一種虛擬曲面顯示面板及顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種虛擬曲面顯示面板及顯示裝置，利用微納米光柵結構的分光原理，將各微納米光柵結構的成像高度設計成相對于顯示面豎直的中心對稱軸呈對稱分布，且位于中心對稱軸同一側的各微納米光柵結構中與中心對稱軸距離相等的各微納米光柵結構的成像高度相同，與中心對稱軸距離不等的各微納米光柵結構的成像高度互不相等，通過調整各微納米光柵結構的成像高度從而使平面顯示面板中各像素單元所成像的像距不同，調整為成像形成的圖像在空間呈一曲面，實現了在平面顯示上顯示虛擬曲面的畫面效果，增強了觀看的視覺沖擊效果。
【專利說明】
-種虛擬曲面顯示面板及顯示裝置
技術領域
[0001] 本發明設及顯示技術領域，尤其設及一種虛擬曲面顯示面板及顯示裝置。
【背景技術】
[0002] 曲面顯示屏更能滿足人們的視覺感受，使用曲面顯示，可W讓用戶的視覺體驗更 加舒適，畫面臨場感更逼真，可帶來較佳的沉浸式效果。
[0003] 現有技術為了實現曲面顯示，通常通過對平面顯示面板進行物理機械彎曲而形成 曲面顯示面板，但運種實現曲面顯示的方式由于邊緣場的變形，會造成顯示面板的漏光W 及色彩顯示異常等問題。
[0004] 另外，現有技術為了實現曲面顯示，顯示面板內部的諸多模組都得有柔性的設計， 運樣產品的良率較低，相應的產品的成本較高。
【發明內容】
[0005] 有鑒于此，本發明實施例提供了一種虛擬曲面顯示面板及顯示裝置，用W在平面 顯示上顯示出虛擬曲面的畫面效果。
[0006] 因此，本發明實施例提供了一種虛擬曲面顯示面板，包括:具有呈矩陣排布的多個 像素單元的平面顯示面板，W及用于使各所述像素單元的成像形成的圖像在空間呈一曲面 的微納米光柵結構陣列;其中，
[0007] 所述微納米光柵結構陣列包括呈陣列排布的多個微納米光柵結構;各所述微納米 光柵結構的成像高度W相對于所述顯示面豎直的中屯、對稱軸呈對稱分布，且位于所述中屯、 對稱軸同一側的各所述微納米光柵結構中與所述中屯、對稱軸距離相等的各所述微納米光 柵結構的成像高度相同，與所述中屯、對稱軸距離不等的各所述微納米光柵結構的成像高度 互不相等。
[000引在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，各 所述微納米光柵結構的成像高度隨著所述微納米光柵結構與所述中屯、對稱軸距離的增大 而依次遞增。
[0009] 在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，各 所述微納米光柵結構的成像高度隨著光柵周期的增大而增大。
[0010] 在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，所 述平面顯示面板中的一個子像素單元與所述微納米光柵結構陣列中的一個微納米光柵結 構分別一一對應;或，所述平面顯示面板中的一個像素單元與所述微納米光柵結構陣列中 的一個微納米光柵結構分別一一對應。
[0011] 在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，各 所述微納米光柵結構包括:緊密排列的存在不同高度的多個光柵臺階。
[0012] 在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，一 個所述微納米光柵結構包含的所述光柵臺階的數量為3-100。
[0013] 在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，所 述微納米光柵結構中對應于不同子像素單元的各光柵臺階之間的位相差為K7/6-村/2。
[0014] 在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，所 述光柵臺階高度范圍在〇-?〇μπι。
