CN106681047B - 一种液晶显示面板、显示装置及其驱动方法 - Google Patents

一种液晶显示面板、显示装置及其驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种液晶显示面板、显示装置及其驱动方法，涉及显示技术领域，能够通过控制波导光栅的相关参数以及液晶层的折射率，以实现灰阶显示。该液晶显示面板，包括：相对设置的第一衬底基板、第二衬底基板、液晶层、像素电极层、公共电极层和波导光栅；液晶显示面板划分为多个像素单元，波导光栅由波导层，和位于波导层朝向液晶层一侧表面的光栅层组成，且光栅层与液晶层接触；像素电极层包括：位于每个亚像素中的多个相互绝缘的像素子电极，且每一光栅单元包括多个与像素子电极一一对应的光栅子单元；光栅层的折射率处于液晶层的工作折射率范围内，工作折射率范围的上限值小于波导层的折射率。

Description

一种液晶显示面板、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，尤其涉及一种液晶显示面板、显示装置及其驱动方法。
背景技术
现今显示市场中，LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示装置)和OLED(OrganicLight Emitting Diode，有机发光二极管)显示装置占据着主导地位。
随着显示技术的不断进步，以及用户对显示需求的不断提升，波导光栅显示作为一种新型的显示技术，以其高分辨率、高的光利用率、较快的相应速度、良好的显示效果等优点，成为近年来显示领域关注的热点。
发明内容
本发明的实施例提供一种液晶显示面板、显示装置及其驱动方法，能够通过控制波导光栅的相关参数以及液晶层的折射率，以实现灰阶显示。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
本发明实施例一方面提供一种液晶显示面板，包括：相对设置的第一衬底基板和第二衬底基板，以及位于所述第一衬底基板和所述第二衬底基板之间的液晶层和用于驱动所述液晶层的像素电极层和公共电极层；所述液晶显示面板划分为多个像素单元，所述像素单元包括第一原色亚像素、第二原色亚像素、第三原色亚像素，所述液晶显示面板还包括：位于所述液晶层与所述第一衬底基板之间的波导光栅，所述波导光栅由波导层，和位于所述波导层朝向所述液晶层一侧表面的光栅层组成，且所述光栅层与所述液晶层接触；其中，所述像素电极层包括：位于每个亚像素中的多个相互绝缘的像素子电极；所述光栅层包括：位于所述第一原色亚像素中的第一光栅单元，位于所述第二原色亚像素中的第二光栅单元，以及位于所述第三原色亚像素中的第三光栅单元，且每一光栅单元包括多个与所述像素子电极一一对应的光栅子单元；所述光栅层的折射率处于所述液晶层的工作折射率范围内，其中，所述工作折射率范围为所述液晶显示面板在工作状态下，所述液晶层折射率的取值构成的集合，所述工作折射率范围的上限值小于所述波导层的折射率。
进一步的，所述光栅单元中的多个光栅子单元两两光栅结构不同，所述光栅结构不同为：占空比、栅条高度、栅条横截面的形状、光栅区域的长度、以及光栅区域的宽度中的至少一项不同；其中，所述栅条横截面为沿所述栅条宽度方向上的截面。
进一步的，每一光栅单元包括与八个所述像素子电极一一对应的八个所述光栅子单元；其中，每一亚像素中的八个所述光栅子单元的标准灰阶值分别为：1阶、2阶、4阶、8阶、16阶、32阶、64阶、128阶，所述光栅子单元的标准灰阶为所述亚像素中仅该光栅子单元出光时，该亚像素的最大灰阶值。
进一步的，八个所述不同的光栅子单元呈一行八列，或者八行一列，或者四行两列分布，或者两行四列分布。
进一步的，所述液晶层的工作折射率范围由第一工作折射率和第二工作折射率构成，所述第一工作折射率或所述第二工作折射率与所述光栅层的折射率相同。
进一步的，所述第一工作折射率或所述第二工作折射率为所述液晶层的初始折射率；所述液晶层的初始折射率为所述液晶层未经所述像素电极层和所述公共电极层之间的电场驱动时的折射率。
