液晶光栅、显示装置及其控制方法
阅读：994发布：2023-12-10
专利汇可以提供液晶光栅、显示装置及其控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 实施例 涉及一种 液晶 光栅、显示装置及它们的控制方法。该液晶光栅包括第一 基板 ；第二基板，与所述第一基板相对设置； 电极 层，设置于所述第一基板或第二基板上，其中，所述电极层包括周期性排列的至少两组电极，所述两组电极中的每组电极包括彼此平行设置的两个子电极；液晶层，设置于所述第一基板和所述第二基板之间；以及控制单元，其中，所述控制单元能够使得液晶光栅操作于透明模式或光栅模式，当操作于所述透明模式时，所述控制单元使每组电极的两个子电极之间以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有 电压 差；当操作于所述光栅模式时，所述控制单元使每组电极的两个子电极之间具有电压差以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有电压差。本公开描述的实施例能够增加显示装置的视 角 ，以及消除不同 波长 的出射光的零级衍射。，下面是液晶光栅、显示装置及其控制方法专利的具体信息内容。
1.一种液晶光栅，其特征在于，包括：
第一基板；
第二基板，与所述第一基板相对设置；
电极层，设置于所述第一基板或第二基板上，其中，所述电极层包括周期性排列的至少两组电极，所述两组电极中的每组电极包括彼此平行设置的两个子电极；
液晶层，设置于所述第一基板和所述第二基板之间；以及
控制单元，其中，所述控制单元能够使得液晶光栅操作于透明模式或光栅模式，当操作于所述透明模式时，所述控制单元使每组电极的两个子电极之间以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有电压差；当操作于所述光栅模式时，所述控制单元使每组电极的两个子电极之间具有电压差以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有电压差，以及所述每组电极的两个子电极之间的电压差使所述液晶层中的液晶分子发生旋转的区域沿垂直于所述第一基板或所述第二基板的方向的延伸范围等于入射光的波长。
2.根据权利要求1所述的液晶光栅，其特征在于，当操作于所述光栅模式时，所述每组电极的两个子电极之间的电压差是相同的。
3.根据权利要求2所述的液晶光栅，其特征在于，当操作于所述光栅模式时，所述每组电极的两个子电极之间的电压差以预设频率变化。
4.一种显示装置，其特征在于，包括显示模组和根据权利要求1-3中任一项所述的液晶光栅。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述显示模组为液晶显示模组，所述液晶光栅位于所述液晶显示模组的上偏光片之上或位于下偏光片和背光模组之间。
6.一种根据权利要求1-3中任一项所述的液晶光栅的控制方法，其特征在于，所述控制单元使得液晶光栅操作于透明模式或光栅模式，当操作于所述透明模式时，使每组电极的两个子电极之间以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有电压差；当操作于所述光栅模式时，使每组电极的两个子电极之间具有电压差以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有电压差，以及所述每组电极的两个子电极之间的电压差使所述液晶层中的液晶分子发生旋转的区域沿垂直于所述第一基板或所述第二基板的方向的延伸范围等于入射光的波长。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，当液晶光栅操作于所述光栅模式时，所述每组电极的两个子电极之间的电压差是相同的。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，当液晶光栅操作于所述光栅模式时，所述每组电极的两个子电极之间的电压差以预设频率变化。
9.一种根据权利要求4或5所述的显示装置的控制方法，其特征在于，所述控制单元使得所述液晶光栅操作于透明模式或光栅模式，当操作于所述透明模式时，使每组电极的两个子电极之间以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有电压差；当操作于所述光栅模式时，使每组电极的两个子电极之间具有电压差以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有电压差，以及所述每组电极的两个子电极之间的电压差使所述液晶层中的液晶分子发生旋转的区域沿垂直于所述第一基板或所述第二基板的方向的延伸范围等于入射光的波长。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，当所述液晶光栅操作于所述光栅模式时，所述每组电极的两个子电极之间的电压差是相同的。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，当所述液晶光栅操作于所述光栅模式时，所述每组电极的两个子电极之间的电压差以预设频率变化。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述预设频率是所述显示装置刷新频率的3倍以上。