[0015] 在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，在 各所述微納米光柵結構中，每高度最鄰近的兩個所述光柵臺階之間的高度差范圍在lOnm- 10皿。
[0016] 在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，所 述平面顯示面板為液晶顯示面板、電致發光顯示面板、等離子顯示面板或電子紙中的任意 一種。
[0017] 另一方面，本發明實施例還提供了一種顯示裝置，包括本發明實施例提供的上述 虛擬曲面顯示面板。
[0018] 本發明實施例的有益效果包括：
[0019] 本發明實施例提供的一種虛擬曲面顯示面板及顯示裝置，利用微納米光柵結構的 分光原理，將各微納米光柵結構的成像高度設計成相對于顯示面豎直的中屯、對稱軸呈對稱 分布，且位于中屯、對稱軸同一側的各微納米光柵結構中與中屯、對稱軸距離相等的各微納米 光柵結構的成像高度相同，與中屯、對稱軸距離不等的各微納米光柵結構的成像高度互不相 等，通過調整各微納米光柵結構的成像高度從而使平面顯示面板中各像素單元所成像的像 距不同，調整為成像形成的圖像在空間呈一曲面，實現了在平面顯示上顯示虛擬曲面的畫 面效果，增強了觀看的視覺沖擊效果。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發明實施例提供的虛擬曲面顯示面板的結構示意圖；
[0021 ]圖2為微納米光柵結構各級衍射的原理示意圖；
[0022] 圖3為本發明實施例提供的虛擬曲面顯示面板中采用Ξ階光柵的原理示意圖；
[0023] 圖4a至圖4d分別為本發明實施例提供的虛擬曲面顯示面板在應用于液晶顯示面 板時的結構示意圖；
[0024] 圖5為本發明實施例提供的虛擬曲面顯示面板在應用于電致發光顯示面板時的結 構示意圖。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合附圖，對本發明實施例提供的虛擬曲面顯示面板及顯示裝置的具體實施 方式進行詳細地說明。
[0026] 附圖中各部件的形狀和大小不反映虛擬曲面顯示面板的真實比例，目的只是示意 說明本
【發明內容】
。
[0027] 本發明實施例提供了一種虛擬曲面顯示面板，如圖1所示，包括:具有呈矩陣排布 的多個像素單元的平面顯示面板100, W及用于使各像素單元的成像形成的圖像在空間呈 一曲面的微納米光柵結構陣列200;其中，
[0028] 微納米光柵結構陣列200包括呈陣列排布的多個微納米光柵結構210;各微納米光 柵結構210的成像高度W相對于顯示面豎直的中屯、對稱軸呈對稱分布，且位于中屯、對稱軸 同一側的各微納米光柵結構210中與中屯、對稱軸距離相等的各微納米光柵結構210的成像 高度相同，與中屯、對稱軸距離不等的各微納米光柵結構210的成像高度互不相等。其中，中 屯、對稱軸指的是在顯示面上的豎直方向的軸線，該中屯、對稱軸一般會將顯示面分為左右對 稱的兩個區域，例如在圖1中成像高度為Z4的微納米光柵結構210所在位置為中屯、對稱軸的 位置。成像高度指的是：當一束平面波入射到一周期性的光柵結構時，該光柵結構的成像會 在固定的距離周期性的出現，運個距離稱為成像高度。
[0029] 在具體實施時，在本發明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中并不限定微納米 光柵結構陣列200的設置位置。具體地，微納米光柵結構陣列200可W設置于平面顯示面板 100的外部，例如圖4a和圖5所示設置在平面顯示面板100的出光面，或者如圖4b所示設置在 平面顯示面板100與背光模組006之間；微納米光柵結構陣列200也可W如圖4c和圖4d所示 設置于平面顯示面板100的內部，在此不做限定。并且，微納米光柵結構陣列200可W如圖4a 和圖4c所示正向設置，也可W如圖4b和圖4d所示反向設置，在此不做限定。
