CN105911747A - 一种显示面板和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示面板和显示装置。该显示面板包括显示面板本体，还包括设置在显示面板本体显示侧的微透镜结构，微透镜结构用于使显示面板本体显示的图像呈放大N倍的虚像显示，其中，N为正数。该显示面板能够实现给人以远距离显示的视觉效果，且由于微透镜结构体积小，重量轻，使该显示面板在实现图像远距离显示效果的同时，大大减小了显示面板整体的体积和重量，使人在将该显示面板佩戴在眼镜上进行观看时不会再有沉重的负担感，佩戴观看起来更加舒适。

Description

一种显示面板和显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种显示面板和显示装置。

背景技术

在目前的虚拟现实显示(即VR显示，Virtual Reality)设备中，通常需要将显示设备显示的原图像进行放大处理，以使人眼在观看时能感觉到图像非常靠近，从而实现虚拟现实的近眼视觉效果。

目前大多数近眼虚拟显示设备都是通过对显示设备显示的原图像进行光学处理，使原图像放大。由于这些近眼虚拟显示设备内部安装有厚度较大，重量也较大的透镜，所以这些设备整体不仅体积较大，而且比较沉重，使人在佩戴时有沉重感。这些近眼虚拟显示设备中最具代表性的如Oculus眼镜，Oculus眼镜中，眼镜重400多克，内部透镜到显示屏幕之间的距离有7厘米，眼镜总长度超过10厘米，如果长时间戴在眼睛上，会给人以沉重的负担感，使人感觉非常不适。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种显示面板和显示装置。该显示面板能够实现给人以远距离显示的视觉效果，且由于微透镜结构体积小，重量轻，使该显示面板在实现图像远距离显示效果的同时，大大减小了显示面板整体的体积和重量，使人在将该显示面板佩戴在眼镜上进行观看时不会再有沉重的负担感，佩戴观看起来更加舒适。

本发明提供一种显示面板，包括显示面板本体，还包括设置在所述显示面板本体显示侧的微透镜结构，所述微透镜结构用于使所述显示面板本体显示的图像呈放大N倍的虚像显示，其中，N为正数。

优选地，所述显示面板本体包括子像素阵列，所述微透镜结构包括多个微透镜阵列，所述微透镜阵列与所述子像素阵列中的子像素一一对应设置。

优选地，所述显示面板本体还包括黑矩阵，所述黑矩阵设置在任意相邻的两行和任意相邻的两列所述子像素之间的间隔区域，所述黑矩阵的正投影方向上未设置所述微透镜；

所述微透镜阵列中包括整数个所述微透镜，所述显示面板本体显示的图像通过所述微透镜放大N倍后对应覆盖所述黑矩阵所在区域。

优选地，所述子像素的边长为所述微透镜阵列中所述微透镜的尺寸的整数倍，所述微透镜的尺寸与所述黑矩阵的宽度满足公式：p+m/2＝N×p，其中，p为所述微透镜的尺寸，m为所述黑矩阵的宽度，N为所述显示图像的放大倍数。

优选地，所述子像素的边长为所述微透镜阵列中所述微透镜的尺寸的非整数倍，所述微透镜阵列中所述微透镜的尺寸包括两种，一种尺寸的所述微透镜对应所述子像素的轴线区域分布，另一种尺寸的所述微透镜对应所述子像素的边缘区域分布；

对应所述子像素的边缘区域分布的所述微透镜的尺寸p与所述黑矩阵的宽度满足公式：p+m/2＝N×p，其中，m为所述黑矩阵的宽度，N为显示图像的放大倍数；

对应所述子像素的轴线区域分布的所述微透镜的尺寸p′为：p′＝s-p×y，其中，s为所述子像素的边长，p为对应所述子像素的边缘区域分布的所述微透镜的尺寸，y为沿所述子像素的边长为s的一边排布、且尺寸为p的所述微透镜的数量。

