的實(shí)現(xiàn)原理在于:通過(guò)平面的顯示面板(也可稱為顯示屏）與液晶透 鏡相配合，具體是由顯示面板出射光線，液晶透鏡可將該光線向觀看者的觀看方位偏折，從 而基本實(shí)現(xiàn)曲面顯示效果。
[0063]下面，將基于上述實(shí)現(xiàn)原理提供具體的實(shí)施例。
[0064] 實(shí)施例一
[0065] 如圖4A和圖4B所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種顯示裝置1，包括:平面的顯示面板 11和液晶透鏡12。
[0066]其中，之所以說(shuō)顯示面板11的形態(tài)為平面，是為了區(qū)別于曲面顯示屏，表明本實(shí)施 例中顯示面板11的兩個(gè)表面（即顯示面11a、以及與顯示面板相對(duì)的背面lib)均為平面，且 通常情況下二者幾乎平行。
[0067]優(yōu)選的，在本實(shí)施例中，顯示面板11的出光方向垂直于顯示面板板面。也就是說(shuō)， 由顯示面板11出射的光線中主要沿垂直于顯示面板板面的方向（圖中的A方向），從顯示面 11a射出。之所以強(qiáng)調(diào)"主要"，是由于事實(shí)與理論之間往往存有誤差，在本實(shí)施例中，優(yōu)選 的，從顯示面板11出射的光線全部都垂直于顯示面板板面，這里要求只要預(yù)定波段的光線 (例如紅光、綠光、藍(lán)光)能夠大部分垂直于顯示面板板面出射就可以了。在本實(shí)施例中，將 這種光線稱為豎直光線。通?，F(xiàn)有技術(shù)中的顯示面板都有一定的視角，這里的豎直光線表 示相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的顯示面板而言，本實(shí)施例中的顯示面板具有較小的視角，且一般而 言視角越小越好，若所有光線垂直于顯示面板板面出射，則視角為〇度。
[0068]更形象些描述，假設(shè)觀看者在該顯示面板的前方，理想的顯示面板所出射的光線 可僅當(dāng)人眼位于S區(qū)域(垂直于顯示面板板面、且以顯示面板的邊為輪廓線的三維空間）內(nèi) 時(shí)，方能射入人眼，此時(shí)觀看者可以看到顯示面板呈現(xiàn)的畫面;若在S區(qū)域以外的區(qū)域，則無(wú) 法看到畫面。相比于現(xiàn)有技術(shù)而言，現(xiàn)有技術(shù)中的顯示面板通常期待具有較大的視角；然 而，在實(shí)施例中希望顯示面板的視角越小越好，若視角為0度則最優(yōu)。
[0069] 該顯示面板11可以是主動(dòng)式顯示面板，這種顯示面板可自發(fā)光；也可以是被動(dòng)式 顯示面板，這種顯示面板通?？勘彻饽＝M提供背光。在后面的實(shí)施例中會(huì)針對(duì)不同類型的 顯示面板，詳細(xì)描述如何使顯示面板發(fā)出豎直光線。
[0070] 需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中若顯示面板11發(fā)出的光線不是豎直光線也可以；然而， 若顯示面板11可發(fā)出豎直光線，則豎直光線經(jīng)會(huì)聚后的效果會(huì)更好些。
[0071] 另外，如圖4A、圖4B所示，液晶透鏡12位于顯示面板11的出光方向上。示例的，液晶 透鏡12可以緊貼在顯示面板11的顯示面上，圖示中為了表示清楚光線的傳輸才將兩者分離 繪制。液晶透鏡12用于將由顯示面板11出射的光線向中心面20的方向會(huì)聚，中心面20為垂 直于顯示面板11、且通過(guò)顯示面板的豎中線11c。與豎中線11c垂直的是顯示面板的橫中線 lld，以便將顯示面板的兩條中線區(qū)分開(kāi)。在本實(shí)施例中，橫中線lid是指顯示面板在處于正 常被觀看的方式擺放時(shí)，與觀看者雙眼連線近似平行的中線;從而，豎中線lie便是清楚的。
[0072] 由液晶透鏡12和顯示面板11構(gòu)成的顯示裝置，可以作為一種新型顯示面板，即可 用于呈現(xiàn)曲面顯示效果的平面顯示面板。