[0030] 本發明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板，利用微納米光柵結構210的泰伯衍 射效應，通過調整各微納米光柵結構210的成像高度從而使平面顯示面板100中各像素單元 所成像的像距不同，調整為成像形成的圖像在空間呈一曲面排布，實現了在平面顯示上顯 示虛擬曲面的畫面效果，增強了觀看的視覺沖擊效果。
[0031] 在具體實施時，為了能夠達到較佳的曲面顯示效果，在本發明實施例提供的上述 虛擬曲面顯示面板中，如圖1所示，各微納米光柵結構210的成像高度Z隨著微納米光柵結構 210與中屯、對稱軸距離的增大而依次遞增。即在圖1中W成像高度為Z4的微納米光柵結構 210作為中屯、對稱軸，Z4<Z3<Z2<Z1。
[0032] 具體地，根據微納米光柵結構210的成像高度原理，微納米光柵結構的成像高度Z 與入射光波長λ和光柵周期α有關，如下公式：
其中，光柵周期指的是一個微納 米光柵結構到相鄰的下一個微納米光柵結構的距離。根據上述公式可知，在入射光波長λ- 定的情況下，光柵周期α越大，成像高度Ζ越高。在上述虛擬曲面顯示面板中，微納米光柵結 構210與周圍介質的折射率一定，對于特定的波長，各微納米光柵結構210的成像高度Ζ隨著 光柵周期α的增大而增大。因此，可W在微納米光柵結構210的衍射效應允許的范圍內通過 設置不同的微納米光柵結構210的光柵周期α，來確定各微納米光柵結構210不同的成像高 度Ζ。
[0033] 在具體實施時，可W根據需要實現的曲面效果即曲率半徑，具體設計每個像素單 元的成像位置，之后利用微納米光柵結構的衍射和干設效應，通過設計微納米光柵結構的 參數，該參數包括:光柵周期，光柵臺階數，光柵臺階之間最小高度差，光柵臺階與周圍介質 的折射率差，使每個像素單元在空間的成像高度不同，從而來實現平板顯示的曲面化。例如 表1中示出了不同長寬比的平面顯示面板在不同曲率半徑R下的下壓量，下壓量指的是平面 顯示面板在物理彎曲時邊緣與中屯、之間的高度差。
[0034]
[0035] 表 1
[0036] 根據上表可知，在曲率半徑一定時，可W確定得到每個像素單元所需的下壓量，從 而得到每個像素單元所對應的微納米光柵結構的成像高度Z。
[0037] 在具體實施時，在本發明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，平面顯示面板 100中的一個子像素單元R、G或B可W與微納米光柵結構陣列200中的一個微納米光柵結構 210分別一一對應;或者，優選地，如圖1所示，平面顯示面板100中的一個像素單元RGB與微 納米光柵結構陣列200中的一個微納米光柵結構210分別一一對應。下面均是W-個微納米 光柵結構210對應一個像素單元RGB為例進行說明。
[0038] 在具體實施時，在本發明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，如圖1所示，各 微納米光柵結構210是由緊密排列的存在不同高度的多個光柵臺階組成。
[0039] 值得注意的是，組成一個微納米光柵結構210的各光柵臺階中，可W存在高度相同 的光柵臺階，且相鄰的兩個光柵臺階的高度并不一定不同，可W存在高度一致的情況。并 且，可能存在光柵臺階的高度為0的情況。
[0040] 具體地，在本發明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，可W通過調節各光柵 臺階之間的高度，利用光柵臺階的干設，如圖2所示，實現微納米光柵結構對于0級衍射和1 級衍射強度的調節。例如利用相消干設公式:h(nl-no)=mλ/2，即λ=化(nl-no)/m可知，當m = 1,3,5……時，0級衍射出現在透射谷，±1級衍射出現在透射峰。利用相長干設公式:h (ni-n〇) =ηιλ，即A = h(ni-n〇)/m可知，當m=l，2,3......時，0級衍射出現在透射峰，± 1級衍射 出現在透射谷。其中，h為光柵臺階的高度，ni為光柵臺階的折射率，no為空氣的折射率。在本 發明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，一般選用m=l，3,5……使0級衍射出現在透 射谷，± 1級衍射出現在透射峰，W便利用最容易實現的± 1級衍射的干設相長，0級衍射干 設相消，來達到分光的目的。
