CN110632786B - 显示面板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种显示面板以及包括该显示面板的显示装置。该显示面板包括：导光板；基板，与所述导光板相对设置；反射体，设置在所述导光板和所述基板之间；液晶层，位于所述基板、导光板和反射体之间，所述液晶层的折射率能够在最小液晶折射率和最大液晶折射率之间变化；其中，所述导光板的面向所述基板的一侧上包括入光区，所述入光区配置为允许在导光板中传播的光至少部分地通过所述入光区进入到所述液晶层中并朝向所述反射体的与所述入光区相邻的侧壁行进，其中，液晶层的最大液晶折射率大于所述反射体的折射率且液晶层的最小液晶折射率小于或等于所述反射体的折射率。

Description

显示面板及显示装置
技术领域
本公开涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板及显示装置。
背景技术
液晶显示器(LCD)具有体积小、功耗低、无辐射等特点，是目前平板显示装置的主流产品。液晶显示面板是液晶显示器的关键器件，液晶显示面板主要由下偏光片、TFT-Array、液晶层、彩色滤光膜、上偏光片等几层结构组成。由于偏光片对背光的透过率不超过50％，影响了液晶显示器的光效利用。
发明内容
本公开的实施例提供了一种显示面板，包括：导光板；基板，与所述导光板相对设置；反射体，设置在所述导光板和所述基板之间；液晶层，位于所述基板、导光板和反射体之间，所述液晶层的折射率能够在最小液晶折射率和最大液晶折射率之间变化；其中，所述导光板的面向所述基板的一侧上包括入光区，所述入光区配置为允许在导光板中传播的光至少部分地通过所述入光区进入到所述液晶层中并朝向所述反射体的与所述入光区相邻的侧壁行进，其中，液晶层的最大液晶折射率大于所述反射体的折射率且液晶层的最小液晶折射率小于或等于所述反射体的折射率。
在一些实施例中，在液晶层的折射率为最小液晶折射率的情况下，通过所述入光区进入到所述液晶层中的光透射穿过所述反射体；而在液晶层的折射率为最大液晶折射率的情况下，通过所述入光区进入到所述液晶层中的光在反射体的所述侧壁被全反射。
在一些实施例中，所述基板面向所述导光板的一侧上设置有反射层，所述反射层配置成将经过所述反射体的所述侧壁反射的光向所述导光板反射。
在一些实施例中，所述显示面板还包括：介质层，设置在所述导光板面向所述基板的一侧，且位于液晶层和反射体的面向导光板的一侧，所述介质层覆盖所述导光板的朝向所述基板的一侧上的除所述入光区之外的区域。
在一些实施例中，所述导光板的折射率大于所述介质层的折射率且小于等于所述液晶层的最小液晶折射率。
在一些实施例中，所述导光板的折射率等于所述反射体的折射率。
在一些实施例中，所述显示面板包括多个像素区域，每个像素区域中设置有所述反射体、所述入光区和所述反射层。
在一些实施例中，相邻的像素区域中的反射体是彼此分离的。
在一些实施例中，所述在导光板中传播的光在导光板中沿第一方向以全反射方式传播。
在一些实施例中，所述显示面板包括多列像素区域，每列像素区域包括沿着第二方向排列的多个像素区域，所述第二方向垂直于液晶层厚度方向并垂直于所述第一方向，在每列像素区域中的各个像素区域中的反射体连成一体。
在一些实施例中，至少在所述多个像素区域中的一个像素区域中，在所述第一方向上，所述入光区和所述反射层均位于所述反射体的上游侧。
在一些实施例中，在所述一个像素区域中，所述显示面板还包括：光吸收层，设置在所述基板面向所述导光板的一侧，且位于所述反射体的所述第一方向上的下游侧。
在一些实施例中，所述显示面板还包括：光吸收层，设置在所述基板面向所述导光板的一侧，所述光吸收层覆盖整个所述基板，其中，在所述一个像素区域中，反射层设置在所述光吸收层面向所述导光板的一侧。
在一些实施例中，所述显示面板还包括：填充层，填充在所述入光区内，其中所述填充层的折射率与所述导光板的折射率相同。
在一些实施例中，在所述一个像素区域中，在所述第一方向上，所述反射体的与所述入光区相邻的所述侧壁与所述入光区和所述反射面邻接，并在与所述第一方向和液晶层厚度方向均平行的平面中相对于所述第一方向倾斜，所述侧壁的靠近所述导光板的端部在第一方向上位于所述侧壁的靠近所述基板的端部的上游。
