CN106443846B - 透镜及其制作方法、背光面板和显示装置 - Google Patents

透镜及其制作方法、背光面板和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种透镜及其制作方法、背光面板和显示装置，增强了光源光束的准直性，提高了光能利用率。所述透镜包括：光出射表面；与所述光出射表面相对的第一光入射表面；环绕所述第一光入射表面并位于所述第一光入射表面背离所述光出射表面一侧的第二光入射表面；以及环绕所述第二光入射表面并与所述光出射表面相对的碗形自由曲面；所述光出射表面、第一光入射表面、第二光入射表面和碗形自由曲面封闭所述透镜。对于诸如OLED的光源，可以使发射角较小的光线穿过第一光入射表面并从光出射表面射出；发射角较大的光线从第二光入射表面进入透镜，在碗形自由曲面上实现全内反射，并经由所述光出射表面射出。

Description

透镜及其制作方法、背光面板和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种透镜及其制作方法、背光面板和显示装置。
背景技术
诸如OLED的半导体光源相对于传统照明光源具有节能、环保、使用寿命长、反应速度快等优点。OLED照明产品和显示装置的开发、研制、生产已成为发展前景广阔的朝阳产业。与传统光源相比，OLED发出的光近似朗伯型，因此不能直接用于现有的照明或显示系统。
并且，近年来，随着各类显示器件的快速发展，光能量的利用率得到了越来越多的关注。现阶段的LCD和OLED显示器在空间的发光视角范围较大，使得只有很少一部分的光能被人眼接收，大大减少了光能的利用率。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提出了一种透镜及其制作方法、背光面板和显示装置，增强了光源光束的准直性，提高了光能利用率。
根据本发明的一个方面，本发明的一个实施例提供了一种透镜。所述透镜包括：光出射表面；与所述光出射表面相对的第一光入射表面；环绕所述第一光入射表面并位于所述第一光入射表面背离所述光出射表面一侧的第二光入射表面；以及环绕所述第二光入射表面并与所述光出射表面相对的碗形自由曲面；所述光出射表面、第一光入射表面、第二光入射表面和碗形自由曲面封闭所述透镜。
本发明实施例提供的透镜利用所述第一光入射表面和第二光入射表面形成了凹槽，诸如OLED的光源可以布置在所述凹槽中或凹槽的附近。对于诸如OLED的光源，可以使发射角较小的光线穿过第一光入射表面并从光出射表面射出；发射角较大的光线从第二光入射表面进入透镜，在碗形自由曲面上实现全内反射，并经由所述光出射表面射出。由此，增强了光源光束的准直性，提高了光能利用率。在诸如LCD和OLED显示装置的应用中，利用准直的光束可以更好地控制显示装置的显示指向，因此不仅可以实现更好的显示效果，还降低了能耗，节约了维护成本。
可选地，所述光出射表面是平面。
利用平面的光出射表面，有利于简化第一光入射表面、第二光入射表面和碗形自由曲面的设计。相比于具有复杂形貌的光出射表面，本发明实施例所提供的透镜还能够以更简单的制作工艺来实现。例如，可以将所述光出射表面作为底面，使用诸如光刻、压印、激光烧蚀（laser ablation）或电子束直写（EBD）等工艺来制作所述透镜。
然而，所述光出射表面也可以是诸如凸面的曲面。在这种情况下，可以使用注塑的工艺来形成所述透镜；例如，也可以利用诸如光刻、压印、激光烧蚀或电子束直写等工艺先形成第一光入射表面、第二光入射表面和碗形自由曲面，再形成所述光出射表面。
可选地，所述第一光入射表面具有凸状表面。
在该实施例中，利用凸透镜形式的第一光入射表面，发射角较小的光线可以进一步被准直，从而使出射光束具有更小的发散角。
可选地，所述碗形自由曲面的形状由递推关系式：
所确定；其中（xi，yi）和（Nxi，Nyi）分别为碗形自由曲面上与入射角为θi的光束对应的点的坐标和该点处的法线矢量；r为所述第二光入射表面与原点的距离；n为透镜材料的折射率。
根据以上(xi, yi)与(xi＋1, yi＋1)的递推关系式，能够简化和优化透镜的设计。利用不同的N值，可以获得不同精度的碗形自由曲面和准直效果。
可选地，所述透镜的材料为透明有机材料。
例如，可以使用例如PMMA、树脂等透明高分子材料来制作本发明实施例的透镜。
