显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种显示装置，显示装置包括：光源、光耦合单元、取光单元、聚光单元、像素单元以及第一遮光单元，光耦合单元适于对光源发出的光线以全反射形式传导，取光单元位于光耦合单元的出光侧，取光单元适于取出射入光耦合单元的光线并对光线进行准直，聚光单元位于取光单元的出光侧，聚光单元夹在像素单元和取光单元之间，像素单元包括控制电极和液晶层，取光单元、聚光单元、像素单元夹在光耦合单元和第一遮光单元之间。由此，不仅第一遮光单元的覆盖面积可以设置的更小，提高了光利用率，而且通过控制像素单元以控制出光量，从而无需设置偏光片就能实现可调灰阶显示，在降低了显示装置的生产成本的同时，使显示装置具有高光效高透明度。

display device

The invention discloses a display device, which comprises a light source, an optical coupling unit, a light extracting unit, a concentrating unit, a pixel unit and a first shading unit. The optical coupling unit is suitable for conducting light emitted from a light source in the form of total reflection, and the light extracting unit is located at the light output side of the optical coupling unit, and the light extracting unit is suitable for selecting. The light emitted into the optical coupling unit is collimated. The light concentrating unit is located on the output side of the light taking unit. The light concentrating unit is sandwiched between the pixel unit and the light taking unit. The pixel unit includes the control electrode and the liquid crystal layer. The light taking unit, the light concentrating unit and the pixel unit are sandwiched between the light coupling unit and the first shading unit. As a result, not only the coverage area of the first shading unit can be set smaller, but also the light utilization ratio can be improved, and the light output can be controlled by controlling the pixel unit so that the adjustable gray scale display can be realized without setting the polarizer. The production cost of the display device is reduced, and the display device has high light efficiency and high transparency. Degree.

