CN110850585A - 显示面板、装置及方法、电润湿微腔单元、控光基板 - Google Patents

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CN110850585A CN201911205779.XA CN201911205779A CN110850585A CN 110850585 A CN110850585 A CN 110850585A CN 201911205779 A CN201911205779 A CN 201911205779A CN 110850585 A CN110850585 A CN 110850585A
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Abstract

本申请实施例提供了一种显示面板、装置及方法、电润湿微腔单元、控光基板。该电润湿微腔单元，包括：电润湿腔体和电润湿液；电润湿腔体具有周面，第一透光底面和第二透光底面；第一透光底面和第二透光底面分别封装周面的两端；电润湿液填充电润湿腔体内的部分空间；周面、第一透光底面和第二透光底面中，任意两相邻面之间绝缘，且至少有两个面设置有电极，至少一个面的电极为接地电极。本申请实施例使光通过电润湿液，通过控制电场，可调节电润湿液的入光面和/或出光面的角度，从而使光向不同方向投射，进而形成双眼视差，实现立体形象的显示；对光线没有遮挡，光利用率高。

Description

显示面板、装置及方法、电润湿微腔单元、控光基板
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体而言，本申请涉及一种显示面板、装置及方法、电润湿微腔单元、控光基板。
背景技术
裸眼3D(三维)显示，是利用人两眼具有视差的特性，在不需要任何辅助设备(如3D眼镜，头盔等)的情况下，即可获得具有空间、深度的逼真立体形象的显示。
现有的裸眼3D显示通常采用光屏障式技术或柱状透镜技术。
光屏障式技术，是利用屏障将光线分离成左眼和右眼方向光，以形成双眼视差来实现立体图像显示，却不可避免地遮挡了部分光线，导致光利用率较低，即显示亮度偏低。
柱状透镜技术，是使显示面板的像平面位于透镜的焦平面上，这样在每个柱透镜下面的图像的像素被分成几个子像素，这样透镜就能以不同的方向投影每个子像素，于是双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素，从而形成双眼视差，实现立体图像显示。受柱状透镜自身材质的限制，焦距、栅距等参数都是固定的，不可调。
发明内容
本申请针对现有方式的缺点，提出一种显示面板、装置及方法、电润湿微腔单元、控光基板，用以解决现有技术存在的如上述提到的至少一个技术问题。
第一个方面，本申请实施例提供了一种电润湿微腔单元，包括：电润湿腔体和电润湿液；
电润湿腔体具有周面，第一透光底面和第二透光底面；第一透光底面和第二透光底面分别封装周面的两端；
电润湿液填充电润湿腔体内的部分空间；
周面、第一透光底面和第二透光底面中，任意两相邻面之间绝缘，且至少有两个面设置有电极，至少一个面的电极为接地电极。
第二个方面，本申请实施例提供了一种控光基板，包括多个如上述第一个方面提供的电润湿微腔单元，每一电润湿微腔单元用于控制通过电润湿微腔单元的光的出射角。
第三个方面，本申请实施例提供了一种显示面板，包括：发光膜组，和如上述第二个方面提供的控光基板；
发光膜组位于控光基板的第一透光层的入光侧。
第四个方面，本申请实施例提供一种显示装置，显示装置包括：控制器，和如上述第一个方面提供的电润湿微腔单元；控制器控制电润湿微腔单元的电极的通断；
或，显示装置包括：控制器，以及如上述第二个方面提供的控光基板；控制器控制控光基板中电润湿微腔单元的电极的通断；
或，显示装置包括：控制器，以及如上述第三个方面提供的显示面板；控制器控制显示面板中电润湿微腔单元的电极的通断。
第五个方面，本申请实施例提供一种显示方法，基于上述第四个方面的显示装置，显示方法包括：
在多个电润湿微腔单元的第一透光底面接收成像光时，向每个电润湿微腔单元中的电润湿液施加对应的目标电压，改变电润湿液的形态，使电润湿液的入光面与基准面的角度改变至第一目标角度，和/或，使电润湿液的出光面与基准面的角度改变至第二目标角度；
第一目标角度和/或第二目标角度，与成像光的目标显示区对应。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：
1、使光通过电润湿液而发生偏转，从而使光向不同方向投射，进而使观察者形成双眼视差，获得具有空间、深度的逼真立体形象的显示；
2、通过控制电场，可改变电润湿液的形态，使电润湿液的入光面和/或出光面的角度可调，从而实现出射光的投射角度可调，以实现例如VR、AR、MR等显示方式，甚至可实现全息式3D显示；
