3D显示装置和终端设备的制作方法

本申请涉及显示技术领域，特别涉及一种3d显示装置和终端设备。

背景技术：

随着技术和应用的发展，带有3d显示功能的终端设备也逐渐进入消费市场。目前，主流的3d显示技术包括偏光式3d显示技术。

相关技术中偏光式3d显示技术采用的3d显示装置，使用有机染料彩膜进行色彩呈现。

在实现本申请的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

相关技术中的3d显示装置由于使用有机染料彩膜进行色彩呈现，所以使得显示的色域较窄，显示的色彩不丰富。

技术实现要素：

为了解决相关技术中存在的技术问题，本申请实施例提供了一种3d显示装置。

本申请实施例提供了一种3d显示装置，3d显示装置包括顺序设置的背光模组(a1)、量子点彩膜(a2)、第一金属线栅偏振层(a3)、像素电极层(a4)、液晶层(a5)和第二金属线栅偏振层(a6)。

其中，3d显示装置又可以称为立体显示装置。

所谓的顺序设置是指上述各部件按照在句中的排列顺序设置，即量子点彩膜(a2)在背光模组(a1)前面，第一金属线栅偏振层(a3)在量子点彩膜(a2)前面，像素电极层(a4)在第一金属线栅偏振层(a3)前面，液晶层(a5)在像素电极层(a4)前面，第二金属线栅偏振层(a6)在液晶层(a5)前面。在这一顺序设置的情况下，背光模组(a1)发出的光依次穿过量子点彩膜(a2)、第一金属线栅偏振层(a3)、像素电极层(a4)、液晶层(a5)和第二金属线栅偏振层(a6)。

背光模组(a1)可将光线均匀射向液晶层(a5)。背光模组(a1)为显示装置中提供光源的膜材组合，包括多种光学膜材如反射片、导光板、扩散片和增光膜等。背光模组(a1)可以是侧入式背光模组，即背光模组(a1)中的发光光源布置在背光模组的侧面，光源发出的光线从侧面射入背光模组中的导光板，经导光板反射至液晶层。背光模组(a1)还可以是直下背光式背光模组，即发光光源排布在背光模组正面，光源发出的光线直接射向液晶层。可选的，发光光源可以为蓝光led。

量子点彩膜(a2)为由量子点材料和高分子材料制备的颜色转换膜。量子点材料为可光致发光的纳米尺寸的半导体材料，在外界短波长光线照射下，可发出可见光，发出的可见光的波长可通过量子点的尺寸和材料进行调控。量子点彩膜(a2)可以由红、绿、蓝量子点材料、光刻胶和必要的添加剂构成。量子点材料包括但不限于cdse、cdte、zns和inp等。光刻胶为透明材料。必要的添加剂包括但不限于扩散粒子和量子点-光刻胶偶联剂，量子点-光刻胶偶联剂可以将量子点颗粒与光刻胶分子通过化学键连接在一起，从而提高量子点在光刻胶体系内的稳定性。量子点与光刻胶的混合比例可根据需要进行优化，保证量子点彩膜(a2)对背光模组(a1)发出的光有较高吸收效率，并具有较高的色彩转换效率，即外量子效率。量子点彩膜(a2)中的红绿蓝三色量子点交替排列，每红绿蓝三色量子点对应一个像素单元。量子点彩膜(a2)的剖面结构中，红绿蓝三色量子点交替排列，黑色矩阵(a204)可防止红绿蓝三色量子点互相串色，影响色彩图像的清晰度。

第一金属线栅偏振层(a3)和第二金属线栅偏振层(a6)可以分别包括一个金属线栅偏振器。金属线栅偏振器为由金属材料制作成的线栅结构，金属线栅偏振器的材料包括但不限于al、cu、ag、au和cr，可采用纳米压印、刻蚀和转印等方式加工。金属线栅偏振器可反射偏振方向平行于线栅方向的偏振光，并透射偏振方向垂直于线栅方向的偏振光。金属线栅偏振器的厚度小于200um，线栅之间的间距及线栅深度可以根据红绿蓝三色光的波长进行优化设计，以保证对红绿蓝三色光具有最高消光比。第一金属线栅偏振层(a3)可以制作在量子点彩膜(a2)上。可以在第二金属线栅偏振层(a6)远离液晶层(a5)的一侧设置防反射层，从而降低第二金属线栅偏振层(a6)对外界环境光的反射。

像素电极层(a4)，用于控制液晶层(a5)中的液晶的状态，从而控制透过液晶层(a5)的光。液晶层(a5)中设置有液晶。

本申请实施例所示的方案，本申请实施例提供的3d显示装置，没有使用有机染料彩膜，而是使用量子点彩膜进行色彩呈现。有机彩膜只能做滤光膜使用，但量子点彩膜(a2)可实现光致发光，通过背光光源的激发，量子点彩膜(a2)可发出色纯度较高的单色光，可显著提升3d显示装置显示的色域，使显示的色彩更丰富。

并且，与相关技术中的3d显示装置往往使用偏光片作为偏光元件不同，本申请实施例提供的3d显示装置没有使用偏光片，而是使用第一金属线栅偏振层(a3)和第二金属线栅偏振层(a6)，作为偏光元件。由于第一金属线栅偏振层(a3)和第二金属线栅偏振层(a6)较薄，所以本申请实施例提供的3d显示装置不仅适用于电视等大型显示设备，还适用于手机等移动终端，本申请实施例提供的3d显示装置不会使得移动终端的厚度较大，从而使得这些移动终端的便携性较好。

在一种可能的实现方式中，第一金属线栅偏振层(a3)包括多个第一偏振区域(a301)和多个第二偏振区域(a302)，第一偏振区域(a301)与第二偏振区域(a302)交错分布，第一偏振区域(a301)的偏振方向与第二偏振区域(a302)的偏振方向互相垂直。第二金属线栅偏振层(a6)包括多个第三偏振区域(a601)和多个第四偏振区域(a602)，第三偏振区域(a601)与第四偏振区域(a602)交错分布，第三偏振区域(a601)的偏振方向与第四偏振区域(a602)的偏振方向互相垂直。