优选地，所述微透镜阵列中所述微透镜的拱高h为：其中，r为所述微透镜的曲率半径，p"为所述微透镜的尺寸；

其中，r＝f(n-1),f为所述微透镜的焦距，n为所述微透镜的折射率；且1/a+1/b＝1/f，a为所述微透镜成像的物距，b为所述微透镜成像的像距。

优选地，所述微透镜阵列中的微透镜采用树脂材料，所述树脂材料包括环氧树脂或聚丙烯酸酯。

优选地，所述微透镜阵列形成在所述显示面板本体的显示侧；

或者，所述微透镜结构还包括基材，所述微透镜阵列形成在所述基材的同一侧面上，所述基材的背对所述微透镜阵列的一面与所述显示面板本体显示侧贴合；

或者，所述微透镜结构采用液晶盒，所述液晶盒与所述显示面板本体显示侧贴合。

优选地，所述显示面板本体包括单侧显示或双侧显示。

优选地，所述显示面板本体包括液晶显示面板或有机电致显示面板。

本发明还提供一种显示装置，包括上述显示面板。

本发明的有益效果：本发明所提供的显示面板，通过设置微透镜结构，能使显示面板本体显示的图像呈放大N倍的虚像显示，根据透镜的成像原理，显示面板本体显示的图像的像距是其物距的N倍，从而使显示面板本体显示的图像给人以远距离显示的视觉效果；微透镜结构体积小，重量轻，使该显示面板在实现图像远距离显示效果的同时，大大减小了显示面板整体的体积和重量，使人在将该显示面板佩戴在眼镜上进行观看时不会再有沉重的负担感，佩戴观看起来更加舒适。

本发明所提供的显示装置，通过采用上述显示面板，使该显示装置能够实现远距离显示的视觉效果，同时，减小了该显示装置整体的体积和重量，给人以更加舒适的佩戴感觉。

附图说明

图1为本发明实施例1中显示面板的一种结构剖视图；

图2为图1中微透镜结构中微透镜的成像原理图；

图3为图1中显示面板显示侧的结构俯视图；

图4为图1中微透镜的尺寸参数示意图；

图5为本发明实施例1中显示面板的另一种结构剖视图；

图6为本发明实施例1中显示面板的又一种结构剖视图；

图7为本发明实施例2中显示面板显示侧的结构俯视图。

其中的附图标记说明：

1.显示面板本体；11.子像素；12.黑矩阵；2.微透镜结构；21.微透镜阵列；211.微透镜；22.基材；k.微透镜的尺寸；h.微透镜的拱高；r.微透镜的曲率半径；a.物距；b.像距；f.焦距。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明所提供的一种显示面板和显示装置作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种显示面板，如图1所示，包括显示面板本体1，还包括设置在显示面板本体1显示侧的微透镜结构2，微透镜结构2用于使显示面板本体1显示的图像呈放大N倍的虚像显示，其中，N为正数。

通过设置微透镜结构2，能使显示面板本体1显示的图像呈放大N倍的虚像显示，如图2所示，根据透镜的成像原理，本实施例中微透镜结构2中的微透镜为凸透镜，显示面板本体1显示的图像以及其放大N倍的虚像位于凸透镜的同一侧，且显示面板本体1显示的图像的像距是其物距的N倍，从而使显示面板本体1显示的图像给人以远距离显示的视觉效果；微透镜结构2体积小，重量轻，使该显示面板在实现图像远距离显示效果的同时，大大减小了显示面板整体的体积和重量，使人在将该显示面板佩戴在眼镜上进行观看时不会再有沉重的负担感，佩戴观看起来更加舒适。

本实施例中，N为正数，N可以是整数，也可以是小数，即显示面板本体1显示图像的虚像的放大倍数任意。

本实施例中，如图3所示，显示面板本体1包括子像素阵列，微透镜结构2包括多个微透镜阵列21，微透镜阵列21与子像素阵列中的子像素11一一对应设置。即每个子像素11对应一个微透镜阵列21，微透镜阵列21对应对各个子像素11显示的图像分别进行光学处理，以使每个子像素11显示的图像均呈放大N倍的虚像显示，从而使每个子像素11显示的图像均实现远距离显示的效果。

本实施例中，显示面板本体1还包括黑矩阵12，黑矩阵12设置在任意相邻的两行和任意相邻的两列子像素11之间的间隔区域，黑矩阵12的正投影方向上未设置微透镜211；微透镜阵列21中包括整数个微透镜211，显示面板本体1显示的图像通过微透镜211放大N倍后对应覆盖黑矩阵12所在区域。即本实施例中，显示面板本体1中各个子像素11显示的图像通过每个微透镜阵列21放大后恰好将各个子像素11周围的黑矩阵12相应覆盖。

需要说明的是，根据子像素11显示图像的实际放大倍数的不同，黑矩阵12的正投影方向上也可能会局部对应设置微透镜211，最终只要确保各个子像素11显示的图像经各个对应的微透镜阵列21放大N倍后的虚像不相互重合，且恰好将各个子像素11周围的黑矩阵覆盖即可，这样就能确保显示面板显示图像的虚像不会相互干扰，能够正常显示。

本实施例中，子像素11的边长为微透镜阵列21中微透镜211尺寸的整数倍，微透镜211的尺寸与黑矩阵12的宽度满足公式(1)：p+m/2＝N×p，其中，p为微透镜211的尺寸，m为黑矩阵12的宽度，N为显示图像的放大倍数。即本实施例中，子像素11的各条边均能对应排布整数个的微透镜211。其中，由于微透镜211非常微小，其尺寸基本在微米级别，所以通常将微透镜211看做一个圆点，因此，微透镜211的尺寸通常指微透镜211的直径的尺寸。另外，m/2为黑矩阵的宽度的一半，即相邻的两个子像素11显示的图像放大后的虚像分别覆盖黑矩阵12的一半宽度，整个子像素阵列显示的图像的虚像即可将黑矩阵12全部覆盖，确保了虚像的正常显示。

