显示装置的制造方法

显示装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种显示装置，包括显示面板、控制模块和设置在所述显示面板的出光侧的辅助面板，所述辅助面板包括第一液晶层、对盒设置的第一基板和第二基板，所述第一液晶层封装在所述第一基板和所述第二基板之间，所述第一基板包括第一衬底和设置在所述第一衬底上的第一透明电极层，所述第二基板包括第二衬底和设置在所述第二衬底上的第二透明电极层，所述控制模块能够向所述第一透明电极层和所述第二透明电极层提供使得所述第一液晶层不同区域具有不同的折射率的控制信号，以使得所述显示面板透出的光线在曲面上形成图像，且所述曲面的开口朝向所述显示装置的出光方向。利用所述显示装置，在不增加显示装置的安装尺寸的前提下实现曲面显示。
【专利说明】
显示装置
技术领域
[0001] 本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种显示装置。
【背景技术】
[0002] 现有的显示装置包括平板显示装置和曲面显示装置。平板显示装置可以节省物理 空间，但是由于光分布属性，一般，平板显示装置正对人眼的位置往两边，观看距离依次增 加、光强度依次变弱，给人眼的视角体验不好，特别是对于大尺寸的平板显示装置，这种效 应更加明显。曲面显示装置的显示面为曲面，因此可以减少上述效应。但是，曲面显示装置 具有尺寸较大、难以安装等缺陷。
[0003] 因此，如何能在不增加显示装置的安装尺寸的前提下实现曲面显示成为本领域亟 待解决的技术问题。

【发明内容】

[0004] 本发明的目的在于提供一种显示装置，所述显示装置占用的安装空间较小，并且 可以实现曲面显示。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供一种显示装置，所述显示装置包括显示面板，其 中，所述显示装置还包括控制模块和设置在所述显示面板的出光侧的辅助面板，所述辅助 面板包括第一液晶层、对盒设置的第一基板和第二基板，所述第一液晶层封装在所述第一 基板和所述第二基板之间，所述第一基板包括第一衬底和设置在所述第一衬底上的第一透 明电极层，所述第二基板包括第二衬底和设置在所述第二衬底上的第二透明电极层，所述 控制模块能够向所述第一透明电极层和所述第二透明电极层提供使得所述第一液晶层不 同区域具有不同的折射率的控制信号，以使得所述显示面板透出的光线在曲面上形成图 像，且所述曲面的开口朝向所述显示装置的出光方向。
[0006] 优选地，所述控制模块不向所述第一透明电极层和所述第二透明电极层提供控制 信号时，所述第一液晶层的折射率处处相等。
[0007] 优选地，所述显示面板包括排列为多行多列的多个像素单元，所述第一透明电极 层为覆盖所述第一衬底的面状电极，所述第二透明电极层包括多个第二透明电极列，每列 所述像素单元对应至少一个所述第二透明电极列，所述控制单元设置为能够向所述第一透 明电极层和各个所述第二透明电极列提供控制信号，以使得所述第一液晶层上与任意一个 第二透明电极列对应的部分的折射率均为从该第二透明电极列的宽度方向的两边至该第 二透明电极列的中间逐渐增大，以形成等效正透镜，并且，在所述辅助面板的宽度方向上， 从所述辅助面板的两侧至中间，所述第一液晶层的各部分形成的等效透镜的焦距逐渐减 小。
[0008] 优选地，所述控制单元提供的控制信号能够使得所述辅助面板上与各个所述第二 透明电极列对应的第一液晶层的部分形成的等效正透镜的焦距大于所述辅助面板与所述 显示面板之间的距离。
[0009] 优选地，每列所述像素单元对应一个所述第二透明电极列，所述显示面板的开口 率从所述显示面板的中部向所述辅助面板的两边逐渐增大。
[0010] 优选地，所述控制单元提供的控制信号能够使得所述辅助面板上与各个所述第二 透明电极列对应的第一液晶层的部分形成的等效透镜的焦距小于所述辅助面板与所述显 示面板之间的距离。
[0011] 优选地，每列所述像素单元对应一个所述第二透明电极列，所述显示面板的开口 率从所述显示面板的中部向所述辅助面板的两边逐渐减小。
[0012] 优选地，所述像素单元包括多个亚像素，每列所述亚像素对应至少一个所述第二 透明电极列，且所述控制单元设置为能够向同一列像素单元对应的多个所述第二透明电极 列提供相同的控制信号。
[0013] 优选地，所述像素单元包括多个亚像素，每列所述亚像素对应一个所述第二透明 电极列，且所述控制单元设置为能够向所述第一透明电极层和各个所述第二透明电极列提 供控制信号，以使得所述辅助面板一侧的各列亚像素单元对应的第一液晶层的部分形成的 等效透镜的焦距各不相同，并且，所述辅助面板的各列亚像素单元对应的第一液晶层的部 分形成的等效透镜的焦距关于所述辅助面板的宽度方向上的中线对称分布。
[0014] 优选地，所述辅助面板沿宽度方向被划分为三部分，所述控制单元提供的控制信 号能够使得所述第一液晶层中与所述辅助面板两侧的部分对应的部分的焦距小于所述辅 助面板与所述显示面板之间的距离，并使得所述第一液晶层位于所述辅助面板的宽度方向 的中间的部分形成的等效透镜的焦距大于所述辅助面板与所述显示面板之间的距离。
[0015] 优选地，对于所述显示面板中与所述辅助面板的两侧的部分相对应的部分，从所 述显示面板的宽度方向的中间至所述显示面板的宽度方向的两侧，所述显示面板的开口率 逐渐减小;对于所述显示面板中与所述辅助面板的中间的部分相对应的部分，从所述显示 面板的宽度方向的中间至所述显示面板的宽度方向的两侧，所述显示面板的开口率逐渐增 大。
[0016] 优选地，每个像素单元包括多个亚像素，每列亚像素对应一列第二透明电极列，同 一个所述像素单元中不同亚像素对应的第二透明电极列形成的等效正透镜的焦距相同。
