CN114326354B - 一种显示面板、显示装置及显示方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种显示面板、显示装置及显示方法，包括沿第三方向层叠设置的第一偏光层、振幅调制层、相位调制层、第二偏光层，其中，第一偏光层的透过轴沿第一方向设置；第二偏光层的透过轴沿第二方向设置；振幅调制层包括在靠近第一偏光层的第一侧和靠近相位调制层的第二侧，第一侧的液晶沿第一方向取向，第二侧的液晶沿第二方向取向；相位调制层中的液晶沿第二方向取向。本申请实施例提供的显示面板，相位调制层所显示的为全息图的强度信息，振幅调制层所显示的为全息图的亮度信息，在调制相位过程中，可以实现振幅与相位的单独调制，在调制相位过程中，振幅保持不变，在调制振幅过程中，相位保持不变，实现相位与纯振幅同时可调。

Description

一种显示面板、显示装置及显示方法

技术领域

本申请一般涉及显示技术领域，具体涉及一种显示面板、显示装置及显示方法。

背景技术

全息显示图像属于一种最基本的全息显示图像。记录时利用相干光照射物体，物体表面的反射光和散射光到达记录干板后形成物光波；同时引入另一束参考光波(平面光波或球面光波)照射记录干板。对记录干板曝光后便可获得干涉图形，即全息显示图像。再现时，利用与参考光波相同的光波照射记录干板，人眼在透射光中观看全息板，便可在板后原物处观看到与原物完全相同的像。

然而，现有技术中的全息显示装置中，仅局限于对相位或者振幅进行单独的调控，不能对振幅和相位同时且独立调控。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种显示面板、显示装置及显示方法，可以对振幅和相位进行同时且独立调控，提高再现图像质量。

第一方面，本申请提供了一种显示面板，包括：沿第三方向层叠设置的第一偏光层、振幅调制层、相位调制层、第二偏光层，其中，

所述第一偏光层的透过轴沿第一方向设置；所述第二偏光层的透过轴沿第二方向设置，所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向相互接近垂直；

所述振幅调制层包括在靠近所述第一偏光层的第一侧和靠近所述相位调制层的第二侧，所述第一侧的液晶沿所述第一方向取向，所述第二侧的液晶沿所述第二方向取向；

所述相位调制层中的液晶沿所述第二方向取向。

可选地，所述振幅调制层包括第一液晶层以及设置在所述第一液晶层两侧的第一像素电极层、第一公共电极层，其中，所述第一像素电极层设置在靠近所述第一偏光层的一侧，所述第一公共电极层设置在靠近所述第二偏光层的一侧；

所述相位调制层包括第二液晶层以及设置在所述第二液晶层两侧的第二像素电极层、第二公共电极层，其中，所述第二像素电极层设置在靠近所述第二偏光层的一侧，所述第二公共电极层设置在靠近所述第一偏光层的一侧。

可选地，所述振幅调制层和所述相位调制层在相邻的一侧共用第一基板，所述振幅调制层还包括设置在靠近所述第一偏光层一侧的第二基板，所述相位调制层还包括设置在靠近所述第二偏光层一侧的第三基板。

可选地，所述第一基板为彩膜基板；所述第二基板和所述第三基板为薄膜晶体管阵列基板。

可选地，所述第一基板的厚度小于等于200μm，优选为30～50μm。

可选地，所述振幅调制层上的像素密度与相位调制层上的像素密度的比值为1:1～1:3。

可选地，还包括设置在所述振幅调制层与所述相位调制层之间的复合透镜层，所述复合透镜层包括沿第三方向层叠设置的第一透镜层、光阑层、第二透镜层，其中，

所述第一透镜层设置在靠近所述振幅调制层的一侧，所述第一透镜层包括阵列设置的多个第一透镜；

所述第二透镜层设置在靠近所述相位调制层的一侧，所述第二透镜层包括阵列设置的多个第二透镜；

所述光阑层包括阵列设置的多个透光孔。

可选地，所述第一透镜具有第一凸面，所述第一凸面朝向所述光阑层；或者，

所述第一透镜层为液晶透镜，所述第一透镜的聚焦点位于靠近所述光阑层的一侧。

可选地，所述第二透镜具有第二凸面，所述第二凸面朝向所述光阑层；或者，

所述第二透镜层为液晶透镜，所述第二透镜的聚焦点位于靠近所述光阑层的一侧。

可选地，所述第一透镜的聚焦点和所述第二透镜的聚焦点位于所述透光孔的轴线上。

可选地，所述第一透镜层中所述第一透镜和所述第二透镜层中的所述第二透镜的焦距相等。

可选地，所述第一透镜层与所述振幅调制层在相邻的一侧共用基板一；所述第一透镜层还包括靠近所述光阑层一侧的基板二；所述第二透镜层与所述相位调制层在相邻的一侧共用基板四；所述第二透镜层还包括靠近所述光阑层一侧的基板三；所述振幅调制层还包括靠近所述第一偏光层一侧的基板五；所述相位调制层还包括靠近所述第二偏光层一侧的基板六。

