光栅和全息3D显示设备的制作方法

本发明涉及显示技术领域，更具体地，涉及一种光栅及全息3d显示设备。

背景技术：

从crt(cathoderaytube，阴极射线管)时代到液晶时代，再到现在到来的oled(organiclight-emittingdiode，有机发光二极管)时代，显示行业经历了几十年的发展变得日新月异。显示产业已经与我们的生活息息相关，从传统的手机、平板、电视和pc，再到现在的智能穿戴设备和vr等电子设备都离不开显示技术。

为了满足人们对显示设备的立体显示需求，全息3d显示成为目前显示领域的一个主要发展方向。全息3d显示设备需要通过光栅将入射光线形成左眼图像和右眼图像，以便于实现全息3d显示。

现有的光栅中，同一光栅电极通常对应多个支撑柱，当同一光栅电极对应的支撑柱的数量较多时，支撑柱极有可能压断光栅电极，当同一光栅电极的两端都被压断时，其和外界驱动单元的电连接将完全断开，导致该光栅电极无法工作，影响正常显示。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种光栅及全息3d显示设备，有利于降低光栅电极被间隔柱压断的风险，提升全息3d显示设备的显示可靠性。

第一方面，本申请提供一种光栅，包括：

相对设置的第一基板和第二基板、以及位于所述第一基板和第二基板之间的多个光栅电极和多个间隔柱；

多个所述光栅电极沿第一方向延伸，且沿第二方向排列；

在平行于所述第一基板的平面上，所述间隔柱所在的位置称为阵点；

多个所述间隔柱对应多个所述阵点，多个所述阵点包括多个第一阵点单元，在平行于所述第一基板的平面上，多个所述第一阵点单元呈阵列排布，其最小重复单元包括四个所述第一阵点单元，该四个所述第一阵点单元位于一个第一四边形的四个顶点，所述第一四边形的相邻两条边分别定义为第一单位矢量和第二单位矢量，所述第一单位矢量与所述第二单位矢量之间夹角为α1，且0°<α1≤90°；

其中，所述第一单位矢量与所述第一方向之间的夹角为β1，且β1≠0°，β1≠180°，所述第二单位矢量与所述第一方向之间的夹角为γ1，且γ1≠0°，γ1≠180°。

第二方面，本申请提供一种全息3d显示设备，包括：

光源设备，所述光源设备用于时序出射相干rgb三色光；

扩束准直组件，用于对所述光源设备出射的光进行扩束和准直处理；

空间光调制器，用于对所述扩束准直组件出射的光依次进行相位调制和振幅调制；

场镜以及光栅，所述场镜至少用于提高空间光调制器出射光线的边缘光线入射所述光栅的能力；所述光栅用于基于入射光线形成左眼图像和右眼图像；

其中，所述光栅为本申请所提供的光栅。

与现有技术相比，本发明提供的光栅及全息3d显示设备，至少实现了如下的有益效果：

本发明实施例所提供的光栅及全息3d显示设备中，光栅包括相对设置的第一基板和第二基板以及位于第一基板和第二基板之间的光栅电极和间隔柱；间隔柱能够对第一基板和第二基板起到支撑的作用，避免第一基板和第二基板在外力的作用下发生形变。本申请中的间隔柱所在的位置称为阵点，多个阵点包括呈阵列排布的多个第一阵点单元，多个第一阵点单元的最小重复单元包括四个第一阵点单元，该四个第一阵点单元位于一个第一四边形的四个顶点，当将第一四边形的相邻两条边分别定义为第一单位矢量和第二单位矢量时，本发明中第一单位矢量和第二单位矢量与光栅电极的延伸方向均不平行，且第一单位矢量与第二单位矢量之间的夹角为α1，0°<α1≤90°，如此有效避免了第一单位矢量对应的两个第一阵点单元中的间隔柱集中于同一光栅电极上的情形，同时也有效避免了第二单位矢量对应的两个第一阵点单元中的间隔柱集中于同一光栅电极上的情形，因此有效减小了与同一光栅电极所对应的间隔柱的数量，大大降低了光栅电极被间隔柱压断的风险，因而有利于提升光栅电极传输驱动信号的可靠性，进而有利于提升光栅的使用可靠性。

当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为一种常规的全息3d显示设备的结构示意图；

图2为常规的光栅中光栅电极、支撑柱以及驱动单元的一种相对位置示意图；

图3所示为本发明实施例所提供的光栅的一种俯视图；

图4所示为图3中光栅的一种aa截面图；

图5所示为图3中区域b的一种局部放大示意图；

图6所示为光栅电极与阵点的相对位置关系图；

图7所示为本发明实施例所提供的光栅的另一种俯视图；

图8所示为第一四边形的对角线与第一方向平行时光栅电极与第一阵点单元的一种相对位置关系图；

图9所示为图3中区域b的另一种局部放大示意图；

图10所示为图3中区域b的另一种局部放大示意图；

图11所示为图3中区域b的另一种局部放大示意图；

图12所示为图3中区域b的另一种局部放大示意图；

图13所示为图3中区域b的另一种局部放大示意图；

图14所示为图3中区域b的另一种局部放大示意图；

图15所示为图3中区域b的另一种局部放大示意图；

图16所示为图3中光栅的另一种aa截面图；

图17所示为图3中光栅的另一种aa截面图；

图18所示为发明实施例所提供的另一种光栅的局部放大示意图；

图19所示为本发明实施例所提供的全息3d显示设备的一种结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

常规的立体3d显示原理是双目视差型，左眼和右眼各看到一副不同的二位图像，通过双目视差形成3d感受。而全息3d显示原理是空间中立体显示，观察者可以在任意深度单独聚焦物体。全息3d显示可以基于图1所示设备实现。

如图1所示，图1为一种常规的全息3d显示设备的结构示意图，包括背光源11’、空间光调制器12’、场镜13’以及光栅14’。背光源11’包括光源设备和扩束准直组件，用于时序出射相干rgb三色光。空间光调制器12’用于对光线进行振幅和相位调制，光栅14’将空间光调制器12’调整后的光线进行偏转角度调整，将不同的光入射到双眼中，从而实现大角度的全息显示。可见，光栅在全息3d显示设备中起到至关重要的作用。