进一步的，所述液晶显示面板还包括位于所述液晶层和所述第二衬底基板之间的彩膜层，所述彩膜层包括第一原色图案、第二原色图案、第三原色图案，所述第一原色图案位于所述第一原色亚像素中，所述第二原色图案位于所述第二原色亚像素中，所述第三原色图案位于所述第三原色亚像素中。
进一步的，所述第一光栅单元用于出射第一原色光线，所述第二光栅单元用于出射第二原色光线，所述第三光栅单元用于出射第三原色光线。
进一步的，所述第一光栅单元用于出射朝向观看位置的第一原色光线，所述第二光栅单元用于出射朝向观看位置的第二原色光线，所述第三光栅单元用于出射朝向观看位置的第三原色光线。
本发明实施例另一方面还提供一种显示装置，包括上述任一种液晶显示面板以及准直光源，所述准直光源位于所述液晶显示面板中波导层的侧面。
本发明实施例再一方面还提供一种应用于上述显示装置的驱动方法，其特征在于，包括：逐行扫描所述显示装置中的亚像素；当扫描一行亚像素时，按照每一亚像素的灰度值，向该行每一亚像素中的各像素子电极分别输入电压，以使得该亚像素按照所述灰度值显示。
进一步的，在所述液晶层的工作折射率范围由第一工作折射率和第二工作折射率构成，所述第一工作折射率或所述第二工作折射率与所述光栅层的折射率相同的情况下，所述按照每一亚像素的灰度值，向该行每一亚像素中的各像素子电极分别输入电压包括：根据每一亚像素的灰度值、以及该亚像素中各光栅子单元的标准灰阶向该亚像素中各像素子电极输入第一电压或第二电压，以使得各像素子电极对应位置液晶层在所述第一电压的驱动下折射率为所述第一工作折射率，或者在所述第二电压的驱动下折射率为所述第二工作折射率。
本发明实施例提供一种液晶显示面板、显示装置及其驱动方法，该液晶显示面板包括：相对设置的第一衬底基板和第二衬底基板，以及位于第一衬底基板和第二衬底基板之间的液晶层和用于驱动液晶层的像素电极层和公共电极层。该液晶显示面板划分为多个像素单元，像素单元包括第一原色亚像素、第二原色亚像素、第三原色亚像素。另外，该液晶显示面板还包括：位于液晶层与第一衬底基板之间的波导光栅，波导光栅由波导层，和位于波导层朝向液晶层一侧表面的光栅层组成，且光栅层与所述液晶层接触。
其中，上述像素电极层包括：位于每个亚像素中的多个相互绝缘的像素子电极；上述光栅层包括：位于第一原色亚像素中的第一光栅单元，位于第二原色亚像素中的第二光栅单元，以及位于第三原色亚像素中的第三光栅单元，且每一光栅单元包括多个与像素子电极一一对应的光栅子单元，且光栅层的折射率处于液晶层的工作折射率范围内，其中，工作折射率范围为液晶显示面板在工作状态下，液晶层折射率的取值构成的集合，工作折射率范围的上限值小于波导层的折射率。
由于每一亚像素中包括多个相互绝缘的像素子电极，且该亚像素中的光栅单元包括与多个相互绝缘的像素子电极一一对应的光栅子单元，这样一来，对于每一亚像素而言，通过控制不同像素子电极与公共电极层之间的电场强度，能够调整各像素子电极对应位置液晶层的折射率变化，进而可以通过液晶层折射率的不同，能够控制与各像素子电极对应位置的光栅子单元中出射的光线在该位置的液晶层处的透过率，从而实现该亚像素的灰阶显示。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种液晶显示面板的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种液晶显示面板的每一光栅单元中光栅子单元的分布示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种液晶显示面板的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种包括液晶显示面板的显示装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种显示装置的驱动方法的流程示意图。
附图标记：
