3d显示基板及其制作方法、3d显示装置的制造方法_2

文档序号:8921673阅读:来源:国知局
发明的有益效果如下:
[0058] 上述方案中,在显示基板的衬底基板上直接制作用于实现3D显示的光学结构,与 现有技术中将透镜层与显示面板贴附一起相比,避免了由于贴附工艺所带来的对位较差的 问题,提高对位精度,且有利于生产效率提高,成本降低。
【附图说明】
[0059] 图1表示现有技术中的柱状透镜3D显示装置的结构示意图;
[0060] 图2表不本发明实施例中提供的3D显不基板的结构不意图;
[0061] 图3表示本发明实施例中提供的3D显示装置的结构示意图;
[0062] 图4表示一个柱状透镜单元的分光示意图;
[0063] 图5表不本发明实施例提供的3D显不基板实现3D显不的原理不意图;
[0064] 图6表示柱状透镜单元的光路图;
[0065] 图7表示柱状透镜单元的分光原理图。
【具体实施方式】
[0066] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并 非用于限定本发明的范围。
[0067] 针对现有技术中3D显示装置中是通过将柱状透镜组成的透镜层贴附于显示面板 上,存在对位精度差等技术问题,本发明提供了一种3D显示基板,可以解决上述问题。
[0068] 如图2所不,本发明提供的3D显不基板包括:
[0069] 衬底基板100 ;
[0070] 形成于衬底基板100上的彩色滤光层200 ;
[0071] 以及形成在所述衬底基板100上,并位于所述彩色滤光层200的出光侧的光学结 构层300,所述光学结构层300包括光折射率不同的第一透光层301和第二透光层302,其 中所述第一透光层301与所述第二透光层302的交界面呈凹凸结构,以使所述第一透光层 301和所述第二透光层302中的一个形成用于实现3D显示的透镜阵列结构。
[0072] 上述方案,通过在显示基板的衬底基板100上直接制作用于实现3D显示的光学结 构,与现有技术中将透镜层与显示面板贴附一起相比,避免了由于贴附工艺所带来的对位 较差的问题,提高对位精度,且有利于生产效率提高,成本降低。
[0073] 需要说明的是,本发明所提供的3D显示基板优选的可以是液晶显示面板的彩膜 基板,也可以是其他显不基板,例如OLED显不基板等。
[0074] 以下以本发明的3D显示基板为液晶显示面板的彩膜基板为例,来说明本发明所 提供的3D显示基板的优选实施例。
[0075] 在本实施例中,优选的,如图2所示,所述光学结构层300与所述彩色滤光层200 位于所述衬底基板1〇〇的同一侧,且所述光学结构层300形成于所述衬底基板100与所述 彩色滤光层200之间。
[0076] 上述方案中,所述光学结构层300形成于衬底基板100上,并位于所述彩色滤光层 200与所述衬底基板100之间,如图2和图3所示,显示装置的背光源的光线经过下偏振片 400,经过阵列基板后可入射至液晶盒,通过彩膜基板上的彩色滤光层200之后入射至光学 结构层300的透镜阵列结构上,由于第一透光层301与第二透光层302的光折射率不同,因 而在第一透光层301与第二透光层302的交界面上发生折射,产生方向不同的两组折射光 线,这两组折射光线再经过该显示基板上的上偏光片500出射,最终两组折射光线分别进 入观看者的左右眼,经过大脑的融合,即可看到3D图像。
[0077] 需要说明的是,在其他实施例中,所述光学结构层300也可以是与所述彩色滤光 层200形成于衬底基板100的不同侧,且使得所述光学结构层300位于所述彩色滤光层200 的出光侧,如此,将经过彩色滤光层200出射的光进行入射至衬底基板100,再经衬底基板 100入射至光学结构层300的透镜阵列结构上,在第一透光层301与第二透光层302的交界 面上发生折射,产生方向不同的两组折射光线,这两组折射光线再经过该显示基板上的上 偏光片500出射,最终两组折射光线分别进入观看者的左右眼,即可实现3D显示。
[0078] 在本实施例中,优选的,如图2和图3所示,所述第一透光层301位于靠近所述彩 色滤光层200的一侧,所述第二透光层302位于所述第一透光层301的远离所述彩色滤光 层200的一侧;其中所述第一透光层301的光折射率大于所述第二透光层302的光折射率, 且所述第一透光层301形成向所述衬底基板100所在方向凸出的透镜阵列结构,即所述第 一透光层301形成凸透镜阵列。