[0017] 优选地，所述显示面板包括排列为多行多列的多个像素单元，所述第一透明电极 层为覆盖所述第一衬底的面状电极，所述第二透明电极层包括多个第二透明电极列，每列 所述像素单元对应至少一列第二透明电极列，所述控制单元设置为能够向所述第一透明电 极层和各个所述第二透明电极列提供控制信号，以使得每个第二透明电极列对应的第一液 晶层的部分的折射率从该第二透明电极列的宽度方向的两边至第二透明电极列的中间逐 渐减小，以形成等效负透镜，并且在所述辅助面板的宽度方向上，从所述辅助面板的两侧至 中间，所述第一液晶层的各部分形成的等效负透镜的焦距逐渐增大。
[0018] 优选地，所述辅助面板沿宽度方向被划分为三部分，所述显示面板包括排列为多 行多列的多个像素单元，所述第一透明电极层为覆盖所述第一衬底的面状电极，所述第二 透明电极层包括多个第二透明电极列，每列所述像素单元对应至少一个所述第二透明电极 列，所述控制单元设置为能够向所述第一透明电极层和各个所述第二透明电极列提供控制 信号，以使得所述辅助面板两侧的部分的第二透明电极列对应的第一液晶层的部分的折射 率从该第二透明电极列的宽度方向的两边至该第二透明电极列的中间逐渐减小，以形成等 效正透镜，所述辅助面板中间的部分的第二透明电极列对应的第一液晶层的部分的折射率 从该第二透明电极列的宽度方向的两边至该第二透明电极列的中间逐渐增大，以形成等效 负透镜。
[0019] 优选地，所述辅助面板沿宽度方向被划分为三部分，所述显示面板包括排列为多 行多列的多个像素单元，所述第一透明电极层为覆盖所述第一衬底的面状电极，所述第二 透明电极层包括多个第二透明电极列，每列所述像素单元对应至少一个所述第二像素电极 列，所述控制单元设置为能够向所述第一透明电极层和各个所述第二透明电极列提供控制 信号，以使得所述辅助面板两侧的部分的第二透明电极列对应的第一液晶层的部分的折射 率从该第二透明电极列的宽度方向的两边至该第二透明电极列的中间逐渐增大，以形成等 效正透镜，所述第一液晶层中与所述辅助面板中间的部分的第二透明电极列对应的部分折 射率从该第二透明电极列的宽度方向的两边至该第二透明电极列的中间逐渐减小，以形成 等效负透镜。
[0020] 优选地，每个所述第二透明电极列包括一个或多个条状的透明电极条。
[0021] 优选地，每个所述第二透明电极列包括多个第二透明电极，每个第二透明电极对 应一个像素单元，每个第二透明电极包括多个同心的第二透明电极环。
[0022] 优选地，所述显示面板为液晶显示面板，所述显示面板包括第一偏光片和第二偏 光片，所述第一偏光片设置在所述显示面板的入光侧，所述第二偏光片设置在所述显示面 板的出光侧，所述辅助面板的第一液晶层的初始排列方向与所述第二偏光片的偏光方向平 行。
[0023]优选地，所述显示面板为有机发光二极管显示面板，所述显示装置还包括调节面 板，所述调节面板设置在所述显示面板的出光侧，且与所述辅助面板层叠设置，所述调节面 板包括对盒设置的第三基板和第四基板，以及封装在所述第三基板和所述第四基板之间的 第二液晶层，所述第二液晶层的初始排列方向与所述第一液晶层的初始排列方向垂直，所 述第三基板包括第三衬底和第三透明电极层，所述第四基板包括第四衬底和第四透明电极 层，所述第三透明电极层在所述第三衬底上的设置方式与所述第一透明电极层在所述第一 衬底上的设置方式相同，所述第四透明电极层在所述第四衬底上的设置方式与所述第二透 明电极层在所述第二衬底上的设置方式相同，所述控制模块能够向所述调节面板提供与所 述辅助面板相同的信号。
[0024]在本发明中，通过控制第一液晶层不同区域的折射率，可以改变从显示装置出射 的光的方向，并在曲面上形成图像，即，所述显示装置可以实现曲面显示，观看者站在显示 装置的前方即可观看到曲面显示的画面。
[0025]在本发明中，并没有将所述显示装置的显示面设置成曲面，因此，所述显示装置的 安装空间并没有增加。也就是说，可以在较小的空间内安装所述显示装置。
【附图说明】
[0026]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0027]图1是本发明所提供的显示装置的结构示意图，其中，所述显示面板为液晶显示面 板；
[0028]图2是正透镜成放大虚像的显示原理图；
[0029]图3是正透镜成实像的显示原理图；
[0030]图4负透镜成缩小虚像的显示原理图；
[0031]图5是辅助面板中形成的等效透镜的等效光程图；
[0032] 图6是辅助面板不加电液晶分子排布状态的状态图；
[0033] 图7a是辅助面板加电后液晶分子排布状态图，其中，加电后等效为正透镜；
[0034]图7b是图7a的俯视图；
[0035] 图8a是辅助面板加电后液晶分子排布状态图，其中，加电后等效为负透镜；
[0036] 图8b是图8a的俯视图；
[0037]图9是正透镜成后置图像的示意图；
[0038]图10是正透镜成后置图像的示意图，其中，显示装置的开口率从中间到两边逐渐 减小；
[0039]图11是正透镜成后置图像的示意图，其中，每列亚像素对应一个第二透明电极列， 同一个像素单元的焦距相同；
[0040]图12是正透镜成后置图像的示意图，其中，每列亚像素对应一个第二透明电极列， 同一个像素单元的焦距不同；
[0041 ]图13是正透镜成前置图像的示意图；
[0042]图14是正透镜成前置图像的示意图，其中，显示装置的开口率从中间到两边逐渐 减小；
[0043]图15是正透镜成前置图像的示意图，其中，每列亚像素对应一个第二透明电极列， 同一个像素单元的焦距相同；
[0044]图16是正透镜成前置图像的示意图，其中，每列亚像素对应一个第二透明电极列， 同一个像素单元的焦距不同；
[0045]图17是利用负透镜成缩小虚像的原理图，虚拟曲面位于液晶透镜和像素之间； [0046]图18是利用正透镜成像、位于显示面板两侧的示意图；
[0047]图19是利用正透镜成像、位于显示面板两侧的示意图，其中，显示装置的开口率从 中间到两边逐渐减小；