图2为常规的光栅中光栅电极40’、支撑柱50’以及驱动电路的一种相对位置示意图，每根光栅电极40’一般设计为从两侧同时驱动，即同一光栅电极40’的两端分别连接到两个独立的驱动电路元，两个独立的驱动电路分别向同一光栅电极40’施加相同的驱动信号，从而提升响应速度。光栅12’还包括多个支撑柱50’，当同一光栅电极与多个支撑柱交叠时，现有设计中，同一光栅电极40’所对应的支撑柱50’的数量能够达到上百个甚至几百个(图2仅对光栅电极40’和支撑柱50’的相对位置关系进行了示意，并不代表各光栅电极40’所对应的支撑柱50’的实际数量)，当一条光栅电极与如此多的支撑柱交叠时，光栅电极被压断的概率较高，当同一光栅电极40’的两端都被压断时，假设图2中“x”对应的区域光栅电极40’被压断，则图2中的大括号所示出的光栅电极40’的线段(通过对线段加粗进行示意)和驱动电路的电连接将完全断开无法工作，影响正常显示。此外，由于光栅电极40’为细长状，受压容易发生断裂，当细长状的光栅电极40’所对应的支撑柱的数量较多时，进一步增加了光栅电极被压断的风险。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种光栅，图3所示为本发明实施例所提供的光栅的一种俯视图，图4所示为图3中光栅的一种aa截面图，图5所示为图3中区域b的一种局部放大示意图，请结合图3至图5，本发明实施例提供一种光栅100，包括：

相对设置的第一基板10和第二基板20、以及位于所述第一基板10和第二基板20之间的多个光栅电极40和多个间隔柱50；

多个所述光栅电极40沿第一方向d1延伸，且沿第二方向d2排列；

在平行于所述第一基板10的平面上，所述间隔柱50所在的位置称为阵点60；

多个所述间隔柱50对应多个所述阵点60，多个所述阵点60包括多个第一阵点单元71，在平行于所述第一基板10的平面上，多个所述第一阵点单元71呈阵列排布，其最小重复单元包括四个所述第一阵点单元71，该四个所述第一阵点单元71位于一个第一四边形81的四个顶点，所述第一四边形81的相邻两条边分别定义为第一单位矢量v1和第二单位矢量v2，所述第一单位矢量v1与所述第二单位矢量v2之间夹角为α1，且0°<α1≤90°；

其中，所述第一单位矢量v1与所述第一方向d1之间的夹角为β1，且β1≠0°，β1≠180°，所述第二单位矢量v2与所述第一方向d1之间的夹角为γ1，且γ1≠0°，γ1≠180°。

需要说明的是，本发明实施例所提及的阵点是与间隔柱一一对应的，阵点可以理解为是间隔柱50在光栅的出光面的正投影所对应的区域，是具有一定面积的区域，例如图3和图5所示的圆形区域。本发明附图仅以间隔柱50在光栅的出光面的正投影为圆形为例进行说明，在本发明的其他一些实施例中，间隔柱在光栅的出光面的正投影还可体现为其他形状，例如三角形、方形、五边形、六边形等等，考虑到间隔柱的支撑性能，可将间隔柱在光栅的出光面的正投影设置为正多边形。

可选地，请结合图3和图5，本发明实施例所提供的光栅中可包括多个重复单元的选取方式，最小重复单元指的是，四边形的第一单位矢量的长度和第二单位矢量的长度均最小的重复单元。

第一四边形可以是第一平行四边形，平行四边形可以包括一般平行四边形和特殊平行四边形，其中，特殊平行四边形包括矩形、菱形和正方形。

另外，需要说明的是，在将光栅中的间隔柱与平行四边形进行对应时，可以将工艺误差作为需要考虑的因素，即如果间隔柱的位置与四边形的顶点之间的距离在工艺误差范围内，那么可以认为该些间隔柱的位置与四边形是对应的。

可以理解的是，图3仅以矩形结构的光栅100为例对本发明的光栅100进行说明，在本发明的其他一些实施例中，光栅100还可体现为其他的形状，例如圆形、椭圆形、圆角矩形等其他可能的形状。图4仅示出了第一基板10、第二基板20、光栅电极40以及间隔柱50的一种相对位置关系，并不对各个膜层的实际厚度进行限定。图5仅对光栅100中区域b对应的光栅电极40和间隔柱50的位置关系进行了示意，其他区域的光栅电极40和间隔柱50的位置关系均可参照图5，另外图5并不对光栅电极40和间隔柱50的实际尺寸进行限定。

具体而言，请继续参见图3至图5，本发明实施例所提供的光栅100包括相对设置的第一基板10和第二基板20以及位于第一基板10和第二基板20之间的光栅电极40和间隔柱50；间隔柱50能够对第一基板10和第二基板20起到支撑的作用，避免第一基板10和第二基板20在外力的作用下发生形变。

本申请中的间隔柱50所在的位置称为阵点60，多个阵点60包括呈阵列排布的多个第一阵点单元71，多个第一阵点单元71的最小重复单元包括四个第一阵点单元71，该四个第一阵点单元71位于一个第一四边形81的四个顶点，当将第一四边形81的相邻两条边分别定义为第一单位矢量v1和第二单位矢量v2时，本发明中第一单位矢量v1和第二单位矢量v2均与光栅电极40的延伸方向(即第一方向d1)不平行，即第一单位矢量v1与第一方向d1的夹角β1满足：β1≠0°且β1≠180°，第二单位矢量v2与第一方向d1的夹角γ1满足：γ1≠0°，γ1≠180°，且第一单位矢量v1与第二单位矢量v2之间的夹角为α1，0°<α1≤90°，如此有效避免了第一单位矢量v1对应的两个第一阵点单元71中的间隔柱50集中于同一光栅电极40上的情形，同时也有效避免了第二单位矢量v2对应的两个第一阵点单元71中的间隔柱50集中于同一光栅电极40上的情形，因此有效减小了与同一光栅电极40所对应的间隔柱50的数量，大大降低了光栅电极40被间隔柱50压断的风险，同时降低了同一光栅电极40的两端同时被间隔柱50压断的可能性，因而有利于提升光栅电极40传输驱动信号的可靠性，进而有利于提升光栅100的使用可靠性。

