本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液晶顯示面板、顯示裝置及其顯示方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今顯示市場(chǎng)中，LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示裝置)因其具有體積小、功耗低、無(wú)輻射以及制作成本相對(duì)較低等特點(diǎn)，而越來(lái)越多地被應(yīng)用于高性能顯示領(lǐng)域當(dāng)中。

如圖1所示，現(xiàn)有的LCD中通過在液晶層10的兩側(cè)分別設(shè)置上偏光片01和下偏光片02，利用液晶分子的旋光性，并通過電極的驅(qū)動(dòng)，將通過下偏光片02的偏振光在液晶層10內(nèi)扭曲旋光，改變?cè)撈窆獾钠穹较颍瑥亩{(diào)整透過上偏光片01的出光量，以實(shí)現(xiàn)不同灰階的顯示。

然而，上述通過液晶層10的旋光性實(shí)現(xiàn)灰階顯示，需要保證液晶層10具有一定的厚度，一般在3～5μm，由于該液晶層10的厚度較大，因此使得LCD的響應(yīng)速度較低，不利于顯示。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種液晶顯示面板、顯示裝置及其顯示方法，能夠避免采用液晶層的旋光特性來(lái)控制灰階顯示，以便能夠減薄液晶層的厚度，提高響應(yīng)速度。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種液晶顯示面板，劃分為多個(gè)亞像素，包括：相對(duì)設(shè)置的第一襯底基板和光波導(dǎo)基板；位于所述第一襯底基板和所述光波導(dǎo)基板之間的液晶層和位于所述亞像素中用于驅(qū)動(dòng)所述液晶層的像素電極和公共電極；所述液晶層的折射率在所述像素電極和所述公共電極的驅(qū)動(dòng)下可發(fā)生變化，且所述光波導(dǎo)基板中的光輸出率隨著所述液晶層的折射率變化。

進(jìn)一步的，所述液晶顯示裝置還包括：位于所述液晶層與所述第一襯底基板之間的反射層，用于對(duì)透過所述液晶層并入射至該反射層的光線進(jìn)行反射。

進(jìn)一步的，所述液晶層的最小折射率為所述液晶層未經(jīng)所述像素電極和所述公共電極之間的電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)時(shí)的折射率，且所述液晶層的折射率為所述最小折射率時(shí)，所述光波導(dǎo)基板側(cè)面的入射光線在該光波導(dǎo)基板中發(fā)生全反射。

進(jìn)一步的，所述光波導(dǎo)基板為一體式基板；或者，所述光波導(dǎo)基板包括第二襯底基板以及設(shè)置與所述第二襯底基板上的波導(dǎo)層，且所述波導(dǎo)層相對(duì)于所述第二襯底基板靠近所述液晶層。

進(jìn)一步的，所述液晶顯示裝置還包括：位于所述液晶層背離所述第一襯底基板一側(cè)的彩膜層；所述彩膜層包括位于第一原色亞像素中的第一原色圖案，位于第二原色亞像素中的第二原色圖案，位于第三原色亞像素中的第三原色圖案。

進(jìn)一步的，所述反射層為反射光柵，所述反射光柵層包括陣列排布的光柵單元，所述光柵單元包括用于出射第一原色光線的第一光柵子單元、用于出射第二原色光線的第二光柵子單元和用于出射第三原色光線的第三光柵子單元。

進(jìn)一步的，所述第一光柵單元用于出射朝向觀看位置的第一原色光線，所述第二光柵單元用于出射朝向觀看位置的第二原色光線，所述第三光柵單元用于出射朝向觀看位置的第三原色光線。

進(jìn)一步的，所述反射光柵層為閃耀光柵。

進(jìn)一步的，所述液晶層與所述光波導(dǎo)基板接觸。

進(jìn)一步的，所述液晶層中的液晶分子為向列相液晶分子，所述顯示裝置還包括位于所述液晶層兩側(cè)且與所述液晶層接觸的取向?qū)印?/p>

進(jìn)一步的，所述像素電極和所述公共電極均位于所述液晶層的同一側(cè)的情況下；所述液晶顯示裝置還包括位于所述液晶層的入光側(cè)或出光側(cè)的偏光片。