[0048]图20是利用正透镜成像、位于显示面板两侧的示意图，其中，每列亚像素对应一个 第二透明电极列，同一个像素单元的焦距相同；
[0049]图21是利用正透镜成像、位于显示面板两侧的示意图，其中，每列亚像素对应一个 第二透明电极列，同一个像素单元的焦距不同；
[0050] 图22是利用正透镜和负透镜的组合成像的示意图，其中，负透镜位于显示面板的 两侧；
[0051] 图23是利用正透镜和负透镜的组合成像的示意图，其中，负透镜位于显示面板的 中间；
[0052]图24a是所述显示面板为有机发光二极管显示面板时，所述显示装置的一种实施 方式示意图；
[0053]图24b是所述显示面板为有机发光二极管显示面板时，所述显示装置的另一种实 施方式示意图。
[0054] 附图标记说明
[0055] 100:辅助面板 110:第一基板
[0056] 111:第一衬底 112:第一透明电极层
[0057] 120:第二基板 121:第二衬底
[0058] 122:第二透明电极层 130:第一液晶层
[0059] 200:显示面板 300:背光源
[0060] 400:调节面板 410:第三基板
[00611 420:第四基板 430:第二液晶层
【具体实施方式】
[0062] 以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0063] 需要指出的是，下文用到的术语"宽度"是指所述显示装置处于使用状态时的横向 方向。也是图9至图23中的左右方向。
[0064]本发明提供一种显示装置，如图1所示，所述显示装置包括显示面板200,其中，所 述显示装置还包括控制模块(未示出）和设置在显示面板200的出光侧的辅助面板100,该辅 助面板100包括第一液晶层130、对盒设置的第一基板110和第二基板120,第一液晶层130封 装在第一基板110和第二基板120之间。
[0065] 如图1和图6所示所示，第一基板110包括第一衬底111和设置在该第一衬底111上 的第一透明电极层112,第二基板120包括第二衬底121和设置在该第二衬底121上的第二透 明电极层122,所述控制模块能够向第一透明电极层112和第二透明电极层122提供使得所 述第一液晶层不同区域具有不同的折射率的控制信号，以使得显示面板200透出的光线在 曲面上形成图像，且所述曲面的开口朝向所述显示装置的出光方向。
[0066] 通过控制模块向第一透明电极层112和第二透明电极层122施加控制信号，可以使 得第二透明电极列对应的区域形成等效透镜。
[0067]图2和图3中所示的是光线通过正透镜的成像原理。
[0068]图2中所示的是正透镜在透镜的后方成像的原理。如图所示，将物AB放置在透镜后 (图2中的左侧），使物距1小于透镜的焦距f，可以使物AB在透镜的后方（图2中的左侧）形成 一个虚像A'B'，被人眼接收。
[0069]图3所示的是正透镜在透镜的前方成像的原理，如图所示，将物AB放置在透镜后 (图3中的左侧），使物距1大于透镜的焦距f，可以使物在透镜的前方（图中的右侧)形层倒置 的像B'A'。
[0070] 图4所示的是利用负透镜在物和透镜之间成像的原理图。将物AB放置在透镜后（图 4中的左侧），可以在透镜和物AB之间形成像A'B'。
[0071] 在图2至图4中，F表示透镜物方焦点，F '表示透镜的像方焦点。
[0072] 公式（1)是表示透镜中物像关系的公式。通过公式（1)可知，如果确定了透镜的焦 距f'、物与透镜之间的距离1，即可获得物象与透镜之间的距离Γ。
[0074]其中，1是物与透镜之间的距离；
[0075] Γ是物象与透镜之间的距离；
[0076] f'是透镜的焦距。
[0077]在本发明所提供的显示装置中，显示面板200所显示的图像即为上文中所述的 "物"，利用辅助面板100可以形成多个等效透镜，具体地，每个第二透明电极列对应一列等 效透镜(可以是一个等效透镜，也可以是多个等效透镜）。显示面板200与辅助面板100之间 的距离是固定的，也就是说，公式（1)中的1是固定的。在设计所述显示装置时，可以由设计 人员确定各个第二透明电极列所形成的等效透镜所形成图像与出光面之间的距离，只要保 证所有第二透明电极列所形成的等效透镜所形成的图像在同一个曲面上即可。因此，可以 认为物像与等效透镜之间的距离Γ是已知的，从而可以利用公式（1)求解获得等效透镜的 焦距f'。
[0078]图5中所示的是辅助面板中形成的等效凸透镜的等效光程图。根据等光程原理公 式(2)可以求得等效透镜各个部分的折射率。因此，只需要利用所述控制模块向第一透明电 极层以及第二透明电极列施加信号、使得第二透明电极列对应的液晶材料具有相应的折射 率。
[0080] 其中，f'为等效透镜的焦距；
[0081] nl为等效透镜中部的折射率；
[0082] n2为等效透镜边缘的折射率；
[0083] d为显示面板与辅助面板之间的距离；
[0084] p为第二电极列的宽度。
[0085]由于[(m-n2)*d]2?0,因此，可以将上述公式(2)简化为以下公式(3):
[0087]其中，n。< n2 < m < ne(3n。为液晶材料双折射中的〇光折射率，ne为液晶材料双折射 中的e光折射率。
[0088]利用等效光程原理计算凹透镜的焦距的原理与凸透镜相似，这里不再赘述。
[0089] 在本发明中，通过控制第一液晶层不同区域的折射率，可以改变从显示装置出射 的光的方向，并在曲面上形成图像，即，所述显示装置可以实现曲面显示，观看者站在显示 装置的前方即可观看到曲面显示的画面。
[0090] 在本发明中，并没有将所述显示装置的显示面设置成曲面，因此，所述显示装置的 安装空间并没有增加。也就是说，可以在较小的空间内安装所述显示装置。
