一种光栅及立体显示装置的制作方法

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种光栅及立体显示装置。

背景技术：

随着显示技术的发展，裸眼3d显示倍受人们喜爱，裸眼3d技术是指不通过任何工具，直接让左右两只眼睛从显示屏幕上看具有视差的画面，两幅画面被发射到大脑，产生具有立体感画面的显示技术。现有得到广泛研究的立体显示装置，通常是在显示面板的出光侧表面叠加一光栅，光栅可以是液晶光栅、狭缝光栅等。

现有的3d显示装置中，在显示过程中，为了能够提高用户的体验效果，例如使3d显示装置具有触控功能、使3d显示装置能够根据环境光的亮暗智能控制背光亮度的变化、使3d显示装置具有指纹检测功能等，通常需要在显示面板中集成能够实现上述功能的部件，使得工艺复杂，成本较高。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种光栅及立体显示装置，可简化立体显示装置的制备工艺，降低成本。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种光栅，包括交替排布的遮光单元和透光单元，所述遮光单元设置在第一基板上，至少一个所述遮光单元包括光电转换器件。

优选的，所述光电转换器件包括遮光导电层。

优选的，所述光电转换器件包括光敏传感器，所述光敏传感器包括沿所述光栅厚度方向层叠设置的第一上电极和第一下电极，所述第一上电极设置在所述第一下电极远离所述第一基板的一侧，所述遮光导电层作为所述第一下电极，所述第一上电极为透明电极。

优选的，所述遮光单元包括沿所述遮光单元延伸方向间隔排布的所述光敏传感器、以及发光单元；所述发光单元包括沿所述光栅厚度方向层叠设置的第二上电极和第二下电极，所述第二上电极设置在所述第二下电极远离所述第一基板的一侧，所述第二上电极为透明电极，所述第二下电极为遮光电极；其中，所述第一下电极和所述第二下电极绝缘。

优选的，所述遮光单元包括沿所述遮光单元延伸方向交替排布的所述光敏传感器和所述发光单元；所述第一下电极和所述第二下电极异层设置，所述第一下电极和所述第二下电极形成所述遮光单元的遮光区。

或者，所述遮光单元包括沿所述遮光单元延伸方向交替排布的所述光敏传感器和所述发光单元；所述遮光单元还包括设置在所述光敏传感器和所述发光单元之间的遮光部；所述第一下电极和所述第二下电极同层设置，所述第一下电极、所述第二下电极、以及所述遮光部形成所述遮光单元的遮光区。

优选的，所述遮光单元还包括设置在所述光敏传感器靠近所述透光单元一侧的发光单元。

优选的，所述发光单元设置在所述光敏传感器靠近所述透光单元一侧；所述遮光单元还包括设置在相邻所述光敏传感器的间隙内的遮光部；所述第一下电极和所述第二下电极异层设置；其中，所述第一下电极、所述第二下电极、以及所述遮光部形成所述遮光单元的遮光区。

或者，所述发光单元设置在所述光敏传感器靠近所述透光单元一侧；所述遮光单元还包括设置在相邻所述光敏传感器的间隙内的遮光部；所述第一下电极和所述第二下电极同层设置，所述遮光单元还包括设置在所述光敏传感器和所述发光单元之间的遮光部；其中，所述第一下电极、所述第二下电极、以及所述遮光部形成所述遮光单元的遮光区。

优选的，设置在所述光敏传感器靠近所述透光单元一侧的所述发光单元为条状，所述发光单元长边的延伸方向与所述遮光单元的延伸方向相同。

优选的，所述光敏传感器还包括设置在所述第一上电极和所述第一下电极之间的光电流产生单元；所述光电流产生单元包括pin结，所述pin结的一端与所述第一上电极连接，另一端与所述第一下电极连接。

