CN110010667B - 显示面板和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示面板和显示装置。显示面板包括显示基板;双折射层,位于显示基板的显示面的一侧,双折射层包括第一区,第一区位于显示区,在第一区内:至少两个折射区在第一方向上依次排列形成一个循环单元,在第一方向上多个循环单元依次排列,第一方向与显示基板的显示面平行;在一个循环单元内:各个折射区的折射率均不相同,相邻的两个折射区的交界面为第一界面,第一界面与显示基板的显示面之间形成锐角夹角α;与第一界面垂直的方向为第二方向,在第二方向上一个循环单元的宽度为f,f<λ,其中,λ为显示基板出射的光的波长。本发明能够实现视觉上提高分辨率。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,更具体地,涉及一种显示面板和显示装置。
背景技术
随着大数据、云计算以及移动互联网等技术的发展,人类已经全面进入智能化时代,包括智能移动通信终端、智能可穿戴以及智能家居等智能设备,已经成为工作和生活中不可缺少的部分。作为智能化时代人机交互的重要窗口,显示面板也在发生着重大变革。其中,有机发光显示面板因其厚度薄、更轻便、主动发光、画面鲜艳、功耗低、柔韧性好以及色域广等优势,已经成为继液晶显示器技术之后的新一代显示技术。
现有技术的有机发光显示面板包括阵列基板、位于阵列基板上的有机发光器件层和对有机发光器件层形成封装的封装层,其中,有机发光器件层通过在阵列基板上蒸镀有机发光材料形成,每个有机发光器件'对应显示面板的一个子像素,因此,有机发光器件的排布密度越大,有机发光显示面板的分辨率越高。但是,受限于现有技术中蒸镀掩膜版的精度、对位偏差以及曝光精度等限制,在进一步提高有机发光显示面板的分辨率方向受到了阻碍。
因此,提供一种显示面板和显示装置,以进一步提升显示装置的分辨率,是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种显示面板和显示装置,通过双折射方案提升显示装置的分辨率,解决了现有技术中无法进一步提高有机发光显示面板的分辨率的技术问题。
为了解决上述技术问题,第一方面,本发明提供一种显示面板,包括:
显示基板;
双折射层,位于显示基板的显示面的一侧,双折射层包括第一区,第一区位于显示区,在第一区内:至少两个折射区在第一方向上依次排列形成一个循环单元,在第一方向上多个循环单元依次排列,第一方向与显示基板的显示面平行;其中,
在一个循环单元内:各个折射区的折射率均不相同,相邻的两个折射区的交界面为第一界面,第一界面与显示基板的显示面之间形成锐角夹角α;与第一界面垂直的方向为第二方向,在第二方向上一个循环单元的宽度为f,f<λ,其中,λ为显示基板出射的光的波长。
第二方面,本发明还提供一种显示装置,包括本发明提供的任意一种显示面板。
与现有技术相比,本发明提供的显示面板和显示装置,至少实现了如下的有益效果:
本发明提供的显示面板,在显示基板之上通过设置至少两种折射率不同的折射区循环交替排列,形成具有双折射特性的结构,且两个折射区的交界面与显示基板的显示面形成锐角夹角,从而保证具有双折射特性结构的等效光轴与显示基板的显示面形成非零度夹角,保证光入射到双折射特性结构内o光和e光的光路能够分开。从而本发明能够通过光阀控制双折射层的入射光的偏振方向,在第一帧图像控制显示面板出射o光,在第二帧图像控制显示面板出射e光,由于e光的出光位置相对于o光的出光位置发生偏转,第一帧图像和第二帧图像叠加后能够在视觉上起到提高分辨率的效果。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明提供的显示面板俯视示意图;
图2为图1中切线A-A'位置处第一区的一种可选实施方式剖面简化示意图;
图3为图1中切线A-A'位置处第一区的另一种可选实施方式剖面简化示意图;
图4为本发明提供的显示面板中第一区内的等效光轴的原理说明示意图;
图5为本发明提供的显示面板中第一区内发生双折射的光路示意图;
图6为图1中切线A-A'位置处第一区内在第一时间的出光示意图;
图7为图1中切线A-A'位置处第一区内在第二时间的出光示意图;
图8为本发明提供的显示面板中第一帧图像灰度示意图一;