液晶光栅、显示装置及其控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种液晶光栅、显示装置及其控制方法。
背景技术
[0002] 如今电子设备的种类越来越多，比如台式电脑、笔记本电脑、手机、电子书阅读器等。然而，电子设备在为人们提供诸多便捷的同时，也可能会带来个人信息的泄露问题。举
例来说，用户经常会在公共场合使用上述电子设备，通常电子设备的显示屏具有比较大的
可视视角，这对于个人信息安全的保密是不利的。
例来说，用户经常会在公共场合使用上述电子设备，通常电子设备的显示屏具有比较大的
可视视角，这对于个人信息安全的保密是不利的。
发明内容
[0003] 本发明实施例提供了一种液晶光栅、显示装置及其控制方法。通过液晶光栅的衍射作用可以增加显示装置的视角，以及通过调整电极上的电压，可以消除不同波长的出射
光的零级衍射，进而可以将能量分布在较大的可视角度范围内。
光的零级衍射，进而可以将能量分布在较大的可视角度范围内。
[0004] 在本公开的第一方面中，提供一种液晶光栅，包括第一基板；第二基板，与所述第一基板相对设置；电极层，设置于所述第一基板或第二基板上，其中，所述电极层包括周期
性排列的至少两组电极，所述两组电极中的每组电极包括彼此平行设置的两个子电极；液
晶层，设置于所述第一基板和所述第二基板之间；以及控制单元，其中，所述控制单元能够
使得液晶光栅操作于透明模式或光栅模式，当操作于所述透明模式时，所述控制单元使每
组电极的两个子电极之间以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有电压差；当操作于所
述光栅模式时，所述控制单元使每组电极的两个子电极之间具有电压差以及不同组的邻近
的两个子电极之间不具有电压差。
性排列的至少两组电极，所述两组电极中的每组电极包括彼此平行设置的两个子电极；液
晶层，设置于所述第一基板和所述第二基板之间；以及控制单元，其中，所述控制单元能够
使得液晶光栅操作于透明模式或光栅模式，当操作于所述透明模式时，所述控制单元使每
组电极的两个子电极之间以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有电压差；当操作于所
述光栅模式时，所述控制单元使每组电极的两个子电极之间具有电压差以及不同组的邻近
的两个子电极之间不具有电压差。
[0005] 在一个实施例中，当操作于所述光栅模式时，所述每组电极的两个子电极之间的电压差是相同的。
[0007] 在一个实施例中，当液晶光栅当操作于所述光栅模式时，所述每组电极的两个子电极之间的电压差使所述液晶层中的液晶分子发生旋转的区域沿垂直于所述第一基板或
所述第二基板的方向的延伸范围等于入射光的波长。
所述第二基板的方向的延伸范围等于入射光的波长。
[0008] 在本公开的第二方面中，提供一种显示装置，包括显示模组和在本公开的第一方面中描述的任意一种液晶光栅。
[0009] 在一个实施例中，所述显示模组为液晶显示模组，所述液晶光栅位于所述液晶显示模组的上偏光片之上或位于下偏光片和背光模组之间。
[0010] 在本公开的第三方面中，提供一种在本公开的第一方面中描述的任意一种液晶光栅的控制方法，所述控制单元使得液晶光栅操作于透明模式或光栅模式，当操作于所述透
明模式时，使每组电极的两个子电极之间以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有电压
差；当操作于所述光栅模式时，使每组电极的两个子电极之间具有电压差以及不同组的邻
近的两个子电极之间不具有电压差。
明模式时，使每组电极的两个子电极之间以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有电压
差；当操作于所述光栅模式时，使每组电极的两个子电极之间具有电压差以及不同组的邻
近的两个子电极之间不具有电压差。
[0011] 在一个实施例中，当液晶光栅操作于所述光栅模式时，所述每组电极的两个子电极之间的电压差是相同的。
[0012] 在一个实施例中，当液晶光栅操作于所述光栅模式时，所述每组电极的两个子电极之间的电压差以预设频率变化。
[0013] 在一个实施例中，当操作于所述光栅模式时，所述每组电极的两个子电极之间的电压差使所述液晶层中的液晶分子发生旋转的区域沿垂直于所述第一基板或所述第二基
板的方向的延伸范围等于入射光的波长。
板的方向的延伸范围等于入射光的波长。
[0014] 在本公开的第四方面中，提供一种在本公开的第二方面中描述的任意一种显示装置的控制方法，所述控制单元使得所述液晶光栅操作于透明模式或光栅模式，当操作于所
述透明模式时，使每组电极的两个子电极之间以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有
电压差；当操作于所述光栅模式时，使每组电极的两个子电极之间具有电压差以及不同组
的邻近的两个子电极之间不具有电压差。
述透明模式时，使每组电极的两个子电极之间以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有
电压差；当操作于所述光栅模式时，使每组电极的两个子电极之间具有电压差以及不同组
的邻近的两个子电极之间不具有电压差。
[0015] 在一个实施例中，当所述液晶光栅操作于所述光栅模式时，所述每组电极的两个子电极之间的电压差是相同的。