在一些实施例中，所述导光板的折射率和所述反射体的折射率均为第一折射率，所述侧壁与所述液晶层厚度方向之间的夹角为γ，
Figure BDA0002216580620000031
其中，i1为由所述入光区入射进入液晶层的光的入射角，n1为第一折射率，n3为液晶层的最大液晶折射率。
在一些实施例中，所述显示面板还包括：介质层，设置在所述导光板面向所述基板的一侧，且位于液晶层和反射体的面向导光板的一侧，所述介质层覆盖所述导光板的朝向所述基板的一侧上的除所述入光区之外的区域，其中，所述介质层的与所述入光区与所述反射体均邻接的侧面相对于所述第一方向倾斜，所述侧面的靠近所述导光板的端部在第一方向上位于所述侧面的靠近所述反射体的端部的上游。
在一些实施例中，所述侧面与液晶层厚度方向之间的夹角为β，其中β≥i1，i1为由所述入光区入射进入液晶层的光的入射角。
在一些实施例中，所述反射层在所述导光板上的正投影与所述入光区至少部分重叠。
本公开的实施例公开了一种显示装置，包括：根据前述任一实施例所述的显示面板；以及平行光光源组件，用于将平行光发射至所述导光板中，所述平行光在所述导光板中沿第一方向全反射传播。
在一些实施例中，所述平行光光源组件包括：光源；以及光源罩，所述光源罩包括反射曲面，其中，所述反射曲面由平行于所述第一方向和液晶层厚度方向的平面截取的截面为抛物线，所述光源位于所述抛物线的焦点处，并向所述反射曲面发射光。
在一些实施例中，所述光源罩还包括反射平面，所述反射平面设置在所述反射曲面和所述导光板之间并与所述反射曲面连接，且所述反射平面垂直于所述液晶层的厚度方向。
附图说明
为了更清楚地说明本公开文本的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图进行简要说明，应当知道，以下描述的附图仅仅涉及本公开文本的一些实施例，而非对本公开文本的限制，其中：
图1为根据本公开的实施例的一种显示面板的立体结构示意图；
图2为图1中的显示面板沿线A-A截取的截面示意图；
图3为图2中虚线框区域的放大图；
图4为夹角γ和出射角θ3与入射角i1的关系曲线图；
图5为图1中的显示面板的导光板的一种示例的平面示意图，其中导光板上设置有介质层、入光区和反射体；
图6为图1中的显示面板的导光板的另一种示例的平面示意图，其中导光板上设置有介质层、入光区和反射体；
图7为根据本公开的实施例的一种显示面板的像素区域的截面示意图；
图8为根据本公开的实施例的另一种显示面板的像素区域的截面示意图；
图9为根据本公开的实施例的入光区及其周边的介质层和反射体的截面示意图；
图10为根据本公开的实施例的显示装置的截面示意图，其中仅示出了导光板及其上的介质层以及平行光光源组件；以及
图11为图10所示平行光光源组件产生的平行光在导光板中的行进路径示意图。
具体实施方式
为更清楚地阐述本公开的目的、技术方案及优点，以下将结合附图对本公开的实施例进行详细的说明。应当理解，下文对于实施例的描述旨在对本公开的总体构思进行解释和说明，而不应当理解为是对本公开的限制。在说明书和附图中，相同或相似的附图标记指代相同或相似的部件或构件。为了清晰起见，附图不一定按比例绘制，并且附图中可能省略了一些公知部件和结构。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。措词“一”或“一个”不排除多个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”“顶”或“底”等等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。当诸如层、膜、区域或衬底基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
本公开提供一种显示面板，所述显示面板包括：相对设置的导光板和基板以及反射体，设置在所述导光板和所述基板之间；液晶层，位于所述基板、导光板和反射体之间，所述液晶层的折射率能够在最小液晶折射率和最大液晶折射率之间变化。所述导光板的面向所述基板的一侧上包括入光区，所述入光区配置为允许在导光板中传播的光至少部分地通过所述入光区进入到所述液晶层中并朝向所述反射体的与所述入光区相邻的侧壁(即液晶层与反射体之间的界面)行进。液晶层的最大液晶折射率大于所述反射体的折射率且液晶层的最小液晶折射率小于或等于所述反射体的折射率。
