CN109742256A - 一种显示面板及驱动方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种显示面板及驱动方法、显示装置，其中显示面板包括依次层叠设置的基板、发光结构层、相位调制层以及反射层；相位调制层，用于对来自发光结构层的第一光线进行相位调制，得到第二光线；反射层，用于对入射至反射层的第二光线进行反射。其中，发光结构层发出第一光线并入射至相位调制层，相位调制层对第一光线进行相位调制得到第二光线，第二光线经反射层反射后射出显示面板，实现全息显示。本申请提供的显示面板不需要设置背光源以及庞大的光学系统即可实现全息显示，从而可以减小全息显示器的体积，实现轻薄化。

Description

一种显示面板及驱动方法、显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种显示面板及驱动方法、显示装置。

背景技术

随着显示技术的不断发展，三维显示技术也日渐成为研究的热点。相对于传统的二维显示技术，三维显示技术可呈现出更加真实、更加立体的画面，从而可提高人们对信息获取、处理、传递以及人机交互的准确度和效率。

全息显示技术被认为是实现3D显示的最终方案。现有的全息显示的背光都采用激光光源或发光二极管(Light Emitting Diode，LED)光源加扩束准直透镜对光源进行扩束准直，以照亮整个空间光调制器。

现有技术由于背光源的设置以及很多光学部件组成的庞大光学系统，导致显示装置的整体体积较大。

发明内容

本发明提供及一种显示面板及驱动方法、显示装置，以实现全息显示器的轻薄化。

为了解决上述问题，本发明公开了一种显示面板，包括依次层叠设置的基板、发光结构层、相位调制层以及反射层；

所述相位调制层，用于对来自所述发光结构层的第一光线进行相位调制，得到第二光线；

所述反射层，用于对入射至所述反射层的第二光线进行反射。

可选地，所述相位调制层包括层叠设置的光栅层和第一介质层，所述光栅层靠近所述发光结构层设置，所述第一介质层的折射率可调节。

可选地，第一介质层的材质为电光晶体，所述显示面板还包括：

驱动模块，与所述第一介质层耦接，用于向所述第一介质层施加外界电场，以调节所述第一介质层的折射率。

可选地，所述光栅层包括多个等宽且等间距排布的条状部，所述条状部的材质为金属或绝缘介质。

可选地，所述反射层的材质为金属。

可选地，所述发光结构层包括：

层叠设置在所述基板上的栅极、栅极绝缘层和有机半导体发光层，所述栅极靠近所述基板设置；

设置在所述半导体发光层背离所述基板一侧分立的源极和漏极；以及

设置在所述源极、所述漏极以及所述半导体发光层背离所述基板一侧的第二介质层。

可选地，所述栅极为镂空结构。

可选地，所述发光结构层包括：

层叠设置在所述基板上的第一电极层、有机发光层、第二电极层以及第三介质层，其中，所述第一电极层靠近所述基板设置。

为了解决上述问题，本发明还公开了一种显示装置，所述显示装置包括任一实施例所述的显示面板。

为了解决上述问题，本发明还公开了一种显示方法，应用于任一实施例所述的显示面板，所述显示方法包括：

控制所述发光结构层出射第一光线；

控制所述相位调制层对所述第一光线进行相位调制，得到第二光线；所述反射层对入射至所述反射层的第二光线进行反射。

可选地，当所述第一介质层的材质为电光晶体，所述显示面板还包括驱动模块时，所述控制所述相位调制层对所述第一光线进行相位调制，得到第二光线的步骤，包括：

向所述第一介质层施加外界电场，以调节所述第一介质层的折射率，对所述第一光线进行相位调制，得到第二光线。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

本申请提供了一种显示面板及驱动方法、显示装置，其中显示面板包括依次层叠设置的基板、发光结构层、相位调制层以及反射层；相位调制层，用于对来自发光结构层的第一光线进行相位调制，得到第二光线；反射层，用于对入射至反射层的第二光线进行反射。其中，发光结构层发出第一光线并入射至相位调制层，相位调制层对第一光线进行相位调制得到第二光线，第二光线经反射层反射后射出显示面板，实现全息显示。本申请提供的显示面板不需要设置背光源以及庞大的光学系统即可实现全息显示，从而可以减小全息显示器的体积，实现轻薄化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请一实施例提供的一种显示面板的剖面结构示意图；