根据本发明的另一个方面，本发明的一个实施例提供了一种用于制作以上实施例所述的透镜的方法。所述方法包括：提供衬底基板，所述衬底基板包括第一基板表面和与所述第一基板表面相对的第二基板表面；将所述第一基板表面设置为所述光出射表面；利用光刻、压印、激光烧蚀和电子束直写工艺中至少之一者，在所述第二基板表面上形成所述第一光入射表面、第二光入射表面和碗形自由曲面。
利用光刻、压印、激光烧蚀或电子束直写工艺在所述第二基板表面上形成所述第一光入射表面、第二光入射表面和碗形自由曲面，由此将所述衬底基板的一部分形成为所述透镜。利用这样的工艺，可以方便地在衬底基板上直接形成如本发明实施例所述的透镜或透镜的阵列。
根据本发明的又一个方面，本发明的一个实施例提供了一种背光面板。所述背光面板包括：光源基板；布置在所述光源基板上的多个光源；以及多个如以上实施例所述的透镜；每个所述透镜对应于所述多个光源之一。
本发明实施例提供的透镜利用所述第一光入射表面和第二光入射表面形成了凹槽，诸如OLED的光源可以布置在所述凹槽中或凹槽的附近。对于诸如OLED的光源，可以使发射角较小的光线穿过第一光入射表面并从光出射表面射出；发射角较大的光线从第二光入射表面进入透镜，在碗形自由曲面上实现全内反射，并经由所述光出射表面射出。由此，增强了光源光束的准直性，提高了光能利用率。并且，将所述多个光源布置在所述光源基板上，可以方便地形成适配各种显示装置或照明装置的模块化结构。
可选地，所述背光面板还包括衬底基板，所述多个透镜整体地形成在所述衬底基板上。
利用光刻、压印、激光烧蚀或电子束直写工艺在所述衬底基板的一个基板表面上形成所述第一光入射表面、第二光入射表面和碗形自由曲面，由此将所述衬底基板的一部分形成为所述透镜。利用这样的工艺，可以方便地在衬底基板上直接形成如本发明实施例所述的透镜或透镜的阵列。
可选地，所述背光面板还包括布置在所述多个透镜之间的填充材料；所述填充材料的折射率低于所述透镜的折射率。
利用具有较低折射率的填充材料，能够确保发射角较大的光线在碗形自由曲面上实现全内反射，从而进一步增加光的利用率。
根据本发明的另一个方面，本发明的一个实施例提供了一种显示装置。 所述显示装置包括如以上实施例所述的背光面板和设置在所述背光面板出光侧的液晶显示面板。
本发明实施例提供的透镜利用所述第一光入射表面和第二光入射表面形成了凹槽，诸如OLED的光源可以布置在所述凹槽中或凹槽的附近。对于诸如OLED的光源，可以使发射角较小的光线穿过第一光入射表面并从光出射表面射出；发射角较大的光线从第二光入射表面进入透镜，在碗形自由曲面上实现全内反射，并经由所述光出射表面射出。由此，增强了光源光束的准直性，提高了光能利用率。在诸如LCD和OLED显示装置的应用中，利用准直的光束可以更好地控制显示装置的显示指向，因此不仅可以实现更好的显示效果，还降低了能耗，节约了维护成本。
可选地，所述显示装置进一步包括布置在所述背光面板和所述液晶显示面板之间的光控制面板。所述光控制面板包括：可调控型液晶透镜；位于所述可调控型液晶透镜入光侧的第一偏光片；确定单元，用于确定光控制面板的光出射方向；以及控制单元，用于根据所述确定单元确定的光出射方向调控所述可调控型液晶透镜的液晶倾斜角度，从而控制光的行进达到所确定的出射方向。
本发明实施例的光控制面板可以例如通过电压控制方式改变液晶层液晶的倾斜角，并和偏振光膜片配合使用，控制光的行进达到光控制面板所确定的方向。
可选地，所述控制单元根据所述确定的光出射方向，调控所述可调控型液晶透镜每个区域中的一个或多个子区域中的电场，从而调控所述一个或多个子区域中的液晶的倾斜角度。
可选地，所述确定单元还包括：用户位置采集模块，用于采集用户的当前位置信息；所述确定单元根据所述用户位置采集模块采集的当前用户位置信息来确定所述光控制面板的光出射方向。
当用户在光控制面板前的位置发生变化，例如由光控制面板的正前方移动到光控制面板的左前方时，光控制面板的图像感应单元如摄像机会感知用户位置变化并采集用户移动后的位置信息，例如采集该用户人眼所在的位置信息，并将该位置信息传送给光控制面板的处理单元，以便处理单元确定光控制面板光线的出射方向。
可选地，所述确定单元还包括：光强度采集模块，用于采集环境的光强度信息；所述确定单元根据所述光强度采集模块采集的光强度信息来确定所述光控制面板的光出射方向。