可选地，所述基板一和所述基板四中的至少一个为彩膜基板；所述基板二、所述基板三、所述基板五、所述基板六为薄膜晶体管阵列基板。

可选地，所述基板一、基板二、基板三、基板四的厚度与所述第一透镜和所述第二透镜的焦距相等。

可选地，所述第一透镜层上所述第一透镜、所述第二透镜层上所述第二透镜与所述振幅调制层上的第一子像素一一对应。

可选地，所述第一透镜和所述第二透镜的焦数均大于2。

可选地，所述第一透镜层包括第三液晶层以及设置在所述第三液晶层两侧的第一透镜电极层、第二透镜电极层，其中，所述第一透镜电极层设置在靠近所述第二偏光层的一侧，所述第二透镜电极层设置在靠近所述第一偏光层的一侧；

所述第二透镜层包括第四液晶层以及设置在所述第四液晶层两侧的第三透镜电极层、第四透镜电极层，其中，所述第三透镜电极层设置在靠近所述第一偏光层的一侧，所述第四透镜电极层设置在靠近所述第二偏光层的一侧。

第二方面，本申请提供了一种显示装置，包括如以上任一所述的显示面板。

可选地，还包括：位于所述第一偏光层侧的背光源，所述背光源为相干光的面光源。

第三方面，本申请提供了一种显示方法，采用如以上任一所述的显示面板，所述方法包括：

向振幅调制层施加第一垂直电场信号，调制光波振幅信息；

同时向相位调制层施加第二垂直电场信号，调制光波相位信息。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请实施例提供的显示面板，包括相位调制层以及振幅调制层，其中，相位调制层所显示的为全息图的强度信息，振幅调制层所显示的为全息图的亮度信息，在调制相位过程中，可以实现振幅与相位的单独调制，在调制相位过程中，振幅保持不变，在调制振幅过程中，相位保持不变，实现相位与纯振幅同时可调。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请的实施例提供的一种全息基本原理的示意图；

图2为本申请的实施例提供的一种显示面板的结构示意图；

图3为本申请的实施例提供的一种显示面板光线情况的示意图；

图4为本申请的实施例提供的另一种显示面板光线情况的示意图；

图5为本申请的实施例提供的一种透过率曲线的对比图；

图6为本申请的实施例提供的又一种显示面板的结构示意图；

图7为本申请的实施例提供的一种振幅调制层的单孔衍射的效果示意图；

图8为本申请的实施例提供的一种显示面板的四层基板的结构示意图；

图9为本申请的实施例提供的彩膜基板减薄后的厚度曲线示意图；

图10为本申请的实施例提供的不同层间间距对应的成像效果示意图；

图11为本申请的实施例提供的一种显示面板像素密度的示意图；

图12为本申请的实施例提供的另一种显示面板像素密度的示意图；

图13为本申请的实施例提供的一种相位调制层的相位与电压曲线的示意图；

图14为本申请的实施例提供的一种显示方法的流程图。

图15为本申请的实施例提供的一种显示面板的结构示意图；

图16为本申请的实施例提供的复合透镜的光学示意图；

图17为本申请的实施例提供的一种显示面板像素密度的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

全息基本原理：第一步，记录全息：参考光波UR投射到记录介质上，物光波UO也到达记录介质上，参考光波和物光波相干迭加，在记录介质上形成干涉条纹，就是全息图；如图1中(I)所示。第二步，全息再现：用一束同参考光波的波长和传播方向完全相同的光束照射全息图，则可得到一幅立体图像；如图1中(II)所示。

请详见图2，一种显示面板，包括：沿第三方向层叠设置的第一偏光层100、振幅调制层200、相位调制层300、第二偏光层400。

所述第一偏光层100的透过轴沿第一方向设置；所述第二偏光层400的透过轴沿第二方向设置，所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向相互接近垂直。在本申请实施例中，第一偏光层100和第二偏光层400的透光轴彼此垂直。