[0091] 作为本发明的一种优选实施方式，所述控制模块不向第一透明电极层112和第二 透明电极层122提供控制信号时，第一液晶层130的折射率处处相等，以使得所述显示装置 可以实现平面显示。使用者可以根据自己的要去来设定是否使得所述显示装置进行曲面显 不。如图6所不，在不向第一透明电极层112和第二透明电极层122施加信号时，第一液晶层 中液晶分子的偏转方向是一致的，因此，第一液晶层的折射率处处相同，从而可以使得光线 直接透过，光路不会发生偏折，以实现平面显示。
[0092]并且，在本发明中，第一液晶层中的液晶分子的初始排列方向（即，不加电时，液晶 分子的长轴方向）是由显示面板所决定的。
[0093]在本发明中，对显示面板200的具体结构并没有特殊的限制，例如，如图1中所示， 显示面板200为液晶显示面板，当所述显示面板为液晶显示面板时，所述显示装置还可以包 括背光源300。
[0094]当显示面板200为液晶显示面板时，该显示面板200包括第一偏光片和第二偏光 片，所述第一偏光片设置在所述显示面板的入光侧，所述第二偏光片设置在所述显示面板 的出光侧，所述辅助面板的第一液晶层的初始排列方向与所述第二偏光片的偏光方向平 行。
[0095]当然，显示面板200还可以是有机发光二极管显示面板。当显示面板200为有机发 光二极管显示面板时，如图24a和图24b所示，所述显示装置还包括调节面板400,该调节面 板400设置在显示面板200的出光侧，且与所述辅助面板层叠设置，调节面板400包括对盒设 置的第三基板410和第四基板420,以及封装在第三基板410和第四基板420之间的第二液晶 层430,第二液晶层430的初始排列方向与第一液晶层130的初始排列方向垂直。所述第三基 板包括第三衬底和第三透明电极层，所述第四基板包括第四衬底和第四透明电极层，所述 第三透明电极层在所述第三衬底上的设置方式与所述第一透明电极层在所述第一衬底上 的设置方式相同，所述第四透明电极层在所述第四衬底上的设置方式与所述第二透明电极 层在所述第二衬底上的设置方式相同，所述控制模块能够向所述调节面板提供与所述辅助 面板相同的信号。
[0096]所述调节面板400的设置包括两种方式，一种是设置在显示面板200和辅助面板 100之间（如图24a所示），另一种是设置在辅助面板100的出光侧(如图24b所示）。
[0097]下面详细介绍图24a中所示的显示装置的显示原理。
[0098] 显示面板200发出的光的偏振态可以分解为平行于纸面和垂直于纸面。在进行显 示时，对调节面板400施加控制信号，调节面板400可以对偏振方向平行于纸面的偏振光进 行处理，此时，偏振方向平行于纸面的偏振光进行折射处理，改变其出射方向，但是偏振方 向垂直于纸面的偏振光的折射率没有发生改变，直接通过调节面板400。同时，对辅助面板 100施加控制信号，辅助面板100对直接通过调节面板400的偏振方向垂直于纸面的偏振光 进行折射处理，改变其出射方向，而已经经过调节面板400的折射处理的偏振方向平行于纸 面的光直接透过辅助面板100。
[0099] 经过辅助面板100和调节面板400的处理之后，偏振方向平行于纸面的偏振光和偏 振方向垂直于纸面的偏振光的出射方向是一致的，因此，可以得到在曲面上显示的图像。换 言之，辅助面板100可以将偏振方向垂直于纸面的光线引导至所述曲面上，而调节面板400 可以将偏振方向平行于纸面的光线引导至所述曲面上。
[0100] 需要指出的是，上文仅仅是为了便于描述，而非用于限制。也可以将辅助面板100 设置为能够将偏振方向平行于纸面的光引导至所述曲面上，将调节面板400设置为能够将 偏振方向垂直于纸面的光引导至所述曲面上。
[0101] 控制模块可以同时控制辅助面板100和调节面板400,以使得第一液晶层形成多个 等效透镜，并使得第二液晶层形成多个等效透镜，并且，第一液晶层形成的多个等效透镜分 别与第二液晶层形成的多个等效透镜一一对镜，并且，第一液晶层中形成的等效透镜的参 数(包括焦距、折射率等)与第二液晶层中形成的相对应的等效透镜的参数相同。
[0102] 图24b中所示的显示装置的工作原理与图24a中所示的显示装置的工作原理相似， 这里不再赘述。
[0103] 显示面板200包括排列为多行多列的多个像素单元，每个像素单元包括多个亚像 素。
[0104] 作为本发明的一种优选实施方式，第一透明电极层112为覆盖第一衬底111的面状 电极，第二透明电极层122包括多个第二透明电极列，每个列所述像素单元对应至少一个所 述第二透明电极列。所述控制单元设置为能够向所述第一透明电极层和各个所述第二透明 电极列提供控制信号，以使得所述第一液晶层上与任意一个第二透明电极列对应的部分的 折射率均为从该第二透明电极列的宽度方向的两边至该第二透明电极列的中间逐渐增大， 以形成等效正透镜，并且，在所述辅助面板的宽度方向上，从所述辅助面板的两侧至中间， 所述第一液晶层的各部分形成的等效透镜的焦距逐渐减小。
[0105] 为了便于描述，可以将第一液晶层划分为多个部分，每个第二透明电极列对应第 一液晶层的一部分，第一液晶层各个部分的厚度是始终不变的，通过改变第一液晶层的各 个部分的折射率可以改变透过所述第一液晶层各部分的折射率。
[0106]图7a和图7b中所不的是一个第二透明电极列对应的第一液晶层的部分中液晶分 子的偏转示意图。在图7a中，左右方向即为第二透明电极列的宽度方向。位于第二透明电极 列的宽度方向的两侧的液晶分子长轴方向是竖直的，位于第二透明电极列的宽度方向的中 间的液晶分子的长轴方向是水平的。
[0107] 通设置施加给各个第二透明电极列的电压大小，可以控制不同第二透明电极列对 应的第一液晶层的部分所形成的等效正透镜的焦距，从而可以实现在不同位置处显示相应 的图像，最终形成曲面显示。
[0108] 在图9至图12所示的实施方式中，可以在显示面板的后方形成放大的图像。在图13 至图16所示的实施方式中，可以在显示面板的前方形成放大的图像。在图18至图21所示的 实施方式中，形成的图像一部分位于显示面板的前方，一部分位于显示面板的后方。需要指 出的是，此处所述的"前、后"是指各个图中的"上、下"方向。