多个第一偏振区域(a301)分别与多个第三偏振区域(a601)的位置相对应，多个第二偏振区域(a302)分别与多个第四偏振区域(a602)的位置相对应，第一偏振区域(a301)的偏振方向与第三偏振区域(a601)的偏振方向互相垂直，第二偏振区域(a302)的偏振方向与第四偏振区域(a602)的偏振方向互相垂直。

其中，交错分布是指在同一金属线栅偏振层上，相邻的两个偏振区域的偏振方向互相垂直的分布方式。在交错分布的情况下，任意两个第一偏振区域(a301)、任意两个第二偏振区域(a302)、任意两个第三偏振区域(a601)或任意两个第四偏振区域(a602)均不相邻。

多个第一偏振区域(a301)分别与多个第三偏振区域(a601)的位置相对应是指顺着背光模组(a1)发出的光的方向看去，多个第一偏振区域(a301)分别与多个第三偏振区域(a601)的位置相对，也即背光模组(a1)发出的光依次穿过第一偏振区域(a301)和第三偏振区域(a601)。

多个第二偏振区域(a302)分别与多个第四偏振区域(a602)的位置相对应是指顺着背光模组(a1)发出的光的方向看去，多个第二偏振区域(a302)分别与多个第四偏振区域(a602)的的位置相对，也即背光模组(a1)发出的光依次穿过第二偏振区域(a302)和第四偏振区域(a602)。

第一金属线栅偏振层(a3)和第二金属线栅偏振层(a6)可以均由阵列状排列的偏振区域组成，每个偏振区域可以均对应一个像素单元，在同一金属线栅偏振层上，相邻的两个偏振区域的偏振方向互相垂直(即第一偏振区域(a301)的偏振方向与第二偏振区域(a302)的偏振方向垂直，第三偏振区域(a601)的偏振方向与第四偏振区域(a602)的偏振方向垂直)。在第一金属线栅偏振层(a3)和第二金属线栅偏振层(a6)上，对应同一像素单元位置的偏振区域的偏振方向也互相垂直(即第一偏振区域(a301)的偏振方向与第三偏振区域(a601)的偏振方向垂直，第二偏振区域(a302)的偏振方向与第四偏振区域(a602)的偏振方向垂直)。

第一金属线栅偏振层(a3)和第二金属线栅偏振层(a6)还可以由交替排列的长条形偏振区域组成，在长条形偏振区域所对应的位置上，多个像素单元排列成一组，在同一金属线栅偏振层上，相邻两个长条形偏振区域的偏振方向互相垂直(即第一偏振区域(a301)的偏振方向与第二偏振区域(a302)的偏振方向垂直，第三偏振区域(a601)的偏振方向与第四偏振区域(a602)的偏振方向垂直)。在第一金属线栅偏振层(a3)和第二金属线栅偏振层(a6)上，对应同一组像素单元位置的偏振区域的偏振方向也互相垂直，(即第一偏振区域(a301)的偏振方向与第三偏振区域(a601)的偏振方向垂直，第二偏振区域(a302)的偏振方向与第四偏振区域(a602)的偏振方向垂直)。

本申请实施例所示的方案，本申请实施例提供的3d显示装置的显示原理如下所示，在3d显示装置同时显示两组图像(即左眼图像和右眼图像)，第一金属线栅偏振层(a3)中多个第一偏振区域(a301)以及第二金属线栅偏振层(a6)中多个第三偏振区域(a601)，对应的像素单元可以均显示第一组图像，第一金属线栅偏振层(a3)中多个第二偏振区域(a302)以及第二金属线栅偏振层(a6)中多个第四偏振区域(a602)，对应的像素单元可以均显示第二组图像，由于第一金属线栅偏振层(a3)和第二金属偏振层(a6)中的各偏振区域偏振方向的特别设计，使得第一组图像光线的偏振方向和第二组图像光线的偏振方向互相垂直。再配合使用两个镜片分别透过不同偏振方向光线的3d眼镜，可以实现左眼图像光线只进入左眼，右眼图像的光线只进入右眼，从而使得人们可以感受到3d效果。

在一种可能的实现方式中，3d显示装置还包括第一配向膜(a7)和第二配向膜(a8)。第一配向膜(a7)设置在像素电极层(a4)和液晶层(a5)之间，第二配向膜(a8)设置在液晶层(a5)和第二金属线栅偏振层(a6)之间。

本申请实施例所示的方案，基于第一配向膜(a7)和第二配向膜(a8)，液晶层(a5)中的液晶有一个预排列，从而避免液晶层(a5)中液晶的杂乱无序。

在一种可能的实现方式中，3d显示装置还包括第一平坦层(a9)和第二平坦层(a10)。第一平坦层(a9)设置在第一金属线栅偏振层(a3)和像素电极层(a4)之间，第二平坦层(a10)设置在第二配向膜(a8)和第二金属线栅偏振层(a6)之间。

其中，第一平坦层(a9)和第二平坦层(a10)可以由绝缘材料制作而成。

本申请实施例所示的方案，第一平坦层(a9)设置在第一金属线栅偏振层(a3)上，第二平坦层(a10)设置在第二金属线栅偏振层(a6)上，分别使得第一金属线栅偏振层(a3)和第二金属线栅偏振层(a6)表面平整。从而，第一配向膜(a7)和像素电极层(a4)可以依次制作在第一平坦层(a9)上，第二配向膜(a8)可以制作在第二平坦层(a10)上。

在一种可能的实现方式中，3d显示装置还包括第一透明基板(a11)和第二透明基板(a12)。第一透明基板(a11)设置在背光模组(a1)和量子点彩膜(a2)之间，第二透明基板(a12)设置在第二金属线栅偏振层(a6)与第二平坦层(a10)相反的一侧。

