防窥显示面板、防窥显示装置、制作方法以及使用方法与流程

1.本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种防窥显示面板、防窥显示装置、制作方法以及使用方法。


背景技术：

2.oled显示器件正逐渐成为一种主流的中小尺寸显示面板的主流器件。这种oled显示器件多采用主动矩阵式背板，器件结构由全反射的阳极、半反射半透明的阴极以及介于其中的有机薄膜组成。其中全反射阳极和半反射阴极一起构成一种微腔结构，这种微腔结构起到增强器件正面出光亮度和提高正面色纯度的作用。
3.防窥显示是显示面板的特殊需求之一，即对于正面观察者，面板显示正常，对于一定角度(30
°
)以外的观察者面板亮度明显降低或颜色信息发生明显丢失，以提高显示信息的私密性。对于传统的防窥显示，通常是通过在像素上方两侧设置遮光层来减小像素向两侧的出光，或者通过在面板上方加入液晶光栅等以减小面板的出光视角范围。现有的可防窥显示一方面需要通过相对复杂的结构实现出光角度的缩窄，另一方面大多数无法实现灵活可调，可调的视角多采用散射和透射的状态转换，实际可行性和应用性不高。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题至少之一，本发明第一个方面提供一种防窥显示面板，包括显示基板和设置在显示基板出光侧的防窥器件，其中：
5.显示基板，包括衬底、依次层叠设置在衬底上的驱动电路层、阳极、发光层、第一预设厚度的阴极和第二预设厚度的光取出层，从光取出层出射的光为类准直光；
6.防窥器件，包括折射率固定的第一膜层和折射率可变的第二膜层，第一膜层与第二膜层的接触面为非平面结构，第二膜层响应于加载的电压改变折射率以使得防窥器件直接出射或偏转出射类准直光。
7.在一些可选的实施例中，阴极的透过率大于等于15％并且小于等于40％，第一预设厚度大于等于15nm并且小于等于25nm，第二预设厚度大于等于85nm并且小于等于150nm。
8.在一些可选的实施例中，第一膜层为第一折射率，第二膜层为液晶膜层并且响应于加载的电压形成折射率可变的第二折射率：
9.第一膜层设置在第二膜层靠近显示基板的一侧，当第二折射率等于第一折射率时类准直光经第一膜层和第二膜层后直接出射，否则类准直光经第一膜层和第二膜层后偏转出射；
10.或者
11.第一膜层设置在第二膜层远离显示基板的一侧，当第二折射率等于第一折射率时类准直光经第二膜层和第一膜层后直接出射，否则类准直光经第二膜层和第一膜层后偏转出射。
12.在一些可选的实施例中，第二膜层为正性液晶膜层或负性液晶膜层。
13.在一些可选的实施例中，还包括设置在显示基板出光侧的触控层和设置在触控层远离显示面板一侧的偏光片，
14.防窥器件设置在触控层靠近显示面板的一侧；
15.或者
16.防窥器件设置在触控层和偏光片之间。
17.在一些可选的实施例中，第一膜层与第二膜层的接触面为锥形结构、球面结构、棒状结构和不规则形状结构中的一种；
18.和/或
19.显示基板为顶发射。
20.本发明第二个方面提供一种防窥显示装置，包括上文所述的防窥显示面板。
21.本发明第三个方面提供一种制作上文所述的防窥显示面板的方法，其特征在于，包括：
22.形成显示基板，显示基板包括衬底、依次层叠设置在衬底上的驱动电路层、阳极、发光层、第一预设厚度的阴极和第二预设厚度的光取出层，从光取出层出射的光为类准直光；
23.在显示基板的出光侧形成防窥器件，防窥器件包括折射率固定的第一膜层和折射率可变的第二膜层，第一膜层与第二膜层的接触面为非平面结构，第二膜层响应于加载的电压改变折射率以使得防窥器件直接出射或偏转出射类准直光。
24.在一些可选的实施例中，
25.形成显示基板进一步包括：形成透过率大于等于15％并且小于等于40％的阴极，第一预设厚度大于等于15nm并且小于等于25nm，第二预设厚度大于等于85nm并且小于等于150nm；
26.和/或
27.在显示基板的出光侧形成防窥器件进一步包括：第一膜层与第二膜层的接触面为锥形结构、球面结构、棒状结构和不规则形状结构中的一种；
28.和/或
29.在显示基板的出光侧形成防窥器件进一步包括：
30.第一膜层为第一折射率，第二膜层为液晶膜层并且响应于加载的电压形成折射率可变的第二折射率，第一膜层设置在第二膜层靠近显示基板的一侧，类准直光经第一膜层和第二膜层后直接出射或偏转出射；