[0079] 上述方案中,所述透镜阵列结构形成于衬底基板与彩色滤光层之间,即,所述透镜 阵列结构内置,在本发明的其他实施例中,所述透镜阵列结构也可以与彩色滤光层分别设 置于衬底基板的不同侧,也就是说,透镜阵列结构外置。而将所述透镜阵列结构内置与将所 述透镜阵列结构外置相比,将所述透镜阵列结构外置,需要在基板外再设置一层保护层,工 艺增加,且会增加基板厚度,不利于显示面板薄化。
[0080] 此外,上述方案中,所述第一透光层301呈透镜阵列结构,由于第一透光层301的 光折射率大于第二透光层302的光折射率,从彩色滤光层200出射的光可以在第一透光层 301和第二透光层302的交界面上利用凸透镜的分光作用,而形成两组光线,进而实现3D显 不〇
[0081] 应当理解的是,在本发明的其他实施例中,也可以是结合第一透光层301和第二 透光层302的光折射率,形成其他透镜阵列结构,来实现3D显示,例如:当所述第一透光层 301的光折射率小于所述第二透光层302的光折射率时,由所述第二透光层302形成向所述 彩色滤光层200所在方向凸出的透镜阵列结构,也就是,所述第一透光层301呈向所述彩色 滤光层200所在方向凹陷的凹透镜阵列结构,此时,从彩色滤光层200出射的光可以在第一 透光层301和第二透光层302的交界面上利用凹透镜的分光作用,而形成两组光线,进而实 现3D显示。
[0082] 在本实施例中,进一步优选的,如图2所示,所述透镜阵列结构包括在所述衬底基 板100上沿第一预定方向排列的多个柱状透镜单元,每一柱状透镜单元包括一基底部分 3011以及与一所述基底部分连接的凸透镜部分3012。
[0083] 采用上述方案,所述透镜阵列结构由多个柱状透镜单元排列形成,在本发明的其 他实施例中,所述透镜阵列结构可以并不仅局限于柱状透镜阵列,还可以采用其他形式的 透镜阵列来实现,在此不一一列举。
[0084] 此外,在本实施例中,优选的,当所述第一透光层301呈向衬底基板100所在方向 凸出的凸透镜阵列时,所述第一透光层301的每个所述柱状透镜单元的凸透镜部分3012的 焦点位于所述彩色滤光层200的光出射面所在的平面上,以使得实现3D显示,且3D显示效 果更好,此外,可以有利于对透镜阵列结构的各参数进行计算,以获取更好显示效果。
[0085] 采用上述方案,图4所示为是本实施例中柱状透镜单元的分光原理图。结合图4所 示,彩色滤光层200位于柱状透镜单元的凸透镜部分3012的焦点所在平面(焦平面)上, 其中,一个柱状透镜单元的凸透镜部分3012的焦点0出射的光经柱状透镜单元之后成为两 束平行光,而位于〇点一侧的Y点出射的光线经过柱状透镜单元之后折射分成两束平行光, 同理,位于0点另一侧的X点出射的光线经过柱状透镜单元向上折射形成两束平行光,如图 5所示,多个柱状透镜单元的分光作用应用在该3D显示基板中,人眼即可得到立体的图像。
[0086] 在本实施例中,优选的,如图2和图3所示,所述彩色滤光层包括在所述第一预定 方向上形成的多列彩色滤光单元;其中在所述第一预定方向上,每一所述柱状透镜单元至 少与相邻的两列彩色滤光单元所对应。
[0087] 采用上述方案,在垂直于第一预定方向的第二方向上,使用者的左眼观看区域和 右眼观看区域看到的彩色滤光单元不是一列,可以是两排以及两排以上,所以可以在同一 个左眼观看区域以及右眼观看区域里面实现彩色滤光单元之间的相互借用,从而实现虚拟 显不效果,进而提尚3D显不装置的显不画面品质。
[0088] 以下说明本实施例中,当所述第一透光层301形成向所述衬底基板100所在方向 凸出的透镜阵列结构时,所述透镜阵列结构的优化设计参数。
[0089] 图6所示为柱状透镜单元的光路图。其中设F和F'分别是柱状透镜单元中的物 方焦点和像方焦点,设H和为柱状透镜单元的物方主点和像方主点, ni为柱状透镜单 元(即所述第一透光层301)的光折射率,n2为柱状透镜单元所在介质(即所述第二透光层 302)的光折射率。
[0090] 那么,由几何光学基本原理可知,柱状透镜单元的焦距为:
[0092] 物方主点H到柱状透镜单元的基底部分的平坦的后表面的距离为:
[0094] 其中d为柱状透镜单元在第二预定方向上的厚度,r为柱状透镜单元的凸透镜部 分的曲率半径。
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