[0073] 需要說(shuō)明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解：由顯示面板11出射的光線向中心面20 的方向會(huì)聚，只是為了讓中心面兩側(cè)出射的光線向中心面20的方向偏折，理想狀況下，并不 希望改變光線的高度。例如:從顯示面板11出射的一條光線L1，平行于放置顯示面板的水平 面，那么這條光線L1經(jīng)液晶透鏡12得到光線L2,該光線L2同樣仍平行于該水平面，且L1距離 水平面的高度與L2距離水平面的高度相等。
[0074]需要說(shuō)明的是，理論上來(lái)講若將出射的所有光線都會(huì)聚到中心面20上為最佳，此 時(shí)會(huì)聚的位置可以作為最佳觀看位置。但事實(shí)上，本實(shí)施例并不要求全部出射光線會(huì)聚到 中心面20上，只要求光線在經(jīng)過(guò)液晶透鏡12后，相較于經(jīng)過(guò)液晶透鏡12之前，其傳輸方向朝 向中心面的方向偏折即可。
[0075] 由上述分析可知，液晶透鏡12的作用是改變豎直光線的傳輸方向，那么可以起到 此作用的器件非常多。一般而言，液晶透鏡12的尺寸與顯示面板的尺寸大致相同。
[0076] 從圖2中可以看出因現(xiàn)有技術(shù)中曲面顯示器具有曲面屏幕，導(dǎo)致其厚度D會(huì)相對(duì)平 面顯示器的厚度較大。而本申請(qǐng)采用了液晶透鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)光線偏折的作用，而液晶透鏡12可 以做成平面形態(tài)，且厚度比較薄，這樣有利于降低本實(shí)施例中顯示裝置整體的厚度。另外， 對(duì)于液晶透鏡而言，還具有對(duì)光線的調(diào)節(jié)程度可變化的特點(diǎn)，具體的，液晶透鏡中對(duì)電極施 加的電壓可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，也即液晶透鏡中的電場(chǎng)可以調(diào)節(jié)，于是液晶透鏡所等效成 的凸透鏡是可變的。這樣，在實(shí)際應(yīng)用中就可以根據(jù)觀看者所在位置，給液晶透鏡施加相應(yīng) 的電壓，以使得觀看效果最佳。
[0077] 參考圖5A-圖5C，液晶透鏡12包括:相對(duì)設(shè)置的第一電極121和第二電極122,以及 設(shè)置于在第一電極121和第二電極122之間的液晶層123。其中第一電極121包括平行排列的 條狀第一子電極121a，該第一子電極121a沿著顯示面板豎中線11c的方向延伸。第一電極和 第二電極的位置可以互換。
[0078] 所謂第一電極121和第二電極122相對(duì)設(shè)置，是指兩電極有正相對(duì)的部分，以便在 兩電極之間形成電場(chǎng)?？蛇x的，第二電極122可以類似于第一電極121，由多個(gè)條狀子電極組 成，且這些子電極與第一子電極一一對(duì)應(yīng)。為了降低對(duì)盒過(guò)程中，均由條狀子電極組成的第 一電極121和第二電極122因可能錯(cuò)位而減弱電場(chǎng)強(qiáng)度的問(wèn)題，在本實(shí)施例中，優(yōu)選的，第二 電極122為面電極。
[0079] 通常而言，第一電極121和第二電極122形成的電場(chǎng)，從中間到兩邊逐漸增強(qiáng)；以使 得從中間的入射光線到邊緣的入射光線，在經(jīng)過(guò)液晶透鏡后，如圖4B所示，光線偏折的角度 (從液晶透鏡出射的光線相對(duì)于入射到液晶透鏡的光線偏轉(zhuǎn)的角度，其大小等同于下文中 的傾斜角)逐漸增大。在圖4B中，對(duì)于最邊緣的光線而言，光線偏折的角度為β;在圖6中，對(duì) 于最邊緣的光線而言，傾斜角為α，β = α。
[0080] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，液晶透鏡中因包含液晶層，因而需要一個(gè)封閉空間，如 圖5C所示，這一封閉空間可以有兩個(gè)襯底基板124、125對(duì)盒得到。當(dāng)然，也可以是由一個(gè)襯 底基板與顯示面板形成封閉空間（未在附圖中示出）。