其中，第一透明基板(a11)和第二透明基板(a12)可以为玻璃基板，也可以为高分子柔性基板。

本申请实施例所示的方案，量子点彩膜(a2)可以设置在第一透明基板(a11)上，具体的制作工艺包括但不限于印刷、喷墨打印和光刻等。第一透明基板(a11)和第二透明基板(a12)通过胶黏等封装方式，将两者之间的各层级结构封装成3d显示装置，并提供抗水氧防护。

在一种可能的实现方式中，3d显示装置还包括1/4波片(a13)，1/4波片(a13)设置在第二透明基板(a12)的任意一侧。

其中，1/4波片(a13)为一定厚度的双折射单晶薄片，当线偏振光垂直入射1/4波片(a13)后，出射后变为椭圆偏振光。1/4波片(a13)可以由有机材料或无机材料制成，1/4波片(a13)的厚度及材料参数，可以根据所选用的红绿蓝三色光的波长来确定。

本申请实施例所示的方案，1/4波片(a13)可以设置在第二透明基板(a12)任意一侧的表面。相应的，第二金属线栅偏振器可以制作在1/4波片(a13)上，也可以制作在第二透明基板(a12)上。

通过增设1/4波片(a13)可以使得3d显示装置的视角更广。背光模组(a1)发出的光经第二金属线栅偏振层(a6)后，被转化为线偏振光，如果此时线偏振光直接出射，则会造成3d显示装置的视角较窄，人们从侧面观察3d显示装置显示的图像时，观察到的显示效果较差，而增设1/4波片(a13)后，将线偏振光转化为了椭圆偏振光，使得3d显示装置的视角比较广，人们从侧面观察3d显示装置显示的图像时，观察到的显示效果较好。

本申请实施例提供了一种3d显示装置，3d显示装置包括多个像素单元，每个像素单元包括发光层(b1)和金属线栅偏振层(b2)，其中，金属线栅偏振层(b2)具有第一偏振方向或者第二偏振方向，第一偏振方向与第二偏振方向互相垂直，每相邻的两个像素单元包括的金属线栅偏振层(b2)中其中一个具有第一偏振方向，另一个具有第二偏振方向。

其中，多个像素单元可以是互相分离的，也可以连接成一个整体。

每个像素单元可以包括一个像素点，每个像素点由红绿蓝三个亚像素组成，3d显示装置中的像素单元可以呈阵列状排布。

每个像素单元还可以包括多个像素点，每个像素点由红绿蓝三个亚像素组成，3d显示装置中的像素单元可以呈长条形交替排布，例如，3d显示装置中的每一行的像素点组成一个像素单元，不同行的像素点属于不同的像素单元，相邻的两个像素单元中的金属线栅偏振层(b2)具有不同的偏振方向。

发光层(b1)可以是量子点发光层或有机发光层，还可以是micro-led。

金属线栅偏振层(b2)包括金属线栅偏振器。金属线栅偏振器为由金属材料制作成的线栅结构，金属线栅偏振器的材料包括但不限于al、cu、ag、au和cr，可采用纳米压印、刻蚀和转印等方式加工。金属线栅偏振器可反射偏振方向平行于线栅方向的偏振光，并透射偏振方向垂直于线栅方向的偏振光。金属线栅偏振器的厚度小于200um，线栅之间的间距及线栅深度可以根据红绿蓝三色光的波长进行优化设计，以保证对红绿蓝三色光具有最高消光比。可以在金属线栅偏振层(b2)远离发光层(b1)的一侧设置防反射层，从而降低金属线栅偏振层(b2)对外界环境光的反射。

金属线栅偏振层(b2)可以是一整个金属线栅偏振器，也可以是整个金属线栅偏振器的一部分。

金属线栅偏振层(b2)可以直接制作在发光层(b1)上，也可以粘接在发光层(b1)上。

本申请实施例所示的方案，本申请实施例提供的3d显示装置的显示原理如下所述，在3d显示装置上同时显示两组图像(即左眼图像和右眼图像)，具有第一偏振方向的像素单元可以均显示第一组图像，具有第二偏振方向的像素单元可以均显示第二组图像，由于第一偏振方向和第二偏振方向互相垂直，所以使得第一组图像光线的偏振方向和第二组图像光线的偏振方向互相垂直。再配合使用两个镜片分别透过不同偏振方向光线的3d眼镜，可以实现左眼图像光线只进入左眼，右眼图像的光线只进入右眼，从而使得人们可以感受到3d效果。

本申请实施例提供的3d显示装置，由于发光层(b1)本身的特点，可显著提升3d显示装置显示的色域，使显示的色彩更丰富。

并且，与相关技术中的3d显示装置往往使用偏光片作为偏光元件不同，本申请实施例提供的3d显示装置没有使用偏光片，而是使用金属线栅偏振层(b2)，作为偏光元件。由于金属线栅偏振层(b2)较薄，所以本申请实施例提供的3d显示装置不仅适用于电视等大型显示设备，还适用于手机等移动终端，本申请实施例提供的3d显示装置不会使得移动终端的厚度较大，从而使得这些移动终端的便携性较好。

本申请实施例提供的3d显示装置，还可以实现一定程度的折叠，从而可以应用在柔性3d显示领域。

在一种可能的实现方式中，发光层(b1)为量子点发光层、有机发光层或micro-led。

在一种可能的实现方式中，每个像素单元还包括1/4波片(b3)，1/4波片(b3)设置在金属线栅偏振层(b2)远离发光层(b1)的一侧。

其中，1/4波片(b3)为一定厚度的双折射单晶薄片，当线偏振光垂直入射1/4波片(b3)后，出射后变为椭圆偏振光。1/4波片(b3)可以由有机材料或无机材料制成，1/4波片(b3)的厚度及材料参数，可以根据所选用的红绿蓝三色光的波长来确定。

