一种显示面板及显示装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种显示面板及显示装置，包括：多个发光单元和设置在各发光单元出光方向上的准直部件；准直部件包括至少一个液晶透镜组，且液晶透镜组平行于各发光单元所在平面；在进行显示时，对组成液晶透镜组的液晶透镜施加电压，使液晶透镜中的液晶分子发生偏转形成凸透镜结构，使位于所述凸透镜结构焦平面上的各发光单元发射的光通过凸透镜结构后准直出射。由于控制液晶透镜组中各液晶透镜形成凸透镜结构，而凸透镜结构可将位于其焦平面处发射的光线进行准直，从而可使位于凸透镜结构焦平面上的各发光单元发射的光偏折为准直光，提高了显示光线的准直性，从而使显示面板的应用多元化。
【专利说明】
一种显示面板及显示装置
技术领域
[0001]本发明涉及显示技术领域，尤指一种显示面板及显示装置。
【背景技术】
[0002]现如今，显示产品大多利用背光系统作为显示影像所需的光源，如液晶显示器、数字相框、电子书阅读器、移动终端、车用显示屏幕及立体显示器等。此外，投影装置也多具有背光系统以实现将动态或静态影像投影至屏幕。可见，背光系统已广泛应用于产品展示、商业会议及课堂教学等各个方面。随着薄型化的显示或投影产品已成趋势，用户对投影画面或显示面板的尺寸需求也越趋多元化。因此，背光系统的设计与改良随之发挥越来越重要的作用。采用有机发光二极管(Organic Light-Emitting D1de，简称0LED)制备的背光源可以达到轻薄化的要求，然而以OLED作为背光源，其发光方向没有方向性，在各个方向均匀发光，其准直性不佳，使其在应用时受限。
【发明内容】
[0003]本发明实施例提供了一种显示面板及显示装置，用以解决现有技术中显示屏背光源或显示光线准直性不佳的问题。
[0004]第一方面，本发明实施例提供一种显示面板，包括:多个发光单元和设置在各所述发光单元出光方向上的准直部件；
[0005]所述准直部件包括至少一个液晶透镜组，且所述液晶透镜组平行于各所述发光单元所在平面；
[0006]在进行显示时，对组成所述液晶透镜组的液晶透镜施加电压，使所述液晶透镜中的液晶分子发生偏转形成凸透镜结构，使位于所述凸透镜结构焦平面上的各所述发光单元发射的光通过所述凸透镜结构后准直出射。
[0007]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，组成所述液晶透镜组的各所述液晶透镜中液晶分子的初始取向一致。
[0008]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述液晶透镜包括:相对而置的第一基板和第二基板、位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层、位于所述第一基板面向所述液晶层一侧的第一透明电极以及位于所述第二基板面向所述液晶层一侧的第二透明电极。
[0009]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，当所述准直部件仅包括一个液晶透镜组时，在对组成所述液晶透镜组的各液晶透镜施加电压时，各所述液晶透镜形成圆形凸透镜结构。
[0010]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述第一透明电极为面状电极;所述第二透明电极包括多个均匀分布的点状子电极或包括多个同心分布的环状子电极，或者，
[0011]所述第二透明电极为面状电极，所述第一透明电极包括多个均匀分布的点状子电极或包括多个同心分布的环状子电极。
[0012]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，当所述准直部件包括两个液晶透镜组时，两个所述液晶透镜组中液晶分子的初始取向相互垂直；
[0013]在对组成各所述液晶透镜组的各液晶透镜施加电压时，位于同一位置的两个所述液晶透镜形成相互垂直的柱状透镜结构。
[0014]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，在所述准直部件包括一个液晶透镜组时，还包括:位于所述液晶透镜组与各所述发光单元之间的偏光片;所述偏光片的偏光方向与所述液晶透镜组中液晶分子的初始取向相互平行；
[0015]在对组成所述液晶透镜组的各液晶透镜施加电压时，各所述液晶透镜形成柱状透镜结构。