10-第一衬底基板；100-像素单元；101-第一原色亚像素；102-第二原色亚像素；103-第三原色亚像素；20-第二衬底基板；30-液晶层；31-像素电极层；311-像素子电极；32-公共电极层；33-取向层；40-波导光栅；401-波导层；402-光栅层；4021-第一光栅单元；4022-第二光栅单元；4023-第三光栅单元；411-光栅子单元；50-彩膜层；501-第一原色图案；502-第二原色图案；503-第三原色图案；60-准直光源。
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，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种液晶显示面板，如图1所示，该液晶显示面板包括：相对设置的第一衬底基板10和第二衬底基板20，以及位于第一衬底基板10和第二衬底基板20之间的液晶层30和用于驱动液晶层30的像素电极层31和公共电极层32。该液晶显示面板划分为多个像素单元100，该像素单元100包括第一原色亚像素101、第二原色亚像素102、第三原色亚像素103，例如，红色亚像素、绿色亚像素、蓝色亚像素。
另外，如图1所示，上述液晶显示面板还包括：位于液晶层30与第一衬底基板10之间的波导光栅40，该波导光栅40由波导层401，和位于波导层401朝向液晶层30一侧表面的光栅层402组成，且该光栅层402与液晶层30接触，这样一来，当通过调整施加在像素电极层31和公共电极层32上的电信号，能够驱动液晶层30中液晶分子偏转以使得液晶层30的折射率发生变化，从而可以控制该液晶层30的折射率与光栅层402的折射率的异同以及差值大小。
在此基础上，如图1所示，上述像素电极层包括：位于每个亚像素中的多个相互绝缘的像素子电极311；上述光栅层402包括：位于第一原色亚像素101中的第一光栅单元4021，位于第二原色亚像素102中的第二光栅单元4022，以及位于第三原色亚像素103中的第三光栅单元4023，且每一光栅单元包括多个与上述像素子电极311一一对应的光栅子单元411。此外，上述光栅层402的折射率处于液晶层30的工作折射率范围内，其中，该工作折射率范围为液晶显示面板在工作状态下，液晶层30的折射率的取值构成的集合，并且该工作折射率范围的上限值小于波导层401的折射率。
需要说明的是，第一，上述光栅层402的折射率处于液晶层30的工作折射率范围内是指，该光栅层402的折射率可以为该液晶层30的工作折射率范围中除上限值和下限值以外的数值，也可以是该液晶层30的工作折射率范围中上限值或下限值，即该光栅层402的折射率可以为液晶层30的折射率的取值构成的集合中的任一数值，本发明对此不作限定。
第二、上述工作折射率范围的上限值小于波导层401的折射率，是为了满足波导光栅40中波导层201相邻的介质层的折射率小于该波导层201的折射率，以满足该波导光栅40能够正常输出光线。
第三、上述位于波导层401朝向液晶层30一侧表面的光栅层402，可以是设置于波导层401上表面的刻痕结构，即波导层401与光栅层402为一体结构；也可以为与波导层401相互独立的结构；只要保证光栅层402的栅条与栅条之间的缝隙之间的部分对光的折射率不同即可，本发明对此不作限定。
第四、本发明中液晶层30可以选用蓝相液晶，也可以选用相列向液晶，即棒状的液晶分子结构。当选用相列向液晶的情况下，如图1所示，需要在液晶层30靠近第二衬底基板20的一侧设置取向层33，以保证液晶层分子具有初始配向。以下实施例均是以相列向液晶为例对本发明做进一步的说明。
第五、上述用于驱动液晶层30的像素电极层31和公共电极层32可以如图1所示，位于液晶层30的两侧，也可以像素电极层31和公共电极层32均位于液晶层30的同一侧，像素电极层31为条状电极，公共电极32为面状电极，且像素电极层31相对于公共电极32更靠近液晶层30；还可以是像素电极层31和公共电极层32为同层间隔设置的条状电极，本发明对此不作限定，只要能够保证通过像素电极层31和公共电极层32驱动液晶层30的液晶分子发生偏转，以调整液晶层30的折射率即可，以下实施例均是以像素电极层31和公共电极层32位于液晶层30的两侧为例，对本发明做进一步的说明。