图9为本发明提供的显示面板中第二帧图像灰度示意图一;
图10是图8和图9两帧图像叠加后的灰度示意图;
图11为本发明提供的显示面板中第一帧图像显示位置示意图二;
图12为本发明提供的显示面板中第二帧图像显示位置示意图二;
图13为图11和图12两帧图像叠加后显示位置示意图;
图14为本发明提供的显示面板中第一帧图像显示位置示意图三;
图15为本发明提供的显示面板中第二帧图像显示位置示意图三;
图16为图14和图15两帧图像叠加后显示位置示意图;
图17为本发明提供的显示面板另一种可选实施方式截面示意图;
图18为不同偏振方向的折射率与填充比q的关系示意图一;
图19为不同偏振方向的折射率与填充比q的关系示意图二;
图20为本发明提供的显示面板另一种可选实施方式示意图;
图21为图20中切线B-B'位置处剖面示意图;
图22为本发明提供的显示装置示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本发明提供一种显示面板,图1为本发明提供的显示面板俯视示意图,图2为图1中切线A-A'位置处第一区的一种可选实施方式剖面简化示意图。
图3为图1中切线A-A'位置处第一区的另一种可选实施方式剖面简化示意图。
同时参考图1和图2所示,显示面板包括显示区AA,还包括:显示基板101;双折射层102,位于显示基板101的显示面M的一侧,其中显示面M即为显示基板的出光面,双折射层102包括第一区Q1,第一区Q1位于显示区AA,图1中对于第一区Q1的大小和位置仅是示意性表示。可选的,本发明中可以根据设计需求在双折射层102中设置多个不同的第一区Q1,或者也可以在显示区AA整体设置一个第一区Q。
在第一区Q1内:至少两个折射区Z在第一方向a上依次排列形成一个循环单元Y(其中,图2示意出了两个折射区Z在第一方向a上依次排列形成一个循环单元Y,图3示意出了三个折射区Z在第一方向a上依次排列形成一个循环单元Y),在第一方向a上多个循环单元Y依次排列,第一方向a与显示基板101的显示面M平行;其中,在一个循环单元Y内:各个折射区Z的折射率均不相同,其中,如图2示意的,折射区包括第一折射区Z1和第二折射区Z2,第一折射区Z1和第二折射区Z2在第一方向a上交替设置,第一折射区Z1和第二折射区Z2的折射率不同,如图3示意的,折射区包括循环交替设置的第一折射区Z1、第二折射区Z2和第三折射区Z3,第一折射区Z1、第二折射区Z2和第三折射区Z3的折射率各不相同。
继续参考图2和图3的示意,相邻的两个折射区Z的交界面为第一界面J1,第一界面J1与显示基板101的显示面M之间形成锐角夹角α;与第一界面J1垂直的方向为第二方向b,在第二方向b上一个循环单元Y的宽度为f,f<λ,其中,λ为显示基板101出射的光的波长。其中,f为一个循环单元Y中在第二方向b上所有的折射区的宽度总和。为了实现显示面板的彩色显示,显示基板101能够发出多种颜色的光,各种不同颜色的光的波长不同,本发明中设置f<λ,为一个循环单元Y的宽度小于显示基板发出的可见光的最小波长。
可选的,各个第一界面J1彼此平行。本发明中设置第一区内,至少两个折射率不同的折射区在第一方向上依次排列形成一个循环单元,其中第一方向与显示基板的显示面平行。以图2示意的第一区为例进行说明,在第一区内第一折射区Z1和第二折射区Z2交替循环排列,由于第一折射区Z1和第二折射区Z2的折射率不同,交替循环排列后,将第一区看成一个整体,比如在与第一界面J1平行的方向上和垂直于第一界面J1的方向(第二方向b)上,第一区的折射率会有所不同,即在第一区内的折射率不均匀,则第一区构成了一种各向异性的结构。其中,各项异性指物质的全部或部分化学、物理等性质随着方向的改变而有所变化,在不同的方向上呈现出差异的性质。当一束自然光射向第一区时,会由于第一区具有各向异性,而产生双折射现象,即本发明中至少在第一区构成了一种形式双折射结构。由于第一区内的折射率不均匀,则光在穿过第一区时会产生衍射现象,本发明中设置在第二方向b上一个循环单元Y的宽度为f<λ(即入射光的波长),能够有效降低衍射现象,有效避免衍射现象对显示面板显示效果的影响。
