一種顯示面板和顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供的一種顯示面板及顯示裝置，該顯示面板，在顯示畫面時(shí)，第一液晶層與各亞像素區(qū)域?qū)?yīng)的液晶分子分別發(fā)生偏轉(zhuǎn)形成僅對(duì)第一方向偏振光作用的至少一個(gè)第一等效光學(xué)元件，第二液晶層與各亞像素區(qū)域?qū)?yīng)的液晶分子分別發(fā)生偏轉(zhuǎn)形成僅對(duì)第二方向偏振光作用的至少一個(gè)第二等效光學(xué)元件，第一方向偏振光和第二方向偏振光相互正交合成自然光；根據(jù)各亞像素區(qū)域所需顯示的灰階，屬于同一亞像素區(qū)域的第一等效光學(xué)元件控制第一方向偏振光出射的能量密度與第二等效光學(xué)元件控制第二方向偏振光出射的能量密度相同。本發(fā)明實(shí)施例提供的顯示面板，無(wú)需在上、下基板兩側(cè)貼附偏光片，增加了顯示面板的光透過率，提高了光效。
【專利說明】
一種顯示面板和顯示裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種顯示面板和顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的液晶顯示面板一般包括相對(duì)設(shè)置的陣列基板和對(duì)向基板，填充在陣列基板 和對(duì)向基板之間的液晶層，以及貼附在上下兩側(cè)基板表面垂直正交的偏光片，其顯示原理 為:下偏光片將自然光轉(zhuǎn)換為線偏光，液晶通過電壓驅(qū)動(dòng)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)不同，將線偏振轉(zhuǎn)換為橢 圓偏振光，上偏光片將其檢偏，從而實(shí)現(xiàn)灰階顯示。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中的液晶顯示面板的不足之處在于，每通過一層偏光片都會(huì)有50%以上 的光效損失，所以光學(xué)透過率較低。因此，如何減少偏光片數(shù)量，提高顯示器件光效，將是未 來(lái)人們所要研究的重點(diǎn)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種顯示面板及顯示裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的由于 顯示面板上下基板兩側(cè)貼附偏光片，導(dǎo)致顯示面板的光透過率低的問題問題。
[0005] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種顯示面板，包括:層疊設(shè)置的第一基板、第二基板、第三 基板、位于所述第一基板和所述第二基板之間的第一液晶層，以及位于所述第二基板和所 述第三基板之間的第二液晶層;其中，
[0006] 在顯示畫面時(shí)，所述第一液晶層與各亞像素區(qū)域?qū)?yīng)的液晶分子分別發(fā)生偏轉(zhuǎn)形 成僅對(duì)第一方向偏振光作用的至少一個(gè)第一等效光學(xué)元件，所述第二液晶層與各亞像素區(qū) 域?qū)?yīng)的液晶分子分別發(fā)生偏轉(zhuǎn)形成僅對(duì)第二方向偏振光作用的至少一個(gè)第二等效光學(xué) 元件，所述第一方向偏振光和所述第二方向偏振光相互正交合成自然光；
[0007] 根據(jù)各亞像素區(qū)域所需顯示的灰階，屬于同一亞像素區(qū)域的所述第一等效光學(xué)元 件控制第一方向偏振光出射的能量密度與所述第二等效光學(xué)元件控制第二方向偏振光出 射的能量密度相同。
[0008] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述顯示面板中，所述第一液 晶層和所述第二液晶層中液晶分子的初始配向方向相互垂直，且所述第一液晶層和所述第 二液晶層中液晶分子的初始配向方向組成的面平行于所述第二基板。
[0009] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述顯示面板中，屬于所需顯 示零灰階的亞像素區(qū)域的所述第一等效光學(xué)元件和所述第二等效光學(xué)元件為等效半曲面 透鏡或等效三角形棱鏡，所述等效半曲面透鏡為在光軸方向上分割的半個(gè)凸透鏡或半個(gè)凹 透鏡。
