CN205809496U - 显示面板和显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种显示面板和显示装置。所述显示面板包括电极电压控制单元和相对设置的第一电极和第二电极单元；第一电极设置于第一衬底和液晶层之间；第二电极单元设置于第一基板和液晶层之间；第二电极单元包括多个沿着第一方向依次排列的周期单元；每个周期单元包括相邻的至少两个沿着第一方向排布的第二电极；电极电压控制单元为第一电极提供相应的电极电压，为部分第二电极或全部第二电极提供相应的电极电压；第一电极和第二电极都为透明导电电极。本实用新型所述的显示面板和显示装置能以对入射光进行调节，该调节包括对光方向不做改变、光扩散或光定向等，以实现3D显示、VR(虚拟现实)显示或防窥显示。

Description

显示面板和显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板和显示装置。

背景技术

在娱乐、游戏、广告、医疗、教育、军事等各种领域都需要更真实有效地显示图像的三维(3D)图像显示装置。因此，已经提出了用于显示3D图像的各种技术，并且各种类型的3D图像显示装置已经商业化。另外，随着显示技术的发展，显示视角越来越大，但有时数据是机密性的，因此需要防窥技术，防止他人从旁窥视机密等信息。因此，有必要提出一种显示装置，具有3D显示、防窥等功能。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种显示面板和显示装置，解决现有技术中无法提供一种通过改变液晶的相位来对光进行对光方向不做改变、光扩散或光定向等调节的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种显示面板，包括第一基板、第一衬底和设置于所述第一基板和所述第一衬底之间的液晶层，本实用新型所述的显示面板还包括电极电压控制单元和相对设置的第一电极和第二电极单元；

所述第一电极设置于所述第一衬底和所述液晶层之间；

所述第二电极单元设置于所述第一基板和所述液晶层之间；

所述第二电极单元包括多个沿着第一方向依次排列的周期单元；每个周期单元包括相邻的至少两个沿着第一方向排布的第二电极；

所述电极电压控制单元，分别与所述第一电极和所述第二电极单元连接，用于为所述第一电极提供相应的电极电压，并用于所述第二电极单元包括的部分第二电极或全部第二电极提供相应的电极电压；

所述第一电极和所述第二电极都为透明导电电极。

具体的，每两个相邻的第二电极之间的间距相等；每两个第二电极的沿着第一方向的宽度相等。

具体的，所述第一电极设置于所述第一衬底上，所述第二电极单元设置于所述第一基板上。

具体的，所述第一基板为阵列基板，所述显示面板还包括彩膜基板；

所述彩膜基板包括第二衬底和设置于所述第二衬底上的彩色滤光层；

所述彩膜基板设置于所述第一基板背向所述第一衬底的一侧。

具体的，所述第一基板为集成有彩色滤光片的薄膜晶体管阵列基板。

具体的，所述第一基板包括：

第二衬底；

设置于所述第二衬底上的薄膜晶体管阵列；

设置于所述薄膜晶体管阵列上的彩色滤光层；以及，

设置于所述彩色滤光层上的平坦层。

具体的，所述第二电极与所述薄膜晶体管阵列的漏电极之间通过过孔连接。

具体的，所述电极电压控制单元为每一周期单元包括的沿着第一方向排列的至少两个第二电极提供的电极电压依次增大。

具体的，所述电极电压控制单元为每一周期单元包括的每两相邻的第二电极提供的电极电压之间的差值相等。

本实用新型还提供了一种显示装置，包括上述的显示面板。

具体的，所述显示装置还包括背光单元，所述第一基板为阵列基板并所述显示面板还包括彩膜基板时，所述背光单元用于为所述彩膜基板提供背光；

所述显示装置还包括背光单元，所述第一基板为集成有彩色滤光片的薄膜晶体管阵列基板时，所述背光单元用于为所述第一基板提供背光。

具体的，所述背光单元为准直背光单元，用于为所述彩膜基板或所述第一基板提供准直背光。

具体的，所述背光单元为所述彩膜基板或所述第一基板提供的是垂直准直背光；

所述垂直准直背光垂直射入所述彩膜基板或所述第一基板。

与现有技术相比，本实用新型所述的显示面板和显示装置通过在液晶层一侧设置一整层的第一电极，在液晶层的另一侧设置多个第二电极，通过电极电压控制单元所述第一电极提供相应的电极电压，并通过电极电压控制单元向所述第二电极单元包括的部分第二电极或全部第二电极提供相应的电极电压，以对入射光进行调节，该调节包括对光方向不做改变、光扩散或光定向等，以实现3D显示、VR(虚拟现实)显示或防窥显示。