图2示出了本申请一实施例提供的一种相位调制层的剖面结构示意图；

图3示出了本申请一实施例提供的一种发光结构层的剖面结构示意图；

图4示出了本申请一实施例提供的另一种发光结构层的剖面结构示意图；

图5示出了本申请一实施例提供的一种显示面板具体实现方式的剖面结构示意图；

图6示出了本申请一实施例提供的一种显示面板的信号控制示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本申请一实施例提供了一种显示面板，参照图1，该显示面板可以包括依次层叠设置的基板10、发光结构层11、相位调制层12以及反射层13；相位调制层12，用于对来自发光结构层11的第一光线进行相位调制，得到第二光线；反射层13，用于对入射至反射层13的第二光线进行反射。

具体的，基板10可以为玻璃基板、柔性基板等。

发光结构层11可以包括有机发光二极管OLED(Organic Light-Emitting Diode)等能够进行自发光的结构器件。

一种发光结构层11例如可以包括层叠设置在基板10上的栅极、栅极绝缘层和有机半导体发光层，栅极靠近基板10设置；设置在半导体发光层背离基板10一侧分立的源极和漏极；以及设置在源极和漏极背离基板10一侧的第二介质层。另一种发光结构层11例如可以包括层叠设置在基板10上的第一电极层、有机发光层、第二电极层以及第三介质层，其中，第一电极层靠近基板10设置。发光结构层11的具体结构后续实施例会详细介绍。

相位调制层12例如可以为电光调制器等能够对入射至相位调制层12的光线进行相位调制的器件。

反射层13例如可以为金属层等可以对入射至反射层13的光线进行反射的结构。

本实施例提供的显示面板，其中发光结构层发出第一光线并入射至相位调制层，相位调制层对第一光线进行相位调制得到第二光线，第二光线经反射层反射后射出显示面板，实现全息显示。本申请提供的显示面板不需要设置背光源以及庞大的光学系统即可实现全息显示，从而可以减小全息显示器的体积，实现轻薄化。

其中，相位调制层12的空间光分辨率决定全息显示视场角的大小。商业化的硅基液晶LCOS(Liquid Crystal on Silicon)是通过液晶的光程差实现相位调制，发明人发现随着像素尺寸和像素间距的减小，由于LCOS中相邻像素之间的电场相互干扰，产生的边缘场效应会增强，使得LCOS的相位调制能力下降，这种机制不利于像素尺寸的进一步缩小以达到全息显示所需要的空间带宽。

为了达到全息显示所需要的空间带宽，参照图2，相位调制层12可以包括层叠设置的光栅层121和第一介质层122，光栅层121靠近发光结构层11设置，第一介质层122的折射率可调节。

其中，光栅层121可以包括多个等宽且等间距排布的条状部，条状部的材质为金属或绝缘介质。条状部的宽度和间距例如可以为可见光波长范围。具体的条状部宽度和间距均可以根据实际应用情况确定。

一种实现方式中，第一介质层122的材质可以为电光晶体，如铌酸锂晶体(LiNb03)、砷化稼晶体(GaAs)以及钽酸锂晶体(LiTa03)等。此时显示面板还可以包括：驱动模块14，与第一介质层122耦接，用于向第一介质层122施加外界电场，以调节第一介质层122的折射率。

具体地，驱动模块14可以包括公共电极和像素电极，公共电极和像素电极可以设置在第一介质层122的两侧(如图5中的左右两侧)，通过TFT电寻址向第一介质层122施加电压，驱动模块14可以单独控制每个像素中第一介质层122两端的电压。

通过控制驱动模块14向第一介质层122施加外界电场，可以改变第一介质层122的介电常数ε，由于折射率ε为介电常数，μ为磁导率，一般无机电介质的磁导率为1，所以因此，通过介电常数ε的变化可以实现调节第一介质层122的折射率n。第一介质层122的折射率变化，引起通过第一介质层122的光波的光程差的变化，从而实现实时动态调控光的相位，从而实现动态全息显示。