本發(fā)明實(shí)施例另一方面還提供一種液晶顯示裝置，包括上述任一種顯示面板以及光源，所述光源位于所述顯示面板中光波導(dǎo)基板的側(cè)面。

本發(fā)明實(shí)施例另一方面還提供一種應(yīng)用于前述的顯示裝置的顯示方法，所述方法包括：逐行掃描所述顯示裝置中的亞像素；當(dāng)掃描一行亞像素時(shí)，向該行亞像素的液晶層按照每個(gè)亞像素的灰度值施加電場(chǎng)，以使得所述亞像素的液晶層的折射率發(fā)生變化。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種液晶顯示面板、顯示裝置及其顯示方法，該液晶顯示裝置劃分為多個(gè)亞像素，且該液晶顯示裝置中，通過像素電極和公共電極驅(qū)動(dòng)位于相對(duì)設(shè)置的第一襯底基板和光波導(dǎo)基板之間的液晶層，以使得液晶層的折射率可發(fā)生變化，進(jìn)而能夠調(diào)整在光波導(dǎo)基板傳輸?shù)墓饩€的輸出率。這樣一來(lái)，避免了采用液晶層的旋光特性來(lái)控制灰階顯示，而是通過調(diào)整施加于像素電極和公共電極的電信號(hào)改變液晶層的折射率，進(jìn)而控制光波導(dǎo)基板中的光輸出率大小不同，即通過較薄的液晶層即可實(shí)現(xiàn)不同灰階的顯示，從而使得該顯示面板在應(yīng)用于顯示裝置時(shí)具有較快的響應(yīng)速度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的一種液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2a為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2b為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種波導(dǎo)層光線傳輸?shù)脑硎疽鈭D；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的再一種液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7a為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種柱狀光柵的衍射光路示意圖；

圖7b為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種閃耀光柵的衍射光路示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液晶顯示裝置的顯示方法的流程示意圖。

附圖標(biāo)記：

01-上偏光片；02-下偏光片；10-液晶層；100-亞像素；101-第一原色亞像素；102-第二原色亞像素；103-第三原色亞像素；11-公共電極；12-像素電極；20-第一襯底基板；30-光波導(dǎo)基板；301-第二襯底基板；302-波導(dǎo)層；40-光源；50-反射層；500-反射光柵；501-第一光柵子單元；502-第二光柵子單元；503-第三光柵子單元；60-彩膜層；601-第一原色圖案；602-第二原色圖案；603-第三原色圖案；70-偏光片。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種液晶顯示面板，如圖2a所示，該液晶顯示裝置劃分為多個(gè)亞像素100，且該液晶顯示裝置包括：相對(duì)設(shè)置的第一襯底基板20和光波導(dǎo)基板30，當(dāng)然該顯示面板作為顯示裝置在應(yīng)用于顯示時(shí)，如圖2a所示，還包括位于該光波導(dǎo)基板30側(cè)面的光源40，該光源40發(fā)出的光線能夠在光波導(dǎo)基板30中進(jìn)行傳輸，當(dāng)然，該側(cè)入式光源40發(fā)出的光線以盡量向光波導(dǎo)基板30，但不向液晶及以上各層射入光線為宜。

如圖2a所示，該液晶顯示面板還包括位于第一襯底基板20和光波導(dǎo)基板30之間的液晶層10和位于亞像素100中用于驅(qū)動(dòng)液晶層10的公共電極11和像素電極12，該液晶層10的折射率在公共電極11和像素電極12的驅(qū)動(dòng)下可發(fā)生變化，且光波導(dǎo)基板30中的光輸出率隨著液晶層10的折射率變化，即能夠通過像素電極和公共電極控制液晶層的折射率，進(jìn)而能夠調(diào)整在光波導(dǎo)基板中傳輸?shù)墓饩€的輸出率。

此處需要說明的是，第一，上述光波導(dǎo)基板30中的光輸出率是指光波導(dǎo)基板30中傳輸?shù)墓饩€從該光波導(dǎo)基板30輸出時(shí)的輸出效率，在輸出效率較高時(shí)，該光波導(dǎo)基板30的出光量較大；在輸出效率較低時(shí)，該光波導(dǎo)基板30的出光量較小。

