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CN108051915A - 显示面板和显示装置 - Google Patents

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CN108051915A
CN108051915A CN201810005113.9A CN201810005113A CN108051915A CN 108051915 A CN108051915 A CN 108051915A CN 201810005113 A CN201810005113 A CN 201810005113A CN 108051915 A CN108051915 A CN 108051915A
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display panel
electrode
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CN201810005113.9A
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谭纪风
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Original Assignee
BOE Technology Group Co Ltd
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Abstract

本发明实施例提供了一种显示面板和显示装置。显示面板，包括相对设置的第一基底和第二基底，以及设置在所述第一基底和第二基底之间的波导层、第一电极层、第二电极层和出光控制层，所述出光控制层用于在所述第一电极层和第二电极层的控制下，从所述波导层中耦合出设定量的光线。本发明背光源部分利用波导耦合原理，显示部分利用彩色油墨，省去了传统显示面板的偏光片和彩膜层，也不需要设置传统显示面板的薄膜晶体管和黑矩阵，且各功能层均采用透明材料构成，像素区域的尺寸可以做得很小，从而实现了高透过率和高分辨率的正常显示。

Description

显示面板和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种显示面板以及包含该显示面板的显示装置。
背景技术
目前，随着显示技术的发展，对显示面板的透过率和分辨率(Pixels Per Inch，PPI)提出更高的要求，而现有液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)和有机发光二极管(Organic Light Emitting Display，OLED)等显示技术，均无法做到显示面板的高度透明。
采用LCD技术的显示装置主要是由薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)基板、彩膜(Color Filter，CF)基板以及填充在两者之间的液晶层组成，通过薄膜晶体管基板控制液晶偏转，使光通过彩膜基板上的彩膜层，形成不同颜色的光，产生图像。根据LCD技术的特点可以看出，LCD装置无法做到高度透明显示，其不仅设置有薄膜晶体管和彩膜层，还需要采用偏光片，受偏振片和彩色色阻等各功能层的影响，透过率以及透射的光谱受到很大影响。采用OLED技术的显示装置主要是由薄膜晶体管和有机发光二极管构成，通过薄膜晶体管传输电压，使电子与空穴结合，激发荧光粉发出不同颜色的光，产生图像。同样，由于OLED装置设置有薄膜晶体管和较多的膜层，其透过率以及透射的光谱受到很大影响，无法做到高度透明显示。同时，现有LCD和OLED中每个像素的尺寸受制于制作工艺，无法做得很小，难于实现高分辨率。
因此，如何实现高透过率显示和高分辨率显示，是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种显示面板和显示装置，以实现高透过率显示和高分辨率的正常显示。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种显示面板，包括相对设置的第一基底和第二基底，以及设置在所述第一基底和第二基底之间的波导层、第一电极层、第二电极层和出光控制层，所述出光控制层用于在所述第一电极层和第二电极层的控制下，从所述波导层中耦合出设定量的光线。