本申请实施例所示的方案，通过增设1/4波片(b3)可以使得3d显示装置的视角更广。发光层(b1)发出的光经金属线栅偏振层(b2)后，被转化为线偏振光，如果此时线偏振光直接出射，则会造成3d显示装置的视角较窄，人们从侧面观察3d显示装置显示的图像时，观察到的显示效果较差，而增设1/4波片(b3)后，将线偏振光转化为了椭圆偏振光，使得3d显示装置的视角比较广，人们从侧面观察3d显示装置显示的图像时，观察到的显示效果较好。

在一种可能的实现方式中，在发光层(b1)为量子点发光层或有机发光层时，每个像素单元还包括：基板(b4)、绝缘层(b5)和透明基板(b6)，基板(b4)设置在发光层(b1)远离金属线栅偏振层(b2)的一侧，绝缘层(b5)设置在发光层(b1)和金属线栅偏振层(b2)之间，透明基板(b6)设置在金属线栅偏振层(b2)远离发光层(b1)的一侧。

其中，有机发光层包括但不限于空穴传输层、电子传输层、透明电极和红绿蓝有机材料层。量子点发光层包括但不限于空穴传输层、电子传输层、透明电极和红绿蓝量子点材料层。

基板(b4)可以是透明基板，也可以是不透明基板。基板(b4)可以是玻璃基板，也可以是高分子基板。透明基板(b6)可以是玻璃基板，也可以是高分子基板。

本申请实施例所示的方案，绝缘层(b5)设置在发光层(b1)与金属线栅偏振层(b2)之间。通过设置绝缘层(b5)，可以防止金属线栅偏振层(b2)中的金属干扰量子点发光层或有机发光层。基板(b4)和透明基板(b6)通过胶黏等封装方式，将两者之间的各层级结构封装成像素单元，并提供抗水氧防护。在基板(b4)和透明基板(b6)封装过程中，要保证金属线栅偏振层(b2)与发光层(b1)的位置对应。

在一种可能的实现方式中，在发光层(b1)为micro-led时，每个像素单元还包括透明光学胶(b7)，透明光学胶(b7)设置在发光层(b1)和金属线栅偏振层(b2)之间。

其中，发光层(b1)至少包括红绿蓝三色的micro-led芯片。

本申请实施例所示的方案，通过透明光学胶(b7)将发光层(b1)和金属线栅偏振层(b2)粘接在一起。

在一种可能的实现方式中，在发光层(b1)为micro-led时，多个像素单元互相分离，每个像素单元还包括：平坦层(b8)，平坦层(b8)位于发光层(b1)和金属线栅偏振层(b2)之间。

其中，发光层(b1)至少包括红绿蓝三色的micro-led芯片。每个金属线栅偏振层(b2)为一个金属线栅偏振器。

平坦层(b8)可以蒸镀在发光层(b1)上，金属线栅偏振层(b2)可以蒸镀在平坦层(b8)上。

本申请实施例所示的方案，在每个发光层(b1)上可以设置有平坦层(b8)，金属线栅偏振器制作在平坦层(b8)上，基于平坦层(b8)，发光层(b1)的表面更加平整，金属线栅偏振器更加容易与发光层(b1)制作在一起。

金属线栅偏振器的排布方式为相邻两个金属线栅偏振器的偏振方向互相垂直。

本申请实施例提供的3d显示装置中，每个独立的金属线栅偏振器与独立的发光层(b1)制作封装在一起，构成一个个独立的像素单元，解决了发光层(b1)和大面积的金属线栅偏振层(b2)对位的难题，从而当本申请实施例提供的3d显示装置应用在柔性显示领域时，在弯曲状态下，发光层(b1)与金属线栅偏振层(b2)仍然有较精确的对位，从而在弯曲状态下仍然可以较好的实现3d显示功能。并且，因为不再应用整片连续的金属线栅偏振器，所以本方案可做到更大的卷曲度，机械可靠性和卷曲寿命也更好。

本申请实施例提供了一种终端设备，该终端设备包括上述任一所述的3d显示装置。

其中，该终端设备可以是台式计算机、电视等固定终端，也可以是手机、平板电脑、笔记本等移动终端，该终端设备使用上述任一所述的3d显示装置作为显示部件进行显示。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本申请实施例提供的3d显示装置，没有使用有机染料彩膜，而是使用量子点彩膜进行色彩呈现。有机彩膜只能做滤光膜使用，但量子点彩膜(a2)可实现光致发光，通过背光光源的激发，量子点彩膜(a2)可发出色纯度较高的单色光，可显著提升3d显示装置显示的色域，使显示的色彩更丰富。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种3d显示装置的示意图；

图2是本申请实施例提供的一种3d显示装置的示意图；

图3是本申请实施例提供的一种3d显示装置的示意图；

图4是本申请实施例提供的一种3d显示装置的示意图；

图5是本申请实施例提供的一种3d显示装置的示意图；

图6是本申请实施例提供的一种3d显示装置的示意图；

图7是本申请实施例提供的量子点彩膜(a2)的剖面示意图；

图8是本申请实施例提供的一种3d显示装置的示意图；

图9是本申请实施例提供的一种3d显示装置的示意图；

图10是本申请实施例提供的一种3d显示装置的示意图；

图11是本申请实施例提供的一种3d显示装置的示意图；

图12是本申请实施例提供的一种3d显示装置的示意图；

图13是本申请实施例提供的一种3d显示装置的示意图；

图14是本申请实施例提供的一种3d显示装置的示意图；

图15是本申请实施例提供的一种3d显示装置的示意图；

图16是本申请实施例提供的一种3d显示装置的示意图；

图17是本申请实施例提供的一种3d显示装置的示意图；

图例说明

在图1-图7中：a1、背光模组，a2、量子点彩膜，a3、第一金属线栅偏振层，a4、像素电极层，a5、液晶层，a6、第二金属线栅偏振层，a7、第一配向膜，a8、第二配向膜，a9、第一平坦层，a10、第二平坦层，a11、第一透明基板，a12、第二透明基板，a13、1/4波片，a201、蓝色量子点，a202、红色量子点，a203、绿色量子点，a204、黑色遮光矩阵，a301、第一偏振区域，a302、第二偏振区域，a601、第三偏振区域，a602、第四偏振区域。