[0016]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述第一透明电极为面状电极;所述第二透明电极包括多个平行设置的条状子电极;或者，
[0017]所述第二透明电极为面状电极;所述第一透明电极包括多个平行设置的条状子电极。
[0018]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述液晶透镜中液晶分子的初始取向与所述液晶透镜中条状子电极的延伸方向相互垂直。
[0019]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述液晶透镜中包括的条状子电极的个数至少为3个。
[0020]第二方面，本发明实施例提供一种显示装置，包括:上述任一显示面板。
[0021]第三方面，本发明实施例提供一种显示装置，包括:作为背光源的上述任一显示面板。
[0022]本发明有益效果如下:
[0023]本发明实施例提供的显示面板及显示装置，包括:多个发光单元和设置在各发光单元出光方向上的准直部件;准直部件包括至少一个液晶透镜组，且液晶透镜组平行于各发光单元所在平面;在进行显示时，对组成液晶透镜组的液晶透镜施加电压，使液晶透镜中的液晶分子发生偏转形成凸透镜结构，使位于所述凸透镜结构焦平面上的各发光单元发射的光通过凸透镜结构后准直出射。由于控制液晶透镜组中各液晶透镜形成凸透镜结构，而凸透镜结构可将位于其焦平面处发射的光线进行准直，从而可使位于凸透镜结构焦平面上的各发光单元发射的光偏折为准直光，提高了显示光线的准直性，从而使显示面板的应用多元化。
【附图说明】
[0024]图1为本发明实施例中显示面板的结构示意图之一；
[0025]图2为本发明实施例中液晶透镜的结构示意图。
[0026]图3为本发明实施例中显示面板的结构示意图之二；
[0027]图4为本发明实施例中显示面板的结构示意图之三；
[0028]图5为本发明实施例中显示面板的结构示意图之四；
[0029]图6为本发明实施例中液晶分子工作原理示意图；
[°03°]图7a为本发明实施例中透明电极的分布不意图之一；
[0031]图7b为本发明实施例中透明电极的分布示意图之二；
[0032]图7c为本发明实施例中透明电极的分布示意图之三；
[0033]图7d为本发明实施例中透明电极的分布示意图之四；
【具体实施方式】
[0034]本发明实施例提供了一种显示面板及显示装置，用以解决现有技术中显示屏背光源或显示光线准直性不佳的问题。
[0035]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036]下面结合附图详细介绍本发明实施例提供的显示面板及显示装置。
[0037]如图1所示，本发明实施例提供的显示面板，包括:多个发光单元11和设置在各发光单元11出光方向上的准直部件12;
[0038]准直部件12包括至少一个液晶透镜组12’，且液晶透镜组12’平行于各所述发光单元11所在平面；
[0039]在进行显示时，对组成液晶透镜组12’的液晶透镜121’施加电压，使液晶透镜121’中的液晶分子发生偏转形成凸透镜结构，使位于凸透镜结构焦平面上的各发光单元11发射的光通过凸透镜结构后准直出射。
[0040 ]由于控制液晶透镜组12 ’中各液晶透镜121’形成凸透镜结构，而凸透镜结构可将位于其焦平面处发射的光线进行准直，从而可使位于凸透镜结构焦平面上的各发光单元11发射的光偏折为准直光，提高了显示光线的准直性，从而使显示面板的应用多元化。
[0041 ]在实际应用中，为了对各发光单元单独进行控制，可在每个发光单元11的出光方向上分别设置液晶透镜121’；此外，根据实际需要，还可采用一个液晶透镜对应多个发光单元，或一个发光单元对应多个液晶透镜的形式进行设置，在此不作限定。
[0042]在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示面板中，组成液晶透镜组12’的各所述液晶透镜121 ’中液晶分子的初始取向一致。在实际应用中，液晶透镜121 ’中的液晶层两侧具有使液晶分子按照一定方向有序排列的取向膜，在本发明实施例提供的上述各液晶透镜中，液晶分子两侧的取向膜的方向一致，从而使未加电压时液晶分子的初始取向相同，例如，可将每个发光单元对应的液晶透镜的取向膜均采用水平摩擦取向，如此设置，可以在对各发光单元对应的液晶透镜进行控制时，便于采用相同的标准对液晶透镜施加电信号，从而简化控制过程。
