一种立体显示装置的制作方法

本发明涉及一种显示装置，特别涉及一种立体显示装置。

背景技术：

目前，立体显示装置用以显示立体影像的方法主要为两种，一种为观看者须佩戴经过特殊处理的眼镜观看显示装置，使左眼与右眼所接收到影像不同、或左眼与右眼影像交替而产生立体影像；另一种为裸眼式的显示装置，其主要运用透镜技术和光栅技术，使观看者不需佩戴任何额外的装置即可让左眼与右眼所看到的影像不同而产生立体影像。

然而，目前的裸眼式的显示装置中，光线经过不同色阻后，由于光线波长色散特性导致经过不同色阻的光线被投射至不同的视点，从而发生混色不均使得视觉上出现彩虹纹现象。

故，有必要提供一种立体显示装置，以解决现有技术所存在的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种立体显示装置，以解决现有的裸眼式的显示装置中，光线经过不同色阻后，由于光线波长色散特性导致经过不同色阻的光线被投射至不同的视点，从而发生混色不均使得视觉上出现彩虹纹现象的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种立体显示装置，其包括：

显示面板，包括多个子像素单元；

准直微透镜阵列，包括多个准直微透镜，其用于接收所述子像素单元发出的光线，并将所述光线转化为平行光线射出；以及，

衍射光栅阵列，包括多个衍射光栅，其用于接收所述平行光线，并将所述平行光线投射至预设视点；其中，

所述准直微透镜阵列设置在所述显示面板上方，所述衍射光栅阵列设置在所述准直微透镜阵列上方，所述子像素单元、所述准直微透镜以及所述衍射光栅一一对应。

在本发明的立体显示装置中，在所述显示面板上方设置准直微透镜阵列，可通过在所述显示面板的上方设置独立的准直微透镜阵列膜片偏贴的方式实现。

在本发明的立体显示装置中，在所述显示面板上方设置准直微透镜阵列，可通过在所述显示面板上方直接形成所述准直微透镜阵列的方式实现。

在本发明的立体显示装置中，在所述显示面板上方直接形成所述准直微透镜阵列，包括：

在所述显示面板上沉积一光刻胶层；

采用光刻显影方式使得光刻胶形成与所述子像素单元一致的图形阵列；

采用加热方式使得光刻胶形成熔融状态并形成微透镜形貌；

对所述光刻胶进行固化处理，以形成所述准直微透镜阵列。

在本发明的立体显示装置中，可通过加热或者紫外线照射的方式对所述光刻胶进行固化处理。

在本发明的立体显示装置中，所述显示面板为有机发光二极管显示面板、量子点显示面板或量子点发光二极管显示面板。

在本发明的立体显示装置中，所述衍射光栅的周期为200-1000纳米。

在本发明的立体显示装置中，所述衍射光栅的占空比为0.4-0.6。

在本发明的立体显示装置中，所述子像素单元为红色子像素单元、绿色子像素单元或蓝色子像素单元。

在本发明的立体显示装置中，可通过调节所述衍射光栅的周期和方位角，将所述平行光线投射至所述预设视点。

本发明的立体显示装置，通过在显示面板上依序设置准直微透镜阵列以及衍射光栅阵列，使得光线经过准直微透镜阵列后，转化为平行光射入衍射光栅阵列，通过调整衍射光栅的周期以及方位角，使得平行光线投射至预设视点，从而避免了混色不均产生的彩虹纹现象，提高了立体显示装置的视觉效果；解决了现有的裸眼式的显示装置中，光线经过不同色阻后，由于光线波长色散特性导致经过不同色阻的光线被投射至不同的视点，从而发生混色不均使得视觉上出现彩虹纹现象的技术问题。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本发明立体显示装置的优选实施例的结构示意图；

图2为本发明立体显示装置的优选实施例的准直微透镜阵列形成的流程示意图；

图3为本发明立体显示装置的优选实施例的准直微透镜阵列形成的具体步骤示意图；

图4为本发明立体显示装置的优选实施例的光线原理示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。

参阅图1，图1为本发明立体显示装置的优选实施例的结构示意图；

如图1所示，本优选实施例的立体显示装置10包括显示面板101、准直微透镜阵列102以及衍射光栅阵列。显示面板101包括上玻璃基板1011、下玻璃基板1013以及位于上玻璃基板1011和下玻璃基板1013之间的液晶层1012，其中上玻璃基板1011上有多个子像素单元10111。在本优选实施例中，显示面板包括5个子像素单元10111。需要注意的是，为避免附图过于复杂，本优选实施例的子像素单元10111的数量仅以5个为代表，但本实施例并非用以限定本发明。

准直微透镜阵列102包括多个准直微透镜1021，其用于接收子像素单元10111发出的光线，并将光线转化为平行光线射出。在本优选实施例中，准直微透镜阵列102包括5个准直微透镜1021，其分别与显示面板101上的5个子像素单元10111一一对应，当每个子像素单元10111发出的光线经过准直微透镜1021后，光线转化为平行光线射出。

衍射光栅阵列103包括多个衍射光栅1031，其用于接收平行光线，并将平行光线投射至预设视点。在本优选实施例中，衍射光栅阵列103包括5个衍射光栅1031，其分别与5个准直微透镜1021一一对应，当每个子像素单10111元对应的平行光线经过衍射光栅1031后，平行线投射至预设视点。

准直微透镜阵列102设置在显示面板101上方，衍射光阵列103设置在准直微透镜阵列102上方，并且，子像素单元10111、准直微透镜1021与衍射光栅1031一一对应。

进一步的，本优选实施例可通过在显示面板101上方设置独立的准直微透镜阵列膜片骗贴的方式实现在显示面板101上方设置微透镜阵列102；本优选实施例还可以在显示面板101的上方直接形成准直微透镜阵列的方式实现在显示面板101上方设置准直微透镜阵列102。