根据上述公式(1)，在黑矩阵12的宽度已知，放大倍数N已知的情况下，即可计算获得微透镜211的尺寸。

本实施例中，如图4所示，微透镜阵列21中微透镜211的拱高h为：其中，r为微透镜211的曲率半径，p"为微透镜211的尺寸，即本实施例中，p"＝p；其中，r＝f(n-1),f为微透镜211的焦距，n为微透镜211的折射率；且1/a+1/b＝1/f，a为微透镜211成像的物距，b为微透镜211成像的像距。即根据微透镜211成像的物距和像距，可计算获得微透镜211的焦距f；根据微透镜211的焦距f和折射率n，可计算获得微透镜211的曲率半径r；根据公式(2)、微透镜211的曲率半径r和公式(1)计算出的微透镜211的尺寸p，可计算获得微透镜211的拱高h。根据上述公式确定的微透镜211的尺寸p"、拱高h和曲率半径r，即可最终确定要选用的微透镜211的大小，从而可以制备符合要求的微透镜阵列21。

本实施例中，微透镜阵列21中的微透镜211采用树脂材料，树脂材料包括环氧树脂或聚丙烯酸酯。微透镜阵列21通常使用折射率较大(如折射率为1.5左右)的树脂材料、采用压印或模具滚印的方式形成。微透镜阵列21的制备简便，容易实现。

本实施例中，微透镜阵列21形成在显示面板本体1的显示侧。即微透镜阵列21直接制备形成在显示面板本体1的显示侧。

需要说明的是，如图5所示，微透镜结构2也可以还包括基材22，微透镜阵列21形成在基材22的同一侧面上，基材22的背对微透镜阵列21的一面与显示面板本体1显示侧贴合。微透镜结构2与显示面板本体1的结合方式简便，容易实现。

另外需要说明的是，如图6所示，微透镜结构2也可以采用液晶盒，液晶盒与显示面板本体1显示侧贴合。其中，液晶盒中设置有液晶，液晶能在电场的作用下具有凸透镜的使图像呈放大的虚像显示的性能，即形成液晶透镜，从而使显示面板本体1显示的图像呈放大N倍的虚像显示。液晶透镜通常使用光学各向异性Δn为0.3左右的液晶材料形成。液晶透镜的使图像呈放大的虚像显示的原理与上述树脂材料的微透镜完全相同，此处不再赘述。

本实施例中，显示面板本体1为单侧显示。当然，显示面板本体1也可以为双侧显示。在显示面板本体1为双侧显示的情况下，在显示面板本体1的两个显示侧上均设置微透镜结构2即可。

本实施例中，显示面板本体1为液晶显示面板。当然，显示面板本体1也可以为有机电致显示面板(即OLED显示面板)。

实施例2：

本实施例提供一种显示面板，与实施例1不同的是，如图7所示，子像素11的边长为微透镜阵列21中微透镜211尺寸的非整数倍，微透镜阵列21中微透镜211的尺寸包括两种，一种尺寸的微透镜211对应子像素11的轴线区域分布，另一种尺寸的微透镜211对应子像素11的边缘区域分布。对应子像素11的边缘区域分布的微透镜211的尺寸p与黑矩阵12的宽度满足公式：p+m/2＝N×p，其中，m为黑矩阵12的宽度，N为显示图像的放大倍数。对应子像素211的轴线区域分布的微透镜211的尺寸p′为：p′＝s-p×y，其中，s为子像素211的边长，p为对应子像素211的边缘区域分布的微透镜211的尺寸，y为沿子像素211的边长为s的一边排布、且尺寸为p的微透镜211的数量。

本实施例中微透镜211尺寸的设计中，首先根据显示图像的放大倍数和黑矩阵12的宽度将对应子像素11的边缘区域分布的微透镜211的尺寸p确定下来，然后再根据子像素11的总边长确定对应子像素11的轴线区域分布的微透镜211的尺寸p′，最终使微透镜阵列21与子像素11相对应，使子像素11显示的图像呈放大N倍虚像显示，从而避免了各子像素11显示图像之间经放大后虚像的重叠，确保了显示面板正常的虚像显示。

本实施例中的子像素11的边长为微透镜阵列21中微透镜211尺寸的非整数倍，即同一种尺寸的微透镜211无法对应对整个子像素11显示的图像进行放大处理，因此需要两种或多种尺寸的微透镜211组合形成微透镜阵列21，共同将整个子像素11显示的图像进行放大N倍处理。在此种情况下，微透镜阵列21中微透镜211的尺寸大小不等，但最终要确保能够将子像素11显示的图像进行放大N倍处理，从而使显示面板本体1显示的图像给人以远距离显示的视觉效果。