图4为本发明提供的显示面板中第一区内的等效光轴的原理说明示意图。如图4所示,以第一折射区Z1和第二折射区Z2循环周期排列组成的结构为例,设置坐标系x-y-z,其中,x轴方向和y轴方向均与第一折射区Z1和第二折射区Z2的第一界面平行,z轴方向与第一界面垂直,z轴方向即为第一折射区Z1和第二折射区Z2接触的界面的法线方向。在各向异性材料中,介电常数ε能够进行矢量划分,即能够划分为沿法线方向的矢量ε∥和垂直于法线方向的矢量ε⊥,且ε∥≠ε⊥。当光沿x轴方向传播时,光波的电场强度E的方向(光的振动方向与传播方向垂直)在zy平面内,此时,沿y轴方向的介电常数均为ε⊥,在z轴方向的介电常数均为ε∥,根据折射率n和介电常数ε之间的近似公式由于ε∥≠ε⊥,可知光在z轴和y轴方向上的折射率不相等,即光在沿x轴方向传播进入第一区时会发生双折射。当光沿着z轴方向传播时,光波的电场强度E的方向(光的振动方向与传播方向垂直)在xy平面内,此时,沿x轴和y轴方向的介电常数均为ε⊥,又根据折射率n和介电常数ε之间的近似公式可知光在x轴和y轴方向的折射率相等,即光在沿z轴方向传播进入第一区时不会发生双折射。所以可知本发明中第一区的等效光轴的方向为z轴方向,也即第一区的等效光轴的方向为垂直于第一界面的方向。
在本发明中第一区为形式双折射结构,具有双折射特性,且其等效光轴的方向为垂直于第一界面的方向即第二方向。图5为本发明提供的显示面板中第一区内发生双折射的光路示意图。如图5所示,仍然以第一折射区Z1和第二折射区Z2循环周期排列组成的结构为例,等效光轴为S,等效光轴S的方向为第二方向b。一束自然光入射到第一区时会发生双折射产生o光和e光,其中o光的偏振方向垂直于纸面,e光的偏振方向平行于纸面。本发明中假定第一折射区的介电常数为ε1,第二折射区的介电常数为ε2,且ε1>ε2,在第二方向b上第一折射区的宽度为f1,第二折射区的宽度为f2,其中,则计算出平行于等效光轴S的方向的等效介电常数ε∥为垂直于等效光轴S的方向的等效介电常数ε⊥为ε⊥≈(1-q)ε2+qε1,可知ε∥>ε⊥,所以本发明提供的显示面板中第一区整体为一个负光轴双折射结构。该结构中发生双折射的光路如图5所示。
另外,本发明中设置第一界面J1与显示基板101的显示面M之间形成锐角夹角α,能够保证等效光轴S的方向与显示基板101的显示面M之间形成一定夹角。假定当第一界面J1与显示基板101的显示面M之间相互垂直时,此时等效光轴S的方向与显示基板101的显示面M平行,上折射层102中第一区Q1靠近显示面M一侧的表面为入射面,即等效光轴S的方向平行于第一区Q1的表面且与入射面平行,根据负光轴双折射晶体的性质,当光轴平行于晶体表面且平行于入射面时,o、e光方向相同,但速度不同,要发生双折射但直观上不光路分开。所以本发明中设置等效光轴S的方向与显示基板101的显示面M之间形成非0度的夹角,能够保证自然光射入第一区后o光和e光的光路能够分离开。
需要说明的是,在本申请的附图中,以带箭头的线表示光线,其中箭头所指的方向为光线的传播方向,具有圆圈的线表示该光线的偏振方向为垂直于纸面的方向,具有短横线的线表示该光线的偏振方向为平行于纸面的方向,同时具有圆圈和短横线的线表示该光线为自然光。
可选的,图6为图1中切线A-A'位置处第一区内在第一时间的出光示意图。图7为图1中切线A-A'位置处第一区内在第二时间的出光示意图。本发明提供的显示面板中还设置有光阀103,光阀103位于显示基板101和双折射层102之间,光阀103用于控制双折射层的入射光的偏振方向。本发明中显示基板101包括多个子像素,子像素发出的光为自然光,即具有多个偏振方向的光。如图6所示的,光阀103在第一时间控制双折射层的入射光的偏振方向为第一偏振方向,第一偏振方向与等效光轴S垂直,且与显示面板所在平面平行,在第一时间,入射光射入具有双折射结构的第一区后沿o光的光路传播并直接射出,即出射寻常光。如图7所示的,光阀103在第二时间控制双折射层的入射光的偏振方向为第二偏振方向,第二偏振方向与第一偏振方向垂直,且与显示面板所在平面平行,在第二时间,入射光射入具有双折射结构的第一区后光线会在第一区内发生折射后出射,透过双折射层102的光线为偏振方向为第二偏振方向的e光,即出射非寻常光。
第一帧图像为第一时间,光阀控制双折射层的入射光的偏振方向为第一偏振方向,第二帧图像为第二时间,光阀控制双折射层的入射光的偏振方向为第二偏振方向为例进行示意,本发明提供的显示面板进行显示时至少包括以下几种实施方式。
