CN105759528B - 显示面板组件、显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示面板组件，包括显示面板，所述显示面板包括多个像素组，每个像素组包括一个像素或者多个连续的像素，所述显示面板组件还包括设置在所述显示面板出光侧的多个光学微结构，每个光学微结构均对应至少两个连续的像素组，所述光学微结构用于将对应的不同所述像素组的出射光线调制到不同的视场处，所述视场的数量与一个所述光学微结构对应的所述像素组的数量相同。相应地，本发明还提供一种显示装置及其驱动方法。本发明不需要配合眼镜就可以实现多视场显示。

Description

显示面板组件、显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种显示面板组件、显示装置及其驱动方法。
背景技术
随着人们生活水平的日益提高，对显示器件的要求也逐日剧增。其中显示器件“双视功能”的实现已成为该领域的热点。“双视”是指不同观看者同时从两个不同的角度观看显示器时，可以看到不同的显示内容。例如，机动车在行驶过程中，驾驶员希望通过车载显示器查看导航和路况，而副驾驶位上的乘客希望观看电影或娱乐节目。若安装两部车载显示器，不仅成本过高，而且空间条件不允许，因此双视显示成为最佳解决方案。现有的双视显示技术大多需要体验者佩戴眼镜，通过不同的眼镜看到不同的显示画面，这种实现双视显示的方式不仅成本较高，而且极不便捷。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种显示面板组件、显示装置及其驱动方法，以通过较低的成本实现双视场显示。
为了解决上述技术问题之一，本发明提供一种显示面板组件，包括显示面板，所述显示面板包括多个像素组，所述像素组包括一个像素或者多个连续的像素，所述显示面板组件还包括设置在所述显示面板出光侧的多个光学微结构，每个光学微结构均对应至少两个连续的像素组，所述光学微结构用于将对应的不同所述像素组的出射光线调制到不同的视场处，所述视场的数量与一个所述光学微结构对应的所述像素组的数量相同。
优选地，所述光学微结构包括第一电极、第二电极和位于所述第一电极与所述第二电极之间的液晶层，所述第一电极包括至少两个绝缘间隔的第一子电极，每个所述第一子电极对应一个像素，所述第一子电极与所述第二电极之间产生的电场用于控制所述液晶层中对应区域的液晶分子偏转。
优选地，所述液晶层包括向列相液晶。
优选地，所述显示面板的每相邻两个像素组之间均设置有遮光件。
优选地，所述第一电极还包括中间子电极，所述中间子电极对应于所述遮光件，所述液晶层还包括胆甾相液晶，所述向列相液晶位于与所述第一子电极对应的区域，所述胆甾相液晶位于与所述中间子电极对应的区域，所述中间子电极与所述第二电极之间产生的电场用于控制所述胆甾相液晶在焦锥织构和平面织构两种状态之间切换。
优选地，所述光学微结构与两个所述像素组对应。
相应地，本发明还提供一种显示装置，包括本发明提供的上述显示面板组件。
相应地，本发明还提供一种上述显示装置的驱动方法，包括：
在进行多视场显示时，向所述光学微结构提供驱动信号，以使得所述光学微结构将对应的不同像素组的出射光线调制到不同的视场处，所述视场的数量与一个所述光学微结构对应的所述像素组的数量相同。
优选地，当所述光学微结构包括第一电极、第二电极和位于所述第一电极与所述第二电极之间的液晶层，所述第一电极包括至少两个绝缘间隔的第一子电极时，
在进行多视场显示时，向所述光学微结构提供驱动信号的步骤包括：
向所述第二电极提供第一电压信号；
向所述光学微结构对应的第一子电极分别提供第二电压信号，以使得不同像素组对应的液晶分子向不同的方向偏转。
优选地，当所述显示面板包括遮光件、所述第一电极还包括对应于遮光件的中间子电极、所述液晶层还包括胆甾相液晶时，
所述驱动方法还包括：
当将多视场显示切换为单视场显示时，向所述中间电极提供第一脉冲信号，以使得胆甾相液晶处于焦锥织构的状态；
当将单视场显示切换为多视场显示时，向所述中间电极提供第二脉冲信号，以使得胆甾相液晶处于平面织构的状态。