需要说明的是，本实施例中，也可以将尺寸为p的微透镜211对应子像素11的轴线区域分布，而将尺寸为p′的微透镜211对应子像素211的边缘区域分布。

本实施例中两种尺寸微透镜211的拱高和曲率半径计算方式与实施例1中相同，本实施例中微透镜211的其它结构及材质以及显示面板的其它结构均与实施例1中相同，此处不再赘述。

实施例1-2的有益效果：实施例1-2所提供的显示面板，通过设置微透镜结构，能使显示面板本体显示的图像呈放大N倍的虚像显示，根据透镜的成像原理，显示面板本体显示的图像的像距是其物距的N倍，从而使显示面板本体显示的图像给人以远距离显示的视觉效果；微透镜结构体积小，重量轻，使该显示面板在实现图像远距离显示效果的同时，大大减小了显示面板整体的体积和重量，使人在将该显示面板佩戴在眼镜上进行观看时不会再有沉重的负担感，佩戴观看起来更加舒适。

实施例3：

本实施例提供一种显示装置，包括实施例1-2任意一个中的显示面板。

通过采用实施例1-2任意一个中的显示面板，使该显示装置能够实现远距离显示的视觉效果，同时，减小了该显示装置整体的体积和重量，给人以更加舒适的佩戴感觉。

本发明所提供的显示装置可以为，液晶面板、OLED面板、液晶电视、OLED电视、显示器、手机、导航仪、具有显示功能的眼镜等任何具有显示功能的产品或部件。

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 (11)

1.一种显示面板，包括显示面板本体，其特征在于，还包括设置在所述显示面板本体显示侧的微透镜结构，所述微透镜结构用于使所述显示面板本体显示的图像呈放大N倍的虚像显示，其中，N为正数。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板本体包括子像素阵列，所述微透镜结构包括多个微透镜阵列，所述微透镜阵列与所述子像素阵列中的子像素一一对应设置。

3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板本体还包括黑矩阵，所述黑矩阵设置在任意相邻的两行和任意相邻的两列所述子像素之间的间隔区域，所述黑矩阵的正投影方向上未设置所述微透镜；

所述微透镜阵列中包括整数个所述微透镜，所述显示面板本体显示的图像通过所述微透镜放大N倍后对应覆盖所述黑矩阵所在区域。

4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述子像素的边长为所述微透镜阵列中所述微透镜的尺寸的整数倍，所述微透镜的尺寸与所述黑矩阵的宽度满足公式：p+m/2＝N×p，其中，p为所述微透镜的尺寸，m为所述黑矩阵的宽度，N为所述显示图像的放大倍数。

5.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述子像素的边长为所述微透镜阵列中所述微透镜的尺寸的非整数倍，所述微透镜阵列中所述微透镜的尺寸包括两种，一种尺寸的所述微透镜对应所述子像素的轴线区域分布，另一种尺寸的所述微透镜对应所述子像素的边缘区域分布；

对应所述子像素的边缘区域分布的所述微透镜的尺寸p与所述黑矩阵的宽度满足公式：p+m/2＝N×p，其中，m为所述黑矩阵的宽度，N为显示图像的放大倍数；

对应所述子像素的轴线区域分布的所述微透镜的尺寸p′为：p′＝s-p×y，其中，s为所述子像素的边长，p为对应所述子像素的边缘区域分布的所述微透镜的尺寸，y为沿所述子像素的边长为s的一边排布、且尺寸为p的所述微透镜的数量。

6.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述微透镜阵列中所述微透镜的拱高h为：其中，r为所述微透镜的曲率半径，p"为所述微透镜的尺寸；

其中，r＝f(n-1),f为所述微透镜的焦距，n为所述微透镜的折射率；且1/a+1/b＝1/f，a为所述微透镜成像的物距，b为所述微透镜成像的像距。

7.根据权利要求4-6任意一项所述的显示面板，其特征在于，所述微透镜阵列中的微透镜采用树脂材料，所述树脂材料包括环氧树脂或聚丙烯酸酯。

8.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述微透镜阵列形成在所述显示面板本体的显示侧；

或者，所述微透镜结构还包括基材，所述微透镜阵列形成在所述基材的同一侧面上，所述基材的背对所述微透镜阵列的一面与所述显示面板本体显示侧贴合；

或者，所述微透镜结构采用液晶盒，所述液晶盒与所述显示面板本体显示侧贴合。

9.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板本体包括单侧显示或双侧显示。

10.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板本体包括液晶显示面板或有机电致显示面板。

11.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-10任意一项所述的显示面板。