3、对光线没有遮挡，光利用率高，显示亮度高。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请实施例提供的一种电润湿微腔单元的实施方式一的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种电润湿微腔单元的实施方式二的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种电润湿微腔单元中电润湿液对电场的作用做出响应的状态示意图；
图4为本申请实施例提供的一种电润湿微腔单元的绝缘结构示意图；
图5为本申请实施例提供的经步骤一得到的基板的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的经步骤二得到的基板的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的经步骤三得到的基板的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的经步骤四得到的基板的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的经步骤五得到的电润湿微腔单元阵列的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的一种控光基板的结构示意图；
图11为本申请实施例提供的一种显示面板的结构示意图；
图12为本申请实施例提供的电润湿微腔单元的光路偏转示意图；
图13为本申请实施例提供的电润湿微腔单元阵列的工作状态一的示意图；
图14为本申请实施例提供的电润湿微腔单元阵列的工作状态二的示意图；
图15为本申请实施例提供的电润湿微腔单元阵列的工作状态三的示意图；
图16为本申请实施例提供的电润湿微腔单元阵列实现光场3D显示的实施方式一的原理示意图；
图17为本申请实施例提供的电润湿微腔单元阵列实现光场3D显示的实施方式二的原理示意图。
图中：
10-电润湿层；
11-电润湿腔体；11a-第一透光底面；11b-第二透光底面；11c-周面；
12-电润湿液；13-透光流体；14-电极；
20-第一透光层；
30-第二透光层；
40-发光膜组；
100-第一基板；200-第二基板；300-第一透明电极层；400-第一光刻胶层；500-绝缘光刻胶；600-第二光刻胶层；700-第二透明电极层。
具体实施方式
下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本申请的发明人进行研究发现，人眼依靠双目视差、双目汇聚、移动视差和聚焦模糊，这四个方面来感知到3D环境。裸眼3D显示是利用人两眼具有视差的特性，来实现具有空间、深度的逼真立体形象的显示。
现有技术中，光屏障式技术不可避免地遮挡了部分光线，导致光利用率较低，即显示亮度偏低，显示体验感差。柱状透镜技术虽然对光线没有遮挡，光利用率较高，但受柱状透镜自身材质的限制，焦距、栅距等参数都是固定的，不可调。
若采用液晶封装层的结构来控制光线，使液晶分子发生不同程度的偏转，使光线的有效折射率也根据加载电压不同而不同，从而使液晶封装层的层状结构内可以形成多个类似于柱面光栅的液晶透镜结构，使得光线射入液晶透镜后，遇到不同折射率的液晶分子发生不同的折射，可以达到调整液晶透镜的焦距、栅距等参数的目的。但是，液晶封装层本身具有的散射和暗态漏光等特性，会导致控制精确度不高，影响3D效果。
为此，本申请提供的一种显示面板、装置及方法、电润湿微腔单元、控光基板，旨在解决现有技术的如上技术问题。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。
本申请实施例提供了一种电润湿微腔单元，该电润湿微腔单元的结构示意图如图1-4所示，包括：电润湿腔体11和电润湿液12。
电润湿腔体11具有周面11c，第一透光底面11a和第二透光底面11b；第一透光底面11a和第二透光底面11b分别封装周面11c的两端。
电润湿液12填充电润湿腔体11内的部分空间。
周面11c、第一透光底面11a和第二透光底面11b中，任意两相邻面之间绝缘，且至少有两个面设置有电极14，至少一个面的电极14为接地电极。
在本实施例中，如图1所示，光线由第一透光底面11a射入电润湿微腔单元，经电润湿液12而发生角度偏转，具体可以在电润湿液12的入光面发生折射，也可以在电润湿液12的出光面发生折射，还可以在电润湿液12的入光面和出光面均发生折射。发生折射的光向不同方向投射，进而使观察者形成双眼视差，获得具有空间、深度的逼真立体形象的显示。而且，电润湿液12对光线没有遮挡，光利用率高，显示亮度高。
向电润湿微腔单元中的电极14通电后，电极14之间形成电场，电润湿液12会对电场的作用做出响应，如图3所示，具体是：电润湿液12在电润湿腔体11中的位置发生变化，并在电润湿腔体11的周面11c、第一透光底面11a或第二透光底面11b的约束下发生形态的变化。为使电润湿液12获得足够的变形空间，不能使电润湿液12填满电润湿腔体11内的所有空间，只需填充部分即可。电润湿腔体11内剩下的空间，可以是真空，也可以是其他流体，例如下文将会详述的透光流体13。
