一種顯示面板和顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種顯示面板和顯示裝置。該顯示面板包括顯示面板本體，還包括設置在顯示面板本體顯示側的微透鏡結構，微透鏡結構用于使顯示面板本體顯示的圖像呈放大N倍的虛像顯示，其中，N為正數。該顯示面板能夠實現給人以遠距離顯示的視覺效果，且由于微透鏡結構體積小，重量輕，使該顯示面板在實現圖像遠距離顯示效果的同時，大大減小了顯示面板整體的體積和重量，使人在將該顯示面板佩戴在眼鏡上進行觀看時不會再有沉重的負擔感，佩戴觀看起來更加舒適。
【專利說明】
一種顯示面板和顯示裝置
技術領域
[0001] 本發明涉及顯示技術領域，具體地，涉及一種顯示面板和顯示裝置。
【背景技術】
[0002] 在目前的虛擬現實顯示（即VR顯示，Virtual Reality)設備中，通常需要將顯示設 備顯示的原圖像進行放大處理，以使人眼在觀看時能感覺到圖像非常靠近，從而實現虛擬 現實的近眼視覺效果。
[0003] 目前大多數近眼虛擬顯示設備都是通過對顯示設備顯示的原圖像進行光學處理， 使原圖像放大。由于這些近眼虛擬顯示設備內部安裝有厚度較大，重量也較大的透鏡，所以 這些設備整體不僅體積較大，而且比較沉重，使人在佩戴時有沉重感。這些近眼虛擬顯示設 備中最具代表性的如〇 culus眼鏡，〇culus眼鏡中，眼鏡重400多克，內部透鏡到顯示屏幕之 間的距離有7厘米，眼鏡總長度超過10厘米，如果長時間戴在眼睛上，會給人以沉重的負擔 感，使人感覺非常不適。
【發明內容】
[0004] 本發明針對現有技術中存在的上述技術問題，提供一種顯示面板和顯示裝置。該 顯示面板能夠實現給人以遠距離顯示的視覺效果，且由于微透鏡結構體積小，重量輕，使該 顯示面板在實現圖像遠距離顯示效果的同時，大大減小了顯示面板整體的體積和重量，使 人在將該顯示面板佩戴在眼鏡上進行觀看時不會再有沉重的負擔感，佩戴觀看起來更加舒 適。
[0005] 本發明提供一種顯示面板，包括顯示面板本體，還包括設置在所述顯示面板本體 顯示側的微透鏡結構，所述微透鏡結構用于使所述顯示面板本體顯示的圖像呈放大N倍的 虛像顯示，其中，N為正數。
[0006] 優選地，所述顯示面板本體包括子像素陣列，所述微透鏡結構包括多個微透鏡陣 列，所述微透鏡陣列與所述子像素陣列中的子像素一一對應設置。
[0007] 優選地，所述顯示面板本體還包括黑矩陣，所述黑矩陣設置在任意相鄰的兩行和 任意相鄰的兩列所述子像素之間的間隔區域，所述黑矩陣的正投影方向上未設置所述微透 鏡；
[0008] 所述微透鏡陣列中包括整數個所述微透鏡，所述顯示面板本體顯示的圖像通過所 述微透鏡放大N倍后對應覆蓋所述黑矩陣所在區域。
[0009] 優選地，所述子像素的邊長為所述微透鏡陣列中所述微透鏡的尺寸的整數倍，所 述微透鏡的尺寸與所述黑矩陣的寬度滿足公式:P+m/2 = NXp，其中，p為所述微透鏡的尺 寸，m為所述黑矩陣的寬度，N為所述顯示圖像的放大倍數。
[0010] 優選地，所述子像素的邊長為所述微透鏡陣列中所述微透鏡的尺寸的非整數倍， 所述微透鏡陣列中所述微透鏡的尺寸包括兩種，一種尺寸的所述微透鏡對應所述子像素的 軸線區域分布，另一種尺寸的所述微透鏡對應所述子像素的邊緣區域分布；
[0011] 對應所述子像素的邊緣區域分布的所述微透鏡的尺寸p與所述黑矩陣的寬度滿足 公式:p+m/2 = NXp，其中，m為所述黑矩陣的寬度，N為顯示圖像的放大倍數；
[0012] 對應所述子像素的軸線區域分布的所述微透鏡的尺寸為:j/is-pXy，其中，s 為所述子像素的邊長，P為對應所述子像素的邊緣區域分布的所述微透鏡的尺寸，y為沿所 述子像素的邊長為s的一邊排布、且尺寸為p的所述微透鏡的數量。
[0013] 優選地，所述微透鏡陣列中所述微透鏡的拱高h為：
其中，r 為所述微透鏡的曲率半徑，P"為所述微透鏡的尺寸；