在图8-图17中：b1、发光层，b2、金属线栅偏振层，b3、1/4波片，b4、基板，b5、绝缘层，b6、透明基板，b7、透明光学胶，b8、平坦层。

具体实施方式

本申请实施例提供了3d显示装置，该3d显示装置可以是基于液晶显示器(liquidcrystaldisplay，lcd)的3d显示装置，也可以是基于有机发光二极管(organiclightemittingdiode，oled)或量子点发光二极管(quantum-dotlightemittingdiode，qled)的3d显示装置，还可以是基于微小发光二极管(microlightemittingdiode，micro-led)的3d显示装置。该3d显示装置可以应用在电视等固定终端上，也可以应用在手机等移动终端上，本申请实施例提供的3d显示装置通过金属线栅偏振层，将发出的光线分为两种不同偏振方向的光线出射，同时配合3d显示接收装置(如3d眼镜)，实现左右眼分别接收不同偏振方向的光线，从而实现3d显示功能。

本申请实施例提供了一种3d显示装置，如图1和图2所示，3d显示装置包括顺序设置的背光模组(a1)、量子点彩膜(a2)、第一金属线栅偏振层(a3)、像素电极层(a4)、液晶层(a5)和第二金属线栅偏振层(a6)。

其中，3d显示装置又可称为立体显示装置。

背光模组(a1)可将光线均匀射向液晶层(a5)。背光模组(a1)为显示装置中提供光源的膜材组合，包括多种光学膜材如反射片、导光板、扩散片和增光膜等。背光模组(a1)可以是侧入式背光模组，即背光模组(a1)中的发光光源布置在背光模组的侧面，光源发出的光线从侧面射入背光模组中的导光板，经导光板反射至液晶层。背光模组(a1)还可以是直下背光式背光模组，即发光光源排布在背光模组正面，光源发出的光线直接射向液晶层。可选的，发光光源可以为蓝光led。

量子点彩膜(a2)为由量子点材料和高分子材料制备的颜色转换膜。量子点材料为可光致发光的纳米尺寸的半导体材料，在外界短波长光线照射下，可发出可见光，发出的可见光的波长可通过量子点的尺寸和材料进行调控。。量子点彩膜(a2)可以由红、绿、蓝量子点材料、光刻胶和必要的添加剂构成。量子点材料包括但不限于cdse、cdte、zns和inp等。光刻胶为透明材料。必要的添加剂包括但不限于扩散粒子和量子点-光刻胶偶联剂，量子点-光刻胶偶联剂可以将量子点颗粒与光刻胶分子通过化学键连接在一起，从而提高量子点在光刻胶体系内的稳定性。量子点与光刻胶的混合比例可根据需要进行优化，保证量子点彩膜(a2)对背光模组(a1)发出的光有较高吸收效率，并具有较高的色彩转换效率，即外量子效率。量子点彩膜(a2)中的红绿蓝三色量子点交替排列，每红绿蓝三色量子点对应一个像素单元。量子点彩膜(a2)的剖面结构如图7所示，红绿蓝三色量子点交替排列，黑色矩阵(a204)可防止红绿蓝三色量子点互相串色，影响色彩图像的清晰度。

第一金属线栅偏振层(a3)和第二金属线栅偏振层(a6)可以分别包括一个金属线栅偏振器。金属线栅偏振器为由金属材料制作成的线栅结构，金属线栅偏振器的材料包括但不限于al、cu、ag、au和cr，可采用纳米压印、刻蚀和转印等方式加工。金属线栅偏振器可反射偏振方向平行于线栅方向的偏振光，并透射偏振方向垂直于线栅方向的偏振光。金属线栅偏振器的厚度小于200um，线栅之间的间距及线栅深度可以根据红绿蓝三色光的波长进行优化设计，以保证对红绿蓝三色光具有最高消光比。第一金属线栅偏振层(a3)可以制作在量子点彩膜(a2)上。可以在第二金属线栅偏振层(a6)远离液晶层(a5)的一侧设置防反射层，从而降低第二金属线栅偏振层(a6)对外界环境光的反射。

像素电极层(a4)，用于控制液晶层(a5)中的液晶的状态，从而控制透过液晶层(a5)的光。液晶层(a5)中设置有液晶。

本申请实施例所示的方案，本申请实施例提供的3d显示装置，没有使用有机染料彩膜，而是使用量子点彩膜进行色彩呈现。有机彩膜只能做滤光膜使用，但量子点彩膜(a2)可实现光致发光，通过背光光源的激发，量子点彩膜(a2)可发出色纯度较高的单色光，可显著提升3d显示装置显示的色域，使显示的色彩更丰富。另外，背光模组(a1)中的背光光源可采用蓝光led。

并且，与相关技术中的3d显示装置往往使用偏光片作为偏光元件不同，本申请实施例提供的3d显示装置没有使用偏光片，而是使用第一金属线栅偏振层(a3)和第二金属线栅偏振层(a6)，作为偏光元件。由于第一金属线栅偏振层(a3)和第二金属线栅偏振层(a6)较薄，所以本申请实施例提供的3d显示装置不仅适用于电视等大型显示设备，还适用于手机等移动终端，本申请实施例提供的3d显示装置不会使得移动终端的厚度较大，从而使得这些移动终端的便携性较好。

在一种可能的实现方式中，如图1和图2所示，第一金属线栅偏振层(a3)包括多个第一偏振区域(a301)和多个第二偏振区域(a302)，第一偏振区域(a301)与第二偏振区域(a302)交错分布，第一偏振区域(a301)的偏振方向与第二偏振区域(a302)的偏振方向互相垂直。第二金属线栅偏振层(a6)包括多个第三偏振区域(a601)和多个第四偏振区域(a602)，第三偏振区域(a601)与第四偏振区域(a602)交错分布，第三偏振区域(a601)的偏振方向与第四偏振区域(a602)的偏振方向互相垂直。