此外，本发明实施例所提供的光栅中，第一阵点单元71呈阵列排布，而且构成了多个最小重复单元，也就是说，本发明中的第一阵点单元并非随机设置的，而是阵列排布形成多个最小重复单元，是有规律的设置，如此，在光栅中制作第一阵点单元时，按照统一的排列方式进行制作即可，因而规律性设置第一阵点单元的方式还有利于简化光栅的设计，同时提高第一阵点单元排布的均匀性。

以下将结合图6对本发明的内容进行进一步说明，其中，图6所示为光栅电极与阵点的相对位置关系图，其中p1～pn代表了光栅电极40的不同的设置方向和位置，光栅电极40在位置p1时，其延伸方向与第一单位矢量v1的延伸方向相同，此时，与该光栅电极40交叠的阵点的数量最多，与同一光栅电极40对应的各个阵点60中，相邻两个阵点之间的距离最小。当光栅电极40的延伸方向发生变化，变为与第一单位矢量v1的延伸方向不同时，例如对应图6中位置p2～pn的光栅电极，此时，与同一光栅电极所对应的阵点的数量减小，相应的，与同一光栅电极所对应的多个阵点中，相邻两个阵点之间的距离变大。同理，当光栅电极40的延伸方向与第二单位矢量v2的延伸方向设置为相同时，与同一光栅电极对应的阵点的数量也较多；而若光栅电极40的延伸方向与第二单位矢量v2的延伸方向不同时，同样有利于减少与同一光栅电极所对应的阵点的数量。

因此，本发明将第一单位矢量v1和第二单位矢量v2的延伸方向与光栅电极的延伸方向(即第一方向)设置为不同，有利于减小与各光栅电极所对应的间隔柱的数量，将间隔柱分散到不同的光栅电极所在的位置，申请人通过研究发现，本发明的设计方式能够将与同一光栅电极所对应的间隔柱的数量降低至几十个甚至十几个，相比现有技术中同一光栅电极对应上百个光栅电极的方式，达到了数量级别的减少，因此大大降低了光栅电极被间隔柱压断的风险。

需要说明的是，图5仅示出了同一第一阵点单元71包括一个阵点60，即对应一个间隔柱50的情形，在本发明的一些其他实施例中，同一第一阵点单元71还可包括两个或者两个以上的阵点60，对于同一第一阵点单元71包括两个或者两个以上的阵点60的方案将在后续的实施例中进行说明。

当光栅为如图3所示的矩形结构时，图3仅以光栅电极40的延伸方向与光栅的长边的延伸方向相同为例进行说明，在本发明的其他一些实施例中，光栅电极的延伸方向还可与光栅的长边的延伸方向不同，例如请参见图7，图7所示为本发明实施例所提供的光栅的另一种俯视图，该实施例中，光栅电极40的延伸方向与光栅的长边和短边的延伸方向均相交，驱动电路分布于光栅的四个边框区，本发明的设计思想同样适用于图7所示的光栅结构。在图7所示的方式中，第一单位矢量的延伸方向可以与光栅的长边或者短边的方向相同，也可以不同。

在本发明的一种可选实施例中，所述第一方向d1与所述第一四边形81的对角线的方向不平行。

具体而言，当第一四边形81的一条对角线的方向与第一方向d1平行时，位于该条对角线上的两个第一阵点单元71中的间隔柱50可能出现同时位于同一光栅电极40上的情形，例如请参见图8，其中，图8所示为第一四边形81的对角线与第一方向d1平行时光栅电极40与第一阵点单元71的一种相对位置关系图，当第一四边形81的一条对角线与第一方向d1平行时，与该条对角线对应的两个阵点60将位于同一光栅电极40上，因此可能增加与同一光栅电极40所对应的间隔柱50的数量，而当将第一四边形81的对角线设置为与第一方向d1不平行时，例如请参见图5，增大了与同一第一四边形81对应的四个第一阵点单元71对应的间隔柱50分别分布于不同的光栅电极40的可能，因而更加有利于减小光栅100中与同一光栅电极40所对应的间隔柱50的数量，从而更加有利于降低光栅电极40的两端同时被间隔柱50压断的可能。

在本发明的一种可选实施例中，45°≤α1≤90°。

具体而言，本发明将第一单位矢量v1与第二单位矢量v2之间的夹角设置在小于45°或者大于90°时，第一四边形81的两条对角线的长度差异将较大，与两条对角线对应的两组第一阵点单元71之间的距离差异将较大，影响阵点60对应的间隔柱50的分布均匀性。而当将第一单位矢量v1与第二单位矢量v2之间的夹角设置在45°～90°时，有利于减小第一四边形81的两条对角线的长度差异，进而有利于减小与两条对角线对应的两组第一阵点单元71之间的距离差异，因此有利于提升光栅100中间隔柱50的分布均匀性，以提升第一基板10和第二基板20在不同区域所受到的支撑力的均匀性。比如，第一单位矢量v1与第二单位矢量v2之间的夹角α1可取为50°、60°、70°、75°、80°等等。

在本发明的一种可选实施例中，60°≤α1≤90°。当将第一单位矢量v1与第二单位矢量v2之间的夹角设置为大于或者等于60°时，有利于进一步减小第一四边形81的两条对角线的长度差异，因而更加有利于提升光栅100中间隔柱50的分布均匀性。