另外，该发明中液晶层30的厚度相对较低，这样一来，通过像素电极层31和公共电极层32驱动液晶层30的响应速度相对较快，从而有利于画面的显示。同时，波导光栅40中光栅层402可以做到纳米量级，从而使得该液晶显示面板易于实现高分辨率的画面显示。
综上所述，由于每一亚像素中包括多个相互绝缘的像素子电极，且该亚像素中的光栅单元包括与多个相互绝缘的像素子电极一一对应的光栅子单元，这样一来，对于每一亚像素而言，通过控制不同像素子电极与公共电极层之间的电场强度，能够调整各像素子电极对应位置液晶层的折射率变化，进而可以通过液晶层折射率的不同，能够控制与各像素子电极对应位置的光栅子单元中出射的光线在该位置的液晶层处的透过率，从而实现该亚像素的灰阶显示。
以下对上述实现亚像素的灰阶显示的具体方式做进一步的说明。
例如，当调整施加在光栅子单元411对应位置像素子电极311为第一电压时(其中，公共电极32一般施加以恒定电压)，该液晶层30的折射率与光栅层402的折射率相同，此时，从该光栅子单元411出射的光线无法透过液晶层30；当调整施加在光栅子单元411对应位置像素子电极311为第二电压时，该液晶层30的折射率与光栅层402的折射率不相同，从该光栅子单元411出射的光线能够透过液晶层30。
这样一来，可以通过控制亚像素中每个光栅子单元出射的光线，能否正常透过液晶层，以控制出射光线能够正常透出显示面板的光栅子单元的个数，从而实现该亚像素的不同亮度，即不同的灰阶显示。
又例如，当调整施加在光栅子单元411对应位置像素子电极311为第一电压时，该液晶层30的折射率与光栅层402的折射率相同，此时，从该光栅子单元411出射的光线无法透过液晶层30；当调整施加在光栅子单元411对应位置像素子电极311为第二电压时，该液晶层30的折射率与光栅层402的折射率差值最大，从该光栅子单元411出射的光线从液晶层30的透过率最高；当调整施加在光栅子单元411对应位置像素子电极311位于第一电压和第二电压之间时，调整液晶层30的折射率与光栅层402的折射率的差值大小，从而控制该光栅子单元411出射的光线从液晶层30的透过率大小。
这样一来，通过结合液晶层的折射率与光栅层的折射率差值大小，控制每个光栅子单元出射的光线能否正常透过液晶层，还可以控制从每个光栅子单元出射的光线从液晶层的透过率，从而实现该亚像素的不同亮度，即不同的灰阶显示。
另外，对于上述两种灰阶显示方式，每一光栅单元中的多个光栅子单元411可以完全相同；也可以不同，例如，每一光栅单元中多个光栅子单元411两两光栅结构不同，以使得多个光栅子单元411的出光亮度不同，或者出光面积不同，本发明对此不作限定。
进一步的，对于上述光栅单元中的多个光栅子单元411两两光栅结构不同，具体的，光栅结构不同为：占空比、栅条高度、栅条横截面的形状、光栅区域的长度、以及光栅区域的宽度中的至少一项不同。
需要说明的是，上述光栅单元中的多个光栅子单元411，可以是仅通过设置占空比、栅条高度、栅条横截面的形状一个参数不同，以使得多个光栅子单元411的出光亮度不同，进而使得多个光栅子单元411的出光量不同；也可以是仅通过设置光栅区域的长度、以及光栅区域的宽度中的一个参数，以使得多个光栅子单元411的出光面积不同，进而使得多个光栅子单元411的出光量不同；当然还可以是同时通过占空比、栅条高度、栅条横截面的形状、光栅区域的长度、以及光栅区域的宽度中至少两个参数以使得多个光栅子单元411的出光量不同。
此外，上述栅条横截面是指沿栅条宽度方向上的截面。在具体的设置中，可以选择设置栅条横截面为梯形、矩形、半圆弧形等，以及选择不同的半圆弧形的弧度，以使得多个光栅子单元411的出光亮度不同。
同时，对于上述光栅区域的长度以及光栅区域的宽度的设置，可以在制作过程中直接制作出不同光栅区域的长度和/或宽度；也可以是直接制作出整层连续的光栅结构，然后通过在该光栅结构上覆盖黑矩阵图案，由于被黑矩阵覆盖的位置光线无法透过，而未覆盖黑矩阵的位置光线能够正常透过，这样一来，可以通过设计黑矩阵图案的形状，以满足不同光栅区域的长度以及光栅区域的宽度的设置。