31.或者
32.第一膜层为第一折射率，第二膜层为液晶膜层并且响应于加载的电压形成折射率可变的第二折射率，第一膜层设置在第二膜层远离显示基板的一侧，类准直光经第二膜层和第一膜层后直接出射或偏转出射。
33.在一些可选的实施例中，
34.在显示基板的出光侧形成防窥器件之后，方法还包括：在防窥器件上形成触控层和偏光片；
35.或者
36.在形成显示基板之后，在显示基板的出光侧形成防窥器件之前，方法还包括：在显
示基板上形成触控层，在显示基板的出光侧形成防窥器件之后，方法还包括：在防窥器件上形成偏光片。
37.本发明第四个方面提供一种使用上文所述的防窥显示面板的方法，包括：
38.防窥器件的第二膜层响应于加载的电压形成与第一膜层折射率相同的折射率，以使得防窥器件直接出射显示基板射出的类准直光；
39.或者
40.防窥器件的第二膜层响应于加载的电压形成与第一膜层折射率不相等的折射率，以使得防窥器件偏转出射显示基板射出的类准直光。
41.在一些可选的实施例中，
42.第一膜层为第一折射率，第二膜层为液晶膜层并且响应于加载的电压形成折射率可变的第二折射率：
43.第一膜层设置在第二膜层靠近显示基板的一侧，类准直光经第一膜层和第二膜层后直接出射或偏转出射；
44.或者
45.第一膜层设置在第二膜层远离显示基板的一侧，类准直光经第二膜层和第一膜层后直接出射或偏转出射。
46.本发明的有益效果如下：
47.本发明针对目前现有的问题，制定一种防窥显示面板、防窥显示装置、制作方法以及使用方法，并通过限定阴极和光取出层的厚度实现强度较高的微腔结构从而形成类准直光，此外，通过在显示基板的出光侧设置折射率固定的第一膜层和折射率可变的第二膜层，使得显示面板在保证出光效率的同时能够在防窥显示模式与广视角显示模式间调节，具有广泛的应用前景。
附图说明
48.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
49.图1示出根据本发明实施例的防窥显示面板的示意性剖视图。
50.图2示出根据本发明实施例的防窥显示面板中的第二膜层的示意图。
51.图3示出根据本发明的实施例的防窥显示面板中的第二膜层的另一示意图。
52.图4示出根据本发明的实施例的显示基板相对于传统显示基板的亮度随视角变化的仿真图。
53.图5示出根据本发明的实施例的防窥显示面板在防窥显示时的示意性剖视图。
54.图6示出根据本发明的实施例的防窥显示面板在广视角显示时的示意性剖视图。
55.图7示出根据本发明的另一实施例的防窥显示面板在防窥显示时的示意性剖视图。
56.图8示出根据本发明的另一实施例的防窥显示面板在广视角显示时的示意性剖视图。
57.图9示出根据本发明的实施例的制作防窥显示面板的方法的示意性框图。
具体实施方式
58.为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
59.需要说明的是，本文中所述的“在
……
上”、“在
……
上形成”和“设置在
……
上”可以表示一层直接形成或设置在另一层上，也可以表示一层间接形成或设置在另一层上，即两层之间还存在其它的层。
60.基于以上问题之一，本发明的一个实施例提供了一种防窥显示面板，包括显示基板和设置在显示基板出光侧的防窥器件，其中：
61.显示基板，包括衬底、依次层叠设置在衬底上的驱动电路层、阳极、发光层、第一预设厚度的阴极和第二预设厚度的光取出层，从光取出层出射的光为类准直光；
62.防窥器件，包括折射率固定的第一膜层和折射率可变的第二膜层，第一膜层与第二膜层的接触面为非平面结构，第二膜层响应于加载的电压改变折射率以使得防窥器件直接出射或偏转出射类准直光。
63.在本实施例中，通过限定阴极和光取出层的厚度实现强度较高的微腔结构从而以简单的方式形成类准直光，此外，通过在显示基板的出光侧设置折射率固定的第一膜层和折射率可变的第二膜层，使得显示面板保证出光效率的同时能够在防窥显示与广视角显示间调节，具有广泛的应用前景。