在本申请实施例中，振幅调制层200采用的是TN模式，在初始状态下，TN模式的液晶分子从下基板到上基板连续扭转90°，所述振幅调制层200包括在靠近所述第一偏光层100的第一侧和靠近所述相位调制层300的第二侧，所述第一侧的液晶沿所述第一方向取向，所述第二侧的液晶沿所述第二方向取向。相位调制层300采用的是ECB模式，在初始状态下，初始状态下，所述相位调制层300中的液晶沿所述第二方向取向。

在本申请实施例中，第一偏光层100位于背光源的一侧，第一偏光层100起到使入射光线性偏振的作用；振幅调制层200的液晶分子在垂直电场的作用下，改变其排列状态，可以控制通过第一偏光层100的线性偏振光。相位调制层300的液晶分子在垂直电场的作用下，改变其阵列的状态，改变线偏振光的相位，第二偏光层400使得线偏振光沿与上偏光层的透过轴相同方向透射的作用。

振幅调制层200在靠近第一偏光层100侧的液晶轴的方向与第一偏光层100透光轴的方向相同；振幅层在靠近第二偏光层400侧的液晶轴的方向与第二偏光层400透光轴的方向相同。相位调制层300的液晶轴的方向与第二偏光层400透光轴的方向相同。本申请实施例中，在平行于面板的表面中，对于第一方向和第二方向的设置并不限制，在一些实施例中，第一方向、第二方向可以互换。在本申请实施例中以第一方向为垂直于纸面的方向、第二方向为平行于纸面的方向为例进行示例性说明。

在本申请实施例中，所述振幅调制层200包括第一液晶层201以及设置在所述第一液晶层201两侧的第一像素电极层202、第一公共电极层203，其中，所述第一像素电极层202设置在靠近所述第一偏光层100的一侧，所述第一公共电极层203设置在靠近所述第二偏光层400的一侧。

所述相位调制层300包括第二液晶层301以及设置在所述第二液晶层301两侧的第二像素电极层302、第二公共电极层303，其中，所述第二像素电极层302设置在靠近所述第二偏光层400的一侧，所述第二公共电极层303设置在靠近所述第一偏光层100的一侧。

在应用时，振幅调制层200的工作模式为：在未施加电场时，第一液晶层201的液晶分子保持初始状态，此时，随着入射光经过第一偏光层100形成垂直于纸面的线偏振光；当光通过扭曲的液晶材料时，偏振方向进行调整，形成平行于纸面的线偏振光。

如果在两片导电基板通电之后，两片导电基板之间形成的垂直电场，进而影响其间液晶分子的排列，TN模式利用旋光作用对入射光的偏振方向进行调节，而对相位基本没有太大的调制作用。当施加电场后，电场破坏了液晶材料的扭曲结构，使得液晶材料变成与电场平行的垂直排列；此时垂直于纸面的线偏振光经过垂直排列的液晶分子时，可以保持光分量的偏振状态。

对于相位调制层300，液晶分子的工作模式为：在电场的作用下，随着液晶旋转角度的增加，出射光的相位发生改变，但透过率保持不变，即调相位过程中不会对振幅产生影响，也就是纯相位调制。液晶取向由平行于器件表面向垂直于器件表面方向连续偏转(偏振状态不发生改变)，使得入射光感受到的有效折射率逐渐降低，当液晶平行于器件表面时，其有效折射率为ne，当液晶垂直器件表面时，其感受到的折射率为no，因此，器件的相位调制范围为 其中k0为入射光在真空中的波矢，d为液晶的厚度。

在本申请实施例中，相位调制层300负责全息图的相位调制，振幅调制层200负责全息图的振幅调制。在应用时，对于振幅调制层200施加电场、相位调制层300施加电场时，如图3所示，当经过直下式背光源发出的光，经过第一偏光层100时形成垂直于纸面的线偏振光，振幅调制层200在第一垂直电场的作用下，液晶发生翻转后液晶轴与电场平行，偏振方向未改变，仍然为垂直于纸面的线偏振光。相位调制层300在第二垂直电场的作用下，液晶发生翻转，线偏振光经过相位调制层300后相位发生改变，光线仍然为垂直于纸面的线偏振光，在经过第二偏光层400时，光线被阻挡，为TN模式的“常黑模式”。

如图4所示，当振幅调制层200未施加电场时，当经过直下式背光源发出的光，经过第一偏光层100时形成垂直于纸面的线偏振光，光线经过振幅调制层200时经过扭曲的液晶，偏振方向改变，形成为平行于纸面的线偏置光，经过相位调制层300后相位发生改变，光线的偏振方向未改变，在经过第二偏光层400时，光线可以透射而出，为TN模式的“常白模式”。