多个第一偏振区域(a301)分别与多个第三偏振区域(a601)的位置相对应，多个第二偏振区域(a302)分别与多个第四偏振区域(a602)的位置相对应，第一偏振区域(a301)的偏振方向与第三偏振区域(a601)的偏振方向互相垂直，第二偏振区域(a302)的偏振方向与第四偏振区域(a602)的偏振方向互相垂直。

其中，交错分布是指在同一金属线栅偏振层上，相邻的两个偏振区域的偏振方向互相垂直的分布方式。在交错分布的情况下，任意两个第一偏振区域(a301)、任意两个第二偏振区域(a302)、任意两个第三偏振区域(a601)或任意两个第四偏振区域(a602)均不相邻。

多个第一偏振区域(a301)分别与多个第三偏振区域(a601)的位置相对应是指顺着背光模组(a1)发出的光的方向看去，多个第一偏振区域(a301)分别与多个第三偏振区域(a601)的位置相对，也即背光模组(a1)发出的光依次穿过第一偏振区域(a301)和第三偏振区域(a601)。

多个第二偏振区域(a302)分别与多个第四偏振区域(a602)的位置相对应是指顺着背光模组(a1)发出的光的方向看去，多个第二偏振区域(a302)分别与多个第四偏振区域(a602)的的位置相对，也即背光模组(a1)发出的光依次穿过第二偏振区域(a302)和第四偏振区域(a602)。

第一金属线栅偏振层(a3)和第二金属线栅偏振层(a6)可以均由阵列状排列的偏振区域组成，如图1所示，每个偏振区域可以均对应一个像素单元，在同一金属线栅偏振层上，相邻的两个偏振区域的偏振方向互相垂直(即第一偏振区域(a301)的偏振方向与第二偏振区域(a302)的偏振方向垂直，第三偏振区域(a601)的偏振方向与第四偏振区域(a602)的偏振方向垂直)。在第一金属线栅偏振层(a3)和第二金属线栅偏振层(a6)上，对应同一像素单元位置的偏振区域的偏振方向也互相垂直(即第一偏振区域(a301)的偏振方向与第三偏振区域(a601)的偏振方向垂直，第二偏振区域(a302)的偏振方向与第四偏振区域(a602)的偏振方向垂直)。第一金属线栅偏振层(a3)和第二金属线栅偏振层(a6)还可以由交替排列的长条形偏振区域组成，如图2所示，在长条形偏振区域所对应的位置上，多个像素单元排列成一组，在同一金属线栅偏振层上，相邻两个长条形偏振区域的偏振方向互相垂直(即第一偏振区域(a301)的偏振方向与第二偏振区域(a302)的偏振方向垂直，第三偏振区域(a601)的偏振方向与第四偏振区域(a602)的偏振方向垂直)。在第一金属线栅偏振层(a3)和第二金属线栅偏振层(a6)上，对应同一组像素单元位置的偏振区域的偏振方向也互相垂直，(即第一偏振区域(a301)的偏振方向与第三偏振区域(a601)的偏振方向垂直，第二偏振区域(a302)的偏振方向与第四偏振区域(a602)的偏振方向垂直)。

本申请实施例所示的方案，本申请实施例提供的3d显示装置的显示原理如下所示，在3d显示装置同时显示两组图像(即左眼图像和右眼图像)，第一金属线栅偏振层(a3)中多个第一偏振区域(a301)以及第二金属线栅偏振层(a6)中多个第三偏振区域(a601)，对应的像素单元可以均显示第一组图像，第一金属线栅偏振层(a3)中多个第二偏振区域(a302)以及第二金属线栅偏振层(a6)中多个第四偏振区域(a602)，对应的像素单元可以均显示第二组图像，由于第一金属线栅偏振层(a3)和第二金属偏振层(a6)中的各偏振区域偏振方向的特别设计，使得第一组图像光线的偏振方向和第二组图像光线的偏振方向互相垂直。再配合使用两个镜片分别透过不同偏振方向光线的3d眼镜，可以实现左眼图像光线只进入左眼，右眼图像的光线只进入右眼，从而使得人们可以感受到3d效果。

在一种可能的实现方式中，如图3所示，3d显示装置还包括第一配向膜(a7)和第二配向膜(a8)。第一配向膜(a7)设置在像素电极层(a4)和液晶层(a5)之间，第二配向膜(a8)设置在液晶层(a5)和第二金属线栅偏振层(a6)之间。

本申请实施例所示的方案，基于第一配向膜(a7)和第二配向膜(a8)，液晶层(a5)中的液晶有一个预排列，从而避免液晶层(a5)中液晶的杂乱无序。

在一种可能的实现方式中，如图4所示，3d显示装置还包括第一平坦层(a9)和第二平坦层(a10)。第一平坦层(a9)设置在第一金属线栅偏振层(a3)和像素电极层(a4)之间，第二平坦层(a10)设置在第二配向膜(a8)和第二金属线栅偏振层(a6)之间。

其中，第一平坦层(a9)和第二平坦层(a10)可以由绝缘材料制作而成。

本申请实施例所示的方案，第一平坦层(a9)设置在第一金属线栅偏振层(a3)上，第二平坦层(a10)设置在第二金属线栅偏振层(a6)上，分别使得第一金属线栅偏振层(a3)和第二金属线栅偏振层(a6)表面平整。从而，第一配向膜(a7)和像素电极层(a4)可以依次制作在第一平坦层(a9)上，第二配向膜(a8)可以制作在第二平坦层(a10)上。

在一种可能的实现方式中，如图5所示，3d显示装置还包括第一透明基板(a11)和第二透明基板(a12)。第一透明基板(a11)设置在背光模组(a1)和量子点彩膜(a2)之间，第二透明基板(a12)设置在第二金属线栅偏振层(a6)与第二平坦层(a10)相反的一侧。