可选地，所述波导层设置在所述第一基底朝向第二基底的表面上，所述第一电极层设置所述波导层上，所述第二电极层设置在所述第二基底朝向第一基底的表面上，所述出光控制层设置所述第一电极层和第二电极层之间。
可选地，所述出光控制层包括绝缘层、油性介质层和水性介质层，所述绝缘层设置在所述第一电极层朝向第二基底的表面上，所述油性介质层和水性介质层设置在所述绝缘层与第二电极层之间；所述第一电极层和第二电极层用于向所述油性介质层或水性介质层施加电压，改变所述油性介质层或水性介质层的接触角，使所述油性介质层或水性介质层不同程度地覆盖波导层，从所述波导层中耦合出设定量的光线。
可选地，所述出光控制层包括光栅层、绝缘层、油性介质层和水性介质层，所述绝缘层设置在所述第一电极层朝向第二基底的表面上，所述光栅层设置在所述绝缘层朝向第二基底的表面上，所述油性介质层和水性介质层设置在所述绝缘层与第二电极层之间；所述第一电极层和第二电极层用于向所述油性介质层或水性介质层施加电压，改变所述油性介质层或水性介质层的接触角，所述油性介质层或水性介质层不同程度地覆盖光栅层，使所述光栅层从所述波导层中耦合出设定量的光线。
可选地，每个子像素中所述光栅层的光栅周期相同。
可选地，所述光栅层的材料采用二氧化硅或树脂，高度为200nm～1200nm，折射率大于或等于所述水性介质层的折射率，小于所述油性介质层的折射率。
可选地，所述水性介质层包括水；所述油性介质层包括分别设置在不同子像素内的红色油墨、绿色油墨和蓝色油墨，或者，所述油性介质层包括设置在所有子像素内的黑色油墨。
可选地，所述绝缘层包括亲水性绝缘层、疏水性绝缘层、亲油性绝缘层或疏油性绝缘层；所述水性介质层包括具有导电特性的水性介质层或具有绝缘特性的水性介质层；所述油性介质层包括具有导电特性的油性介质层或具有绝缘特性的油性介质层。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述的显示面板。
可选地，还包括侧入式准直背光器，产生准直背光的侧入式准直背光器设置在显示面板的一侧或多侧。
本发明实施例提供了一种显示面板和显示装置，背光源部分利用波导耦合原理，显示部分利用彩色油墨，通过电润湿层从波导层中耦合出各个波长和各个方向的光线，耦合出光效率由电润湿层的折射率确定，折射率则通过加电压方式改变油墨与绝缘层的表面张力，即改变油墨与绝缘层的接触角，使油墨发生位移，从而改变电润湿层的折射率，实现颜色和灰阶的可变，从而实现全彩色的正常显示。本发明实施例显示面板省去了传统显示面板的偏光片和彩膜层，也不需要设置传统显示面板的薄膜晶体管和黑矩阵，且各功能层均采用透明材料构成，从而实现了高透过率显示。同时，由于在微米或纳米级范围内就可将光线耦合出来，因而像素区域的尺寸可以做得很小，从而实现了高PPI显示。进一步地，由于采用电润湿技术，因而实现了没有视角范围限制和快速响应。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书实施例中阐述，并且，部分地从说明书实施例中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
图1为本发明实施例显示面板的结构示意图；
图2为本发明实施例波导层的结构示意图；
图3为电润湿原理的示意图；
图4为本发明显示面板第一实施例的结构示意图；
图5为本发明第一实施例实现L0灰阶的示意图；
图6为本发明第一实施例实现L255灰阶的示意图；
图7为本发明显示面板第二实施例的结构示意图；
图8为本发明第二实施例实现L0灰阶的示意图；
图9为本发明第二实施例实现L255灰阶的示意图。
附图标记说明:
10—第一基底； 20—第二基底； 30—波导层；
40—第一电极层； 50—出光控制层； 60—第二电极层；
51—绝缘层； 52—油性介质层； 53—水性介质层；
54—光栅层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
