用于裸眼立体显示设备的狭缝光栅及裸眼立体显示设备的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于裸眼立体显示设备的狭缝光栅及裸眼立体显示设备。该狭缝光栅包括基板以及间隔设置于基板上的多个遮光条，遮光条用于遮挡入射光线，狭缝光栅进一步包括位于遮光条之间的透光区域的线栅，线栅用于透射入射光线的第一偏振分量且反射入射光线的与第一偏振分量垂直的第二偏振分量。该裸眼立体显示设备包括背光模组、液晶面板以及上述狭缝光栅，狭缝光栅设置于背光模组与液晶面板之间。本发明能够显著提高显示器的亮度，同时降低了成本并减薄了产品的厚度。
【专利说明】
用于裸眼立体显示设备的狭缝光栅及裸眼立体显示设备
技术领域
[0001]本发明涉及裸眼立体显示技术领域，特别是涉及一种用于裸眼立体显示设备的狭缝光栅及裸眼立体显示设备。
【背景技术】
[0002]3D显示技术由于能够再现自然界中人类所熟悉的认知方式已经成为未来显示技术的必然发展趋势，其中裸眼3D技术由于摆脱了复杂的辅助设备而大受欢迎。
[0003]实现裸眼3D显示的方式多种多样，包括光栅、透镜技术等，其中光栅技术由于能够有效阻绝不同视点之间的图像串扰，具有较优的立体显示效果，但同时由于光栅的遮光部分几乎遮住了一半左右的光线透过，使得3D模式的亮度损失了一半左右，对于2D/3D可切换的显示器使得2D图像的亮度也明显下降，因而有必要采用相应的技术予以解决。
[0004]如图1所示，图1是传统的后置式光栅式裸眼立体显示器的结构示意图，包括依次叠设的背光模组1、增亮膜2、光栅层3、下偏振片4、液晶面板5和上偏光片6，其中，背光模组I包括LED11、导光板12和扩散片13，LED11设置在导光板12的侧边上，扩散片13设置在导光板12的上方。如图2所示，图2是现有技术的光栅层的平面结构示意图。光栅层3包括间隔设置的遮光条31，遮光条31处为遮光区域，两个遮光条31之间为透光区域32。背光模组I经过增亮膜2后部分偏振光得到重复利用，亮度显著增加，但是在经过光栅层3后遮光部分仍然会导致亮度损失。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种用于裸眼立体显示设备的狭缝光栅及裸眼立体显示设备，能够解决现有技术存在的光栅的遮光部分导致亮度损失的问题。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的一个技术方案是:提供一种用于裸眼立体显示设备的狭缝光栅，所述狭缝光栅包括基板以及间隔设置于所述基板上的多个遮光条，所述遮光条用于遮挡入射光线，所述狭缝光栅进一步包括位于所述遮光条之间的透光区域的线栅，所述线栅用于透射所述入射光线的第一偏振分量且反射所述入射光线的与所述第一偏振分量垂直的第二偏振分量。
[0007]其中，所述遮光条进一步反射所述入射光线。
[0008]其中，所述线栅包括间隔设置于所述透光区域内的多条金属线。
[0009]其中，所述金属线与所述遮光条平行或倾斜设置。
[0010]其中，所述线栅进一步包括介于所述多条金属线与所述基板之间的介质层。
[0011]其中，所述介质层进一步设置于所述遮光条与所述基板之间。
[0012I其中，所述金属线的材料为Al、Ag和Au中的至少一种或组合，所述介质层的材料为Si02、Si0、Mg0、Si3N4、Ti02 和 Ta2O5 中的一种或组合。
[0013]其中，所述遮光条的排列周期为30-300μπι，所述金属线的排列周期为20-500nm。
[0014]其中，所述遮光条为金属条，且与所述金属线由同一层金属通过图案化工艺形成。
[0015]为实现上述目的，本发明采用的另一个技术方案是:提供一种裸眼立体显示设备，所述裸眼立体显示设备包括背光模组、液晶面板以及上述狭缝光栅，所述狭缝光栅设置于所述背光模组与所述液晶面板之间。
