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(fā)明公開了一種虛擬曲面顯示面板及顯示裝置，利用凹透鏡的成像原理，將凹透鏡陣列設置在平板顯示面板的顯示面即出光面上，將各凹透鏡的焦距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凹透鏡中與中心對稱軸距離相等的各凹透鏡的焦距相同，與中心對稱軸距離不等的各凹透鏡的焦距互不相等，通過調整各凹透鏡的焦距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(xiàn)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】
一種虛擬曲面顯示面板及顯示裝置
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及顯示技術領域，尤其涉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，可以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(xiàn)有技術為了實現(xiàn)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，但這種實現(xiàn)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以 及色彩顯示異常等問題。
[0004] 另外，現(xiàn)有技術為了實現(xiàn)曲面顯示，顯示面板內部的諸多模組都得有柔性的設計， 這樣產品的良率較低，相應的產品的成本較高。

【發(fā)明內容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種虛擬曲面顯示面板及顯示裝置，用以在平面 顯示上顯示出虛擬曲面的畫面效果。
[0006] 因此，本發(fā)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，以及設置于所述平面顯示面板顯示面的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凹透鏡陣列；其中，
[0007] 所述凹透鏡陣列包括呈陣列排布的多個凹透鏡;各所述凹透鏡的焦距以相對于所 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凹透鏡中 與所述中心對稱軸距離相等的各所述凹透鏡的焦距相同，與所述中心對稱軸距離不等的各 所述凹透鏡的焦距互不相等。
[0008] 在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，所 述曲面的開口背離所述平面顯示面板的顯示面。
[0009] 在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，各 所述凹透鏡的焦距隨著所述凹透鏡與所述中心對稱軸距離的增大而依次遞減。
[0010] 在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)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至少一個像素單元與所述凹透鏡陣列中的一個凹透鏡分別一一對應。
[0011] 在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)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凹透鏡陣列中的至少一個凹透鏡分別一一對 應。
[0012] 在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)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凹透鏡陣列中的多個焦距相同的凹透鏡分別 --對應。
[0013] 在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，各 所述凹透鏡為雙凹透鏡、平凹透鏡或液晶透鏡。
[0014] 在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，各 所述平凹透鏡的凹面設置于遠離所述平面顯示面板顯示面的一側，或各所述平凹透鏡的凹 面設置于朝向所述平面顯示面板顯示面的一側。
[0015] 在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，各 所述平凹透鏡為柱狀凹透鏡或球面凹透鏡。
[0016] 在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，各 所述球面凹透鏡的孔徑相同。
[0017] 在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)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(fā)光顯示面板、等離子顯示面板或電子紙中的任意 一種。
[0018] 本發(fā)明實施例還提供了一種顯示裝置，包括本發(fā)明實施例提供的上述虛擬曲面顯 示面板。
[0019] 本發(fā)明實施例的有益效果包括：
[0020] 本發(fā)明實施例提供的一種虛擬曲面顯示面板及顯示裝置，利用凹透鏡的成像原 理，將凹透鏡陣列設置在平板顯示面板的顯示面即出光面上，將各凹透鏡的焦距設計成相 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凹透鏡中與中心 對稱軸距離相等的各凹透鏡的焦距相同，與中心對稱軸距離不等的各凹透鏡的焦距互不相 等，通過調整各凹透鏡的焦距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(xiàn)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】
[0021] 圖la至圖lc分別為本發(fā)明實施例提供的虛擬曲面顯示面板的結構示意圖；
[0022]圖2為凹透鏡成像的顯示原理示意圖；
[0023] 圖3為本發(fā)明實施例提供的虛擬曲面顯示面板的具體實例的示意圖；
[0024] 圖4為本發(fā)明實施例提供的虛擬曲面顯示面板中采用液晶透鏡實現(xiàn)凹透鏡的結構 示意圖；