在本发明中，每个光学微结构对应的N个像素组中，第一像素组的光线经过光学微结构后朝向第一视场出射，第二像素组的光线经过光学微结构后向第二视场出射……第N像素组的光线经过光线微结构后向第N视场出射，因此，在显示面板显示图像时，可以控制所有的第一像素组共同显示第一幅图像，所有的第二像素组共同显示第二幅图像……所有的第N像素组共同显示第N幅图像，从而在不同视场处看到不同的图像，即，不使用眼镜就可以实现多视场显示，从而降低实现多视场显示的成本。
附图说明
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：
图1是本发明提供的显示面板组件的部分结构示意图；
图2是图1中的显示面板组件进行双视场显示时的状态示意图；
图3是本发明中的显示面板组件形成的双视场效果示意图；
图4是本发明中光学微结构的第一电极和第二电极之间的电场分布示意图；
图5是本发明的实施例中显示面板组件进行普通显示时的状态示意图。
其中，附图标记为：
10、显示面板；11、像素；12、遮光件；20、光学微结构；21、第一电极；211、第一子电极；212、中间电极；22、第二电极；23、液晶层；24、取向层。
具体实施方式
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。
作为本发明的一方面，提供一种显示面板组件，如图1和图2所示，所述显示面板组件包括显示面板10，显示面板10包括多个像素组，每个像素组均包括一个像素11或者多个连续的像素11，所述显示面板组件还包括设置在显示面板10出光侧的多个光学微结构，每个光学微结构20均对应至少两个连续的像素组，光学微结构20用于将对应的不同像素组的出射光线调制到不同的视场处，其中，所述视场的数量与一个光学微结构20对应的所述像素组的数量相同。
其中，像素11是指能够完整显示出所需颜色的结构，例如，像素可以包括三个或四个不同颜色的子像素(图中R、G、B分别表示红色、绿色、蓝色子像素)。所述视场表示一个独立的观看区域，当显示面板进行图像显示时，在视场处能够看到图像。上述视场的数量是指，能够接收到光线的区域的总数量，即，观看显示面板时，能够看到图像的观看区域的总数量。
利用所述显示面板组件能够实现多视场显示。在每个光学微结构20对应的N个像素组中，第一像素组的光线经过光学微结构20后朝向第一视场出射，第二像素组的光线经过光学微结构20后向第二视场出射……第N像素组的光线经过光线微结构20后向第N视场出射，因此，在显示面板显示图像时，可以控制所有的第一像素组共同显示第一幅图像，所有的第二像素组共同显示第二幅图像……所有的第N像素组共同显示第N幅图像，从而在不同视场处看到不同的图像(如图3所示)，即，不使用眼镜就可以实现多视场显示，从而降低实现多视场显示的成本。
在本发明中，对应于同一视场的多个像素组的出射光线被调制后，光线与显示面板10显示面的夹角不一定相同，例如，对于每个光学微结构20包括两个像素组(第一像素组和第二像素组)的情况，位于显示面板中部第一像素组的出射光线经调制后的出射方向和位于显示面板边缘的第一像素组的出射光线经调制后的出射方向是不同的，以使位于第一视场的观看者能够同时接收到所有的光学微结构对应的第一像素组的光线。并且同一个像素组中不同像素的出射光线经调制后的出射方向也是不同的。
可以理解，同一显示面板组件产生的视场越多，图像的分辨率越低，且不同视场的观看者的观看位置越靠近，越容易产生干扰，因此，为了保证图像显示效果以及不同视场的观看效果，每个光学微结构20所对应的像素组的数量不应过多。在本发明中，光学微结构20与两个像素组对应，以实现双视场显示。
其中，每个像素组仅包括一个像素11，在任意一个视场看到的图像中，用于显示该图像的多个像素11是均匀分布的，从而提高显示效果。当然，每个像素组也可以包括其他数量的像素11。