当光控制面板的周围环境光强度，例如光强度由大变小也即亮度由亮变暗时，光控制面板的光感应单元如光强传感器或亮度传感器会感知当前环境变化并采集光变暗信息，然后将该信息传送给光控制面板的处理单元，以便处理单元确定透过液晶透镜后的光线路径的方向，使得光透过光控制面板后的出射方向更为发散，从而降低视觉亮度。此外，若光强度由小变大也即亮度由暗变亮时，光感应单元会感知当前环境变化并采集光变亮信息，然后将该信息传送给光控制面板的处理单元，以便处理单元确定光控制面板光线的出射方向。
附图说明
图1为根据本发明实施例的透镜的截面示意图；
图2为根据本发明另一实施例的透镜的截面示意图；
图3为根据本发明实施例的透镜的设计方法示意图；
图4为根据本发明实施例的透镜的准直效果示意图；
图5（a）-图5（b）为根据本发明实施例的透镜的制作方法的示意图；
图6为根据本发明实施例的背光面板的截面示意图；
图7为根据本发明实施例的显示装置的示意图；
图8为根据本发明另一实施例的显示装置的示意图；
图9为根据本发明实施例的光控制面板的示意图；
图10为根据本发明实施例的可调控型液晶透镜的示意图；
图11为根据本发明另一实施例的光控制面板的示意图；以及
图12为根据本发明又一实施例的光控制面板的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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他实施例，都属于本发明专利保护的范围。
根据本发明的一个方面，本发明的一个实施例提供了一种透镜。图1为根据本发明实施例的透镜的截面示意图。所述透镜100包括：光出射表面101；与所述光出射表面101相对的第一光入射表面102；环绕所述第一光入射表面102并位于所述第一光入射表面102背离所述光出射表面101一侧的第二光入射表面103；以及环绕所述第二光入射表面103并与所述光出射表面101相对的碗形自由曲面104；所述光出射表面101、第一光入射表面102、第二光入射表面103和碗形自由曲面104封闭所述透镜100。
本发明实施例提供的透镜利用所述第一光入射表面和第二光入射表面形成了凹槽，诸如OLED的光源（如图1中的附图标记30所示）可以布置在所述凹槽中或凹槽的附近。对于诸如OLED的光源，可以使发射角较小的光线穿过第一光入射表面并从光出射表面射出；发射角较大的光线从第二光入射表面进入透镜，在碗形自由曲面上实现全内反射，并经由所述光出射表面射出。由此，增强了光源光束的准直性，提高了光能利用率。在诸如LCD和OLED显示装置的应用中，利用准直的光束可以更好地控制显示装置的显示指向，因此不仅可以实现更好的显示效果，还降低了能耗，节约了维护成本。
可选地，如图1所示，所述光出射表面101是平面。
利用平面的光出射表面，有利于简化第一光入射表面、第二光入射表面和碗形自由曲面的设计。相比于具有复杂形貌的光出射表面，本发明实施例所提供的透镜还能够以更简单的制作工艺来实现。例如，可以将所述光出射表面作为底面，使用诸如光刻、压印、激光烧蚀或电子束直写等工艺来制作所述透镜。
然而，所述光出射表面也可以是诸如凸面的曲面。在这种情况下，可以使用注塑的工艺来形成所述透镜；例如，也可以利用诸如光刻、压印、激光烧蚀或电子束直写等工艺先形成第一光入射表面、第二光入射表面和碗形自由曲面，再形成所述光出射表面。
可选地，如图1所示，所述第一光入射表面102具有凸状表面。
在该实施例中，利用凸透镜形式的第一光入射表面，发射角较小的光线可以进一步被准直，从而使出射光束具有更小的发散角。
对于发射角较小的光线来说，也可以不使用曲面来矫正光束。如图2所示，在一些实施例中，所述第一光入射表面102’也可以具有平面的形状。
为了获得理想的碗形自由曲面，简化和优化透镜的设计，可以使用以下方法来设计本发明实施例所述透镜的碗形自由曲面。
首先，建立如图3所示的坐标系。设定透镜中心轴为y 轴，光源位置为坐标原点。假设光源为理想点光源，则从原点出射的光线先经过面（x=r）折射进入所述透镜，然后在碗形自由曲面处发生全内反射后变成平行于y轴的光并出射。θmax为经由所述第二光入射表面进入透镜的光束角度范围。可以将θmax平均分为M份。θi是光源发出的光线与y轴的夹角，则θi=90°–i*θmax/M，其中（i＝1, 2, …M）。 P0, P1, …, Pi 是入射角为θ0, θ1, …, θi 的光束与直线 x=r 的交点。Q0(x0, y0), Q1(x1, y1), …, Qi(xi, yi)为光线入射至透镜后与碗形自由曲面的母线的交点。