[0016]本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况，本发明通过在光栅的透光区域中设置线栅，该线栅能透射入射光线的第一偏振分量并反射入射光线的与第一偏振分量垂直的第二偏振分量，因而该线栅具有光场回收功能，该狭缝光栅应用于裸眼立体显示设备中时，能够显著提高显示器的亮度，并且节省了传统裸眼立体显示设备中的增亮膜与下偏光片结构，兼具降低成本与减薄厚度的优势。
【附图说明】
[0017]图1是传统的后置式光栅式裸眼立体显示器的结构示意图；
[0018]图2是现有技术的光栅层的平面结构示意图；
[0019]图3是本发明用于裸眼立体显示设备的狭缝光栅实施例的结构示意图；
[0020]图4是本发明用于裸眼立体显示设备的狭缝光栅另一实施例的结构示意图；
[0021]图5是本发明用于裸眼立体显示设备的狭缝光栅的截面结构示意图；
[0022]图6是本发明用于裸眼立体显示设备的狭缝光栅的截面结构示意图；
[0023]图7是本发明裸眼立体显示设备实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细描述。
[0025]参阅图3，图3是本发明用于裸眼立体显示设备的狭缝光栅实施例的结构示意图。
[0026]本发明提供了一种用于裸眼立体显示设备的狭缝光栅，该狭缝光栅包括基板(图未示)以及间隔设置于基板上的多个遮光条41，遮光条41用于遮挡入射光线，遮光条41的区域为遮光区域，遮光条41之间的区域则为透光区域42，遮光区域与透光区域42周期分布。狭缝光栅进一步包括位于遮光条41之间的透光区域42的线栅，线栅43用于透射入射光线的第一偏振分量且反射入射光线的与第一偏振分量垂直的第二偏振分量。
[0027]入射光经过该狭缝光栅时，遮光条41遮挡了部分入射光，而进入透光区域42的另一部分入射光中，第一偏振分量透过透光区域的线栅43，第二偏振分量被线栅43反射，从而能对该部分偏振光进行回收，以提高显示器的亮度。
[0028]区别于现有技术，本发明通过在光栅的透光区域42中设置线栅43，该线栅43能透射入射光线的第一偏振分量并反射入射光线的与第一偏振分量垂直的第二偏振分量，因而该线栅43具有光场回收功能，该狭缝光栅应用于裸眼立体显示设备中时，能够显著提高显示器的亮度，并且节省了传统裸眼立体显示设备中的增亮膜与下偏光片结构，兼具降低成本与减薄厚度的优势。
[0029]具体地，本实施例的遮光条41进一步反射入射光线，被反射的入射光线经过背光的反射片后能够重新得到利用，从而能显著增加光栅式裸眼立体显示器的亮度。
[0030]线栅43包括间隔设置于透光区域内的多条金属线430，形成金属线430的金属材料为具有较大折射率虚部的材料，例如Al、Ag和Au中的至少一种或组合等，从而提高了对入射光线的第二偏振分量的反射率，能显著地反射入射光线的第二偏振分量。举例而言，本实施例中的第一偏振分量为垂直于线栅的TM偏振光，第二偏振分量为平行于遮光条的TE偏振光。
[0031]为进一步提高遮光条41对入射光线的反射率，可以采用金属形成遮光条41，在一个实施例中，该遮光条41由具有较大折射率虚部的金属材料形成，例如，与金属线一致的Al、Ag和Au中的一种或者组合等。遮光条41和金属线430可以是单层结构，在制作过程中，遮光条41可以与金属线430由同一层金属通过图案化工艺形成，从而简化了制程。当然，遮光条41与金属线430可以是分别为单层结构组合成的复合结构。
[0032]遮光条41的排列周期为30-300μπι，例如10(^111、15(^111、20(^111或者27(^111等。金属线430的周期小于1口111，例如，本实施例中金属线的排列周期为20-50011111，占空比为0.1-0.9，因而遮光条41和金属线430两者不冲突。
[0033]图3所示的狭缝光栅中，金属线430平行于光栅的遮光条41排列，当然，该金属线430也可以倾斜于光栅的遮光条41进行排列，如图4所示，图4是本发明用于裸眼立体显示设备的狭缝光栅另一实施例的结构示意图。由于金属线430的排列方向决定了偏振态的透过与反射，因而，金属线430的排列方向需要依据具体的偏振需求来决定。