[0010] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述顯示面板中，屬于所需顯 示非零灰階的亞像素區(qū)域的所述第一等效光學(xué)元件和所述第二等效光學(xué)元件為類型相同 且焦距相同的等效透鏡。
[0011] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述顯示面板中，所述等效透 鏡為等效凹透鏡或等效凸透鏡。
[0012] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述顯示面板中，所述等效透 鏡為等效凸透鏡，所述等效凸透鏡的折射率在垂直于所述第二基板的方向上相同，在平行 于所述第二基板方向上從所述等效凸透鏡的中心到所述等效凸透鏡的邊緣逐漸遞減。
[0013] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述顯示面板中，所述等效透 鏡為等效凹透鏡，所述等效凹透鏡的折射率在垂直于所述第二基板的方向上相同，在平行 于所述第二基板方向上從所述等效凹透鏡的中心到所述等效凹透鏡的邊緣逐漸遞增。
[0014] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述顯示面板中，所述第一液 晶層和所述第二液晶層的厚度相同。
[0015] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述顯示面板中，所述等效透 鏡出射光的能量密度越大，所述等效透鏡對(duì)應(yīng)的所述亞像素區(qū)域所需顯示的灰階越大。
[0016] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述顯示面板中，所述等效透 鏡的焦距越大，所述等效透鏡出射光的發(fā)散角越小，所述等效透鏡出射光的能量密度越大。
[0017] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種顯示裝置，包括上述顯示面板。
[0018] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述顯示裝置中，還包括:位于 所述第一基板背離所述第二基板一側(cè)或位于所述第三基板背離所述第二基板一側(cè)的發(fā)出 準(zhǔn)直光線的背光源。
[0019] 本發(fā)明有益效果如下：
[0020] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種顯示面板及顯示裝置，該顯示面板，包括:層疊設(shè)置的第 一基板、第二基板、第三基板、位于第一基板和第二基板之間的第一液晶層，以及位于第二 基板和第三基板之間的第二液晶層;其中，在顯示畫面時(shí)，第一液晶層與各亞像素區(qū)域?qū)?yīng) 的液晶分子分別發(fā)生偏轉(zhuǎn)形成僅對(duì)第一方向偏振光作用的至少一個(gè)第一等效光學(xué)元件，第 二液晶層與各亞像素區(qū)域?qū)?yīng)的液晶分子分別發(fā)生偏轉(zhuǎn)形成僅對(duì)第二方向偏振光作用的 至少一個(gè)第二等效光學(xué)元件，第一方向偏振光和第二方向偏振光相互正交合成自然光;根 據(jù)各亞像素區(qū)域所需顯示的灰階，屬于同一亞像素區(qū)域的第一等效光學(xué)元件控制第一方向 偏振光出射的能量密度與第二等效光學(xué)元件控制第二方向偏振光出射的能量密度相同。本 發(fā)明實(shí)施例提供的顯示面板，根據(jù)各亞像素區(qū)域所需顯示的灰階，通過控制各亞像素區(qū)域 對(duì)應(yīng)的第一等效光學(xué)元件和第二等效光學(xué)元件出射的能量密度，以實(shí)現(xiàn)不同灰階的顯示， 出射光的能量密度越高灰階越大。本發(fā)明提供的顯示面板無(wú)需在上、下基板兩側(cè)貼附偏光 片，增加了顯示面板的光透過率，提高了光效。
【附圖說明】