如图1所示，光学微结构20包括第一电极21、第二电极22和位于第一电极21与第二电极22之间的液晶层23，第一电极21包括至少两个绝缘间隔的第一子电极211，每个第一子电极211对应一个像素，第一子电极211与第二电极22之间产生的电场用于控制液晶层23中对应区域的液晶分子偏转。因此，可以通过向第一子电极211和第二电极22上分别施加电信号，使得液晶层23中与不同像素组对应的液晶分子朝向不同的方向偏转。以图1中的光学微结构20为例，每个光学微结构20对应两个像素组，每个像素组包括一个像素11，当分别向第一子电极211和第二电极22上施加不同的电信号时，由于相邻两个第一子电极211之间存在间隙，因此，第一子电极211和第二电极22之间会产生平行电场和边缘电场(如图4所示)，从而使得第一子电极211对应的液晶分子发生不同角度的偏转，在液晶的双折射所用下，光线射入液晶层后，出射方向会发生相应的改变，并且，两个第一子电极211与第二电极22之间的电场线分布是对称的，两个第一子电极211对应的液晶分子的偏转方向不同，光线经过液晶分子后的出射方向也不同，如图2中所示，左边像素11射出的光线经过液晶层23的相应区域后向偏左的方向发射，右边像素11射出的光线经过液晶层23的相应区域后向偏右的方向发射。当然，也可以通过分别调节两个第一子电极211与第二电极22之间的电压，使得左边像素11射出的光线经过液晶层23的相应区域后向偏右的方向发射，右边像素11射出的光线经过液晶层23的相应区域后向偏左的方向发射，只要使得在不同的视场看到的像素不同即可。
在实际应用中，可以通过控制第一子电极211和第二电极22之间的电场强度，来改变液晶的偏转角度，从而改变光线的出射角度，并通过调节第一子电极211和第二电极22之间的电场强度，使得光线的偏转角度(即，光线的出射方向与显示面板10厚度方向之间的夹角)足够大，以防止所述显示面板组件的产生的两个视场发生干扰。
可以理解的是，对于整个显示面板组件而言，设置在显示面板10出光侧的多个光学微结构20的第一电极21位于同一层，多个光学微结构20的第二电极22位于同一层，多个光学微结构20的液晶层23也位于同一层。并且，多个光学微结构20的第二电极22可以相连，形成为面状电极，每个像素11对应的第一子电极211可以为块状电极，也可以包括多个间隔的条形电极。另外，为了使得显示面板10的发出的光线能够经过光学微结构20后射出，第一电极21和第二电极22应当由透明材料(如，氧化铟锡)制成。
具体地，液晶层23包括向列相液晶。向列相液晶可以布满第一电极21和第二电极22之间的区域，也可以仅设置在对应于第一子电极211的区域，均可以实现双视场显示。其中，光学微结构20中两个第一子电极211区域所对应的向列相液晶的初始朝向不同(即，预倾角不同)，从而使得两个第一子电极211所对应的液晶在电场中向不同的方向偏转。具体地，可以在第一电极21与液晶层23之间以及第二电极22与液晶层23之间分别设置取向层24，以使液晶达到预设的预倾角。
进一步地，显示面板10的每相邻两个像素组之间均设置有遮光件12，所述光学微结构20还包括遮光件12对应的部分，光学微结构20对应于遮光件12的部分能够在透光状态和遮光状态之间进行切换。同样以像素组包括一个像素11为例，当光学微结构20对应于遮光件12的部分处于遮光状态时，如图2所示，左边像素11的光线照射至视场A，右边像素11的光线照射至视场B，视场A和视场B之间没有光线照射到，因此，对于整个显示面板组件而言，如图3所示，可以形成双视场，而两个视场中间的区域不能看到图像。当光学微结构20处于透光状态时，如图5所示，左边像素11发射的光线中，一部分经过对应的向列相液晶后射向视场A，另一部分经过遮挡件12对应的液晶后射向视场A以外的位置；右边像素11元发射的光线中，一部分经过对应的向列相液晶后射向视场B，另一部分光线经过遮挡件12对应的液晶后射向视场B以外的位置，因此，在任意位置均可以所有像素11的光线，从而可以进行普通显示，也就是说，通过改变光学微结构20的对应于遮光件12的部分的状态，可以改变显示面板组件的显示效果，从而可以在双视场显示和普通显示之间进行切换。
光学微结构20可以采用不同的结构形式来实现其对应于遮光件12的部分在两种状态之间进行切换(即，能够使光线通过或对光线遮挡)，例如，所述向列相液晶充满第一电极21与第二电极22之间，也就是说，遮光件12对应的区域内也设置向列相液晶，这时可以通过向光学微结构20的对应于遮光件12的部分施加电场来控制向列相液晶透过光线或遮挡光线。
