CN106019649A - 一种显示面板、显示装置及显示方法 - Google Patents

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Abstract

一种显示面板、显示装置及显示方法。所述显示面板划分为多个亚像素单元，每个亚像素单元至少包括两个亚像素，对应每一所述亚像素单元设置有至少两种不同参数的光栅，分别位于所述至少两个亚像素所在的区域；所述光栅位于所述显示面板的入光侧，用于将射入所述显示面板的光线向不同视角出射，使得在所述显示面板不同位置能够观看到不同的光栅透过的光。所述显示装置，其特征在于，包括背光源以及本发明任意一项实施例所提供的显示面板。显示方法，应用于本发明任意一项实施例所提供的显示装置。所述显示面板、显示装置及显示方法，能够以稳定的方式实现双视角显示或多视角显示。

Description

一种显示面板、显示装置及显示方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板、显示装置及显示方法。
背景技术
随着人们生活水平的日益提高，对显示器件的体验要求也日益剧增。其中让普通显示器件具备“双视功能”功能，已成为显示领域的热点。“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。随着显示技术的进一步发展，双视技术的重要性也日益提高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种显示面板、显示装置及显示方法，能够以稳定的方式实现双视角显示或多视角显示。
基于上述目的本发明提供的显示面板，所述显示面板划分为多个亚像素单元，每个亚像素单元至少包括两个亚像素，对应每一所述亚像素单元设置有第一光栅和第二光栅；所述第一光栅和第二光栅分别位于所述至少两个亚像素所在的区域，且设置于所述显示面板的入光侧，用于将射入所述显示面板的光线向不同视角出射，使得在所述显示面板不同位置能够观看到不同的光栅透过的光。
可选的，所述第一光栅为衍射光栅；和/或所述第二光栅为衍射光栅。
可选的，所述第一光栅和第二光栅倾斜角度不同。
可选的，所述多个亚像素区域能够透过不同颜色的光，对应不同颜色的亚像素区域的光栅参数不同，以使得仅通过对应波长的光线。
可选的，所述显示面板还包括：
位于所述光栅出光侧的光线控制单元，所述光线控制单元能够在透射光的第一状态和散射光的第二状态之间切换。
可选的，所述光线控制单元为双稳态液晶层。
可选的，所述亚像素单元中，每个亚像素都与其余亚像素中至少一个相邻设置。
同时，本发明提供一种显示装置，包括背光源，还包括本发明任意一项实施例所提供的显示面板。
可选的，所述显示面板包括对盒设置的第一基板和第二基板，所述第一光栅和第二光栅设置于位于入光侧的第一基板上。
可选的，所述第一基板复用为所述背光源的导光板。
同时，本发明还提供一种显示装置，包括背光源，所述背光源划分为多个亚像素单元，每个亚像素单元至少包括两个亚像素，对应每一所述亚像素单元设置有第一光栅和第二光栅；所述第一光栅和第二光栅分别位于所述至少两个亚像素所在的区域，且设置于所述显示面板的入光侧，用于将射入所述显示面板的光线向不同视角出射，使得在所述显示面板不同位置能够观看到不同的光栅透过的光。
可选的，所述背光源包括导光板，所述光栅设置于所述导光板的出光面。
可选的，所述第一光栅为衍射光栅；和/或所述第二光栅为衍射光栅。
可选的，所述多个亚像素区域能够透过不同颜色的光，对应不同颜色的亚像素区域的光栅倾斜角度不同，以使得仅通过对应波长的光线。
可选的，所述显示装置还包括：
位于所述光栅出光侧的光线控制单元，所述光线控制单元能够在透射光的第一状态和散射光的第二状态之间切换。
可选的，所述光线控制装置为双稳态液晶层。
可选的，所述亚像素单元中，每个亚像素都与其余亚像素中至少一个相邻设置。
进一步，本发明提供一种显示方法，应用于本发明任意一项实施例所提供的显示装置，包括控制电路；当所述显示装置包括设置于所述光栅出光侧的双稳态液晶时，所述方法包括：通过所述控制电路在第一显示状态下控制所述双稳态液晶处于透射光的第一状态，以及在第二显示状态下控制所述双稳态液晶处于散射光的第二状态。