为了满足高透过率显示和高分辨率显示的需求，本发明实施例提供了一种显示面板。图1为本发明实施例显示面板的结构示意图，如图1所示，本发明实施例显示面板的主体结构包括相对设置的第一基底10和第二基底20，设置在第一基底10上的波导层30和第一电极层40，设置在第二基底20上的第二电极层60，以及设置在第一电极层40和第二电极层60之间的出光控制层50，出光控制层50用于在第一电极层40和第二电极层60的控制下，从波导层30中耦合出设定量的光线。其中，耦合出的光线包括各个波长和各个方向的光线。
在一个实施例中，出光控制层50包括绝缘层51、油性介质层52和水性介质层53，绝缘层51设置在第一电极层40朝向第二基底20的表面上，油性介质层52和水性介质层53设置在绝缘层51与第二电极层60之间。第一电极层40和第二电极层60用于向油性介质层52施加电压，改变油性介质层52的接触角，使得油性介质层52或水性介质层53不同程度地覆盖波导层30，从波导层30中耦合出设定量的光线，实现灰阶显示。
在另一个实施例中，出光控制层50包括光栅层54、绝缘层51、油性介质层52和水性介质层53，绝缘层51设置在第一电极层40朝向第二基底20的表面上，光栅层54设置在绝缘层51朝向第二基底20的表面上，油性介质层52和水性介质层53设置在绝缘层51与第二电极层60之间。第一电极层40和第二电极层60用于向油性介质层52施加电压，改变油性介质层52的接触角，使得油性介质层52或水性介质层53不同程度地覆盖光栅层54，使光栅层54从波导层30中耦合出设定量的光线，实现灰阶显示。
本发明实施例中，显示面板第一基底10和第二基底20之间设置有多条相互平行的水平支撑件和多条相互平行的垂直支撑件，水平支撑件和垂直支撑件相互交叉，限定出多个阵列排布的子像素，出光控制层50设置在每个子像素内。在一个实施例中，子像素包括规则排列的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，红色子像素中的油性介质层采用红色油性介质，绿色子像素中的油性介质层采用绿色油性介质，蓝色子像素中的油性介质层采用蓝色油性介质。在另一个实施例中，所有子像素中的油性介质层采用黑色油性介质。
图2为本发明实施例波导层的结构示意图。在光通信以及集成光学中，光波导是一种比较常用的基本元器件，为了将光束有效地耦合进光波导或将光从光波导中耦合出来，一种比较常用的方法就是使用光栅耦合器。如图2所示，波导层30位于第一基底10和第一电极层40之间，可以认为平板波导由三层材料所构成，中间一层是折射率为n1的波导层30，形成在折射率为n2的第一基底10上，波导层30上面是折射率为n3的第一电极层40。波导层30的厚度一般在微米数量级，与光的波长相当，波导层30与第一基底10的折射率之差在10-1和10-3之间。为了构成真正的光波导，要求n1必须大于n2和n3，即n1＞n2≥n3，这样光线能被限制在波导层中传播。光在平板波导中的传播可以看作是光线在波导层-第一基底、波导层-第一电极层分界面上发生全反射，在波导层中沿Z字形路径传播。光在波导中沿z方向传播时，光在x方向受到约束。在平板波导中，n1>n2且n1>n3，当入射光的入射角θ1超过临界角θ0时，入射光发生全反射，此时在反射点产生一定的位相跃变。其中，临界角θ0的关系为：
从菲涅耳反射公式：
出发，推导出反射点的位相跃变为：
式中：β＝k0n1sinθ1为光的传播常数，k0＝2πλ为光在真空中的波数，λ是光的波长。
要使光在波导中稳定的传播，就要求：
2kh-2φ12-2φ13＝2mπ，m＝0，1，2，3……
其中：k＝k0n1cosθ1,为全反射的相位差，h为波导层的厚度，m为模序数，即从零开始的正整数。所以，只有入射角满足上式的光，才能在光波导中稳定地传播，称之为平板波导的色散方程。
本发明实施例中，波导层的材料为透明材料，如Si3N4等材料，但不限于此，波导层的折射率大于其它各层结构(至少是相邻的几层)的折射率，以保证光线在波导层中发生全反射。在具体实施时，波导层的折射率越高越好，波导层的厚度的范围包括但不限于100nm～10μm。波导层可以是单模波导，即厚度要足够薄，如100nm，但不限于此。当侧入式准直背光的准直性比较好，或者可以对耦合入波导层中模式进行有效控制时，可以适当放宽对波导层厚度的要求，可以选择几百纳米甚至几微米的厚度。此外，第一基底和第一电极层也充当了辅助波导的作用。由于第一基底和第一电极层的厚度大于波导层的厚度，侧入式准直背光的所发射光线的绝大部分将被耦合进第一基底和第一电极层中。鉴于侧入式准直背光所发射的光线不可能绝对准直，总会有较小的发散角，耦合入第一基底和第一电极层中的光线也会具有较小的发散角度。由于第一基底和第一电极层的折射率小于波导层的折射率，第一基底和第一电极层中的光线将不能被很好地束缚，而是被源源不断地注入到波导层中，补充波导层中的波导模式因传播或光栅耦合所引起的衰减。
