具有柱状透镜的3D显示设备的制作方法

具有柱状透镜的3d显示设备
1.本申请要求于2019年12月31日提交的韩国专利申请no.10
‑
2019
‑
0180197的优先权权益，在此通过引用将其并入，如同在本文中完全阐述。
技术领域
2.本发明涉及一种3d显示设备，其中柱状透镜设置在显示面板上。


背景技术：

3.显示设备可以向用户提供2d图像和/或3d图像。例如，显示设备可以是其中柱状透镜设置在显示面板上的3d显示设备。显示面板可以实现提供给用户的图像。例如，显示面板可以包括多个像素区域。
4.每个像素区域可以显示特定颜色。例如，可以在每个像素区域中设置发光器件。发光器件可以发射显示特定颜色的光。例如，发光器件可以包括在第一电极和第二电极之间的发光层。
5.3d显示设备可以使用柱状透镜将从显示面板的每个像素区域发射的光叠加在设定区域内，使得可以实现提供给用户的3d图像。然而，当显示面板的像素区域被布置成pentile形状时，柱状透镜的每个观看部分可能具有不同的色比，并且提供给用户的图像的质量可能劣化。


技术实现要素：

6.因此，本发明涉及一种3d显示设备，其基本上消除了由于现有技术的局限性和缺点而导致的一个或多个问题。
7.本发明的目的是提供一种3d显示设备，该3d显示设备能够在柱状透镜的每个视点中保持恒定的色比，该柱状透镜被设置在包括布置成pentile形状的像素区域的显示面板上。
8.本发明的其他优点、目的和特征将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地对于本领域普通技术人员来说在审视以下内容之后是明显的，或者可以从本发明的实践中了解。本发明的目的和其他优点可以通过书面的说明书和权利要求书以及附图中具体地给出的结构来实现和达到。
9.为了实现这些和其他优点并且根据本发明的目的，如本文所体现和宽泛地描述的，提供了一种包括显示面板的3d显示设备。显示面板包括多个像素区域，该多个像素区域包括显示第一颜色的第一像素区域、显示第二颜色的第二像素区域以及显示第三颜色的第三像素区域。其中在第一方向上交替地设置有第一像素区域和第二像素区域的第一列像素区域，和其中设置有第三区域的第二列像素区域，在垂直于第一方向的第二方向上交替地设置。柱状透镜被设置在显示面板上。每个柱状透镜倾斜地延伸。每个柱状透镜相对于第一方向的倾斜角为35.71
°
至38
°
。
10.每个柱状透镜相对于第一方向的倾斜角可以是36.87
°
。
11.第三像素区域可以在第二方向上与第一像素区域和第二像素区域交替地设置。
12.第一像素区域在第一方向上的长度可以大于第一像素区域在第二方向上的长度。
13.在另一实施例中，3d显示设备包括显示面板。显示面板包括多个像素区域，该多个像素区域包括显示第一颜色的第一像素区域、显示第二颜色的第二像素区域以及显示第三颜色的第三像素区域。其中在第一方向上交替地设置有第一像素区域和第二像素区域的第一列像素区域，和其中设置有第三像素区域的第二列像素区域，在垂直于第一方向的第二方向上交替地设置。柱状透镜被设置在显示面板上。每个柱状透镜在倾斜方向上延伸。每个柱状透镜相对于第一方向的倾斜角为12.34
°
至15.71
°
。
14.每个柱状透镜相对于第一方向的倾斜角可以是14.04
°
。
附图说明
15.被包括以提供对本发明的进一步理解以及被并入本申请中而构成本申请的一部分的附图，例示出本发明的实施例，并且与描述一起用来解释本发明的原理。在附图中：
16.图1是示意地示出根据本发明的实施例的3d显示设备的视图；
17.图2是图1中的区域k的放大视图；
18.图3是局部地示出根据本发明的实施例的3d显示设备的平面的视图；
19.图4a和图4b是示出在根据本发明的实施例的3d显示设备中用于保持恒定的色比的柱状透镜的倾斜角的视图。
20.图5是局部地示出根据本发明的另一实施例的3d显示设备的平面的视图；和
21.图6a和图6b是示出在根据本发明的另一实施例的3d显示设备中用于保持恒定的色比的柱状透镜的倾斜角的视图。
具体实施方式