上述显示面板不需要设置偏光片即可实现显示，增强的光的利用效率。
以下结合具体实施例来介绍本公开中的显示面板的具体结构及工作原理。在以下具体实施例中，为了更好的解释显示面板的工作原理，以导光板、反射体、液晶层及介质层具有特定关系的折射率为例来解释说明，具体地，导光板的折射率和反射体的折射率以及最小液晶折射率相等，记为第一折射率n1，介质层的折射率小于导光板的折射率，记为第二折射率n2，使得入射进入导光板的光可以在导光板中全反射传播，最大液晶折射率记为第三折射率n3。
图1示意性地示出了根据本公开的实施例的一种显示结构100，如图1所述，显示面板100包括相对设置的导光板10和基板20以及填充在所述导光板10和基板20之间的液晶层LC。显示面板100包括多个与第一方向X和第二方向Y均平行的平面内阵列排布的像素区域P，每个像素区域P具有相同的结构。图1中仅示出了四个像素区域P。
图2为图1中的显示面板沿线A-A截取的截面示意图，即仅示出了一个像素区域P的截面结构。
如图1和图2所示，导光板10具有第一折射率n1，在所述导光板10面向基板20的一侧设置有具有第二折射率n2的介质层11，介质层11覆盖导光板10的部分区域，导光板10的未被介质层11覆盖的区域设置有入光区12，入光区12配置为允许在导光板10中传播的光通过入光区10进入到所述液晶层LC中。在介质层11面向基板20的一侧设置有具有第一折射率n1的反射体13，反射体13设置在所述介质层11和所述基板20之间，可以起到支撑作用，保障显示面板的盒厚均匀。基板20面向导光板10的一侧设置有反射层21和光吸收层22，在第一方向X上，反射层21和光吸收层22分别设置于反射体13的两侧，具体地，反射层21和入光区12设置在反射体13的同一侧，例如图2中所示的左侧，即第一方向X的上游侧，光吸收层22设置在反射体13的另一侧，例如图2中所示的右侧，即第一方向X的下游侧(在图1中，第一方向X是从左指向右的)。
在一些实施例中，介质层11设置在所述导光板10面向所述基板20的一侧，且位于液晶层LC和反射体13的面向导光板10的一侧，所述介质层11覆盖所述导光板10的朝向所述基板20的一侧上的除所述入光区12之外的区域。
本实施例中，反射层21例如可以采用金属材料制成，反射层21在导光板10上的正投影与在所述导光板上的入光区12至少部分重叠，保障由反射体13反射的光可以入射至反射层21。光吸收层22可以采用吸收光的材料制成。每个像素单元P中例如均可以包括反射体13、入光区12和反射层21。
本实施例中，液晶层LC的折射率n能在第一折射率(可称为最小液晶折射率)n1和第三折射率(可称为最大液晶折射率)n3之间变化，其中第一折射率n1、第二折射率n2及第三折射率n3的之间的关系为：n3＞n1＞n2。
本实施例中，导光板10中传播的光可以沿图2中所示的第一方向X在导光板10内全反射传播。由于液晶层LC的折射率n能够在第一折射率n1和第三折射率n3之间变化，且第一折射率n1、第二折射率n2及第三折射率n3的之间的关系为：n3＞n1＞n2，导光板10中传播的光由入光区12进入到液晶层LC的一部分可以通过调节LC层的折射率来改变光路，进而实现显示面板不同灰度的显示。
本领域技术人员可以理解的是，液晶层LC的折射率的调节可以基于调整液晶层LC所处的电场的变化来实现。本实施例中，显示面板100的每个像素区域P可以均包括像素电极和公共电极以及控制像素电极上的电压的开关元件，例如薄膜晶体管。通过控制像素电极和公共电极之间的电压差，可以改变该像素区域P中的液晶层LC对应的电场，从而改变对应的液晶分子的状态，进而调整液晶层LC的折射率n。图1和图2中为了清楚的体现本实施例中的显示面板与相关技术中的显示面板的主要区别，并未示出像素电极，公共电极以及开关元件等。
以下将详细介绍显示面板实现显示的工作原理。
在本公开的实施例中，由于导光板10的折射率大于介质层11的折射率，入射进入导光板的光可以在导光板中沿第一方向X全反射传播，可以参见附图11。本文中所说的光可以在导光板中沿第一方向X全反射传播是指，如图11所示，以预定角度入射至导光板10内的光在导光板的上内表面(导光板10与介质层11之间的界面)处以及导光板的下内表面(导光板与外界环境，例如空气之间的界面)处发生全反射，光在导光板中整体上沿第一方向X由左至右行进。光发生全反射时的入射角即为导光板中全反射传播的光的传播角。