[0043]具体地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，如图2所示，液晶透镜121’包括:相对而置的第一基板1211’和第二基板1212’、位于第一基板1211’和第二基板1212’之间的液晶层1213’、位于第一基板1211’面向液晶层1213’一侧的第一透明电极1214’以及位于第二基板1212’面向液晶层1213’一侧的第二透明电极1215’。
[0044]进一步地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，如图3所示，当准直部件12仅包括一个液晶透镜组12 ’时，在对组成液晶透镜组12 ’的各液晶透镜121’施加电压时，各液晶透镜121’形成圆形凸透镜结构。
[0045]在具体实施时，可将各液晶透镜121’的第一透明电极1214’可为面状电极，第二透明电极1215’包括多个均勾分布的点状子电极或包括多个同心分布的环状子电极，或者，
[0046]第二透明电极1215’为面状电极，第一透明电极1214’包括多个均匀分布的点状子电极或包括多个同心分布的环状子电极。
[0047]在实际应用时，以第一透明电极1214’为面状电极为例，可对面状的第一透明电极1214’施加恒定电压，而对点状或环状的第二透明电极1215’按照其分布位置施加变化的电压，例如，在液晶透镜中的液晶分子均为正性液晶分子时，可对位于中间位置的子电极施加较低电极，而对随着由中间位置向外扩散的其它子电极施加的电压逐渐升高，由此，可使施加电压后的液晶透镜等效为圆形凸透镜结构，从而对位于该圆形凸透镜结构焦点位置的发光单元发射的光线进行准直。
[0048]在具体实施时，如图4所示，当准直部件12包括两个液晶透镜组12’时，两个液晶透镜组12’中液晶分子的初始取向相互垂直;在对组成各液晶透镜组12’的各液晶透镜121’施加电压时，位于同一位置的两个液晶透镜121’形成相互垂直的柱状透镜结构。
[0049]具体地，如图4所示，在每个发光单元11的出光方向依次设置两个液晶透镜121’，以下以I en s I和I en s 2分别表示两个液晶透镜121’。与发光单元11对应的两个液晶透镜IensI和Iens2中液晶分子的初始取向相互垂直，由此，在将发光单元11设置在液晶透镜I ens I和I ens2的焦点位置时，即发光单元11到液晶透镜I ens I的距离等于液晶透镜I ens I的焦距，发光单元11至液晶透镜lenS2的距离等于液晶透镜lens2的焦距时，可对发光单元11发射的光线进行准直。在具体实施时，液晶透镜Iensl和lens2的尺寸可与发光单元11相同，当液晶透镜I ens I的取向膜采用水平摩擦取向，液晶透镜I ens 2的取向膜采用竖直摩擦取向时，分别对液晶透镜I en s I和I ens 2施加电压，使液晶透镜I en s I和I en s 2中的液晶分子发生偏转形成柱状透镜，从而可对发光单元11发出的光线在水平方向和竖直方向进行准直，使发光单元11经过液晶透镜Iensl和lens2后的光线沿垂直于各发光单元组成面板的方向进行出射。
[0050]在另一种可实施的方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，如图5所示，当准直部件12包括一个液晶透镜组12’时，还包括:位于液晶透镜组12’与各发光单元11之间的偏光片13 ’ ；偏光片13 ’的偏光方向与液晶透镜组12’中液晶分子的初始取向相互平行；在对组成液晶透镜组12 ’的各液晶透镜121’施加电压时，各液晶透镜121，形成柱状透镜结构。
[0051]在具体实施时，将偏光片13’设置在液晶透镜组12’和发光单元11之间，可以将发光单元发射的光的偏振态进行改变，从而使通过偏光片的光线的偏振态与液晶透镜121，中的液晶分子的取向相适应，通过控制液晶透镜121’中液晶分子的偏转，使出射光线准直。在实际应用时，还可采用如DEBEF等偏光器件作为上述的偏光片13’实现同样的效果，在此不做限定。
[0052]在本发明实施例提供的上述准直部件12包括如图4所示的两个液晶透镜组12’或包括如图5所示的一个液晶透镜组12 ’和一个偏光片13’时，组成液晶透镜组12 ’的各液晶透镜121’的第一透明电极1214’可为面状电极;第二透明电极1215’可包括多个平行设置的条状子电极;或者，第二透明电极1215’为面状电极;第一透明电极1214’包括多个平行设置的条状子电极。