在一种实施方式中,图8为本发明提供的显示面板中第一帧图像显示位置示意图一,图9为本发明提供的显示面板中第二帧图像显示位置示意图一,图10是图8和图9两帧图像叠加后的显示位置示意图,需要说明的是,图中仅以显示面板的部分显示区域为例,且图8、图9和图10示意的是显示面板的同一个区域,仅示意出四个像素,其中一个像素包括RGB三个子像素,图中示意出相互交叉的第一方向x和第二方向y。其中,在第一方向x上,相邻的两个子像素之间间隔距离为一个子像素的宽度。如图8和图9所示,由于产生第一帧图像中的光线为o光,产生第二帧图像的光线为e光,因此,两帧图像中,同一个子像素产生的光从显示面板出射的位置发生了偏移,在第二帧图像中像素的出光位置相对于第一帧图像整体沿第一方向x方向上发生偏移以图8中最左侧的R子像素spR为例,由于e光相对于o光的光路发生偏移,子像素spR在第二帧图像中的位置如图9中的示意。子像素spR在第一方向x上的偏移量△'相当于三个子像素的宽度的距离,即该实施方式中,第二帧图像中e光的出光位置相对于第一帧图像中o光的出光位置在第一方向x上偏移三个子像素的宽度。将图8和图9中的两帧图像叠加后如图10所示,相当于在同一区域内由四个像素显示变成了八个像素(仍然是一个像素包括RGB三个子像素)显示,相当于在某一时间内在视觉上增加了显示像素个数,从而有助于提升显示面板分辨率。
在另一种实施方式中,图11为本发明提供的显示面板中第一帧图像显示位置示意图二,图12为本发明提供的显示面板中第二帧图像显示位置示意图二,图13为图11和图12两帧图像叠加后显示位置示意图。图中仅以显示面板的部分显示区域为例,且图11、图12和图13示意的是显示面板的同一个区域,仅示意出四个像素,其中一个像素包括RGB三个子像素,图中示意出相互交叉的第一方向x和第二方向y。如图11和图12所示,由于产生第一帧图像中的光线为o光,产生第二帧图像的光线为e光,因此,两帧图像中,同一个子像素产生的光从显示面板出射的位置发生了偏移,在第二帧图像中像素的出光位置相对于第一帧图像整体沿第二方向y发生偏移。在第二方向y上,第二帧图像中子像素的显示位置位于第一帧图像中相邻的两个子像素之间,即第二帧图像中e光的出光位置相对于第一帧图像中o光的出光位置在第二方向y上偏移了一个子像素的长度。将图11和图12中的两帧图像叠加后如图13所示,相当于在同一区域内由四个像素显示变成了八个像素显示,相当于在一定时间内在视觉上增加了显示像素个数,从而有助于提升显示分辨率。
在另一种实施方式中,图14为本发明提供的显示面板中第一帧图像显示位置示意图三,图15为本发明提供的显示面板中第二帧图像显示位置示意图三,图16为图14和图15两帧图像叠加后显示位置示意图。图中仅以显示面板的部分显示区域为例,且图14、图15和图16示意的是显示面板的同一个区域,仅示意出四个像素,其中一个像素包括RGB三个子像素,图中示意出相互交叉的第一方向x和第二方向y。如图14和图15所示,由于产生第一帧图像中的光线为o光,产生第二帧图像的光线为e光,因此,两帧图像中,同一个子像素产生的光从显示面板出射的位置发生了偏移,在第二帧图像中像素的出光位置相对于第一帧图像整体沿第一方向x发生偏移,即第二帧图像中e光的出光位置相对于第一帧图像中o光的出光位置在第一方向x上偏移了一个像素的宽度。将图14和图16中的两帧图像叠加后如图16所示,相当于在同一区域内由四个像素显示变成了八个像素进行显示,相当于在一定时间内在视觉上增加了显示像素个数,从而有助于提升显示分辨率。由此可见,在原本实际上没有设置像素的位置,在视觉上也可以被识别为像素。需要说明的,上述个坐标图中条形图案的宽度并不代表像素的真实宽度或比例。
本发明提供的显示面板,在显示基板之上通过设置至少两种折射率不同的折射区循环交替排列,形成具有双折射特性的结构,且两个折射区的交界面与显示基板的显示面形成锐角夹角,从而保证具有双折射特性结构的等效光轴与显示基板的显示面形成非零度夹角,保证光入射到双折射特性结构内o光和e光的光路能够分开。从而本发明能够通过光阀控制双折射层的入射光的偏振方向,在第一帧图像控制显示面板出射o光,在第二帧图像控制显示面板出射e光,由于e光的出光位置相对于o光的出光位置发生偏转,第一帧图像和第二帧图像叠加后能够在视觉上起到提高分辨率的效果。