如图2所示，在导光板10中沿第一方向X全反射传播的光的一部分可以入射角i1(即导光板10中全反射传播的光的传播角)由入光区12入射进入液晶层LC，当液晶层LC的折射率n等于第一折射率n1时，由于导光板10、液晶层LC以及反射体13的折射率均为第一折射率n1，入射进入液晶层LC的光不发生偏折，沿第一光路a穿透反射体12，后被光吸收层22吸收，此时没有光从显示面板100的导光板10所在的一侧出射，图2所示的像素区域P呈现最暗态，例如显示灰阶L0。当液晶层LC的折射率n等于第三折射率n3时，入射进入液晶层LC的光发生折射，沿光路b入射至反射体13，并被反射体13反射至反射层21，再经反射层21反射后穿透导光板10出射，此时图2所示的像素区域P呈现最亮态，例如显示灰阶L255。当液晶层LC的折射率n位于第一折射率n1和第三折射率n3之间，即n3＞n＞n1变化时，入射至液晶层LC的光的折射角发生变化，入射至反射体13的光的入射角亦发生变化，入射至反射体13的光在液晶层LC与反射体13的界面处的反射率随之变化，由此可以实现反射体13反射到反射层21并被反射层21反射后经导光板10出射的光的能量的调制，即实现了图2所示的像素区域P呈现显示灰阶在L0和L255之间的调制。进而可以实现显示面板100的灰阶显示。
如图2所示，反射体13的与入光区12相邻的侧壁131与液晶层LC厚度方向(即第三方向Z)成一夹角，通过设计该夹角的大小，使得当液晶的折射率n被调制为第三折射率n3时，光入射到液晶层LC与反射体13的界面的入射角刚好等于或大于光在该界面处的全反射临界角，这样对于显示灰阶L255时，光在液晶层LC与反射体13的界面处反射率近乎为100％。如此，在该夹角下能够获得最大光效。
图3为图2中虚线框区域的放大图，其中示出了显示灰阶255时的光路b。如图3所示，反射体13的与入光区12相邻的侧壁131相对于第一方向倾斜X，该侧壁的靠近所述导光板10的端部在第一方向X上位于该侧壁的靠近所述基板20的端部的上游，即该侧壁与液晶层LC厚度方向成一夹角γ，在显示灰阶255时，由导光板10入射至液晶层LC的光在导光板10和液晶层LC的界面处发生折射，入射角为i1，折射角为θ1，其中入射角i1与折射角θ1的关系如式(1)：
Figure BDA0002216580620000101
进入液晶层LC的光在液晶层LC与反射体13的界面处(即反射体13的与入光区12相邻的侧壁131)发生全反射，在液晶层LC与反射体13的界面处，入射至反射体13的光入射角为i2，反射角为θ2，其中，i2＝θ2。该光在液晶层LC与反射体13界面处全反射后，入射至反射层21，在液晶层LC与反射层21的界面处，入射至反射层21的光入射角为i3，反射角为θ3，其中，i3＝θ3。
如前所述，在液晶层LC与反射体13的界面处，入射至反射体13的光入射角i2为光入射到液晶层LC与反射体13的界面出的全反射临界角，可以由式(2)表述：
Figure BDA0002216580620000111
另外，根据图3可以确定，反射体13的与入光区12相邻的侧壁131与液晶层LC厚度方向之间的夹角γ与光在液晶层LC与反射层21的界面处的入射角i2以及光在导光板10和液晶层LC的界面处的折射角θ1的关系如式(3)：
i2＝(90°-θ1)+γ.................(3)
因此，由式(1)至式(3)可以得出式(4)如下：
Figure BDA0002216580620000112
由式(4)可知，反射体13的与入光区12相邻的侧壁131与液晶层LC厚度方向之间的夹角γ与光在导光板10和液晶层LC的界面处入射角i1(即导光板10中全反射传播的光的传播角)相关。
由图3还可以确定，光在液晶层LC和反射层21的界面处的反射角θ3与夹角γ以及光在液晶层LC和反射体13的界面处的入射角i2的关系如式(5)所示：
θ3＝i3＝(90°-i2)-γ.................(5)
由式(3)至(5)可以得到式(6)如下：
Figure BDA0002216580620000113