22.在下文中，通过参考示出本发明的一些实施例的附图的以下详细描述，将清楚地理解与本发明的实施例的上述目的、技术配置和操作效果有关的细节。这里，提供本发明的实施例是为了使本发明的技术精神令人满意地传达给本领域技术人员，因此，本发明可以以其他形式体现，并且不限于下面描述的实施例。
23.另外，在整个说明书中，相同或极其相似的元件可以由相同的附图标记表示，并且在附图中，为了方便起见，可能夸大了层和区域的长度和厚度。应理解的是，当第一元件被称为在第二元件“上”时，尽管第一元件可以设置在第二元件上以与第二元件接触，但是可以在第一元件和第二元件之间插置第三元件。
24.这里，诸如“第一”和“第二”之类的术语可以用于将任何一个元件与另一个元件区分开。然而，在不脱离本发明的技术精神的情况下，根据本领域技术人员的方便，第一元件和第二元件可以是任意命名的。
25.在本发明的说明书中使用的术语仅是为了描述特定实施例而使用的，并且无意于限制本发明的范围。例如，除非上下文另外明确指出，否则以单数形式描述的元件旨在包括多个元件。另外，在本发明的说明书中，还应理解的是术语“包括”和“包含”指定存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合，但是不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组合。
26.除非另有定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与示例性实施例所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。还应理解的是，诸如在常用字典中定义的那些术语应被解释为具有与其在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于形式的含义来解释，除非在本文中明确定义。
27.(实施例)
28.图1是示意性示出根据本发明的实施例的3d显示设备的视图。图2是图1中的区域k的放大视图。图3是局部地示出根据本发明的实施例的3d显示设备的平面的视图。
29.参考图1至图3，根据本发明的实施例的3d显示设备可包括显示面板100。显示面板100可以实现提供给用户的图像。例如，显示面板100可以包括多个发光器件130。每个发光器件130可以发出显示特定颜色的光。例如，每个发光器件130可以包括依次堆叠在器件基板110上的第一电极131、发光层132和第二电极133。器件基板110可以包括绝缘材料。例如，器件基板110可以包括玻璃或塑料。
30.第一电极131可以包括导电材料。第一电极131可以包括具有高反射率的材料。例如，第一电极131可以包括金属，诸如铝(al)和银(ag)。第一电极131可以具有多层结构。例如，第一电极131可以具有其中由金属形成的反射电极被设置在由诸如ito和izo的透明导电材料形成的透明电极之间的结构。
31.发光层132可以产生具有与第一电极131和第二电极133之间的电压差相对应的亮度的光。例如，发光层132可以是具有发射材料的发射材料层(eml)。发射材料可以包括有机材料、无机材料或混合材料。例如，根据本发明的实施例的3d显示设备的显示面板100可以是具有由有机材料形成的发光层132的oled面板。
32.第二电极133可以包括导电材料。第二电极133可以包括与第一电极131不同的材料。例如，第二电极133可以是由诸如ito和izo的透明导电材料形成的透明电极。因此，在根据本发明的实施例的3d显示设备中，由发光层132产生的光可以在显示面板100的每个像素区域中穿过第二电极133发射到外部。
33.每个发光器件130还可包括位于第一电极131与发光层132之间和/或位于发光层132与第二电极133之间的发射功能层。发射功能层可以包括空穴注入层(hil)、空穴传输层(htl)、电子传输层(etl)和电子注入层(eil)中的至少一种。因此，在根据本发明的实施例的3d显示设备的显示面板100中，可以改善每个发光器件130的效率。
34.每个发光器件130可以电连接到驱动电路。每个驱动电路可以根据扫描信号产生与数据信号相对应的驱动电流。例如，每个驱动电路可以包括薄膜晶体管120。薄膜晶体管120可以包括半导体图案121、栅极绝缘层122、栅电极123、层间绝缘层124、源电极125和漏电极126。