在相关技术中,通常采用液晶盒或者各向异性的晶体材料作为双折射介质。采用液晶盒的方案中,存在液晶盒厚度较厚,易碎,且成本较高等问题。采用贴附方式将各向异性晶体贴于显示基板表面,有存在不易加工,且贴附牢靠性低等问题;而采用成膜方式将各向异性晶体形成于显示基板表面的方案中,又存在现有的薄膜沉积技术难以在大面积的基板上形成单晶薄膜的技术问题。而本发明中采用至少两种折射率不同的折射区循环交替排列,形成具有双折射特性的结构,能够采用光刻工艺或者纳米压印等工艺来制作,工艺成熟,制作简单,且能够制作较薄的厚度,有利于显示面板整体厚度的降低。
可选的,本发明提供的显示面板中光阀包括液晶层和偏振片,其中,偏光片位于液晶层远离双折射层的一侧。
可选的,本发明中显示基板101可以为有机发光显示基板。图17为本发明提供的显示面板另一种可选实施方式截面示意图。如图17所示,显示基板101可以为有机发光显示基板,包括阵列基板11、位于阵列基板11上的有机发光器件层12和对有机发光器件层12形成封装的封装层13,其中有机发光器件层12包括多个光器件层121,封装层13可以为薄膜封装结构,包括至少一个有机封装层和至少一个无机封装层,封装层13能够起到阻隔水氧的作用,提升光器件层121的使用寿命。
可选的,继续参考图2或图3所示的,在第一区Q1内,所有的第一界面J1相对于显示基板101的显示面M的倾斜方向一致。该实施方式中折射区规律排列,在制作时工艺简单。
可选的,继续参考图2或图3所示的,在第一区Q1内,所有的第一界面J1两两相互平行。在制作时可能会由于工艺误差导致各第一界面与显示面之间的锐角夹角的大小存在一定差异,由于工艺误差导致的近似两两平行也在本发明保护的范围之内。
在一些可选的实施方式中,本发明设置10°≤α≤80°。本申请发明人对α的大小与e光的偏转角度大小之间的关系做了大量试验研究,其中参考图5中的示意,e光的偏转角度θ为在双折射结构中e光的传播方向相对于o光的传播方向发生偏转的角度。e光的偏移量△为在第一方向a上e光的出光位置与o光的出光位置之间的间隔距离,可以理解,e光的偏转角度θ越大,则e光的偏移量△越大。
在一种试验中,以一个循环单元包括依次排列的第一折射区和第二折射区,第一折射区的折射率为n1=2.4,第二折射区的折射率为n2=1为例,进行试验,表1为α与e光的偏转角度θ的之间的数据关系表一。
表1为α与e光的偏转角度θ的之间的数据关系对应表一
根据发明人的研究可知,随着α由小变大逐渐变化,e光的偏转角度θ先变大后变小,参考图5进行理解,e光的偏转角度θ越大,则e光的偏移量△越大,在该种n1=2.4、n2=1相互配合的方案中,e光的偏转角度θ的最大值约为20°。本发明中设置10°≤α≤80°,能够保证入射到双折射结构中的光的o光和e光的光路能够分开,即e光的光路在双折射结构中能够发生一定的偏转,从而能够保证e光的出光位置相对于o光的出光位置产生一定的偏移量,进而能够通过光阀控制双折射层的入射光的偏振方向,在第一帧图像控制显示面板出射o光,在第二帧图像控制显示面板出射e光,由于e光的出光位置相对于o光的出光位置发生偏转,第一帧图像和第二帧图像叠加后能够在视觉上起到提高分辨率的效果。
可选的,该种折射率相互配合的方案中,30°≤α≤60°。该实施方式两个折射层接触的交界面与显示基板的显示面之间的夹角没有太小,第一折射区的折射率为n1=2.4,第二折射区的折射率为n2=1,可选的,第一折射区可以为有机材料,第二折射区可以填充空气,在制作时能够采用刻蚀工艺来制作折射层中的第一折射区,工艺相对简单。
在一种试验中,以一个循环单元包括依次排列的第一折射区和第二折射区,第一折射区的折射率为n1=2.4,第二折射区的折射率为n2=1.4为例,进行试验,表2为α与e光的偏转角度θ的之间的数据关系对应表二。
表2为α与e光的偏转角度θ的之间的数据关系对应表二