[0081] 對(duì)于在設(shè)計(jì)及生產(chǎn)制造過(guò)程中，應(yīng)該選擇哪種液晶透鏡是可以根據(jù)實(shí)際需求而 定。
[0082] 首先，參考圖6,可以先確定液晶透鏡等效成的凸透鏡的相關(guān)參數(shù)。以55英寸顯示 面板為例，屏幕長(zhǎng)邊的寬度P=l.2m，并假設(shè)觀看者位于顯示裝置正前方的中央位置，且觀 看距離為d = 4m。
[0083] 基于此，可以計(jì)算屏幕最邊緣位置像素到達(dá)位于中央位置的觀看者(人眼）的傾斜 角α，α是液晶透鏡需要將入射光線偏轉(zhuǎn)的最大角度，從而求得tana = p/2d = 0.15。
[0084] 以屏幕最邊緣位置的入射光線做計(jì)算，入射角記為Θ:，折射角記為θ2，可得以下計(jì) 算式：
[0086]其中，m為液晶透鏡等效成凸透鏡的介質(zhì)折射率，例如m = 1.5; η2是空氣的折射 率，通常n2 = 1.0; r為液晶透鏡等效成凸透鏡的曲率半徑。
[0087] 從而可以計(jì)算得到r = 2.14m。
[0088] 進(jìn)一步，可以計(jì)算液晶透鏡等效成凸透鏡的焦距，當(dāng)然也可以說(shuō)是液晶透鏡的焦 距，記為f。采用焦距計(jì)算公式f = ()/(η2-ηι)，得至Ijf = 4280mm。
[0089] 隨后，可以根據(jù)體現(xiàn)焦距和液晶透鏡延遲量的對(duì)應(yīng)關(guān)系的計(jì)算公式:f=(n2*p 2)/ (8 Δ n*d)，計(jì)算得到 Δ n*d = 64.9mm〇
[0090] 進(jìn)而，可以通過(guò)實(shí)際需要選擇相應(yīng)的液晶，能夠確定出這種液晶的液晶參數(shù)Δ n， 還可以根據(jù)上述公式計(jì)算得到液晶透鏡的盒厚d。
[0091] 上述計(jì)算方法僅作為舉例，實(shí)際應(yīng)用中本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)需要采用合適 的算法，以得到液晶透鏡的相關(guān)參數(shù)，進(jìn)而設(shè)計(jì)、制造或選用符合這些參數(shù)要求的液晶透鏡 即可。
[0092] 關(guān)于液晶透鏡12中第一電極121，進(jìn)一步優(yōu)選的，參考圖5D從位于中間的第一子電 極121a到位于兩側(cè)的第一子電極121a，第一子電極121a寬度逐漸變小。可選的，可以是從中 間到兩側(cè)第一子電極121a的電極寬度依次變??；即越靠近中間位置的第一子電極121a其寬 度越大，越遠(yuǎn)離中間位置的第一子電極121a其寬度越小，從中間到一側(cè)的各個(gè)第一子電極 121a中的電極寬度均不相同。又可選的，參考圖5D，第一子電極的電極寬度從中間到兩側(cè)呈 梯度遞減;對(duì)于這種實(shí)現(xiàn)方式而言，從中間到一側(cè)的各個(gè)第一子電極121a中允許出現(xiàn)相鄰 的兩個(gè)或兩個(gè)以上的第一子電極121a其電極寬度相同。具體可參考圖示，位于中間位置的 第一子電極的電極寬度為ml，朝向左側(cè)的方向，依次排布有1個(gè)寬度為m2的第一子電極、2個(gè) 寬度為m3的第一子電極、2個(gè)寬度為m4的第一子電極、以及3個(gè)寬度為m5的第一子電極，其 中，ml>m2>m3>m4>m5〇
[0093] 之所以采用上述電極排布，是由于某些情況下，液晶透鏡所需等效成的凸透鏡（圖 5D中的虛線），其中間區(qū)域的弧度比較平緩，兩側(cè)區(qū)域的弧度較大。此時(shí)需要對(duì)兩側(cè)區(qū)域的 液晶進(jìn)行更加精細(xì)化的調(diào)節(jié)，因而需要第一子電極在兩側(cè)的分布密度(單位面積內(nèi)的個(gè)數(shù)） 要大于在中間區(qū)域的分布密度。
[0094]進(jìn)一步優(yōu)選的，本實(shí)施例中液晶透鏡是對(duì)稱的，參考圖5B-5D，液晶透鏡的左側(cè)和 右側(cè)相同。