在本发明的一种可选实施例中，10°≤β1≤80°，10°≤γ1≤80°。

具体而言，请继续参见图5，由于第一阵点单元71中的阵点60对应的间隔柱50是有一定尺寸的，并非一个点，当第一单位矢量v1与第一方向d1之间的夹角β1小于10°或者大于80°时，与第一单位矢量v1对应的两个第一阵点单元71沿第一方向d1可能存在交叠，可能出现与第一单位矢量v1对应的两个第一阵点单元71中有两个间隔柱50位于同一光栅电极40上的情形，不利于减少与同一光栅电极40对应的间隔柱50的数量。同理，当第二单位矢量v2与第一方向d1之间的夹角γ1小于10°或者大于80°时，与第二单位矢量v2对应的两个第一阵点单元71沿第一方向d1可能存在交叠，可能出现与第二单位矢量v2对应的两个第一阵点单元71中有两个间隔柱50位于同一光栅电极40上的情形，同样不利于减少与同一光栅电极40对应的间隔柱50的数量。

本发明将第一单位矢量v1与第一方向d1的夹角β1以及第二单位矢量v2与第一方向d1的夹角γ1设置为10°≤β1≤80°，10°≤γ1≤80°时，能够有效避免与第一单位矢量v1对应的两个第一阵点单元71中的间隔柱50位于同一光栅电极40上的情形，同时也能够有效避免与第二单位矢量v2对应的两个第一阵点单元71中的间隔柱50位于同一光栅电极40上的情形，因而更加有利于减少与同一光栅电极40对应的间隔柱50的数量，减小光栅电极40的两端同时被间隔柱50压断的可能，因而更加有利于提升光栅电极40中驱动信号传输的可靠性。

可选地，第一单位矢量v1与第一方向d1的夹角β1以及第二单位矢量v2与第一方向d1的夹角γ1还可设置为30°≤β1≤60°，30°≤γ1≤60°，或者，40°≤β1≤50°，40°≤γ1≤50°，或者，45°≤β1≤75°，45°≤γ1≤75°等。比如，具体地，第一单位矢量v1与第一方向d1的夹角β1可选为35°、48°或55°等等，第二单位矢量v2与第一方向d1的夹角γ1可设为35°、48°或55°等等。

在本发明的一种可选实施例中，图9和图10分别示出了图3中区域b的另一种局部放大示意图，所述第一阵点单元71包括至少两个阵点60，同一所述第一阵点单元71中，连接任意两个阵点60的各直线中，至少其中一条直线的延伸方向与所述第一方向d1相交。

具体而言，图9示出了一个第一阵点单元71包括两个阵点60的情形，图9中，同一第一阵点单元71中两个阵点60的连线l0与第一方向d1相交，如此，有效避免了同一第一阵点单元71中的两个阵点60位于同一光栅电极40上的现象，因此有利于减小同一光栅电极40所对应的间隔柱50的数量，进而有利于降低同一光栅电极40的两端同时被间隔柱50压断的可能。当一个第一阵点单元71包括两个阵点60时，连接两个阵点60的直线的延伸方向与第一方向d1之间的夹角例如可体现为大于0°且小于或者等于90°，进一步地可选为大于或者等于10°且小于或者等于90°，以避免两个阵点60沿第一方向d1出现交叠的现象，从而更加有利于避免两个阵点60位于同一光栅电极40的可能。

需要说明的是，当同一第一阵点单元中包括两个或者两个以上的阵点时，可将第一阵点单元中多个阵点所构成的图案的中心作为第一四边形的顶点。例如，当同一第一阵点单元包括两个阵点时，两个阵点的中心的连线的中点可作为第一四边形的顶点。

图10示出了一个第一阵点单元71包括三个阵点60的情形，图10中，同一第一阵点单元71内任意两个阵点60的连线中，三条直线中有两条直线延伸方向均与第一方向d1相交，仅一条直线的延伸方向与第一方向d1平行，如此，同一第一阵点单元71的三个阵点60中仅有两个阵点60会位于同一光栅电极40上，避免出现三个阵点60同时位于同一光栅电极40上的情形，因而同样有利于减小同一光栅电极40所对应的阵点60的数量，以降低光栅电极40被多个间隔柱50压断的可能。需要说明的是，当同一阵点60单元中连接两个阵点60的直线的延伸方向与第一方向d1不平行时，该直线与第一方向d1之间的夹角可选为大于或者等于10°且小于或者等于90°，以避免位于该直线上的两个阵点60沿第一方向d1出现交叠的现象，从而更加有利于避免两个阵点60位于同一光栅电极40的可能。

在本发明的一种可选实施例中，图11和图12分别示出了图3中区域b的另一种局部放大示意图，同一第一阵点单元71中，连接任意两个阵点60的各直线的延伸方向均与所述第一方向d1相交。

具体而言，图11示出了同一第一阵点单元71中包括三个阵点60且连接任意两个阵点60的直线的延伸方向均与第一方向d1相交的方案，图12示出了同一第一阵点单元71中包括六个阵点60且连接任意两个阵点60的直线的延伸方向与第一方向d1相交的方案，当连接任意两个阵点60的各直线的延伸方向均与第一方向d1相交时，大大降低了任意两个阵点60沿第一方向d1出现交叠的可能，进而在很大程度上降低了两个阵点60位于同一光栅电极40上的可能，因此更加有利于减小同一光栅电极40所对应的间隔柱50的数量，降低光栅电极40的两端同时被间隔柱50压断的可能。

可选地，当同一第一阵点单元71中，连接任意两个阵点60的各直线的延伸方向均与第一方向d1相交时，各直线与第一方向d1之间的夹角可选为大于或者等于10°且小于或者等于90°，以避免位于同一直线上的两个阵点60沿第一方向d1出现交叠的现象，从而更加有利于避免两个阵点60位于同一光栅电极40的可能。