根据发明人的研究可知,随着α由小变大逐渐变化,e光的偏转角度θ先变大后变小,参考图5进行理解,e光的偏转角度θ越大,则e光的偏移量△越大,在该种n1=2.4、n2=1.4相互配合的方案中,e光的偏转角度θ的最大值约为9°。本发明中设置10°≤α≤80°,能够保证入射到双折射结构中的光的o光和e光的光路能够分开,即e光的光路在双折射结构中能够发生一定的偏转,从而能够保证e光的出光位置相对于o光的出光位置产生一定的偏移量,进而能够通过光阀控制双折射层的入射光的偏振方向,在第一帧图像控制显示面板出射o光,在第二帧图像控制显示面板出射e光,由于e光的出光位置相对于o光的出光位置发生偏转,第一帧图像和第二帧图像叠加后能够在视觉上起到提高分辨率的效果。
可选的,该种折射率相互配合的方案中,30°≤α≤60°。该实施方式两个折射层接触的交界面与显示基板的显示面之间的夹角没有太小,在制作时能够采用刻蚀工艺来制作折射层中的折射区,工艺相对简单。
在一些实施方式中,本发明提供的显示面板中,在一个循环单元中包括一个填充有空气的折射区。以一个循环单元包括两个折射率不同的折射区为例,可选的,其中一个折射区内填充有空气,另一个折射区内填充有有机材料或者无机材料。以一个循环单元包括三个折射率不同的折射区为例,可选的,其中一个折射区内填充有空气,另两个折射区内填充有有机材料或者无机材料。
在一些实施方式中,本发明提供的显示面板中,在一个循环单元中的各个折射区均填充有有机材料或者无机材料,在折射率较高的折射区中可以添加较多的硫元素或者芳环,在折射率较低的折射区中可以添加较少的硫元素或者芳环。材料的折射率受到其官能团的影响,可以通过调节材料中硫元素或芳环的聚合物的添加量来调节材料的折射率,从而得到具有不同折射率的材料。可选的,折射率较高的材料可以为TiO2(n=2.5),Ta2O5(n=2.3),ZnS(n=2.4)等,折射率较低的材料可以为MgF(n=1.4),SiO2(n=1.5)等。
本发明中显示基板的显示面具有多个阵列排布的子像素,在垂直于显示面板方向上,一个第一区对应多个子像素。即一个第一区能够同时对多个子像素的出光方向进行调整,以通过光阀的控制实现在第一帧图像控制显示面板出射o光,在第二帧图像控制显示面板出射e光,由于e光的出光位置相对于o光的出光位置发生偏转,第一帧图像和第二帧图像叠加后能够在视觉上起到提高分辨率的效果。
在一些可选的实施例中,本发明提供的显示面板中,循环单元包括依次排列的第一折射区和第二折射区,第一折射区的折射率为n1,第二折射区的折射率为n2,其中,0.5≤n1-n2≤2。可选的,n1=2.5,n2=1,比如第一折射区填充TiO2,第一折射区填充空气;n1=2.5,n2=1.4,比如第一折射区填充TiO2,第一折射区填充MgF。可选的,可以通过调整折射区内硫元素或者芳环的添加比例来调整折射区的折射率的大小。另外,一个循环单元仅包括两种不同折射率的折射区即能实现构建具有双折射特性的结构,在制作时,循环单元的结构相对简单,有利于降低制作工艺的复杂度。
可选的,继续参考图2所示的,循环单元Y包括依次排列的第一折射区Z1和第二折射区Z1,在第二方向b上,一个第一折射区Z1的宽度为f1,一个第二折射区Z2的宽度为f2,15nm≤f1+f2≤200nm,即15nm≤f≤200nm,f为在第二方向b上一个循环单元Y的宽度,该实施方式能保证一个循环单元Y的宽度较小,能够满足小于显示基板出射的光的波长,能够有效降低衍射现象,有效避免衍射现象对显示面板显示效果的影响。
发明人进一步考虑在同一个循环单元中,较高折射率的折射区和较低折射率的折射区的占比不同,是否会对双折射结构的双折射特性产生影响,由此进一步进行了的大量试验。
在一种试验中,参考图2中示意,以一个循环单元Y包括依次排列的第一折射区Z1和第二折射区Z2为例,在第二方向b上第一折射区的宽度为f1,第二折射区的宽度为f2,,假定第一折射区的折射率为n1=2.4,第二折射区的折射率为n2=1.4进行试验,其中,q定义填充比,为在一个循环单元中较高折射率的折射区的占比。图18为不同偏振方向的折射率与填充比q的关系示意图一。其中,n∥为光线的偏振方向与双折射结构的光轴S平行时的等效折射率,n⊥为光线的偏振方向与双折射结构的光轴S垂直时的等效折射率。△n代表n∥与n⊥之差,在具有双折射特性的材料中,△n越大,e光相对于o光偏转的角度越大。参考图18中的示意,其中,在观看图表时n∥与n⊥对应图表左边的坐标,△n对应图表右边的坐标,填充比q对应横坐标表。可知,随着填充比q有0变化到1,即由小变大,△n有一个先变大后变小的过程,即e光相对于o光偏转的角度先变大后变小。当q=0.6时,△n为最大值约为0.31。当0.2≤q≤0.8时,0.16≤△n≤0.31。