[0014] 其中，r = f(n-l)，f為所述微透鏡的焦距，n為所述微透鏡的折射率;且l/a+l/b = l/f，a為所述微透鏡成像的物距，b為所述微透鏡成像的像距。
[0015] 優選地，所述微透鏡陣列中的微透鏡采用樹脂材料，所述樹脂材料包括環氧樹脂 或聚丙烯酸酯。
[0016] 優選地，所述微透鏡陣列形成在所述顯示面板本體的顯示側；
[0017] 或者，所述微透鏡結構還包括基材，所述微透鏡陣列形成在所述基材的同一側面 上，所述基材的背對所述微透鏡陣列的一面與所述顯示面板本體顯示側貼合；
[0018] 或者，所述微透鏡結構采用液晶盒，所述液晶盒與所述顯示面板本體顯示側貼合。
[0019] 優選地，所述顯示面板本體包括單側顯示或雙側顯示。
[0020] 優選地，所述顯示面板本體包括液晶顯示面板或有機電致顯示面板。
[0021] 本發明還提供一種顯示裝置，包括上述顯示面板。
[0022] 本發明的有益效果:本發明所提供的顯示面板，通過設置微透鏡結構，能使顯示面 板本體顯示的圖像呈放大N倍的虛像顯示，根據透鏡的成像原理，顯示面板本體顯示的圖像 的像距是其物距的N倍，從而使顯示面板本體顯示的圖像給人以遠距離顯示的視覺效果;微 透鏡結構體積小，重量輕，使該顯示面板在實現圖像遠距離顯示效果的同時，大大減小了顯 示面板整體的體積和重量，使人在將該顯示面板佩戴在眼鏡上進行觀看時不會再有沉重的 負擔感，佩戴觀看起來更加舒適。
[0023] 本發明所提供的顯示裝置，通過采用上述顯示面板，使該顯示裝置能夠實現遠距 離顯示的視覺效果，同時，減小了該顯示裝置整體的體積和重量，給人以更加舒適的佩戴感 覺。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明實施例1中顯示面板的一種結構剖視圖；
[0025]圖2為圖1中微透鏡結構中微透鏡的成像原理圖；
[0026]圖3為圖1中顯示面板顯示側的結構俯視圖；
[0027]圖4為圖1中微透鏡的尺寸參數示意圖；
[0028]圖5為本發明實施例1中顯示面板的另一種結構剖視圖；
[0029] 圖6為本發明實施例1中顯示面板的又一種結構剖視圖；
[0030] 圖7為本發明實施例2中顯示面板顯示側的結構俯視圖。
[0031]其中的附圖標記說明：
[0032] 1.顯示面板本體；11.子像素；12.黑矩陣；2.微透鏡結構；21.微透鏡陣列；211.微 透鏡;22.基材;k.微透鏡的尺寸;h.微透鏡的拱高;r.微透鏡的曲率半徑;a.物距;b.像距； f.焦距。
【具體實施方式】
[0033] 為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施 方式對本發明所提供的一種顯示面板和顯示裝置作進一步詳細描述。
[0034] 實施例1:
[0035] 本實施例提供一種顯示面板，如圖1所示，包括顯示面板本體1，還包括設置在顯示 面板本體1顯示側的微透鏡結構2,微透鏡結構2用于使顯示面板本體1顯示的圖像呈放大N 倍的虛像顯示，其中，N為正數。
[0036]通過設置微透鏡結構2,能使顯示面板本體1顯示的圖像呈放大N倍的虛像顯示，如 圖2所示，根據透鏡的成像原理，本實施例中微透鏡結構2中的微透鏡為凸透鏡，顯示面板本 體1顯示的圖像以及其放大N倍的虛像位于凸透鏡的同一側，且顯示面板本體1顯示的圖像 的像距是其物距的N倍，從而使顯示面板本體1顯示的圖像給人以遠距離顯示的視覺效果； 微透鏡結構2體積小，重量輕，使該顯示面板在實現圖像遠距離顯示效果的同時，大大減小 了顯示面板整體的體積和重量，使人在將該顯示面板佩戴在眼鏡上進行觀看時不會再有沉 重的負擔感，佩戴觀看起來更加舒適。
[0037]本實施例中，N為正數，N可以是整數，也可以是小數，即顯示面板本體1顯示圖像的 虛像的放大倍數任意。
