一種立體顯示裝置的製作方法
2023-10-04 04:55:02
本發明涉及一種顯示裝置，特別涉及一種立體顯示裝置。
背景技術：
目前，立體顯示裝置用以顯示立體影像的方法主要為兩種，一種為觀看者須佩戴經過特殊處理的眼鏡觀看顯示裝置，使左眼與右眼所接收到影像不同、或左眼與右眼影像交替而產生立體影像；另一種為裸眼式的顯示裝置，其主要運用透鏡技術和光柵技術，使觀看者不需佩戴任何額外的裝置即可讓左眼與右眼所看到的影像不同而產生立體影像。
然而，目前的裸眼式的顯示裝置中，光線經過不同色阻後，由於光線波長色散特性導致經過不同色阻的光線被投射至不同的視點，從而發生混色不均使得視覺上出現彩虹紋現象。
故，有必要提供一種立體顯示裝置，以解決現有技術所存在的問題。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種立體顯示裝置，以解決現有的裸眼式的顯示裝置中，光線經過不同色阻後，由於光線波長色散特性導致經過不同色阻的光線被投射至不同的視點，從而發生混色不均使得視覺上出現彩虹紋現象的技術問題。
為解決上述問題，本發明提供的技術方案如下：
本發明提供一種立體顯示裝置，其包括：
顯示面板，包括多個子像素單元；
準直微透鏡陣列，包括多個準直微透鏡，其用於接收所述子像素單元發出的光線，並將所述光線轉化為平行光線射出；以及，
衍射光柵陣列，包括多個衍射光柵，其用於接收所述平行光線，並將所述平行光線投射至預設視點；其中，
所述準直微透鏡陣列設置在所述顯示面板上方，所述衍射光柵陣列設置在所述準直微透鏡陣列上方，所述子像素單元、所述準直微透鏡以及所述衍射光柵一一對應。
在本發明的立體顯示裝置中，在所述顯示面板上方設置準直微透鏡陣列，可通過在所述顯示面板的上方設置獨立的準直微透鏡陣列膜片偏貼的方式實現。
在本發明的立體顯示裝置中，在所述顯示面板上方設置準直微透鏡陣列，可通過在所述顯示面板上方直接形成所述準直微透鏡陣列的方式實現。
在本發明的立體顯示裝置中，在所述顯示面板上方直接形成所述準直微透鏡陣列，包括：
在所述顯示面板上沉積一光刻膠層；
採用光刻顯影方式使得光刻膠形成與所述子像素單元一致的圖形陣列；
採用加熱方式使得光刻膠形成熔融狀態並形成微透鏡形貌；
對所述光刻膠進行固化處理，以形成所述準直微透鏡陣列。
在本發明的立體顯示裝置中，可通過加熱或者紫外線照射的方式對所述光刻膠進行固化處理。
在本發明的立體顯示裝置中，所述顯示面板為有機發光二極體顯示面板、量子點顯示面板或量子點發光二極體顯示面板。
在本發明的立體顯示裝置中，所述衍射光柵的周期為200-1000納米。
在本發明的立體顯示裝置中，所述衍射光柵的佔空比為0.4-0.6。
在本發明的立體顯示裝置中，所述子像素單元為紅色子像素單元、綠色子像素單元或藍色子像素單元。
在本發明的立體顯示裝置中，可通過調節所述衍射光柵的周期和方位角，將所述平行光線投射至所述預設視點。
本發明的立體顯示裝置，通過在顯示面板上依序設置準直微透鏡陣列以及衍射光柵陣列，使得光線經過準直微透鏡陣列後，轉化為平行光射入衍射光柵陣列，通過調整衍射光柵的周期以及方位角，使得平行光線投射至預設視點，從而避免了混色不均產生的彩虹紋現象，提高了立體顯示裝置的視覺效果；解決了現有的裸眼式的顯示裝置中，光線經過不同色阻後，由於光線波長色散特性導致經過不同色阻的光線被投射至不同的視點，從而發生混色不均使得視覺上出現彩虹紋現象的技術問題。
附圖說明
下面結合附圖，通過對本發明的具體實施方式詳細描述，將使本發明的技術方案及其它有益效果顯而易見。
圖1為本發明立體顯示裝置的優選實施例的結構示意圖；
圖2為本發明立體顯示裝置的優選實施例的準直微透鏡陣列形成的流程示意圖；
圖3為本發明立體顯示裝置的優選實施例的準直微透鏡陣列形成的具體步驟示意圖；
