CN105842906A - 显示面板、包含其的头戴式显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种显示面板、包含其的头戴式显示装置。其中，显示面板包括扩散膜；所述扩散膜形成于所述显示面板的出光面，且所述扩散膜的雾度范围为60％～99％。按照本申请的方案，应用在头戴式显示装置中的上述显示面板的各个像素单元的显光束经过扩散膜后的出射光束，在头戴式显示装置与人眼之间的距离处，任意相邻的两个像素单元的出射光束有一定部分重叠，从而弱化了由于近距离观看被放大的图像中各像素单元的边界，弱化了显示画面颗粒感。

Description

显示面板、包含其的头戴式显示装置

技术领域

本公开一般涉及显示技术，尤其涉及显示面板、包含其的头戴式显示装置。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，VR)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物。

虚拟现实领域的飞速发展对3D头戴显示器的显示画面也提出了更高的要求。头戴式显示器包括显示面板及光学系统。显示面板接收经过计算机系统处理后发送的画面数据以进行画面显示，光学系统对显示面板显示的画面进行放大。人眼观察到的是经过光学系统放大后的显示画面。对于常规像素密度(像素密度300PPI)的显示面板在正常使用距离下(距离人眼28厘米左右)，人眼分辩不出各个像素点。但是由于头戴式显示器距离人眼比较近，并且画面通常需经过光学系统放大后进入人眼，常规像素密度的显示面板中的像素点就容易展现出来，使得人眼观察到的显示图像的颗粒感较强。

为了改善头戴式显示器的显示画面的颗粒感，通常做法是提高显示器的显示面板的像素密度(例如，像素密度大于788PPI)。但是提高像素密度会增加显示面板制作过程的复杂度及制作成本。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种显示面板、包含其的头戴式显示装置，以解决背景技术中所述的至少部分技术问题。

第一方面，本申请提供了一种阵显示面板，包括扩散膜；所述扩散膜形成于所述显示面板的出光面，且所述扩散膜的雾度范围为60％～99％。

第二方面，本申请还提供了一种头戴式显示装置，包括如上所述的显示面板。

本申请的方案，通过在显示面板的出光面设置雾度范围为60％～99％的扩散膜，使得显示面板的每个像素的显示光束经过扩散膜后被扩散形成出射光束，任意相邻两个像素之间的出射光束部分彼此交叠，弱化了由于像素之间的间隔造成的出射光束的边界，从而改善了显示面板的显示画面颗粒感。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1A示出了本申请显示面板一个实施例的结构及各像素单元出射光束示意图；

图1B示出了图1A所示显示面板中，扩散膜的另一种设置位置示意图；

图2A示出图1A所示显示面板的出光面使用雾度值40％的扩散膜后，人眼在包含上述显示面板的头戴式显示装置中观察到的一图像数据所呈现的图像画面的示意图；

图2B示出了图1A所示显示面板的出光面使用雾度值80％的扩散膜后，人眼在包含上述显示面板的头戴式显示装置观察到的同一图像数据的显示画面的示意图；

图3A示出了本申请的显示面板又一个实施例的结构及各像素单元出射光束示意图；

图3B示出了图3A所示显示面板中，扩散膜的另一种设置位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

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组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参见图1A所示，为本申请显示面板一个实施例的结构及各像素单元出射光束示意图。

在本实施例中，如图1A所示，显示面板100包括薄膜晶体管基板11，彩膜基板12，设置在薄膜晶体管基板11与彩膜基板12之间的液晶13，设置在薄膜晶体管基板11远离液晶13一侧的下偏光片141、设置在彩膜基板12远离液晶13一侧的第一上偏光片142以及设置在第一上偏光片142之上的扩散膜15。也就是，扩散膜15位于液晶显示面板100的出光面。薄膜晶体管基板11包括由扫描线和数据线交叉设置而形成的透光的像素单元111、112和113；彩膜基板12包括分别与像素单元111、112和113相对应的滤光单元121、122和123。背光源光束160首先入射到显示面板的下偏光片141中，被下偏光片141偏光后入射到透光的像素单元111、112和113。当显示面板100通电后液晶13发生扭转，被下偏光片141偏光后的光束透射过透光像素单元111、112及113，然后部分通过扭转的液晶13进入到滤光单元121、122和123中，光束经过滤光单元121、122和123滤光后再进入第一上偏光片142，被第一上偏光片142偏光后形成像素单元显示光束。各像素单元的显示光束入射到扩散膜15靠近第一上偏光片142的一面。