需要说明的是，本实现方式是通过在第一介质层122上施加外界电场实现折射率的调节，在实际应用中调节第一介质层的折射率的方式并不仅限于此，例如还可以通过改变第一介质层122的密度或温度等实现折射率的调节。

第一介质层122与光栅层121配合可以更精确地实现相位调控，光栅层121的制作工艺可以包括全息光刻工艺、电子束直写曝光技术、纳米压印技术和X射线光刻等。纳米压印制备过程为：首先制备纳米压印的模板，然后通过热压将模板压印到光栅材料层上的光刻胶中，接着再通过降温脱模及反应氧离子刻蚀掉残留层即可得到光刻胶上的图形。最后再次利用离子束刻蚀就可将光栅槽型转移到光栅材料层中，从而形成光栅层121。

本实施例提供的相位调制层12结构，通过改变第一介质层122的折射率可以实现实时动态调控光的相位，可以在亚波长尺度上对入射光波场的相位进行调制。采用该相位调制层12结构的显示面板，理论上像素尺寸可以接近光波长尺度(如可见光波长250nm-750nm)，达到全息显示所需要的空间带宽。本实施例提供的显示面板的分辨率可以比LCOS更高，容易实现多个视角下的3D画面显示，可以为全息显示提供足够的3D视角。

一种实现方式中，参照图3，发光结构层11可以包括：层叠设置在基板10上的第一电极层31、有机发光层32、第二电极层33以及第三介质层34，其中，第一电极层31靠近基板10设置。

其中有机发光层32可以包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层及电子注入层等有机薄膜。

另一种实现方式中，参照图4，发光结构层11可以包括：层叠设置在基板10上的栅极41、栅极绝缘层42和有机半导体发光层43，栅极41靠近基板10设置；设置在半导体发光层43背离基板10一侧分立的源极44和漏极45；以及设置在源极44、漏极45以及有机半导体发光层43背离基板10一侧的第二介质层46。

其中栅极41、栅极绝缘层42、有机半导体发光层43、源极444和漏极45构成有机场效应发光晶体管(LEOFET)，电荷转移发生在有机半导体发光层43的水平面(水平电场)内并且受场效应驱动发生转移。在场效应发光晶体管中，源极44和漏极45之间的电流由栅极41控制，这样有机半导体发光层43中的载流子的聚集和湮灭就发生在有机半导体发光层43/栅极绝缘层42的界面。栅极41的电压为有机半导体发光层43中的载流子提供控制，聚集的电荷就可以进入更深的势阱，因此图4所示发光结构层11的载流子有效迁移率更大，比图3示出的传统OLED(垂直电场)的载流子迁移率高几个数量级。

其中，栅极41的材质可以为金属。为了提高透光率，栅极41的材质可以为ITO等透明材质。为了进一步提高显示面板的透光率，栅极41可以为镂空结构，参照图5。

栅极绝缘层42可以为SiNx等材料，目的是将栅极41和有机半导体发光层43隔开。

参照图5示出了一种显示面板具体实现方式的剖面结构图，下面结合图5介绍该显示面板的实际工作过程。

分别向发光结构层11的源极44、漏极45和栅极41施加电压，有机半导体发光层43中产生电荷载流子，载流子在场效应的作用下迁移并且在有机半导体发光层43/栅极绝缘层42界面复合发光i_int，i_int入射到相位调制层12进行相位调制，由反射层13反射回一束相位调制后的光i_ref。

相位调制层12的工作过程：控制驱动模块14向第一介质层122施加外界电场，以调节第一介质层122的折射率。第一介质层122的折射率受电压的控制可以随意改变，也就是说相位调制层12可以在[0，2π]范围内调制入射光的相位，实现动态的全息显示。

为了实现彩色全息显示，发光结构层11可以发出R/G/B光色(光色由有机半导体发光层43的材料决定)，并且通过源极44、漏极45和栅极41上的电压可以控制发光强度(光强)。图5示出的为显示面板的一个亚像素单元，彩色全息显示面板包括多个像素单元，每个像素单元由三个亚像素单元构成，通过对每个亚像素单元的光强和光色控制达到彩色显示的效果。通过控制每个亚像素单元中第一介质层122的电压，改变第一介质层122的折射率，调制三个亚像素发光的相位，所需调制的相位由需要显示的全息图像决定。