在另一种试验中,参考图2中示意,以一个循环单元Y包括依次排列的第一折射区Z1和第二折射区Z2为例,在第二方向b上第一折射区的宽度为f1,第二折射区的宽度为f2,,假定第一折射区的折射率为n1=2.4,第二折射区的折射率为n2=1进行试验(该试验中第二折射区填充空气),图19为不同偏振方向的折射率与填充比q的关系示意图二。参考图19中的示意,其中,在观看图表时n∥与n⊥对应图表左边的坐标,△n对应图表右边的坐标,填充比q对应横坐标表。可知,随着填充比q有0变化到1,即由小变大,△n有一个先变大后变小的过程,即e光相对于o光偏转的角度先变大后变小。当q=0.6时,△n为最大值约为0.6。当0.2≤q≤0.8时,0.34≤△n≤0.6。
可选的,本发明设置在第二方向上,一个第一折射区的宽度为f1,一个第二折射区的宽度为f2,也即0.2≤q≤0.8,以n1=2.4,n2=1.4为例,能够满足△n在0.16到0.31之间变化;以n1=2.4,n2=1为例,能够满足△n在0.34到0.6之间变化,在设计时可根据设计需求对第一折射区和第二折射区的材料进行选择,同时对q值的大小进行调整,实现光在射入双折射结构后o光和e光的光路能够区分开。
可选的,也即q=0.6,根据大量的实验经验当高折射率的折射区占比为0.6时,△n值最大,也即在本发明提供的双折射结构中e光相对于o光偏转角度最大,能够同时考虑像素尺寸和需要使得e光相对于o光发生偏移的偏移量对显示面板中进行设计,以提高分辨率。
在一种实施例中,图20为本发明提供的显示面板另一种可选实施方式示意图,图21为图20中切线B-B'位置处剖面示意图。
如图20所示,示意出显示基板的部分区域俯视示意图,显示基板101的显示面具有多个阵列排布的像素区P,在同一个像素区P内的多个子像素sp的颜色相同,在垂直于显示面板方向上,一个第一区Q1对应一个子像素sp,像素区P具有交汇区H,在同一个像素区P内各个子像素sp均与交汇区H相邻。如图21所示,与交汇区H相交且垂直于显示面板的直线为第一直线X1,在与同一个像素区P相对应的多个第一区Q1中,任意一个第一区Q1内的第一界面J1均向远离第一直线X1的方向倾斜。图21中仅以第一区中包括两种折射率不同的折射区循环排列为例,图15仅示意出了显示面板的部分膜层结构。
该实施方式中如图20中示意的在显示时,区域W作为一个像素单元进行显示,相当于三个不同颜色的子像素sp构成一个像素单元,点D区域作为一个像素单元的中心区域。根据上述实施例中对原理的说明可知本申请中第一区内形成的是负光轴双折射结构,采用光阀103控制第一区的入射光的偏振方向时,当控制入射光的偏振方向与e光的偏振方向相同时,e光在第一区Q1内的光路如图21所示,即经第一区Q1的折射后,子像素发出的光均向远离交汇区H的方向发生偏移,再次参考图14,该实施方式中,设置将多个相同颜色的子像素集中一起形成像素区,比如显示基本为有机发光显示基板时,在采用蒸镀工艺制作像素区时,由于像素区内子像素的颜色相同,在蒸镀时能够避免不同颜色子像素相互串扰,但是此种设计会导致不同颜色子像素分部不均,设置子像素发出的光均向远离交汇区的方向发生偏移后,能够有利于相同颜色子像素的分散出光。同时该实施方式也即子像素发出的光均向靠近像素单元的中心区域的方向发生偏移,也即在进行像素单元显示时,各不同颜色子像素发出的光均向像素单元的中心区域偏移,能够提升像素单元的混光效果。
可选的,继续参考图20所示,交汇区H位于像素区P的中心。该实施方式中一个像素区P内子像素sp在与与其相邻的像素区P内的不同颜色的子像素sp组成像素单元进行显示时,能够设置在一个像素区P内各个子像素sp的面积相同,从而能够保证各像素单元的面积相同,能够保证显示面板显示效果均一。
本发明还提供一种显示装置,图22为本发明提供的显示装置示意图。如图22所示,显示装置包括本发明任意实施例提供的显示面板100。本发明实施例提供的显示装置可以是任何具有显示功能的电子产品,包括但不限于以下类别:电视机、笔记本电脑、桌上型显示器、平板电脑、数码相机、手机、智能手环、智能眼镜、车载显示器、医疗设备、工控设备、触摸交互终端等。