在本发明的一种可选实施例中，对于各所述第一阵点单元71，每个所述第一阵列单元中的各所述阵点60的排列方式相同。

具体而言，请继续参见图9至图12，本发明的排列方式相同指的是各第一阵点单元71所包含的阵点60的数量相同且各第一阵点单元71中各阵点60所构成的图案及尺寸完全相同，即任一第一阵点单元71中的阵点60可看作是其他第一阵点单元71中阵点60的复制。例如当各第一阵点单元71包括两个阵点60时，两个阵点60之间的距离相同，连接两个阵点60的直线的延伸方向相同；当各第一阵点单元71包括三个阵点60时，三个阵点60单元所构成的三角形的结构完全相同，一个三角形可看作是其他三角形的复制粘贴；当各第一阵点单元71包括六个阵点60时，六个阵点60单元所构成的六边形的结构完全相同，一个六边形可看作是其他六边形的复制粘贴。当各第一阵点单元71中各阵点60的排列方式相同时，采用相同的尺寸及形状规则形成各个第一阵点单元71即可，无需为不同的第一阵点单元71设计不同的尺寸或形状，因而有利于简化光栅100中间隔柱50的制作工艺，提升生产效率。

可选地，本发明实施例所提供的光栅中，一个第一阵点单元可以包括两个或者两个以上的阵点，当一个第一阵点单元包括三个或三个以上的阵点时，一个第一阵点单元中的阵点可排列形成相应的多边形，例如三角形、四边形、五边形、六边形等等，排列形成的多边形例如可以为正多边形，当然也可体现为其他的不规则形状，比如形成多边形与阵点的组合结构，例如多边形限定的区域内设置一个或多个阵点等等，本发明对此不进行具体限定。

在本发明的一种可选实施例中，所述第一单位矢量v1的长度为a，所述第二单位矢量v2的长度为b，其中，200μm≤a≤2000μm，200μm≤b≤2000μm。

具体而言，请结合图5，当一个第一阵点单元71包括一个阵点60时，构成第一四边形81的四个第一阵点单元71中，四个阵点60分别作为第一四边形81的四个顶点，第一单位矢量v1的长度和第二单位矢量v2的长度分别是构成第一四边形81的相邻的两条边的长度，考虑到间隔柱50所对应的阵点60并非一个点，而是具有一定的尺寸的结构，因此上述长度可看作是阵点60(间隔柱50)的中心之间的连线的长度。当一个第一阵点单元71包括两个或两个以上的阵点60时，可将第一阵点单元71中多个阵点60构成的图案的中心作为测量点，第一单位矢量v1的长度和第二单位矢量v2的长度可对应两个第一阵点单元71中测量点之间的距离。

可以理解的是，当将第一单位矢量v1的长度a或第二单位矢量v2的长度b设置为小于200μm时，会导致相邻两个第一阵点单元71之间的距离较小，阵点60排布较为密集，导致每一光栅电极40均可能对应间隔柱50，增大了光栅电极40被压断的风险。而若将第一单位矢量v1的长度和第二单位矢量v2的长度设置为大于2000μm时，可能会导致相邻两个第一阵点单元71之间的距离较大，导致阵点60排布较为稀疏，降低了间隔柱50对第一基板10和第二基板20的支撑性能。因此，本发明将第一单位矢量v1的长度a和第二单位矢量v2的长度b设置为200μm≤a≤2000μm，200μm≤b≤2000μm时，有利于避免光栅100中第一阵点单元71的排布密度过大，降低光栅电极40被间隔柱50压断的风险，同时还有利于避免光栅100中第一阵点单元71的排布密度过小，保证间隔柱50对光栅100中第一基板10和第二基板20的支撑可靠性。

可选地，第一单位矢量v1的长度a和第二单位矢量v2的长度b可设置为400μm≤a≤1000μm，400μm≤b≤1000μm，例如二者均可选为500μm及左右。

可选地，第一单位矢量v1的长度a和第二单位矢量v2的长度b可设置为在误差允许的范围内相等，如此使得第一阵点单元在光栅中的排列更为均匀。当然，在本发明的一些其他可选实施例中，第一单位矢量v1的长度a和第二单位矢量v2的长度b还可设置为不相等，本发明对此不进行具体限定。

在本发明的一种可选实施例中，相邻两个光栅电极40之间的间距s1小于单个所述阵点60的直径s2。

可以理解地，由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件称为光栅(grating)。一般常用的光栅是在玻璃片上刻出大量平行刻痕制成，刻痕为不透光部分(对应本发明的光栅电极40)，两条刻痕之间的光滑部分可以透光，相当于一狭缝(对应本发明两个光栅电极40之间的间距)，本发明实施例中提及的相邻两个光栅电极40之间的间距s1即对应狭缝的宽度。相邻两个光栅电极40之间的间距越小，光栅100对应的狭缝数越多，明条纹越亮、越细，光栅的分辨率越高。本发明将相邻两个光栅电极40之间的间距设置为小于单个阵点60的直径(对应间隔柱50在第一基板10的正投影的直径)时，有利于减小相邻两个光栅电极40之间的间距，进而有利于提升光栅100的分辨率。

可选地，相邻两个光栅电极40之间的间距s1为大于0小于或者等于2μm，在此范围内越小越有利于提高光栅100的分辨率。

在本发明的一种可选实施例中，请参见图13，图13所示为图3中区域b的另一种局部放大示意图，当所述第一阵点单元71包括至少两个阵点60时，同一第一阵点单元71中任意相邻两个阵点60之间的距离为d3；相邻两个所述第一阵点单元71中，其中一个所述第一阵点单元71中的一个阵点60和另一个所述第一阵点单元71中的一个阵点60之间的最小距离为d4，其中，0.2≤d3/d4≤5。

具体而言，图13以同一第一阵点单元71中包括四个阵点60为例进行说明，同一第一阵点单元71中的四个阵点60构成一个小的平行四边形。当第一阵点单元71包括四个阵点60时，同一第一阵点单元71中任一相邻两个阵点60之间的距离d3指的是上述小的平行四边形的边长，具体指的是相邻两个阵点60的中心之间的距离。相邻两个第一阵点单元71中，一个第一阵点单元71中的一个阵点60和另一个第一阵点单元71中的一个阵点60之间的最小距离d4指的是，相邻两个第一阵点单元71中，距离最近的两个阵点60之间的距离。本发明设计0.2≤d3/d4≤5，有利于避免同一第一阵点单元71中相邻两个阵点60之间的距离与相邻两个第一阵点单元71中相邻两个阵点60之间的距离差异过大，从而有利于提升阵点60在光栅中的分布均匀性，即有利于提升与阵点60对应的间隔柱50在光栅中的分布均匀性，以提升不同区域的间隔柱50对光栅中的第一基板和第二基板的支撑力的均一性。