电润湿(Electrowetting，EW)显示的基础是介质上电润湿现象，具体是指通过改变施加在液滴上的电压来改变液滴在基板上的润湿性，即改变液滴接触角θ，使液滴发生形变和位移。图3为电润湿原理的示意图，示意了施加电压前后液滴接触角的变化。如图3所示，导电液滴1位于疏液性的基板2上，电极3对导电液滴1和基板2施加电压V，在施加电压前(V＝0)，导电液滴1与基板2接触角为θ0，在施加电压后(V＝V0)，接触角的显著变化，液滴发生形变。自1875年Lippman发现电润湿现象后，电润湿技术便得到了人们的广泛关注，主要研究与应用包括将电润湿技术应用于反射式、穿透式显示器、可转换式光学凹/凸微流体透镜、光纤通讯转换器以及生医芯片等。其中，利用电湿润技术作为新一代显示技术的应用最为瞩目，基于电湿润技术的显示模型也相继提出。
下面通过具体实施例详细说明本发明实施例的技术方案。
第一实施例
图4为本发明显示面板第一实施例的结构示意图。如图4所示，本实施例显示面板的主体结构包括对盒设置的第一基底10和第二基底20，第一基底10上依次设置有波导层30，第二基底20上设置有第二电极层60，波导层30和第二电极层60之间设置有多条相互平行的水平支撑件和多条相互平行的垂直支撑件，水平支撑件和垂直支撑件相互交叉，限定出多个阵列排布的子像素，每个子像素中设置有第一电极层40、绝缘层51、油性介质层52和水性介质层53，其中第一电极层40和绝缘层51依次设置在波导层30上，油性介质层52和水性介质层53设置在绝缘层51和第二电极层60之间。其中，绝缘层51、油性介质层52和水性介质层53作为出光控制层。
本实施例中，子像素包括规则排列的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，红色子像素中的油性介质层采用红色油墨，绿色子像素中的油性介质层采用绿色油墨，蓝色子像素中的油性介质层采用蓝色油墨，其中红色油墨、绿色油墨和蓝色油墨均具有导电特性。水性介质层53采用具有绝缘特性的水或其它透明介质，绝缘层51采用疏水性绝缘层。具有绝缘特性的水可以采用去除水中电解质的方式得到，具有导电特性的油墨可以采用在普通油墨中添加导电粒子得到，或采用电子油墨。
图5为本发明第一实施例实现L0灰阶的示意图，图6为本发明第一实施例实现L255灰阶的示意图，以绝缘层51为疏水性绝缘层为例。如图5所示，通过第一电极层40和第二电极层60对油性介质层52施加电压(V＝Vmax)，所施加的电压会改变油性介质层52中油滴与绝缘层51的接触角，油性介质层52会偏移到一侧，此时波导层30被水性介质层53覆盖。由于水性介质层53的折射率较小，光无法从波导层30中耦合出来，此时为L0状态(灰阶最低，即暗态或常黑模式)。如图6所示，第一电极层和第二电极层不对油性介质层52施加电压(V＝0)，由于与绝缘层51有排斥作用，水性介质层53位于油性介质层52之上，油性介质层52覆盖波导层30，由于油性介质层52的折射率较大，从波导层30耦合出来的光线量最多，耦合出的光线包括各个波长和各个方向的光线，此时为L255状态(灰阶最高，即亮态或常白模式)，红色油墨所在的子像素显示红色，绿色油墨所在的子像素显示绿色，蓝色油墨所在的子像素显示蓝色。当第一电极层40和第二电极层60施加的电压介于0与Vmax之间时，油性介质层52的位置介于以上两种情况之间，所加电压不同，使油性介质层52或水性介质层53覆盖波导层30的程度不同，从波导层30耦合出来的光线量不同，从而实现不同子像素显示不同的颜色和灰阶，实现全色彩正常显示。
本实施例中，第一基底和第二基底的材料可以采用玻璃或树脂，厚度为0.1～2mm，折射率小于波导层的折射率，由具体产品设计或工艺条件决定，要求其表面具有较好的平整度及平行度。第一电极层和第二电极层可以采用透明导电材料，如氟化镁MgF2、氧化铟锡ITO或氧化铟锌IZO等，厚度50～1000nm，折射率小于波导层的折射率，第二电极层可以采用整体电极，施加恒定的电压，第一电极层为块状电极，设置在每个子像素内，使不同的子像素施加不同的电压，控制子像素的显示灰度。红色油墨、绿色油墨和蓝色油墨的折射率大于1.8。实际实施时，颜色的种类不局限于R、G、B三色，既可以是R、G、B、W(白色)四色，也可以是其它三色。