通过控制电润湿微腔单元中的电极14所接通的电压，控制电润湿液12的形态，进而可以控制电润湿液12的入光面和/或出光面的角度，从可以控制出射光的投射角度。可以满足VR(Virtual Reality，虚拟现实技术)、AR(Augmented Reality，增强现实技术)、或MR(Mix reality，混合现实技术)等显示方式的需求，可以应用到轻薄化的近眼显示或光场显示等领域。
当各个区域的光以一定的角度投射到指定区域内显示，各个区域内的光可以在空间内拼接，形成一个完整的3D场景，观察者可以在任何角度、任何位置观看到该位置应该观看到的画面，实现真正裸眼3D画面，即全息式3D显示。
电极14可以根据对光的偏转要求，而适应性地布置于电润湿腔体11的周面11c、第一透光底面11a或第二透光底面11b处。周面11c、第一透光底面11a和第二透光底面11b中，任意两相邻面之间绝缘，以避免短路。
可选地，电极14可以是正电极，也可以负电极，可取决于电润湿液12的电特性，或取决于电场对电润湿液12的影响方式(如相吸或相斥)。
在一些实施例中，周面11c、第一透光底面11a和第二透光底面11b中任意两相邻面之间绝缘，可以通过在任意两相邻面之间设置绝缘隔层来实现。具体的工艺可选用如下步骤：
对第一基板100(相当于第一透光底面11a)和第二基板200(相当于第二透光底面11b)分别执行步骤一：在基板上沉积第一透明电极层300，然后涂覆光刻胶，使第一透明电极层300上形成第一光刻胶层400，通过Mask.1(第一掩膜)曝光显影，将第一光刻胶层400上的图形通过干法刻蚀，转移到第一透明电极层300上。得到的基板如图5所示。
对第一基板100和第二基板200分别执行步骤二：清洗第一光刻胶层400，向第一透明电极层300上形成图案的槽内滴入绝缘光刻胶500(第一透光底面11a与周面11c之间的绝缘机构，或第二透光底面11b与周面11c之间的绝缘机构)，然后固化。得到的基板如图6所示。
对第一基板100或第二基板200执行步骤三：再次涂覆光刻胶，使第一透明电极层300上形成第二光刻胶层600，通过Mask1对位曝光显影，沉积第二透明电极层700，再通过Mask2对位刻蚀第二透明电极层700，表面亲水性处理后，向第二透明电极层700上形成图案的槽内滴入绝缘光刻胶500(相邻电润湿微腔单元的周面11c之间的绝缘机构)，固化。得到的基板如图7所示。
对第一基板100或第二基板200执行步骤四：清洗第二光刻胶层600，第二透明电极层700上得到可用于填充电润湿液12的容纳空间，再向容纳空间内灌入电润湿液12。得到的基板如图8所示。
执行步骤五：将第一基板100和第二基板200对位贴合，即可得到电润湿微腔单元。贴合过程中最好配以抽真空或者其他方式，排除电润湿液12中可能存在的气泡等。得到的电润湿微腔单元阵列如图9所示。
本申请的发明人考虑到，为使电润湿液12获得足够的变形空间，不能使电润湿液12填满电润湿腔体11内的所有空间，若电润湿腔体11内剩下的空间为真空，则会增加制造难度。为此，本申请为电润湿微腔单元提供如下一种可能的实现方式：
如图2所示，本申请实施例的电润湿微腔单元还包括透光流体13，透光流体13填充电润湿腔体11内剩下的空间。
在本实施例中，采用透光流体13填充电润湿腔体11内剩下的空间，以平衡电润湿腔体11内外压差，可以有效降低电润湿微腔单元的制造难度，也有利于延长电润湿微腔单元的使用寿命。
可选地，透光流体13满足以下条件：
a、透光，以利于光线通过，提高光利用率；
b、是流体，以配合电润湿液12的变形；
c、与电润湿液12互不相溶；或，在通常的存放、工作条件下与电润湿液12难溶；
d、绝缘；或，在同一电场环境下，与电润湿液12做出相反的响应。
本申请的发明人考虑到，电润湿腔体11的电极14可在周面11c，第一透光底面11a和第二透光底面11b处布置，通常通一个面上布置的电极14产生的电场相同，即电场的数量受可布置电极14的面的数量所制约。为此，本申请为电润湿微腔单元提供如下一种可能的实现方式：
本申请实施例的电润湿腔体11为棱柱，周面11c包括若干侧面，至少一个侧面设置有一种电极14，任意两侧面之间绝缘。
在本实施例中，电润湿腔体11采用棱柱结构，周面11c的任意相邻侧面之间存在一定夹角，每一侧面都可布置电极14。这样，电润湿腔体11内具有更多的不同角度的可布置电极14的面，可增加更多不同方向的电场，可以对电润湿液12的变形提供更加精细的控制，进而可以获得精度更高的出射光的投射角度。
本申请的发明人考虑到，电润湿微腔单元主要是利用光的折射原理使光线偏转，当电润湿腔体11内填充了电润湿液12和透光流体13时，两种流体会分别对光线产生不同的折射，为了强化光线的偏转效果，需要对两种流体做出一定的限定。为此，本申请为电润湿微腔单元提供如下一种可能的实现方式：