[0034]在一个实施例中，线栅43包括介于多条金属线430与基板45之间的介质层431，如图5所示，图5是本发明用于裸眼立体显示设备的狭缝光栅的线栅的截面结构示意图。其中，介质层431的材料为Si02、Si0、Mg0、Si3N4、Ti02和Ta2O5中的一种或组合。
[0035]值得一提的是，在另一个实施例中，该介质层431还可以设置于遮光条41与基板45之间，如图6所示，图6是本发明用于裸眼立体显示设备的狭缝光栅的截面结构示意图。
[0036]本发明还提供了一种裸眼立体显示设备，如图7所示，图7是本发明裸眼立体显示设备实施例的结构示意图。裸眼立体显示设备包括背光模组50、液晶面板60以及狭缝光栅40，狭缝光栅40为上述任意一实施例的狭缝光栅40，该狭缝光栅40设置于背光模组50与液晶面板60之间。
[0037]具体地，背光模组50包括LED光源501、导光板502和扩散片503，例如图7所示的，LED光源501设置在导光板502的侧边上，扩散片503设置在导光板502的上方。液晶面板60上方还设有偏光片70。该裸眼立体显示设备由于采用了本发明上述实施例中的狭缝光栅40，该狭缝光栅40的遮光条和透光区域中的线栅的金属线均能反射入射光线，具有光场回收功能，所以能显著提高显示器的亮度，节省了传统的显示器中的增亮膜和下偏光片结构，降低了成本同时可以减少产品的厚度。
[0038]综上所述，本发明能够显著提高显示器的亮度，同时降低了成本并减薄了产品的厚度。
[0039]以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种用于裸眼立体显示设备的狭缝光栅，其特征在于，所述狭缝光栅包括基板以及间隔设置于所述基板上的多个遮光条，所述遮光条用于遮挡入射光线，所述狭缝光栅进一步包括位于所述遮光条之间的透光区域的线栅，所述线栅用于透射所述入射光线的第一偏振分量且反射所述入射光线的与所述第一偏振分量垂直的第二偏振分量。2.根据权利要求1所述的狭缝光栅，其特征在于，所述遮光条进一步反射所述入射光线。3.根据权利要求1所述的狭缝光栅，其特征在于，所述线栅包括间隔设置于所述透光区域内的多条金属线。4.根据权利要求3所述的狭缝光栅，其特征在于，所述金属线与所述遮光条平行或倾斜设置。5.根据权利要求3所述的狭缝光栅，其特征在于，所述线栅进一步包括介于所述多条金属线与所述基板之间的介质层。6.根据权利要求5所述的狭缝光栅，其特征在于，所述介质层进一步设置于所述遮光条与所述基板之间。7.根据权利要求5所述的狭缝光栅，其特征在于，所述金属线的材料为Al、Ag和Au中的至少一种或组合，所述介质层的材料为Si02、Si0、Mg0、Si3N4、Ti02和Ta2O5中的一种或组合。8.根据权利要求3所述的狭缝光栅，其特征在于，所述遮光条的排列周期为30-300μπι，所述金属线的排列周期为20-500nmo9.根据权利要求3所述的狭缝光栅，其特征在于，所述遮光条为金属条，且与所述金属线由同一层金属通过图案化工艺形成。10.—种裸眼立体显示设备，其特征在于，所述裸眼立体显示设备包括背光模组、液晶面板以及如权利要求1-9任意一项所述的狭缝光栅，所述狭缝光栅设置于所述背光模组与所述液晶面板之间。
【文档编号】G02B5/18GK106094083SQ201610382323
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月1日 公开号201610382323.0, CN 106094083 A, CN 106094083A, CN 201610382323, CN-A-106094083, CN106094083 A, CN106094083A, CN201610382323, CN201610382323.0
【发明人】查国伟
【申请人】武汉华星光电技术有限公司