[0025]圖5為本發(fā)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；
[0026]圖6為本發(fā)明實施例提供的虛擬曲面顯示面板在應用于電致發(fā)光顯示面板時的結 構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖，對本發(fā)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。
[0028]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(fā)明內容】
。
[0029]本發(fā)明實施例提供了一種虛擬曲面顯示面板，如圖la和圖lb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,以及設置于平面顯示面板100顯示面的用于使 各像素單元的成像形成的圖像在空間呈一曲面的凹透鏡陣列200;其中，
[0030] 凹透鏡陣列200包括呈陣列排布的多個凹透鏡210;各凹透鏡210的焦距以相對于 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凹透鏡210中與中心 對稱軸距離相等的各凹透鏡210的焦距相同，與中心對稱軸距離不等的各凹透鏡210的焦距 互不相等。其中，中心對稱軸指的是在顯示面上的豎直方向的軸線，該中心對稱軸一般會將 顯示面分為左右對稱的兩個區(qū)域，例如在圖la和圖lb中焦距為f0的凹透鏡210所在位置為 中心對稱軸的位置。
[0031] 本發(fā)明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板，利用凹透鏡210的成像原理，通過調 整各凹透鏡210的焦距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(xiàn)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。
[0032]具體地，凹透鏡的成像原理如圖2所示，物體AB為實物時，成像A ' B '為正立的縮小 的虛像，物體AB和成像A'B'在凹透鏡的同側，因此采用凹透鏡的成像原理實現(xiàn)相對于平面 顯示面板100的前置虛擬曲面的顯示效果。
[0033] 根據(jù)下面給出的光學系統(tǒng)的基本公式：
[0034] 1 ?物象關系
（1)
[0035] 2.平凹透鏡焦距：
（2)
[0036] 雙凹透鏡焦距：

[0037] 3.平凹透鏡拱高 （4)
[0038] 4.垂軸放大倍率 （5)
[0039]以上光學系統(tǒng)基本公式中，a表示物距，b表示像距，f表示凹透鏡的焦距，r表示凹 透鏡的曲率半徑，n表示凹透鏡的折射率，h表示凹透鏡的拱高，d表示凹透鏡最薄處的厚度， P表示凹透鏡的孔徑(為凹透鏡的截面的直徑）。
[0040]在具體實施時，在本發(fā)明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，如圖la和圖lb 所示，利用凹透鏡陣列200形成的成像曲面一般為開口背離平板顯示面板100的顯示面。 [0041]由上述光學系統(tǒng)基本公式可知，當物距a-定時，具有不同的焦距f的凹透鏡可對 應不同的像距b，因此利用這一性質，設置如圖la和圖lb所示的凹透鏡陣列200中的各凹透 鏡210的焦距:各凹透鏡210的焦距f?隨著凹透鏡210與中心對稱軸距離的增大而依次遞減， 即在圖la和圖lb中以焦距為f0的凹透鏡210作為中心對稱軸，仰〈0〈€2〈€3。最后凹透鏡陣 列200呈前置的虛像，且成像軌跡成曲面排布，實現(xiàn)了相對于平面顯示面板100的前置虛擬 曲面的顯示效果。
[0042]在具體實施時，在本發(fā)明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，在設置凹透鏡 陣列200中的各凹透鏡210與平面顯示面板100中的各像素的關系，可以采用如下兩種方式： 第一種，將平面顯示面板100中的至少一個像素單元RGB與凹透鏡陣列200中的一個凹透鏡 210分別一一對應，可以如圖la所示一個凹透鏡210對應一個像素單元RGB，也可以一個凹透 鏡210對應多個像素單元RGB。第二種，將平面顯示面板100中的一個子像素單元R、G或B與凹 透鏡陣列200中的至少一個凹透鏡210分別--對應，可以如圖lb所示一個凹透鏡210對應 一個子像素單元R、G或B，也可以如圖lc所示多個凹透鏡210對應一個子像素單元R、G或B，且 對應一個子像素單元的各凹透鏡的焦距一致。在具體實施時，采用一個子像素單元R、G或B 對應3個凹透鏡210的方式可以獲得最佳的虛擬顯示效果。
[0043]在具體實施時，在本發(fā)明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，組成凹透鏡陣 列200的各凹透鏡210可以選用焦距固定的雙凹透鏡（即如圖la和圖lb所示的兩個面均為凹 面的透鏡)或平凹透鏡（即如圖3所示的一個面為平面，另一個面為凹面的透鏡），也可以選 用焦距可調的液晶透鏡，如圖4所示，液晶透鏡一般包括：相對而置的上基板201和下基板 202,以及設置在兩者之間的液晶層203;在上基板201面向液晶層203的一側設置有第一電 極204,在在下基板202面向液晶層203的一側設置有第二電極205,通過控制加載到第一電 極204和第二電極205之間的電壓從而控制液晶層203中對應的液晶反轉形成所需焦距的凹 透鏡的光學效果。
[0044] 在采用雙凹透鏡組成凹透鏡陣列200時，在球差，像差和畸變要比采用平凹透鏡要 好，因此具有更好的顯示圖像效果，但是其實現(xiàn)曲面顯示的實施工藝相對于平凹透鏡要難。 不管是雙凹透鏡還是平凹透鏡，均可選擇諸如PMMA和樹脂等有機材料制作，其折射率一般 控制在1.4-1.8,具體制作過程可以采用但不限于曝光顯影、納米壓印、激光直寫或電子束 直與等方式。
[0045] 進一步地，在本發(fā)明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，為了使凹透鏡陣列 200便于制作，如圖3所示，各平凹透鏡的凹面一般設置于遠離平面顯示面板100顯示面的一 偵k當然，各平凹透鏡的凹面也可以設置于朝向平面顯示面板1〇〇顯示面的一側，在此不做 限定。