具体地，参阅图2，图2为本发明立体显示装置的优选实施例的准直微透镜阵列形成的流程示意图；

如图2所示，在显示面板上方直接形成准直微透镜阵列，包括：

步骤S201，在显示面板上沉积一光刻胶层；

步骤S202，采用光刻显影方式使得光刻胶形成与子像素单元一致的图形阵列；

步骤S203，采用加热方式使得光刻胶形成熔融状态并形成微透镜形貌；

步骤S204，对光刻胶进行固化处理，以形成准直微透镜阵列。

参阅图3，图3为本发明立体显示装置的优选实施例的准直微透镜阵列形成的具体步骤示意图；

在步骤S201中，首选提供一显示面板301，在显示面板301上沉积一光刻胶层302；接着，在步骤S202中，采用光刻显影方式使得光刻胶302形成与子像素单元一致的图形阵列303；随后，在步骤S203中，采用加热方式使得光刻胶形成熔融状态并形成微透镜形貌304；最后，在步骤S204中，对光刻胶进行固化处理，以形成准直微透镜阵列，可通过加热或者紫外线照射的方式对所述光刻胶进行固化处理。

参阅图4，图4为本发明立体显示装置的优选实施例的光线原理示意图；

如图4所示，本优选实施例的立体显示装置40包括显示面板401、准直微透镜阵列402以及衍射光栅阵列403。本优选实施例的显示面板401为有机发光二极管显示面板、量子点显示面板或量子点发光二极管显示面板，由于显示面板401的输出频谱分布具有窄线宽的特征，保证显示面板401具有较高的色域，而窄线宽的特征使得光线经过衍射光栅时由于相同颜色的光谱具有相近的波长，因而具有相近的衍射脚，同一颜色子像素单元投射至空间中的相近位置，从而保证色彩在空间的精确再现。

显示面板401包括上玻璃基板4011、下玻璃基板4013以及位于上玻璃基板4011和下玻璃基板4013之间的液晶层4012，其中上玻璃基板4011上有多个子像素单元。在本优选实施例中，显示面板包括5个子像素单元，子像素单元为红色子像素单元40111、绿色子像素单元40112或蓝色子像素单元40113。

准直微透镜阵列402包括多个准直微透镜4021，其用于接收子像素单元发出的光线，并将光线转化为平行光线射出。在本优选实施例中，准直微透镜阵列包括5个准直微透镜4021，其分别与显示面板上的5个子像素单元一一对应，当每个子像素单元发出的光线经过准直微透镜后，光线转化为平行光线射出。

衍射光栅阵列403包括多个衍射光栅，其用于接收平行光线，并将平行光线投射至预设视点。在本优选实施例中，衍射光栅阵列包括5个衍射光栅4031，其分别与5个准直微透镜4021一一对应，当每个子像素单元对应的平行光线经过衍射光栅后，平行线投射至预设视点。

具体地，本优选实施例的衍射光栅4031的周期为200-1000纳米，其占空比为0.4-0.6。

如果衍射光栅4031的周期为Λ，方位角为入射光的极角坐标为(0，θ)，出射光的极角坐标为光波长为λ，

则有下列公式而由于光线经过准直微透镜阵列后转化为平行光，所以入射光的极角坐标为(0,0)，出射光的极角坐标由下列式子确定：

本优选实施例可通过调节所述衍射光栅的周期和方位角，将所述平行光线投射至所述预设视点。具体地，显示面板的红色子像素单元4011发出的光线经过准直微透镜阵列402的第一个准直微透镜4021后，转化为平行光线404，随后，平行光线404经过衍射光栅阵列402的第一个衍射光栅，转化为光线407投射至视点M，光线407的极角坐标为(A1，B 1),其中，第一个衍射光栅的周期为C1，方位角为D1，平行光线404的波长为E1，则tan A1＝tan D1，sin^2(B1)＝(C1/E1)^2。

显示面板的绿色子像素单元4012发出的光线经过准直微透镜阵列402的第二个准直微透镜4021后，转化为平行光线405，随后，平行光线405经过衍射光栅阵列402的第二个衍射光栅，转化为光线408投射至视点M，光线408的极角坐标为(A2，B2),其中，第二个衍射光栅的周期为C2，方位角为D2，平行光线405的波长为E2，则tan A2＝tan D2，sin^2(B2)＝(C2/E2)^2。

显示面板的蓝色子像素单元4013发出的光线经过准直微透镜阵列402的第三个准直微透镜4021后，转化为平行光线406，随后，平行光线406经过衍射光栅阵列402的第三个衍射光栅，转化为光线409投射至视点M，光线409的极角坐标为(A3，B3),其中，第三个衍射光栅的周期为C3，方位角为D3，平行光线406的波长为E3，则tan A3＝tan D3，sin^2(B3)＝(C3/E3)^2。

要使得光线407、408和409投射至视点M，可通过控制第一个衍射光栅、第二个衍射光栅和第三个衍射光栅的周期和方位角。

本发明的立体显示装置，通过在显示面板上依序设置准直微透镜阵列以及衍射光栅阵列，使得光线经过准直微透镜阵列后，转化为平行光射入衍射光栅阵列，通过调整衍射光栅的周期以及方位角，使得平行光线投射至预设视点，从而避免了混色不均产生的彩虹纹现象，提高了立体显示装置的视觉效果；解决了现有的裸眼式的显示装置中，光线经过不同色阻后，由于光线波长色散特性导致经过不同色阻的光线被投射至不同的视点，从而发生混色不均使得视觉上出现彩虹纹现象的技术问题。

综上，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。