在本申请实施例中，相位调制层300所显示的为全息图的强度信息，振幅调制层200所显示的为全息图的亮度信息，在调制相位过程中，可以实现振幅与相位的单独调制，在调制相位过程中，振幅保持不变，在调制振幅过程中，相位保持不变，实现相位与纯振幅同时可调。

在本申请实施例中，当同时对振幅调制层200和相位调制层300施加电场时，对于振幅调制层200来说，相位调制层300的液晶取向方向上与第二偏光片的透光轴一致，不影响TN实现振幅调制；对于相位调制层300来说，入射至相位调制层300的光线实现波前一致，在调制过程中相位和振幅互不影响。图5中示出了一种单独TN层与TN+ECB的曲线对比关系，其中，包括在ECB上施加3V驱动电压、5V驱动电压、7V驱动电压的曲线，经过测试，从图中可以看出，单独TN层与TN+ECB的透过率基本不变。

需要说明的是，在本申请实施例中，每一液晶层的表面还设置有形成液晶初始取向的取向结构，例如，PI导向膜。PI导向膜对液晶分子有锚定的作用，可以使液晶按照PI液中聚合物分子中支链和主链的夹角，也就是预倾角的方向排列。例如，通过采用水平趋向的PI液，使得液晶分子在不加电压时为水平排列。在本申请实施例中，对应各个液晶层的两侧，可以通过导向膜的方式实现液晶分子的排列，当然，还可以采用现有技术中的其他方式实现液晶取向，本申请对此并不限制。

通过本申请的研究发现，采用ECB+TN的双cell结构，可以实现位相调制和振幅调制，完成复振幅全息。双cell间的间距会影响成像质量。因为全息显示需求高的空间带宽积，高PPI/小的像素间隙有利于实现高的空间带宽积，但是小像素带来衍射，导致TN出射的光线进入ECB时发生不均匀分布，间距越高，衍射影响越严重。故为提高成像质量，需要cell间低间距，越低越好，理论上gap为零时最佳。

实施例一

在本申请实施例中，如图6所示，所述振幅调制层200和所述相位调制层300在相邻的一侧共用第一基板10，所述振幅调制层200还包括设置在靠近所述第一偏光层100一侧的第二基板20，所述相位调制层300还包括设置在靠近所述第二偏光层400一侧的第三基板30。

在沿第三方向上，所述显示面板包括依次层叠设置的第一偏光层100、第二基板20、第一像素电极层202、第一液晶层201、第一公共电极层203、第一基板10、第二公共电极层303、第三基板30、第二偏光层400。通过将第一基板10的两侧的电极层分别设置为TN层的公共电极层和ECB层的公共电极层，可以减少第一基板10两侧施加电场的互相影响。在第一基板10的下方，第一像素电极层202和第一公共电极层203施加TN层的垂直电场，在第一基板10的上方，第二像素电极层302和第二公共电极层303施加ECB层的垂直电场。

其中，第一像素电极层202、第二像素电极层302、第一公共电极层203、第二公共电极层303的材料可以为ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)、IZO(Indium Zinc Oxide，氧化铟锌)或FTO(Fluorine-Doped Tin Oxide，氟掺杂二氧化锡)中的至少一种。

在本申请实施例中，在适用高PPI产品时，由于要求的TN像素单元为小尺寸，所以会有小孔衍射的问题。最理想的情况是TN层像素开口与ECB层像素开口中间间距为0，这样可以防止像素开口产生的衍射对器件重建全息图功能的影响。

图7是单孔(24.5*24.5um方孔)衍射在不同层间间距下，强度和位相的分布变化。可以看到200um开始由于衍射的作用，强度和位相都发生变化，偏离了原来的设计。所以两层器件层间的间隙需要200um以下。普通两层器件需要4层基板，如图8所示，利用BD Cell可以做到3层基板形成2层cell，降低了两层cell的间距。

根据图7可以看到随着盒间间距的增大，由振幅调制器像素初涉的光线，由于小孔衍射的作用(ECB层像素较小)，传播到位相调制器的像素高度处，位相和强度均发生变化，偏离了初始值。