[0046] 進一步地，在本發(fā)明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，各平凹透鏡可以采 用諸如柱狀凹透鏡的非球面凹透鏡，也可以采用球面凹透鏡，具體地，在采用球面凹透鏡時 其成像效果較好。
[0047]進一步地，在本發(fā)明實施例提供的上述虛擬曲面顯示面板中，根據(jù)前述公式(2)可 知，不同的曲率半徑r可對應不同的焦距f，為了使各球面凹透鏡具有不同的焦距f，需要對 各球面凹透鏡的曲率半徑進行設置，具體地，可以采用將各球面凹透鏡的拱高設置為一定 值，分別將各球面凹透鏡的孔徑設置為不同數(shù)值以達到調節(jié)曲率半徑的效果;或者，也可以 采用將各球面凹透鏡的孔徑設置為一定值，分別將各球面凹透鏡的拱高設置為不同數(shù)值以 達到調節(jié)曲率半徑的效果。在具體實施時，為了便于制作，一般將各球面凹透鏡將孔徑設置 為相同，這樣通過調節(jié)各球面凹透鏡的拱高來調整其曲率半徑。
[0048]例如：像素單元的大小為70wii，選取球面凹透鏡孔徑為70wii，其折射率n = 1.5,則 通過以上公式可以計算出不同彎曲形態(tài)所對應的凹透鏡設計參數(shù)。這里選取1000個像素單 元，表1和表2列出這1000個像素單元多對應的透鏡設計參數(shù)，左右對稱。
[0049]表 1


[0055] 在具體實施時，本發(fā)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1〇〇的類型，具體可以為液晶顯示面板、電致發(fā)光顯示面板、等離子顯示面板或電子紙 中的任意一種。在圖5中是以平面顯示面板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,貼附在下基板002下方的下偏光片005,以及設 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，凹透鏡陣列200設置在上偏光片004之上，背光模組006發(fā)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，經過凹透鏡陣列200中具有不同焦距的凹透鏡210的折 射后成像。在圖6中是以平面顯示面板100為電致發(fā)光顯示面板為例進行說明，其中，電致發(fā) 光顯示面板包括:設置在背板007上的陽極008、發(fā)光層009、陰極010和蓋板011。
[0056] 基于同一發(fā)明構思，本發(fā)明實施例還提供了一種顯示裝置，包括本發(fā)明實施例提 供的上述虛擬曲面顯示面板，該顯示裝置可以為:手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本 電腦、數(shù)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以參見上 述虛擬曲面顯示面板的實施例，重復之處不再贅述。
[0057]本發(fā)明實施例提供的一種虛擬曲面顯示面板及顯示裝置，利用凹透鏡的成像原 理，將凹透鏡陣列設置在平板顯示面板的顯示面即出光面上，將各凹透鏡的焦距設計成相 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凹透鏡中與中心 對稱軸距離相等的各凹透鏡的焦距相同，與中心對稱軸距離不等的各凹透鏡的焦距互不相 等，通過調整各凹透鏡的焦距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(xiàn)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。
[0058]顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍 之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
【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，以及設置于所述平面顯示面板顯示面的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凹透鏡陣列；其中， 所述凹透鏡陣列包括呈陣列排布的多個凹透鏡;各所述凹透鏡的焦距以相對于所述顯 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凹透鏡中與所 述中心對稱軸距離相等的各所述凹透鏡的焦距相同，與所述中心對稱軸距離不等的各所述 凹透鏡的焦距互不相等。2. 如權利要求1所述的虛擬曲面顯示面板，其特征在于，所述曲面的開口背離所述平面 顯示面板的顯示面。3. 如權利要求2所述的虛擬曲面顯示面板，其特征在于，各所述凹透鏡的焦距隨著所述 凹透鏡與所述中心對稱軸距離的增大而依次遞減。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至少一 個像素單元與所述凹透鏡陣列中的一個凹透鏡分別一一對應。5. 如權利要求3所述的虛擬曲面顯示面板，其特征在于，所述平面顯示面板中的一個子 像素單元與所述凹透鏡陣列中的至少一個凹透鏡分別一一對應。6. 如權利要求5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 像素單元與所述凹透鏡陣列中的多個焦距相同的凹透鏡分別一一對應。7. 如權利要求1所述的虛擬曲面顯示面板，其特征在于，各所述凹透鏡為雙凹透鏡、平 凹透鏡或液晶透鏡。8. 如權利要求7所述的虛擬曲面顯示面板，其特征在于，各所述平凹透鏡的凹面設置于 遠離所述平面顯示面板顯示面的一側，或各所述平凹透鏡的凹面設置于朝向所述平面顯示 面板顯不面的一側。9. 如權利要求8所述的虛擬曲面顯示面板，其特征在于，各所述平凹透鏡為柱狀凹透鏡 或球面凹透鏡。10. 如權利要求9所述的虛擬曲面顯示面板，其特征在于，各所述球面凹透鏡的孔徑相 同。11. 如權利要求1-10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(fā)光顯示面板、等離子顯示面板或電子紙中的任意一種。12. -種顯示裝置，其特征在于，包括如權利要求1-11任一項所述的虛擬曲面顯示面 板。
【文檔編號】G09F9/30GK105894970SQ201610425514
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】譚紀風, 高健, 楊亞鋒, 陳小川, 王維, 王燦, 張粲, 王倩
【申請人】京東方科技集團股份有限公司