[0109] 下文中将详细介绍上述各图中所描述的实施方式。在图9至图23中，等效透镜上对 应的fi、f2、f 3为该等效透镜的焦距。需要指出的是，fl<f2<f3。
[0110] 如图9所示，在所述显示面板中，每个像素单元对应三个亚像素，这三个亚像素分 别为红色亚像素R、绿色亚像素G和蓝色亚像素B，每列像素单元对应一个第二透明电极列。
[0111] 通过控制所述显示面板与所述辅助面板之间的距离与所述等效正透镜的焦距之 间的关系可以控制多个所述等效正透镜成的像的位置。
[0112] 为了使得辅助面板上形成的等效透镜的阵列形成位于显示面板的后方（图9至图 12中的下方），所述控制单元提供的控制信号能够使得所述辅助面板上与各个所述第二透 明电极列对应的第一液晶层形成的等效正透镜的焦距大于所述显示面板和所述辅助面板 之间的距离（即，物距），且，在所述辅助面板的宽度方向上，从所述辅助面板的两侧至中间， 所述第一液晶层对应的形成的等效正透镜的焦距逐渐减小。
[0113] 在图9中，将各个第二透明电极列对应的第一液晶层的部分等效成了正透镜。图9 中仅示出了其中的5个等效透镜，在人眼处可以看到通过等效透镜形成的图像，在图9中，虚 线框所示的即为各个像素单元形成的物象，所有像素单元形成的多个物象位于同一个曲面 上，并且，该曲面的开口朝向观看者（即，图9中的朝上）。
[0114] 容易理解的是，利用第一透明电极层、第二透明电极层和控制模块使得第一液晶 层形成多个等效正透镜时，通过设置物距和焦距之间的关系，可以控制等效透镜成像的大 小。
[0115] 为了防止各个像素显示的图像之间产生重叠，优选地，如图10所示，每列像素单元 对应一个所述第二透明电极列，所述显示面板的开口率从所述显示面板的中部向所述辅助 面板的两边逐渐增大。像素单元的开口率是有环绕该像素单元的黑矩阵的宽度所决定的， 因此，环绕中间的像素单元的黑矩阵宽度最大，环绕最边上的像素单元的黑矩阵的宽度最 小。黑矩阵可以将相邻两个像素单元形成的虚像之间的重叠的部分挡住，从而可以获得更 好的显示效果。
[0116]作为本发明的另一种优选实施方式，可以将所述显示装置设置为每列亚像素对应 至少一个所述第二透明电极列，且所述控制单元设置为能够向同一列像素单元对应的多个 所述第二透明电极列提供相同的信号。
[0117] 与上文中相同，在图11中，示出的是与第二透明电极列对应的第一液晶层的等效 正透镜。在图11中所示的实施方式中，在进行显示时，每个亚像素对应一个等效正透镜，或 者一个亚像素对应多个等效正透镜，并且，同一个亚像素对应的等效正透镜的焦距相同，不 同像素单元对应的等效正透镜焦距不同。虽然没有示出，但是，需要解释的是，进行显示时， 每个像素单元中的亚像素可能会产生重叠。亚像素图像之间的重叠不会对显示造成影响， 而且还有利于画质色彩的调制，间接提高了像素单元的开口率。而相邻的像素单元之间，图 像不会有重叠，或者有少部分的重叠。容易理解的是，由于相邻像素单元之间设置有黑矩 阵，因此，相邻像素单元形成的图像之间即便也重叠也会被黑矩阵遮挡。因此，利用图11中 所示的显示装置显示图像时，可以获得更好的色彩效果。
[0118] 作为本发明的另一种优选实施方式，可以将所述显示装置设置为每列亚像素对应 一个所述第二透明电极列，且所述控制单元设置为能够向所述第一透明电极层和各个所述 第二透明电极列提供控制信号，以使得所述辅助面板一侧的各列亚像素单元对应的第一液 晶层的部分形成的等效正透镜的焦距各不相同，并且，所述辅助面板的各列亚像素单元对 应的第一液晶层的部分形成的等效正透镜的焦距关于所述辅助面板的宽度方向上的中线 对称分布。
[0119] 与上文中相同，在图12中，示出的是与第二透明电极列对应的第一液晶层形成的 等效透镜。在图12中所示的实施方式中，在进行显示时，每个亚像素对应一个等效透镜。这 样，每个像素单元中的亚像素都可能会发生重叠，从而更有利于色彩的调制。相邻两个像素 单元形成的虚像之间不会重叠，或者重叠较少。当相邻两个像素单元形成的虚像重叠时，会 被黑矩阵遮挡，从而不会对显示的图像造成影响。
[0120] 如上文中所述，所述辅助面板形成的虚像位于显示面板后方的情况。
[0121]当将所述控制单元设置为:所述控制单元提供的控制信号能够使得所述第一液晶 层中与所述辅助面板上各个所述第二透明电极列对应部分的焦距小于所述显示面板与所 述辅助面板之间的距离（即，物距）。在这种情况中，通过向第一透明电极层和第二透明电极 层中的各个第二透明电极列施加信号，使得第一液晶层形成等效于正透镜的阵列。
[0122] 如图13至图16所示，由于等效正透镜的焦距小于所述显示面板与所述辅助面板之 间的距离，因此，可以在显示装置的前方(即，图13至图16中的上方)成像。
[0123] 在图13和图14所示的实施方式中，每列像素单元对应同一列第二透明电极列，如 图所示，所述辅助面板上形成的等效正透镜可以在显示面板的前方形成倒置的图像，即，同 一个像素单元中，亚像素的位置发生变化。但是，本领域技术人员应当理解的是，同一个像 素单元中的多个亚像素发出的光互相混合，可以使得所述像素单元显示预定的颜色，同一 个像素单元中亚像素的位置变化并不会影响所述像素单元最终呈现出来的颜色。
[0124] 如上文中所述，可以通过以下几种实施方式来解决所述显示装置进行曲面显示时 可能出现的像素单元显示的图像重叠的问题。
[0125]如图14中所示，每列像素单元对应一个所述第二透明电极列，所述显示面板的开 口率从所述显示面板的中部向所述辅助面板的两边逐渐减小。像素单元的开口率是有环绕 该像素单元的黑矩阵的宽度所决定的，因此，环绕中间的像素单元的黑矩阵宽度最小，环绕 最边上的像素单元的黑矩阵的宽度最大。黑矩阵可以将相邻两个像素单元形成的虚像之间 的重叠的部分挡住，从而可以获得更好的显示效果。