第二，本發(fā)明中，優(yōu)選的，如圖2a所示，液晶層10與光波導(dǎo)基板30直接接觸，從而能夠保證通過調(diào)整液晶層10的折射率，來(lái)調(diào)整光波導(dǎo)基板30的光輸出率的準(zhǔn)確性，避免因在液晶層10與光波導(dǎo)基板30之間設(shè)置其他的膜層，而對(duì)光波導(dǎo)基板30的光輸出造成不良影響。當(dāng)然，當(dāng)液晶層10與光波導(dǎo)基板30之間設(shè)置的膜層在足夠薄的情況下，可以忽略該膜層對(duì)光波導(dǎo)基板30的光輸出造成的影響。

綜上所述，通過調(diào)整施加于像素電極和公共電極的電信號(hào)以驅(qū)動(dòng)液晶層，使得液晶層的折射率可發(fā)生變化，進(jìn)而調(diào)整在光波導(dǎo)基板中傳輸?shù)墓饩€的輸出率。這樣一來(lái)，避免了采用液晶層的旋光特性來(lái)控制灰階顯示，而是通過調(diào)整施加于像素電極和公共電極的電信號(hào)改變液晶層的折射率，進(jìn)而控制光波導(dǎo)基板中的光輸出率大小不同，即通過較薄的液晶層即可實(shí)現(xiàn)不同灰階的顯示，從而使得該顯示面板在應(yīng)用于顯示裝置時(shí)具有較快的響應(yīng)速度。

此外，如圖2b所示，該液晶顯示面板還包括位于液晶層10與第一襯底基板20之間的反射層50，用于對(duì)透過液晶層10并入射至該反射層50的光線進(jìn)行反射，即從光波導(dǎo)基板30中輸出的光線進(jìn)入液晶層10并在透過液晶層10后經(jīng)反射層50的反射后，能夠從該顯示面板中出射。以下實(shí)施例均是以具有反射層50的顯示面板為例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

以下對(duì)上述光波導(dǎo)基板30對(duì)光線的輸入和輸出做進(jìn)一步的說明。

如圖3所示，以波導(dǎo)層(光波導(dǎo)基板30)的折射率為n1，光波導(dǎo)基板30上下兩側(cè)的第二介質(zhì)層和第三介質(zhì)層的折射率分別為n2和n3，其中，波導(dǎo)層的折射率n1大于兩側(cè)的介質(zhì)層的折射率為n2和n3，且波導(dǎo)層的折射率為n1與兩側(cè)的介質(zhì)層的折射率為n2和n3之差在0.1～0.001之間。

具體的，以n1≥n2≥n3為例，當(dāng)入射光線的入射角θ超過臨界角θ₀(sinθ₀＝n2/n1)時(shí)，入射光線限制在波導(dǎo)層之中傳播，即入射光線在波導(dǎo)層與兩側(cè)的介質(zhì)的相鄰界面處發(fā)生全反射，此時(shí)，入射光線在波導(dǎo)層中沿Z字形路徑傳播，光在X方向受到約束，而在Y方向不受約束。

另外，為了保證入射光線能夠在波導(dǎo)層中穩(wěn)定的傳播，需要進(jìn)一步的滿足：

其中，k＝k₀n1cosθ，k₀為真空中的波數(shù)；m為模序數(shù)，即從零開始的正整數(shù)；為波導(dǎo)層和第二介質(zhì)層的全反射相位差；為波導(dǎo)層和第三介質(zhì)層的全反射相位差。

在基礎(chǔ)上，調(diào)整第二介質(zhì)層的折射率n2的大小，從而能夠使得入射光線在波導(dǎo)層與該介質(zhì)層的接觸界面發(fā)生反射的同時(shí)，有一部分光線能夠入射至該介質(zhì)層中，當(dāng)然第二介質(zhì)層的折射率n2與波導(dǎo)層的折射率n1的差值大小能夠控制從波導(dǎo)層中光線的輸出率。例如，入射角為θ的入射光線在介質(zhì)層中全反射，此時(shí)增加介質(zhì)層的折射率n2，導(dǎo)致sinθ＜n2/n1時(shí)，波導(dǎo)層中光線能夠以第一光輸出率入射至該第二介質(zhì)層，進(jìn)一步增加第二介質(zhì)層的折射率n2，波導(dǎo)層中光線能夠以第二光輸出率入射至該第二介質(zhì)層，且第二光輸出率大于第一光輸出率。