[0021] 圖la為本發(fā)明實(shí)施例提供的顯示面板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖lb為本發(fā)明實(shí)施例提供的顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為等效凹透鏡的發(fā)散角和焦距的關(guān)系的示意圖；
[0024]圖3為等效凸透鏡的發(fā)散角和焦距的關(guān)系的示意圖；
[0025]圖4a為等效凸透鏡的光程分布示意圖；
[0026]圖4b為等效凹透鏡的光程分布示意圖；
[0027]圖5a為第一等效光學(xué)元件為等效凹透鏡時(shí)出射光的分布圖；
[0028]圖5b為第一液晶層的俯視圖；
[0029]圖6a為第二等效光學(xué)元件為等效凹透鏡時(shí)出射光的分布圖；
[0030]圖6b為第二液晶層的俯視圖；
[0031]圖7為第一等效光學(xué)元件和第二等效光學(xué)元件層疊設(shè)置時(shí)出射光的分布圖之一； [0032]圖8為等效半曲面透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖9為第一等效光學(xué)元件為等效半曲面透鏡時(shí)出射光的分布圖；
[0034] 圖10為第二等效光學(xué)元件為等效半曲面透鏡時(shí)出射光的分布圖；
[0035] 圖11為第一等效光學(xué)元件和第二等效光學(xué)元件層疊設(shè)置時(shí)出射光的分布圖之二； [0036]圖12為等效三角形棱鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的由于顯示面板上下基板兩側(cè)貼附偏光片，導(dǎo)致顯示面板的 光透過率低的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種顯示面板及顯示裝置。
[0038]本發(fā)明實(shí)施方式提供了一種顯示面板，如圖la所示，包括:層疊設(shè)置的第一基板 01、第二基板02、第三基板03、位于第一基板01和第二基板02之間的第一液晶層04,以及位 于第二基板02和第三基板03之間的第二液晶層05;其中，
[0039]在顯示畫面時(shí)，第一液晶層04與各亞像素區(qū)域?qū)?yīng)的液晶分子分別發(fā)生偏轉(zhuǎn)形成 僅對(duì)第一方向偏振光作用的至少一個(gè)第一等效光學(xué)元件，第二液晶層05與各亞像素區(qū)域?qū)?應(yīng)的液晶分子分別發(fā)生偏轉(zhuǎn)形成僅對(duì)第二方向偏振光作用的至少一個(gè)第二等效光學(xué)元件， 第一方向偏振光和第二方向偏振光相互正交合成自然光；
[0040] 根據(jù)各亞像素區(qū)域所需顯示的灰階，屬于同一亞像素區(qū)域的第一等效光學(xué)元件控 制第一方向偏振光出射的能量密度與第二等效光學(xué)元件控制第二方向偏振光出射的能量 密度相同。
[0041] 本發(fā)明實(shí)施例提供的上述顯示面板，在顯示畫面時(shí)，第一液晶層04與各亞像素對(duì) 應(yīng)區(qū)域?qū)?yīng)的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)形成至少一個(gè)第一等效光學(xué)元件，第二液晶層05與各亞像 素區(qū)域?qū)?yīng)的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)形成至少一個(gè)第二等效光學(xué)元件，并且第一等效光學(xué)元件 和第二等效光學(xué)元件分別作用于相互正交的兩個(gè)方向的偏振光。根據(jù)各亞像素區(qū)域所需顯 示的灰階，通過控制各亞像素區(qū)域?qū)?yīng)的第一等效光學(xué)元件和第二等效光學(xué)元件出射的能 量密度，以實(shí)現(xiàn)不同灰階的顯示，出射光的能量密度越高灰階越大。本發(fā)明提供的顯示面板 無(wú)需在上、下基板兩側(cè)貼附偏光片，增加了顯示面板的光透過率，提高了光效。
[0042]本發(fā)明實(shí)施方式提供的上述顯示面板，各亞像素對(duì)應(yīng)至少一個(gè)第一等效光學(xué)元件 和對(duì)應(yīng)至少一個(gè)第二等效光學(xué)元件，為了更明了的說明本發(fā)明提供的顯示面板，以下均以 各亞像素對(duì)應(yīng)一個(gè)第一等效光學(xué)元件和對(duì)應(yīng)一個(gè)第二等效光學(xué)元件為例進(jìn)行說明。