在此基础上，本发明优选的，每一光栅单元包括与八个像素子电极311一一对应的八个光栅子单元411，其中，每一亚像素中的八个光栅子单元411的标准灰阶值分别为：1阶、2阶、4阶、8阶、16阶、32阶、64阶、128阶，光栅子单元的标准灰阶为亚像素中仅该光栅子单元411出光时，该亚像素的最大灰阶值。
具体的，上述每一亚像素中的光栅单元包括的与八个像素子电极311一一对应的八个光栅子单元411的分布情况，可以如图2所示，是四行两列分布，也可以是两行四列分布，还可以是八行一列分布，还可以是一行八列分布，本发明对此不作限定，可以根据实际的需要进行选择设计。
在此基础上，本发明优选的，前述液晶层30的工作折射率范围由第一工作折射率N1和第二工作折射率N2构成，且第一工作折射率N1或第二工作折射率N2与光栅层402的折射率相同。
具体的，当第一工作折射率N1与光栅层402的折射率相同时，第二工作折射率N2与光栅层402的折射率不同，即N1≠N2；在此情况下，当像素子电极311对应位置的液晶层30的折射率为第一工作折射率N1时，与该像素子电极311对应的光栅子单元411射出的光线不能透过该液晶层30进行正常显示；当液晶层30的折射率为第二工作折射率N2时，与该像素子电极311对应的光栅子单元411射出的光线能够透过该液晶层30进行正常显示。这样一来，通过驱动每一像素子电极311对应位置的液晶层30的折射率为第一工作折射率N1或者第二工作折射率N2，从而能够实现光栅单元中的每一光栅子单元411射出光线能否正常透过液晶层。
以下以上述每一光栅单元包括与八个像素子电极311一一对应的八个光栅子单元411，且每一亚像素中的八个光栅子单元411的标准灰阶值分别为：1阶、2阶、4阶、8阶、16阶、32阶、64阶、128阶为例，对该液晶显示面板实现不同灰阶显示的原理做进一步的说明。
示意的，以上述标准灰阶值为1阶、2阶、4阶、8阶、16阶、32阶、64阶、128阶的八个光栅子单元411分别为第一光栅子单元、第二光栅子单元、第三光栅子单元、第四光栅子单元、第五光栅子单元、第六光栅子单元、第七光栅子单元、第八光栅子单元为例，这样一来，当需要实现1阶(L1)、2阶(L2)、4阶(L4)、8阶(L8)、16阶(L16)、32阶(L32)、64阶(L64)或128阶(L128)的显示时，只需要单独驱动第一光栅子单元、第二光栅子单元、第三光栅子单元、第四光栅子单元、第五光栅子单元、第六光栅子单元、第七光栅子单元或第八光栅子单元对应位置的像素子电极311，以使得对应位置液晶层30的折射率为上述第二折射率N2，即可满足上述灰阶的显示；当需要实现255阶(L255)的显示时，可以同时驱动第一光栅子单元、第二光栅子单元、第三光栅子单元、第四光栅子单元、第五光栅子单元、第六光栅子单元、第七光栅子单元和第八光栅子单元对应位置的像素子电极311，以使得对应位置液晶层30的折射率为上述第二折射率N2，即可满足255阶的显示(1+2+4+8+16+32+64+128＝255)；当需要实现20阶(L20)的显示时，可以同时驱动第三光栅子单元(对应4阶)和第五光栅子单元(对应16阶)，以使得对应位置液晶层30的折射率为上述第二折射率N2，即可满足20阶的显示；对于需要0阶(L0)的显示时，可以同时驱动所述光栅子单元对应位置的像素子电极311，以使得对应位置液晶层30的折射率为上述第一折射率N1，各光栅子单元射出的光线无法透过液晶层30，即可满足0阶的显示；同样的道理，采用上述方法可以实现0～255阶中的任一灰阶显示，此处不再赘述。
当然上述仅是以当第一工作折射率N1与光栅层402的折射率相同时，第二工作折射率N2与光栅层402的折射率不同为例进行说明的，同样对于第二工作折射率N2与光栅层402的折射率相同时，第一工作折射率N1与光栅层402的折射率不同，与上述的灰阶显示原理相同此处不再赘述。