本申请实施例的电润湿微腔单元中，电润湿液12和透光流体13中，靠近第一透光底面11a的流体密度大于靠近第二透光底面11b的流体密度。
在本实施例中，光线首先经过密度较大的流体，再经过密度较小的流体，有利于使光的出射角大于入射角，即可以强化光线偏转效果。具体分析如下。
光的折射遵从原理：当光线垂直射到两种介质的分界面上时，折射角等于入射角，都等于0度；当光从密度小的介质中射入密度大的介质中时，折射角小于入射角；当光从密度大的介质中射入密度小的介质中时，折射角大于入射角。
基于上述光的折射原理，若电润湿液12的密度大于透光流体13的密度，则至少在对光线进行偏转的时候，使电润湿液12靠近第一透光底面11a，使透光流体13靠近第二透光底面11b。具体地，可以通过电场作用，将电润湿液12吸引至靠近第一透光底面11a，透光流体13则自然地靠近第二透光底面11b。
若电润湿液12的密度小于透光流体13的密度，则至少在对光线进行偏转的时候，使透光流体13靠近第一透光底面11a，使电润湿液12靠近第二透光底面11b。具体地，可以通过电场作用，将电润湿液12吸引至靠近第二透光底面11b，透光流体13则自然地靠近第一透光底面11a。
一般情况下，受重力和浮力的影响，不相溶的两流体在同一空间内会呈：密度较大的流体在下，密度较小的流体在上的状态。但是在微流范围内，电场对电润湿液12产生的影响远大于重力或浮力对电润湿液12产生的影响，即在电场作用下，无论光线的光路是什么方向，均可以实现使光先通过电润湿液12和透光流体13中密度较大的流体，实现对光线偏转效果的强化。
在上述实施例的基础上，可选地，电润湿液12包括但不限于：NaCl(氯化钠)水溶液、或液晶；和/或，透光流体13包括但不限于：硅油、或有机溶剂(如甘油)、或烃类溶剂、或氮气等。
例如，电润湿液12选用浓度为0.9％的NaCl水溶液，折射率为1.33，透光流体13选用甲基硅油，折射率为1.65。一般情况下，NaCl水溶液在上，甲基硅油在下。
基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种控光基板，该控光基板的结构示意图如图10所示，该控光基板包括：包括多个如上述各实施例提供的任一种电润湿微腔单元，每一电润湿微腔单元用于控制通过电润湿微腔单元的光的出射角。
本实施例提供的控光基板，通过多个如上述各实施例提供的电润湿微腔单元对光线进行偏转，并且将经过每一电润湿微腔单元的光线分别偏转，使观察者形成双眼视差，获得具有空间、深度的逼真立体形象的显示。
详细原理和有益效果请参见上文关于电润湿微腔单元的各实施例，在此不再赘述。
本申请的发明人考虑到，控光基板需要具备对应的结构，以包括多个电润湿微腔单元，并且使光线至少能够通过电润湿微腔单元。为此，本申请为控光基板提供如下一种可能的实现方式：
如图10所示，本申请实施例提供的控光基板包括：第一透光层20，第二透光层30和电润湿层10。
电润湿层10具有多个通孔，每一通孔贯通电润湿层10的入光侧和电润湿层10的出光侧，每一通孔的孔壁形成电润湿微腔单元中电润湿腔体11的周面11c。
第一透光层20位于电润湿层10的入光侧，且每一通孔的一端开口由第一透光层20封闭；第一透光层20中至少用于封闭通孔的一端开口的部分，形成电润湿微腔单元中电润湿腔体11的第一透光底面11a。
第二透光层30位于电润湿层10的出光侧，且每一通孔的另一端开口由第二透光层30封闭；第二透光层30中至少用于封闭通孔的另一端开口的部分，形成电润湿微腔单元中电润湿腔体11的第二透光底面11b。
每一通孔的孔腔，形成电润湿微腔单元中电润湿腔体11的空腔；电润湿微腔单元中的电润湿液12填充通孔的部分孔腔。
采用本实施例提供的控光基板结构，有利于采用现有的光刻工艺制备。
可选地，电润湿层10可以采用玻璃基板；电润湿层10上的通孔可以采用光刻工艺制得；第一透光层20和/或第二透光层30可以采用ITO(氧化铟锡)膜。
本申请的发明人考虑到，控光基板通常需要与光源相适配。为此，本申请为控光基板提供如下一种可能的实现方式：
本申请实施例的通孔阵列布置。
电润湿层10还包括黑矩阵，黑矩阵填充于各通孔之间。
在本实施例中，通孔采用阵列式布置，可以更好地与入光侧的发光膜组40相匹配。黑矩阵可以隔绝环境光或杂散光对偏转光线的影响。黑矩阵的厚度和宽度可以根据实际情况设定。
可选地，电润湿层10整体就是黑矩阵。
基于同一发明构思，本申请实施例提供的一种显示面板，该显示面板的结构框架示意图如图11所示，包括：发光膜组40，和如上述各实施例提供的任一种控光基板。
发光膜组40位于控光基板的第一透光层20的入光侧。
本实施例提供的显示面板，发光膜组40向控光基板发送光线，控光基板将接收到的光线经过多个电润湿微腔单元进行偏转，并且将经过每一电润湿微腔单元的光线分别偏转，使观察者形成双眼视差，获得具有空间、深度的逼真立体形象的显示。
详细原理和有益效果请参见上文关于电润湿微腔单元的各实施例，在此不再赘述。