圖4為本發明立體顯示裝置的優選實施例的光線原理示意圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本發明所採取的技術手段及其效果，以下結合本發明的優選實施例及其附圖進行詳細描述。
參閱圖1，圖1為本發明立體顯示裝置的優選實施例的結構示意圖；
如圖1所示，本優選實施例的立體顯示裝置10包括顯示面板101、準直微透鏡陣列102以及衍射光柵陣列。顯示面板101包括上玻璃基板1011、下玻璃基板1013以及位於上玻璃基板1011和下玻璃基板1013之間的液晶層1012，其中上玻璃基板1011上有多個子像素單元10111。在本優選實施例中，顯示面板包括5個子像素單元10111。需要注意的是，為避免附圖過於複雜，本優選實施例的子像素單元10111的數量僅以5個為代表，但本實施例並非用以限定本發明。
準直微透鏡陣列102包括多個準直微透鏡1021，其用於接收子像素單元10111發出的光線，並將光線轉化為平行光線射出。在本優選實施例中，準直微透鏡陣列102包括5個準直微透鏡1021，其分別與顯示面板101上的5個子像素單元10111一一對應，當每個子像素單元10111發出的光線經過準直微透鏡1021後，光線轉化為平行光線射出。
衍射光柵陣列103包括多個衍射光柵1031，其用於接收平行光線，並將平行光線投射至預設視點。在本優選實施例中，衍射光柵陣列103包括5個衍射光柵1031，其分別與5個準直微透鏡1021一一對應，當每個子像素單10111元對應的平行光線經過衍射光柵1031後，平行線投射至預設視點。
準直微透鏡陣列102設置在顯示面板101上方，衍射光陣列103設置在準直微透鏡陣列102上方，並且，子像素單元10111、準直微透鏡1021與衍射光柵1031一一對應。
進一步的，本優選實施例可通過在顯示面板101上方設置獨立的準直微透鏡陣列膜片騙貼的方式實現在顯示面板101上方設置微透鏡陣列102；本優選實施例還可以在顯示面板101的上方直接形成準直微透鏡陣列的方式實現在顯示面板101上方設置準直微透鏡陣列102。
具體地，參閱圖2，圖2為本發明立體顯示裝置的優選實施例的準直微透鏡陣列形成的流程示意圖；
如圖2所示，在顯示面板上方直接形成準直微透鏡陣列，包括：
步驟S201，在顯示面板上沉積一光刻膠層；
步驟S202，採用光刻顯影方式使得光刻膠形成與子像素單元一致的圖形陣列；
步驟S203，採用加熱方式使得光刻膠形成熔融狀態並形成微透鏡形貌；
步驟S204，對光刻膠進行固化處理，以形成準直微透鏡陣列。
參閱圖3，圖3為本發明立體顯示裝置的優選實施例的準直微透鏡陣列形成的具體步驟示意圖；
在步驟S201中，首選提供一顯示面板301，在顯示面板301上沉積一光刻膠層302；接著，在步驟S202中，採用光刻顯影方式使得光刻膠302形成與子像素單元一致的圖形陣列303；隨後，在步驟S203中，採用加熱方式使得光刻膠形成熔融狀態並形成微透鏡形貌304；最後，在步驟S204中，對光刻膠進行固化處理，以形成準直微透鏡陣列，可通過加熱或者紫外線照射的方式對所述光刻膠進行固化處理。
參閱圖4，圖4為本發明立體顯示裝置的優選實施例的光線原理示意圖；
如圖4所示，本優選實施例的立體顯示裝置40包括顯示面板401、準直微透鏡陣列402以及衍射光柵陣列403。本優選實施例的顯示面板401為有機發光二極體顯示面板、量子點顯示面板或量子點發光二極體顯示面板，由於顯示面板401的輸出頻譜分布具有窄線寬的特徵，保證顯示面板401具有較高的色域，而窄線寬的特徵使得光線經過衍射光柵時由於相同顏色的光譜具有相近的波長，因而具有相近的衍射腳，同一顏色子像素單元投射至空間中的相近位置，從而保證色彩在空間的精確再現。