从上面所述可以看出，本发明实施例所提供的显示面板、显示装置及显示方法，在显示面板入光侧设置有至少两种不同参数的光栅，能够将入射的光线分成两个不同的角度进行出射，从而能够实现在至少两个视角上显示不同的画面。本发明实施例所提供的显示面板，、显示装置，设置有光线控制单元，能够在投射光线的第一状态和散射光线的第二状态之间进行切换，从而能够实现双视角显示和正常显示之间的切换、或多视角显示和正常显示之间的切换。
附图说明
图1为本发明提供的显示面板的一个亚像素单元结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的亚像素单元对应的光栅图案示意图；
图3为本发明实施例所提供的第一基板上的光栅排布示意图；
图4为本发明实施例所提供的显示装置观看示意图；
图5为本发明实施例所提供的亚像素单元光路示意图；
图6为本发明实施例所提供的双稳态液晶处于透射光线的第一状态示意图；
图7为本发明为本发明实施例所提供的双稳态液晶处于散射光线的第二状态示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明首先提供一种显示面板，如图1所示，所述显示面板划分为多个亚像素单元，每个亚像素单元至少包括两个亚像素101，对应每一所述亚像素单元设置有第一光栅102和第二光栅108；所述第一光栅102和第二光栅108分别位于所述至少两个亚像素所在的区域，且设置于所述显示面板的入光侧，用于将射入所述显示面板的光线向不同视角出射，使得在所述显示面板不同位置能够观看到不同的光栅透过的光。
从上面所述可以看出，本发明提供的显示面板，在每个亚像素单元对应的区域设置有至少两种不同参数的光栅，使得光线能够从两个不同的方向出射，从而在至少两个不同的视角观看到显示画面；不同参数的光栅分别位于亚像素单元中亚像素所对应的区域，一种参数的光栅与亚像素单元中的一个亚像素相对应，从而使得用户能够在至少两个不同的方向上看到不同的画面。
在本发明具体实施例中，所述第一光栅和第二光栅制作在同一个基底上，设置于显示面板入光侧的任意合适位置。
在图1所示的实施例中，一个亚像素单元包括两个亚像素，对应每一亚像素单元设置有对应第一光栅，第一光栅102与亚像素单元中的一亚像素对应，第二光栅108与亚像素单元中的另一亚像素对应。第一光栅102和第二光栅108的参数不同，使得经过第一光栅102和第二光栅108的光线向不同的方向出射。
在本发明一些实施例中，所述第一光栅为衍射光栅；和/或所述第二光栅为衍射光栅。由于设定参数的衍射光栅仅能够允许某一波长范围的光线通过，因此，通过合理地设定衍射光栅的参数，使得R、G、B像素对应的衍射光栅分别仅能够使红光、绿光、蓝光通过，从而使得显示面板无需设置彩膜基板，进而能够减少显示面板的厚度。在具体实施例中，所述衍射光栅刻蚀在第一基板上，作用是实现彩色显示并调制光的方向。在具体实施例中，所述参数包括光栅常数和光栅图案的倾斜角度。
在图1所示的实施例中，所述显示面板包括阵列基板103、封装基板104，所述光栅设置于阵列基板103上。背光源入射的光线经过阵列基板103时，分为至少两个方向出射，从而能够在至少两个方向产生画面。由于光栅102为衍射光栅，因此在显示面板中可省略彩膜基板。
在本发明一些实施例中，第一光栅和第二光栅的倾斜角度不同。例如，第一光栅倾斜角度范围为20°至70°，第二光栅的倾斜角度为-20°至-70°。
在本发明一些实施例中，所述多个亚像素区域能够透过不同颜色的光，对应不同颜色的亚像素区域的光栅参数不同，以使得仅通过对应波长的光线。由于每个颜色的亚像素的光栅仅能通过对应颜色的光线，从而显示面板无需设置彩膜基板，降低了显示面板的厚度。