优选地，如图1所示，第一电极21还包括中间子电极212，中间子电极212对应于遮光件12，液晶层23还包括胆甾相液晶，所述向列相液晶位于与第一子电极211对应的区域，所述胆甾相液晶位于与中间子电极212对应的区域，中间子电极212与第二电极22之间产生的电场用于控制所述胆甾相液晶在焦锥织构和平面织构两种状态之间切换，以使光学微结构20的对应于遮光件的部分在透光状态和遮光状态之间进行切换。当胆甾相液晶处于平面织构时，会对光线进行遮挡，如图2所示，光学微结构20对应的两个像素11的光线经过光学微结构20后只能朝向不同的方向出射，实现双视场显示；当所述胆甾相液晶处于焦锥织构时，左右两个像素11的光线经过所述胆甾相液晶后均能够向多个方向出射，从而实现单视场(普通)显示，并且，处于焦锥织构的胆甾相液晶处于能够将光线均匀地向各个方向出射，从而在实现单视场显示时，出射光线分布地更加均匀。在进行单视场显示与双视场显示之间的切换时，只需要向中间电极212提供脉冲信号即可实现胆甾相液晶在焦锥织构和平面织构之间的切换，完成切换后，所述胆甾相液晶保持稳定，从而保证双视场显示或单视场显示的稳定性。
本发明中的显示面板10可以为液晶显示面板，也可以为有机电致发光显示面板。像素11包括多个不同颜色的子像素，在同一个像素11中，相邻两个子像素之间也设置有遮光件，用于遮挡显示面板10的阵列基板上的信号线，多个遮光件连接在一起，形成网格状的黑矩阵。其中，当光学微结构20为图1中的结构时，该两个像素11之间的遮光件宽度与同一像素中相邻两个子像素之间的遮光件的宽度可以不同，两个像素11之间的遮光件12的宽度可以根据像素11的尺寸、显示面板10的分辨率、胆甾相液晶的量等因素来确定，只要使得胆甾相液晶处于平面织构状态时，所有像素11的光线经过光学微结构20的调制后朝向两个视场出射，并且在胆甾相液晶处于焦锥织构状态时，每个像素11的光线经过光学微结构20的调制后可以朝向多个方向出射即可。
作为本发明的另一方面，提供一种显示装置，包括上述显示面板组件。当上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等结构。
所述显示装置还包括用于为所述显示面板组件提供驱动信号的驱动电路，所述驱动电路能够为显示面板提供驱动信号，以使所述显示面板显示图像，并且，当光学微结构20为图1中所示的结构时，所述驱动电路还能够为第一电极21的第一子电极211和中间子电极212、第二电极22分别提供驱动信号，以使得在进行双视场显示时，左右两个像素11的光线经过对应的液晶后分别向不同的方向出射，并且在进行普通显示时，左右两个像素11的光线经过对应的液晶后均能够同时向多个方向出射。
由于本发明的显示面板组件中，光学微结构20能够将两个像素组的光线调制到不同的方向，因此，当向显示面板10提供用于显示两幅图像的驱动信号时，所述显示装置能够实现双视场显示；并且，由于光学微结构20包括胆甾相液晶，胆甾相液晶与两个像素组之间的遮光件12对应，且能够选择性地通过光线或遮挡光线，因此，当向显示面板10提供用于显示一幅图像的驱动信号时，将胆甾相液晶切换至能够透光的状态，从而实现普通显示。因此，将所述显示装置能够在普通显示和双视场显示之间进行切换，且无需佩戴眼镜，降低成本。
作为本发明的再一方面，提供一种上述显示装置的驱动方法，包括：
在进行多视场显示时，向光学微结构20提供驱动信号，以使得所述光学微结构20将对应的不同像素组的出射光线调制到不同的视场处，且所述视场的数量与一个光线微结构20对应的像素组的数量相同。
可以理解，进行多视场显示时，所述驱动方法还包括向显示面板10提供驱动信号，且在每个显示周期，向显示面板10提供用于显示两幅或多幅图像的驱动信号，使得出射光线相同的多个像素组能够显示出一幅完整图像，出射光线不同的多个像素组所显示出的图像不同，从而在不同的视场看到不同的图像。
如上文所述，光学微结构20可以包括第一电极21、第二电极22和为位于第一电极21与第二电极22之间的液晶层23，第一电极21包括至少两个绝缘间隔的第一子电极211，这种情况下，在进行多视场显示时，向光学微结构20提供驱动信号的步骤包括：
向第二电极22提供第一电压信号；