在本实施例中，扩散膜15将入射到其中的各像素单元的显示光束扩散后射出形成各像素单元的出射光束，显示面板100的任意相邻两个像素单元的出射光束之间有部分交叠，像素与像素之间的边界被弱化，从而弱化显示图像的颗粒感，改善显示面板的显示效果。

扩散膜15对光线的扩散原理为：扩散膜15在其表面或内部设置有具有随机排列的折射率不同的多种材料的扩散层。光线在扩散膜15表面或其中传播时，不断的在两个折射率相异的介质中穿过，与此同时光线就会发生多次折射、反射与散射的现象，如此便形成了光学扩散的效果。表征扩散膜15对光线扩散的指标为雾度。雾度是指偏离入射光2.5°角以上的透射光强占总透射光强的百分数。雾度值越大，说明被扩散的光线占全部出射光线的百分比越大。可以根据显示面板100具体使用时与人眼之间距离的远近选择不同雾度值的扩散膜，从而具有不同程度的颗粒感改善的效果。

当上述实施例中的显示面板100应用于头戴式显示装置时，由于头戴式显示装置使用时与人眼的距离较近，例如6～10mm；同时，显示面板100的各像素单元的出射光束经过光学系统放大预定倍数(例如15～25倍)后呈现在人眼中，在如此短的视距内观看被放大15～25倍的图像，人眼很容易从显示的图像中观察到各个像素的显示边界，也就是显示图像颗粒较强。因此头戴式显示装置对上述扩散膜15的雾度值要求较高。在头戴式显示装置中扩散膜15的雾度取值范围例如可以为60％～99％。也就是说，各像素单元的出射光束中有60％～99％的光束在透射之后光线传输方向偏离原方向2.5°以上，从而可以使得显示面板100的任意相邻两个像素单元的出射光束被放大预定倍数(15～25倍)后在头戴式显示装置到人眼的距离处有一定重叠的部分。例如图1A所示的像素单元111、112和113的出射光束分别为171、172和173。在头戴式显示装置与人眼之间的距离L处，出射光束171中的部分光束1711和出射光束172中的部分光束1721重叠；出射光束172中的部分光束1722和出射光束173中的部分光束1731重叠。由于头戴式显示面板的任意相邻两个像素单元之间的被放大预定倍数的出射光束在头戴式显示装置与人眼之间的距离L处存在一定的重叠部分，从而弱化了近距离观看被放大的图像时像素单元的显示边界。使得人眼观察到的显示面板的显示图像颗粒感减小。

结合图2A和图2B说明扩散膜的雾度值不同，人眼从头戴式显示装置中观察到的图像的区别。图2A示出了图1A所示显示面板的出光面使用雾度值40％的扩散膜后，人眼在包含上述显示面板的头戴式显示装置中观察到的一图像数据所呈现的图像画面的示意图。在图2A中，显示面板的像素密度为200PPI左右，在经过头戴式显示装置的光学系统放大后，会出现严重的显示画面颗粒感，尽管附加了雾度值40％的扩散膜，但由于扩散膜的雾度值(40％)较小，透过扩散膜的各像素单元的出射光线仅有40％左右的光线偏离各像素单元入射到扩散膜光线2.5°角以上，也就是扩散膜对个像素单元的出射光线扩散的比例比较小，相邻两个像素单元的出射光束在经过光学系统放大后在头戴式显示装置到人眼的距离处没有交叠或者交叠光束部分较少，使得人眼仍然能观察到各个像素单元的显示边界，也就是可以观察到各个像素点。图2B示出了图1A所示显示面板的出光面使用雾度值80％的扩散膜后，人眼通过包含上述显示面板的头戴式显示装置观察到的同一图像数据的显示画面的示意图。由于扩散膜的雾度值(80％)较大，透过扩散膜的各像素单元的出射光线有80％左右的光线被扩散，任意相邻两个像素单元的出射光束经过头戴式显示装置到人眼的距离处有一定部分的出射光线彼此重叠，弱化了显示的图像中各个像素单元的边界，从而人眼观察不到各个像素点。发明人经研究发现，当扩散膜的雾度值小于60％，在头戴式显示装置中，人眼所看到的经过光学系统放大的显示画面依然存在一定程度的颗粒感，不能获得良好的虚拟现实效果的体验。通过调节扩散膜的雾度值于60％～99％之间，能够很好的解决这一问题，在头戴式显示装置中，人眼所看到的经过光学系统放大的显示画面柔和，不会体验到由于分立的像素单元带来的显示画面的颗粒感。