在本申请实施例中，通过TN层和ECB层之间共用同一基板，并将第一基板10减薄至200um已下，如150um。更优选地，为30～50μm。

由于不同基板上需要承载的器件不同，导致不同基板在减薄过程中可能存在不同程度的困难。在本申请实施例中，所述第一基板10为彩膜基板；所述第二基板20和所述第三基板30为薄膜晶体管阵列基板。

在本申请实施例中，通过基板减薄的方式，将盒间基板打薄，实验结果显示，可以打薄至30～50um。在进行基板减薄时，可以通过现有技术中的蚀刻减薄或者机械减薄的方式，本申请对此并不限制，根据采用的基板材料的不同，可以采用不同的减薄方式，在应用时，视器件的不同可以采用不同的方式。图9示出了一种彩膜基板减薄后的厚度曲线示意图，通过彩膜基板减薄的方式，可以将TN层与ECB层之间的层间间距维持在30～50um。

通过选用第一基板10为彩膜基板，可以避免减薄TFT基板带来的困难。在对中间的第一基板10进行减薄后，在后续再对盒时，中间gap基板需要承受真空对盒的压力以及rubbing工艺的物理摩擦，可能会对中间基板造成损伤。打薄CF后，三层基板的叠放顺序。第一基板10(CF)和第二基板20(TFT)先进行对盒，然后再和第三基板30(TFT)进行对盒。当然，还可以采用第一基板10(CF)和第三基板30(TFT)先进行对盒，然后再和第二基板20(TFT)进行对盒。

图10示出了本申请实施例中提供的显示面板不同gap的成像质量，可以看到gap500um时成像质量PSNR只有12.69dB，gap 50um时，成像质量PSNR可以达到31.49dB。PSNR>40dB说明图像质量极好，非常接近原始图像)，30—40dB表示图像质量是好的，失真可以察觉但可以接受，在20—30dB说明图像质量差，PSNR低于20dB则图像不可接受。

在本申请实施例中，TN层像素开孔的衍射角和双cell间的gap决定ECB像素的周期，保证TN像素衍射光不进入相邻ECB像素中，因此，在设置时，所述振幅调制层200上的像素密度与相位调制层上的像素密度的比值为1:1～1:3。通过本申请实施例中提供的显示面板，可以使得在高PPI面板上，TN的光线可以减小由于小孔衍射的作用导致传播到位相调制器的像素高度处位相和强度发生变化带来的显示不均现象。

在本申请实施例中，以TN层像素开口24.5um，ECB层像素开口3um进行示例性说明，在不同实施例中，根据器件以及应用场景的不同，可以根据需求进行不同的设置，本申请对此并不限制。

图11示出了一种TN层与ECB层之间像素密度为1:1的结构示意图，图12中示出了一种TN层与ECB层之间像素密度为1:3的结构示意图。本申请实施例中通过调整两层器件上像素开口的对应关系，当像素密度比为1:1时，TN层的像素开口与ECB层的像素开口相对应，该设置方式可以适用于低像素密度的设置。在一些高像素密度时，可以设置像素密度比为1:3，TN层的像素开口的光线对应ECB上三个像素开口，通过将TN层与ECB层之间的间距压缩至低于200um，可以减少衍射的影响，使得TN出射的光线可以均匀进入ECB层中。

在本申请实施例中，本发明对上述构成一个像素的类型和数量不作限定。例如像素可以为红色像素、绿色像素以及蓝色像素，或者分别为品红色像素、青色像素、黄色像素。在应用时，视器件的不同可以进行不同的设置，本申请对此并不限制。

在本申请实施例中，通过采用激光的面光源，在单一时刻采用整面像素为R像素或者B像素或者G像素，通过时分法可以实现三基色变换。通过时分法可以使得每一个像素在出光方向的出光角度一致，实现出射光的均一性。

本申请实施例中，如图13示出了本申请的实施例提供的一种相位调制层300的相位与电压曲线的示意图，对于ECB可以实现0～2π的位相调制。例如：671nm红光，对于TN层与ECB层之间的gap2.8um，采用的是液晶SLC123320，其中Δn＝0.299，驱动电压8V可实现2π的位相调制。

如图14所示，本申请还提供了一种显示方法，采用如以上任一所述的显示面板，所述方法包括：

S01、向振幅调制层200施加第一垂直电场信号，调制光波振幅信息；

S02、同时向相位调制层300施加第二垂直电场信号，调制光波相位信息。

在设置时，所述振幅调制层200根据振幅调制信号改变液晶分子两端的电压，使得液晶分子发生偏转，振幅调制层200根据液晶分子。所述相位调制层300根据位相调制信号改变液晶分子两端的电压，从而使得液晶分子发生偏转，导致液晶面板的折射率发生改变，进而改变入射光的光程，最终达到调制入射光位相的目的。