其中，第一透明基板(a11)和第二透明基板(a12)可以为玻璃基板，也可以为高分子柔性基板。

本申请实施例所示的方案，量子点彩膜(a2)可以设置在第一透明基板(a11)上，具体的制作工艺包括但不限于印刷、喷墨打印和光刻等。第一透明基板(a11)和第二透明基板(a12)通过胶黏等封装方式，将两者之间的各层级结构封装成3d显示装置，并提供抗水氧防护。在第一透明基板(a11)和第二透明基板(a12)封装过程中，要保证第一金属线栅偏振层(a3)中的偏振区域与第二金属线栅偏振层(a6)中的偏振区域的各对应位置相对应。

在一种可能的实现方式中，如图6所示，3d显示装置还包括1/4波片(a13)，1/4波片(a13)设置在第二透明基板(a12)的任意一侧。

其中，1/4波片(a13)为一定厚度的双折射单晶薄片，当线偏振光垂直入射1/4波片(a13)后，出射后变为椭圆偏振光。1/4波片(a13)可以由有机材料或无机材料制成，1/4波片(a13)的厚度及材料参数，可以根据所选用的红绿蓝三色光的波长来确定。

本申请实施例所示的方案，1/4波片(a13)可以设置在第二透明基板(a12)任意一侧的表面。相应的，第二金属线栅偏振器可以制作在1/4波片(a13)上，也可以制作在第二透明基板(a12)上。

通过增设1/4波片(a13)可以使得3d显示装置的视角更广。背光模组(a1)发出的光经第二金属线栅偏振层(a6)出射后，被转化为线偏振光，如果此时线偏振光直接出射，则会造成3d显示装置的视角较窄，人们从侧面观察3d显示装置显示的图像时，观察到的显示效果较差，而增设1/4波片(a13)后，将线偏振光转化为了椭圆偏振光，使得3d显示装置的视角比较广，人们从侧面观察3d显示装置显示的图像时，观察到的显示效果较好。

本申请实施例提供了一种3d显示装置，如图8和图9所示，3d显示装置包括多个像素单元，每个像素单元包括发光层(b1)和金属线栅偏振层(b2)，其中，金属线栅偏振层(b2)具有第一偏振方向或者第二偏振方向，第一偏振方向与第二偏振方向互相垂直，每相邻的两个像素单元包括的金属线栅偏振层(b2)中其中一个具有第一偏振方向，另一个具有第二偏振方向。

其中，多个像素单元可以是互相分离的，也可以连接成一个整体。

每个像素单元可以包括一个像素点，每个像素点由红绿蓝三个亚像素组成，3d显示装置中的像素单元可以呈阵列状排布。

每个像素单元还可以包括多个像素点，每个像素点由红绿蓝三个亚像素组成，3d显示装置中的像素单元可以呈长条形交替排布，例如，3d显示装置中的每一行的像素点组成一个像素单元，不同行的像素点属于不同的像素单元，相邻的两个像素单元中的金属线栅偏振层(b2)具有不同的偏振方向。

发光层(b1)可以是量子点发光层或有机发光层，还可以是micro-led阵列。

金属线栅偏振层(b2)包括金属线栅偏振器。金属线栅偏振器为由金属材料制作成的线栅结构，金属线栅偏振器的材料包括但不限于al、cu、ag、au和cr，可采用纳米压印、刻蚀和转印等方式加工。金属线栅偏振器可反射偏振方向平行于线栅方向的偏振光，并透射偏振方向垂直于线栅方向的偏振光。金属线栅偏振器的厚度小于200um，线栅之间的间距及线栅深度可以根据红绿蓝三色光的波长进行优化设计，以保证对红绿蓝三色光具有最高消光比。可以在金属线栅偏振层(b2)远离发光层(b1)的一侧设置防反射层，从而降低金属线栅偏振层(b2)对外界环境光的反射。

金属线栅偏振层(b2)可以是一整个金属线栅偏振器，也可以是整个金属线栅偏振器的一部分。

金属线栅偏振层(b2)还可以包括多个金属线栅偏振器，此时每个第一偏振区域(b201)或第二偏振区域(b202)可以分别是一个金属线栅偏振器。

金属线栅偏振层(b2)可以直接制作在发光层(b1)上，也可以粘接在发光层(b1)上。

本申请实施例所示的方案，本申请实施例提供的3d显示装置的显示原理如下所述，在3d显示装置上同时显示两组图像(即左眼图像和右眼图像)，具有第一偏振方向的像素单元可以均显示第一组图像，具有第二偏振方向的像素单元可以均显示第二组图像，由于第一偏振方向和第二偏振方向互相垂直，所以使得第一组图像光线的偏振方向和第二组图像光线的偏振方向互相垂直。再配合使用两个镜片分别透过不同偏振方向光线的3d眼镜，可以实现左眼图像光线只进入左眼，右眼图像的光线只进入右眼，从而使得人们可以感受到3d效果。

本申请实施例提供的3d显示装置，由于发光层(b1)本身的特点，可显著提升3d显示装置显示的色域，使显示的色彩更丰富。

并且，与相关技术中的3d显示装置往往使用偏光片作为偏光元件不同，本申请实施例提供的3d显示装置没有使用偏光片，而是使用金属线栅偏振层(b2)，作为偏光元件。由于金属线栅偏振层(b2)较薄，所以本申请实施例提供的3d显示装置不仅适用于电视等大型显示设备，还适用于手机等移动终端，本申请实施例提供的3d显示装置不会使得移动终端的厚度较大，从而使得这些移动终端的便携性较好。