本申请的发明人考虑到，显示面板可以采用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示)显示结构。为此，本申请为显示面板提供如下一种可能的实现方式：
本申请实施例的发光膜组40包括：背光层，阵列基板，液晶封装层和彩膜层。
彩膜层位于控光基板的第一透光层20的入光侧。
液晶封装层位于彩膜层远离控光基板的一侧。
阵列基板位于液晶封装层远离彩膜层的一侧。
背光层位于阵列基板远离液晶封装层的一侧。
在本实施例中，背光层发光，阵列基板可控制施加于液晶封装层的电压，以改变液晶封装层内液晶的结构，从而使由背光层发出、并经过液晶封装层的光图案化，图案化的光经彩膜层后呈彩色图案的光，彩色图案的光由控光基板的第一透光层20的入光侧进入，经控光基板中电润湿微腔单元实现偏转，发生偏转的光向不同方向投射，进而使观察者形成双眼视差，获得具有空间、深度的逼真立体形象的显示。
可选地，由控光基板中电润湿微腔单元射出的光，以一定的角度投射到指定区域内显示，各个区域内的光可以在空间内拼接，形成一个完整的3D场景，观察者可以在任何角度、任何位置观看到该位置应该观看到的画面，实现真正裸眼3D画面，即全息式3D显示。
可选地，背光层可以包括光源、导光板和反光板。导光板的入光面与光源的出光面相对或紧贴，用以将光导出，或将线状光转为面状光。反光板与导光板远离自己出光面的一侧相对或紧贴，用以捕捉并回收逃逸光，降低光损。
本申请的发明人考虑到，显示面板可以采用LED(发光二极管)或者Micro-LED(微发光二极管)或者OLED(OrganicLight-Emitting Diode，有机发光二极管)等显示结构。为此，本申请为显示面板提供如下一种可能的实现方式：
本申请实施例的发光膜组40包括：基底层，阴极层，电子传输层，发光层，空穴传输层，阳极层，和彩膜层。
彩膜层位于控光基板的第一透光层20的入光侧。
阳极层位于彩膜层远离控光基板的一侧。
空穴传输层位于阳极层远离彩膜层的一侧。
发光层位于空穴传输层远离阳极层的一侧。
电子传输层位于发光层远离空穴传输层的一侧。
阴极层位于电子传输层远离发光层的一侧。
基底层位于阴极层远离电子传输层的一侧。
在本实施例中，基底层是发光膜组40的基础。阴极层，电子传输层，发光层，空穴传输层和阳极层共同作用实现发光，具体是：在电场的作用下，阳极层产生的空穴和阴极层产生的电子就会发生移动，分别向空穴传输层和电子传输层注入，迁移到发光层。当空穴和电子在发光层相遇时，产生能量激子，从而激发发光层的发光分子最终产生可见光。
发出的可见光经彩膜层后呈彩色图案的光，彩色图案的光由控光基板的第一透光层20的入光侧进入，经控光基板中电润湿微腔单元实现偏转，发生偏转的光向不同方向投射，进而使观察者形成双眼视差，获得具有空间、深度的逼真立体形象的显示。
可选地，由控光基板中电润湿微腔单元射出的光，以一定的角度投射到指定区域内显示，各个区域内的光可以在空间内拼接，形成一个完整的3D场景，观察者可以在任何角度、任何位置观看到该位置应该观看到的画面，实现真正裸眼3D画面，即全息式3D显示。
本申请的发明人考虑到，显示面板的各发光、控光层级结构十分精密，也十分脆弱，需要保护起来。为此，本申请为显示面板提供如下一种可能的实现方式：
本申请实施例的显示面板还包括：盖板。
盖板位于控光基板的第二透光层30的出光侧；或，盖板由控光基板的第二透光层30形成。
在本实施例中，盖板可以采用由常用的LCD或OLED基板玻璃，也可以使用一些特殊的光学玻璃，如树脂材料等。盖板的厚度可以采用0.1-2mm(毫米)，可由具体的产品设计或工艺条件决定，要求盖板的上下表面具有较好的平行度，以减少对出射光的方向影响。
基于同一发明构思，本申请实施例提供的一种显示装置，该显示装置包括：控制器，和如上述各实施例提供的任一种电润湿微腔单元；控制器控制电润湿微腔单元的电极14的通断。
或，显示装置包括：控制器，以及如上述各实施例提供的任一种控光基板；控制器控制控光基板中电润湿微腔单元的电极14的通断。
或，显示装置包括：控制器，以及如上述各实施例提供的任一种显示面板；控制器控制显示面板中电润湿微腔单元的电极14的通断。
本实施例提供的显示装置，由控制器控制每一电润湿微腔单元中对应电极14的电压，从而控制每一电润湿微腔单元中作用于电润湿液12上的电场，以改变电润湿液12的入光面和/或出光面的角度，进而将经过每一电润湿微腔单元的光线分别偏转，使观察者形成双眼视差，获得具有空间、深度的逼真立体形象的显示。
详细原理和有益效果请参见上文关于电润湿微腔单元、或控光基板、或显示面板的各实施例，在此不再赘述。
基于同一的发明构思，本申请实施例提供了一种显示方法，基于上述显示装置，该显示方法包括：
在多个电润湿微腔单元的第一透光底面11a接收成像光时，向每个电润湿微腔单元中的电润湿液12施加对应的目标电压，改变电润湿液12的形态，使电润湿液12的入光面与基准面的角度改变至第一目标角度，和/或，使电润湿液12的出光面与基准面的角度改变至第二目标角度。第一目标角度和/或第二目标角度，与成像光的目标显示区对应。