在本发明的一种可选实施例中，请参见图11和图12，当所述第一阵点单元71包括至少三个阵点60时，同一所述第一阵点单元71中的多个阵点60的连线形成正多边形。

具体而言，图11示出了当第一阵点单元71包括三个阵点60时，三个阵点60的连线形成等边三角形的情形，图12示出了当第一阵点单元71包括六个阵点60时，六个阵点60的连线形成正六边形的情形。当同一第一阵点单元71中的多个阵点60的连线形成正多边形时，同一第一阵点单元71中的多个阵点60呈规则排布，规则排布的结构有利于简化间隔柱50的制作工艺，提高光栅的生产效率。

在本发明的一种可选实施例中，图14所示为图3中区域b的另一种局部放大示意图，请参见图14，多个所述阵点60包括多个第二阵点单元72，多个所述第二阵点单元72呈阵列排布，其最小重复单元包括四个所述第二阵点单元72，该四个所述第二阵点单元72位于一个第二四边形82的四个顶点，所述第二四边形82的相邻的两条边分别定义为第三单位矢量v3和第四单位矢量v4，所述第三单位矢量v3和所述第四单位矢量v4之间的夹角为α2，且0°<α2≤90°；所述第三单位矢量v3与所述第一方向d1之间的夹角为β2，且β2≠0°，β2≠180°，所述第四单位矢量v4与所述第一方向d1之间的夹角为γ2，且γ2≠0°，γ2≠180°；

其中第二四边形82所在的位置与第一四边形81所在的位置不重合。

具体而言，请参见图14，该实施例示出了本发明实施例所提供的光栅中，多个阵点60同时包括第一阵点单元71和第二阵点单元72的方案，为了更清楚地体现本发明的方案，图14中以不同的填充示出第一阵点单元71和第二阵点单元72，这并不对第一阵点单元71和第二阵点单元72所对应的间隔柱50的材料等构成限定。

与第一阵点单元71的排布方式类似地，第二阵点单元72的最小重复单元包括由四个第二阵点单元72，四个第二阵点单元72位于一个第二四边形82的四个顶点。当将第二四边形82的相邻两条边分别定义为第三单位矢量v3和第四单位矢量v4时，第三单位矢量v3和第四单位矢量v4均与光栅电极40的延伸方向不平行，即第三单位矢量v3与第一方向d1的夹角β2满足：β2≠0°且β2≠180°，第四单位矢量v4与第一方向d1的夹角γ2满足：γ2≠0°，γ2≠180°，且第三单位矢量v3与第四单位矢量v4之间的夹角为α2，0°<α2≤90°，如此有效避免了第三单位矢量v3对应的两个第二阵点单元72中的间隔柱50集中于同一光栅电极40上的情形，同时也有效避免了第四单位矢量v4对应的两个第二阵点单元72中的间隔柱50集中于同一光栅电极40上的情形，因此有效减小了与同一光栅电极40所对应的间隔柱50的数量，大大降低了光栅电极40被间隔柱50压断的风险，降低了同一光栅电极40的两端同时被间隔柱50压断的可能性，因而有利于提升光栅电极40传输驱动信号的可靠性，进而有利于提升光栅100的使用可靠性。

可选地，当阵点60同时包括第一阵点单元71和第二阵点单元72时，第二阵点单元72的排布密度与第一阵点单元71的排布密度可设置为相同，从而使得第一阵点单元71和第二阵点单元72的整体排布更为均匀。当然，在本发明的一些其他实施例中，第二阵点单元72的排布密度与第一阵点单元71的排布密度也可设置为不同，可根据实际情况进行灵活设定。

可选地，当阵点60同时包括第一阵点单元71和第二阵点单元72时，一个第二阵点单元72所包含的阵点60的数量与一个第一阵点单元71所包含的阵点60的数量可设计为相同，亦可设计为不同。例如图14所示实施例中示出了一个第一阵点单元71包括一个阵点60，一个第二阵点单元72也包括一个阵点60的情形。在本发明的其他一些实施例中，第一阵点单元71和第二阵点单元72分别所包含的阵点60的数量可根据实际需求进行灵活设定。

第二四边形的形状和大小可以与第一四边形的形状和大小均相同，或者，第二四边形的形状可以与第一四边形的形状相同，或者，第二四边形的形状可以与第一四边形的形状不同，比如四边形的相邻两边的长度比例不同，或者，相邻两边之间的夹角不同。

在本发明的一种可选实施例中，图15所示为图3中区域b的另一种局部放大示意图，一个所述第二阵点单元72与一个所述第一四边形81对应，且一个所述第二阵点单元72位于所述第一四边形81所限定的范围内。

具体而言，请参见图15，当阵点60单元同时包含第一阵点单元71和第二阵点单元72时，第一阵点单元71的最小重复单元对应第一四边形81，第二阵点单元72的最小重复单元对应第二四边形82，此时，一个第二阵点单元72可位于一个第一四边形81所限定的范围内，如此可参照第一阵点单元71对应的第一四边形81的位置来设定第二阵点单元72的位置，因而有利于简化在光栅100中引入第二阵点单元72后的制作工艺。

可选地，当将第二阵点单元72设置在第一四边形81所限定的范围内时，可将第二阵点单元72设置在第一四边形81的中心区域，即以第一四边形81的两条对角线的交点为中心以一定的尺寸为半径所形成的区域，从而使得第一阵点单元71和第二阵点单元72在光栅100中更为均匀的排布，进而使第一基板10和第二基板20在各个区域所受到的支撑力更为均匀。

在本发明的一种可选实施例中，与同一个所述光栅电极40交叠的所述间隔柱50中，相邻两个间隔柱50之间的距离大于或者等于2倍第一单位矢量v1的长度的2倍，或者，大于或者等于第二单位矢量v2长度的2倍。