进一步的，推导x1与x0的关系。由图3设 P0(r, 0), Q0(x0, y0)。θ0为OP0与y 轴夹角，可知 P0(r, rcotθ0)。对于Q1(x1, y1)，设OP1的单位矢量为p 1 ， P1Q1的单位方向向量为q 1 ；则由斯涅尔定律（Snell's Law）可以获得： （公式1），以及 （公式2）。在公式1中：P为常量，N 1 为单位法向向量。
由公式1和公式2可以获得： （公式3），其中K1为未知数。Q1R平行于y轴，因此它的单位法向矢量为（0，1）。设碗形自由曲面上Q1处的法线矢量为（Nx1，Ny1），根据全反射原理，对于光线P1Q1和Q1R1，有：（公式4）。
P1Q1平行于q 1 ，则可得：P1Q1=k’q 1 ，其中k’为常数。而P1Q1=（x1-r，y1-rcosθ1），由此可得： （公式5）。并且，由于Q0Q1与N 1 垂直，则有Q0Q1·N 1 =0，即得到（x1-x0）N x1 =（y1-y0）N y1 （公式6）。
根据折射定律，还可得到： （公式7）。
由公式(4)(5)(6)(7)可求出 x1 与 x0 的关系式，代入(x0, y0)可求出(x1, y1)。类似地，可以得出(xi, yi)与(xi＋1, yi＋1)的递推关系式，即汇总的递推关系式：
。
因此，可选地，所述碗形自由曲面的形状由以上递推关系式所确定；其中（xi，yi）和（Nxi，Nyi）分别为碗形自由曲面上与入射角为θi的光束对应的点的坐标和该点处的法线矢量；r为所述第二光入射表面与原点的距离；n为透镜材料的折射率；Pi 是入射角为θi的光束与直线 x=r 的交点坐标；并且。
根据以上(xi, yi)与(xi＋1, yi＋1)的递推关系式，能够简化和优化透镜的设计。利用不同的N值，可以获得不同精度的碗形自由曲面和准直效果。
设r=50μm并假设θmax=60°，M=3000；使用PMMA（n=1.4935）制作所述透镜。将上述碗形自由曲面的模型导入诸如lighttools的软件中进行模拟，获得了准直度在-2°~ +2°范围内的准直光束。图4为根据本发明实施例的透镜的准直效果示意图，其中横坐标表示光强分布的角度范围，纵坐标表示归一化的光强。
可选地，所述透镜的材料为透明有机材料。
例如，可以使用例如PMMA、树脂等透明高分子材料来制作本发明实施例的透镜。
根据本发明的另一个方面，本发明的一个实施例提供了一种用于制作以上实施例所述的透镜的方法。所述方法包括：提供衬底基板501，所述衬底基板501包括第一基板表面502和与所述第一基板表面502相对的第二基板表面503，如图5（a）所示；将所述第一基板表面502设置为所述光出射表面；利用光刻、压印、激光烧蚀和电子束直写工艺中至少之一者，在所述第二基板表面上形成所述第一光入射表面102、第二光入射表面103和碗形自由曲面104，如图5（b）所示。
利用光刻、压印、激光烧蚀或电子束直写工艺在所述第二基板表面上形成所述第一光入射表面、第二光入射表面和碗形自由曲面，由此将所述衬底基板的一部分形成为所述透镜。利用这样的工艺，可以方便地在衬底基板上直接形成如本发明实施例所述的透镜或透镜的阵列。
根据本发明的又一个方面，本发明的一个实施例提供了一种背光面板。图6为根据本发明实施例的背光面板的截面示意图；所述背光面板600包括：光源基板601；布置在所述光源基板601上的多个光源602；以及多个如以上实施例所述的透镜603；每个所述透镜603对应于所述多个光源602之一。
本发明实施例提供的透镜利用所述第一光入射表面和第二光入射表面形成了凹槽，诸如OLED的光源可以布置在所述凹槽中或凹槽的附近。对于诸如OLED的光源，可以使发射角较小的光线穿过第一光入射表面并从光出射表面射出；发射角较大的光线从第二光入射表面进入透镜，在碗形自由曲面上实现全内反射，并经由所述光出射表面射出。由此，增强了光源光束的准直性，提高了光能利用率。并且，将所述多个光源布置在所述光源基板上，可以方便地形成适配各种显示装置或照明装置的模块化结构。
可选地，如图6所示，所述背光面板600还包括衬底基板604，所述多个透镜603整体地形成在所述衬底基板604上。
利用光刻、压印、激光烧蚀或电子束直写工艺在所述衬底基板的一个基板表面上形成所述第一光入射表面、第二光入射表面和碗形自由曲面，由此将所述衬底基板的一部分形成为所述透镜。利用这样的工艺，可以方便地在衬底基板上直接形成如本发明实施例所述的透镜或透镜的阵列。