如图3所示，由反射层21反射的光会经过液晶层LC与导光板10的界面穿透导光板10出射，或者经过液晶层LC与介质层11的界面穿透介质层11和导光板10出射，来实现显示灰阶L255。光在上述两界面处的入射角等于光在液晶层LC和反射层21的界面处的反射角θ3，需要保证θ3小于光在上述两界面处的全反射临界角。
具体地，当由反射层21反射的光会经过液晶层LC与导光板10的界面穿透导光板10出射时，反射角θ3需要满足
Figure BDA0002216580620000121
由反射层21反射的光会经过液晶层LC与介质层11的界面穿透介质层11和导光板10出射时，反射角θ3需要满足
Figure BDA0002216580620000122
由于，第一折射率n1大于第二折射率n2，为了保障显示面板能够正常显示，需要反射角θ3需要满足
Figure BDA0002216580620000123
在一示例中，第一折射率n1＝1.5，第二折射率n2＝1.2，第三折射率n3＝1.8。当液晶层LC折射率n＝n3＝1.8时，光线在导光板中全反射传播，传播角
Figure BDA0002216580620000124
当i1∈(53°，90°)时，夹角γ和出射角θ3分别与入射角i1的关系如图4所示，其中夹角γ与入射角i1的关系由实曲线表示，出射角θ3与入射角i1的关系由虚曲线表示。由图4可见出射角θ3小于26°，满足
Figure BDA0002216580620000125
光能够出射，显示面板100可以实现正常显示。
本领域技术人员可以理解的是，液晶盒厚越小，显示面板的响应速度越快，制造成本也越低。在本实施例中，如图3所示，显示面板100显示灰阶255时，在入光区12最左端入射的光以光路c入射至液晶层LC，其入射至液晶层LC和反射体13的界面中的位置C处，为使得显示面板100得到最大的光效，液晶层的盒厚G需要保证在L255状态下从入光区12入射的光线都能够被反射体反射，则液晶层厚度G大于等于位置C与液晶层LC底部在液晶层厚度方向上的距离h，即G≥h。距离h与入光区12在第一方向X上的尺寸d具有如下关系：
h≈d/(tanθ1-tanγ).................(7)。
本实施例中，前述的公式的推导计算是基于导光板、反射体、液晶层及介质层具有特定关系的折射率的情况，即导光板的折射率和反射体的折射率以及最小液晶折射率相等，介质层的折射率小于导光板的折射率。但本公开的其他实施例并不限于此，只要能够实现基于上述显示远离的显示即可，例如在一些实施例中，仅需要保证液晶层的最大液晶折射率大于所述反射体的折射率且液晶层的最小液晶折射率小于或等于所述反射体的折射率，导光板的折射率大于介质层的折射率，且小于等于所述液晶层的最小液晶折射率。
在上述实施例中，以导光板10和反射体13的折射率相同的情形为例进行了描述，但本公开的实施例不限于此，例如，导光板10和反射体13的折射率也可以不同，只要能够保证入射光在反射体13的侧壁上实现所需的透射和反射即可。在本公开的实施例中，介质层11可以覆盖导光板的朝向所述基板的一侧上的除所述入光区12之外的区域。
本实施例中，如图2所示，在第一方向X上，入光区12与反射体13邻接，由此，入光区12在第一方向上的尺寸可以尽可能的大，可以使得尽可能多的光由入光区12进入到液晶层LC中并入射至反射体13上，使得显示面板100的光效尽可能的高。
在其他实施例中，在第一方向X上，入光区12与反射体13之间可以间隔预定距离，保障由入光区12进入到液晶层LC的光能够入射至反射体13上并能够在液晶层LC与反射体13的界面反射即可。
本实施例中，如图2所示，在第一方向X上，反射层21，反射体13以及光吸收层22顺序邻接，使得由反射体13反射的光基本上全部入射至反射层12并被反射层12反射，以增加显示面板100的光效，并且使得由反射体13透射的光基本上全部被光吸收层22吸收，保障显示面板100实现良好的暗态显示，即显示灰阶L0。
在其他实施例中，在第一方向X上，反射层21和反射体13之间以及反射体13和光吸收层22之间可以间隔预定距离，只要，由反射体13反射的光的大部分可以入射至反射层12并被反射层12反射，以及由反射体13透射的光的大部分被光吸收层22吸收即可。
在一些实施例中，光吸收层22并不是必须的，在一些情况下可以省略，此时由反射体13透射的光可以穿透液晶层LC以及基板20出射。