[0053]进一步地，液晶透镜121’中液晶分子的初始取向与液晶透镜121 ’中条状子电极的延伸方向相互垂直。
[0054]在实际应用中，将一透明子电极设置为面状电极并无图案化设置，而将另一透明电极设置为包括多条延伸方向相同的条状子电极。如图6所示，条状子电极延伸方向与液晶透镜中液晶分子的初始取向相互垂直。在对液晶透镜121’的透明电极施加电压时，可对面状的第一透明电极1214’施加恒定电压，而对条状的子电极分别施加不等电压，例如，可对子电极’分别对称电压，并且随着条状电极由中间向两侧的延伸，其施加的电压信号逐渐增大，从而使位于中间部位的液晶分子呈水平方向排列，该部分液晶分子对应的延迟量较大，随着向两侧施加电压信号的增大，液晶分子逐渐呈现竖直状态，而位于最边缘位置的液晶分子完全呈竖直状态，而使这部分液晶分子的延迟量最小，从而使施加电压后的液晶透镜121’等效为柱状透镜。
[0055]优选地，液晶透镜121，中包括的条状子电极的个数至少为3个。为方便控制通常可对液晶透镜的各条状子电极施加对称的电压信号，当液晶透镜121’中包括的条状子电极为3个时，可对位于中间的条状子电极施加较小的电压信号，而对两侧的条状子电极施加等大增大的电压信号，从而可通过对施加的电压信号的控制使液晶透镜121’等效为柱状透镜。在具体实施时，液晶透镜121’中包括的条状子电极还可设置为4个、5个或7个等，为方便对称电压的施加，可优选使用奇数个条状子电极的设置。在实际应用时，可根据控制精度的需要灵活设置，本发明实施例不对条状子电极的具体数量进行限定。
[0056]需要说明的是，上述任一显示面板中，组成液晶透镜组的各液晶透镜中液晶层两侧的取向膜均采用平行取向，此时，液晶分子为正性液晶分子。在具体应用时，还可采用相互垂直的取向膜设置在液晶层的两侧，此时，需采用负性液晶分子作为液晶层，在对液晶分子两侧的透明电极施加电压时，可将位于中间部位的液晶分子施加较高电压，而对分布在两侧的电极施加的电压逐渐降低。
[0057]上述的显示面板可为有机发明二极管(Organic Light-Emitting D1de，简称0LED)显示面板，其中，OLED的每个像素作为上述的发光单元。如下以在OLED显示面板出光方向设置两个液晶透镜组为例进行说明。
[0058]将每个像素的出光方向上设置两个液晶透镜Iensl和lens2，则OLED显示面板在出光方向上包括两个液晶透镜组。将每个像素设置在对应的两个液晶透镜I ens I和I ens2的焦点位置。各像素的出射光经过与其对应的液晶透镜Iensl和lens2后准直出射。
[0059]在上述OLED面板中，各液晶透镜中液晶分子采用正性液晶分子，且液晶分子的初始取向均相同，相对而置的两个透明电极中，一透明电极采用面状电极，另一透明电极包括3个平行设置的条状子电极，并且条状子电极的延伸方向与液晶分子的初始取向相互垂直。
[0060]如图7a和图7b所示，为在OLED显示面板中位于第一行第一列位置的像素对应的液晶透镜Iensl和lens2中条状子电极的延伸方向。由图7a和图7b可以看出，与各像素对应的液晶透镜I ens I和I ens 2中条状子电极的延伸方向相互垂直。
[0061 ] 在具体应用时，如图7a和图713所示，可采用薄膜晶体管(Thin Film Transistor,简称TFT)对各条状子电极进行控制，各TFT由栅线gate进行连接，对位于中间的条状子电极施加较高的电压信号，而对位于两侧的条状子电极施加等大较低的电压信号，从而使每个像素对应的液晶透镜Iensl和lens2形成相互垂直的柱状透镜结构。
[0062]进一步地，在每一行或每一行像素施加的电压信号相同的情况下，可采用如图7c和图7d所不的方式，将液晶透镜I ens I和lens2施加相同电压信号的各条状子电极进行连接，由同一个TFT进行控制。在采用如图7c和图7d的方式对条状子电极进行控制时，可使每一行或每一列对应的位置的液晶透镜组形成柱状透镜结构。
[0063]此外，还可将上述的等效为柱状透镜的液晶透镜用玻璃制柱状透镜代替，可实现对OLED发光进行准直的效果。采用其它透镜实现本发明实施例提供所实现准直效果的情况，在此不做限定。
[0064]基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括本发明实施例提供的上述显示面板。