实际实施时，可以将波导层作为第一基底，即第一基底和波导层为一体结构。第一电极层可以与波导层的表面接触设置，也可以与波导层上设置的其它功能膜层接触设置；第二电极层可以与第二基底的表面接触设置，也可以与第二基底上设置的其它功能膜层接触设置。
通过本实施例的技术方案可以看出，本实施例显示面板中背光源部分利用波导耦合原理，显示部分利用彩色油墨形成各个子像素的出光颜色，通过电润湿层从波导层中耦合出各个波长和各个方向的光线，耦合出光效率由电润湿层的折射率确定，折射率则通过加电压方式改变油墨与绝缘层的表面张力，即改变油墨与绝缘层的接触角，使油墨发生位移，从而改变电润湿层的折射率，实现颜色和灰阶的可变，从而实现全彩色的正常显示。因此，本实施例显示面板省去了传统显示面板的偏光片和彩膜层，也不需要设置传统显示面板的薄膜晶体管和黑矩阵，且显示面板的各功能层均采用透明材料构成，从而实现了高透过率显示。同时，由于在微米或纳米级范围内就可将光线耦合出来，因而像素区域的尺寸可以做得很小，从而实现了高PPI显示。进一步地，由于采用电润湿技术，因而实现了没有视角范围限制和快速响应。
第二实施例
图7为本发明显示面板第二实施例的结构示意图。如图7所示，本实施例显示面板的主体结构包括对盒设置的第一基底10和第二基底20，第一基底10上依次设置有波导层30、第一电极层40和绝缘层51，第二基底20上设置有第二电极层60，绝缘层51和第二电极层60之间设置有多条相互平行的水平支撑件和多条相互平行的垂直支撑件，水平支撑件和垂直支撑件相互交叉，限定出多个阵列排布的子像素，每个子像素中设置有光栅层54、油性介质层52和水性介质层53，其中光栅层54设置在绝缘层51上，油性介质层52和水性介质层53设置在绝缘层51和第二电极层60之间。其中，光栅层54、绝缘层51、油性介质层52和水性介质层53作为出光控制层。具体地，波导层30设置在第一基底10朝向第二基底20的表面上，第一电极层40设置在波导层30朝向第二基底20的表面上，为块状电极，第二电极层60设置在第二基底20朝向第一基底10的表面上，为面状电极。绝缘层51设置在第一电极层40朝向第二基底20的表面上，光栅层54设置在绝缘层51朝向第二基底20的表面上。第一电极层40和第二电极层60用于向油性介质层52施加电压，改变油性介质层52的接触角，使得油性介质层52或水性介质层53不同程度地覆盖光栅层54，使光栅层54从波导层30中耦合出各种波长和各个方向的光线以设定的透射率出射，实现灰阶显示。
本实施例中，子像素包括规则排列的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，红色子像素中的油性介质层采用红色油墨，绿色子像素中的油性介质层采用绿色油墨，蓝色子像素中的油性介质层采用蓝色油墨，其中红色油墨、绿色油墨和蓝色油墨均具有导电特性。水性介质层53采用具有绝缘特性的水或其它透明介质，绝缘层51采用疏水性绝缘层。
光栅从波导层中耦合出光线的耦合关系为：
k0ncsinθi＝k0Nm–q2π/Λ(q＝0,±1,±2,…)
其中，βm为m阶导模的传播常数，βm＝k0Nm，Nm为m阶导模的有效折射率，K为光栅矢量，K＝2π/Λ，Λ为光栅周期，θi为入射光(或出射光)波矢方向与竖直方向夹角，nc为空气的折射率。满足以上关系，入射光即可在波导中激发m阶导模，或者m阶导模即可耦合出去。
本发明实施例中，光栅层设置在波导层上，用于从波导层中耦合出光线，根据衍射光栅公式可以确定出光，衍射光栅公式为：
nisinθi-ndsinθd＝m*λ/Λ(m＝0,±1,±2,…)
其中，ni和θi分别为入射空间折射率和入射角度，m为衍射级次，Λ为光栅周期，λ为入射光波长，θd为出射角度，即出光方向与面板平面法线之间的夹角，nd为油性介质层、第二电极层以及第二基底的等效折射率。通常，油性介质层、第二电极层和第二基底三者的折射率很接近，nd可以采用三者的算数平均值。