64.在一个具体的示例中，显示面板以顶发射为例进行说明，如图1所示，防窥显示面板包括显示基板110和防窥器件120，防窥器件设置在显示基板的出光侧。显示基板包括衬底111、依次层叠设置在衬底111上的驱动电路层(capping layer，cpl)112、阳极113、发光层114、第一预设厚度的阴极115和第二预设厚度的光取出层116。从光取出层116出射的光为类准直光。在本发明中，类准直光表示近似准直光，即，出射的光线之间近似平行。通过将阴极115和光取出层116的厚度分别设置为第一预设厚度和第二预设厚度，从而实现具有高微腔强度的器件结构，且仅通过限定阴极115和光取出层116的厚度即可实现类准直光的光源，结构简单。
65.值得说明的是，本申请对显示面板的发射方向不作具体限定，可以为顶发射也可以为底发射，本领域技术人员应当根据实际应用场景进行选择，以满足显示面板出射类准直光为设计准则，在此不再赘述。
66.在一个可选的实施例中，考虑到顶发射显示面板相比较底发射显示面板形成的微腔结构对正面亮度的提升效果越好，亮度随视角衰减显著加快的特性，显示基板110设置为顶发射。即相同条件下，顶发射显示面板的微腔结构相对于底发射的微腔结构，具有更高的微腔强度，则出射的光线更接近准直光。
67.值得说明的是，尽管图中未示出，显示基板110上还形成有封装层、触控层、偏光片等。触控层设置在显示基板110的出光侧，偏光片设置在触控层远离显示面板的一侧。在本实施例中，防窥器件120可以设置在封装层之上，触控层之下；防窥器件120也可以设置在触控层与偏光片之间。
68.在一个可选的实施例中，第一预设厚度大于等于15nm并且小于等于25nm，并且第二预设厚度大于等于85nm并且小于等于150nm。相应的阴极115的透过率大于等于15％并且小于等于40％。
69.在本实施例中，通过上述设置，相对于传统防窥显示面板结构中设置范围在9—13nm的阴极厚度，以及光取出层的厚度设置为60—80nm的情况下，本实施例通过限定阴极厚度范围和配套的光取出层厚度，有效增强微腔强度，在出射类准直光的基础上有效简化了显示面板的结构。
70.以图4的仿真图为例，图中示出将顶发射显示基板的阴极厚度设置为20nm与采取以上传统结构的阴极厚度的顶发射显示基板的器件亮度随视角变化的仿真图。如图所示，当将阴极厚度设置为20nm时，显示基板出光角度主要集中在显示基板正面
±
20
°
的视角范围，可以看作类准直光，即近似于准直光。
71.因此，通过本发明的设计，相对于传统显示基板能够提高微腔强度，从而以简单的结构产生更接近准直光的类准直光。
72.在本实施例中，如图1所示，防窥器件120中第一膜层和第二膜层之间的接触面为非平面结构。即当第一膜层的折射率和第二膜层的折射率不同时，第一膜层与第二膜层之间的接触面形成“界面”，从显示基板出射的类准直光在该界面发生折射从而由近似平行的光形成发散的光。具体地，非平面结构可以为如2中所示的锥形结构、图3所示的球面结构、棒状结构或其它不规则形状结构中的一种。本发明并不旨在限定非平面结构的具体结构，只要满足上述限定即可。
73.在本实施例中，将第一膜层的折射率设置为固定，将第二膜层的折射率设置为可变，第二膜层响应于施加其的电压而改变折射率，从而使得防窥器件120直接出射或者偏转出射自显示基板110的出光侧射出的类准直光。具体地，当第二膜层的折射率与第一膜层的折射率相等时，自显示基板110的出光侧射入到防窥器件120的类准直光在防窥器件120中不发生偏转而直接射出，通常出光角度为相对于显示基板110的平面法线
±
20
°
的窄视角，仍可以看作类准直光。在这种情况下，只有正对防窥显示面板的观看者能够接收到自显示基板110射出的光线，实现防窥显示模式。当第二膜层的折射率与第一膜层的折射率不同时，自显示基板110的出光侧射入到防窥器件120的类准直光在防窥器件120中第一膜层与第二膜层间的“界面”发生偏转而形成发散的光，从而以广视角射出。在这种情况下，实现广视角显示模式，也称为分享模式。
74.通过以上方式，利用具有非平面结构的接触面，以及折射率固定的第一膜层与折射率可响应于加载的电压变化的第二膜层的组合，实现在防窥显示模式与广视角显示模式之间的自由切换。
75.值得说明的是，本发明不旨在限定第一膜层与第二膜层之间的接触面产生的具体偏折角度，也不旨在限定第一膜层和第二膜层的具体折射率，本领域技术人员在实际设计时可以根据具体设计指标进行选择，并且基于第二膜层的变化范围具体选择适当结构与材料组合，以实现显示基板出射的类准直光经防窥器件能够直接出射或偏转出射为设计准则，在此不再赘述。