相关技术所提供的光栅中，例如请参见图2，沿光栅电极40’的延伸方向，与同一光栅电极40’对应的多个间隔柱50’中，相邻两个间隔柱之间的距离与第一单位矢量v1’的长度是相等的，而且相邻两个间隔柱之间的距离还小于第二单位矢量v2’的长度，如此导致与同一光栅电极40’对应的间隔柱的数量较大，极大增加了光栅电极被压断的风险。本发明中，例如请结合图5，将与同一光栅电极40交叠的间隔柱50中，相邻两个间隔柱之间的距离设置为大于或者等于2倍的第一单位矢量v1的长度，且大于或者等于2倍的第二单位矢量v2的长度，相比于现有技术而言，增大了与同一光栅电极交叠的间隔柱中相邻两个间隔柱之间的距离，在光栅电极长度一定时，相当于减小了与同一光栅电极所交叠的间隔柱的数量，因此大大降低了光栅电极被间隔柱压断的风险。

可选地，本发明中，与同一光栅电极交叠的间隔柱中，相邻两个间隔柱之间的距离还可大于第一单位矢量的长度的2倍，比如为5倍、8倍、10倍等等，同样地，相邻两个间隔柱之间的距离还可大于第二单位矢量的长度的2倍，比如为5倍、8倍、10倍等等，倍数越大，越有利于减小与光栅电极所交叠的间隔柱的数量，越有利于降低光栅电极被间隔柱压断的风险。

在本发明的一种可选实施例中，请参见图4，沿垂直于所述第一基板10的方向，各所述间隔柱50的高度相等。

具体而言，图示出了光栅100中各个间隔柱50在沿垂直于第一基板10的方向的高度均相等的情形，此时，沿垂直于第一基板10的方向，间隔柱50的一端与第一基板10接触，另一端与第二基板20接触，从而对第一基板10和第二基板20起到了较佳的支撑作用，避免第一基板10和第二基板20在受到外界的按压作用力而发生形变的现象，同时间隔柱50还能有效控制液晶层30的厚度。

在本发明的一种可选实施例中，图16所示为图3中光栅100的另一种aa截面图，所述间隔柱50包括主间隔柱51和辅间隔柱52，沿垂直于所述第一基板10的方向，所述主间隔柱51的高度大于所述辅间隔柱52的高度，所述主间隔柱51均匀排布，所述辅间隔柱52均匀排布。

具体而言，图16示出了光栅100中的间隔柱50包括主间隔柱51和辅间隔柱52的情形，主间隔柱51和辅间隔柱52的区别在于二者的高度不同，沿垂直于第一基板10的方向，主间隔柱51的高度较大，辅间隔柱52的高度较小。高度较大的主间隔柱51在对第一基板10和第二基板20起到支撑作用的同时，还可以维持光栅100中的液晶盒厚。在受到外界的按压作用时，辅间隔柱52均能够起到进一步的支撑作用，避免第一基板10或第二基板20发生明显变形。本发明实施例中主间隔柱51在光栅100中均匀排布，有利于提升不同区域的主间隔柱51对第一基板10和第二基板20的支撑力的均一性；本发明实施例中辅间隔柱52在光栅100中均匀排布，有利于提升不同区域的辅间隔柱52对第一基板10和第二基板20的支撑力的均一性。

在本发明的一种可选实施例中，当所述第一阵点单元71包括至少两个间隔柱50时，同一所述第一阵点单元71包括至少一个主间隔柱51和至少一个辅间隔柱52。

具体而言，请参见图9，当第一阵点单元71包括两个或者两个以上的间隔柱50时，该第一阵点单元71中的阵点60所对应的间隔柱50同时包括主间隔柱51和辅间隔柱52，从而使得主间隔柱51和辅间隔柱52整体在光栅100中排布更为均匀，此种排布方式有利于提升第一基板10和第二基板20在不同区域所受到的支撑力的均一性。

可选地，当光栅中同时包括第一阵点单元71和第二阵点单元72时，例如请参见图14，第一阵点单元71对应的间隔柱50可体现为主间隔柱51，第二阵点单元72对应的间隔柱50可体现为辅间隔柱52。当然，在本发明的其他一些实施例中，第一阵点单元71对应的间隔柱也可体现为辅间隔柱，第二阵点单元72对应的间隔柱也可体现为主间隔柱，本发明对此不进行具体限定。需要说明的是，当间隔柱50同时包括主间隔柱和辅间隔柱时，主间隔柱和辅间隔柱的密度可设置为相同，亦可设置为不同，本发明对此不进行具体限定。

在本发明的一种可选实施例中，请参见图5，所述光栅电极40的宽度小于所述间隔柱50在所述第一基板10的正投影的外径s2。

具体而言，光栅电极40的宽度越小，且相邻光栅电极40之间的间距越小时，光栅100的分辨率将越高。为保证间隔柱50的支撑可靠性，通常将间隔柱50在第一基板10的正投影的外径设置在5μm～20μm。本发明将光栅电极40的宽度设计为小于间隔柱50在第一基板10的正投影的外径时，有利于减小光栅电极40的宽度，进而有利于提高光栅100的分辨率。

图17所示为图3中光栅的另一种aa截面图，如图16和图17所示，光栅100还包括位于第一基板10和第二基板20之间的液晶层30，其中，向光栅电极40施加驱动电压时，能够驱动液晶层30中的液晶发生偏转。间隔柱50在第一基板10和第二基板20之间起到支撑作用，避免第一基板10和第二基板20在外力的作用下发生形变，另外，还能够在第一基板10和第二基板20之间保持设置液晶层30的空间。

基于同一发明构思，本发明还提供另外一种光栅，图18所示为发明实施例所提供的另一种光栅的局部放大示意图，其截面结构可参见图4，该光栅包括：

相对设置的第一基板10和第二基板20，以及位于所述第一基板10和所述第二基板20之间的多个光栅电极40和多个间隔柱50；

多个所述光栅电极40沿第一方向d1延伸，且沿第二方向d2排列，所述第一方向d1与所述第二方向d2交叉；

在平行于所述第一基板10的平面上，所述间隔柱50所在的位置称为阵点，多个所述间隔柱50对应多个所述阵点60，多个所述阵点60包括多个第一阵点91，多个所述第一阵点91被划分为多个重复单元，所述重复单元包括至少三个所述第一阵点91，所对应的形状的周长和面积最小的重复单元为第一阵点团90，所述第一阵点团90中的任意两个所述第一阵点91之间的连线的延伸方向与所述第一方向d1不同。