[0016] 在一个实施例中，当所述液晶光栅操作于所述光栅模式时，所述每组电极的两个子电极之间的电压差以预设频率变化。
[0017] 在一个实施例中，当所述液晶光栅操作于所述光栅模式时，所述每组电极的两个子电极之间的电压差使所述液晶层中的液晶分子发生旋转的区域沿垂直于所述第一基板
或所述第二基板的方向的延伸范围等于入射光的波长。
或所述第二基板的方向的延伸范围等于入射光的波长。
[0018] 在一个实施例中，所述预设频率是所述显示装置刷新频率的3倍以上。
[0019] 在本文描述的实施例中，通过调整电极上的电压，使液晶光栅在透明模式和光栅模式之间进行切换。将液晶光栅应用于显示装置，当液晶光栅操作于光栅模式时，能够增加
显示装置的视角。通过调整电极上的电压差的大小，可以消除不同波长的出射光的零级衍
射，进而可以将能量分布在较大的可视角度范围内。
显示装置的视角。通过调整电极上的电压差的大小，可以消除不同波长的出射光的零级衍
射，进而可以将能量分布在较大的可视角度范围内。
[0020] 适应性的进一步的方面和范围从本文中提供的描述变得明显。应当理解，本申请的各个方面可以单独或者与一个或多个其它方面组合实施。还应当理解，本文中的描述和
特定实施例旨在说明的目的，并不旨在限制本申请的范围。
附图说明
特定实施例旨在说明的目的，并不旨在限制本申请的范围。
附图说明
[0021] 本文中描述的附图用于仅对所选择的实施例的说明的目的，并不是所有可能的实施方式，并且不旨在限制本申请的范围，其中：
[0022] 图1示意性示出了光的衍射图；
[0023] 图2A、2B、2C示意性示出了根据本公开的实施例的示例性液晶光栅20的截面图；
[0024] 图3A、3B、3C示意性示出了根据本公开的实施例的示例性显示装置30的截面图；
[0025] 图4A、4B示意性示出了根据本公开的实施例的另一个示例性显示装置40的截面图；
[0026] 图5A、5B示意性示出一种用于液晶光栅的控制方法的流程图。
具体实施方式
[0027] 首先需要说明的是，除非上下文中另外明确地指出，否则在本文和所附权利要求中所使用的词语的单数形式包括复数，反之亦然。因而，当提及单数时，通常包括相应术语
的复数。相似地，措辞“包含”和“包括”将解释为包含在内而不是独占性地。同样地，术语“包
括”和“或”应当解释为包括在内的，除非本文中明确禁止这样的解释。在本文中使用术语
“示例”之处，特别是当其位于一组术语之后时，所述“示例”仅仅是示例性的和阐述性的，且
不应当被认为是独占性的或广泛性的。
的复数。相似地，措辞“包含”和“包括”将解释为包含在内而不是独占性地。同样地，术语“包
括”和“或”应当解释为包括在内的，除非本文中明确禁止这样的解释。在本文中使用术语
“示例”之处，特别是当其位于一组术语之后时，所述“示例”仅仅是示例性的和阐述性的，且
不应当被认为是独占性的或广泛性的。
[0028] 此外，在附图中，为了清楚起见夸大了各层的厚度及区域。应当理解的是，术语“纵向”、“径向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简
化描述，而不是指示或暗示所指的组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因
此不能理解为对本发明的限制。
化描述，而不是指示或暗示所指的组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因
此不能理解为对本发明的限制。
[0029] 基于私密性的要求，通常在移动显示装置上使用防窥膜。然而，目前的防窥模式都是固定的，不能切换到共享模式。如要扩大视角只能拆除防窥膜，导致使用上的不便。
[0030] 现将参照附图更全面地描述示例性的实施例。
[0031] 图2A、2B、2C示意性示出了根据本公开的实施例的示例性液晶光栅20的截面图。如图2A、2B、2C所示，液晶光栅20包括第一基板21；与第一基板21相对设置的第二基板22；设置
于第二基板22上的电极层，该电极层包括周期性排列的两组电极24，每组电极24包括彼此
平行设置的两个子电极；设置于第一基板21和第二基板22之间的液晶层23；以及与电极层
耦合的控制单元25。控制单元25用于控制每组电极24的子电极上的电压，使得液晶光栅20
操作于透明模式或光栅模式。
于第二基板22上的电极层，该电极层包括周期性排列的两组电极24，每组电极24包括彼此
平行设置的两个子电极；设置于第一基板21和第二基板22之间的液晶层23；以及与电极层
耦合的控制单元25。控制单元25用于控制每组电极24的子电极上的电压，使得液晶光栅20
操作于透明模式或光栅模式。
[0032] 在一个示例实施例中，子电极的宽度在2nm～20nm范围内，可选地为5nm。每组电极24的两个子电极之间的宽度在20nm～100nm范围内，可选地为50nm。不同组的邻近的两个子
电极之间的宽度在100nm～200nm范围内，可选地为150nm。第一基板21的下表面到第二基板
22的上表面的距离在1μm～4μm范围内，可选地为2μm。
电极之间的宽度在100nm～200nm范围内，可选地为150nm。第一基板21的下表面到第二基板
22的上表面的距离在1μm～4μm范围内，可选地为2μm。
[0033] 在一个示例实施例中，如图2A所示，控制单元25调整每组电极24的两个子电极上的电压，使每组电极24的两个子电极上的电压均为0V。由于子电极之间没有电压差，液晶层