或者，所述光敏传感器还包括设置在所述第一上电极和所述第一下电极之间的光电流产生单元；所述光电流产生单元包括光电感应层，所述光电感应层由光电感应材料构成。

或者，所述光敏传感器还包括设置在所述第一上电极和所述第一下电极之间的光电流产生单元；所述光电流产生单元包括光传感器芯片。

优选的，所述发光单元还包括设置在所述第二上电极和所述第二下电极之间的有机发光层。

优选的，所述遮光单元还设置在所述第二基板上，所述第一基板上的所述遮光单元和所述第二基板上的所述遮光单元交错排布。

优选的，所述遮光单元和所述透光单元均为条状。

第二方面，提供一种立体显示装置，包括显示面板、以及第一方面所述的光栅，所述光栅设置在所述显示面板的出光侧。

优选的，所述光栅的第一基板作为所述显示面板的封装盖板。

本发明实施例提供一种光栅及立体显示装置，通过用光电转换器件直接作为光栅遮光单元中的挡光条，而光电转换器件在光栅中不仅发挥着挡光条的作用，还发挥着光电转换的作用，从而使得一个器件发挥两个作用，简化了制备工艺，节省了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种光栅的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的一种光栅的俯视示意图一；

图3为本发明实施例提供的一种光栅的结构示意图二；

图4为本发明实施例提供的一种光栅的俯视示意图二；

图5为本发明实施例提供的一种光栅的结构示意图三；

图6为图5中沿a-a向的剖面图；

图7为图5中沿b-b向的剖面图；

图8为本发明实施例提供的一种光栅的结构示意图四；

图9为本发明实施例提供的一种光栅的结构示意图五；

图10为本发明实施例提供的一种光敏传感器的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种发光单元的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的一种光栅的结构示意图六；

图13为本发明实施例提供的一种光栅的结构示意图七；

图14为本发明实施例提供的一种立体显示装置的结构示意图一；

图15为本发明实施例提供的一种立体显示装置的结构示意图二。

附图标记

100-第一基板；200-第二基板；300-光电转换器件；400-显示面板；01-遮光单元；02-透光单元；10-遮光导电层；20-光敏传感器；21-第一上电极；22-第一下电极；23-光电流产生单元；30-发光单元；31-第二上电极；32-第二下电极；33-有机发光层；40-遮光部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种光栅，如图1和图2所示，包括交替排布的遮光单元01和透光单元02，遮光单元01设置在第一基板上100，至少一个所述遮光单元01包括光电转换器件300。

需要说明的是，第一，至少一个遮光单元01包括光电转换器件300，即，光栅上包括多个遮光单元01，其中一个遮光单元01内设置有所述光电转换器件300；或者，其中几个遮光单元01内设置有所述光电转换器件300；或者，每个遮光单元01内均设置有所述光电转换器件300。

第二，如图2所示，对于设置有光电转换器件300的遮光单元01，光电转换器件300可以布满整个遮光单元01，也可以只位于遮光单元01中的一部分区域。即，光电转换器件300形成的遮光区为遮光单元01遮光区的部分或全部。

其中，图2中遮光单元01和透光单元02的形状仅为示意，不做任何限定。

第三，光电转换器件300设置在遮光单元01内，直接作为遮光单元01中的遮光条使用，因此光电转换器件300必然包括可以遮光的结构。

第四，本发明实施例不对未设置有光电转换器件300的遮光区域01中用以遮光的结构的材料和形状进行限定，对设置有光电转换器件300的遮光区域01中未设置光电转换器件300的区域的材料和形状也不进行限定。

本发明实施例提供一种光栅，通过用光电转换器件300直接作为光栅遮光单元01中的挡光条，而光电转换器件300在光栅中不仅发挥着挡光条的作用，还发挥着光电转换的作用，从而使得一个器件发挥两个作用，简化了制备工艺，节省了生产成本。

优选的，如图1所示，所述光电转换器件300包括遮光导电层10。

此处，通过将光电转换器件300中的一个电极用遮光导电材料制备，即可以起到导电作用，又可以起到遮光作用，结构简单。

优选的，如图3所示，光电转换器件300包括光敏传感器20，光敏传感器20包括沿光栅厚度方向(图中所示的第一方向)层叠设置的第一上电极21和第一下电极22，第一上电极21设置在第一下电极22远离第一基板100的一侧，遮光导电层10作为第一下电极22，第一上电极21为透明电极。

需要说明的是，第一，遮光导电层10作为第一下电极22，即，第一下电极22为遮光电极，例如可以是金属电极。第一上电极21为透明电极，例如可以是ito(indiumtinoxide，铟锡氧化物)电极。遮光电极靠近第一基板设置，透明电极远离第一基板设置。