[0043]本發(fā)明實(shí)施方式提供的上述顯示面板，在第一基板01背離第二基板02-側(cè)或第三 基板03背離第二基板02的一側(cè)設(shè)置背光源06即可進(jìn)行顯示，如圖lb所示，一般背光源06發(fā) 出的光線為準(zhǔn)直光，以下均以背光源06位于第三基板03背離第二基板02的一側(cè)為例進(jìn)行說 明。
[0044]為了實(shí)現(xiàn)第一等效光學(xué)元件僅對(duì)第一方向偏振光作用，第二等效光學(xué)元件僅對(duì)第 二方向偏振光作用，并且第一方向偏振光和第二方向偏振光相互正交合成自然光，第一液 晶層04和第二液晶層05中液晶分子的初始配向方向相互垂直且均平行于第二基板02,如圖 la所示，第一液晶層04的初始配向方向?yàn)榇怪庇诩埫娴姆较?，第二液晶?5的初始配向方 向?yàn)槠叫杏诩埫娴姆较?，并且第一液晶?4和第二液晶層05的初始配向方向組成的面平行 于第二基板02。
[0045]具體地，屬于所需顯示非零灰階的亞像素區(qū)域的第一等效光學(xué)元件和第二等效光 學(xué)元件為類型相同且焦距相同的等效透鏡。并且，等效透鏡優(yōu)選為等效凹透鏡或等效凸透 鏡。
[0046] 不同偏振態(tài)的光束經(jīng)過液晶層時(shí)，液晶層中不同的液晶分子偏轉(zhuǎn)狀態(tài)對(duì)應(yīng)不同的 折射率，若液晶分子長(zhǎng)軸方向與光束偏振方向平行，此時(shí)光束在液晶層內(nèi)的折射率為r^若 液晶分子長(zhǎng)軸方向與光束偏振方向垂直，此時(shí)光束在液晶層內(nèi)的折射率為η。，其中& > η。。 由于液晶分子的偏轉(zhuǎn)狀態(tài)的不同，光束在液晶層傳播中還有介于和η。之間的多種折射率。 可以通過控制液晶分子偏轉(zhuǎn)狀態(tài)，使光束在液晶層中傳播的光程與該光束在光學(xué)透鏡中傳 播的光程相等，從而使液晶層對(duì)光束幾何方向的調(diào)制等效于一個(gè)光學(xué)透鏡對(duì)光束幾何方向 的調(diào)制，利用這一性質(zhì)，可使得液晶層在對(duì)光束幾何方向調(diào)控上等效于一個(gè)光學(xué)透鏡。并 且，通過控制第一等效光學(xué)元件和第二等效光學(xué)元件為類型相同且焦距相同的等效透鏡， 可以使經(jīng)過第一等效光學(xué)元件和經(jīng)過第二等效光學(xué)元件的出射光線的偏折方向以及發(fā)散 角相同，從而使相互正交的兩個(gè)方向的偏振光的出射光束的能量密度相同。這樣可以通過 控制第一等效光學(xué)元件和第二等效光學(xué)元件的焦距，以實(shí)現(xiàn)對(duì)自然光的出射光能量密度的 控制。
[0047] 本發(fā)明實(shí)施方式提供的上述顯示面板中，上述等效透鏡出射光的能量密度越大， 等效透鏡對(duì)應(yīng)的亞像素區(qū)域所需顯示的灰階越大。并且，等效透鏡的焦距越大，等效透鏡出 射光的發(fā)散角越小，等效透鏡出射光的能量密度越大。從而，可以通過等效透鏡的焦距可控 性，通過改變等效透鏡的焦距，進(jìn)而改變出射光束的發(fā)散角，從而控制對(duì)應(yīng)的亞像素區(qū)域的 灰階。
[0048] 圖2和圖3分別為準(zhǔn)直光束透過凹透鏡和凸透鏡時(shí)后的出光狀態(tài)，以圖2為例，圖 中，F(xiàn)'為該等效凹透鏡的焦點(diǎn)，α為出射光的發(fā)散角，ρ為等效透鏡的通光孔徑，由圖中的幾 何關(guān)系可以得到，光發(fā)散角α與焦距f之間的關(guān)系：
，由此可知，等效凹透鏡的焦 距直接影響著出射光發(fā)散角的大小，因此，改變等效凹透鏡的焦距可以改變出射光束的發(fā) 散角，從而控制對(duì)應(yīng)的亞像素區(qū)域的灰階。圖3所示的凸透鏡的焦距和出射光發(fā)散角的關(guān)系 與圖2所示的凹透鏡的原理相同，此處不再贅述。