23中的液晶分子不发生旋转。此时液晶光栅20操作于透明状态，由于没有出现衍射效应，入
射光的光路基本上不发生变化。
23中的液晶分子不发生旋转。此时液晶光栅20操作于透明状态，由于没有出现衍射效应，入
射光的光路基本上不发生变化。
[0034] 应当理解，控制单元25还可以调整每组电极24的两个子电极上的电压均为例如1V或10V等其它电压值，只要能够使每组电极24的两个子电极之间没有电压差的电压值都可
以。
以。
[0035] 在另一个示例实施例中，如图2B所示，控制单元25调整每组电极24的两个子电极上的电压，使每组电极24的两个子电极上的电压分别为例如0V和1V，以及不同组的邻近的
两个子电极之间不具有电压差。由于每组电极24的两个子电极之间的电压差为1V，因此在
每组电极24的两个子电极上方所对应区域的液晶分子在电场的作用下发生旋转，从而形成
液晶光栅20的图案区，在本发明中图案区是指液晶层23中的液晶分子在电场的作用下发生
旋转的区域。由于不同组的邻近的两个子电极之间的电压差为0V，因此在不同组的邻近的
两个子电极上方所对应区域的液晶分子不发生旋转，从而形成液晶光栅20的非图案区。可
以理解，在本发明中，图案区和非图案区导致光程差的存在，从而产生衍射现象。此时，液晶
光栅20操作于光栅状态。由于电极24是周期性排列的，因此液晶分子周期性地重新排列，从
而形成光栅结构。在该实施例中，每组电极24的两个子电极之间的电压差为1V，该电压差使
得图案区的厚度等于例如红光的波长650nm，在本发明中图案区的厚度是指图案区沿垂直
于第一基板21或第二基板22的方向的延伸范围。可以理解，电压差的具体值取决于各种因
素，例如，使用的液晶材料等，因此在本发明实施例中所具体列举的电压差的值仅用于解释
本发明的目的，而非对本发明的限制。根据本发明的一个实施例，两个子电极之间的电压差
不随时间变化，使得该图案区的厚度不随时间变化。
两个子电极之间不具有电压差。由于每组电极24的两个子电极之间的电压差为1V，因此在
每组电极24的两个子电极上方所对应区域的液晶分子在电场的作用下发生旋转，从而形成
液晶光栅20的图案区，在本发明中图案区是指液晶层23中的液晶分子在电场的作用下发生
旋转的区域。由于不同组的邻近的两个子电极之间的电压差为0V，因此在不同组的邻近的
两个子电极上方所对应区域的液晶分子不发生旋转，从而形成液晶光栅20的非图案区。可
以理解，在本发明中，图案区和非图案区导致光程差的存在，从而产生衍射现象。此时，液晶
光栅20操作于光栅状态。由于电极24是周期性排列的，因此液晶分子周期性地重新排列，从
而形成光栅结构。在该实施例中，每组电极24的两个子电极之间的电压差为1V，该电压差使
得图案区的厚度等于例如红光的波长650nm，在本发明中图案区的厚度是指图案区沿垂直
于第一基板21或第二基板22的方向的延伸范围。可以理解，电压差的具体值取决于各种因
素，例如，使用的液晶材料等，因此在本发明实施例中所具体列举的电压差的值仅用于解释
本发明的目的，而非对本发明的限制。根据本发明的一个实施例，两个子电极之间的电压差
不随时间变化，使得该图案区的厚度不随时间变化。
[0036] 在一个示例实施例中，每组电极的两个子电极之间的电压差是相同的，使得两个子电极之间的图案区的厚度均相同。
[0037] 在又一个示例实施例中，如图2C所示，控制单元25调整每组电极24的两个子电极上的电压，使每组电极24的两个子电极上的电压分别为例如0V和0.6V，以及不同组的邻近
的两个子电极之间不具有电压差。与图2B中所示的实施例相比，两个子电极之间的电压差
减小，该电压差使得图案区的厚度减小，该厚度例如等于绿光的波长550nm。根据本发明的
一个实施例，两个子电极上的电压差不随时间变化，使得该图案区的厚度不随时间变化。
的两个子电极之间不具有电压差。与图2B中所示的实施例相比，两个子电极之间的电压差
减小，该电压差使得图案区的厚度减小，该厚度例如等于绿光的波长550nm。根据本发明的
一个实施例，两个子电极上的电压差不随时间变化，使得该图案区的厚度不随时间变化。
[0038] 在一个示例实施例中，通过控制单元25还可以调整每组电极24的两个子电极之间的电压差，使得该电压差以预设频率例如180Hz在预设范围内变化，以动态地调整图案区的
厚度。
厚度。
[0039] 应当理解，电极层还可以设置在第一基板21上。电极层中的电极24的数目不限于两个，还可以是多个。电极的数量越大，液晶光栅的衍射效果越好。
[0040] 需要说明的是，第一基板21、第二基板22的材料包括玻璃或任何其它透明材料。每组电极24的子电极均为透明导电物，选自氧化锌、铟锡氧化物、铟锌氧化物、铟锡锌氧化物、
铝锡氧化物、铝锌氧化物、镉铟氧化物、镉锌氧化物、镓锌氧化物或锡氟氧化物。
铝锡氧化物、铝锌氧化物、镉铟氧化物、镉锌氧化物、镓锌氧化物或锡氟氧化物。
[0041] 如上所述，通过控制单元调整每组电极的子电极的电压差，可使液晶光栅在透明模式和光栅模式之间进行切换。以预设的频率调整电压差的大小，可以动态地调整图案区
的厚度。将该液晶光栅应用于显示装置时，图案区的不同厚度可以对应于不同波长的光，以
消除不同波长的入射光的零级衍射，进而可以将能量分布在较大的可视角度范围内。
的厚度。将该液晶光栅应用于显示装置时，图案区的不同厚度可以对应于不同波长的光，以