如图2所示，每一个亚像素单元201对应两种光栅图案，第一光栅2012、第二光栅2013之间呈一定夹角，具体的，所述夹角可以为30-60°。整个第一基板上的光栅排布如图3所示，第一光栅301和第二光栅302的倾斜角度不同，从而不同像素单元的光栅倾斜角度可能不同。此结构的设计使光线经过衍射光栅后，可呈两个不同的角度出射，以便当显示器件处于双视模式时，如图4所示，观看者在第一角度401、第二角度402可以观看到不同的显示画面。不同显示画面的切换可以采用分时模式，即以设定的频率刷新显示画面。具体的，所述设定频率为120Hz。
在具体实施例中，可通过设计衍射光栅的参数使得光线出射方向、透过率满足使用需求。例如，可通过正弦相位光栅能够调制入射光的相位。对于同一入射光源，出射光与光栅倾斜角度有关。本发明实施例中，每一个亚像素单元中的两个亚像素各自对应一种倾斜角度方向的光栅，两个亚像素所对应的两个光栅，即第一光栅和第二光栅之间呈一定夹角，可以使光呈两种角度出射，不损失任一角度的分辨率。此外，出射光的位置还与波长相关，因此衍射光栅可以起到分光的作用，使不同颜色的光的出光方向不同，如图5所示，白光经过光栅102出射，在亚像素单元中不同亚像素区域，都有R、G、B光线出射，箭头分别为入射光和出射光，其中R所对应的箭头为红光、G所对应的箭头为绿光、B所对应的箭头为蓝光。合理调整光栅的参数，使衍射光栅在红色亚像素区域R透射红色光、在绿色亚像素区域G投射绿色光、在蓝色亚像素区域B投射蓝色光，即便没有彩色滤光片，也能使显示装置实现彩色显示，并且光利用率得以大大提升。
在本发明一些实施例中，仍然参照图1，所述显示面板还包括：
位于所述第一光栅102、第二光栅108出光侧的光线控制单元106，所述光线控制单元106能够在透射光的第一状态和散射光的第二状态之间切换。当光线控制单元106处于透射光的第一状态时，从第一光栅102、第二光栅108处出射的光线能够直接从光线控制单元106处出射，从而实现双视角显示或多视角显示。当光线控制单元106处于散射光的第一状态时，从第一光栅102、第二光栅108处出射的光线被打乱，因而从显示面板不同角度所看到的画面基本相同，实现单视角显示，即处于正常显示模式。
在本发明其他实施例中，所述亚像素单元中包括的亚像素数目可以进行适当地改变，且同时同一亚像素单元中的不同亚像素对应的光栅均不相同，从而可根据需要实现多视角显示。
现有技术中，双视显示应用于很多场合。例如，车辆在行驶过程中，驾驶员通过车载显示器查看路况，而副驾驶位上的乘客可以通过同一车载显示器观看电影；当车中只有驾驶员一人时，车载显示器仅做常规显示，即显示时不区分视角，以便节省功耗。再如，具有双视功能的电视可以同时显示两个频道的节目，以供不同的人选择观看；而当一个人观看电视时，可切换为正常显示模式以便观看者不受观看角度的限制。本发明实施例设置光线控制单元，可根据使用需要将所述显示面板切换为双视或多视模式或正常显示模式，且使用者不必佩戴眼镜。
在本发明具体实施例中，所述光线控制单元可从显示面板上拆卸、组装。
在本发明一些实施例中，所述光线控制单元为双稳态液晶层。
所述双稳态液晶的作用是在常规显示模式和双视显示模式之间进行切换。如图6和图7所示，双稳态液晶1061有两种稳定状态，箭头表示光线。图1、图6所示为双稳态液晶1061主光轴垂直于显示面板入射面，此时双稳态液晶为透过态，即光透过双稳态液晶后不改变出光角度与偏振态；在此条件下，显示面板能够实现双视显示模式。如图7所示为双稳态液晶1061的取向杂乱无章的状态，此时双稳态液晶盒能够将入射的光线进行漫散射后出射，因此在一定范围内，显示装置的画面在各个角度均可被人眼接受；此时，显示面板即切换为正常显示模式。
上述两种状态皆为双稳态液晶的稳定状态，双稳态液晶在两种稳态之间进行切换时，只需施加不同方向的脉冲，当达到任意一种稳定状态后，将不需要电压维持此状态，因此功耗大程度降低。
同时，本发明还提供一种显示装置，其特征在于，包括背光源，还包括本发明任意一项实施例所提供的显示面板。
在本发明具体实施例中，所述光栅可设置于所述背光源部分。
在本发明一些实施例中，所述显示面板包括对盒设置的第一基板和第二基板，所述光栅设置于位于入光侧的第一基板上。
在本发明一些实施例中，所述第一基板复用为所述背光源的导光板。虽然本发明实施例中采用双稳态液晶作为光线控制单元，增加了器件厚度，但是由于显示装置结构中没有普通背光模组和彩膜基板，因此整个显示装置的厚度并没有增加。