【技术实现步骤摘要】
显示装置
本专利技术涉及显示装置
，具体而言，涉及一种显示装置。
技术介绍
相关技术中，液晶显示器是目前大规模使用的显示器件，其具有色域高，轻薄化，响应时间快等一系列的优点，在理论研究以及实际工艺方面都有着成熟的技术，基于现有液晶显示器件结构与性质，开发更多的应用模式，例如3D显示、双视显示、防窥显示、透明显示、VR/AR显示等等。上述多种显示模式的显示基本原理均为上下偏振片加液晶盒结构，通过液晶对光线偏振状态的调制，实现显示。因此上下偏振片是现有显示的必要组成部分。然而偏振片一方面增加了成本，另一方面在透明显示时会影响环境光的透过率，因此开发无偏振片的透明显示器件具有透过率高的属性，成为行业需求。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本专利技术提出一种显示装置，所述显示装置的生产成本低、光效高、透明度高。本专利技术还提出了一种具有上述显示装置的显示装置。根据本专利技术实施例的显示装置包括：光源、光耦合单元、取光单元、聚光单元、像素单元以及第一遮光单元，所述光耦合单元适于对光源发出的光线以全反射形式传导，所述取光单元位于所述光耦合单元的出光侧，所述取光单元适于取出射入所述光耦合单元的光线并对光线进行准直，所述聚光单元位于所述取光单元的出光侧，所述聚光单元夹在所述像素单元和所述取光单元之间，所述像素单元包括控制电极和液晶层，所述取光单元、所述聚光单元、所述像素单元夹在所述光耦合单元和所述第一遮光单元之间。根据本专利技术实施例的显示装置，不仅通过设置聚光单元，使第一遮光单元的覆盖面积可以设置的更小，提高了光利用率，而且可以通过控制像素单元以控制出光量，从而无需设置偏光片就能实现显示装置的可调灰阶显示，在降低了显示装置的生产成本的同时，使显示装置具有高光效高透明度。根据本专利技术的一些实施例，所述取光单元、所述聚光单元、所述第一遮光单元在所述光耦合单元的出光面上的正投影的几何中心重合。根据本专利技术的一些实施例，所述聚光单元被配置为：在所述液晶层内的液晶分子的长轴与所述光耦合单元的出光面平行时，将所述取光单元取出的光线大致聚焦在所述第一遮光单元。进一步地，所述聚光单元被配置为：在所述液晶层内的液晶分子的长轴与所述光耦合单元的出光面垂直时，将振动方向平行于所述光耦合单元的出光面的光线大致聚焦在所述第一遮光单元，将振动方向垂直于所述光耦合单元的出光面的光线聚焦在所述液晶层内。可选地，所述聚光单元为柱状光栅、几何柱透镜、全息柱透镜中的任一种。在一些实施例中，所述聚光单元为菲涅尔波带柱状光栅且为多台阶光栅结构。进一步地，所述菲涅尔波带柱状光栅的折射率为1.5-2.0，台阶数为4-16。根据本专利技术的一些实施例，所述显示装置还包括平坦层，所述平坦层与所述取光单元同层设置，所述平坦层还设有支撑体。进一步地，所述光耦合单元包括导光板，所述光源包括发光件和光学部件，所述发光件发射的光线经由所述光学部件的自由反射层入射至所述导光板中，并由所述取光单元出射，所述光源位于所述导光板侧部。在一些实施例中，所述显示装置还包括依次远离所述像素单元设置的彩膜层、基板层以及扩散层，所述第一遮光单元嵌设在所述彩膜层内，所述显示装置还包括第二遮光单元，所述第二遮光单元与所述第一遮光单元同层设置，并位于相邻的所述像素单元之间。根据本专利技术的一些实施例，所述取光单元为取光光栅，所述取光光栅为倾斜光栅。进一步地，所述取光光栅的倾角为14°-34°，所述取光光栅的周期为300nm-400nm。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术实施例的显示装置的示意图(部分区域为暗态，另一部分区域为亮态)；图2是根据本专利技术实施例的显示装置的聚光单元的示意图；图3是根据本专利技术实施例的显示装置上处于暗态下的聚光单元以及液晶层的工作原理示意图；图4是根据本专利技术实施例的显示装置上处于亮态下的聚光单元以及液晶层的工作原理示意图；图5是根据本专利技术实施例的显示装置的取光单元的机构原理示意图。附图标记：显示装置100，光源1，发光件11，自由曲面反射层12，光耦合单元2，导光板21，取光单元3，取光口31，聚光单元4，像素单元5，控制电极51，液晶层52，液晶分子521，第一遮光单元6a，第二遮光单元6b，平坦层7，彩膜层8，基板层9，扩散层10，支撑体a。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参考图1至图5描述根据本专利技术实施例的显示装置100。如图1所示，根据本专利技术实施例的显示装置100包括：光源1、光耦合单元2、取光单元3、聚光单元4、像素单元5以及第一遮光单元6a。其中，光耦合单元2设置在显示装置100的一侧边沿上，光源1与光耦合单元2相对设置，以为光耦合单元2提供光线，光耦合单元2适于对光源1发出的光线以全反射方式传导，取光单元3位于光耦合单元2的出光侧，取光单元3适于取出射入光耦合单元2的光线并对光线进行准直(即以0°准直衍射的方式取出光线)。聚光单元4位于取光单元3的出光侧，聚光单元4夹在像素单元5和取光单元3之间，像素单元5包括控制电极51和液晶层52，具体地，每一像素单元5对应一取光单元3，每一个像素单元5可以将对应的取光单元3中出射的光线进行折射，取光单元3、聚光单元4、像素单元5夹在光耦合单元2和第一遮光单元6a之间，从而可以通过上述像素单元5与聚光单元4共同作用以将光线折射到第一遮光单元6a上，或者经由第一遮光单元6a的空隙射出显示装置100，且第一遮光单元6a相较已有技术中的显示装置100的遮光单元在像素单元5上方罩盖像素单元5的尺寸更小。根据本专利技术实施例的显示装置100，不仅通过设置聚光单元4，使第一遮光单元6a的覆盖面积可以设置的更小，提高了光利用率，而且可以通过控制像素单元5以控制出光量，从而无需设置偏光片就能实现显示装置100的可调灰阶显示，在降低了显示装置100的生产成本的同时，使显示装置100具有高光效高透明度。进一步地，显示装置100可以是透明式显示装置，进而透明式显示装置由于其不采用偏光片、同时第一遮光单元6a的覆盖面积更小，使得显示装置100的透明性更好，透明度更高。显示装置100的工作原理如下：光源1所产生的光线，在光耦合单元2中进行多次全反射，并在全反射过程中被取光单元3以0°准直衍射取出，同时，控制电极51被加载驱动电压，并驱动液晶层52内的液晶分子521发生偏转，以通过改变液晶分子521的有效折射率，使被取光单元3取出的光线经液晶层52与聚光单元4聚集后的等效焦距被实时调整。进一步地，像素单元5在工作时，具有两种状态；在亮态时，液晶分子521的角度为附图1中的竖直状态，聚光单元4中的准直光线射出后可以在液晶分子521的折射下由第一遮光单元6a之间的缝隙中射出，以实现亮态出光。在暗态时，液晶分子521的角度如附图1中的水平状态，聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种显示装置，其特征在于，包括：光源；光耦合单元，所述光耦合单元适于对光源发出的光线以全反射形式传导；取光单元，所述取光单元位于所述光耦合单元的出光侧，所述取光单元适于取出射入所述光耦合单元的光线并对光线进行准直；聚光单元，所述聚光单元位于所述取光单元的出光侧；像素单元，所述聚光单元夹在所述像素单元和所述取光单元之间，所述像素单元包括控制电极和液晶层；以及第一遮光单元，所述取光单元、所述聚光单元、所述像素单元夹在所述光耦合单元和所述第一遮光单元之间。

【技术特征摘要】
1.一种显示装置，其特征在于，包括：光源；光耦合单元，所述光耦合单元适于对光源发出的光线以全反射形式传导；取光单元，所述取光单元位于所述光耦合单元的出光侧，所述取光单元适于取出射入所述光耦合单元的光线并对光线进行准直；聚光单元，所述聚光单元位于所述取光单元的出光侧；像素单元，所述聚光单元夹在所述像素单元和所述取光单元之间，所述像素单元包括控制电极和液晶层；以及第一遮光单元，所述取光单元、所述聚光单元、所述像素单元夹在所述光耦合单元和所述第一遮光单元之间。2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述取光单元、所述聚光单元、所述第一遮光单元在所述光耦合单元的出光面上的正投影的几何中心重合。3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述聚光单元被配置为：在所述液晶层内的液晶分子的长轴与所述光耦合单元的出光面平行时，将所述取光单元取出的光线大致聚焦在所述第一遮光单元。4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述聚光单元被配置为：在所述液晶层内的液晶分子的长轴与所述光耦合单元的出光面垂直时，将振动方向平行于所述光耦合单元的出光面的光线大致聚焦在所述第一遮光单元，将振动方向垂直于所述光耦合单元的出光面的光线聚焦在所述液晶层内。5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述聚光...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟宪东，王维，陈小川，谭纪风，高健，孟宪芹，王方舟，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11