实施例二

为了进一步降低TN层和ECB层之间间距的影响，本申请实施例中提供了一种显示面板，如图15所示，包括：沿第三方向层叠设置的第一偏光层100、振幅调制层200、复合透镜层、相位调制层300、第二偏光层400。

本申请实施例中，通过在所述振幅调制层200与所述相位调制层300之间设置复合透镜层使得从TN层出射的光线可以均匀出射到ECB层的各个像素中，降低衍射带来的影响。

在本申请实施例中，所述复合透镜层包括沿第三方向层叠设置的第一透镜层500、光阑层700、第二透镜层600。所述第一透镜层500设置在靠近所述振幅调制层200的一侧，所述第一透镜层500包括阵列设置的多个第一透镜501；所述第二透镜层600设置在靠近所述相位调制层300的一侧，所述第二透镜层600包括阵列设置的多个第二透镜601；所述光阑层700包括阵列设置的多个透光孔701。

在本申请实施例中，透镜层可以采用固体透镜技术和液晶透镜技术，与固体透镜技术相比，液晶透镜有一系列的优点：焦点可变、体积小、厚度薄、重量轻、工作寿命长等。并且液晶透镜技术因为具有电场可调控，焦距可调，与Panel工艺集成度高。本申请对于透镜层的设置并不限制。

例如，所述第一透镜501具有第一凸面，所述第一凸面朝向所述光阑层700；或者，所述第一透镜层500为液晶透镜，所述第一透镜501的聚焦点位于靠近所述光阑层700的一侧。所述第二透镜601具有第二凸面，所述第二凸面朝向所述光阑层700；或者，所述第二透镜层600为液晶透镜，所述第二透镜601的聚焦点位于靠近所述光阑层700的一侧。

在本申请实施例中，以液晶透镜进行示例性描述，液晶透镜作为一种通过外加电压来改变液晶透镜焦点位置的器件。由凸透镜成像规律可知，在1倍焦距处，成平行光线。图16所示。物放在第一透镜层500的1倍焦距处，光阑放在透镜像方一侧的1倍焦距处，同时也在第二透镜层600的物方1倍焦距处。第二透镜层600成像位置在第二透镜层600的1倍焦距处。这样可以成等大倒立的实像。第一透镜层500和第二透镜层600的焦距f相等。

通过光学原理，所述第一透镜501的聚焦点和所述第二透镜601的聚焦点位于所述透光孔的轴线上。所述第一透镜层500中所述第一透镜501和所述第二透镜层600中的所述第二透镜601的焦距相等。

在应用时，所述第一透镜层500与所述振幅调制层200在相邻的一侧共用基板一1；所述第一透镜层500还包括靠近所述光阑层700一侧的基板二2；所述第二透镜层600与所述相位调制层300在相邻的一侧共用基板四4；所述第二透镜层600还包括靠近所述光阑层700一侧的基板三3；所述振幅调制层200还包括靠近所述第一偏光层100一侧的基板五5；所述相位调制层300还包括靠近所述第二偏光层400一侧的基板六6。

其中，所述基板一1和所述基板四4中的至少一个为彩膜基板；所述基板二2、所述基板三3、所述基板五5、所述基板六6为薄膜晶体管阵列基板。

对应地，所述基板一1、基板二2、基板三3、基板四4的厚度与所述第一透镜501和所述第二透镜601的焦距相等。所述第一透镜层500上所述第一透镜501、所述第二透镜层600上所述第二透镜601与所述振幅调制层200上的第一子像素一一对应。所述振幅调制层200上的像素密度与相位调制层上的像素密度的比值为1:1～1:3。如图17所示。

基板三3和五中间是光阑层700，光阑层700可以用BM制作，在光阑层700中间设置有小孔(1um)，可以使得透镜汇聚的光保留主光线通过。透镜的口径d与焦距f之间的关系，d＝2*f*Δn/ne，例如，Δn为液晶折射率各向异性，Δn＝0.3，是液晶的折射率参数，ne＝1.8。当f＝500um时，d＝166um。Δn＝n_c-n_b；n_c是液晶透镜中心位置的折射率，n_b是液晶透镜边缘位置的折射率。