[0126] 如图15中所示，在进行显示时，每个亚像素对应一个等效正透镜，或者一个亚像素 对应多个等效正透镜，并且，同一个亚像素对应的等效正透镜的焦距相同，不同像素单元对 应的等效正透镜焦距不同。虽然没有示出，但是，需要解释的是，进行显示时，每个像素单元 中的亚像素可能会产生重叠。亚像素图像之间的重叠不会对显示造成影响，而且还有利于 画质色彩的调制，间接提高了像素单元的开口率。而相邻的像素单元之间，图像不会有重 叠，或者有少部分的重叠。容易理解的是，由于相邻像素单元之间设置有黑矩阵，因此，相邻 像素单元形成的图像之间即便也重叠也会被黑矩阵遮挡。因此，利用图15中所示的显示装 置显示图像时，可以获得更好的色彩效果。
[0127] 如图16中所示，在进行显示时，每列亚像素对应一个等效正透镜。这样，每个像素 单元中的亚像素都可能会产生重叠，从而更有利于色彩的调制。相邻两个像素单元形成的 虚像之间不会重叠，或者重叠较少。当相邻两个像素单元形成的虚像重叠时，会被黑矩阵遮 挡，从而不会对显示的图像造成影响。
[0128] 当然，还可以通过控制信号使得所述显示装置形成的图像位于所述显示装置的前 后两侧，即，部分图像位于显示装置的前方（即，图18中的上方），部分位于显示装置的后方 (即，图18中的下方）。具体地，可以沿所述辅助面板的宽度方向将所述辅助面板划分为三部 分，所述控制单元提供的控制信号能够使得所述辅助面板两侧的部分的第一液晶层的部分 对应的等效正透镜的焦距小于所述显示面板与所述辅助面板之间的距离，并使得所述辅助 面板中间的部分的第一液晶层的部分对应的等效正透镜的焦距大于所述显示面板与所述 辅助面板之间的距离。通过图18可以看出，位于显示面板的宽度方向的两侧的等效正透镜 可以在显示面板的前方形成倒置的像，位于显示面板的宽度方向的中间的等效正透镜可以 在显示面板的后方形成正立的像。
[0129] 在本发明中，为了获得较好的显示效果，所述辅助面板的三个部分是关于所述辅 助面板的宽度方向的中线对称的。
[0130] 优选地，所述辅助面板的两侧的部分的尺寸大于所述显示装置的中间的部分的尺 寸。所述第一液晶层中对应于所述辅助面板的两侧的部分形成的等效正透镜可以使得所述 显示面板显示的图像形成位于显示装置前方的像，所述第一液晶层中对应于所述辅助面板 的中间的部分形成的等效正透镜可以使得所述显示面板显示的图像形成位于所述显示装 置后方的像。
[0131] 为了减少像素单元所成之像的重叠现象，优选地，如图19所示，对于所述显示面板 中与所述辅助面板的两侧的部分相对应的部分，从所述显示面板的宽度方向的中间至所述 显示面板的宽度方向的两侧，所述显示面板的开口率逐渐减小。对于所述显示面板中与所 述辅助面板的中间的部分相对应的部分，从所述显示面板的宽度方向的中间至所述显示面 板的宽度方向的两侧，所述显示面板的开口率逐渐增大。
[0132] 同样地，还可以按照图20中的实施方式设置等效透镜，以减小像素单元所成之像 之间的重叠。具体地，每列亚像素对应一列第二透明电极列，同一个像素单元中不同亚像素 对应的第二透明电极列形成的等效正透镜的焦距相同。
[0133] 上文中介绍了通过控制信号使得所述辅助面板的第一液晶层中形成等效正透镜 的情况，下面介绍通过控制信号使得所述辅助面板的第一液晶层中形成等效负透镜情况。
[0134] 所述控制单元设置为能够向所述第一透明电极层和各个所述第二透明电极列提 供控制信号，以使得所述第一液晶层中与每个第二透明电极列对应的部分的折射率从该第 二透明电极列的宽度方向的两边至第二透明电极列的中间逐渐减小，以形成等效负透镜， 并且在所述辅助面板的宽度方向上，从所述辅助面板的两侧至中间，所述第一液晶层的各 部分形成的等效负透镜的焦距逐渐增大。
[0135]图8a和图8b中所不的是一个第二透明电极列对应的液晶分子的偏转不意图。在图 8a中，左右方向即为第二透明电极列的宽度方向。位于第二透明电极列的宽度方向的两侧 的液晶分子长轴方向是水平的，位于第二透明电极列的宽度方向的中间的液晶分子的长轴 方向是竖直的。
[0136] 通设置施加给各个第二透明电极列的电压大小，可以控制不同第二透明电极列对 应的第一液晶层的部分所形成的等效负透镜的焦距，从而可以实现在不同位置处显示相应 的图像，最终形成曲面显示。
[0137] 如图17中所示，当光线通过等效负透镜时，可以在等效负透镜和显示面板之间形 成缩小的像。
[0138] 作为一种优选实施方式，所述辅助面板沿宽度方向被划分为三部分，所述显示面 板包括排列为多行多列的多个像素单元，所述第一透明电极层为覆盖所述第一衬底的面状 电极，所述第二透明电极层包括多个第二透明电极列，每列所述像素单元对应至少一个所 述第二像素电极列，所述控制单元设置为能够向所述第一透明电极层和各个所述第二透明 电极列提供控制信号，以使得所述第一液晶层中与所述辅助面板两侧的部分的第二透明电 极列对应部分的折射率从该第二透明电极列的宽度方向的两边至该第二透明电极列的中 间逐渐减小，以形成等效正透镜，所述第一液晶层中与所述辅助面板中间的部分的第二透 明电极列对应的部分的折射率从该第二透明电极列的宽度方向的两边至该第二透明电极 列的中间逐渐增大，以形成等效负透镜。
[0139] 也就是说，如图22所示，辅助面板两侧的第一液晶层形成等效负透镜，辅助面板中 间的第一液晶层形成等效正透镜。等效正透镜可以在显示装置的后方（即，图22中的下方） 成像，等效负透镜可以在显示面板和辅助面板之间形成缩小的虚像。
[0140]作为本发明的一种优选实施方式，所述辅助面板沿宽度方向被划分为三部分，所 述显示面板包括排列为多行多列的多个像素单元，所述第一透明电极层为覆盖所述第一衬 底的面状电极，所述第二透明电极层包括多个第二透明电极列，每列所述像素单元对应至 少一个所述第二透明电极列，所述控制单元设置为能够向所述第一透明电极层和各个所述 第二透明电极列提供控制信号，以使得所述第一液晶层中与所述辅助面板两侧的部分的第 二透明电极列对应的部分的折射率从该第二透明电极列的宽度方向的两边至该第二透明 电极列的中间逐渐增大，以形成等效正都经，所述第一液晶层中与所述辅助面板中间的部 分的第二透明电极列对应部分的折射率从该第二透明电极列的宽度方向的两边至该第二 透明电极列的中间逐渐减小，以形成等效负透镜。