请参见图18，本实施例所提供的光栅中，各重复单元之间可以通过多次平移(不包括转动)的方式实现重叠。重复单元对应的形状的周长和面积最小的重复单元为第一阵点团90，该形状是由位于最外侧的第一阵点91连接形成的凸形状，所谓凸形状指的是，对于该形状的每一条边所在直线而言，该形状均位于该直线的同一侧，不会出现该直线将该形状划分成两部分的情况。可选地，上述重复单元对应的图形状例如可以为正多边形(正三角形、矩形、正五边形、正六边形等等)，也可以是一般多边形，比如梯形或者其他非规则的图形，图18仅以第一阵点团90的形状为三角形为例进行说明。

本发明实施例所提供的光栅中，第一阵点团90中的任意两个第一阵点91之间的连线的延伸方向与第一方向d1不同，即与光栅电极40的延伸方向不同，如此有效避免了第一阵点团90中的任意两个第一阵点91集中于同一光栅电极40上的情形，因此有效减少了与同一光栅电极40所对应的间隔柱50的数量，大大降低了光栅电极40被间隔柱50压断的风险，同时降低了同一光栅电极40的两端同时被间隔柱50压断的可能性，因而有利于提升光栅电极40传输驱动信号的可靠性，进而有利于提升光栅的使用可靠性。

在本发明的一种可选实施例中，请继续参见图18，对于相邻两个所述第一阵点团90，所述第一阵点团90的中心点之间的连线的延伸方向与所述第一方向d1不同。

请继续参见图18，相邻两个第一阵点团90的中心点之间的连线的延伸方向与第一方向d1相交，即与光栅电极40的延伸方向相交。可以理解的是，当相邻两个第一阵点团90的中心之间的连线的延伸方向与第一方向d1相同时，即当第一阵点团90的平移方向与第一方向d1相同时，由于相邻两个第一阵点团90中第一阵点91的排布方式均相同，必然会出现两个第一阵点团90中排布位置相同的两个第一阵点91位于同一光栅电极40上的情形，不利于减小同一光栅电极40所对应的间隔柱50的数量。而本申请将相邻两个第一阵点团90的中心点的连线的延伸方向与第一方向d1设置为不同时，即将第一阵点团90的平移方向与第一方向d1设置为不同，有效避免了相邻两个第一阵点团90中排布位置相同的两个第一阵点91同时设置于同一组光栅电极40上的可能，因而有利于进一步减少与同一光栅电极40所对应的间隔柱50的数量，降低光栅电极40被间隔柱50压断的风险。

需要说明的是，本发明中，第一阵点团90的中心点指的是第一阵点团90中各第一阵点91连接形成的凸形状的中心点。

基于同一发明构思，本发明还提供一种全息3d显示设备，图19所示为本发明实施例所提供的全息3d显示设备的一种结构示意图，该全息3d显示设备200包括：

光源设备111，所述光源设备111用于时序出射相干rgb三色光；

扩束准直组件112，用于对所述光源设备出射的光进行扩束和准直处理；

空间光调制器12，用于对所述扩束准直组件出射的光依次进行相位调制和振幅调制；

场镜13以及光栅100，所述场镜13至少用于提高空间光调制器12出射光线的边缘光线入射所述光栅100的能力；所述光栅100用于基于入射光线形成左眼图像和右眼图像；

其中，所述光栅100为本发明上述任一实施例中的光栅100。

本发明实施例所提供的全息3d显示设备，采用上述实施例所提供的光栅100，该光栅100能够基于入射光线形成左眼图像和右眼图像，从而实现大角度的全息显示。本发明实施例所提供的全息3d显示设备中，通过设置第一阵点单元的排列方式，有效减小了与同一光栅电极所对应的间隔柱的数量，大大降低了光栅电极被间隔柱压断的风险，因而有利于提升光栅电极传输驱动信号的可靠性，进而有利于提升全息3d显示设备的显示可靠性。

对于本发明所提供的显示装置而言，由于其与以上实施例中公开的光栅相对应，所以描述的比较简单，相关之处可参见光栅对应部分的说明即可。

综上，本发明提供的光栅及全息3d显示设备，至少实现了如下的有益效果：

本发明实施例所提供的光栅及全息3d显示设备中，光栅包括相对设置的第一基板和第二基板以及位于第一基板和第二基板之间的液晶层、光栅电极和间隔柱，其中，向光栅电极施加驱动电压时，能够驱动液晶层中的液晶发生偏转；间隔柱能够对第一基板和第二基板起到支撑的作用，避免第一基板和第二基板在外力的作用下发生形变。本申请中的间隔柱所在的位置称为阵点，多个阵点包括呈阵列排布的多个第一阵点单元，多个第一阵点单元的最小重复单元包括四个第一阵点单元，该四个第一阵点单元位于一个第一四边形的四个顶点，当将第一四边形的相邻两条边分别定义为第一单位矢量和第二单位矢量时，本发明中第一单位矢量和第二单位矢量与光栅电极的延伸方向均不平行，且第一单位矢量与第二单位矢量之间的夹角为α1，0°<α1≤90°，如此有效避免了第一单位矢量对应的两个第一阵点单元中的间隔柱集中于同一光栅电极上的情形，同时也有效避免了第二单位矢量对应的两个第一阵点单元中的间隔柱集中于同一光栅电极上的情形，因此有效减小了与同一光栅电极所对应的间隔柱的数量，大大降低了光栅电极被间隔柱压断的风险，因而有利于提升光栅电极传输驱动信号的可靠性，进而有利于提升光栅的使用可靠性和全息3d显示设备的显示可靠性。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。