另外，扩散膜15同时又是透光膜，其透光性的指标为穿透率。穿透率越大，射出扩散膜的光的亮度越大。在头戴式显示装置中，由于人眼处于由头戴式显示装置构成的封闭空间内，接触不到环境光线，因此，从人眼观看舒适度方面来说，需要显示面板100具有不太高的亮度。在本实施的一些可选实现方式中，扩散膜15的雾度例如可以为80％～95％，同时扩散膜15的穿透率例如可以为30～50％。在这样的雾度及穿透率下，头戴式显示装置在通电显示时，可以使人眼观察到的图像同时具有较低的颗粒感与满足人眼舒适度的亮度。

可选地，扩散膜15具有至少一层扩散层。也就是说，扩散层可以为一层，也可以为多层。扩散膜15的厚度例如可以为50～400微米。其中单层扩散层的厚度例如可以为50～160微米。具有单层扩散层的扩散膜15可以具有比较高的穿透率。具有多层扩散层的扩散膜15可以调整出射光线的角度与形状，使得透过扩散膜15的出射光线形成的图像更加柔和。

在本实施例中，扩散膜15可以是独立于第一上偏光片142的膜层。也就是说，扩散膜15是一个独立膜层，与第一上偏光片142不在同一工艺工序中形成。当扩散膜15是独立膜层时，其位置可以为图1A所示的位于第一上偏光片142远离彩膜基板12的一侧，也可以为图1B中所示的位于第一上偏光片142与彩膜基板12之间。扩散膜15为独立膜层时，便于在显示面板的出光面切换具有不同雾度值的扩散膜以适应不同的应用环境。

在本实施例的一些可选实现方式中，扩散膜15可以与第一上偏光片142一体成型，也就是说，扩散膜15是在形成第一上偏光片142的工艺过程中，在第一上偏光片142的表面添加具有不同折射率的多种扩散颗粒以及经过预定工艺在第一偏光片142的表面形成的。也就是说，第一上偏光片142的表面包括扩散膜15。当扩散膜15与第一上偏光片142一体成型时，扩散膜15设置位置可以为图1A所示偏光片远离彩膜基板的一面，也可以为图1B所示的位于第一上偏光片142靠近彩膜基板12的一面。当扩散膜15与第一上偏光片142一体成型时，便于显示面板的批量生产。

在本实施例的一些可选实现方式中，第一上偏光片142可以包括多层薄膜层，扩散膜15位于第一偏光片142的多层薄膜层的任意相邻两层薄膜层之间。也就是说，在形成第一上偏光片142的工艺过程中，在第一上偏光片142任意两层薄膜层之间添加具有不同折射率的多种扩散颗粒以及经过预定工艺形成扩散膜15。

本领域技术人员可以理解，本申请液晶显示面板除如上各实施例的薄膜晶体管基板、彩膜基板、设置于薄膜晶体管基板与彩膜基板之间的液晶层以及设置于彩膜基板远离液晶层一侧的第一上偏光片，及扩散膜之外，还可以包括其它公知的结构，例如设置于薄膜晶体管基板与彩膜基板之间的间隔柱等等。

图1A和图1B所示实施例中的扩散膜也可以应用于有机发光显示面板中。请继续参考图3A，图3A示出了本申请的显示面板又一个实施例的结构示意图。

在图3A中，显示面板300为有机发光显示面板。有机发光显示面板300包括：具有TFT薄膜晶体管阵列的基板31、发光功能层32、封装玻璃33、设置在封装玻璃33之上的第二上偏光片34以及设置在第二上偏光片34之上的扩散膜35。也就是扩散膜35设置在有机发光显示面板300的出光面。

如图3A所示，有机发光显示面板300中的发光功能层32包括多个有机发光单元，例如，如图3A所示的有机发光单元321、322和323。在薄膜晶体管阵列中的任意一个晶体管选通之后，驱动与之对应的有机发光单元例如321发光。该有机发光单元321发出的光束经过封装玻璃33后入射到第二上偏光片34中，再经第二上偏光片34的偏光之后形成显示光束。显示光束入射到扩散膜35靠近第二上偏光片34一面。与图1A和图1B中扩散膜15对光束的扩散作用相同，在本实施例中扩散膜35将入射到其中的各有机发光单元的显示光束扩散后射出形成各有机发光单元的出射光束，显示面板300的任意相邻两个像素单元的出射光束之间有部分交叠，从而弱化显示图像的颗粒感，改善显示面板的显示效果。