向光学微结构20对应的第一子电极211分别提供第二电压信号，以使得不同像素组对应的液晶向分子不同的方向偏转。
其中，所有的第一子电极211上的第二电压信号的大小可以不完全相同。以图2为例，图2中的两个像素11所对应的液晶的预倾角不同，当该两个像素11对应的第一子电极211的第二电压信号大小相同时，两个像素组经过光学微结构20的调制后的出射方向对称；当该两个像素11对应的第一子电极211的第二电压信号大小不同时，两个像素11经过光学微结构20的调制后的出射方向不对称，但是仍会向两个不同方向偏转。因此，在形成多视场显示时，通过合理地调整每个第一子电极上的第二电压信号，使得每个像素所出射的光线经过光学微透镜20的调制后，向相应的视场位置出射。
当所述显示面板组件的结构如图1所示时，即，显示面板包括遮光件12、第一电极21还包括对应于遮光件12的中间子电极212、液晶层23包括胆甾相液晶时，所述显示面板组件还可以用于实现单视场显示。这种情况下，所述驱动方法还包括：
当将多视场显示切换为单视场显示时，向中间子电极212提供第一脉冲信号，以使得胆甾相液晶处于焦锥织构的状态；
当将单视场显示切换为多视场显示时，向中间子电极212提供第一脉冲信号，以使得胆甾相液晶处于平面织构的状态。
应当理解的是，胆甾相液晶的焦锥织构和平面织构均为稳定的状态，因此，所述驱动方法只需要提供脉冲信号来控制胆甾相液晶由焦锥织构转换为平面织构或由平面织构转换为焦锥织构，稳定后不需要再提供电信号进行维持。
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。

Claims (6)

1.一种显示面板组件，包括显示面板，所述显示面板包括多个像素组，所述像素组包括一个像素或者多个连续的像素，其特征在于，所述显示面板组件还包括设置在所述显示面板出光侧的多个光学微结构，每个光学微结构均对应至少两个连续的像素组，所述光学微结构用于将对应的不同所述像素组的出射光线调制到不同的视场处，所述视场的数量与一个所述光学微结构对应的所述像素组的数量相同；
所述光学微结构包括第一电极、第二电极和位于所述第一电极与所述第二电极之间的液晶层，所述第一电极包括至少两个绝缘间隔的第一子电极，每个所述第一子电极对应一个像素，所述第一子电极与所述第二电极之间产生的电场用于控制所述液晶层中对应区域的液晶分子偏转；
所述第一电极还包括中间子电极，中间子电极位于相邻两个像素组之间；所述液晶层包括向列相液晶和胆甾相液晶，所述向列相液晶位于与所述第一子电极对应的区域，所述胆甾相液晶位于与所述中间子电极对应的区域，所述中间子电极与所述第二电极之间产生的电场用于控制所述胆甾相液晶在焦锥织构和平面织构两种状态之间切换。
2.根据权利要求1所述的显示面板组件，其特征在于，所述显示面板的每相邻两个像素组之间均设置有遮光件。
3.根据权利要求2所述的显示面板组件，其特征在于，所述中间子电极对应于所述遮光件。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的显示面板组件，其特征在于，所述光学微结构与两个所述像素组对应。
5.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1至4中任意一项所述的显示面板组件。
6.一种权利要求5所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，包括：
在进行多视场显示时，向所述第二电极提供第一电压信号；向所述光学微结构对应的第一子电极分别提供第二电压信号，以使得不同像素组对应的液晶分子向不同的方向偏转，以使得所述光学微结构将对应的不同像素组的出射光线调制到不同的视场处，所述视场的数量与一个所述光学微结构对应的所述像素组的数量相同；
当将多视场显示切换为单视场显示时，向所述中间子电极提供第一脉冲信号，以使得胆甾相液晶处于焦锥织构的状态；
当将单视场显示切换为多视场显示时，向所述中间子电极提供第二脉冲信号，以使得胆甾相液晶处于平面织构的状态。
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