76.在一些可选的实施例中，第二膜层122为液晶膜层，如图5和图6所示，第一膜层121设置在第二膜层121靠近显示基板110的一侧。
77.在该实施例中，液晶膜层为正性液晶分子。如图5所示，第二膜层122在不施加电压的情况下液晶分子的长轴水平方向排布，此时第二膜层122的折射率为第一折射率n1，即响应于加载的零电压形成第一折射率n1，第一折射率n1等于第一膜层121的折射率，光线可以直接通过防窥器件120出射类准直光而不会发生方向的偏折，从而实现防窥显示模式。如图6所示，第二膜层122在施加转向电压v的情况下，液晶分子长轴的排布方向发生偏转，形成第二折射率n2，即响应于加载的转向电压形成第二折射率n2，为了使光线经过防窥器件120后产生发散光，加载的电压需使得第二折射率n2不等于第一膜层的折射率以使得防窥器件偏转出射类准直光，从而实现广视角模式。
78.本领域技术人员应理解，本发明并不旨在限制施加在第二膜层122上的电压的具体数值，只要能够使得液晶分子偏转后形成的第二折射率n2满足不等于第一膜层的折射率即可，光线发散后具体的广视角范围可以根据需要而定。
79.另外，尽管在图5和图6示出的实施例中以液晶膜层是正性液晶分子为例，但并不旨在限制于此，液晶膜层也可以为负性液晶分子，本领域技术人员应理解，当液晶膜层为负性液晶分子时，应选择合适的液晶膜层，使得第二膜层122在施加电压的情况下，第二膜层的折射率与第一膜层的折射率相等，实现防窥显示模式；在不施加电压的情况下，第二膜层的折射率不等于第一膜层的折射率即可使得入射到防窥器件的类准直光发散，从而实现广视角模式。
80.在一些可选的实施例中，第二膜层122为液晶膜层，如图7和图8所示，第一膜层121
′
设置在第二膜层122
′
远离显示基板110的一侧。
81.在该实施例中，液晶膜层为负性液晶分子。如图7所示，第二膜层122
′
在施加转向电压v的情况下，液晶分子长轴方向与出光方向平行，折射率为第三折射率n3，即响应于加载的电压形成第三折射率n3，第三折射率n3等于第一膜层121
′
的折射率以使得防窥器件120直接出射类准直光而不发生偏折，从而实现防窥显示模式。如图8所示，第二膜层122
′
在不施加转向电压的情况下，液晶分子取向恢复，形成第四折射率n4，即响应于加载的零电压形成第四折射率n4，第四折射率n4不等于第一膜层的折射率以使得防窥器件偏转出射类准直光，从而实现广视角模式。本领域技术人员应理解，本发明并不旨在限制施加在第二膜层122
′
上的电压的具体数值，只要能够使得液晶分子在施加转向电压而偏转后形成的第三折射率n3满足等于第一膜层的折射率即可，此外光线发散后具体的广视角范围可以根据需要而定，当然，在条件允许的情况下，对第二膜层122
′
施加形成小于第三折射率时的转向电压，也可以实现广视角显示，即发散角小于施加零电压时的发散角。
82.另外，尽管在本实施例中以液晶膜层为负性液晶分子，但并不旨在限制于此，液晶膜层也可以为正性液晶分子，本领域技术人员应理解，当液晶膜层为正性液晶分子时，应选择合适的液晶膜层，使得第二膜层122
′
在不施加电压的情况下，第二膜层的折射率与第一膜层的折射率相等，使得类准直光经过防窥器件后直接出射，相应地，在施加电压的情况下，第二膜层的折射率不等于第一膜层的折射率，即可使得入射到防窥器件的类准直光发散，从而实现广视角模式。
83.相应于防窥显示面板，如图9所示，本发明的实施例还提供一种制作防窥显示面板的方法，包括：
84.s1：形成显示基板，显示基板包括衬底、依次层叠设置在衬底上的驱动电路层、阳
极、发光层、第一预设厚度的阴极和第二预设厚度的光取出层，从光取出层出射的光为类准直光；
85.s2：在显示基板的出光侧形成防窥器件，防窥器件包括折射率固定的第一膜层和折射率可变的第二膜层，第一膜层与第二膜层的接触面为非平面结构，第二膜层响应于加载的电压改变折射率以使得防窥器件直接出射或偏转出射类准直光。
86.在本实施例中，通过限定阴极和光取出层的厚度实现强度较高的微腔结构从而以简单的方式形成类准直光，此外，通过在显示基板的出光侧设置折射率固定的第一膜层和折射率可变的第二膜层，使得显示面板保证出光效率的同时能够在防窥显示与广视角显示间调节，具有广泛的应用前景。