35.半导体图案121可以包括半导体材料。例如，半导体图案121可以包括硅。半导体图案121可以是氧化物半导体。例如，半导体图案121可以包括诸如igzo的金属氧化物。半导体图案121可以包括源极区、漏极区和沟道区。沟道区可以设置在源极区和漏极区之间。源极区和漏极区可以具有比沟道区更低的电阻。
36.栅极绝缘层122可以设置在半导体图案121上。栅极绝缘层122可以延伸超过半导体图案121。例如，半导体图案121的侧表面可以被栅极绝缘层122覆盖。栅极绝缘层122可以包括绝缘材料。例如，栅极绝缘层122可以包括氧化硅(sio)或氮化硅(sin)。栅极绝缘层122
可以包括高k材料。例如，栅极绝缘层122可以包括氧化钛(tio)。栅极绝缘层122可以具有多层结构。
37.栅电极123可以设置在栅极绝缘层122上。栅电极123可以与半导体图案121的沟道区重叠。例如，栅电极123可以通过栅极绝缘层122与半导体图案121绝缘。栅电极123可以包括导电材料。例如，栅电极123可以包括金属，诸如铝(al)、铬(cr)、铜(cu)、钛(ti)、钼(mo)和钨(w)。
38.层间绝缘层124可以设置在栅电极123上。层间绝缘层124可以延伸超过半导体图案121。例如，栅电极123的侧表面可以被层间绝缘层124覆盖。层间绝缘层124可以包括绝缘材料。例如，层间绝缘层124可以包括氧化硅(sio)。
39.源电极125可以设置在层间绝缘层124上。源电极125可以电连接到半导体图案121的源极区。例如，栅极绝缘层122和层间绝缘层124可以包括部分地暴露半导体图案121的源极区的源极接触孔。源电极125可以在源极接触孔中与半导体图案121的源极区直接接触。源电极125可以包括导电材料。例如，源电极125可以包括金属，例如铝(al)、铬(cr)、铜(cu)、钛(ti)、钼(mo)和钨(w)。源电极125可以包括与栅电极123不同的材料。
40.漏电极126可以设置在层间绝缘层124上。漏电极126可以电连接至半导体图案121的漏极区。漏电极126可以与源电极125间隔开。例如，栅极绝缘层122和层间绝缘层124可以包括部分地暴露半导体图案121的漏极区的漏极接触孔。漏电极126可以在漏极接触孔中与半导体图案121的漏极区直接接触。漏电极126可以包括导电材料。例如，漏电极126可以包括金属，诸如铝(al)、铬(cr)、铜(cu)、钛(ti)、钼(mo)和钨(w)。漏电极126可以包括与源电极125相同的材料。漏电极126可以包括与栅电极123不同的材料。
41.每个驱动电路可以设置在器件基板110和对应的发光器件130的第一电极131之间。例如，每个薄膜晶体管120的半导体图案121可以被设置成靠近器件基板110。因此，在根据本发明的实施例的3d显示设备的显示面板100中，从每个发光器件130发射的光可以不被相应的驱动电路阻挡。
42.缓冲层111可以设置在器件基板110和驱动电路之间。缓冲层111可以防止在形成驱动电路的过程中由于器件基板110引起的污染。例如，缓冲层111可以设置在器件基板110和每个驱动电路的半导体图案121之间。缓冲层111可以延伸超过每个驱动电路的半导体图案121。例如，器件基板110的朝向驱动电路的整个表面可以被缓冲层111覆盖。缓冲层111可以包括绝缘材料。例如，缓冲层111可以包括氧化硅(sio)和/或氮化硅(sin)。缓冲层111可以具有多层结构。
43.下钝化层112可以设置在驱动电路与发光器件130之间。下钝化层112可以防止由于外部冲击和水分引起的对驱动电路的损坏。例如，下钝化层112可以覆盖驱动电路的朝向发光器件130的整个表面。下钝化层112可以延伸超过每个驱动电路的源电极125和漏电极126。下钝化层112可以包括绝缘材料。例如，下钝化层112可以包括氧化硅(sio)或氮化硅(sin)。