可选地，如图6所示，所述背光面板600还包括布置在所述多个透镜603之间的填充材料605；所述填充材料605的折射率低于所述透镜603的折射率。
利用具有较低折射率的填充材料，能够确保发射角较大的光线在碗形自由曲面上实现全内反射，从而进一步增加光的利用率。
根据本发明的另一个方面，本发明的一个实施例提供了一种显示装置。 图7为根据本发明实施例的显示装置的示意图。所述显示装置700包括如以上实施例所述的背光面板701和设置在所述背光面板701出光侧的液晶显示面板702。所述显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
本发明实施例提供的透镜利用所述第一光入射表面和第二光入射表面形成了凹槽，诸如OLED的光源可以布置在所述凹槽中或凹槽的附近。对于诸如OLED的光源，可以使发射角较小的光线穿过第一光入射表面并从光出射表面射出；发射角较大的光线从第二光入射表面进入透镜，在碗形自由曲面上实现全内反射，并经由所述光出射表面射出。由此，增强了光源光束的准直性，提高了光能利用率。在诸如LCD和OLED显示装置的应用中，利用准直的光束可以更好地控制显示装置的显示指向，因此不仅可以实现更好的显示效果，还降低了能耗，节约了维护成本。
图8为根据本发明另一实施例的显示装置的示意图；可选地，所述显示装置700进一步包括布置在所述背光面板701和所述液晶显示面板702之间的光控制面板703。图9为根据本发明实施例的光控制面板的示意图；所述光控制面板703包括：可调控型液晶透镜7031；位于所述可调控型液晶透镜7031入光侧的第一偏光片7032；确定单元7033，用于确定光控制面板703的光出射方向；以及控制单元7034，用于根据所述确定单元7033确定的光出射方向调控所述可调控型液晶透镜7031的液晶倾斜角度，从而控制光的行进达到所确定的出射方向。
本发明实施例的光控制面板可以例如通过电压控制方式改变液晶层液晶的倾斜角，并和偏振光膜片配合使用，控制光的行进达到光控制面板所确定的方向。
在本发明的上下文中，实施例中的各个“单元”和“模块”可以由计算机或者计算机与适当传感器的结合来实现，各个单元、模块的处理过程均可以例如由所述计算机中的处理器来实现。
其中，确定单元7034可包括摄像头、位置传感器或位移传感器等元件。
可选地，所述控制单元根据所述确定的光出射方向，调控所述可调控型液晶透镜每个区域中的一个或多个子区域中的电场，从而调控所述一个或多个子区域中的液晶的倾斜角度。对于可调控型液晶透镜7031的控制如图10所示，在电极1001的控制下，液晶层1002的不同区域具有不同倾斜角的液晶分子，按聚焦形态排列形成等效液晶透镜1003。
可选地，如图11所示，所述确定单元7033还包括：用户位置采集模块7035，用于采集用户的当前位置信息；所述确定单元7033根据所述用户位置采集模块7035采集的当前用户位置信息来确定所述光控制面板703的光出射方向。
当用户在光控制面板前的位置发生变化，例如由光控制面板的正前方移动到光控制面板的左前方时，光控制面板的图像感应单元如摄像机会感知用户位置变化并采集用户移动后的位置信息，例如采集该用户人眼所在的位置信息，并将该位置信息传送给光控制面板的处理单元，以便处理单元确定光控制面板光线的出射方向。
可选地，如图12所示，所述确定单元7033还包括：光强度采集模块7036，用于采集环境的光强度信息；所述确定单元7033根据所述光强度采集模块7036采集的光强度信息来确定所述光控制面板703的光出射方向。
当光控制面板的周围环境光强度，例如光强度由大变小也即亮度由亮变暗时，光控制面板的光感应单元如光强传感器或亮度传感器会感知当前环境变化并采集光变暗信息，然后将该信息传送给光控制面板的处理单元，以便处理单元确定透过液晶透镜后的光线路径的方向，使得光透过光控制面板后的出射方向更为发散，从而降低视觉亮度。此外，若光强度由小变大也即亮度由暗变亮时，光感应单元会感知当前环境变化并采集光变亮信息，然后将该信息传送给光控制面板的处理单元，以便处理单元确定光控制面板光线的出射方向。