并且，本申请实施例提供的3d显示装置，还可以实现一定程度的折叠，从而可以应用在柔性3d显示领域。

在一种可能的实现方式中，发光层(b1)为量子点发光层、有机发光层或micro-led。

在一种可能的实现方式中，如图10所示，每个像素单元还包括1/4波片(b3)，1/4波片(b3)设置在金属线栅偏振层(b2)远离发光层(b1)的一侧。

其中，1/4波片(b3)为一定厚度的双折射单晶薄片，当线偏振光垂直入射1/4波片(b3)后，出射后变为椭圆偏振光。1/4波片(b3)可以由有机材料或无机材料制成，1/4波片(b3)的厚度及材料参数，可以根据所选用的红绿蓝三色光的波长来确定。

本申请实施例所示的方案，如图10所示，通过增设1/4波片(b3)可以使得3d显示装置的视角更广。发光层(b1)发出的光经金属线栅偏振层(b2)后，被转化为线偏振光，如果此时线偏振光直接出射，则会造成3d显示装置的视角较窄，人们从侧面观察3d显示装置显示的图像时，观察到的显示效果较差，而增设1/4波片(b3)后，将线偏振光转化为了椭圆偏振光，使得3d显示装置的视角比较广，人们从侧面观察3d显示装置显示的图像时，观察到的显示效果较好。

在一种可能的实现方式中，如图11所示，在发光层(b1)为量子点发光层或有机发光层时，每个像素单元还包括：基板(b4)、绝缘层(b5)和透明基板(b6)，基板(b4)设置在发光层(b1)远离金属线栅偏振层(b2)的一侧，绝缘层(b5)设置在发光层(b1)和金属线栅偏振层(b2)之间，透明基板(b6)设置在金属线栅偏振层(b2)远离发光层(b1)的一侧。

其中，有机发光层包括但不限于空穴传输层、电子传输层、透明电极和红绿蓝有机材料层。量子点发光层包括但不限于空穴传输层、电子传输层、透明电极和红绿蓝量子点材料层。

基板(b4)可以是透明基板，也可以是不透明基板。基板(b4)可以是玻璃基板，也可以是高分子基板。透明基板(b6)可以是玻璃基板，也可以是高分子基板。

本申请实施例所示的方案，如图11所示，绝缘层(b5)设置在发光层(b1)与金属线栅偏振层(b2)之间。通过设置绝缘层(b5)，可以防止金属线栅偏振层(b2)中的金属干扰量子点发光层或有机发光层。基板(b4)和透明基板(b6)通过胶黏等封装方式，将两者之间的各层级结构封装成像素单元，并提供抗水氧防护。在基板(b4)和透明基板(b6)封装过程中，要保证金属线栅偏振层(b2)与发光层(b1)的位置对应。

如图12所示，本申请实施例提供的3d显示装置还包括1/4波片(b3)。1/4波片(b3)可以设置在透明基板(b6)的任一侧，相应的，金属线栅偏振层(b2)可以设置在透明基板(b6)上，也可以设置在1/4波片(b3)上。

在一种可能的实现方式中，如图13所示，在发光层(b1)为micro-led时，每个像素单元还包括透明光学胶(b7)，透明光学胶(b7)设置在发光层(b1)和金属线栅偏振层(b2)之间。

其中，发光层(b1)至少包括红绿蓝三色的micro-led芯片。

本申请实施例所示的方案，如图13所示，通过透明光学胶(b7)将发光层(b1)和金属线栅偏振层(b2)粘接在一起。在粘接过程中，要保证金属线栅偏振层(b2)中的偏振区域与micro-led像素单元的位置相对应。

如图14所示，本申请实施例提供的3d显示装置还可以包括1/4波片(b3)和基板(b4)，发光层(b1)可以设置在基板(b4)上，即micro-led阵列设置在基板(b4)上，1/4波片(b3)可以通过透明光学胶(b7)黏贴在micro-led阵列表面。

在一种可能的实现方式中，如图15所示，在发光层(b1)为micro-led时，多个像素单元互相分离，每个像素单元还包括：平坦层(b8)，平坦层(b8)位于发光层(b1)和金属线栅偏振层(b2)之间。

其中，发光层(b1)至少包括红绿蓝三色的micro-led芯片。每个金属线栅偏振层(b2)为一个金属线栅偏振器。

平坦层(b8)可以蒸镀在发光层(b1)上，金属线栅偏振层(b2)可以蒸镀在平坦层(b8)上。

本申请实施例所示的方案，如图15所示，每个micro-led上制作有一个金属线栅偏振器，具体结构可参见图15中左侧的微观结构，红绿蓝三色micro-led芯片排列成一个micro-led，在每个micro-led上可以设置有平坦层(b8)，金属线栅偏振器制作在平坦层(b8)上，基于平坦层(b8)，micro-led的表面更加平整，金属线栅偏振器可以与micro-led更加容易的制作在一起。

3d显示装置的主视图如图16所示，可以看出相邻两个金属线栅偏振器的偏振方向互相垂直。

如图17所示，本申请实施例提供的3d显示装置还可以包括基板(b4)和1/4波片(b3)，发光层(b1)可以设置在基板(b4)上，即micro-led排布在基板(b4)上，1/4波片(b3)可以通过透明光学胶黏贴在micro-led表面。

本申请实施例提供的3d显示装置中，每个独立的金属线栅偏振器与独立的发光层(b1)制作封装在一起，构成一个个独立的像素单元，解决了发光层(b1)和大面积的金属线栅偏振层(b2)对位的难题，从而当本申请实施例提供的3d显示装置应用在柔性显示领域时，在弯曲状态下，发光层(b1)与金属线栅偏振层(b2)仍然有较精确的对位，从而在弯曲状态下仍然可以较好的实现3d显示功能。并且，因为不再应用整片连续的金属线栅偏振器，所以本方案可做到更大的卷曲度，机械可靠性和卷曲寿命也更好。

本申请实施例提供了一种终端设备，该终端设备包括前面所述的任一种3d显示装置。

其中，该终端设备可以是台式计算机、电视等固定终端，也可以是手机、平板电脑、笔记本等移动终端，该终端设备使用上述任一所述的3d显示装置作为显示部件进行显示。

以上所述仅为本申请一个实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。