顯示面板401包括上玻璃基板4011、下玻璃基板4013以及位於上玻璃基板4011和下玻璃基板4013之間的液晶層4012，其中上玻璃基板4011上有多個子像素單元。在本優選實施例中，顯示面板包括5個子像素單元，子像素單元為紅色子像素單元40111、綠色子像素單元40112或藍色子像素單元40113。
準直微透鏡陣列402包括多個準直微透鏡4021，其用於接收子像素單元發出的光線，並將光線轉化為平行光線射出。在本優選實施例中，準直微透鏡陣列包括5個準直微透鏡4021，其分別與顯示面板上的5個子像素單元一一對應，當每個子像素單元發出的光線經過準直微透鏡後，光線轉化為平行光線射出。
衍射光柵陣列403包括多個衍射光柵，其用於接收平行光線，並將平行光線投射至預設視點。在本優選實施例中，衍射光柵陣列包括5個衍射光柵4031，其分別與5個準直微透鏡4021一一對應，當每個子像素單元對應的平行光線經過衍射光柵後，平行線投射至預設視點。
具體地，本優選實施例的衍射光柵4031的周期為200-1000納米，其佔空比為0.4-0.6。
如果衍射光柵4031的周期為Λ，方位角為入射光的極角坐標為(0，θ)，出射光的極角坐標為光波長為λ，
則有下列公式而由於光線經過準直微透鏡陣列後轉化為平行光，所以入射光的極角坐標為(0,0)，出射光的極角坐標由下列式子確定：
本優選實施例可通過調節所述衍射光柵的周期和方位角，將所述平行光線投射至所述預設視點。具體地，顯示面板的紅色子像素單元4011發出的光線經過準直微透鏡陣列402的第一個準直微透鏡4021後，轉化為平行光線404，隨後，平行光線404經過衍射光柵陣列402的第一個衍射光柵，轉化為光線407投射至視點M，光線407的極角坐標為(A1，B 1),其中，第一個衍射光柵的周期為C1，方位角為D1，平行光線404的波長為E1，則tan A1＝tan D1，sin^2(B1)＝(C1/E1)^2。
顯示面板的綠色子像素單元4012發出的光線經過準直微透鏡陣列402的第二個準直微透鏡4021後，轉化為平行光線405，隨後，平行光線405經過衍射光柵陣列402的第二個衍射光柵，轉化為光線408投射至視點M，光線408的極角坐標為(A2，B2),其中，第二個衍射光柵的周期為C2，方位角為D2，平行光線405的波長為E2，則tan A2＝tan D2，sin^2(B2)＝(C2/E2)^2。
顯示面板的藍色子像素單元4013發出的光線經過準直微透鏡陣列402的第三個準直微透鏡4021後，轉化為平行光線406，隨後，平行光線406經過衍射光柵陣列402的第三個衍射光柵，轉化為光線409投射至視點M，光線409的極角坐標為(A3，B3),其中，第三個衍射光柵的周期為C3，方位角為D3，平行光線406的波長為E3，則tan A3＝tan D3，sin^2(B3)＝(C3/E3)^2。
要使得光線407、408和409投射至視點M，可通過控制第一個衍射光柵、第二個衍射光柵和第三個衍射光柵的周期和方位角。
本發明的立體顯示裝置，通過在顯示面板上依序設置準直微透鏡陣列以及衍射光柵陣列，使得光線經過準直微透鏡陣列後，轉化為平行光射入衍射光柵陣列，通過調整衍射光柵的周期以及方位角，使得平行光線投射至預設視點，從而避免了混色不均產生的彩虹紋現象，提高了立體顯示裝置的視覺效果；解決了現有的裸眼式的顯示裝置中，光線經過不同色阻後，由於光線波長色散特性導致經過不同色阻的光線被投射至不同的視點，從而發生混色不均使得視覺上出現彩虹紋現象的技術問題。
綜上，雖然本發明已以優選實施例揭露如上，但上述優選實施例並非用以限制本發明，本領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，均可作各種更動與潤飾，因此本發明的保護範圍以權利要求界定的範圍為準。