具体地，成像光可以由显示装置中显示面板的发光膜组40发出。
可选的，显示装置采用LCD显示方式，显示装置也可以采用LED、或者Micro-LED、或者OLED等显示方式。
可选地，通过控制器，控制施加到每个电润湿微腔单元中电极14的电压大小，从而控制每个电润湿微腔单元内作用于电润湿液12的电场，进而改变电润湿液12的形态。
具体可以改变电润湿液12的入光面的角度，使成像光在电润湿液12的入光面发生折射；也可以改变电润湿液12的出光面的角度，使成像光在电润湿液12的出光面发生折射；还可以同时改变电润湿液12的入光面和出光面的角度，使成像光在电润湿液12的入光面和出光面均发生折射。
发生折射的光向不同方向投射，进而使观察者形成双眼视差，获得具有空间、深度的逼真立体形象的显示。
第一目标角度和/或第二目标角度，与成像光的目标显示区对应。以使观察者形成双眼视差，获得具有空间、深度的逼真立体形象的显示。
可选地，当各个区域的光以一定的角度投射到指定区域内显示，各个区域内的光可以在空间内拼接，形成一个完整的3D场景，观察者可以在任何角度、任何位置观看到该位置应该观看到的画面，实现真正裸眼3D画面，即全息式3D显示。
在一些实施例中，向每个电润湿微腔单元中的电润湿液12施加对应的目标电压，可以包括：
向电润湿液12施加X轴方向的第一目标电压，使电润湿液12的入光面和/或出光面与基准面在X轴方向的角度改变至X轴目标角度。
可选地，向每个电润湿微腔单元中的电润湿液12施加对应的目标电压，可以包括：向电润湿液12施加Y轴方向的第二目标电压，使电润湿液12的入光面和/或出光面与基准面在Y轴方向的角度改变至Y轴目标角度。
可选地，向每个电润湿微腔单元中的电润湿液12施加对应的目标电压，可以包括：向电润湿液12施加Z轴方向的第三目标电压，使电润湿液12的入光面和/或出光面与基准面在Z轴方向的角度改变至Z轴目标角度。
下面根据实例来论证本申请实施例提供的电润湿微腔单元的工作原理：
电润湿微腔单元可选正方体或长方体腔体、ITO(氧化铟锡)玻璃基板、密度相同且互不相溶两种液体以及绝缘玻璃盖片组成。正方体或长方体腔体的横截面为矩形，且壁面彼此互相绝缘，不导电，如Resin(树脂)或者BM(BlackMatrix，黑矩阵)。
腔体内上层液体为低折射率的导电液体(电润湿液12)，如NaCl水溶液(折射率n＝1.33)，下层为不导电的液体(透光流体13)，如甲基硅油(折射率n＝1.65)。上侧导电玻璃基板与电源负极相连接，根据产品需求可以设计多个电源，目的在于改变电润湿液12的偏转或者形状。本申请实施例提供的电润湿微腔单元以改变电润湿液12的偏转角度，来实现透过光的角度发生一定的偏转为例，说明本方案的可行性。
如图4所示，为了实现电润湿液12的发生一定的偏转角度，设计四个电源正极分别与正/长方柱形腔体四个周面11c相连接，四个周面11c工作电压分别记为V1、V2、V3和V4。
根据电润湿效应的工作原理，当不同电极14的工作电压发生改变时，电润湿液12与透光流体13之间的界面与腔体壁面的接触角(θ)发生改变，电润湿液12与透光流体13之间的界面面型也会随之发生相应的变化。通过改变V1、V2、V3和V4的工作电压，即可实现对电润湿液12与透光流体13之间的界面面型及倾斜度
Figure BDA0002296890610000165
的控制。当四个周面11c不施加工作电压(V1＝V2＝V3＝V4＝0V)，此时电润湿液12与透光流体13之间的界面自然呈球形界面，球心在导电溶液一侧。当双液体界面与其中一对壁面的两个接触角之和为180°，且另外一对接触角均为90°时，双液体界面将由自然球形变为平界。
电润湿微腔单元的光路偏转示意图如图12所示，其中n1、n2分别为非极性油和导电液体的折射率。假定双液体平界面与左右侧壁面的接触角分别为θ和(180-θ)，适当选择电压组合值，可实现双液体平界面沿着空间任意方向呈不同角度倾斜。为简化模型，假设入射光束沿着竖直方向入射，且系统所处环境为空气(折射率n＝1.0)。当入射光经双液体界面发生折射现象时，假定α为光束抵达双液体界面时的入射角，α’为光束即将进入空气时的入射角，β2为光束出射角(即光束偏转角，并记最大光束偏转角为βmax)，
Figure BDA0002296890610000161
为液体平界面与水平方向的夹角，简称倾斜角。图4中的倾斜角
Figure BDA0002296890610000162
和接触角θ满足如下关系：
Figure BDA0002296890610000163
根据马吕斯定律和几何光学关系，可以得知：
n1sinα＝n2sinβ1 (2)
n2sinα’＝sinβ2 (3)
Figure BDA0002296890610000164
整理以上公式，可以得到出射光与原入射光之间的夹角β2满足：
Figure BDA0002296890610000172
Figure BDA0002296890610000173