第二，设置有光敏传感器20的遮光单元01中，可以只设置一个光敏传感器20，也可以如图4所示，设置有多个光敏传感器20。多个光敏传感器20可以同步形成。

第三，光栅厚度方向，是指由第一基板100指向第二基板200的方向。

目前，在显示过程中，一般3d显示屏相比2d显示屏亮度降低，背光亮度需要保持一定值以确保3d图像效果。本领域技术人员为了使显示装置的背光亮度随着环境光的变化而变亮或变暗，以实现清晰且节能的3d显示，通常在阵列基板子像素的像素界定区内设置光敏传感器，带有光敏传感器的3d显示屏背光亮度随环境光变化可实现清晰且节能的3d显示：当环境光强度高时，调高背光亮度，利于3d显示；当环境光强度低，比如傍晚或夜晚昏暗灯光下，调低背光亮度，避免背光一直处于高亮度状态，功耗太高，即，通过光敏传感器中光电流的变化来控制背光亮度的变化。

为了使环境光传感器能够准确感应到环境光的变化，环境光传感器需要占用一定的面积，这样一来，会增大像素界定区的面积，导致像素开口区的面积减小，从而降低显示装置的开口率。本发明通过将光敏传感器20的第一下电极22设置为遮光电极，并直接将遮光电极形成的遮光区作为遮光单元01遮光区的部分或全部，即第一下电极22既作为光栅的遮光条使用，又作为光敏传感器20的一个电极。这样一来，采用光敏传感器20制作光栅，可以利用第一下电极22实现光栅功能，且光敏传感器20直接设置在光栅遮光单元01所在位置处，而无需设置在显示面板子像素的像素界定区。相比将光敏传感器20制作在阵列基板显示区上，不再局限于占用像素面积的问题，且省去光栅制作工艺。

进一步优选的，如图5所示，遮光单元01包括沿遮光单元延伸方向间隔排布的光敏传感器20、以及发光单元30；如图6和图7所示，发光单元30包括沿光栅厚度方向层叠设置的第二上电极31和第二下电极32，第二上电极31设置在第二下电极32远离第一基板100的一侧，第二上电极31为透明电极，第二下电极32为遮光电极；其中，第一下电极22和第二下电极32绝缘。

需要说明的是，第一，第一下电极22和第二下电极32绝缘的方式，例如可以是如图6所示，在第一下电极22和第二下电极32之间设置绝缘层；或者如图7所示，第一下电极22和第二下电极32异层设置；当然还可以是其他使第一下电极22和第二下电极32绝缘的设置方式。

其中，在第一下电极22和第二下电极32之间设置绝缘层时，如果绝缘层选用的材料不是绝缘遮光材料，在与绝缘层对应位置处应还设置有其他遮光结构。

第二，图3，图6和图7中未示出电极之间的结构层(不是绝缘的)，但本领域技术人员应该明白，第一上电极21和第一下电极22之间应设置有层间结构，第二上电极31和第二下电极32之间也应设置有层间结构。

第三，遮光单元01包括沿遮光单元延伸方向间隔排布的光敏传感器20，是指，如图5所示，光敏传感器20间隔设置，发光单元30可以设置在相邻光敏传感器20之间的间隙内，也可以设置在其他位置处，当然，相邻光敏传感器20之间的间隙内还可以设置其他结构，只要光敏传感器20是间隔排布即可。

其中，图5中示意了遮光单元01的两种结构，一个光栅中的多个遮光单元01各自包括的结构可以不同，也可以相同，本发明实施例优选的，一个光栅中每个遮光单元01的结构相同。

本发明实施例通过在每个遮光单元01内都设置间隔排布的光敏传感器20和发光单元30，发光单元30包括具有遮光效果的第二下电极32，并使光敏传感器20的第一下电极22和发光单元30的第二下电极32直接作为光栅遮光条使用，这样一来，设置的光敏传感器20单独可以实现环境光检测功能，光敏传感器20和发光单元30结合可以实现指纹检测功能和光栅挡光条的功能。

此外，利用光敏传感器20和发光单元30制作光栅，可以在实现光栅作用的同时，缩短手指与光敏传感器20的距离，利于指纹识别信号检测。

可选的，如图5和图7所示，遮光单元01包括沿遮光单元延伸方向交替排布的光敏传感器20和发光单元30；第一下电极22和第二下电极32异层设置，第一下电极22和第二下电极32形成遮光单元的遮光区。