[0065]此外，本发明实施例还提供一种显示装置，该显示装置包括本发明实施例提供的上述显示面板，且该显示面板作为背光源使用。该显示装置可以为液晶面板、液晶显示器、液晶电视或电子纸等显示装置。
[0066]本发明实施例提供的显示面板及显示装置，包括:多个发光单元和设置在各发光单元出光方向上的准直部件;准直部件包括至少一个液晶透镜组，且液晶透镜组平行于各发光单元所在平面;在进行显示时，对组成液晶透镜组的液晶透镜施加电压，使液晶透镜中的液晶分子发生偏转形成凸透镜结构，使位于所述凸透镜结构焦平面上的各发光单元发射的光通过凸透镜结构后准直出射。由于控制液晶透镜组中各液晶透镜形成凸透镜结构，而凸透镜结构可将位于其焦平面处发射的光线进行准直，从而可使位于凸透镜结构焦平面上的各发光单元发射的光偏折为准直光，提高了显示光线的准直性，从而使显示面板的应用多元化。
[0067]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种显示面板，其特征在于，包括:多个发光单元和设置在各所述发光单元出光方向上的准直部件； 所述准直部件包括至少一个液晶透镜组，且所述液晶透镜组平行于各所述发光单元所在平面； 在进行显示时，对组成所述液晶透镜组的液晶透镜施加电压，使所述液晶透镜中的液晶分子发生偏转形成凸透镜结构，使位于所述凸透镜结构焦平面上的各所述发光单元发射的光通过所述凸透镜结构后准直出射。2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，组成所述液晶透镜组的各所述液晶透镜中液晶分子的初始取向一致。3.如权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述液晶透镜包括:相对而置的第一基板和第二基板、位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层、位于所述第一基板面向所述液晶层一侧的第一透明电极以及位于所述第二基板面向所述液晶层一侧的第二透明电极。4.如权利要求3所述的显示面板，其特征在于，当所述准直部件仅包括一个液晶透镜组时，在对组成所述液晶透镜组的各液晶透镜施加电压时，各所述液晶透镜形成圆形凸透镜结构。5.如权利要求4所述的显示面板，其特征在于，所述第一透明电极为面状电极;所述第二透明电极包括多个均匀分布的点状子电极或包括多个同心分布的环状子电极，或者， 所述第二透明电极为面状电极，所述第一透明电极包括多个均匀分布的点状子电极或包括多个同心分布的环状子电极。6.如权利要求3所述的显示面板，其特征在于，当所述准直部件包括两个液晶透镜组时，两个所述液晶透镜组中液晶分子的初始取向相互垂直； 在对组成各所述液晶透镜组的各液晶透镜施加电压时，位于同一位置的两个所述液晶透镜形成相互垂直的柱状透镜结构。7.如权利要求3所述的显示面板，其特征在于，在所述准直部件包括一个液晶透镜组时，还包括:位于所述液晶透镜组与各所述发光单元之间的偏光片;所述偏光片的偏光方向与所述液晶透镜组中液晶分子的初始取向相互平行； 在对组成所述液晶透镜组的各液晶透镜施加电压时，各所述液晶透镜形成柱状透镜结构。8.如权利要求6或7所述的显示面板，其特征在于，所述第一透明电极为面状电极;所述第二透明电极包括多个平行设置的条状子电极;或者， 所述第二透明电极为面状电极;所述第一透明电极包括多个平行设置的条状子电极。9.如权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述液晶透镜中液晶分子的初始取向与所述液晶透镜中条状子电极的延伸方向相互垂直。10.如权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述液晶透镜中包括的条状子电极的个数至少为3个。11.一种显示装置，其特征在于，包括:如权利要求1-10任一项所述的显示面板。12.—种显示装置，其特征在于，包括:作为背光源的如权利要求1-10任一项所述的显示面板。
【文档编号】G02F1/13357GK105911791SQ201610519815
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年7月4日
【发明人】马新利, 高健, 谭纪风, 杨亚锋, 王灿, 张粲, 王维, 陈小川
【申请人】京东方科技集团股份有限公司