當(dāng)然，對(duì)于本發(fā)明中的液晶顯示面板，光波導(dǎo)基板30即為波導(dǎo)層，位于光波導(dǎo)基板30一側(cè)且折射率可調(diào)整的第二介質(zhì)層對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的液晶層10，位于光波導(dǎo)基板30另一側(cè)的介質(zhì)層可以是空氣，也可以是其他的膜層，具體的設(shè)置情況，根據(jù)實(shí)際的產(chǎn)品需求進(jìn)行設(shè)定，本發(fā)明對(duì)此不作限定。

在此基礎(chǔ)上，通過公共電極11和像素電極12驅(qū)動(dòng)液晶層10的折射率在最小折射率與最大折射率之間變化時(shí)，為了保證該液晶顯示面板在應(yīng)用于顯示裝置顯示時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)全灰階(L0～L255)顯示，本發(fā)明中，優(yōu)選的，設(shè)置液晶層10的折射率為最小折射率時(shí)，入射至光波導(dǎo)基板30中光線發(fā)生全反射，即沒有光線從光波導(dǎo)基板30中耦合出來(lái)，此時(shí)為L(zhǎng)0灰階；液晶層10的最大折射率時(shí)，光波導(dǎo)基板30中的光輸出率最大，此時(shí)為L(zhǎng)255灰階。當(dāng)然，為了在實(shí)現(xiàn)全灰階顯示的同時(shí)，降低能耗，可以設(shè)置上述液晶層10的最小折射率為液晶層10未經(jīng)公共電極11和像素電極12之間的電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)時(shí)的初始折射率。

另外，上述光波導(dǎo)基板30可以是，如圖2b所示的，包括第二襯底基板301以及設(shè)置與該第二襯底基板301上的波導(dǎo)層302，且該波導(dǎo)層302相對(duì)于第二襯底基板301靠近液晶層10，且在此情況下，光源50位于第二襯底基板301，和/或，波導(dǎo)層302的側(cè)面；當(dāng)然，也可以是，如圖2a所示的，上述光波導(dǎo)基板30還可以一體式基板，即，圖2b中的第二襯底基板301和波導(dǎo)層302為同一層間結(jié)構(gòu)，例如，可以是透明導(dǎo)光玻璃板。當(dāng)然為了保證該光波導(dǎo)基板30對(duì)光線的正常傳輸，需要選擇較高折射率的材料制成，例如Si₃N₄，本發(fā)明并不限定于此。以下實(shí)施例均是以光波導(dǎo)基板30包括第二襯底基板301以及波導(dǎo)層302為例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

在此基礎(chǔ)上，為了實(shí)現(xiàn)彩色顯示，如圖4所示，該液晶顯示面板包括：位于液晶層10背離第一襯底基板20一側(cè)的彩膜層60，例如該彩膜層60可以設(shè)置于第二襯底基板301與波導(dǎo)層302之間，當(dāng)然也可以設(shè)置于其他層間位置，本發(fā)明對(duì)此不作限定；該彩膜層60包括位于第一原色亞像素101中的第一原色圖案601，位于第二原色亞像素102中的第二原色圖案602，位于第三原色亞像素103中的第三原色圖案603。

當(dāng)然，為了實(shí)現(xiàn)彩色顯示，也可以利用光柵的分光性能，如圖5所示，將反射層50設(shè)置為反射光柵500，該反射光柵層500包括陣列排布的光柵單元，該光柵單元包括用于出射第一原色光線的第一光柵子單元501、用于出射第二原色光線的第二光柵子單元502和用于出射第三原色光線的第三光柵子單元503。

對(duì)于采用上述光柵的設(shè)置模式，無(wú)需設(shè)置彩膜，即可實(shí)現(xiàn)彩色顯示，在此情況下，包括該顯示面板的顯示裝置內(nèi)的各層間結(jié)構(gòu)均可采用透明材料構(gòu)成，從而使得該顯示裝置的透過率相對(duì)較高，有利于在透明顯示領(lǐng)域的應(yīng)用。