[0041] 并且，還可W利用微納米光柵結構的衍射和干設效應，設計不同光柵臺階的高度， 來實現對衍射光線的控制，在達到分光目的的同時，保證一個像素單元RGB中各子像素單元 R、G或B出射的單色光即成像在同一個高度。
[00創具體地，單個光柵臺階的位相：矜=2疋("I -/?,,)/?/ 乂；當子像素單元R、G或B所對應的 光柵臺階的位相差相同時，分光出來的子像素單元R、G或B會成像在相同的高度，即當 0-口; =s*2:w，e = (ru-n日化A為常數時，子像素單元R、G或B會成像在相同的高度。且結合λ = 2h (ni - no) /m，當m = 1，3，5......時，0級衍射出現在透射谷，1級衍射出現在透射峰，可得ε =m/ 2，m為奇數時，可W分光且子像素單元R、G或B會成像在同一個高度。
[0043] 在具體實施時，為了使微納米光柵結構達到較佳的分光效果，在本發明實施例提 供的上述虛擬曲面顯示面板中，通過模擬和優化可知，微納米光柵結構210中對應于不同子 像素單元的各光柵臺階之間的位相差為：π7/6-村/2為佳。其中，當m= 1/3,相位差為：π4/3時， 分光效果最佳。
[0044] 在具體實施時，在本發明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，一個微納米光 柵結構包含的光柵臺階的數量一般控制在3-100為佳。
[0045] 下面W光柵臺階數量為3,即微納米光柵結構為Ξ階光柵為例進行說明，如圖3所 示，一個光柵臺階對應一個子像素單元R、G或Β，此時，若令相位差為π4/3，山=η，η〇= 1，帶入 W上公式得到如下公式：
[0046]
[0047] 令、=630醒，人8 = 540醒，人6 = 450醒，可^推導出^個光柵臺階的高度差}11-}13 = 2.05皿，}12-}13 = 3.72皿;取}13 = 0時，可得}11 = 2.05，}12 = 3.72。
[004引當一個光柵結構包含的光柵臺階多于Ξ個，且一個光柵結構對應一個像素單元 時，所有的光柵臺階會根據子像素單元進行分區，一部分區域對應紅色子像素單元，一部分 區域對應藍色子像素單元，一部分區域對應綠色子像素單元。
[0049] 具體實施時，在本發明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，各光柵臺階高度 范圍在0-10皿為佳。
[0050] 在具體實施時，在本發明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，在各微納米光 柵結構210中，每高度最鄰近的兩個光柵臺階之間的高度差范圍在lOnm-10皿為佳。
[0051] 在具體實施時，本發明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中并不限定平面顯示 面板100的類型，具體可W為液晶顯示面板、電致發光顯示面板、等離子顯示面板或電子紙 中的任意一種。在圖4a至圖4d中是W平面顯示面板100為液晶顯示面板為例進行說明，其 中，液晶顯示面板包括:相對而置的上基板001和下基板002,在上基板001和下基板002之間 的液晶層003,貼附在上基板001之上的上偏光片004, W及貼附在下基板002下方的下偏光 片005,并且，一般還包括設置在下偏光片005下方的背光模組006。上偏光片004-側作為液 晶顯示面板的顯示面即出光面，微納米光柵結構陣列200可W設置在上偏光片004之上，背 光模組006發出的光線經過液晶層003的調制后從上偏光片004的一側出射，經過微納米光 柵結構陣列200中具有不同成像高度的微納米光柵結構210的衍射后成像。在圖5中是W平 面顯示面板100為電致發光顯示面板為例進行說明，其中，電致發光顯示面板包括:設置在 背板007上的陽極008、發光層009、陰極010和蓋板011等部件。