本发明实施例提供了一种透镜及其制作方法、背光面板和显示装置，增强了光源光束的准直性，提高了光能利用率。本发明实施例提供的透镜利用所述第一光入射表面和第二光入射表面形成了凹槽，诸如OLED的光源可以布置在所述凹槽中或凹槽的附近。对于诸如OLED的光源，可以使发射角较小的光线穿过第一光入射表面并从光出射表面射出；发射角较大的光线从第二光入射表面进入透镜，在碗形自由曲面上实现全内反射，并经由所述光出射表面射出。由此，增强了光源光束的准直性，提高了光能利用率。在诸如LCD和OLED显示装置的应用中，利用准直的光束可以更好地控制显示装置的显示指向，因此不仅可以实现更好的显示效果，还降低了能耗，节约了维护成本。
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。

Claims (13)

1.一种透镜，其特征在于，包括：
光出射表面；
与所述光出射表面相对的第一光入射表面；
环绕所述第一光入射表面并位于所述第一光入射表面背离所述光出射表面一侧的第二光入射表面；以及
环绕所述第二光入射表面并与所述光出射表面相对的碗形自由曲面；所述光出射表面、第一光入射表面、第二光入射表面和碗形自由曲面封闭所述透镜；
其中，所述碗形自由曲面的形状由递推关系式
所确定；其中（xi，yi）和（Nxi，Nyi）分别为碗形自由曲面上与入射角为θi的光束对应的点的坐标和该点处的法线矢量；r为所述第二光入射表面与原点的距离；n为透镜材料的折射率。
2.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述光出射表面是平面。
3.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述第一光入射表面具有凸状表面。
4.如权利要求1-3之一所述的透镜，其特征在于，所述透镜的材料为透明有机材料。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的透镜的制作方法，其特征在于，包括：
提供衬底基板，所述衬底基板包括第一基板表面和与所述第一基板表面相对的第二基板表面；
将所述第一基板表面设置为所述光出射表面；
利用光刻、压印、激光烧蚀和电子束直写工艺中至少之一者，在所述第二基板表面上形成所述第一光入射表面、第二光入射表面和碗形自由曲面。
6.一种背光面板，其特征在于，包括：
光源基板；
布置在所述光源基板上的多个光源；以及
多个如权利要求1-4任一项所述的透镜；每个所述透镜对应于所述多个光源之一。
7.如权利要求6所述的背光面板，其特征在于，还包括衬底基板，所述多个透镜整体地形成在所述衬底基板上。
8.如权利要求6或7所述的背光面板，其特征在于，还包括布置在所述多个透镜之间的填充材料；所述填充材料的折射率低于所述透镜的折射率。
9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求6-8任一项所述的背光面板和设置在所述背光面板出光侧的液晶显示面板。
10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，进一步包括布置在所述背光面板和所述液晶显示面板之间的光控制面板；所述光控制面板包括：
可调控型液晶透镜；
位于所述可调控型液晶透镜入光侧的第一偏光片；
确定单元，用于确定光控制面板的光出射方向；以及
控制单元，用于根据所述确定单元确定的光出射方向调控所述可调控型液晶透镜的液晶倾斜角度，从而控制光的行进达到所确定的出射方向。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述控制单元根据所述确定的光出射方向，调控所述可调控型液晶透镜每个区域中的一个或多个子区域中的电场，从而调控所述一个或多个子区域中的液晶的倾斜角度。
12.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述确定单元还包括：
用户位置采集模块，用于采集用户的当前位置信息；
所述确定单元根据所述用户位置采集模块采集的当前用户位置信息来确定所述光控制面板的光出射方向。
13.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述确定单元还包括：
光强度采集模块，用于采集环境的光强度信息；
所述确定单元根据所述光强度采集模块采集的光强度信息来确定所述光控制面板的光出射方向。
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