44.覆盖层113可以设置在下钝化层112和发光器件130之间。覆盖层113可以消除由于驱动电路引起的厚度差。例如，覆盖层113的与器件基板110相反的表面可以是平坦表面。覆盖层113可以沿着下钝化层112延伸。覆盖层113可以包括绝缘材料。覆盖层113可以包括与下钝化层112不同的材料。例如，覆盖层113可以包括有机材料。
45.下钝化层112和覆盖层113可以包括暴露每个薄膜晶体管120的一部分的电极接触孔。每个发光器件130可以通过电极接触孔中的一个电连接到相应的薄膜晶体管120。例如，每个发光器件130的第一电极131可以在相应的电极接触孔中与相应的薄膜晶体管120的漏电极126直接接触。
46.封装元件140可以设置在发光器件130上。每个发光器件130的第二电极133可以被设置成靠近封装元件140。例如，发光器件130可以设置在器件基板110和封装元件140之间。封装元件140可以防止由于外部冲击和水分引起的对发光器件130的损坏。封装元件140可以延伸超过发光器件130。例如，发光器件130可以被封装元件140覆盖。
47.封装元件140可以具有多层结构。例如，封装元件140可以包括第一封装层141、第二封装层142和第三封装层143，它们依次堆叠在每个发光器件130的第二电极133上。第一封装层141、第二封装层142和第三封装层143可以包括绝缘材料。第二封装层142可以包括与第一封装层141和第三封装层143不同的材料。例如，第一封装层141和第三封装层143可以包括无机材料，而第二封装层142可以包括有机材料。因此，在根据本发明的实施例的3d显示设备的显示面板100中，可以有效地防止外部水分的渗透，并且通过第二封装层142可以消除由于发光器件130引起的厚度差。例如，第三封装层143的与器件基板110相反的表面可以是平坦表面。
48.每个发光器件130可以与相邻的发光器件130独立地控制。例如，每个发光器件130的第一电极131可以与相邻的发光器件130的第一电极131间隔开。堤部绝缘层114可以设置在相邻的第一电极131之间的空间中。例如，堤部绝缘层114可以覆盖每个第一电极131的边缘。每个发光器件130的发光层132和第二电极133可以堆叠在由堤部绝缘层114暴露的相应的第一电极131的一部分上。堤部绝缘层114可以包括绝缘材料。例如，堤部绝缘层114可以包括有机材料。堤部绝缘层114可以在每个第一电极131的外部与覆盖层113直接接触。堤部绝缘层114可以包括与覆盖层113不同的材料。
49.每个发光器件130可以实现与相邻的发光器件130不同的颜色。例如，每个发光器件130的发光层132可以包括与相邻的发光器件130的发光层132不同的材料。每个发光器件130的发光层132可以与相邻的发光器件130的发光层132间隔开。例如，每个发光器件130的发光层132可以包括位于堤部绝缘层114上的端部。
50.施加到每个发光器件130的第二电极133的电压可以与施加到相邻的发光器件130的第二电极133的电压相同。例如，每个发光器件130的第二电极133可以电连接到相邻的发光器件130的第二电极133。每个发光器件130的第二电极133可以包括与相邻的发光器件130的第二电极133相同的材料。例如，每个发光器件130的第二电极133可以与相邻的发光器件130的第二电极133接触。堤部绝缘层114可以被第二电极133覆盖。
51.每个发光器件130可以具有与相邻的发光器件130相同的结构。例如，每个发光器件130可以包括与相邻的发光器件130相同的发射功能层。每个发光器件130的发射功能层可以连接到相邻的发光器件130的发射功能层。例如，在根据本发明的实施例的3d显示设备的显示面板100中，空穴注入层(hil)、空穴传输层(htl)、电子传输层(etl)和电子注入层(eil)中的至少一种可以延伸到堤部绝缘层114上。
52.显示面板100可以包括被布置成pentile形状的多个像素区域，该多个像素区域包括蓝色像素区域ba、红色像素区域ra和绿色像素区域ga。例如，显示面板100可包括：第一列