[0141]如图23所示，辅助面板两侧的第一液晶层形成等效正透镜，辅助面板中间的第一 液晶层形成等效负透镜。等效正透镜可以在显示装置的后方（即，图23中的上方)形成倒置 的像，等效负透镜可以在显示面板和辅助面板之间成像。
[0142] 需要指出的是，在所述显示面板中，同一列像素单元对应的一列等效透镜的各个 参数均是相同的。
[0143] 在本发明中，对第二透明电极列的具体结构并没有特殊的限制，例如，每个所述第 二透明电极列包括一个或多个条状的透明电极条。也就是说，同一列中的一个或多个透明 电极条即形成一个第二透明电极列。这种结构制造简单，并且容易控制。在这种情况中，第 一液晶层中与第二透明电极列对应的部分可以形成一个或的多个等效柱状透镜。容易理解 的是，当形成一个等效柱状透镜时，该等效柱状透镜的长度是与相应的一列像素单元的长 度相同的。当形成多个等效柱状透镜时，该多个等效柱状透镜的焦距是相同的，并且，多个 等效柱状透镜位于同一列中。
[0144] 当然，第二透明电极列的结构并不限于此。例如，每个第二透明电极列包括多个第 二透明电极，每个第二透明电极对应一个像素单元，每个第二透明电极包括多个同心的第 二透明电极环。在图7a、图7b、图8a和图8b示出的实施方式中，一个第二透明电极包括5个第 二透明电极环。当向这种结构的第二透明电极提供信号时，利用这种结构的第二透明电极 和第一透明电极层之间形成的电场可以使得相应的液晶分子偏转，形成等效的球面透镜。 球面透镜成像时具有更好的显示效果，可以减轻像散现象。容易理解的是，一列像素单元对 应多个排列层一列的等效球透镜，并且，同一列中的不同像素单元对应的不同等效球透镜 的参数是相同的。
[0145] 可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施 方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精 神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种显示装置，所述显示装置包括显示面板，其特征在于，所述显示装置还包括控制 模块和设置在所述显示面板的出光侧的辅助面板，所述辅助面板包括第一液晶层、对盒设 置的第一基板和第二基板，所述第一液晶层封装在所述第一基板和所述第二基板之间，所 述第一基板包括第一衬底和设置在所述第一衬底上的第一透明电极层，所述第二基板包括 第二衬底和设置在所述第二衬底上的第二透明电极层，所述控制模块能够向所述第一透明 电极层和所述第二透明电极层提供使得所述第一液晶层不同区域具有不同的折射率的控 制信号，以使得所述显示面板透出的光线在曲面上形成图像，且所述曲面的开口朝向所述 显示装置的出光方向。2. 根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述控制模块不向所述第一透明电极 层和所述第二透明电极层提供控制信号时，所述第一液晶层的折射率处处相等。3. 根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包括排列为多行多列的 多个像素单元，所述第一透明电极层为覆盖所述第一衬底的面状电极，所述第二透明电极 层包括多个第二透明电极列，每列所述像素单元对应至少一个所述第二透明电极列，所述 控制单元设置为能够向所述第一透明电极层和各个所述第二透明电极列提供控制信号，以 使得所述第一液晶层上与任意一个第二透明电极列对应的部分的折射率均为从该第二透 明电极列的宽度方向的两边至该第二透明电极列的中间逐渐增大，以形成等效正透镜，并 且，在所述辅助面板的宽度方向上，从所述辅助面板的两侧至中间，所述第一液晶层的各部 分形成的等效透镜的焦距逐渐减小。4. 根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述控制单元提供的控制信号能够使 得所述辅助面板上与各个所述第二透明电极列对应的第一液晶层的部分形成的等效正透 镜的焦距大于所述辅助面板与所述显示面板之间的距离。5. 根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，每列所述像素单元对应一个所述第二 透明电极列，所述显示面板的开口率从所述显示面板的中部向所述辅助面板的两边逐渐增 大。6. 根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述控制单元提供的控制信号能够使 得所述辅助面板上与各个所述第二透明电极列对应的第一液晶层的部分形成的等效透镜 的焦距小于所述辅助面板与所述显示面板之间的距离。7. 根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，每列所述像素单元对应一个所述第二 透明电极列，所述显示面板的开口率从所述显示面板的中部向所述辅助面板的两边逐渐减 小。8. 根据权利要求3至7中任意一项所述的显示装置，其特征在于，所述像素单元包括多 个亚像素，每列所述亚像素对应至少一个所述第二透明电极列，且所述控制单元设置为能 够向同一列像素单元对应的多个所述第二透明电极列提供相同的控制信号。9. 根据权利要求3至7中任意一项所述的显示装置，其特征在于，所述像素单元包括多 个亚像素，每列所述亚像素对应一个所述第二透明电极列，且所述控制单元设置为能够向 所述第一透明电极层和各个所述第二透明电极列提供控制信号，以使得所述辅助面板一侧 的各列亚像素单元对应的第一液晶层的部分形成的等效透镜的焦距各不相同，并且，所述 辅助面板的各列亚像素单元对应的第一液晶层的部分形成的等效透镜的焦距关于所述辅 助面板的宽度方向上的中线对称分布。