如图6所示，所需显示的全息图像被分成光强色度数据和相位分布数据，根据光强色度数据转化成电信号控制发光结构层11发光，根据相位分布数据转化为电信号控制第一介质层122的折射率，最终实现动态彩色全息显示。

本申请另一实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括任一实施例所述的显示面板。

需要说明的是，本实施例中的显示装置可以为：显示面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、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。

本申请另一实施例还提供了一种显示方法，应用于任一实施例所述的显示面板，该显示方法可以包括：控制发光结构层出射第一光线；控制相位调制层对第一光线进行相位调制，得到第二光线；反射层对入射至反射层的第二光线进行反射。

当第一介质层的材质为电光晶体，显示面板还包括驱动模块时，控制相位调制层对第一光线进行相位调制，得到第二光线的步骤，具体可以包括：

向第一介质层施加外界电场，以调节第一介质层的折射率，对第一光线进行相位调制，得到第二光线。

本发明实施例提供的显示方法与上述显示面板实施例的工作过程或原理相同，为避免重复，这里不再赘述。

本申请提供了一种显示面板及驱动方法、显示装置，其中显示面板包括依次层叠设置的基板、发光结构层、相位调制层以及反射层；所述相位调制层，用于对来自所述发光结构层的第一光线进行相位调制，得到第二光线；所述反射层，用于对入射至所述反射层的第二光线进行反射。其中，发光结构层发出第一光线并入射至相位调制层，相位调制层对第一光线进行相位调制得到第二光线，第二光线经反射层反射后射出显示面板，实现全息显示。本申请提供的显示面板不需要设置背光源以及庞大的光学系统即可实现全息显示，从而可以减小全息显示器的体积，实现轻薄化。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种显示面板及驱动方法、显示装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种显示面板，其特征在于，包括依次层叠设置的基板、发光结构层、相位调制层以及反射层；

所述相位调制层，用于对来自所述发光结构层的第一光线进行相位调制，得到第二光线；

所述反射层，用于对入射至所述反射层的第二光线进行反射。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述相位调制层包括层叠设置的光栅层和第一介质层，所述光栅层靠近所述发光结构层设置，所述第一介质层的折射率可调节。

3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，第一介质层的材质为电光晶体，所述显示面板还包括：

驱动模块，与所述第一介质层耦接，用于向所述第一介质层施加外界电场，以调节所述第一介质层的折射率。

4.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述光栅层包括多个等宽且等间距排布的条状部，所述条状部的材质为金属或绝缘介质。

5.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述反射层的材质为金属。

6.根据权利要求1至5任一项所述的显示面板，其特征在于，所述发光结构层包括：

层叠设置在所述基板上的栅极、栅极绝缘层和有机半导体发光层，所述栅极靠近所述基板设置；

设置在所述半导体发光层背离所述基板一侧分立的源极和漏极；以及

设置在所述源极、所述漏极以及所述半导体发光层背离所述基板一侧的第二介质层。

7.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述栅极为镂空结构。

8.根据权利要求1至5任一项所述的显示面板，其特征在于，所述发光结构层包括：

层叠设置在所述基板上的第一电极层、有机发光层、第二电极层以及第三介质层，其中，所述第一电极层靠近所述基板设置。

9.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求1至8任一项所述的显示面板。

10.一种显示方法，其特征在于，应用于权利要求1至8任一项所述的显示面板，所述显示方法包括：

控制所述发光结构层出射第一光线；

控制所述相位调制层对所述第一光线进行相位调制，得到第二光线；所述反射层对入射至所述反射层的第二光线进行反射。

11.根据权利要求10所述的显示方法，其特征在于，当所述第一介质层的材质为电光晶体，所述显示面板还包括驱动模块时，所述控制所述相位调制层对所述第一光线进行相位调制，得到第二光线的步骤，包括：

向所述第一介质层施加外界电场，以调节所述第一介质层的折射率，对所述第一光线进行相位调制，得到第二光线。