消除不同波长的入射光的零级衍射，进而可以将能量分布在较大的可视角度范围内。
[0042] 图1示意性示出了光的衍射图。现将参考图1来说明衍射公式d*sini+(n-1)*h±d*sinθ＝(2m+1)*λ/2。其中d为光栅常数；i为入射光的入射角；θ是出射光的出射角，n是光栅
本身材料的折射率；h是光栅厚度；m取整数；λ是入射光的波长。当n＝1.5，m＝0，h＝λ时，则
sini＝sinθ。此时入射光的入射角和出射光的出射角相同。由于光程差是半波长的奇数倍，
相位是被相消。也就是说，零级衍射相消，±1级衍射增强，增大了出射光的出射角度。
本身材料的折射率；h是光栅厚度；m取整数；λ是入射光的波长。当n＝1.5，m＝0，h＝λ时，则
sini＝sinθ。此时入射光的入射角和出射光的出射角相同。由于光程差是半波长的奇数倍，
相位是被相消。也就是说，零级衍射相消，±1级衍射增强，增大了出射光的出射角度。
[0043] 图3A、3B、3C示意性示出了根据本公开的实施例的示例性显示装置30的截面图。在一个示例实施例中，如图3A、3B、3C所示，显示装置30包括显示模组31以位于显示模组31的
上偏光片之上的根据本发明的上述实施例的液晶光栅20。根据本发明的实施例，显示模组
31为液晶显示模组。
上偏光片之上的根据本发明的上述实施例的液晶光栅20。根据本发明的实施例，显示模组
31为液晶显示模组。
[0044] 在一个示例实施例中，如图3A所示，控制单元25调整每组电极24的两个子电极上的电压，使每组电极24的两个子电极上的电压值均为例如0V。和图2A示出的液晶光栅的结
构和功能相同，由于子电极之间没有电压差，液晶层23中的液晶分子不发生旋转，此时液晶
光栅20操作于透明状态。
构和功能相同，由于子电极之间没有电压差，液晶层23中的液晶分子不发生旋转，此时液晶
光栅20操作于透明状态。
[0045] 根据本发明的一个实施例，当来自显示模组31的入射角度为0°的入射光35经过操作于透明状态的液晶光栅20后，入射光35不发生衍射。出射光36的出射角与入射光35的入
射角相同均为0°。人眼33能够看见来自显示模组31的出射光36，但是偏离显示装置30的人
眼32和人眼34不能看见来自显示模组31的出射光36，即液晶光栅20不能增加显示装置的视
角。也就是说，如果此时显示装置30操作于防窥模式，则仍未防窥模式。
射角相同均为0°。人眼33能够看见来自显示模组31的出射光36，但是偏离显示装置30的人
眼32和人眼34不能看见来自显示模组31的出射光36，即液晶光栅20不能增加显示装置的视
角。也就是说，如果此时显示装置30操作于防窥模式，则仍未防窥模式。
[0046] 应当理解，入射光可以为任意波长的可见光，入射光的入射角度不限于0°，还可以是其它角度的入射光。当入射光经过操作于透明状态的液晶光栅后，入射光的出射角度均
不发生改变，或仅仅发生不会造成视角显著变化的小的改变。
不发生改变，或仅仅发生不会造成视角显著变化的小的改变。
[0047] 可以理解，控制单元25还可以调整每组电极24的两个子电极上的电压均为例如1V或10V等其它电压值，只要能够使每组电极24的两个子电极之间没有电压差的电压值都可
以。
以。
[0048] 在另一个示例实施例中，如图3B所示，控制单元25调整每组电极24的两个子电极上的电压，使每组电极24的两个子电极上的电压分别为例如0V和1V，以及不同组的邻近的
两个子电极之间不具有电压差。和图2B示出的液晶光栅的结构和功能相同，此时液晶光栅
20操作于光栅状态。在该实施例中，每组电极24的两个子电极之间的电压差为1V，该电压差
使得图案区的厚度等于例如红光的波长650nm。根据本发明的一个实施例，当来自显示模组
31的入射光35为红光，入射角度为0°时，入射光35经过操作于光栅状态的液晶光栅20后，由
于不同组的邻近的两个子电极之间的宽度非常小，小于入射光35的波长，使得入射光35发
生衍射。根据光栅的衍射公式，入射光35的零级衍射是相消的，±1级衍射增强。人眼32、33
和34均可以看见来自显示模组31的出射光36。与图3A所示的显示装置相比，当液晶光栅20
操作于光栅状态时，液晶光栅20能够增大出射光36的出射角度，使得偏离显示装置30的人
眼32和人眼34能够看见出射光36。也就是说，如果此时显示装置30操作于防窥模式，则被切
换为共享模式。在该实施例中，两个子电极上的电压差不随时间变化，使得该图案区的厚度
不随时间变化。
两个子电极之间不具有电压差。和图2B示出的液晶光栅的结构和功能相同，此时液晶光栅
20操作于光栅状态。在该实施例中，每组电极24的两个子电极之间的电压差为1V，该电压差
使得图案区的厚度等于例如红光的波长650nm。根据本发明的一个实施例，当来自显示模组
31的入射光35为红光，入射角度为0°时，入射光35经过操作于光栅状态的液晶光栅20后，由
于不同组的邻近的两个子电极之间的宽度非常小，小于入射光35的波长，使得入射光35发
生衍射。根据光栅的衍射公式，入射光35的零级衍射是相消的，±1级衍射增强。人眼32、33
和34均可以看见来自显示模组31的出射光36。与图3A所示的显示装置相比，当液晶光栅20
操作于光栅状态时，液晶光栅20能够增大出射光36的出射角度，使得偏离显示装置30的人
眼32和人眼34能够看见出射光36。也就是说，如果此时显示装置30操作于防窥模式，则被切
换为共享模式。在该实施例中，两个子电极上的电压差不随时间变化，使得该图案区的厚度