[0049]如圖4a所示，以等效透鏡為等效凸透鏡為例，對(duì)液晶層的厚度和等效透鏡的焦距 的關(guān)系進(jìn)行說明。由于一般液晶層的厚度是均勻的，所以為了使液晶層滿足等光程原理，需 要控制液晶分子的偏轉(zhuǎn)狀態(tài)使液晶層在不同位置的折射率不同。圖4a中，d為液晶層的厚 度，m為該等效透鏡中心位置處的折射率，n 2為入射光對(duì)應(yīng)的位置的折射率，ρ為等效透鏡的 通光孔徑，由等光程原理有
因?yàn)閐的值一般比較小，[(ru n2)*d]2可以近似為零，所以上式可簡(jiǎn)化為
其中η〇<η2<ηι <ne。
[0050] 對(duì)于等效凸透鏡，由于在平行于第二基板02的方向上等效凸透鏡中心位置處光線 的路徑最短，等效凸透鏡的中心到等效凸透鏡的邊緣光線的路徑逐漸遞增，為了使經(jīng)過等 效凸透鏡的各光線等光程，所以透鏡的折射率從中心到邊緣依次遞減，并且通過m大于11 2也 可以看出透鏡的中心位置處折射率最大。由上述分析可以得到，等效凸透鏡的折射率在垂 直于第二基板02的方向上相同，在平行于第二基板02方向上從等效凸透鏡的中心到等效凸 透鏡的邊緣逐漸遞減。
[0051] 如圖4b所示，對(duì)于等效凹透鏡，凹透鏡的焦距為負(fù)值，由等光程原理得到等效凹透
鏡焦距和液晶層的厚度的關(guān)系為
簡(jiǎn)化得到 其中n。<m<n2<ne。和等效凸透鏡的原理類似，為了使經(jīng)過等效凹透鏡的各光線等光程， 等效凹透鏡的折射率在垂直于第二基板02的方向上相同，在平行于所述第二基板02方向上 從等效凹透鏡的中心到等效凹透鏡的邊緣逐漸遞增。
[0052]在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，第一液晶層04和第二液晶層05的厚度相同，由上述分析可知，等效 透鏡的焦距和折射率以及液晶的厚度有關(guān)，第一液晶層04和第二液晶層05的厚度相同，這 樣第一等效光學(xué)元件和第二光學(xué)元件在對(duì)應(yīng)的位置處折射率相同，從而對(duì)各亞像素對(duì)應(yīng)的 第一液晶層04和第二液晶層05進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以采用相同的驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，操作過程 更加簡(jiǎn)便。
[0053]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式提供的上述顯示面板中非零灰階顯示的具體實(shí) 施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0054]圖5a為第一等效光學(xué)元件為等效凹透鏡時(shí)，經(jīng)過第一等效光學(xué)元件后出射光的分 布圖，圖5b為第一液晶層04的俯視圖，從圖中可以看出，第一等效光學(xué)元件的初始配向方向 為圖la所示的垂直紙面的方向，所以第一等效光學(xué)元件只對(duì)背光源06發(fā)出的準(zhǔn)直光束中垂 直于紙面的偏振光起凹透鏡的作用，對(duì)平行于紙面的偏振光不起光束偏折作用。
[0055]圖6a為第二等效光學(xué)元件為等效凹透鏡時(shí)，經(jīng)過第二等效光學(xué)元件后出射光的分 布圖，圖6b為第二液晶層0 5的俯視圖，從圖中可以看出，第二等效光學(xué)元件的初始配向方向 為圖la所示的平行紙面的方向，所以第二等效光學(xué)元件只對(duì)平行于紙面的偏振光起凹透鏡 的作用，對(duì)垂直于紙面的偏振光不起光束偏折作用。
[0056]圖7為第一等效光學(xué)元件和第二等效光學(xué)元件層疊設(shè)置時(shí)，出射光的分布示意圖， 第一等效光學(xué)元件和第二等效光學(xué)元件層疊設(shè)置時(shí)，可以對(duì)自然光起到凹透鏡的作用，通 過控制等效凹透鏡的焦距，可以控制出射光的發(fā)散角，從而控制對(duì)應(yīng)的亞像素區(qū)域的灰階。 [0057]第一等效光學(xué)元件和第二等效光學(xué)元件為凸透鏡時(shí)的原理和等效凹透鏡類似，區(qū) 別在于液晶分子的排列形式不同，形成的等效透鏡的折射率分布不同，對(duì)亞像素區(qū)域的灰 階的控制原理相同，此處不再贅述。
[0058]具體地，屬于所需顯示零灰階的亞像素區(qū)域的第一等效光學(xué)元件和第二等效光學(xué) 元件為等效半曲面透鏡或等效三角形棱鏡，等效半曲面透鏡為在光軸方向上分割的半個(gè)凸 透鏡或半個(gè)凹透鏡。
