列的遮光區1321、透光區1322，相鄰兩個遮光區1321之間的間隙為透光區1322，遮光區1321越厚，透光區1322越窄，防窺膜13的防窺效果越好。

在實際實施中，從背光膜片組20射出的光線準直性較差，因此通過防窺膜13進行光線準直調整，來達到出射光線被限制在一定的小角度內，大部分光線準直射出的目的。在實際中，防窺膜13內百葉窗微結構層132的限制，可將光線限制在一定小角度內，而限制的角度範圍由百葉窗微結構層132內遮光區1321和透光區1322的尺寸來決定。

如圖4，另一方面，準直光實現模組30可包括背光膜片組40，背光膜片組40包括依次上下層疊設置的逆稜鏡膜41、導光板42、反射膜43，逆稜鏡膜41與調光膜12相接。

在本發明中，稜鏡膜21、下擴散膜22、導光板23、反射膜24、逆稜鏡膜41、導光板42、反射膜43為本領域的熟知技術，在此不加以詳述。

如圖6，在實際製作中，液晶顯示面板11與調光膜12之間可通過粘結層14粘接，其中：粘結層14為環氧樹脂、聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯類單體中的任一種，粘結層14可以消除液晶顯示面板11與調光膜12之間存在的空氣層產生的散射對防窺效果的影響。當然，也可以不設置粘結層14，液晶顯示面板11與調光膜12之間通過框貼形式連接在一起，即液晶顯示面板11與調光膜12之間只有邊框部分粘接，液晶顯示面板11與調光膜12之間邊框部分包圍的中間部分形成空氣層。

如圖5，在本發明中，調光膜12可包括第一基體層121、第二基體層122，第一基體層121與第二基體層122之間設有混合層123，混合層123由近晶相液晶、導電物、隔離物混合而成或者混合層123包括封裝在聚合物結構中由近晶相液晶、導電物和隔離物組成的混合物，第一基體層121朝向混合層123一側設有第一導電電極層124，第二基體層122朝向混合層123一側設有第二導電電極層125。

第一基體層121、第二基體層122可以是透明玻璃或有機透明材料製作而成。玻璃可為普通玻璃、汽車玻璃、建築外窗玻璃、鋼化玻璃或特種玻璃等，有機透明材料可為PET、PMMA、丙烯酸樹脂、透明矽膠等有機樹脂透明層。第一基體層121、第二基體層122可同時為玻璃製成或同時為有機透明材料製成，也可一個為玻璃製成，另一個為有機透明材料製成。

第一導電電極層124和第二導電電極層125是透明的，其材料可為ITO(氧化銦錫)，也可為由碳納米管摻雜的聚合物分子材料等具備透明導電性能的有機材料、無機材料或複合材料製成，或者在上述兩種材料中的任一種的基礎上添加含銅、銀、金、碳等金屬或非金屬中的任一種或任幾種構成的導電材料製成。

對於混合層123，其有兩種組成形式。

當混合層123由近晶相液晶、導電物、隔離物混合而成時：近晶相液晶為A類近晶相液晶，例如，帶矽基的化合物、四氰基四辛基聯苯或四乙酸癸酯四氰基聯苯中的任一種或任幾種的混合。導電物為帶導電特性的無機納米粒子、碳納米管、石墨烯、碳酸鈉、十六烷基三乙基溴化銨乙基三苯基碘化膦、(二茂鐵基甲基)三甲基碘化銨、1，2-二甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸鹽、四乙基胺對甲苯磺酸酯、苯基三乙基碘化銨、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、雙(四正丁基胺)雙(1，3-二噻環戊二烯-2-硫酮-4，5-二硫醇)鈀(II)、四正丁基合雙(1，3-二噻環戊二烯-2-硫酮-4，5-二硫醇)鎳(III)、雙(四正丁基銨)合雙(1，3-二硫雜環戊烯-2-硫酮-4，5-二硫醇)鋅、雙(四正丁基銨)合四氰基二苯酚醌二甲烷、四丁基溴化銨、十六烷基高氯酸銨、十六烷基溴化四銨、1-丁基-3-甲基咪唑四氯高鐵酸鹽、甲基三苯基碘化鏻、四苯基碘化膦中的任一種或任幾種的混合。隔離物為聚酯類材料或聚苯乙烯類高分子材料或玻璃材質製成的透明隔離球或隔離棒。近晶相液晶佔混合總重量的0.0002％-99.99％，導電物佔混合總重量的0.0001％-10％，隔離物佔混合總重量的0.0001％-90％。例如，近晶相液晶佔混合總重量的99.99％，導電物佔混合總重量的0.0004％，隔離物佔混合總重量的0.0096％。