本实施例中，如图2所示，反射体13的截面可以为梯形，例如为等腰梯形。在其他实施例中，反射体13的截面还可以为其他形状，只要反射体13的与入光区12相邻的侧壁131与液晶层LC厚度方向呈夹角γ即可。
图5示出了图1中的显示面板的导光板的平面示意图，其中导光板10上设置有介质层11、入光区12和反射体13。结合图1、2和5可知，像素区域P沿第一方向X和第二方向Y阵列排布，反射体13贯穿沿第二方向Y排列的一列像素区域P，同样的入光区12亦贯穿沿第二方向Y排列的一列像素区域P。采用该种方式，有利于入光区12和反射体13在导光板10上的形成，工艺相对简单。
在另一些实施例中，图6示出了图1中的显示面板的导光板的平面示意图，其中导光板10上设置有介质层11、入光区12和反射体13。该实施例与图5所示实施例的区别在于，每个像素区域P中设置有一入光区12和一反射体13，在第二方向Y上，相邻像素区域P中的入光区12相互间隔，相邻像素区域P中的反射体13相互间隔。
本公开一些实施例提供的一种显示面板的像素区域的截面示意图，如图7所示，其结构与图2所示的前述实施例类似，以下主要介绍本实施例与前述实施例的区别：显示面板100还包括填充在入光区12中的填充层14，填充层14具有第一折射率n1。本实施例中，可以在导光板10的整个上表面形成介质材料层，然后对介质材料层进行构图以形成介质层11，其中介质材料层被去除的区域暴露导光板10形成入光区12。然后在入光区12所在区域填充填充材料形成填充层14。填充层14的厚度可以与介质层11的厚度相同，以有利于在介质层11和填充层14上形成其他层的工艺。
在一些实施例中，如图1和图5所示，所述显示面板可包括多列像素区域，每列像素区域包括沿着第二方向Y排列的多个像素区域P，所述第二方向Y垂直于液晶层厚度方向(即第三方向Z)并垂直于所述第一方向X，在每列像素区域中的各个像素区域P中的反射体13连成一体。而在另一些实施例中，如图6所示，相邻的像素区域P中的反射体13是彼此分离的。
如图7所示，显示面板10还包括像素电极23和公共电极15，其中像素电极23设置在基板20面向导光板10的一侧，例如，可以设置在基板20和反射层21与光吸收层22构成的组合之间。公共电极15设置在导光板10面向基板20一侧，例如，可以设置在介质层11和填充层14构成的组合体远离导光板10的一侧。通过在像素电极23和公共电极15上施加电压，并控制在它们之间的电压差可以改变该像素区域P中的液晶层LC对应的电场，从而改变对应的液晶分子的状态，进而调整液晶层LC的折射率n，实现显示面板100的显示。
图7所示的实施例采用的TN模式或VA模式的液晶显示结构，本领域技术人员可以理解的是，还可以采用IPS模式、FFS模式、ADS模式的液晶显示结构，在此不作限定。
本公开一些实施例提供的另一种显示面板的像素区域的截面示意图，如图8所示，其结构与图7所示的实施例类似，以下主要介绍本实施例与实施例的区别：本实施例中，光吸收层22设置在基板20面向导光板10一侧的整面上，反射层21设置在光吸收层22面向导光板10的一侧。在本实施例中，光吸收层22整体覆盖基板20，减小了外界光对显示面板100的影响。
在前述的实施例中，如图3、7、8所示，入光区12的截面形状为矩形，但本公开并不限于此，在一些实施例中，入光区12的截面形状还可以为其他形状。图9示出了根据本公开的一些实施例的入光区的截面示意图。如图9所示，入光区12的截面为倒梯形，介质层11的与入光区12和反射体13均邻接的侧面相对于所述第一方向X倾斜，该侧面与液晶层厚度方向的夹角β大于等于入射角i1，即β≥i1。采用该种设置可以保证由入光区12进入到液晶层LC的光不会入射到入光区12的内侧壁发生折射而改变光路的传播路径。