[0059] 在顯示零灰階時(shí)，對(duì)應(yīng)的亞像素區(qū)域的第一等效光學(xué)元件和第二等效光學(xué)元件為 等效半曲面透鏡或等效三角形棱鏡。從而使出射光偏折到兩側(cè)，一般用戶都會(huì)在正對(duì)顯示 面板的位置觀看顯示面板，通過等效半曲面透鏡或等效三角形棱鏡將出射光線偏折到兩 側(cè)，使顯示面板的出射光線偏折到兩側(cè)，從而使出射光線不會(huì)進(jìn)入到觀看者的眼睛，實(shí)現(xiàn)零 灰階顯示。
[0060] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式提供的上述顯示面板中零灰階顯示的具體實(shí)施 方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0061] 圖8為第一等效光學(xué)元件或第二等效光學(xué)元件為半曲面透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖 中可以看出，半曲面透鏡的出射光線偏折到兩側(cè)，使出射光線不能進(jìn)入觀看者的眼睛，從而 實(shí)現(xiàn)了零灰階顯示。
[0062] 圖9為第一等效光學(xué)元件為半曲面透鏡時(shí)經(jīng)過第一等效光學(xué)元件后出射光的分布 圖，從圖中可以看出，第一等效光學(xué)元件僅對(duì)垂直于紙面的偏振光產(chǎn)生偏折作用。圖10為為 第二等效光學(xué)元件為半曲面透鏡時(shí)經(jīng)過第二等效光學(xué)元件后出射光的分布圖，從圖中可以 看出，第二等效光學(xué)元件僅對(duì)平行于紙面的偏振光產(chǎn)生偏折作用。圖11為第一等效光學(xué)元 件和第二等效光學(xué)元件層疊設(shè)置時(shí)，出射光的分布示意圖，從圖中可以看出，第一等效光學(xué) 元件和第二等效光學(xué)元件優(yōu)選為對(duì)光線的偏折方向相同。
[0063] 圖12為第一等效光學(xué)元件或第二等效光學(xué)元件為三角形棱鏡的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖 中可以看出，三角形棱鏡的出射光線偏折到兩側(cè)，使出射光線不能進(jìn)入觀看者的眼睛，從而 實(shí)現(xiàn)了零灰階顯示。第一等效光學(xué)元件或第二等效光學(xué)元件為三角形棱鏡時(shí)可以實(shí)現(xiàn)零灰 階顯示，其原理和半曲面透鏡的原理類似，區(qū)別在于液晶分子的排列形式不同，此處不再贅 述。
[0064] 基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例提供一種顯示裝置，包括上述顯示面板，該顯示 裝置可以應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦、電視機(jī)、顯示器、筆記本電腦、數(shù)碼相框、導(dǎo)航儀等任何具 有顯示功能的產(chǎn)品或部件。由于該顯示裝置解決問題的原理與上述顯示面板相似，因此該 顯示裝置的實(shí)施可以參見上述顯示面板的實(shí)施，重復(fù)之處不再贅述。
[0065]具體地，如圖lb所示，上述顯示裝置還包括:位于第一基板01背離第二基板02-側(cè) 或位于第三基板03背離第二基板02-側(cè)的發(fā)出準(zhǔn)直光線的背光源06。
[0066] 本發(fā)明實(shí)施例提供的顯示面板及顯示裝置，在顯示畫面時(shí)，第一液晶層04與各亞 像素對(duì)應(yīng)區(qū)域?qū)?yīng)的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)形成至少一個(gè)第一等效光學(xué)元件，第二液晶層05與 各亞像素區(qū)域?qū)?yīng)的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)形成至少一個(gè)第二等效光學(xué)元件，并且第一等效光 學(xué)元件和第二等效光學(xué)元件分別作用于相互正交的兩個(gè)方向的偏振光。根據(jù)各亞像素區(qū)域 所需顯示的灰階，通過控制各亞像素區(qū)域?qū)?yīng)的第一等效光學(xué)元件和第二等效光學(xué)元件出 射的能量密度，以實(shí)現(xiàn)不同灰階的顯示，出射光的能量密度越高灰階越大。本發(fā)明提供的顯 示面板無(wú)需在上、下基板兩側(cè)貼附偏光片，增加了顯示面板的光透過率，提高了光效。