由公式7可以得知：光束偏转角β2与电润湿液12的折射率n1和n2相关，且与液体界面与水平方向的夹角相关。而光束偏转角就是最终每一区域块内光束偏转的角度。
下面根据实例说明电润湿微腔单元阵列工作原理：
以图13-15所示的五个电润湿微腔单元阵列排布为例，说明在不同出光区域中，电润湿微腔单元阵列实现各个角度的偏折时，各电润湿微腔单元的工作状态。
如图13所示，当对五个电润湿微腔单元分别施加特定电压组合，使得双液体界面为沿着水平方向的平界面时，光束将沿Z轴正方向垂直入射时出射光线不发生偏转，此时的出射光在Z轴上焦距为无穷，此时实现的是垂直透过，不发生偏转。
如图14所示，当施加在中间棱镜单元上的电压不变，对称性地改变周围四个棱镜单元的工作电压，使光束通过液体棱镜单元后发生最大的偏转，实现对X轴方向的偏折，在X轴方向上实现特定角度出光。
如图15所示，也可以对其中之一的电润湿微腔单元施加电压，使其在Y轴方向上偏折，在Y轴方向上实现特定角度出光。
下面论证基于电润湿微腔单元阵列实现光场3D显示的可行性：
人眼就是依靠双目视差、双目汇聚、移动视差和聚焦模糊，这四个方面来感知到3D环境。
本申请实施例提供的显示方法，是将各个区域的光以一定的角度出射到指定区域内显示，各个区域内的光可以在空间内拼接，形成一个完整的3D场景，观看者可以在任何角度、任何位置观看到该位置应该观看到的画面，实现真正裸眼3D画面。
基本地，如图16所示，如A31、A32、A3i和A3n显示区域块对应的分别是S31、S32、S3i和S3n的显示画面，n为正整数，i为不大于n的正整数。例如是图16右图的画面是A31显示画面，那么A32画面是向右或者向左偏转10度左右的看到的画面，其他区域以此类推。实现多个画面拼接，实现光场3D显示。这种显示模式实现的画面，无需佩戴双目视差型眼镜就能实现3D显示，而且它还具备运动视差。
其中，如图16所示，出光区域A11到Ann可以根据方形拼接，也可以如图17所示，使用正六边形或者圆形拼接，只要能实现画面完整拼接为目的，各显示区域形状不做严格要求。
人眼汇聚观察某一处时，某一处清晰，其他处虽然画面清晰，但是人眼已经自动将周边模糊，因此也能实现双目汇聚和聚焦模糊，即实现了一种裸眼3D光场显示。
应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：
1、使光通过电润湿液12而发生偏转，从而使光向不同方向投射，进而使观察者形成双眼视差，获得具有空间、深度的逼真立体形象的显示。
2、通过控制电场，可改变电润湿液12的形态，使电润湿液12的入光面和/或出光面的角度可调，从而实现出射光的投射角度可调，以实现例如VR、AR、MR等显示方式，甚至可实现全息式3D显示。
3、对光线没有遮挡，光利用率高，显示亮度高。
4、采用透光流体13填充电润湿腔体11内剩下的空间，以平衡电润湿腔体11内外压差，可以有效降低电润湿微腔单元的制造难度，也有利于延长电润湿微腔单元的使用寿命。
5、电润湿腔体11采用棱柱结构，周面11c的任意相邻侧面之间存在一定夹角，每一侧面都可布置电极14。这样，电润湿腔体11内具有更多的不同角度的可布置电极14的面，可增加更多不同方向的电场，可以对电润湿液12的变形提供更加精细的控制，进而可以获得精度更高的出射光的投射角度。
6、至少在对光线进行偏转的时候，使电润湿液12和透光流体13中密度较大的流体靠近第一透光底面11a，另一密度较小的流体靠近第二透光底面11b，可以强化光线偏转效果。
本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (15)

1.一种电润湿微腔单元，其特征在于，包括：电润湿腔体(11)和电润湿液(12)；
所述电润湿腔体(11)具有周面(11c)，第一透光底面(11a)和第二透光底面(11b)；所述第一透光底面(11a)和所述第二透光底面(11b)分别封装所述周面(11c)的两端；
所述电润湿液(12)填充所述电润湿腔体(11)内的部分空间；
所述周面(11c)、所述第一透光底面(11a)和所述第二透光底面(11b)中，任意两相邻面之间绝缘，且至少有两个面设置有电极(14)，至少一个面的所述电极(14)为接地电极。
2.根据权利要求1所述的电润湿微腔单元，其特征在于，所述电润湿微腔单元还包括透光流体(13)，所述透光流体(13)填充所述电润湿腔体(11)内剩下的空间。
3.根据权利要求1或2所述的电润湿微腔单元，其特征在于，所述电润湿腔体(11)为棱柱，所述周面(11c)包括若干侧面，至少一个所述侧面设置有一种所述电极(14)，任意两所述侧面之间绝缘。
4.根据权利要求2所述的电润湿微腔单元，其特征在于，所述电润湿液(12)和所述透光流体(13)中，靠近所述第一透光底面(11a)的流体密度大于靠近所述第二透光底面(11b)的流体密度。
5.根据权利要求2或4所述的电润湿微腔单元，其特征在于，所述电润湿液(12)包括：NaCl水溶液、或液晶；