[0038]本實施例中，如圖3所示，顯示面板本體1包括子像素陣列，微透鏡結構2包括多個 微透鏡陣列21，微透鏡陣列21與子像素陣列中的子像素11一一對應設置。即每個子像素11 對應一個微透鏡陣列21，微透鏡陣列21對應對各個子像素11顯示的圖像分別進行光學處 理，以使每個子像素11顯示的圖像均呈放大N倍的虛像顯示，從而使每個子像素11顯示的圖 像均實現遠距離顯示的效果。
[0039] 本實施例中，顯示面板本體1還包括黑矩陣12,黑矩陣12設置在任意相鄰的兩行和 任意相鄰的兩列子像素11之間的間隔區域，黑矩陣12的正投影方向上未設置微透鏡211;微 透鏡陣列21中包括整數個微透鏡211，顯示面板本體1顯示的圖像通過微透鏡211放大N倍后 對應覆蓋黑矩陣12所在區域。即本實施例中，顯示面板本體1中各個子像素11顯示的圖像通 過每個微透鏡陣列21放大后恰好將各個子像素11周圍的黑矩陣12相應覆蓋。
[0040]需要說明的是，根據子像素11顯示圖像的實際放大倍數的不同，黑矩陣12的正投 影方向上也可能會局部對應設置微透鏡211，最終只要確保各個子像素11顯示的圖像經各 個對應的微透鏡陣列21放大N倍后的虛像不相互重合，且恰好將各個子像素11周圍的黑矩 陣覆蓋即可，這樣就能確保顯示面板顯示圖像的虛像不會相互干擾，能夠正常顯示。
[0041 ]本實施例中，子像素11的邊長為微透鏡陣列21中微透鏡211尺寸的整數倍，微透鏡 211的尺寸與黑矩陣12的寬度滿足公式（l):p+m/2 = NXp，其中，p為微透鏡211的尺寸，m為 黑矩陣12的寬度，N為顯示圖像的放大倍數。即本實施例中，子像素11的各條邊均能對應排 布整數個的微透鏡211。其中，由于微透鏡211非常微小，其尺寸基本在微米級別，所以通常 將微透鏡211看做一個圓點，因此，微透鏡211的尺寸通常指微透鏡211的直徑的尺寸。另外， m/2為黑矩陣的寬度的一半，即相鄰的兩個子像素11顯示的圖像放大后的虛像分別覆蓋黑 矩陣12的一半寬度，整個子像素陣列顯示的圖像的虛像即可將黑矩陣12全部覆蓋，確保了 虛像的正常顯示。
[0042]根據上述公式（1)，在黑矩陣12的寬度已知，放大倍數N已知的情況下，即可計算獲 得微透鏡211的尺寸。
[0043] 本實施例中，如圖4所示，微透鏡陣列2 1中微透鏡2 1 1的拱高h為：
其中，r為微透鏡211的曲率半徑，p"為微透鏡211的尺寸， 即本實施例中，P〃 = P;其中，r = f(n-l)，f為微透鏡211的焦距，n為微透鏡211的折射率;且 1 /a+1 /b = 1 /f，a為微透鏡211成像的物距，b為微透鏡211成像的像距。即根據微透鏡211成 像的物距和像距，可計算獲得微透鏡211的焦距f;根據微透鏡211的焦距f和折射率n，可計 算獲得微透鏡211的曲率半徑r;根據公式(2)、微透鏡211的曲率半徑r和公式（1)計算出的 微透鏡211的尺寸p，可計算獲得微透鏡211的拱高h。根據上述公式確定的微透鏡211的尺寸 P"、拱高h和曲率半徑r，即可最終確定要選用的微透鏡211的大小，從而可以制備符合要求 的微透鏡陣列21。
[0044] 本實施例中，微透鏡陣列21中的微透鏡211采用樹脂材料，樹脂材料包括環氧樹脂 或聚丙烯酸酯。微透鏡陣列21通常使用折射率較大(如折射率為1.5左右）的樹脂材料、采用 壓印或模具滾印的方式形成。微透鏡陣列21的制備簡便，容易實現。
[0045]本實施例中，微透鏡陣列21形成在顯示面板本體1的顯示側。即微透鏡陣列21直接 制備形成在顯示面板本體1的顯示側。
[0046] 需要說明的是，如圖5所示，微透鏡結構2也可以還包括基材22,微透鏡陣列21形成 在基材22的同一側面上，基材22的背對微透鏡陣列21的一面與顯示面板本體1顯示側貼合。 微透鏡結構2與顯示面板本體1的結合方式簡便，容易實現。