不随时间变化。
[0049] 在一个示例实施例中，每组电极的两个子电极之间的电压差是相同的，使得两个子电极之间的图案区的厚度均相同。
[0050] 应当理解，入射光可以为任意波长的可见光，入射光的入射角度不限于0°，还可以是其它角度的入射光。
[0051] 如上所述，通过控制单元调整子电极上的电压，使得图案区的厚度等于该入射光的波长。当入射光经过操作于透明状态的液晶光栅后，入射光的零级衍射是相消的，±1级
衍射增强，增大了出射光的出射角度，进而增大了显示装置的视角，使得显示装置从防窥模
式切换到共享模式。
衍射增强，增大了出射光的出射角度，进而增大了显示装置的视角，使得显示装置从防窥模
式切换到共享模式。
[0052] 在又一个示例实施例中，如图3C所示，控制单元25调整每组电极24的两个子电极上的电压，使每组电极24的两个子电极上的电压分别为例如0V和1V，以及不同组的邻近的
两个子电极之间不具有电压差。和图2B示出的液晶光栅的结构，此时液晶光栅20操作于光
栅状态。在该实施例中，每组电极24的两个子电极之间的电压差为1V，该电压差使得图案区
的厚度等于例如红光的波长650nm。根据本发明的一个实施例，当来自显示模组31的入射光
同时具有红光35和绿光36，入射角度均为0°时，入射光经过操作于光栅状态的液晶光栅20
后，由于不同组的邻近的两个子电极之间的宽度非常小，小于入射光的波长，使得入射光红
光35和绿光36均发生衍射。根据光栅的衍射公式，由于图案区的厚度等于红光的波长，因此
红光35的零级衍射是相消的，±1级衍射增强，绿光36的零级衍射不完全相消。这使得人眼
33可以看见较强光强的绿光，人眼32和34能够看见较强光强的红光。与图3A所示的显示装
置相比，当液晶光栅20操作于光栅状态时，即使入射光为双色光，液晶光栅20也可以增大入
射光的出射角度，使得偏离显示装置30的人眼32和人眼34能够看见出射光37。也就是说，如
果此时显示装置30操作于防窥模式，则被切换为共享模式。在该实施例中，两个子电极之间
的电压差不随时间变化，使得该图案区的厚度不随时间变化。
两个子电极之间不具有电压差。和图2B示出的液晶光栅的结构，此时液晶光栅20操作于光
栅状态。在该实施例中，每组电极24的两个子电极之间的电压差为1V，该电压差使得图案区
的厚度等于例如红光的波长650nm。根据本发明的一个实施例，当来自显示模组31的入射光
同时具有红光35和绿光36，入射角度均为0°时，入射光经过操作于光栅状态的液晶光栅20
后，由于不同组的邻近的两个子电极之间的宽度非常小，小于入射光的波长，使得入射光红
光35和绿光36均发生衍射。根据光栅的衍射公式，由于图案区的厚度等于红光的波长，因此
红光35的零级衍射是相消的，±1级衍射增强，绿光36的零级衍射不完全相消。这使得人眼
33可以看见较强光强的绿光，人眼32和34能够看见较强光强的红光。与图3A所示的显示装
置相比，当液晶光栅20操作于光栅状态时，即使入射光为双色光，液晶光栅20也可以增大入
射光的出射角度，使得偏离显示装置30的人眼32和人眼34能够看见出射光37。也就是说，如
果此时显示装置30操作于防窥模式，则被切换为共享模式。在该实施例中，两个子电极之间
的电压差不随时间变化，使得该图案区的厚度不随时间变化。
[0053] 应当理解，入射光不限于双色光，还可以是三色光或复色光等。入射光的入射角度不限于0°，还可以是其它角度的入射光。通过控制单元调整子电极之间的电压差，使得图案
区的厚度等于某一颜色的入射光的波长。并且由于两个子电极上的电压值不随时间变化，
因此液晶光栅只能针对该颜色的入射光的零级衍射是相消的，其它颜色的入射光的零级衍
射并不完全相消。
区的厚度等于某一颜色的入射光的波长。并且由于两个子电极上的电压值不随时间变化，
因此液晶光栅只能针对该颜色的入射光的零级衍射是相消的，其它颜色的入射光的零级衍
射并不完全相消。
[0054] 图4A、4B示意性示出了根据本公开的实施例的另一个示例性显示装置40的截面图。和图3C示出的显示装置的结构和功能类似，在此不再重复描述。在一个示例实施例中，
通过控制单元25调整每组电极24的两个子电极之间的电压差，使得该电压差以预设频率例
如是显示装置刷新频率的2倍(120Hz)，在例如0.6V和1V进行变化，以动态地调整图案区的
厚度。并且，同组的邻近的两个子电极之间不具有电压差。根据本发明的一个实施例，在某
一时刻，如图4A所示，控制单元25调整每组电极24的两个子电极上的电压，使每组电极24的
两个子电极上的电压分别为例如0V和1V，以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有电压
差。和图3C所示的显示装置的实施例的功能相同，入射光红光35的零级衍射是相消的，±1
级衍射增强，入射光绿光36的零级衍射不完全相消。这使得人眼33可以看见较强光强的绿
光，人眼32和34能够看见较强光强的红光。在0.0083s后，如图4B所示，控制单元25调整每组
电极24的两个子电极上的电压，使每组电极24的两个子电极上的电压分别为例如0V和
0.6V，以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有电压差。根据本发明的一个实施例，由于
图案区的厚度等于绿光36的波长，因此入射光绿光36的零级衍射是相消的，±1级衍射增
强，入射光红光35的零级衍射不完全相消。这使得人眼33可以看见较强光强的红光，人眼32