其中，液晶透镜的焦数F＝f/d＝500/166≈3。在本申请实施例这种，液晶透镜可以支持液晶透镜的焦数F大于2。在本申请实施例中，所述第一透镜501和所述第二透镜601的焦数均大于2。本申请实施例中，增大应用液晶透镜的光焦度(opt ical power),削弱了液晶透镜产生的衍射效应，应用到TN层和ECB层之间，可以减轻衍射效应对成像质量的影响。

f＝d2/8*Δn*gap，当f＝500um时，d＝166um，Δn＝0.3，计算液晶透镜盒厚gap＝22um，考虑液晶效率60％，则实际需要液晶透镜盒厚是22/60％＝37um，通过目前现有工艺可以得到支持。通过设置复合透镜可以将TN层与ECB层之间的盒间间距gap降至零，大大提升全息成像质量。

所述第一透镜层500包括第三液晶层502以及设置在所述第三液晶层502两侧的第一透镜电极层503、第二透镜电极层504，其中，所述第一透镜电极层503设置在靠近所述第一偏光层100的一侧，所述第二透镜电极层504设置在靠近所述第二偏光层400的一侧。

在本申请实施例中，第一透镜层500与TN层共用同一基板(基板一1)在基板一1两侧分别设置有TN层的电极层和第一透镜层500的电极层，在本申请中，将基板一1两侧的电极层分别选用公共电极层，即第一透镜电极层为公共电极层。通过将基板一1的两侧的电极层分别设置为TN层的公共电极层和第一透镜层500的公共电极层，可以减少基板一1两侧施加电场的互相影响。在基板一1的下方，第一像素电极层202和第一公共电极层203施加TN层的垂直电场，在基板一1的上方，第一透镜电极层503和第二透镜电极层504施加第一透镜层500的垂直电场。

所述第二透镜层600包括第四液晶层602以及设置在所述第四液晶层602两侧的第三透镜电极层603、第四透镜电极层604，其中，所述第三透镜电极层设置在靠近所述第一偏光层100的一侧，所述第四透镜电极层604设置在靠近所述第二偏光层400的一侧。

在本申请实施例中，第二透镜层600与ECB层共用同一基板(基板四4)在基板四4两侧分别设置有ECB层的电极层和第二透镜层600的电极层，在本申请中，将基板四4两侧的电极层分别选用公共电极层，即第四透镜为公共电极层。通过将基板四4的两侧的电极层分别设置为ECB层的公共电极层和第二透镜层600的公共电极层，可以减少基板四4两侧施加电场的互相影响。在基板四4的上方，第二像素电极层302和第二公共电极层303施加ECB层的垂直电场，在基板四4的下方，第三透镜电极层603和第四透镜电极层604施加第二透镜层600的垂直电场。

在申请实施例中，液晶电极层的具体形状不限，例如可以为方形块状电极层，也可以为圆形块状电极层，或三角形块状电极层，等等。液晶透镜板上的液晶层位置不可调，可通过调整电极层单元中液晶电极层的电压从而调整透镜等效单元的焦距。液晶层中的液晶材料为向列相液晶、铁电液晶、反铁电液晶、亚铁电液晶或胆甾相液晶，本申请对此并不限制。

本申请提供了一种显示装置，包括如以上任一所述的显示面板。

在本申请实施例中，还包括位于所述第一偏光层100侧的直下式背光源，在具体实施时可以采用OLED背光源，可以采用LED背光源等，还可以采用动态背光源，在此不做限定。在本申请中优选为激光。并且，较佳地，为了利于相干参考光产生干涉和衍射，在本发明实施例提供的上述全息显示装置中，背光源提供的相干参考光优选为相干准直光，即背光源优选为面光源背光源。

液晶显示装置可以是显示不论运动(例如，视频)还是固定(例如，静止图像)的且不论文字还是图画的图像的任何装置。更明确地说，预期所述实施例可实施在多种电子装置中或与多种电子装置关联，所述多种电子装置例如(但不限于)移动电话、无线装置、个人数据助理(PDA)、手持式或便携式计算机、GPS接收器/导航器、相机、MP4视频播放器、摄像机、游戏控制台、手表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、计算机监视器、汽车显示器(例如，里程表显示器等)、导航仪、座舱控制器和/或显示器、相机视图的显示器(例如，车辆中后视相机的显示器)、电子相片、电子广告牌或指示牌、投影仪、建筑结构、包装和美学结构(例如，对于一件珠宝的图像的显示器)等。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (19)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：沿第三方向层叠设置的第一偏光层、振幅调制层、复合透镜层、相位调制层、第二偏光层，其中，

所述第一偏光层的透过轴沿第一方向设置；所述第二偏光层的透过轴沿第二方向设置，所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向相互接近垂直；