本公开的一些实施例提供一种显示装置，包括前述实施例中的显示面板100以及为显示面板100中的导光板提供平行光的平行光光源组件。图10为根据本公开的实施例的显示装置的截面示意图，其中仅示出了导光板及其上的介质层以及平行光光源组件。如图10所示，显示装置1000中，平行光光源组件30位于导光板10在第一方向X上的上游侧，用于发射平行光并使得所述平行光由所述导光板的在第一方向X上的上游侧面进入导光板，并在所述导光板10中沿第一方向X全反射传播。如图10所示，平行光光源组件30包括光源31和光源罩32。在一些实施例中，光源罩32包括反射曲面321，例如为抛物面状反射面，其由平行于第一方向X和液晶层厚度方向(即第三方向Z)的平面截取的截面为抛物线形，光源31设置在反射曲面321的焦点处，使得光源32发出的光入射到反射曲面321并经反射曲面321反射后形成平行光出射。通过调整平行光光源组件30和导光板10的位置关系可以使得平行光由导光板10的左侧面入射至导光板10中，在导光板10中以传播角i1沿第一方向X全反射传播。如此，以提供显示装置1000中的显示面板100进行显示时所需要的光。
如图10所示，光源罩32还包括反射平面322，反射平面322的一端连接至少反射曲面321，另一端朝向导光板10沿第一方向X延伸，由此平行光光源组件可以产生经反射曲面321反射形成的第一平行光E1和经反射曲面321反射后再经反射平面322反射性的第二平行光E2，第二平行光E1和第二平行光E2的出射方向相对于第一方向X对称。在一些实施例中，所述反射平面322设置在所述反射曲面321和所述导光板10之间并与所述反射曲面321连接，且所述反射平面322垂直于所述液晶层的厚度方向。
图11示出了两平行光在导光板10中的行进路径。如图11所示，第一平行光E1沿实线箭头框所示的路径在导光板10内全反射传播，其仅能到达奇数入光区12所在的位置，而不能到达偶数入光区12所在的位置。第二平行光E2沿虚线箭头框所示的路径在导光板10内全反射传播，其仅能到达偶数入光区12所在的位置，而不能到达奇数入光区12所在的位置。
本实施例中，通过设置包括反射曲面321和反射平面322的光源罩可以同时产生第一平行光E1和第二平行光E2，两平行光以相互对称的角度互耦进入导光板10，并在导光板内全反射传播，可以使得全部入光区12均能被第一平行光E1或第二平行光E2照射，保证显示面板100中的每个像素区域P均能点亮。
本实施例中，平行光光源组件30沿垂于第一方向X的第二方向Y延伸，其在第二方向Y上的长度基本上与导光板10在第二方向Y上的尺寸相同，使得导光板面向平行光光源组件30的整个侧面能被平行光光源组件30产生的平行光照射进入，保障显示装置100的正常显示。
在一些实施例中，平行光光源组件30可以为多个平行光光源单元的组合，多个平行光光源单元在第二方向Y上顺序排列，每个平行光光源单元的截面均具有如图10所示平行光光源组件30的截面结构，每个平行光光源单元中的光源可以为点光源。
在前述实施例中，平行光光源组件30通过光源与反射曲面的配合来实现输出平行光，本公开并不局限于此，在其他实施例中，平行光光源组件还可以采用光源与透镜等的配合来实现输出平行光。
在一些实施例中，本公开的显示装置可以为：电视、显示器、数码相框、手机、智能手表、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件。
虽然结合附图对本公开进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本公开的实施例进行示例性说明，而不能理解为对本公开的一种限制。附图中的尺寸比例仅仅是示意性的，并不能理解为对本公开的限制。
上述实施例仅例示性的说明了本公开的原理及构造，而非用于限制本公开，本领域的技术人员应明白，在不偏离本公开的总体构思的情况下，对本公开所作的任何改变和改进都在本公开的范围内。本公开的保护范围，应如本申请的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (19)

1.一种显示面板，包括：
导光板；
基板，与所述导光板相对设置；
反射体，设置在所述导光板和所述基板之间；
液晶层，位于所述基板、导光板和反射体之间，所述液晶层的折射率能够在最小液晶折射率和最大液晶折射率之间变化；
其中，所述导光板的面向所述基板的一侧上包括入光区，所述入光区配置为允许在导光板中传播的光至少部分地通过所述入光区进入到所述液晶层中并朝向所述反射体的与所述入光区相邻的侧壁行进，
其中，液晶层的最大液晶折射率大于所述反射体的折射率且液晶层的最小液晶折射率小于或等于所述反射体的折射率；
所述在导光板中传播的光在导光板中沿第一方向以全反射方式传播；