附图说明

图1是本实用新型所述的显示面板的结构图；

图2是本实用新型另一实施例所述的显示面板的结构图；

图3是本实用新型如图2所示的显示面板中的一周期单元内的各第二电极被施加的电压示意图；

图4是本实用新型实施例所述的显示面板中的第二电极单元包括的各个周期单元输出的光的示意图；

图5是本实用新型又一实施例所述的显示面板的结构图；

图6是本实用新型再一实施例所述的显示面板的结构图；

图7是本实用新型实施例所述的显示装置的结构图；

图8是本实用新型所述的显示装置的结构图；

图9是应用于3D显示时的各周期单元发出的光的方向的示意图；

图10是应用于防窥显示时的各周期单元发出的光的方向的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例所述的显示面板，包括第一基板11、第一衬底12和设置于所述第一基板11和所述第一衬底12之间的液晶层13；

本实用新型所述的显示面板还包括电极电压控制单元(图1中为示出)和相对设置的第一电极14和第二电极单元；

所述第一电极14设置于所述第一衬底12和所述液晶层13之间；

所述第二电极单元设置于所述第一基板11和所述液晶层13之间；

所述第二电极单元包括多个沿着第一方向依次排列的周期单元；每个周期单元包括相邻的至少两个沿着第一方向排布的第二电极15；

所述电极电压控制单元，分别与所述第一电极和所述第二电极单元连接，用于为所述第一电极提供相应的电极电压，并用于为所述第二电极单元包括的部分第二电极或全部第二电极提供相应的电极电压；

所述第一电极14和所述第二电极15都为透明导电电极。

本实用新型实施例通过在液晶层一侧设置一整层的第一电极，在液晶层的另一侧设置多个第二电极，通过电极电压控制单元所述第一电极提供相应的电极电压，并通过电极电压控制单元向所述第二电极单元包括的部分第二电极或全部第二电极提供相应的电极电压，以对入射光(所述入射光为经过第一基板11射向液晶层13和第一衬底12的光)进行调节，该调节包括对光方向不做改变、光扩散或光定向等，以实现3D显示、VR(虚拟现实)显示或防窥显示。

在图1所示的实施例中，沿着第一方向是沿着水平方向从左至右，在实际操作时，所述第一方向也可以被替换为其他方向。

在如图1所示的实施例中，所述第一衬底可以为透明衬底。

所述第一电极和所述第二电极都为透明导电电极，例如可以由ITO(Indium TinOxides,氧化铟锡)或其他透明导电材料制成。

在实际操作时，所述第一电极被所述电极电压控制单元施加恒定直流电压，并如图1所示，所述第一电极14设置于所述第一衬底12上，所述第二电极单元设置于所述第一基板11上。

本实用新型实施例所述的显示面板为液晶相控定向显示装置，本实用新型所述的显示面板包括的第一衬底、第一基板、液晶层、第一电极、第二电极单元和电极电压控制单元属于移向控制阵列，用于通过电极电压控制单元为第一电极提供恒定直流电压，通过电极电压控制单元向第二电极单元中的周期单元包括的多个第二电极提供电压值沿着第一方向依次增大的台阶状电压，也即所述电极电压控制单元为每一周期单元包括的沿着第一方向排列的至少两个第二电极提供的电极电压依次增大，从而控制液晶层中的液晶分子排布发生变化，液晶盒的光学特性也会随之改变，从而入射光光波进行角度和相位调制，盒内液晶会形成一维的相位调制器，从而改变出射光(所述出射光即为射出第一衬底12的光)的照射方向。

在如图1的显示面板的实施例中，每两个第二电极15之间的间距是相等的，不同的所述第二电极15的沿着第一方向的宽度也是相等的；为了方便实际操作时准确为多个第二电极提供电压，则优选将间距和宽度都设置为相等

但是实际操作时，每两个第二电极15之间的间距可以是不相等的，不同的所述第二电极15的沿着第一方向的宽度也可以是不相等的。

并且，在具体实施时，不同的周期单元包括的第二电极的个数可以相同，不同的周期单元包括的第二电极的个数也可以不相同，可以向所有的第二电极都施加相应的电极电压，也可以仅向部分的第二电极施加相应的电极电压，每个周期单元包括多少个第二电极，并向全部第二电极或部分第二电极施加相应的电极电压是根据显示需要确定的。

下面通过一具体实施例来说明本实用新型所述的显示面板的移向功能。

如图2所示，在图1所示的显示面板的基础上，设定每一周期单元10都包括四个第二电极15，在每一周期单元10内，从左至右设置的四个第二电极15依次被施加第一电压V1、第二电压V2、第三电压V3、第四电压V4；