和34能够看见较强光强的绿光。并且由于人眼的视觉暂留现象，人眼32、33、34在一定时间
内能够同时看到较强光强的红光和绿光，消除了在不同位置观看显示装置40会出现色差的
问题。
通过控制单元25调整每组电极24的两个子电极之间的电压差，使得该电压差以预设频率例
如是显示装置刷新频率的2倍(120Hz)，在例如0.6V和1V进行变化，以动态地调整图案区的
厚度。并且，同组的邻近的两个子电极之间不具有电压差。根据本发明的一个实施例，在某
一时刻，如图4A所示，控制单元25调整每组电极24的两个子电极上的电压，使每组电极24的
两个子电极上的电压分别为例如0V和1V，以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有电压
差。和图3C所示的显示装置的实施例的功能相同，入射光红光35的零级衍射是相消的，±1
级衍射增强，入射光绿光36的零级衍射不完全相消。这使得人眼33可以看见较强光强的绿
光，人眼32和34能够看见较强光强的红光。在0.0083s后，如图4B所示，控制单元25调整每组
电极24的两个子电极上的电压，使每组电极24的两个子电极上的电压分别为例如0V和
0.6V，以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有电压差。根据本发明的一个实施例，由于
图案区的厚度等于绿光36的波长，因此入射光绿光36的零级衍射是相消的，±1级衍射增
强，入射光红光35的零级衍射不完全相消。这使得人眼33可以看见较强光强的红光，人眼32
和34能够看见较强光强的绿光。并且由于人眼的视觉暂留现象，人眼32、33、34在一定时间
内能够同时看到较强光强的红光和绿光，消除了在不同位置观看显示装置40会出现色差的
问题。
[0055] 应当理解，入射光不限于双色光，还可以是三色光或复色光等。入射光的入射角度不限于0°，还可以是其它角度的入射光。当入射光为三色光时，子电极上的电压差以预设频
率例如是显示装置刷新频率的3倍(180Hz)进行变化，使得人眼在不同位置均能够感受更好
的色彩效果。
率例如是显示装置刷新频率的3倍(180Hz)进行变化，使得人眼在不同位置均能够感受更好
的色彩效果。
[0056] 应当理解，显示模组包括但不限于液晶显示模组，还可以是OLED显示模组。当显示模组具有防窥膜，液晶光栅可以增大显示装置的视角，将显示装置从防窥模式切换为共享
模式。对于液晶显示模组，根据本发明的示例性实施例，液晶光栅还可以位于下偏光片和背
光模组之间，由于背光模组是小角度光的限制，液晶光栅可以增大背光模组的出射光的角
度。
模式。对于液晶显示模组，根据本发明的示例性实施例，液晶光栅还可以位于下偏光片和背
光模组之间，由于背光模组是小角度光的限制，液晶光栅可以增大背光模组的出射光的角
度。
[0057] 根据本公开的又一实施例，还提供一种用于前述液晶光栅的控制方法，通过调整电极上的电压，使液晶光栅在透明模式和光栅模式之间进行切换。
[0058] 图5A、5B示意性示出一种用于液晶光栅的控制方法的流程图。
[0059] 在一个示例实施例中，如图5A所示，液晶光栅的控制方法可以包括：S501通过控制单元调整每组电极的两个子电极之间以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有电压差，
使得液晶光栅操作于透明模式。该实施例提供的控制方法用于前述实施例描述的图2A示出
的液晶光栅，其结构、功能和/或优点与前述实施例中的液晶光栅的结构、功能和/或优点相
同，在此不再详述。
使得液晶光栅操作于透明模式。该实施例提供的控制方法用于前述实施例描述的图2A示出
的液晶光栅，其结构、功能和/或优点与前述实施例中的液晶光栅的结构、功能和/或优点相
同，在此不再详述。
[0060] 在另一个示例实施例中，如图5B所示，液晶光栅的控制方法可以包括以下步骤：S502通过控制单元调整每组电极的两个子电极之间具有电压差以及不同组的邻近的两个
子电极之间不具有电压差，以便仅在液晶层的对应于每组电极的部分中形成图案区，使得
液晶光栅操作于光栅模式；S503调整每组电极的两个子电极之间的电压差使图案区的厚度
等于入射光的波长；S504调整每组电极的两个子电极之间的电压差是相同的，使得两个子
电极之间的图案区的厚度均相同。在具体实施例中，可以通过控制单元调整每组电极的两
个子电极上的电压，使每组电极的两个子电极上的电压分别为例如0V和1V，该电压差使得
图案区的厚度等于例如红光的波长650nm。该实施例提供的控制方法用于前述实施例描述
的图2B示出的液晶光栅，其结构、功能和/或优点与前述实施例中的液晶光栅的结构、功能
和/或优点相同，在此不再详述。
子电极之间不具有电压差，以便仅在液晶层的对应于每组电极的部分中形成图案区，使得
液晶光栅操作于光栅模式；S503调整每组电极的两个子电极之间的电压差使图案区的厚度
等于入射光的波长；S504调整每组电极的两个子电极之间的电压差是相同的，使得两个子
电极之间的图案区的厚度均相同。在具体实施例中，可以通过控制单元调整每组电极的两
个子电极上的电压，使每组电极的两个子电极上的电压分别为例如0V和1V，该电压差使得
图案区的厚度等于例如红光的波长650nm。该实施例提供的控制方法用于前述实施例描述
的图2B示出的液晶光栅，其结构、功能和/或优点与前述实施例中的液晶光栅的结构、功能