[0047] 另外需要說明的是，如圖6所示，微透鏡結構2也可以采用液晶盒，液晶盒與顯示面 板本體1顯示側貼合。其中，液晶盒中設置有液晶，液晶能在電場的作用下具有凸透鏡的使 圖像呈放大的虛像顯示的性能，即形成液晶透鏡，從而使顯示面板本體1顯示的圖像呈放大 N倍的虛像顯示。液晶透鏡通常使用光學各向異性An為0.3左右的液晶材料形成。液晶透鏡 的使圖像呈放大的虛像顯示的原理與上述樹脂材料的微透鏡完全相同，此處不再贅述。 [0048] 本實施例中，顯示面板本體1為單側顯示。當然，顯示面板本體1也可以為雙側顯 示。在顯示面板本體1為雙側顯示的情況下，在顯示面板本體1的兩個顯示側上均設置微透 鏡結構2即可。
[0049]本實施例中，顯示面板本體1為液晶顯示面板。當然，顯示面板本體1也可以為有機 電致顯示面板(即0LED顯示面板）。
[0050] 實施例2:
[0051] 本實施例提供一種顯示面板，與實施例1不同的是，如圖7所示，子像素11的邊長為 微透鏡陣列21中微透鏡211尺寸的非整數倍，微透鏡陣列21中微透鏡211的尺寸包括兩種， 一種尺寸的微透鏡211對應子像素11的軸線區域分布，另一種尺寸的微透鏡211對應子像素 11的邊緣區域分布。對應子像素11的邊緣區域分布的微透鏡211的尺寸p與黑矩陣12的寬度 滿足公式:P+m/2 = N X p，其中，m為黑矩陣12的寬度，N為顯示圖像的放大倍數。對應子像素 211的軸線區域分布的微透鏡211的尺寸p'為:p' = s-p X y，其中，s為子像素211的邊長，p為 對應子像素211的邊緣區域分布的微透鏡211的尺寸，y為沿子像素211的邊長為s的一邊排 布、且尺寸為P的微透鏡211的數量。
[0052]本實施例中微透鏡211尺寸的設計中，首先根據顯示圖像的放大倍數和黑矩陣12 的寬度將對應子像素11的邊緣區域分布的微透鏡211的尺寸p確定下來，然后再根據子像素 11的總邊長確定對應子像素11的軸線區域分布的微透鏡211的尺寸p'，最終使微透鏡陣列 21與子像素11相對應，使子像素11顯示的圖像呈放大N倍虛像顯示，從而避免了各子像素11 顯示圖像之間經放大后虛像的重疊，確保了顯示面板正常的虛像顯示。
[0053]本實施例中的子像素11的邊長為微透鏡陣列21中微透鏡211尺寸的非整數倍，即 同一種尺寸的微透鏡211無法對應對整個子像素11顯示的圖像進行放大處理，因此需要兩 種或多種尺寸的微透鏡211組合形成微透鏡陣列21，共同將整個子像素11顯示的圖像進行 放大N倍處理。在此種情況下，微透鏡陣列21中微透鏡211的尺寸大小不等，但最終要確保能 夠將子像素11顯示的圖像進行放大N倍處理，從而使顯示面板本體1顯示的圖像給人以遠距 離顯示的視覺效果。
[0054]需要說明的是，本實施例中，也可以將尺寸為p的微透鏡211對應子像素11的軸線 區域分布，而將尺寸為P'的微透鏡211對應子像素211的邊緣區域分布。
[0055]本實施例中兩種尺寸微透鏡211的拱高和曲率半徑計算方式與實施例1中相同，本 實施例中微透鏡211的其它結構及材質以及顯示面板的其它結構均與實施例1中相同，此處 不再贅述。
[0056]實施例1-2的有益效果:實施例1-2所提供的顯示面板，通過設置微透鏡結構，能使 顯示面板本體顯示的圖像呈放大N倍的虛像顯示，根據透鏡的成像原理，顯示面板本體顯示 的圖像的像距是其物距的N倍，從而使顯示面板本體顯示的圖像給人以遠距離顯示的視覺 效果;微透鏡結構體積小，重量輕，使該顯示面板在實現圖像遠距離顯示效果的同時，大大 減小了顯示面板整體的體積和重量，使人在將該顯示面板佩戴在眼鏡上進行觀看時不會再 有沉重的負擔感，佩戴觀看起來更加舒適。
[0057] 實施例3:
[0058]本實施例提供一種顯示裝置，包括實施例1-2任意一個中的顯示面板。
[0059] 通過采用實施例1-2任意一個中的顯示面板，使該顯示裝置能夠實現遠距離顯示 的視覺效果，同時，減小了該顯示裝置整體的體積和重量，給人以更加舒適的佩戴感覺。
[0060] 本發明所提供的顯示裝置可以為，液晶面板、0LED面板、液晶電視、0LED電視、顯示 器、手機、導航儀、具有顯示功能的眼鏡等任何具有顯示功能的產品或部件。