此處需要說明的是，第一，對(duì)于上述利用光柵的分光性能以實(shí)現(xiàn)不同的光柵子單元出射不同原色的光線的情況下，需要保證從光波導(dǎo)基板30側(cè)面入射的光線為準(zhǔn)直光線，即圖5中的光源40選擇準(zhǔn)直光源。

具體的，該準(zhǔn)直光源可以由紅、綠、藍(lán)三色的半導(dǎo)體激光器芯片制成，也可由紅、綠、藍(lán)三色的發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，簡(jiǎn)稱LED)芯片經(jīng)過準(zhǔn)直、擴(kuò)束后制成，還可以由白光LED芯片經(jīng)過準(zhǔn)直、擴(kuò)束后制成，或者由條狀的冷陰極熒光燈管(Cold CathodeFluorescent Lamp，簡(jiǎn)稱CCFL)加一些光線準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)制成，本發(fā)明對(duì)此不作限定。

第二，上述反射光柵500，可以選擇反射率較高的Al，Ag等材料制成，且光柵對(duì)光的最大衍射率一般發(fā)生在占空比為0.5，但在實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)中也可以偏離此值，例如，可以根據(jù)出光的強(qiáng)度，平衡顯示面板不同位置亮度的差異、工藝條件等因素，進(jìn)行具體設(shè)置，本發(fā)明對(duì)此不作限定。另外，對(duì)于該反射光柵500中柵條的高度，一般設(shè)置在200nm～1000nm之間，例如，可以設(shè)置在300nm或者500nm，當(dāng)然也可以根據(jù)實(shí)際需要，將所有亞像素單元對(duì)應(yīng)的柵條高度設(shè)置為相同高度，或者將不同的亞像素單元對(duì)應(yīng)的柵條高度設(shè)置為不同，本發(fā)明對(duì)此均不做限定。

第三，隨著對(duì)顯示清晰度的要求越來(lái)越高，對(duì)于高分辨率(PixelsPer Inch，PPI)的顯示器件的需求也越來(lái)越大，而高PPI的顯示器件受限于制作工藝，難于發(fā)展。對(duì)于本發(fā)明中，由于上述光柵周期較小，一般為100nm～1μm左右，這樣一來(lái)，能夠使得第一光柵子單元501、第二光柵子單元502和第三光柵子單元503對(duì)應(yīng)的亞像素單元的尺寸較小，進(jìn)而有利于顯示裝置高分辨率的實(shí)現(xiàn)。

更進(jìn)一步的，如圖6所示，通過設(shè)置第一光柵子單元501、第二光柵子單元502和第三光柵子單元503的光柵周期，還可以滿足第一光柵單元501出射朝向觀看位置的第一原色光線，第二光柵單元502出射朝向觀看位置的第二原色光線，第三光柵單元503出射朝向觀看位置的第三原色光線，即實(shí)現(xiàn)給定原色光線在給定方向的出射，從而能夠應(yīng)用于近眼顯示、AR(Augmented Reality，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))顯示、VR(Virtual Reality，虛擬現(xiàn)實(shí))顯示領(lǐng)域中。

以下對(duì)上述反射光柵實(shí)現(xiàn)給定原色光線在給定方向的出射的原理做進(jìn)一步的說明，當(dāng)然該反射光柵可以柱狀光柵，也可以是閃耀光柵。

例如，對(duì)于柱狀光柵，如圖7a所示，對(duì)于第m級(jí)衍射光，根據(jù)反射光柵衍射方程，入射角θ、衍射角θ1、光柵周期P、光線波長(zhǎng)λ滿足以下關(guān)系式：

sinθ+sinθ1＝mλ/P，m＝1,2,3......