所述振幅调制层包括在靠近所述第一偏光层的第一侧和靠近所述相位调制层的第二侧，所述第一侧的液晶沿所述第一方向取向，所述第二侧的液晶沿所述第二方向取向；

所述相位调制层中的液晶沿所述第二方向取向；

所述复合透镜层包括沿第三方向层叠设置的第一透镜层、光阑层、第二透镜层，其中，

所述第一透镜层设置在靠近所述振幅调制层的一侧，所述第一透镜层包括阵列设置的多个第一透镜；

所述第二透镜层设置在靠近所述相位调制层的一侧，所述第二透镜层包括阵列设置的多个第二透镜；

所述光阑层包括阵列设置的多个透光孔。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述振幅调制层包括第一液晶层以及设置在所述第一液晶层两侧的第一像素电极层、第一公共电极层，其中，所述第一像素电极层设置在靠近所述第一偏光层的一侧，所述第一公共电极层设置在靠近所述第二偏光层的一侧；

所述相位调制层包括第二液晶层以及设置在所述第二液晶层两侧的第二像素电极层、第二公共电极层，其中，所述第二像素电极层设置在靠近所述第二偏光层的一侧，所述第二公共电极层设置在靠近所述第一偏光层的一侧。

3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述振幅调制层和所述相位调制层在相邻的一侧共用第一基板，所述振幅调制层还包括设置在靠近所述第一偏光层一侧的第二基板，所述相位调制层还包括设置在靠近所述第二偏光层一侧的第三基板。

4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述第一基板为彩膜基板；所述第二基板和所述第三基板为薄膜晶体管阵列基板。

5.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述第一基板的厚度小于等于200μm。

6.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述振幅调制层上的像素密度与相位调制层上的像素密度的比值为1:1～1:3。

7.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一透镜具有第一凸面，所述第一凸面朝向所述光阑层；或者，

所述第一透镜层为液晶透镜，所述第一透镜的聚焦点位于靠近所述光阑层的一侧。

8.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第二透镜具有第二凸面，所述第二凸面朝向所述光阑层；或者，

所述第二透镜层为液晶透镜，所述第二透镜的聚焦点位于靠近所述光阑层的一侧。

9.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一透镜的聚焦点和所述第二透镜的聚焦点位于所述透光孔的轴线上。

10.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一透镜层中所述第一透镜和所述第二透镜层中的所述第二透镜的焦距相等。

11.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一透镜层与所述振幅调制层在相邻的一侧共用基板一；所述第一透镜层还包括靠近所述光阑层一侧的基板二；所述第二透镜层与所述相位调制层在相邻的一侧共用基板四；所述第二透镜层还包括靠近所述光阑层一侧的基板三；所述振幅调制层还包括靠近所述第一偏光层一侧的基板五；所述相位调制层还包括靠近所述第二偏光层一侧的基板六。

12.根据权利要求11所述的显示面板，其特征在于，所述基板一和所述基板四中的至少一个为彩膜基板；所述基板二、所述基板三、所述基板五、所述基板六为薄膜晶体管阵列基板。

13.根据权利要求11所述的显示面板，其特征在于，所述基板一、基板二、基板三、基板四的厚度与所述第一透镜和所述第二透镜的焦距相等。

14.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一透镜层上所述第一透镜、所述第二透镜层上所述第二透镜与所述振幅调制层上的第一子像素一一对应。

15.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一透镜和所述第二透镜的焦数均大于2。

16.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一透镜层包括第三液晶层以及设置在所述第三液晶层两侧的第一透镜电极层、第二透镜电极层，其中，所述第一透镜电极层设置在靠近所述第二偏光层的一侧，所述第二透镜电极层设置在靠近所述第一偏光层的一侧；

所述第二透镜层包括第四液晶层以及设置在所述第四液晶层两侧的第三透镜电极层、第四透镜电极层，其中，所述第三透镜电极层设置在靠近所述第一偏光层的一侧，所述第四透镜电极层设置在靠近所述第二偏光层的一侧。

17.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-16任一所述的显示面板。

18.根据权利要求17所述的显示装置，其特征在于，还包括：位于所述第一偏光层侧的背光源，所述背光源为相干光的面光源。

19.一种显示方法，其特征在于，采用如权利要求1-16任一所述的显示面板，所述方法包括：

向振幅调制层施加第一垂直电场信号，调制光波振幅信息；

同时向相位调制层施加第二垂直电场信号，调制光波相位信息。