[0052] 基于同一發明構思，本發明實施例還提供了一種顯示裝置，包括本發明實施例提 供的上述虛擬曲面顯示面板，該顯示裝置可W為:手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本 電腦、數碼相框、導航儀等任何具有顯示功能的產品或部件。該顯示裝置的實施可W參見上 述虛擬曲面顯示面板的實施例，重復之處不再寶述。
[0053] 本發明實施例提供的一種虛擬曲面顯示面板及顯示裝置，利用微納米光柵結構的 分光原理，將各微納米光柵結構的成像高度設計成相對于顯示面豎直的中屯、對稱軸呈對稱 分布，且位于中屯、對稱軸同一側的各微納米光柵結構中與中屯、對稱軸距離相等的各微納米 光柵結構的成像高度相同，與中屯、對稱軸距離不等的各微納米光柵結構的成像高度互不相 等，通過調整各微納米光柵結構的成像高度從而使平面顯示面板中各像素單元所成像的像 距不同，調整為成像形成的圖像在空間呈一曲面，實現了在平面顯示上顯示虛擬曲面的畫 面效果，增強了觀看的視覺沖擊效果。
[0054] 顯然，本領域的技術人員可W對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精 神和范圍。運樣，倘若本發明的運些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍 之內，則本發明也意圖包含運些改動和變型在內。
【主權項】
1. 一種虛擬曲面顯示面板，其特征在于，包括:具有呈矩陣排布的多個像素單元的平面 顯示面板，以及用于使各所述像素單元的成像形成的圖像在空間呈一曲面的光柵結構陣 列;其中， 所述微納米光柵結構陣列包括呈陣列排布的多個微納米光柵結構;各所述微納米光柵 結構的成像高度以相對于所述顯示面豎直的中心對稱軸呈對稱分布，且位于所述中心對稱 軸同一側的各所述微納米光柵結構中與所述中心對稱軸距離相等的各所述微納米光柵結 構的成像高度相同，與所述中心對稱軸距離不等的各所述微納米光柵結構的成像高度互不 相等。2. 如權利要求1所述的虛擬曲面顯示面板，其特征在于，各所述微納米光柵結構的成像 高度隨著所述微納米光柵結構與所述中心對稱軸距離的增大而依次遞增。3. 如權利要求2所述的虛擬曲面顯示面板，其特征在于，各所述微納米光柵結構的成像 高度隨著光柵周期的增大而增大。4. 如權利要求3所述的虛擬曲面顯示面板，其特征在于，所述平面顯示面板中的一個子 像素單元與所述微納米光柵結構陣列中的一個微納米光柵結構分別一一對應;或，所述平 面顯示面板中的一個像素單元與所述微納米光柵結構陣列中的一個微納米光柵結構分別 --對應。5. 如權利要求3所述的虛擬曲面顯示面板，其特征在于，各所述微納米光柵結構包括： 緊密排列的存在不同高度的多個光柵臺階。6. 如權利要求5所述的虛擬曲面顯示面板，其特征在于，一個所述微納米光柵結構包含 的所述光柵臺階的數量為3-100。7. 如權利要求5所述的虛擬曲面顯示面板，其特征在于，所述微納米光柵結構中對應于 不同子像素單元的各光柵臺階之間的位相差為JT7/6-3I3/2。8. 如權利要求7所述的虛擬曲面顯示面板，其特征在于，所述光柵臺階高度范圍在0-10 μηι〇9. 如權利要求8所述的虛擬曲面顯示面板，其特征在于，在各所述微納米光柵結構中， 每高度最鄰近的兩個所述光柵臺階之間的高度差范圍在lOnm-ΙΟμπι。10. 如權利要求1-9任一項所述的虛擬曲面顯示面板，其特征在于，所述平面顯示面板 為液晶顯示面板、電致發光顯示面板、等離子顯示面板或電子紙中的任意一種。11. 一種顯示裝置，其特征在于，包括如權利要求1-10任一項所述的虛擬曲面顯示面 板。
【文檔編號】G02F1/1335GK105842908SQ201610425511
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月15日
【發明人】譚紀風, 王維, 楊亞鋒, 高健, 陳小川, 張粲, 王燦, 王倩, 馬新利
【申請人】京東方科技集團股份有限公司