87.值得说明的是，显示基板上还形成有封装层、触控层、偏光片等。因此，可选地，在显示基板的出光侧形成防窥器件之后，方法还包括：在防窥器件上形成触控层和偏光片。或者，可选地，在形成显示基板之后，在显示基板的出光侧形成防窥器件之前，方法还包括：在显示基板上形成触控层，在显示基板的出光侧形成防窥器件之后，方法还包括：在防窥器件上形成偏光片。
88.在一些可选的实施例中，形成显示基板进一步包括：形成透过率大于等于15％并且小于等于40％的阴极，第一预设厚度大于等于15nm并且小于等于25nm，第二预设厚度大于等于85nm并且小于等于150nm。通过该设置，防窥显示面板产生的微腔强度能够比传统结构(通常阴极厚度例如为9—13nm，光取出层的厚度例如为60—80nm)显著增强。
89.在一些可选的实施例中，在显示基板的出光侧形成防窥器件进一步包括：第一膜层与第二膜层的接触面为锥形结构、球面结构、棒状结构和不规则形状结构中的一种。本发明并不旨在限定非平面结构的具体结构，只要满足上述出光限定即可。
90.在一些可选的实施例中，在显示基板的出光侧形成防窥器件进一步包括：所述第一膜层为第一折射率，所述第二膜层为液晶膜层并且响应于加载的电压形成折射率可变的第二折射率，所述第一膜层设置在所述第二膜层靠近所述显示基板的一侧，所述类准直光经所述第一膜层和第二膜层后直接出射或偏转出射。
91.在一些可选的实施例中，在显示基板的出光侧形成防窥器件进一步包括：所述第一膜层为第一折射率，所述第二膜层为液晶膜层并且响应于加载的电压形成折射率可变的第二折射率，所述第一膜层设置在所述第二膜层远离所述显示基板的一侧，所述类准直光经所述第二膜层和第一膜层后直接出射或偏转出射。
92.值得说明的是，液晶膜层可以为正性液晶分子也可以为负性液晶分子，本领域技术人员应根据实际应用需求选择合适的液晶膜层，以实现防窥显示模式和广视角显示模式的自由切换为设计准则，在此不再赘述。
93.基于同一发明构思，本发明的实施例还提供了一种使用以上实施例所述的防窥显示面板的方法，包括：
94.防窥器件的第二膜层响应于加载的电压形成与第一膜层折射率相同的折射率，以使得防窥器件直接出射显示基板射出的类准直光；
95.或者
96.防窥器件的第二膜层响应于加载的电压形成与第一膜层折射率不相等的折射率，以使得防窥器件偏转出射显示基板射出的类准直光。
97.在本实施例中，通过限定阴极和光取出层的厚度实现强度较高的微腔结构从而以简单的方式形成类准直光，此外，通过在显示基板的出光侧设置折射率固定的第一膜层和折射率可变的第二膜层，使得显示面板保证出光效率的同时能够在防窥显示与广视角显示间调节，具有广泛的应用前景。
98.在一个可选的实施例中，所述第一膜层为第一折射率，所述第二膜层为液晶膜层并且响应于加载的电压形成折射率可变的第二折射率，所述第一膜层设置在所述第二膜层靠近所述显示基板的一侧，所述类准直光经所述第一膜层和第二膜层后直接出射或偏转出射。
99.在另一个可选的实施例中，所述第一膜层为第一折射率，所述第二膜层为液晶膜层并且响应于加载的电压形成折射率可变的第二折射率，所述第一膜层设置在所述第二膜层远离所述显示基板的一侧，所述类准直光经所述第二膜层和第一膜层后直接出射或偏转出射。
100.基于同一发明构思，本发明的实施例还提供一种防窥显示装置，包括以上实施例所述的防窥显示面板。由于本申请实施例提供的防窥显示装置中包括的防窥显示面板与上述实施例提供的防窥显示面板相对应，因此在前实施方式也适用于本实施例提供的防窥显示装置，在本实施例中不再详细描述。
101.在本实施例中，防窥显示装置可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框或导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
102.本发明针对目前现有的问题，制定一种防窥显示面板、防窥显示装置、制作方法以及使用方法，并通过限定阴极和光取出层的厚度实现强度较高的微腔结构从而以简单的方式形成类准直光，此外，通过在显示基板的出光侧设置折射率固定的第一膜层和折射率可变的第二膜层，使得显示面板保证出光效率的同时能够在防窥显示与广视角显示间调节，具有广泛的应用前景。
103.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。