可以中看出在入射角給定的情況下，可以通過設(shè)置光柵周期P以使得給定波長(zhǎng)λ的光線以給定的衍射角θ1出射。

當(dāng)然對(duì)于柱狀光柵而言，0級(jí)和1級(jí)衍射的衍射強(qiáng)度比較大，高階的衍射級(jí)次相比前兩者要小得多，0級(jí)譜的衍射方向在相應(yīng)的反射光方向上，1級(jí)譜的衍射方向可以由光柵的周期進(jìn)行調(diào)控，因此，對(duì)于光線角度的調(diào)節(jié)一般使用的是1級(jí)衍射波。當(dāng)出光方向給定后，不同波長(zhǎng)色光對(duì)應(yīng)的光柵周期滿足前述的光柵方程。

當(dāng)然，也可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)柵條的高度進(jìn)行設(shè)置，例如，出于消除、減弱或增強(qiáng)某種色光零級(jí)衍射波的目的，光柵的高度可以針對(duì)該波長(zhǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于入射角是固定的，當(dāng)該色波在光柵的柵條和空隙上的位相差為半波長(zhǎng)奇數(shù)倍時(shí)，零級(jí)衍射波出現(xiàn)相干相消，零級(jí)波相干減弱，一級(jí)波增強(qiáng)；當(dāng)位相差為波長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)，零級(jí)波相干增強(qiáng)，一級(jí)波減弱；不同的色光可以選擇不同的光柵高度，也可以選擇相同的，本發(fā)明對(duì)此均不做限定。

由上可知，我們通過不同的像素區(qū)設(shè)置不同周期的光柵，即可實(shí)現(xiàn)在特定角度看到不同顏色的光線，可以實(shí)現(xiàn)諸如近眼顯示或AR領(lǐng)域，當(dāng)然，我們也可以在器件結(jié)構(gòu)的最外層設(shè)置散射膜，實(shí)現(xiàn)正常顯示，或者，為了提高顯示畫面的色彩飽和度，也可以在上基板設(shè)置彩膜層。

又例如，對(duì)于閃耀光柵而言，如圖7b所示，由衍射理論可知，在光線沿槽面法線方向入射，即入射角與m級(jí)衍射角相同，則滿足主閃耀條件：

2dsinθ＝mλ

其中，d為刻槽周期，θ為入射，衍射角與入射角、閃耀角γ相等，即θ＝γ，則單個(gè)槽面衍射的中央極大和各槽面間干涉的m級(jí)主極大重合，即m級(jí)光譜重合的條件2dsinγ＝mλ，例如對(duì)于1級(jí)光譜則有2dsinγ＝λ；又因?yàn)殚W耀光柵的槽面寬度a約等于刻槽周期d，所以其他級(jí)次的光都和單個(gè)槽面衍射的極小位重合，致使這些衍射級(jí)次的光譜強(qiáng)度很小。

綜上，通過設(shè)置閃耀光柵的刻槽周期，即可實(shí)現(xiàn)在特定角度看到不同顏色的光線，從而滿足在諸如近眼顯示或AR等領(lǐng)域的應(yīng)用。當(dāng)然，由于閃耀光柵能夠根據(jù)需求，可以將入射的大部分能量都轉(zhuǎn)移到我們想要的m級(jí)光譜上，其他級(jí)次的光譜占總能量的比例很少，達(dá)到使某一級(jí)次的光譜閃耀的技術(shù)效果，因此，本發(fā)明優(yōu)選的采用閃耀光柵。

另外，包括上述顯示面板的顯示裝置，可以是垂直場(chǎng)顯示裝置，也可以是平面場(chǎng)顯示裝置，其中，垂直場(chǎng)顯示裝置，例如類ECB(Electrically Controlled Birefringence電控雙折射)型、類VA(VerticalAlignment)型；類TN(Twisted Nematic)型；平面場(chǎng)顯示裝置，例如類ADS(Advanced-Super Dimensional Switching，高級(jí)超維場(chǎng)開關(guān))型、類IPS(In Plane Switch，橫向電場(chǎng)效應(yīng))型等。

需要說明的是，對(duì)于上述不同類型的顯示裝置，液晶層中的液晶分子可以是向列相液晶，也可以是藍(lán)相液晶，當(dāng)然也可以是其他聚合物穩(wěn)定液晶。在液晶分子為向列相液晶的情況下，為了確保液晶分子在初始狀態(tài)具有相同的排列狀態(tài)，并且在施加電場(chǎng)后能夠按照預(yù)期的方式進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，該顯示裝置還包括位于液晶層兩側(cè)且與液晶層接觸的取向?qū)樱允沟迷撓蛄邢嘁壕Х肿釉谌∠驅(qū)拥淖饔孟鲁跏紶顟B(tài)相同；而液晶分子為藍(lán)相液晶的情況下，則不需要取向?qū)?。一般的，上述取向?qū)訛榫埘啺?PI)膜，實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)常黑/常白模式選擇具體的取向方向，本發(fā)明對(duì)此不作限定。