如图3所示，V1、V2、V3和V4是台阶状周期电压，即V1小于V2，V2小于V3，V3小于V4；在优选情况下V1和V2之间的电压差值、V2和V3之间的电压差值，以及V3和V4之间的电压差值都是相等的，这样可以更好的控制衍射效率和衍射级别。

但是在实际操作时，只需在一个周期单元内沿着第一方向施加给各个第二电极的电压是依次增加的就可以，并不要求在同一周期单元内施加给相邻两第二电极的电压之间的电压差值相等；

则多个周期单元相当于组成一个光栅；

假设入射光的入射角为θinc(如图2所示，θinc为90度)，入射光波长为λ，通过液晶层13后的出射光的出射角为θ，所述周期单元包括的第二电极的个数为N(在图2中，N＝4)，电极周期(如图2所示，电极周期即相邻的两第二电极的右端部之间的距离)为d，则光栅的栅距Λ＝N×d，根据以下公式可计算出出射光的出射角：

sinθinc+sinθ＝λ/Λ＝λ/N×d。

由此可见，当入射光的入射角一定时，光束的偏转角度依赖于一个周期单元内第二电极的个数，因此，可通过调节一个周期单元内台阶状电压的个数，来实现光束偏转角度的控制。

在图2所示的实施例中，入射光的入射角为90度，即垂直于第一基板11射入；但是在实际操作时，所述入射光的入射角也可以为其他角度，对入射光的入射角并不作限定。

在实际操作时，可以将包括的第一衬底、第一基板、液晶层、第一电极、第二电极单元和电极电压控制单元的移向控制阵列看作是透射光栅，其理论基础是夫琅禾费多缝衍射。

通过调节从第二电极单元包括的各个周期单元(每个周期单元可以看作一个相控单元)输出的光波之间的相位关系，使其在某一设定方向上彼此同相，产生相互加强干涉(如图4中的光束1和光束2)，加强干涉(加强干涉即控制光束1和光束2的相位相同)的结果是在该方向上产生一束高强度光束，而在其他方向上从各相控单元输出的光波都不满足彼此同相的条件，结果为干涉抵消，因此辐射强度接近于零(例如图4中的光束2和光束3干涉抵消，干涉抵消即光束2和光束3的相位相反)。因此，在实现光束定向同时，还可以实现高亮度和低串扰显示。

根据一种具体实施方式，如图5所示，所述第一基板11为阵列基板(所述阵列基板上设置有TFT(薄膜晶体管)阵列)，所述显示面板还包括彩膜基板；

所述彩膜基板包括第二衬底16和设置于所述第二衬底16上的彩色滤光层；

所述彩膜基板设置于所述第一基板11背向所述第一衬底12的一侧。

所述彩色滤光层上设置有红色滤光层R、绿色滤光层G和蓝色滤光层B，红色滤光层R和绿色滤光层G之间设置有第一黑矩阵BM1，绿色滤光层G和蓝色滤光层B之间设置有第二黑矩阵BM2。

在图5所示的实施例中，所述第二衬底16可以为透明衬底。

根据另一种具体实施例方式，所述第一基板为集成有彩色滤光片的薄膜晶体管阵列基板(COA(Color Filter On Array，将彩色滤光片设置于阵列基板上)基板)。

具体的，如图6所示，所述第一基板包括：

第二衬底16；

设置于所述第二衬底16上的薄膜晶体管阵列17；

设置于所述薄膜晶体管阵列17上的彩色滤光层18；以及，

设置于所述彩色滤光层18上的平坦层19。

在图6中，彩色滤光层18包括的红色滤光层、绿色滤光层、蓝色滤光层以及黑矩阵未示出；并所述第二衬底16可以为透明衬底；

所述第二电极15与所述薄膜晶体管阵列17的漏电极之间通过过孔110连接，以方便为第二电极15提供电压。

本实用新型实施例所述的显示装置包括上述的显示面板。

具体的，所述显示装置还包括背光单元，所述第一基板为阵列基板并所述显示面板还包括彩膜基板时，所述背光单元用于为所述彩膜基板提供背光；

当所述显示装置还包括背光单元，所述第一基板为集成有彩色滤光片的薄膜晶体管阵列基板时，所述背光单元用于为所述第一基板提供背光。

具体的，如图7所示，本实用新型实施例所述的显示装置包括背光单元20和如图5所示的显示面板；

所述背光单元20为彩膜基板提供背光。

具体的，如图8所示，本实用新型实施例所述的显示装置包括背光单元20和如图6所示的显示面板；

所述背光单元20为第一基板提供背光。

优选的，所述背光单元为准直背光单元，用于为所述彩膜基板或所述第一基板提供准直背光。

在优选情况下，所述准直背光是垂直于所述彩膜基板或所述第一基板的准直背光，这样角度调节更加的方便，因为在实际过程中，角度是在一定的幅度范围内进行调节的。例如背光方向相对于垂直为向左偏离15度，那么如果想要出射光为向右偏离15度，那么需要做30度的角度调整；而如果垂直入射，则只需15度的调整。