图8为本发明第二实施例实现L0灰阶的示意图，图9为本发明第二实施例实现L255灰阶的示意图，以绝缘层51为疏水性绝缘层为例。如图8所示，通过第一电极层40和第二电极层60对油性介质层52施加电压(V＝Vmax)，所施加的电压会改变油性介质层52中油滴与绝缘层51的接触角，油性介质层52会偏移到一侧，此时光栅层54被水性介质层53覆盖。由于光栅层54的折射率和水性介质层53的折射率相近或相同，水性介质层53和光栅层54相当于一个整体，光栅层54的作用被完全覆盖，光无法从波导层30中耦合出来，此时为L0状态。如图9所示，第一电极层和第二电极层不对油性介质层52施加电压(V＝0)，由于与绝缘层51有排斥作用，水性介质层53位于油性介质层52之上，油墨和水分离，
油性介质层52覆盖光栅层54。由于油性介质层52的折射率与光栅层54的折射率相差较大，光栅作用最明显，光的耦合作用最强，从波导层30耦合出来的光线量最多，耦合出的光线包括各个波长和各个方向的光线，此时为L255状态。当第一电极层40和第二电极层60施加的电压介于0与Vmax之间时，油性介质层52的位置介于以上两种情况之间，所加电压不同，使油性介质层52或水性介质层53覆盖光栅层54的程度不同，光栅层54从波导层30耦合出来的光线量不同，从而实现不同子像素显示不同的颜色和灰阶，实现全色彩正常显示。
本实施例中，设置所有子像素的光栅周期是相同的，且所有子像素的出光方向不做限定，因此，对于任何波长，只要入射角度和出射角度满足衍射光栅公式，即可从波导层耦合出来。因此，每个子像素可以出射各种波长的光，且出光方向是发散的，实现正常显示，如图9所示。
本实施例中，基底、电极层、油墨等结构参数和材料与前述第一实施例相同，光栅层采用透明介质材料，如二氧化硅SiO2或树脂resin等，折射率为水性介质层和油墨层之间，高度为200nm～1200nm，且所有子像素的光栅周期相同。优选地，光栅层的高度为500nm，折射率与水性介质层的折射率相同。实际实施时，光栅层的高度可以稍微大一些，如1μm，也可以稍微小一些，如200nm。三个子像素可以采用相同的光栅层高度，也可以分别针对不同颜色子像素进行设计。光栅层可以设置在紧邻波导层，也可以设置第一电极层上。考虑到波导光栅的耦合对光栅层的高度不是特别敏感，可以将光栅层高度和油墨厚度结合起来一起设计，只需油墨可以覆盖光栅层即可。
通过本实施例的技术方案可以看出，本实施例显示面板中背光源部分利用波导耦合原理，显示部分利用彩色油墨形成各个子像素的出光颜色，通过光栅层从波导层中耦合出各个波长和各个方向的光线，耦合出光效率由光栅层上的介质折射率确定，折射率则通过加电压方式改变油墨与绝缘层的表面张力，即改变油墨与绝缘层的接触角，使油墨发生位移，从而改变光栅层上介质的折射率，实现颜色和灰阶的可变，从而实现全彩色的正常显示。因此，本实施例显示面板省去了传统显示面板的偏光片和彩膜层，也不需要设置传统显示面板的薄膜晶体管和黑矩阵，且显示面板的各功能层均采用透明材料构成，从而实现了高透过率显示。同时，由于光栅层在微米或纳米级的光栅周期范围内就可将光线耦合出来，因而像素区域的尺寸可以做得很小，从而实现了高PPI显示。进一步地，由于光栅层耦合出光的效率高，因此灰度控制更加准确。由于采用电润湿技术，因而实现了没有视角范围限制和快速响应。
第三实施例
本实施例中，显示面板的主体结构与前述第一、第二实施例相同，所不同的是，本实施例所有子像素中的油性介质层采用黑色油性介质，因而可以实现黑白正常显示。
第四实施例
本实施例是在前述实施例技术方案基础上的变形或扩展，显示面板的主体结构、结构参数以及相应材料与前述相同，所不同的是，绝缘层、油性介质层和水性介质层进行相应的设计。在一个方案中，绝缘层采用亲水性绝缘层，油性介质层采用具有导电特性的油墨，水性介质层采用具有绝缘特性的水。此时，不加电压时，水覆盖光栅层或波导层，光线无法耦合出来。加适当电压时，油墨覆盖光栅层或波导层，光线被耦合出来。在另一个方案中，绝缘层采用疏水性绝缘层，油性介质层采用具有绝缘特性的油墨，水性介质层采用具有导电特性的水。此时，不加电压时，油墨覆盖光栅层或波导层，光线被耦合出来。加适当电压时，水覆盖光栅层或波导层，光线无法耦合出来。依次类推，可以将绝缘层设置成亲油性或疏油性，可以将油墨设置成具有导电特性或绝缘特性，可以将水设置成具有导电特性或绝缘特性，均可以实现正常显示，实现灰阶显示的原理与前述实施例相近，这里不再赘述。
第五实施例