另外，對(duì)于采用向列相液晶的平面場(chǎng)顯示裝置，則需要在液晶層10的入光側(cè)或出光側(cè)設(shè)置偏光片；對(duì)于采用向列相液晶的垂直場(chǎng)顯示裝置，則不需要設(shè)置偏光片。

以下通過具體實(shí)施例對(duì)上述垂直場(chǎng)顯示裝置和平面場(chǎng)顯示裝置實(shí)現(xiàn)不同灰階的調(diào)整的過程做進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例一

如圖8所示，以顯示面板在類VA型的垂直場(chǎng)顯示裝置，液晶層的液晶為向列相液晶為例(圖中未示出取向?qū)?，像素電極12和公共電極11分別位于液晶層10的兩側(cè)，一般的，公共電極11為面狀電極，通過調(diào)整施加于像素電極12和公共電極11的電壓，調(diào)整液晶層10的折射率，進(jìn)而控制波導(dǎo)層302中的光輸出率，以實(shí)現(xiàn)不同灰階的調(diào)整。

具體的，以正性液晶為例，液晶層10在未施加電場(chǎng)時(shí)的初始折射率為n_o，在像素電極12和公共電極11之間的垂直電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，折射率由n_o增加至n’，在液晶層10折射率為n_o時(shí)，保證波導(dǎo)層302側(cè)面的入射光線的入射角θ大于全反射的臨界角acrsin(n_o/n1)，其中n1為波導(dǎo)層302的折射率，此時(shí)光線在波導(dǎo)層302中發(fā)生全反射，沒有光線從波導(dǎo)層302輸出并進(jìn)入液晶層10，此時(shí)灰階最小，為L(zhǎng)0狀態(tài)；當(dāng)液晶層10折射率為n’時(shí)，液晶層10的折射率和波導(dǎo)層302的折射率相差最大時(shí)，光線在波導(dǎo)層302中的全反射受到最大程度的破壞，此時(shí)光線從波導(dǎo)層302的輸出率最大，灰階最大，為L(zhǎng)255狀態(tài)；當(dāng)液晶層10的折射率處在以上兩種情況之間時(shí)，為其他灰階狀態(tài)。

另外，在該模式下，液晶分子像素電極12和公共電極11之間的垂直電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，在紙面內(nèi)偏轉(zhuǎn)，此時(shí)，僅有振動(dòng)方向在紙面內(nèi)的偏振光(e光)才能感受到上述折射率的變化，而振動(dòng)方向垂直于紙面的偏振光(o光)感受不到上述折射率的變化；在此情況下，該顯示裝置無(wú)需設(shè)置偏振光片，即可實(shí)現(xiàn)正常的顯示。另外，由于無(wú)需設(shè)置偏光片，能夠使得該顯示裝置的透過率相對(duì)較高，從而有利于在透明顯示領(lǐng)域的應(yīng)用。

實(shí)施例二

如圖2b所示，以顯示面板在類ADS型的水平場(chǎng)顯示裝置，且液晶分子為向列相液晶為例(圖中未示出取向?qū)?，像素電極12和公共電極11均位于液晶層10的同一側(cè)的情況下，且像素電極12相對(duì)于公共電極11更靠近液晶層，通過調(diào)整施加于像素電極12和公共電極11的電壓，調(diào)整液晶層10的折射率，進(jìn)而控制波導(dǎo)層302中的光輸出率，以實(shí)現(xiàn)不同灰階的調(diào)整。