即，遮光单元01包括沿遮光单元延伸方向交替排布的光敏传感器20和发光单元30是指，如图5所示，相邻两个光敏传感器20之间设置有一个发光单元30，相邻两个发光单元30之间设置有一个光敏传感器20。

其中，第一下电极22和第二下电极32形成遮光单元01的遮光区，因此，如图7所示，此处，第一下电极22和第二下电极32之间不设置其他遮光结构。

本发明实施例通过将光敏传感器20和发光单元30以阵列形式间隔排布，可以通过发光单元30为光敏传感器20提供充足的光源，准确的实现指纹检测功能。

此外，通过将第一下电极22和第二下电极32异层设置，可以使第一下电极22和第二下电极32之间有部分交叠，以保证遮光单元01的遮光效果，降低工艺精度要求。

可选的，如图5和图6所示，遮光单元01包括沿遮光单元延伸方向交替排布的光敏传感器20和发光单元30；遮光单元01还包括设置在光敏传感器20和发光单元30之间的遮光部40；第一下电极22和第二下电极32同层设置，第一下电极22、第二下电极32、以及遮光部40形成遮光单元01的遮光区。

其中，遮光部40与第一下电极22和第二下电极32可以同层设置，也可以不同层设置。图6中以三者同层设置进行示意，当然本领域技术人员应该明白，当遮光部40与第一下电极22和第二下电极32同层设置时，遮光部40应为绝缘遮光材料。

本发明实施例通过将第一下电极22和第二下电极32同层设置，可以使第一下电极22和第二下电极32同步形成，减少工艺步骤，节省成本。

进一步可选的，如图8所示，遮光单元01还包括设置在光敏传感器20靠近透光单元02一侧的发光单元30。

其中，设置在光敏传感器20靠近透光单元02一侧的发光单元30有多种结构，图8仅为示意，当然还可以是他结构。

图8中左边第一个遮光单元01，设置在光敏传感器20靠近透光单元02一侧的发光单元30为条状，且发光单元长边的延伸方向与遮光单元的延伸方向相同，设置在光敏传感器20间隙内的发光单元30与设置在靠近透光单元02一侧的发光单元30分别独立控制。

图8中左边第二个遮光单元01，设置在光敏传感器20靠近透光单元02一侧的发光单元30为条状，且发光单元长边与光敏传感器沿遮光单元延伸方向延伸的边的长度相同，多个发光单元30独立控制。

图8中右边第一个和第二个遮光单元01，设置在光敏传感器20靠近透光单元02一侧的发光单元30为条状，发光单元长边与光敏传感器沿遮光单元延伸方向延伸的边的长度相同，在光敏传感器20靠近透光单元02两侧均设置有所述发光单元30，并且遮光单元01中的多个发光单元30互相连通，连接为一个发光单元组。

此处需要说明的是，多个发光单元30相邻，但又独立控制，例如可以通过将发光单元30不同层设置来实现。本发明实施例优选的，如图8中右边第一个和第二个遮光单元01，设置在光敏传感器20靠近透光单元02一侧的发光单元30为条状，发光单元长边与光敏传感器沿遮光单元延伸方向延伸的边的长度相同，遮光单元01中的多个发光单元30互相连通，连接为一个发光单元组。

图8中以左边第一个、第二个和右边第一个遮光单元01中的第一下电极22和第二下电极32异层设置，且第一下电极22和第二下电极32之间无需设置遮光部40进行示意。右边第二个遮光单元01中的第一下电极22和第二下电极32同层设置，且第一下电极22和第二下电极32之间设置有遮光部40进行示意。

本发明实施例通过将多个发光单元30互相连通，连接为一个大的发光单元，可以简化制备工艺，减少控制电路。将多个发光单元30独立控制，可以使多个发光单元30之间互不干扰。

可选的，如图9所示，遮光单元01包括沿遮光单元延伸方向间隔排布的光敏传感器20、以及发光单元30；发光单元30设置在光敏传感器20靠近透光单元02一侧；遮光单元01还包括设置在相邻光敏传感器20的间隙内的遮光部40；第一下电极22和第二下电极32异层设置；第一下电极22、第二下电极32、以及遮光部40形成遮光单元01的遮光区。