另外，每一光栅单元包括与九个像素子电极311一一对应的九个光栅子单元411，且每一亚像素中的九个光栅子单元411的标准灰阶分别为：1阶、2阶、4阶、8阶、16阶、32阶、64阶、128阶、256阶，在此情况下，以实现0～511阶中的任一灰阶显示，具体灰阶显示与上述0～255阶显示相同，此处不再赘述。当然还可以对光栅单元做更进一步的细分，以满足更精细的灰度调节。
更进一步的，为例便于灰阶控制以及降低能耗，本发明优选的，上述第一工作折射率N1或第二工作折射率N2为液晶层30的初始折射率，其中，液晶层30的初始折射率为液晶层30未经像素电极层31和公共电极层32之间的电场驱动时的折射率，即液晶层30在未施加电场的情况下的折射率。
具体的，以第一工作折射率N1为液晶层30的初始折射率为例，可以选取波导层401的折射率为2.0，光栅层402的折射率为1.5，液晶层30的初始折射率与光栅层402的折射率相同为1.5，即N1＝1.5，该当液晶层30经像素电极层31和公共电极层32之间的电场驱动时的第二工作折射率N2＝1.8，这样一来，当需要某一像素子电极311对应位置光栅子单元411射出的光线正常透过液晶层30时，可以在通过在该像素子电极311上施加电信号以驱动该位置的液晶层30的折射率为第二工作折射率N2即可，当需要某一像素子电极311对应位置光栅子单元411射出的光线不能正常透过液晶层30时，则不需要在该像素子电极311上施加电信号，保持该液晶层30的初始折射率与光栅层402的折射率相同，光线无法正常透过对应位置的液晶层30。此处，仅是以液晶层30的折射率在电场驱动下增大为例进行举例说明的，实际中也可以选择液晶层30的折射率在电场驱动下减小的液晶，本发明对此不作限定。
当然，上述仅是以该初始折射率与光栅层402的折射率相同为例进行说明的，实际中，也可以选择液晶层30的初始折射率与光栅层402的折射率不同，即第一工作折射率N1与光栅层402的折射率不同，而第二工作折射率N2与光栅层402的折射率相同，也即液晶层30的在不施加电场的情况下与光栅层402的折射率不同，而通过施加电场驱动液晶层30的折射率与光栅层402的折射率相同。
上述举例仅是以第一工作折射率N1为液晶层30的初始折射率进行举例说明的，当然也可以是第二工作折射率N2为液晶层30的初始折射率，原理同上，此处不再赘述。
以下对本发明中液晶显示面板划分为多个像素单元，该像素单元包括第一原色亚像素、第二原色亚像素、第三原色亚像素做进一步的说明。
例如，对于从第一光栅单元4021、第二光栅单元4022以及第三光栅单元4023中出射的光线为混色光的情况下，如图3所示，该液晶显示面板需要在液晶层30和第二衬底基板20之间设置彩膜层50，且该彩膜层50包括第一原色图案501、第二原色图案502、第三原色图案503，例如红色彩膜图案、绿色彩膜图案、蓝色彩膜图案；其中，第一原色图案501位于第一原色亚像素101中，第二原色图案502位于第二原色亚像素102中，第三原色图案503位于第三原色亚像素103中。
这样一来，位于第一原色亚像素101中的第一光栅单元4021发出的混色光透过第一原色图案501为第一原色光，位于第二原色亚像素102中的第二光栅单元4022发出的混色光透过第二原色图案502为第二原色光，位于第三原色亚像素103中的第三光栅单元4023发出的混色光透过第三原色图案502为第三原色光，从而可以实现不同色彩的显示。
又例如，由于波导光栅通过设置光栅周期即可实现给定波长的光线在给定方向的出射，则第一光栅单元4021、第二光栅单元4022以及第三光栅单元4023通过光栅周期的设定即可在给定方向上出射给定颜色的光线，具体原理如下：
从波导光栅中输出的光线中，对应光线波长λ与该输出光线的出光方向与面板平面法线的夹角θ满足2π/λNm＝πλncsinθ+qπΛ的相匹配关系，其中Λ为光栅周期，nc为波导上方介质层的折射率，q以及Nm均为已知参数，从而可以通过设置光栅周期Λ，使得各光栅单元能够实现给定波长的光线在给定方向的出射。
如图1所示，通过设置第一光栅单元4021、第二光栅单元4022以及第三光栅单元4023中的光栅周期Λ从而实现第一原色亚像素101出射第一原色光线，第二原色亚像素102出射第二原色光线，第三原色亚像素103出现第三原色光线，而无需设置彩膜层。