在图1所示的实施例中，第一基板为阵列基板103，第二基板104为封装盖板。阵列基板复用为导光板，光源105设置于阵列基板103一侧。在阵列基板103上划分有至少两个亚像素单元101，每个亚像素单元包括有至少两个亚像素，阵列基板上每个亚像素单元中刻蚀至少形成有第一光栅102和第二光栅108，分别处于所述至少两个亚像素所在的区域。第二基板104和第一基板103之间，设置有偏光片107。在偏光片107靠近第一基板103的一侧，设置有光线控制单元106；在本实施例中，光线控制单元106为双稳态液晶1061。在偏光片107靠近第一基板103的一侧，设置有液晶108，双稳态液晶1061能够在电压驱动下从透射光的第一状态和散射光的第二状态之间切换。当双稳态液晶1061处于透射光的第一状态时，由光栅102透射过的的光线可在不改变出射方向的情况下经过双稳态液晶1061出射；当双稳态液晶1061处于散射光的第二状态时，由第一光栅102和第二光栅108透射过的光线在经过双稳态液晶1061时被双稳态液晶1061散射，因而从显示装置出射的光不区分视角。在偏光片107和第一基板103或偏光片107和第二基板104之间，设置有必要的支撑物，如隔垫物(PS，Post Spacer)。
在本发明一些实施例中，所述亚像素单元中，每个亚像素都与其余亚像素中至少一个相邻设置。
进一步，本发明还提供一种显示装置，包括背光源，所述背光源划分为多个亚像素单元，每个亚像素单元至少包括两个亚像素，对应每一所述亚像素单元设置有至少两种不同参数的光栅，分别位于所述至少两个亚像素所在的区域；所述光栅位于所述显示面板的入光侧，用于将射入所述显示面板的光线向不同视角出射，使得在所述显示面板不同位置能够观看到不同的光栅透过的光。相比图1所示的实施例，上述实施例将导光板与显示面板分开设置，所述光栅设置于导光板上。
在本发明一些实施例中，所述背光源包括导光板，所述光栅设置于所述导光板的出光面。
在本发明一些实施例中，当所述显示装置包括与显示面板分离的背光源时，所述第一光栅为衍射光栅；和/或所述第二光栅为衍射光栅。
在本发明一些实施例中，当所述显示装置包括与显示面板分离的背光源时，所述多个亚像素区域能够透过不同颜色的光，对应不同颜色的亚像素区域的光栅倾斜角度不同。
在本发明一些实施例中，当所述显示装置包括与显示面板分离的背光源时，还包括：
位于所述第一光栅和第二光栅出光侧的光线控制单元，所述光线控制单元能够在透射光的第一状态和散射光的第二状态之间切换。
在本发明一些实施例中，当所述显示装置包括与显示面板分离的背光源时，所述光线控制装置为双稳态液晶层。
在本发明一些实施例中，当所述显示装置包括与显示面板分离的背光源时，所述亚像素单元中，每个亚像素都与其余亚像素中至少一个相邻设置。
进一步，本发明提供一种显示方法，应用于本发明任意一项实施例所提供的显示装置，包括控制电路；当所述显示装置包括设置于所述第一光栅和第二光栅出光侧的双稳态液晶时，所述方法包括：通过所述控制电路在第一显示状态下控制所述双稳态液晶处于透射光的第一状态，以及在第二显示状态下控制所述双稳态液晶处于散射光的第二状态。
从上面所述可以看出，本发明实施例所提供的显示面板、显示装置及显示方法，在显示面板入光侧设置有至少两种不同参数的光栅，能够将入射的光线分成两个不同的角度进行出射，从而能够实现在至少两个视角上显示不同的画面。本发明实施例所提供的显示面板，、显示装置，设置有光线控制单元，能够在投射光线的第一状态和散射光线的第二状态之间进行切换，从而能够实现双视角显示和正常显示之间的切换、或多视角显示和正常显示之间的切换。
应当理解，本说明书所描述的多个实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
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。

Claims (18)