[0067]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種顯示面板，其特征在于，包括:層疊設(shè)置的第一基板、第二基板、第三基板、位于 所述第一基板和所述第二基板之間的第一液晶層，以及位于所述第二基板和所述第三基板 之間的第二液晶層;其中， 在顯示畫面時(shí)，所述第一液晶層與各亞像素區(qū)域?qū)?yīng)的液晶分子分別發(fā)生偏轉(zhuǎn)形成僅 對(duì)第一方向偏振光作用的至少一個(gè)第一等效光學(xué)元件，所述第二液晶層與各亞像素區(qū)域?qū)?應(yīng)的液晶分子分別發(fā)生偏轉(zhuǎn)形成僅對(duì)第二方向偏振光作用的至少一個(gè)第二等效光學(xué)元件， 所述第一方向偏振光和所述第二方向偏振光相互正交合成自然光； 根據(jù)各亞像素區(qū)域所需顯示的灰階，屬于同一亞像素區(qū)域的所述第一等效光學(xué)元件控 制第一方向偏振光出射的能量密度與所述第二等效光學(xué)元件控制第二方向偏振光出射的 能量密度相同。2. 如權(quán)利要求1所述的顯示面板，其特征在于，所述第一液晶層和所述第二液晶層中液 晶分子的初始配向方向相互垂直，且所述第一液晶層和所述第二液晶層中液晶分子的初始 配向方向組成的面平行于所述第二基板。3. 如權(quán)利要求1所述的顯示面板，其特征在于，屬于所需顯示零灰階的亞像素區(qū)域的所 述第一等效光學(xué)元件和所述第二等效光學(xué)元件為等效半曲面透鏡或等效三角形棱鏡，所述 等效半曲面透鏡為在光軸方向上分割的半個(gè)凸透鏡或半個(gè)凹透鏡。4. 如權(quán)利要求1所述的顯示面板，其特征在于，屬于所需顯示非零灰階的亞像素區(qū)域的 所述第一等效光學(xué)元件和所述第二等效光學(xué)元件為類型相同且焦距相同的等效透鏡。5. 如權(quán)利要求4所述的顯示面板，其特征在于，所述等效透鏡為等效凹透鏡或等效凸透 鏡。6. 如權(quán)利要求5所述的顯示面板，其特征在于，所述等效透鏡為等效凸透鏡，所述等效 凸透鏡的折射率在垂直于所述第二基板的方向上相同，在平行于所述第二基板方向上從所 述等效凸透鏡的中心到所述等效凸透鏡的邊緣逐漸遞減。7. 如權(quán)利要求5所述的顯示面板，其特征在于，所述等效透鏡為等效凹透鏡，所述等效 凹透鏡的折射率在垂直于所述第二基板的方向上相同，在平行于所述第二基板方向上從所 述等效凹透鏡的中心到所述等效凹透鏡的邊緣逐漸遞增。8. 如權(quán)利要求6或7所述的顯示面板，其特征在于，所述第一液晶層和所述第二液晶層 的厚度相同。9. 如權(quán)利要求4-7任一項(xiàng)所述的顯示面板，其特征在于，所述等效透鏡出射光的能量密 度越大，所述等效透鏡對(duì)應(yīng)的所述亞像素區(qū)域所需顯示的灰階越大。10. 如權(quán)利要求9所述的顯示面板，其特征在于，所述等效透鏡的焦距越大，所述等效透 鏡出射光的發(fā)散角越小，所述等效透鏡出射光的能量密度越大。11. 一種顯示裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的顯示面板。12. 如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其特征在于，還包括:位于所述第一基板背離所述 第二基板一側(cè)或位于所述第三基板背離所述第二基板一側(cè)的發(fā)出準(zhǔn)直光線的背光源。
【文檔編號(hào)】G02F1/1335GK105867011SQ201610482847
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】高健, 陳小川, 楊亞鋒, 王倩, 盧鵬程, 馬新利, 譚紀(jì)風(fēng), 王燦, 張粲, 王維
【申請(qǐng)人】京東方科技集團(tuán)股份有限公司