此处需要说明的是，图1是以输出光线的出光方向与面板平面法线的夹角θ为90°为例进行说明，当然也可以设置θ为其他角度，例如60°，此时各亚像素中的层间对应关系也为60°倾斜对应关系。
更进一步的，为了实现近眼的光场显示，同样可以通过设置各光栅单元的光栅周期Λ，以使得第一光栅单元4021用于出射朝向观看位置的第一原色光线，第二光栅单元4022用于出射朝向观看位置的第二原色光线，第三光栅单元4023用于出射朝向观看位置的第三原色光线。
本发明实施例还提供一种显示装置，如图4所示，该显示装置包括上述的任一种液晶显示面板以及准直光源60，该准直光源60位于液晶显示面板中波导层401的侧面，具有与前述实施例提供的液晶显示面板相同的结构和有益效果。由于前述实施例已经对液晶显示面板的结构和有益效果进行了详细的描述，此处不再赘述。
需要说明的是，上述准直光源60可以由红、绿、蓝三色的半导体激光器芯片制成，也可由红、绿、蓝三色的发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)芯片经过准直、扩束后制成，还可以由白光LED芯片经过准直、扩束后制成，或者由条状的冷阴极荧光灯管(ColdCathode Fluorescent Lamp，简称CCFL)加一些光线准直结构制成，本发明对此不作限定；当然也可以选用非准直光源，本发明中为了提高光的利用率，优选的采用准直光源。
本发明实施例还提供一种应用于上述显示装置的驱动方法，如图5所示，该驱动方法包括：
步骤S101、逐行扫描该显示装置中的亚像素。
步骤S102、当扫描一行亚像素时，按照每一亚像素的灰度值，向该行每一亚像素中的各像素子电极分别输入电压，以使得该亚像素按照灰度值显示。
这样一来，对于每一亚像素而言，通过控制不同像素子电极与公共电极层之间的电场强度，能够调整各像素子电极对应位置液晶层的折射率变化，进而可以通过液晶层折射率的不同，能够控制与各像素子电极对应位置的光栅子单元中出射的光线在该位置的液晶层处的透过率，从而实现该亚像素按照预设的灰度值进行显示。
进一步的，在液晶层30的工作折射率范围由第一工作折射率N1和第二工作折射率N2构成，第一工作折射率N1或第二工作折射率N2与光栅层402的折射率相同的情况下，上述步骤S102中按照每一亚像素的灰度值，向该行每一亚像素中的各像素子电极311分别输入电压具体包括：
根据每一亚像素的灰度值、以及该亚像素中各光栅子单元411的标准灰阶向该亚像素中各像素子电极311输入第一电压或第二电压，以使得各像素子电极311对应位置液晶层30在第一电压的驱动下折射率为第一工作折射率N1，或者在第二电压的驱动下折射率为第二工作折射率N2。
这样一来，通过驱各像素子电极311对应位置的液晶层30的折射率为第一工作折射率N1或者第二工作折射率N2，从而能够实现光栅单元中的各光栅子单元411射出光线能否正常透过液晶层，从而实现各亚像素按照预设的灰度值进行正常显示。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种液晶显示面板，包括：相对设置的第一衬底基板和第二衬底基板，以及位于所述第一衬底基板和所述第二衬底基板之间的液晶层和用于驱动所述液晶层的像素电极层和公共电极层；所述液晶显示面板划分为多个像素单元，所述像素单元包括第一原色亚像素、第二原色亚像素、第三原色亚像素，其特征在于，所述液晶显示面板还包括：
位于所述液晶层与所述第一衬底基板之间的波导光栅，所述波导光栅由波导层，和位于所述波导层朝向所述液晶层一侧表面的光栅层组成，且所述光栅层与所述液晶层接触；
其中，所述像素电极层包括：位于每个亚像素中的多个相互绝缘的像素子电极；
所述光栅层包括：位于所述第一原色亚像素中的第一光栅单元，位于所述第二原色亚像素中的第二光栅单元，以及位于所述第三原色亚像素中的第三光栅单元，且每一光栅单元包括多个与所述像素子电极一一对应的光栅子单元；
所述光栅层的折射率处于所述液晶层的工作折射率范围内，其中，所述工作折射率范围为所述液晶显示面板在工作状态下，所述液晶层折射率的取值构成的集合，所述工作折射率范围的上限值小于所述波导层的折射率；