本发明实施例还提供了一种显示装置，显示装置包括前述实施例的显示面板和侧入式准直背光器。其中，侧入式准直背光器用于产生准直背光可以由红R、绿G、蓝B三色的半导体激光器芯片经过混光后制成，也可由准直性较好的R、G、B三色LED芯片经过混光后制成，还可由准直性较好的白光LED芯片经过混光后制成，或可由条状的CCFL灯管加一些光线准直结构制成，以上光源结构仅为举例，本发明实施例中光源不限于上述结构。侧入式准直背光器的出光方向需要与波导层/第一基板/第一电极层法线成一定夹角，以使得入射光可以在波导层/第一基板/第一电极层内形成全反射的同时，保证波导光栅耦合器具有一定的出光效率。
本发明实施例提供的显示装置可以为：VR头盔、VR眼镜、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语―中部”、―上”、―下”、―前”、―后”、―竖直”、―水平”、―顶”、―底”―内”、―外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语―安装”、―相连”、―连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于，包括相对设置的第一基底和第二基底，以及设置在所述第一基底和第二基底之间的波导层、第一电极层、第二电极层和出光控制层，所述出光控制层用于在所述第一电极层和第二电极层的控制下，从所述波导层中耦合出设定量的光线。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述波导层设置在所述第一基底朝向第二基底的表面上，所述第一电极层设置所述波导层上，所述第二电极层设置在所述第二基底朝向第一基底的表面上，所述出光控制层设置所述第一电极层和第二电极层之间。
3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述出光控制层包括绝缘层、油性介质层和水性介质层，所述绝缘层设置在所述第一电极层朝向第二基底的表面上，所述油性介质层和水性介质层设置在所述绝缘层与第二电极层之间；所述第一电极层和第二电极层用于向所述油性介质层或水性介质层施加电压，改变所述油性介质层或水性介质层的接触角，使所述油性介质层或水性介质层不同程度地覆盖波导层，从所述波导层中耦合出设定量的光线。
4.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述出光控制层包括光栅层、绝缘层、油性介质层和水性介质层，所述绝缘层设置在所述第一电极层朝向第二基底的表面上，所述光栅层设置在所述绝缘层朝向第二基底的表面上，所述油性介质层和水性介质层设置在所述绝缘层与第二电极层之间；所述第一电极层和第二电极层用于向所述油性介质层或水性介质层施加电压，改变所述油性介质层或水性介质层的接触角，所述油性介质层或水性介质层不同程度地覆盖光栅层，使所述光栅层从所述波导层中耦合出设定量的光线。
5.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，每个子像素中所述光栅层的光栅周期相同。
6.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，所述光栅层的材料采用二氧化硅或树脂，高度为200nm～1200nm，折射率大于或等于所述水性介质层的折射率，小于所述油性介质层的折射率。
7.根据权利要求3～6任一所述的所述的显示面板，其特征在于，所述水性介质层包括水；所述油性介质层包括分别设置在不同子像素内的红色油墨、绿色油墨和蓝色油墨，或者，所述油性介质层包括设置在所有子像素内的黑色油墨。
8.根据权利要求3～6任一所述的所述的显示面板，其特征在于，所述绝缘层包括亲水性绝缘层、疏水性绝缘层、亲油性绝缘层或疏油性绝缘层；所述水性介质层包括具有导电特性的水性介质层或具有绝缘特性的水性介质层；所述油性介质层包括具有导电特性的油性介质层或具有绝缘特性的油性介质层。
9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1～8任一所述的显示面板。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，还包括侧入式准直背光器，产生准直背光的侧入式准直背光器设置在显示面板的一侧或多侧。
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