和/或优点相同，在此不再详述。
[0061] 根据本发明的一个实施例，液晶光栅的控制方法进一步包括：通过控制单元调整每组电极的两个子电极之间的电压差，使得该电压差以预设频率进行变化，以动态地调整
图案区的厚度。将该液晶光栅应用于显示装置时，图案区的不同厚度可以对应于不同波长
的光，以消除不同波长的入射光的零级衍射，进而可以将能量分布在较大的可视角度范围
内。
图案区的厚度。将该液晶光栅应用于显示装置时，图案区的不同厚度可以对应于不同波长
的光，以消除不同波长的入射光的零级衍射，进而可以将能量分布在较大的可视角度范围
内。
[0062] 根据本公开的又一实施例，还提供一种用于前述显示装置的控制方法。通过调整电极上的电压，使液晶光栅在透明模式和光栅模式之间进行切换。将液晶光栅应用于显示
装置，当液晶光栅操作于光栅模式时，能够增加显示装置的视角。通过调整电极上的电压差
的大小，可以消除不同波长的出射光的零级衍射，进而可以将能量分布在较大的可视角度
范围内，即液晶光栅能够增加显示装置的视角。也就是说，如果此时显示装置操作于防窥模
式，则被切换为共享模式。
装置，当液晶光栅操作于光栅模式时，能够增加显示装置的视角。通过调整电极上的电压差
的大小，可以消除不同波长的出射光的零级衍射，进而可以将能量分布在较大的可视角度
范围内，即液晶光栅能够增加显示装置的视角。也就是说，如果此时显示装置操作于防窥模
式，则被切换为共享模式。
[0063] 在一个示例实施例中，显示装置的控制方法可以包括通过控制单元调整每组电极的两个子电极之间以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有电压差，使得液晶光栅操作
于透明模式。该实施例提供的控制方法用于前述实施例描述的和图3A示出的西那是装置，
其结构、功能和/或优点与前述实施例中的显示装置的结构、功能和/或优点相同，在此不再
详述。
于透明模式。该实施例提供的控制方法用于前述实施例描述的和图3A示出的西那是装置，
其结构、功能和/或优点与前述实施例中的显示装置的结构、功能和/或优点相同，在此不再
详述。
[0064] 在另一个示例实施例中，显示装置的控制方法可以包括以下步骤：通过控制单元调整每组电极的两个子电极之间具有电压差以及不同组的邻近的两个子电极之间不具有
电压差，以便仅在液晶层的对应于每组电极的部分中形成图案区，使得液晶光栅操作于光
栅模式；调整每组电极的两个子电极之间的电压差使图案区的厚度等于某一颜色的入射光
的波长；调整每组电极的两个子电极之间的电压差是相同的，使得两个子电极之间的图案
区的厚度均相同。在具体实施例中，可以通过控制单元调整每组电极的两个子电极上的电
压，使每组电极的两个子电极上的电压分别为例如0V和1V，该电压差使得图案区的厚度等
于例如红光的波长650nm。该实施例提供的控制方法用于前述实施例描述的图3B示出的显
示装置，其结构、功能和/或优点与前述实施例中的显示装置的结构、功能和/或优点相同，
在此不再详述。
电压差，以便仅在液晶层的对应于每组电极的部分中形成图案区，使得液晶光栅操作于光
栅模式；调整每组电极的两个子电极之间的电压差使图案区的厚度等于某一颜色的入射光
的波长；调整每组电极的两个子电极之间的电压差是相同的，使得两个子电极之间的图案
区的厚度均相同。在具体实施例中，可以通过控制单元调整每组电极的两个子电极上的电
压，使每组电极的两个子电极上的电压分别为例如0V和1V，该电压差使得图案区的厚度等
于例如红光的波长650nm。该实施例提供的控制方法用于前述实施例描述的图3B示出的显
示装置，其结构、功能和/或优点与前述实施例中的显示装置的结构、功能和/或优点相同，
在此不再详述。
[0065] 根据本发明的一个实施例，显示装置的控制方法进一步包括：通过控制单元调整每组电极的两个子电极之间的电压差，使得该电压差以预设频率进行变化，以动态地调整
图案区的厚度。在具体实施例中，通过控制单元调整每组电极24的两个子电极之间的电压
差，使得该电压差以预设频率例如是显示装置刷新频率的2倍(120Hz)，在例如0.6V和1V进
行变化。该实施例提供的控制方法用于前述实施例描述的图4示出的液晶光栅，其结构、功
能和/或优点与前述实施例中的液晶光栅的结构、功能和/或优点相同，在此不再详述。
图案区的厚度。在具体实施例中，通过控制单元调整每组电极24的两个子电极之间的电压
差，使得该电压差以预设频率例如是显示装置刷新频率的2倍(120Hz)，在例如0.6V和1V进
行变化。该实施例提供的控制方法用于前述实施例描述的图4示出的液晶光栅，其结构、功
能和/或优点与前述实施例中的液晶光栅的结构、功能和/或优点相同，在此不再详述。
[0067] 以上为了说明和描述的目的提供了实施例的前述描述。其并不旨在是穷举的或者限制本申请。特定实施例的各个元件或特征通常不限于特定的实施例，但是，在合适的情况
下，这些元件和特征是可互换的并且可用在所选择的实施例中，即使没有具体示出或描述。
同样也可以以许多方式来改变。这种改变不能被认为脱离了本申请，并且所有这些修改都
包含在本申请的范围内。
下，这些元件和特征是可互换的并且可用在所选择的实施例中，即使没有具体示出或描述。
同样也可以以许多方式来改变。这种改变不能被认为脱离了本申请，并且所有这些修改都
包含在本申请的范围内。
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