在該模式下，液晶層10在像素電極12和公共電極11之間的水平電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，液晶分子在垂直紙面的方向內(nèi)偏轉(zhuǎn)，在此情況下，從波導(dǎo)層302中輸出的光線的偏振方向沿e光方向(振動(dòng)方向在紙面內(nèi))和o光方向(振動(dòng)方向垂直于紙面)均能感受到折射率的變化，在此情況下，為了保證該顯示裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)灰階的準(zhǔn)確調(diào)整，以及保證該顯示裝置具有較好的暗態(tài)，因此，需要過濾掉一種偏振方向的偏振光(e光或o光)；例如，可以過濾掉e光，僅通過液晶在旋轉(zhuǎn)過程中對(duì)o光折射率的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)灰階的調(diào)整；當(dāng)然也可是過濾掉o光，通過液晶在旋轉(zhuǎn)過程中對(duì)e光折射率的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)灰階的調(diào)整，本發(fā)明對(duì)此不作限定。

以過濾掉e光為例，液晶層10對(duì)入射的偏振光的折射率為n_o，此時(shí)光線在波導(dǎo)層302中發(fā)生全反射，沒有光線從波導(dǎo)層302輸出并進(jìn)入液晶層10，此時(shí)灰階最小，為L(zhǎng)0狀態(tài)；在像素電極12和公共電極11之間的水平電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，液晶分子發(fā)生旋轉(zhuǎn)，液晶層10對(duì)入射的偏振光的折射率為n_e，液晶層10的折射率和波導(dǎo)層302的折射率相差最大時(shí)，光線在波導(dǎo)層302中的全反射受到最大程度的破壞，此時(shí)光線從波導(dǎo)層302的輸出率最大，灰階最大，為L(zhǎng)255狀態(tài)；當(dāng)液晶層10的折射率處在以上兩種情況之間時(shí)，為其他灰階狀態(tài)。

需要說明的是，上述過濾掉一種偏振方向的偏振光(e光或o光)，可以是在在液晶層10的入光側(cè)或出光側(cè)設(shè)置偏光片，例如，如圖2b所示，在波導(dǎo)層302與第二襯底基板301之間設(shè)置偏光片70，即液晶層10的出光側(cè)。也可以是在顯示面板應(yīng)用于顯示裝置時(shí)，在波導(dǎo)層302側(cè)面的光源40的出光位置設(shè)置偏光片，使得從光源中發(fā)出的光線為偏振光。在該模式下，偏光片能夠過濾掉一種偏振光，例如，上述偏光片的透過軸方向可以為垂直紙面的方向，即過濾掉e光，從而實(shí)現(xiàn)正常的顯示。

當(dāng)然，上述類ADS型的水平場(chǎng)顯示裝置中，也可以選用藍(lán)相液晶，在該顯示模式下，不用設(shè)置配向膜；液晶層10在未施加電場(chǎng)時(shí)液晶分子為各向同性狀態(tài)，在各個(gè)方向上折射率相同，兩種偏振光通過液晶的折射率相同，均為N；而在施加電場(chǎng)時(shí)，液晶分子為各向異性，o光折射率為N1，e光折射率為N2，N1＜N＜N2，在此情況下，可以選擇各向同性狀態(tài)為L(zhǎng)0狀態(tài)，各向異性狀態(tài)為L(zhǎng)255狀態(tài)，此時(shí)兩種偏振光均可以耦合出來(lái)，具有較高的出光效率，且器件不需要入射光為偏振光。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種包括光源和前述任一種顯示面板的顯示裝置，如圖2a所示，該光源位于顯示面板中光波導(dǎo)基板的側(cè)面，由于包括如上所述的顯示面板，具有與前述實(shí)施例提供的顯示面板相同的結(jié)構(gòu)和有益效果。由于前述實(shí)施例已經(jīng)對(duì)顯示面板的結(jié)構(gòu)和有益效果進(jìn)行了詳細(xì)的描述，此處不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種應(yīng)用于前述的顯示裝置的顯示方法，如圖9所示，該方法包括：

步驟S101、逐行掃描顯示裝置中的亞像素。

步驟S102、當(dāng)掃描一行亞像素時(shí)，向該行亞像素的液晶層按照每個(gè)亞像素的灰度值施加電場(chǎng)，以使得亞像素的液晶層的折射率發(fā)生變化。

該顯示方法應(yīng)用于上述的顯示裝置，該顯示裝置包括上述的顯示面板，具有與前述實(shí)施例提供的顯示面板相同的有益效果。由于前述實(shí)施例已經(jīng)對(duì)顯示面板的有益效果進(jìn)行了詳細(xì)的描述，此處不再贅述。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。