像素区域l1，其中在第一方向y上交替地设置有蓝色像素区域ba和红色像素区域ra；和第二列像素区域l2，其中设置有绿色像素区域ga。在根据本发明的实施例的3d显示设备的显示面板100中，第一列像素区域l1和第二列像素区域l2可以在垂直于第一方向y的第二方向x上交替地设置。每个发光器件130可以设置在多个像素区域中的一个中。每个像素区域的发光器件130可以发射显示对应的像素区域的颜色的光。例如，每个蓝色像素区域ba中的发光器件130可以发射显示蓝色的光，每个红色像素区域ra中的发光器件130可以发射显示红色的光，并且每个绿色像素区域ga中的发光器件130可以发射显示绿色的光。
53.光学元件200可以设置在显示面板100上。光学元件200可以设置在从显示面板100发出的光的路径上。例如，光学元件200可以设置在显示面板100的封装元件140上。光学元件200可以防止由于显示面板100引起的外部光的反射。例如，光学元件200可以具有四分之一波片(qwp)210和线性偏振器220被堆叠在其中的结构。
54.光学粘合剂层230可以设置在四分之一波片210和线性偏振器220之间。光学粘合剂层230可以与四分之一波片210和线性偏振器220直接接触。光学粘合剂层230的折射率可以位于四分之一波片210的折射率和线性偏振器220的折射率之间。例如，光学粘合剂层230的折射率可以与四分之一波片210的折射率或线性偏振器220的折射率相同。因此，在根据本发明的实施例的3d显示设备的光学元件200中，在四分之一波片210和线性偏振器220之间可以不形成气隙。即，在根据本发明的实施例的3d显示设备的光学元件200中，可以防止四分之一波片210和线性偏振器220之间的折射率的快速变化。因此，在根据本发明的实施例的3d显示设备的光学元件200中，可以防止由于折射率的快速变化而导致的光损失。
55.显示粘合剂层410可以设置在显示面板100和光学元件200之间。显示粘合剂层410可以与显示面板100和光学元件200直接接触。例如，四分之一波片210可以通过显示粘合剂层410附接到第三封装层143。显示粘合剂层410可以具有位于第三封装层143的折射率和四分之一波片210的折射率之间的折射率。例如，显示粘合剂层410可以包括与光学粘合剂层230不同的材料。因此，在根据本发明的实施例的3d显示设备中，可以防止由于显示面板100和光学元件200之间的折射率的快速变化而导致的光损失。
56.柱状透镜300可以设置在光学元件200上。柱状透镜300可以使用从显示面板100的每个发光器件130发出的光在设定区域中实现3d图像。柱状透镜300中的每一个可以沿一定方向延伸。柱状透镜300的延伸方向可以具有相对于第一方向y的倾斜角。每个柱状透镜300可以包括与显示面板100的多个像素区域重叠的部分。
57.透镜粘合剂层420可以设置在光学元件200和柱状透镜300之间。透镜粘合剂层420可以与光学元件200和柱状透镜300直接接触。例如，柱状透镜300可以通过透镜粘合剂层420附接到线性偏振器220。透镜粘合剂层420可以具有位于线性偏振器220的折射率和柱状透镜300的折射率之间的折射率。例如，透镜粘合剂层420可以包括与显示粘合剂层410不同的材料。因此，在根据本发明的实施例的3d显示设备中，可以防止由于光学元件200与柱状透镜300之间的折射率的快速变化而导致的光损失。
58.每个柱状透镜300可以基于第一方向y倾斜地延伸。图3是示出当每个柱状透镜300相对于第一方向y的倾斜角θ1为36.87
°
时根据本发明的实施例的3d显示设备的平面的视图。在此，在根据本发明的实施例的3d显示设备中，多个像素区域中的每一个在第一方向y上可以具有相对较长的长度。参考图3，可以看出，在每个视点v1至v7处，蓝色像素区域ba、
红色像素区域ra和绿色像素区域ga的面积比相同。因此，在根据本发明的实施例的3d显示设备中，显示面板100可以包括被布置成pentile形状的多个像素区域，显示面板100上的柱状透镜300可以倾斜地延伸，且每个柱状透镜300相对于第一方向y的倾斜角可以是36.87
°
，使得提供给用户的3d图像的质量可以是最高的。
59.图4a是示出在根据本发明的实施例的3d显示设备中当每个柱状透镜300相对于第一方向y的倾斜角θ2为38
°