1.一种显示面板，所述显示面板划分为多个亚像素单元，每个亚像素单元至少包括两个亚像素，其特征在于，对应每一所述亚像素单元设置有第一光栅和第二光栅；所述第一光栅和第二光栅分别位于所述至少两个亚像素所在的区域，且设置于所述显示面板的入光侧，用于将射入所述显示面板的光线向不同视角出射，使得在所述显示面板不同位置能够观看到不同的光栅透过的光。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一光栅为衍射光栅；和/或所述第二光栅为衍射光栅。
3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一光栅和第二光栅倾斜角度不同。
4.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述多个亚像素区域能够透过不同颜色的光，对应不同颜色的亚像素区域的光栅参数不同，以使得仅通过对应波长的光线。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的显示面板，其特征在于，还包括：
位于所述第一光栅和第二光栅出光侧的光线控制单元，所述光线控制单元能够在透射光的第一状态和散射光的第二状态之间切换。
6.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述光线控制单元为双稳态液晶层。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的显示面板，其特征在于，所述亚像素单元中，每个亚像素都与其余亚像素中至少一个相邻设置。
8.一种显示装置，其特征在于，包括背光源，还包括如权利要求1-6中任一项所述的显示面板。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包括对盒设置的第一基板和第二基板，所述第一光栅和第二光栅设置于位于入光侧的第一基板上。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述第一基板复用为所述背光源的导光板。
11.一种显示装置，其特征在于，包括背光源，所述背光源划分为多个亚像素单元，每个亚像素单元至少包括两个亚像素，对应每一所述亚像素单元设置有第一光栅和第二光栅；所述第一光栅和第二光栅分别位于所述至少两个亚像素所在的区域，且设置于所述显示面板的入光侧，用于将射入所述显示面板的光线向不同视角出射，使得在所述显示面板不同位置能够观看到不同的光栅透过的光。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于，所述背光源包括导光板，所述光栅设置于所述导光板的出光面。
13.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于，所述第一光栅为衍射光栅；和/或所述第二光栅为衍射光栅。
14.根据权利要求13所述的显示装置，其特征在于，所述多个亚像素区域能够透过不同颜色的光，对应不同颜色的亚像素区域的光栅倾斜角度不同，以使得仅通过对应波长的光线。
15.根据权利要求11-14中任意一项所述的显示装置，其特征在于，还包括：
位于所述光栅出光侧的光线控制单元，所述光线控制单元能够在透射光的第一状态和散射光的第二状态之间切换。
16.根据权利要求15所述的显示装置，其特征在于，所述光线控制装置为双稳态液晶层。
17.根据权利要求11-14中任意一项所述的显示装置，其特征在于，所述亚像素单元中，每个亚像素都与其余亚像素中至少一个相邻设置。
18.一种显示方法，应用于权利要求11-17中任意一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括控制电路；当所述显示装置包括设置于所述第一光栅和第二光栅出光侧的双稳态液晶时，所述方法包括：通过所述控制电路在第一显示状态下控制所述双稳态液晶处于透射光的第一状态，以及在第二显示状态下控制所述双稳态液晶处于散射光的第二状态。
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