當混合層123包括封裝在聚合物結構中由近晶相液晶、導電物和隔離物組成的混合物時：近晶相液晶、導電物和隔離物的種類與上述組成形式中所述相同。聚合物結構是透明的，其由單分子體材料或(熱塑性)聚合分子材料通過直接印刷或刻蝕或納米壓印或噴撒打點在第一和/或第二導電電極層的內側面上，熱固化或紫外固化為具有設定結構的聚合分子材料而形成，單分子體材料為環氧樹脂、聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯類單體中的任一種。聚合物結構形成有容納近晶相液晶、導電物和隔離物組成的混合物的容納腔室，聚合物結構可以是規則的球狀、微圓柱狀、絲狀、半球狀、平行條狀、立方體、長方體、交叉線裝、網絡結構(如六角蜂窩牆結構)、方形格子結構、不規則多邊形結構或上述多種結構的混合結構中的任一種，聚合物結構可以是均勻的，也可是不均勻的。聚合物結構與近晶相液晶、導電物和隔離物之間可以是相互混溶、分散、相互接觸或間隔等。近晶相液晶佔混合總重量的0.0002％-99.99％，聚合分子材料佔混合總重量的0.0001％-80％，導電物佔混合總重量的0.0001％-10％，隔離物佔混合總重量的0.0001％-80％。例如，近晶相液晶佔混合總重量的99.99％，聚合分子材料佔混合總重量的0.0098％，導電物佔混合總重量的0.0001％，隔離物佔混合總重量的0.0001％。

關於調光膜12的工作原理，可參考中國發明專利「一種電控調光介質」(專利號200710175959.9)等專利文獻來理解，在此不再對此熟知技術做詳細闡述。

本發明的實現原理為：

如圖7，本發明需要切換為防窺態時，調光膜12被切換為全透明態，從背光源發出的光線大部分經由準直光實現模組30調整為準直光射出，光線被限制在了較窄範圍的設定角度內。由於調光膜12為全透明態，其對光線的照射方向不產生作用，因此透過調光膜12的光線的出射角度未發生明顯改變，進而透過液晶顯示面板11的光線仍舊被限制在設定角度內，此時對於觀看者(觀看液晶顯示面板11的人)，從液晶顯示面板11透過的光線的正向透過率高，藉由調光膜12的低霧度、低散射度，液晶顯示面板11對觀看者呈現良好的正向顯示效果，同時由於光線在一定角度內的限制，從液晶顯示面板11側向射出的光線透過率低，於是本發明實現了防窺效果極佳的窄視角功能。

如圖8，本發明需要切換為非防窺態時，調光膜12被切換為磨砂態，從背光源發出的光線大部分經由準直光實現模組30調整為準直光射出，光線被限制在了較窄範圍的設定角度內。但由於調光膜12為磨砂態，其對光線具有散射作用，因此透過調光膜12的光線的出射角度變為向各個方向散射開來，透過液晶顯示面板11的光線的出射角度不再受限制，液晶顯示面板11的顯示視角被擴大，於是本發明實現了非防窺效果、較廣可視角度的寬視角功能。

另外，通過對調光膜12外加電壓、頻率等的調節，使其在不同半透明灰度漸進態下切換，調節其霧度、散射度、透過率，從而實現對本發明防窺顯示器10顯示視角寬窄的調節，即對防窺效果的強弱實現調節。

本發明的優點是：

本發明可在窄視角的防窺態與寬視角的非防窺態之間實現快速切換，具體來說，本發明處於防窺態時，朝向觀看者的正向透過率高(高達89％以上)、霧度低(小於0.5％)、散射度低，液晶顯示面板的圖像顯示效果好，而側向透過率低，防窺效果好，即實現了效果極佳的窄視角，而本發明處於非防窺態時，朝向觀看者的正向透過率高(仍有78％以上)、霧度高(高達95％以上)、散射度高，在液晶顯示面板可良好顯示圖像的基礎上，光線得到很好的發散，從而可以得到很廣的可視角度，即實現了效果極佳的寬視角。

本發明只需在調光膜切換成全透明態和磨砂態的時候供電，而這兩種狀態的保持不需要消耗電能，並且這兩種狀態之間的切換時間很短，因此本發明能夠實現防窺態與非防窺態之間的迅速切換，同時防窺態與非防窺態之間的連續切換，不會對顯示性能和驅動穩定性造成影響，對電池續航影響很小。

本發明製作工藝簡單，成本低，可廣泛適用於手機、平板、筆記本等中小尺寸顯示器的隱私保護。

以上所述是本發明較佳實施例及其所運用的技術原理，對於本領域的技術人員來說，在不背離本發明的精神和範圍的情況下，任何基於本發明技術方案基礎上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬於本發明保護範圍之內。