所述显示面板还包括：介质层，设置在所述导光板面向所述基板的一侧，且位于液晶层和反射体的面向导光板的一侧，所述介质层覆盖所述导光板的朝向所述基板的一侧上的除所述入光区之外的区域，其中，所述介质层的与所述入光区与所述反射体均邻接的侧面相对于所述第一方向倾斜，所述侧面的靠近所述导光板的端部在第一方向上位于所述侧面的靠近所述反射体的端部的上游。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其中，
在液晶层的折射率为最小液晶折射率的情况下，通过所述入光区进入到所述液晶层中的光透射穿过所述反射体；而
在液晶层的折射率为最大液晶折射率的情况下，通过所述入光区进入到所述液晶层中的光在反射体的所述侧壁被全反射。
3.根据权利要求2所述的显示面板，其中，所述基板面向所述导光板的一侧上设置有反射层，所述反射层配置成将经过所述反射体的所述侧壁反射的光向所述导光板反射。
4.根据权利要求1所述的显示面板，其中，所述导光板的折射率大于所述介质层的折射率且小于等于所述液晶层的最小液晶折射率。
5.根据权利要求4所述的显示面板，其中，所述导光板的折射率等于所述反射体的折射率。
6.根据权利要求3所述的显示面板，其中，所述显示面板包括多个像素区域，每个像素区域中设置有所述反射体、所述入光区和所述反射层。
7.根据权利要求6所述的显示面板，其中，相邻的像素区域中的反射体是彼此分离的。
8.根据权利要求1所述的显示面板，其中，所述显示面板包括多列像素区域，每列像素区域包括沿着第二方向排列的多个像素区域，所述第二方向垂直于液晶层厚度方向并垂直于所述第一方向，在每列像素区域中的各个像素区域中的反射体连成一体。
9.根据权利要求6所述的显示面板，其中，至少在所述多个像素区域中的一个像素区域中，在所述第一方向上，所述入光区和所述反射层均位于所述反射体的上游侧。
10.根据权利要求9所述的显示面板，其中，在所述一个像素区域中，所述显示面板还包括：
光吸收层，设置在所述基板面向所述导光板的一侧，且位于所述反射体的所述第一方向上的下游侧。
11.根据权利要求9所述的显示面板，其中，所述显示面板还包括：
光吸收层，设置在所述基板面向所述导光板的一侧，所述光吸收层覆盖整个所述基板，
其中，在所述一个像素区域中，反射层设置在所述光吸收层面向所述导光板的一侧。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的显示面板，其中，所述显示面板还包括：
填充层，填充在所述入光区内，
其中所述填充层的折射率与所述导光板的折射率相同。
13.根据权利要求9所述的显示面板，其中，在所述一个像素区域中，在所述第一方向上，所述反射体的与所述入光区相邻的所述侧壁与所述入光区和所述反射面邻接，并在与所述第一方向和液晶层厚度方向均平行的平面中相对于所述第一方向倾斜，所述侧壁的靠近所述导光板的端部在第一方向上位于所述侧壁的靠近所述基板的端部的上游。
14.根据权利要求13所述的显示面板，其中，所述导光板的折射率和所述反射体的折射率均为第一折射率，所述侧壁与所述液晶层厚度方向之间的夹角为γ，
Figure FDA0003518243510000031
其中，i1为由所述入光区入射进入液晶层的光的入射角，n1为第一折射率，n3为液晶层的最大液晶折射率。
15.根据权利要求1所述的显示面板，其中，所述侧面与液晶层厚度方向之间的夹角为β，其中β≥i1，i1为由所述入光区入射进入液晶层的光的入射角。
16.根据权利要求3所述的显示面板，其中，所述反射层在所述导光板上的正投影与所述入光区至少部分重叠。
17.一种显示装置，包括：
根据前述权利要求中任一项所述的显示面板；
平行光光源组件，用于将平行光发射至所述导光板中，所述平行光在所述导光板中沿第一方向全反射传播。
18.根据权利要求17所述的显示装置，其中，所述平行光光源组件包括：
光源；以及
光源罩，所述光源罩包括反射曲面，
其中，所述反射曲面由平行于所述第一方向和液晶层厚度方向的平面截取的截面为抛物线，所述光源位于所述抛物线的焦点处，并向所述反射曲面发射光。
19.根据权利要求18所述的显示装置，其中，所述光源罩还包括反射平面，所述反射平面设置在所述反射曲面和所述导光板之间并与所述反射曲面连接，且所述反射平面垂直于所述液晶层的厚度方向。
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