和/或，所述透光流体(13)包括：硅油、或甘油、或烃类溶剂、或氮气。
6.一种控光基板，其特征在于，包括多个如上述权利要求1-5中任一项所述的电润湿微腔单元，每一所述电润湿微腔单元用于控制通过所述电润湿微腔单元的光的出射角。
7.根据权利要求6所述的控光基板，其特征在于，所述控光基板包括：第一透光层(20)，第二透光层(30)和电润湿层(10)；
所述电润湿层(10)具有多个通孔，每一所述通孔贯通所述电润湿层(10)的入光侧和所述电润湿层(10)的出光侧，每一所述通孔的孔壁形成所述电润湿微腔单元中电润湿腔体(11)的周面(11c)；
所述第一透光层(20)位于所述电润湿层(10)的入光侧，且每一所述通孔的一端开口由所述第一透光层(20)封闭；所述第一透光层(20)中至少用于封闭所述通孔的一端开口的部分，形成所述电润湿微腔单元中电润湿腔体(11)的第一透光底面(11a)；
所述第二透光层(30)位于所述电润湿层(10)的出光侧，且每一所述通孔的另一端开口由所述第二透光层(30)封闭；所述第二透光层(30)中至少用于封闭所述通孔的另一端开口的部分，形成所述电润湿微腔单元中电润湿腔体(11)的第二透光底面(11b)；
每一所述通孔的孔腔，形成所述电润湿微腔单元中电润湿腔体(11)的空腔；所述电润湿微腔单元中的所述电润湿液(12)填充所述通孔的部分孔腔。
8.根据权利要求7所述的控光基板，其特征在于，所述通孔阵列布置；
所述电润湿层(10)还包括黑矩阵，所述黑矩阵填充于各所述通孔之间。
9.一种显示面板，其特征在于，包括：发光膜组(40)，和如上述权利要求6-8中任一项所述的控光基板；
所述发光膜组(40)位于所述控光基板的第一透光层(20)的入光侧。
10.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，所述发光膜组(40)包括：背光层，阵列基板，液晶封装层和彩膜层；
所述彩膜层位于所述控光基板的第一透光层(20)的入光侧；
所述液晶封装层位于所述彩膜层远离所述控光基板的一侧；
所述阵列基板位于所述液晶封装层远离所述彩膜层的一侧；
所述背光层位于所述阵列基板远离所述液晶封装层的一侧。
11.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，所述发光膜组(40)包括：基底层，阴极层，电子传输层，发光层，空穴传输层，阳极层，和彩膜层；
所述彩膜层位于所述控光基板的第一透光层(20)的入光侧；
所述阳极层位于所述彩膜层远离所述控光基板的一侧；
所述空穴传输层位于所述阳极层远离所述彩膜层的一侧；
所述发光层位于所述空穴传输层远离所述阳极层的一侧；
所述电子传输层位于所述发光层远离所述空穴传输层的一侧；
所述阴极层位于所述电子传输层远离所述发光层的一侧；
所述基底层位于所述阴极层远离所述电子传输层的一侧。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括：盖板；
所述盖板位于所述控光基板的第二透光层(30)的出光侧；
或，所述盖板由所述控光基板的第二透光层(30)形成。
13.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：控制器，和如上述权利要求1-5中任一项所述的电润湿微腔单元；所述控制器控制所述电润湿微腔单元的电极(14)的通断；
或，所述显示装置包括：控制器，以及如上述权利要求6-8中任一项所述的控光基板；所述控制器控制所述控光基板中电润湿微腔单元的电极(14)的通断；
或，所述显示装置包括：控制器，以及如上述权利要求9-11中任一项所述的显示面板；所述控制器控制所述显示面板中电润湿微腔单元的电极(14)的通断。
14.一种显示方法，基于上述权利要求13所述的显示装置，其特征在于，所述显示方法包括：
在多个电润湿微腔单元的第一透光底面(11a)接收成像光时，向每个所述电润湿微腔单元中的电润湿液(12)施加对应的目标电压，改变电润湿液(12)的形态，使电润湿液(12)的入光面与基准面的角度改变至第一目标角度，和/或，使电润湿液(12)的出光面与基准面的角度改变至第二目标角度；
所述第一目标角度和/或所述第二目标角度，与所述成像光的目标显示区对应。
15.根据权利要求14所述的显示方法，其特征在于，所述向每个电润湿微腔单元中的电润湿液(12)施加对应的目标电压，包括：
向电润湿液(12)施加X轴方向的第一目标电压，使电润湿液(12)的入光面和/或出光面与基准面在X轴方向的角度改变至X轴目标角度；
和/或，向电润湿液(12)施加Y轴方向的第二目标电压，使电润湿液(12)的入光面和/或出光面与基准面在Y轴方向的角度改变至Y轴目标角度；
和/或，向电润湿液(12)施加Z轴方向的第三目标电压，使电润湿液(12)的入光面和/或出光面与基准面在Z轴方向的角度改变至Z轴目标角度。
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