通过上述实施例可知,本发明提供的显示面板和显示装置,至少实现了如下的有益效果:
本发明提供的显示面板,在显示基板之上通过设置至少两种折射率不同的折射区循环交替排列,形成具有双折射特性的结构,且两个折射区的交界面与显示基板的显示面形成锐角夹角,从而保证具有双折射特性结构的等效光轴与显示基板的显示面形成非零度夹角,保证光入射到双折射特性结构内o光和e光的光路能够分开。从而本发明能够通过光阀控制双折射层的入射光的偏振方向,在第一帧图像控制显示面板出射o光,在第二帧图像控制显示面板出射e光,由于e光的出光位置相对于o光的出光位置发生偏转,第一帧图像和第二帧图像叠加后能够在视觉上起到提高分辨率的效果。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本发明的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (14)
1.一种显示面板,其特征在于,还包括:
显示基板;
双折射层,位于所述显示基板的显示面的一侧,所述双折射层包括第一区,所述第一区至少位于显示区内,在所述第一区内:至少两个折射区在第一方向上依次排列形成一个循环单元,在所述第一方向上多个所述循环单元依次排列,所述第一方向与所述显示基板的显示面平行;其中,
在一个所述循环单元内:各个所述折射区的折射率均不相同,相邻的两个所述折射区的交界面为第一界面,所述第一界面与所述显示基板的显示面之间形成锐角夹角α;与所述第一界面垂直的方向为第二方向,在所述第二方向上一个所述循环单元的宽度为f,f<λ,其中,λ为所述显示基板出射的光的波长。
2.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
在所述第一区内,所有的所述第一界面相对于所述显示基板的显示面的倾斜方向一致。
3.根据权利要求2所述的显示面板,其特征在于,
在所述第一区内,所有的所述第一界面两两相互平行。
4.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
10°≤α≤80°。
5.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
所述循环单元包括依次排列的第一折射区和第二折射区,所述第一折射区的折射率为n1,所述第二折射区的折射率为n2,其中,
0.5≤n1-n2≤2。
6.根据权利要求5所述的显示面板,其特征在于,
在所述第二方向上,一个所述第一折射区的宽度为f1,一个所述第二折射区的宽度为f2,15nm≤f1+f2≤200nm。
9.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
在一个所述循环单元中包括一个填充有空气的折射区。
10.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
所述显示基板的显示面具有多个阵列排布的子像素,在垂直于所述显示面板方向上,一个所述第一区对应多个所述子像素。
11.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
所述显示基板的显示面具有多个阵列排布的像素区,在同一个所述像素区内的多个子像素的颜色相同,在垂直于所述显示面板方向上,一个所述第一区对应一个所述子像素,所述像素区具有交汇区,在同一个所述像素区内各个所述子像素均与所述交汇区相邻;
与所述交汇区相交且垂直于所述显示面板的直线为第一直线,在与同一个所述像素区相对应的多个所述第一区中,任意一个所述第一区内的所述第一界面均向远离所述第一直线的方向倾斜。
12.根据权利要求11所述的显示面板,其特征在于,
所述交汇区位于所述像素区的中心。
13.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,还包括光阀,所述光阀位于所述显示基板和所述双折射层之间,所述光阀用于控制所述双折射层的入射光的偏振方向。
14.一种显示装置,其特性在于,包括权利要求1至13任一项所述的显示面板。
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