[0061] 可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而采用的示例性實施 方式，然而本發明并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精 神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種顯示面板，包括顯示面板本體，其特征在于，還包括設置在所述顯示面板本體顯 示側的微透鏡結構，所述微透鏡結構用于使所述顯示面板本體顯示的圖像呈放大N倍的虛 像顯示，其中，N為正數。2. 根據權利要求1所述的顯示面板，其特征在于，所述顯示面板本體包括子像素陣列， 所述微透鏡結構包括多個微透鏡陣列，所述微透鏡陣列與所述子像素陣列中的子像素一一 對應設置。3. 根據權利要求2所述的顯示面板，其特征在于，所述顯示面板本體還包括黑矩陣，所 述黑矩陣設置在任意相鄰的兩行和任意相鄰的兩列所述子像素之間的間隔區域，所述黑矩 陣的正投影方向上未設置所述微透鏡； 所述微透鏡陣列中包括整數個所述微透鏡，所述顯示面板本體顯示的圖像通過所述微 透鏡放大N倍后對應覆蓋所述黑矩陣所在區域。4. 根據權利要求3所述的顯示面板，其特征在于，所述子像素的邊長為所述微透鏡陣列 中所述微透鏡的尺寸的整數倍，所述微透鏡的尺寸與所述黑矩陣的寬度滿足公式:P+m/2 = NXp，其中，P為所述微透鏡的尺寸，m為所述黑矩陣的寬度，N為所述顯示圖像的放大倍數。5. 根據權利要求3所述的顯示面板，其特征在于，所述子像素的邊長為所述微透鏡陣列 中所述微透鏡的尺寸的非整數倍，所述微透鏡陣列中所述微透鏡的尺寸包括兩種，一種尺 寸的所述微透鏡對應所述子像素的軸線區域分布，另一種尺寸的所述微透鏡對應所述子像 素的邊緣區域分布； 對應所述子像素的邊緣區域分布的所述微透鏡的尺寸P與所述黑矩陣的寬度滿足公 式:p+m/2 = NXp，其中，m為所述黑矩陣的寬度，N為顯示圖像的放大倍數； 對應所述子像素的軸線區域分布的所述微透鏡的尺寸p/為:p/= S-P X y，其中，S為所 述子像素的邊長，P為對應所述子像素的邊緣區域分布的所述微透鏡的尺寸，y為沿所述子 像素的邊長為S的一邊排布、且尺寸為P的所述微透鏡的數量。6. 根據權利要求3所述的顯示面板，其特征在于，所述微透鏡陣列中所述微透鏡的拱高h為 其中，r為所述微透鏡的曲率半徑，P "為所述微透鏡的尺寸； ( 其中，r = f(n-l)，f為所述微透鏡的焦距，n為所述微透鏡的折射率;且l/a+l/b = l/f，a 為所述微透鏡成像的物距，b為所述微透鏡成像的像距。7. 根據權利要求4-6任意一項所述的顯示面板，其特征在于，所述微透鏡陣列中的微透 鏡采用樹脂材料，所述樹脂材料包括環氧樹脂或聚丙締酸醋。8. 根據權利要求2所述的顯示面板，其特征在于，所述微透鏡陣列形成在所述顯示面板 本體的顯示側； 或者，所述微透鏡結構還包括基材，所述微透鏡陣列形成在所述基材的同一側面上，所 述基材的背對所述微透鏡陣列的一面與所述顯示面板本體顯示側貼合； 或者，所述微透鏡結構采用液晶盒，所述液晶盒與所述顯示面板本體顯示側貼合。9. 根據權利要求1所述的顯示面板，其特征在于，所述顯示面板本體包括單側顯示或雙 側顯示。10. 根據權利要求1所述的顯示面板，其特征在于，所述顯示面板本體包括液晶顯示面 板或有機電致顯示面板。11. 一種顯示裝置，其特征在于，包括權利要求1-10任意一項所述的顯示面板。
【文檔編號】G02F1/1335GK105911747SQ201610509929
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年7月1日
【發明人】王燦, 楊亞鋒, 陳小川
【申請人】京東方科技集團股份有限公司