其中，所述光栅单元中的多个光栅子单元两两标准灰阶值不同；所述光栅子单元的标准灰阶值为所述亚像素中仅该光栅子单元出光时，该亚像素的最大灰阶值；
所述液晶层的工作折射率范围由第一工作折射率和第二工作折射率构成，所述第一工作折射率或所述第二工作折射率与所述光栅层的折射率相同。
2.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述光栅单元中的多个光栅子单元两两光栅结构不同，所述光栅结构不同为：占空比、栅条高度、栅条横截面的形状、光栅区域的长度、以及光栅区域的宽度中的至少一项不同；
其中，所述栅条横截面为沿所述栅条宽度方向上的截面。
3.根据权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于，每一光栅单元包括与八个所述像素子电极一一对应的八个所述光栅子单元；
其中，每一亚像素中的八个所述光栅子单元的标准灰阶值分别为：1阶、2阶、4阶、8阶、16阶、32阶、64阶、128阶。
4.根据权利要求3所述的液晶显示面板，其特征在于，八个不同的所述光栅子单元呈一行八列，或者八行一列，或者四行两列分布，或者两行四列分布。
5.根据权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一工作折射率或所述第二工作折射率为所述液晶层的初始折射率；
所述液晶层的初始折射率为所述液晶层未经所述像素电极层和所述公共电极层之间的电场驱动时的折射率。
6.根据权利要求1-5任一项所述的液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板还包括位于所述液晶层和所述第二衬底基板之间的彩膜层，所述彩膜层包括第一原色图案、第二原色图案、第三原色图案，所述第一原色图案位于所述第一原色亚像素中，所述第二原色图案位于所述第二原色亚像素中，所述第三原色图案位于所述第三原色亚像素中。
7.根据权利要求1-5任一项所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一光栅单元用于出射第一原色光线，所述第二光栅单元用于出射第二原色光线，所述第三光栅单元用于出射第三原色光线。
8.根据权利要求7所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一光栅单元用于出射朝向观看位置的第一原色光线，所述第二光栅单元用于出射朝向观看位置的第二原色光线，所述第三光栅单元用于出射朝向观看位置的第三原色光线。
9.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的液晶显示面板以及准直光源，所述准直光源位于所述液晶显示面板中波导层的侧面。
10.一种应用于权利要求9所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，包括：
逐行扫描所述显示装置中的亚像素；
当扫描一行亚像素时，按照每一亚像素的灰度值，向该行每一亚像素中的各像素子电极分别输入电压，以使得该亚像素按照所述灰度值显示。
11.根据权利要求10所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，在所述液晶层的工作折射率范围由第一工作折射率和第二工作折射率构成，所述第一工作折射率或所述第二工作折射率与所述光栅层的折射率相同的情况下，所述按照每一亚像素的灰度值，向该行每一亚像素中的各像素子电极分别输入电压包括：
根据每一亚像素的灰度值、以及该亚像素中各光栅子单元的标准灰阶值向该亚像素中各像素子电极输入第一电压或第二电压，以使得各像素子电极对应位置液晶层在所述第一电压的驱动下折射率为所述第一工作折射率，或者在所述第二电压的驱动下折射率为所述第二工作折射率。
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