本实用新型实施例所述的显示装置可以用于3D显示和防窥显示，具体如下：

如图9所示，通过作为相控单元的各周期单元的相位调节，使得部分指定周期单元发出的光到达指定眼睛，并形成干涉增强，实现高亮度显示(例如，第一周期单元发出的光和第四周期单元输出的光到达左眼，第一周期单元发出的光和第四周期单元发出的光形成干涉增强)，同时指定周期单元发出的光与非指定相控单元发出的光形成干涉抵消(例如，第二周期单元输出的光和第一周期单元输出的光形成干涉抵消，第二周期单元输出的光和第四周期单元输出的光形成干涉抵消)，降低串扰；

第三周期单元输出的光、第五周期单元输出的光和第六周期单元输出的光到达右眼，其中第三周期单元和第六周期单元为指定周期单元，第五周期单元为非指定单元，第三周期单元发出的光和第六周期单元发出的光形成干涉增强，第三周期单元输出的光和第五周期单元输出的光形成干涉抵消，第六周期单元输出的光和第五周期单元输出的光形成干涉抵消，降低串扰；

由图9可知，观察者可以通过左眼和右眼接受不同的图像，以形成3D显示。

如图10所示，可以对各个周期单元的电极个数以及每个周期单元中的第二电极接入的电压进行调节，使得出射光线射向固定方向，从而形成防窥显示。

在图9和图10中仅示出了各个周期单元及光线角度，显示装置包括的其他部件未示出。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种显示面板，包括第一基板、第一衬底和设置于所述第一基板和所述第一衬底之间的液晶层，其特征在于，所述显示面板还包括电极电压控制单元和相对设置的第一电极和第二电极单元；

所述第一电极设置于所述第一衬底和所述液晶层之间；

所述第二电极单元设置于所述第一基板和所述液晶层之间；

所述第二电极单元包括多个沿着第一方向依次排列的周期单元；每个周期单元包括相邻的至少两个沿着第一方向排布的第二电极；

所述电极电压控制单元，分别与所述第一电极和所述第二电极单元连接，用于为所述第一电极提供相应的电极电压，并用于为所述第二电极单元包括的部分第二电极或全部第二电极提供相应的电极电压；

所述第一电极和所述第二电极都为透明导电电极。

2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，每两个相邻的第二电极之间的间距相等；每两个第二电极的沿着第一方向的宽度相等。

3.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一电极设置于所述第一衬底上，所述第二电极单元设置于所述第一基板上。

4.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一基板为阵列基板，所述显示面板还包括彩膜基板；

所述彩膜基板包括第二衬底和设置于所述第二衬底上的彩色滤光层；

所述彩膜基板设置于所述第一基板背向所述第一衬底的一侧。

5.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一基板为集成有彩色滤光片的薄膜晶体管阵列基板。

6.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述第一基板包括：

第二衬底；

设置于所述第二衬底上的薄膜晶体管阵列；

设置于所述薄膜晶体管阵列上的彩色滤光层；以及，

设置于所述彩色滤光层上的平坦层。

7.如权利要求5或6所述的显示面板，其特征在于，所述第二电极与所述薄膜晶体管阵列的漏电极之间通过过孔连接。

8.如权利要求1至6中任一权利要求所述的显示面板，其特征在于，所述电极电压控制单元为每一周期单元包括的沿着第一方向排列的至少两个第二电极提供的电极电压依次增大。

9.如权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述电极电压控制单元为每一周期单元包括的每两相邻的第二电极提供的电极电压之间的差值相等。

10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一权利要求所述的显示面板。

11.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括背光单元，所述第一基板为阵列基板并所述显示面板还包括彩膜基板时，所述背光单元用于为所述彩膜基板提供背光；

所述显示装置还包括背光单元，所述第一基板为集成有彩色滤光片的薄膜晶体管阵列基板时，所述背光单元用于为所述第一基板提供背光。

12.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，所述背光单元为准直背光单元，用于为所述彩膜基板或所述第一基板提供准直背光。

13.如权利要求12所述的显示装置，其特征在于，所述背光单元为所述彩膜基板或所述第一基板提供的是垂直准直背光；

所述垂直准直背光垂直射入所述彩膜基板或所述第一基板。