当上述有机发光显示面板300应用与头戴式显示装置时，上述扩散膜35需要具有60～90％的雾度，才能使得任意相邻两个机发光单元的出射光束被放大预定倍数(15～25倍)后在头戴式显示装置与人眼的距离(6～10mm)处有一定部分的光束重叠。例如，图3A所示的有机发光单元321、322、323经过扩散膜后的出射光束分别为361、362和363。在头戴式显示装置与人眼的距离L处，出射光束361中的部分光束3611和出射光束362中的部分光束3621在重叠；出射光束362中的部分光束3622和出射光束363中的部分光束3631重叠。这样，任意相邻两个有机发光单元的出光束之间有一定重叠的部分，弱化了近距离观看被放大的各有机发光单元的显示边界，降低人眼观察到的显示图像的颗粒感。

在本实施例中，扩散膜35可以是独立于第二上偏光片34的膜层。也就是说，扩散膜35是一个独立膜层，与第二上偏光片34不在同一工艺工序中形成。当扩散膜是独立膜层时，其位置可以为图3A所示的位于第二上偏光片34远离封装玻璃33的一侧，也可以为图3B中所示的位于第二上偏光片34与封装玻璃33之间。扩散膜35为独立膜层时，可以调整不同雾度的扩散膜以适应不同的应用场景。

在本实施例的一些可选实现方式中，扩散膜35可以与第二上偏光片34一体成型，也就是说，扩散膜35是在形成第二上偏光片34的工艺过程中，对第二上偏光片34的表面添加具有不同折射率的多种扩散颗粒以及经过预定工艺在第二偏光片34的表面形成的。也就是说，第二上偏光片34的表面包括扩散膜35。当扩散膜35与第二上偏光片34一体成型时，扩散膜35设置位置可以为图3A所示第二上偏光片34远封装玻璃33的一面，也可以为图3B所示的位于第二上偏光片34靠近封装玻璃33的一面。当扩散膜35与第二上偏光片34一体成型时，便于有机发光显示面板300的批量生产。

在本实施例的一些可选实现方式中，第二上偏光片34包括多层薄膜层，扩散膜35位于第二偏光片34的多层薄膜层的任意相邻两层薄膜层之间。也就是说，在形成第二上偏光片34的工艺过程中，在第二上偏光片34任意两层薄膜层之间添加具有不同折射率的多种扩散颗粒以及经过预定工艺形成扩散膜35。值得指出的是，偏光片的多层薄膜层是本领域公知的技术，此处不赘述。

本领域技术人员可以理解，本申请有机发光显示面板除如上各实施例的具有TFT薄膜晶体管阵列的基板、发光功能层、封装玻璃、设置在封装玻璃之上的第二上偏光片之外，还可以包括其它公知的结构，例如：发光功能层与封装玻璃之间的阴极层等等。

本申请还公开了一种头戴式显示装置，包括形成密闭空间的固定用支架，位于固定用支架上的显示器、图像放大用光学系统以及探测显示器扭转角度的陀螺仪。其中，位于固定用支架上的显示器包括如上所述的显示面板。此外，本领域技术人员可以明白，本申请的显示装置除了包括上述的结构之外，还可以包括其它的一些公知的结构，例如用于向显示面板提供相应的显示信号的集成电路芯片。为了不模糊本申请的重点，将不再对这些公知的结构进行进一步的描述。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于：

所述显示面板包括扩散膜；

所述扩散膜形成于所述显示面板的出光面，且所述扩散膜的雾度范围为60％～99％。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述扩散膜的雾度范围为80％-95％，且其穿透率范围为30-50％。

3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述扩散膜的厚度为50-400um。

4.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板为液晶显示面板，所述液晶显示面板包括薄膜晶体管基板、彩膜基板、设置于所述薄膜晶体管基板与所述彩膜基板之间的液晶层以及设置于所述彩膜基板远离所述液晶层一侧的第一上偏光片。

5.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于：

所述扩散膜设置于所述彩膜基板与所述第一上偏光片之间，或者，所述第一上偏光片设置于所述扩散膜和所述彩膜基板之间。

6.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述扩散膜与所述第一上偏光片一体成型。

7.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板为有机发光显示面板，所述有机发光显示面板包括封装玻璃以及设置于所述封装玻璃之上的第二上偏光片；

所述扩散膜设置于所述封装玻璃与所述第二上偏光片之间或所述第二上偏光片设置于所述封装玻璃与所述扩散膜之间。

8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述扩散膜与所述第二上偏光片一体成型。

9.根据权利要求6或8所述的显示面板，其特征在于，所述第一上偏光片或者所述第二上偏光片包括多层薄膜层，所述扩散膜位于任意相邻两层薄膜层之间。

10.一种头戴式显示装置，其特征在于，所述头戴式显示装置包括固定用支架，位于所述支架上显示器；

其中，所述显示器包括权利要求1-9任意一项所述的显示面板。