时与多个像素区域重叠的单个视点v的视图。图4b是示出在根据本发明的实施例的3d显示设备中当每个柱状透镜300相对于第一方向y的倾斜角θ3为35.71
°
时与多个像素区域重叠的单个视点的视图。
60.参考图4a和图4b，当倾斜角为38
°
或35.71
°
时，与单个视点重叠的蓝色像素区域ba、红色像素区域ra和绿色像素区域ga的面积比可以相同。参考图4a和图4b，当倾斜角超过38
°
或小于35.71
°
时，每个柱状透镜的区域可侵入相邻的视点。因此，在根据本发明的实施例的3d显示设备中，每个柱状透镜相对于第一方向y的倾斜角可以是35.71
°
至38
°
，以防止视点混合。
61.因此，根据本发明的实施例的3d显示设备可以包括显示面板100和位于显示面板100上的柱状透镜300。显示面板100可以包括布置成pentile形状的多个像素区域，该多个像素区域包括蓝色像素区域ba、红色像素区域ra和绿色像素区域ga。多个像素区域的布置结构可以包括：第一列像素区域l1，其中在第一方向y上交替地设置有蓝色像素区域ba和红色像素区域ra；和第二列像素区域l2，其中设置有绿色像素区域ga。第一列像素区域l1和第二列像素区域l2可以在第二方向x上交替地设置。每个柱状透镜300可以相对于第一方向y具有35.71
°
至38
°
的倾斜角。因此，在根据本发明的实施例的3d显示设备中，可以防止视点的混合，并且可以改善提供给用户的3d图像的质量。
62.视角控制膜500可以设置在柱状透镜300上。视角控制膜500可以阻挡通过柱状透镜300朝着设定区域的外部行进的光。例如，视角控制膜500可以防止在与设定区域相邻的区域中产生重复图像。柱状透镜300的朝向视角控制膜500的表面可以具有半圆形状。例如，在柱状透镜300和视角控制膜500之间可以设置与柱状透镜300的边界重叠的气隙ag，如图1和图2所示。因此，在根据本发明的实施例的3d显示设备中，可以有效地执行通过柱状透镜300的光的扩散。
63.视角控制膜500可以与显示面板100和柱状透镜300物理联接。例如，固定元件600可以设置在显示面板100的边缘和视角控制膜500的边缘上。固定元件600可以与显示面板100的边缘和视角控制膜500的边缘直接接触。因此，在根据本发明的实施例的3d显示设备中，视角控制膜500可以与显示面板100和柱状透镜300稳定地联接。
64.根据本发明的实施例的3d显示设备被描述为，每个柱状透镜300相对于第一方向y的倾斜角为35.71
°
至38
°
，优选为36.87
°
。然而，在根据本发明的另一实施例的3d显示设备中，柱状透镜300的倾斜角可以具有不同的范围，如图5、6a和6b所示。
65.图5是局部地示出当每个柱状透镜300相对于第一方向y的倾斜角θ4为14.04
°
时根据本发明的另一实施例的3d显示设备的平面的视图。图6a是示出在根据本发明的另一实施例的3d显示设备中当每个柱状透镜300相对于第一方向y的倾斜角θ5为15.71
°
时与多个像素区域重叠的单个视点v的视图。图6b是示出在根据本发明的另一实施例的3d显示设备中当每个柱状透镜300相对于第一方向y的倾斜角θ6为12.34
°
时与多个像素区域重叠的单个
视点v的视图。
66.参考图5，可以看出，当每个柱状透镜300相对于第一方向y的倾斜角θ4为14.04
°
时，在每个视点v1至v7处蓝色像素区域ba、红色像素区域ra和绿色像素区域ga的面积比相同。参考图6a和6b，当倾斜角θ4为12.34
°
至15.71
°
时，每个柱状透镜可不侵入相邻的视点。因此，在根据本发明的另一实施例的3d显示设备中，每个柱状透镜300相对于第一方向y的倾斜角为12.34
°
至15.71
°
，优选地为14.04
°
。
67.结果，根据本发明的实施例的3d显示设备可以包括设置在显示面板上的柱状透镜，该显示面板包括被布置成pentile形状的多个像素区域，其中，每个柱状透镜相对于第一方向的倾斜角可以是35.71
°
至38
°
或12.34
°
至15.71
°
。因此，在根据本发明的实施例的3d显示设备中，显示不同颜色的像素区域的面积比可以在每个视点处一致。因此，在根据本发明的实施例的3d显示设备中，可以改善提供给用户的3d图像的质量。