10. 根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述辅助面板沿宽度方向被划分为 三部分，所述控制单元提供的控制信号能够使得所述第一液晶层中与所述辅助面板两侧的 部分对应的部分的焦距小于所述辅助面板与所述显示面板之间的距离，并使得所述第一液 晶层位于所述辅助面板的宽度方向的中间的部分形成的等效透镜的焦距大于所述辅助面 板与所述显示面板之间的距离。11. 根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，对于所述显示面板中与所述辅助面 板的两侧的部分相对应的部分，从所述显示面板的宽度方向的中间至所述显示面板的宽度 方向的两侧，所述显示面板的开口率逐渐减小;对于所述显示面板中与所述辅助面板的中 间的部分相对应的部分，从所述显示面板的宽度方向的中间至所述显示面板的宽度方向的 两侧，所述显示面板的开口率逐渐增大。12. 根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，每个像素单元包括多个亚像素，每 列亚像素对应一列第二透明电极列，同一个所述像素单元中不同亚像素对应的第二透明电 极列形成的等效正透镜的焦距相同。13. 根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包括排列为多行多列 的多个像素单元，所述第一透明电极层为覆盖所述第一衬底的面状电极，所述第二透明电 极层包括多个第二透明电极列，每列所述像素单元对应至少一列第二透明电极列，所述控 制单元设置为能够向所述第一透明电极层和各个所述第二透明电极列提供控制信号，以使 得每个第二透明电极列对应的第一液晶层的部分的折射率从该第二透明电极列的宽度方 向的两边至第二透明电极列的中间逐渐减小，以形成等效负透镜，并且在所述辅助面板的 宽度方向上，从所述辅助面板的两侧至中间，所述第一液晶层的各部分形成的等效负透镜 的焦距逐渐增大。14. 根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述辅助面板沿宽度方向被划分为 三部分，所述显示面板包括排列为多行多列的多个像素单元，所述第一透明电极层为覆盖 所述第一衬底的面状电极，所述第二透明电极层包括多个第二透明电极列，每列所述像素 单元对应至少一个所述第二透明电极列，所述控制单元设置为能够向所述第一透明电极层 和各个所述第二透明电极列提供控制信号，以使得所述辅助面板两侧的部分的第二透明电 极列对应的第一液晶层的部分的折射率从该第二透明电极列的宽度方向的两边至该第二 透明电极列的中间逐渐减小，以形成等效正透镜，所述辅助面板中间的部分的第二透明电 极列对应的第一液晶层的部分的折射率从该第二透明电极列的宽度方向的两边至该第二 透明电极列的中间逐渐增大，以形成等效负透镜。15. 根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述辅助面板沿宽度方向被划分为 三部分，所述显示面板包括排列为多行多列的多个像素单元，所述第一透明电极层为覆盖 所述第一衬底的面状电极，所述第二透明电极层包括多个第二透明电极列，每列所述像素 单元对应至少一个所述第二像素电极列，所述控制单元设置为能够向所述第一透明电极层 和各个所述第二透明电极列提供控制信号，以使得所述辅助面板两侧的部分的第二透明电 极列对应的第一液晶层的部分的折射率从该第二透明电极列的宽度方向的两边至该第二 透明电极列的中间逐渐增大，以形成等效正透镜，所述第一液晶层中与所述辅助面板中间 的部分的第二透明电极列对应的部分折射率从该第二透明电极列的宽度方向的两边至该 第二透明电极列的中间逐渐减小，以形成等效负透镜。16. 根据权利要求3至7、10至15中任意一项所述的显示装置，其特征在于，每个所述第 二透明电极列包括一个或多个条状的透明电极条。17. 根据权利要求3至7、10至15中任意一项所述的显示装置，其特征在于，每个所述第 二透明电极列包括多个第二透明电极，每个第二透明电极对应一个像素单元，每个第二透 明电极包括多个同心的第二透明电极环。18. 根据权利要求1至7、10至15中任意一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示面 板为液晶显示面板，所述显示面板包括第一偏光片和第二偏光片，所述第一偏光片设置在 所述显示面板的入光侧，所述第二偏光片设置在所述显示面板的出光侧，所述辅助面板的 第一液晶层的初始排列方向与所述第二偏光片的偏光方向平行。19. 根据权利要求1至7、10至15中任意一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示面 板为有机发光二极管显示面板，所述显示装置还包括调节面板，所述调节面板设置在所述 显示面板的出光侧，且与所述辅助面板层叠设置，所述调节面板包括对盒设置的第三基板 和第四基板，以及封装在所述第三基板和所述第四基板之间的第二液晶层，所述第二液晶 层的初始排列方向与所述第一液晶层的初始排列方向垂直，所述第三基板包括第三衬底和 第三透明电极层，所述第四基板包括第四衬底和第四透明电极层，所述第三透明电极层在 所述第三衬底上的设置方式与所述第一透明电极层在所述第一衬底上的设置方式相同，所 述第四透明电极层在所述第四衬底上的设置方式与所述第二透明电极层在所述第二衬底 上的设置方式相同，所述控制模块能够向所述调节面板提供与所述辅助面板相同的信号。
【文档编号】G02F1/1333GK105866998SQ201610388944
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】高健, 陈小川, 杨亚锋
【申请人】京东方科技集团股份有限公司