或者，如图9所示，遮光单元01包括沿遮光单元延伸方向间隔排布的光敏传感器20、以及发光单元30；发光单元30设置在光敏传感器20靠近透光单元02一侧；遮光单元01还包括设置在相邻光敏传感器20的间隙内、以及光敏传感器20和发光单元30之间的遮光部40，第一下电极22和第二下电极32同层设置，第一下电极22、第二下电极32、以及遮光部40形成遮光单元01的遮光区。

其中，如图9所示，第一下电极22和第二下电极32同层设置和异层设置，位于遮光单元01中的遮光部40的形状不同，满足第一下电极22、第二下电极32、以及遮光部40形成遮光单元01的遮光区即可。

如图9所述，发光单元30的长度可以与光敏传感器20的长度相同，也可以与遮光单元01的长度相同，本发明实施例优选的，设置在光敏传感器20靠近透光单元02一侧的发光单元30为条状，发光单元长边与光敏传感器沿遮光单元延伸方向延伸的边的长度相同。

基于上述，如图10所示，光敏传感器20还包括设置在第一上电极21和第一下电极22之间的光电流产生单元23。

其中，光电流产生单元23，例如可以包括pin结，pin结的一端与第一上电极21连接，另一端与第一下电极22连接；也可以包括光电感应层(sensor)，光电感应层由光电感应材料构成；还可以包括光传感器芯片，用来检测环境光、进行指纹识别、检测紫外光等。

其中，光栅中的光敏传感器20可以只包括一种光电流产生单元23，也可以包括多种光电流产生单元23。

如图11所示，发光单元30还包括设置在第二上电极31和第二下电极32之间的有机发光层33。

如图12和图13所示，遮光单元01还设置在所述第二基板200上，第一基板100上的遮光单元和第二基板200上的遮光单元01交错排布。

即，第一基板100和第二基板200上的都设置有遮光单元01，遮光单元01可以是图2、图4、图5、图8、图9中任一种结构。

其中，第一基板100上的遮光单元01可以如图12所示相同，也可以如图13所示不同。也就是说，光栅中可以只包括光敏传感器20形成的遮光单元01，也可以只包括光敏传感器20及发光单元30形成的遮光单元01，还可以既包括光敏传感器20形成的遮光单元01，又包括光敏传感器20及发光单元30形成的遮光单元01。光敏传感器20形成的遮光单元01与光敏传感器20及发光单元30形成的遮光单元01可在同层，也可在不同层。

此外，遮光单元01设置在第一基板100和第二基板200上，第一基板100与第二基板200相对设置，因此，第一基板100上的遮光单元01必然应该设置在第一基板100靠近第二基板200一侧，第二基板200上的遮光单元01必然应该设置在第二基板200靠近第一基板100一侧。

此处，在第一基板100和第二基板200上均设置有所述遮光单元01，使得光栅适用光栅透光单元02宽度设计值小于工艺设备精度的情况，提高光栅的使用范围。

此外，光敏传感器20的光电流随环境光变化，该变化的光电流不但可以控制背光亮度以实现清晰及节能上的3d显示，且可控制指纹识别过程中发光单元30的亮度，在环境光强度大的情况下，发光单元30亮度增加，降低环境光被手指反射到达指纹识别传感器上的光比例，减少环境光对指纹识别信号的干扰。

基于上述，优选的，遮光单元01和透光单元02均为条状。

本发明实施例还提供一种立体显示装置，如图14和图15所示，包括显示面板400、以及上述光栅。

显示面板400可以为液晶显示面板，光栅设置在液晶显示面板的出光侧或者设置在液晶显示面板与立体显示装置的背光模组之间。

显示面板400还可以为有机电致发光显示面板，光栅设置在有机电致发光显示面板的出光侧。

本发明实施例提供的立体显示装置，通过将上述光栅设置在显示面板400的出光侧，使得显示装置既可以实现立体显示，又可以实现环境光检测和指纹检测。

此外，通过将环境光传感器20和发光单元30设置在光栅上，可以在实现光栅作用的同时，缩短手指与传感器的距离，相比现有技术可提高指纹识别信号检测的准确度和灵敏度。

再者，环境光传感器20检测到环境光的变化后，可根据环境光调节显示装置背光亮度，使得显示装置背光亮度随环境光变化而变化，从而实现清晰且节能的立体显示。

优选的，光栅的第一基板100作为显示面板400的封装盖板。即，在制备立体显示装置时，遮光单元01直接形成在显示面板400的封装盖板上。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。