專利名稱：一種透鏡光柵及立體顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電領(lǐng)域，尤其涉及一種透鏡光柵及立體顯示裝置。
背景技術(shù)：
[裸眼立體顯示技術(shù)不需要佩戴傳統(tǒng)的眼鏡，更接近人們?nèi)粘Ｊ褂昧?xí)慣而成為3D顯示技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。裸眼立體顯示面板主要包括顯示面板和視差分光器件。其中，顯示面板主要采用液晶顯示面板或等離子顯示面板，視差分光器件主要有視差障礙光柵和透鏡光柵。對(duì)于顯示面板，無(wú)論是液晶顯示面板還是等離子顯示面板，都在水平和垂直方向分別等間距排列有像素單元，各個(gè)像素單元之間在水平和垂直方向形成等間距的不透光條紋，即黑矩陣。而對(duì)于視差分光器件，無(wú)論是視差障礙光柵還是透鏡光柵，都是一種條紋狀等間距排列的光學(xué)器件，具有與顯示面板上像素結(jié)構(gòu)相近的空間周期結(jié)構(gòu)。在顯示過(guò)程中，兩者極易發(fā)生光學(xué)干涉從而在觀看區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生空間摩爾條紋，從而影響立體顯示效果。為了減輕摩爾紋對(duì)立體顯示效果的影響，現(xiàn)在通行的設(shè)計(jì)方法是將光柵條紋設(shè)計(jì)成為相對(duì)顯示屏像素的列方向傾斜的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，由于傾斜光柵形成的傾斜視線與矩形像素外形失配，會(huì)造成人眼光看到的視差子圖像之間的串?dāng)_，帶來(lái)更多的鬼影(Ghost)現(xiàn)象,影像顯示質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種透鏡光柵及立體顯示裝置，能夠減弱摩爾紋，提高立體顯示效果。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例采用如下技術(shù)方案。一方面，提供一種透鏡光柵，包括多個(gè)按照第一周期排列的透鏡單元，其特征在于還包括多個(gè)按照第二周期排列的非透鏡單元，所述第二周期小于所述第一周期。可選的，所述透鏡單元為柱透鏡，所述非透鏡單元為設(shè)置在所述透鏡單元曲面上或設(shè)置在相鄰所述透鏡單元之間，且與所述透鏡單元光軸垂直的平面?？蛇x的，所述透鏡單元為柱透鏡，所述非透鏡單元為設(shè)置在所述透鏡單元曲面上且與所述透鏡光軸垂直的平面，或設(shè)置在相鄰所述透鏡單元之間的曲面?？蛇x的，所述透鏡單元為柱透鏡，所述非透鏡單元為設(shè)置在所述透鏡單元曲面?zhèn)鹊那嫱哥R。進(jìn)一步的，所述第二周期大于所述第一周期的三分之一小于所述第一周期的三分之二。可選的，所述透鏡光柵為液晶透鏡光柵，包括第一電極層、第二電極層，以及填充于所述第一電極層和所述第二電極層之間的液晶層，所述第二電極層包括多個(gè)條形電極，相鄰多個(gè)所述條形電極組成一個(gè)電極單元；所述一個(gè)電極單元內(nèi)，中間多個(gè)條形電極的電壓值相等，兩端多個(gè)條形電極的電壓值均勻遞減；或相鄰所述電極單元之間多個(gè)條形電極的電壓值相等。可選的，所述透鏡光柵為液晶透鏡光柵，包括第一電極層、第二電極層，以及填充于所述第一電極層和所述第二電極層之間的液晶層，所述第二電極層包括多個(gè)條形電極，相鄰多個(gè)所述條形電極組成一個(gè)電極單元；所述一個(gè)電極單元內(nèi)，中間多個(gè)條形電極的電壓值相等，兩端多個(gè)條形電極的電壓值均勻遞減；或相鄰所述電極單元之間多個(gè)條形電極的電壓值均勻遞變?？蛇x的，所述透鏡單元位于所述非透鏡單元的上方或下方，所述多個(gè)按照第一周期排列的透鏡單元與所述多個(gè)按照第二周期排列的非透鏡單元中至少有一個(gè)是通過(guò)液晶透鏡光柵控制的。一方面，提供一種立體顯示裝置，包括上述任一所述的透鏡光柵。本發(fā)明實(shí)施例提供的透鏡光柵及立體顯示裝置，通過(guò)在透鏡光柵中引入新的周期性結(jié)構(gòu)單元，使透鏡光柵的排列周期與黑矩陣的排列周期產(chǎn)生明顯差異，從而減弱摩爾條紋。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種透鏡光柵的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種透鏡光柵的結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種透鏡光柵的結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種透鏡光柵的結(jié)構(gòu)示意 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種透鏡光柵的結(jié)構(gòu)示意 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種透鏡光柵的結(jié)構(gòu)示意 圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種透鏡光柵的結(jié)構(gòu)示意 圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種透鏡光柵的結(jié)構(gòu)示意 圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種透鏡光柵的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所使用其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。需要說(shuō)明的是，如果不沖突，本發(fā)明實(shí)施例以及實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。在現(xiàn)有的裸眼立體顯示面板中，由于透鏡光柵與顯示面板上的黑矩陣都是一種等間距規(guī)則排列的周期性結(jié)構(gòu)，會(huì)發(fā)生光學(xué)干涉產(chǎn)生明顯的摩爾條紋。本發(fā)明實(shí)施例將通過(guò)對(duì)透鏡形狀進(jìn)行改變，在透鏡光柵中引入新的周期性結(jié)構(gòu)單元，使透鏡光柵的排列周期與黑矩陣的排列周期產(chǎn)生明顯差異，從而減弱摩爾條紋。實(shí)施例一
一種透鏡光柵，包括按照第一周期排列的透鏡單元和按照第二周期排列的非透鏡單元，其中，第一周期是指透鏡單元沿排列方向的長(zhǎng)度范圍，第二周期是指非透鏡單元沿排列方向的長(zhǎng)度范圍，所述第二周期小于所述第一周期。該透鏡光柵可以是柱透鏡光柵、液晶透鏡光柵，也可以是柱透鏡光柵和液晶透鏡光柵的組合；透鏡單元的形狀可以是凸透鏡，也可以是凹透鏡；非透鏡單元可以設(shè)置在單個(gè)透鏡單元上，也可以設(shè)置在相鄰?fù)哥R單元之間，還也可以獨(dú)立設(shè)置在透鏡單元上部，具體實(shí)現(xiàn)方式本發(fā)明不做限定。下面提供幾種優(yōu)選的實(shí)施方式。一種柱透鏡光柵，如圖1所示，包括第一周期為Tl的透鏡單元和第二周期為T2的非透鏡單元。其中，透鏡單元為柱透鏡，其形狀可以是凸透鏡，也可以是凹透鏡。具體的，透鏡單元為凸透鏡10，非透鏡單元為設(shè)置在凸透鏡10上與凸透鏡10光軸垂直的平面20，則透鏡單元的周期長(zhǎng)度Tl為凸透鏡10底部的長(zhǎng)度，非透鏡單元的周期長(zhǎng)度T2為平面20的長(zhǎng)度，其中，T2〈T1 ;可選的，1/3XT1〈T2〈2/3XT1，這樣可以更有效的消除摩爾紋，同時(shí)，弓丨入的串?dāng)_會(huì)更小。圖1中，T2 =1/2XT1。一種柱透鏡光柵，包括周期為Tl的透鏡單元和周期為T2的非透鏡單元。其中，透鏡單元為凸透鏡10，非透鏡單元為設(shè)置在相鄰?fù)雇哥R10之間與凸透鏡10光軸垂直的平面20?；蛘撸峭哥R單元為設(shè)置在相鄰?fù)雇哥R10之間的曲面20，該曲面的形狀可以是如圖2所示的弧形，也可以是如三角形、梯形等的曲面形狀。曲面周期長(zhǎng)度為T2，其中，T2〈T1;可選的，1/3XT1〈T2〈2/3XT1，這樣可以更有效的消除摩爾紋，同時(shí)，引入的串?dāng)_會(huì)更小。圖
2中，T2 =5/12XTl。一種柱透鏡光柵，如圖3所示，包括第一周期為Tl的透鏡單元和第二周期為T2的非透鏡單元。其中，透鏡單元為凸透鏡10，非透鏡單元為設(shè)置在凸透鏡10曲面上與凸透鏡10光軸垂直的平面201和設(shè)置在相鄰?fù)雇哥R10之間與凸透鏡10光軸垂直的平面202。則透鏡單元的周期長(zhǎng)度Tl為凸透鏡10底部的長(zhǎng)度，非透鏡單元的周期長(zhǎng)度T2為平面201的長(zhǎng)度tl和平面202的長(zhǎng)度t2之和，其中，T2〈T1 ;可選的，1/3 X Tl〈T2〈2/3 X Tl，這樣可以更有效的消除摩爾紋，同時(shí)，引入的串?dāng)_會(huì)更小。圖3中，T2 =7/12XTl。一種柱透鏡光柵，如圖4所示，包括第一周期為Tl的透鏡單元和第二周期為T2的非透鏡單元。其中，透鏡單元為凸透鏡10，非透鏡單元為設(shè)置在凸透鏡10上方的曲面透鏡30，曲面透鏡30的形狀可以是如圖4所示的三角形，也可以是如弧形、梯形等的曲面形狀。曲面透鏡30的第二周期為T2，T2〈T1 ;可選的，1/3XT1〈T2〈2/3XT1，這樣可以更有效的消除摩爾紋，同時(shí)，引入的串?dāng)_會(huì)更小。圖4中，T2=5/12XT1。需要說(shuō)明的是，上述各實(shí)施例中的方案也可以進(jìn)行組合，例如圖5所示，透鏡單元為凸透鏡10，非透鏡單元為設(shè)置在凸透鏡10曲面上與凸透鏡10光軸垂直的平面20，以及設(shè)置在凸透鏡10上方的曲面透鏡30，其中，曲面透鏡30的形狀為弧形。其他形式的組合均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，在此不再贅述。實(shí)施例二
一種液晶透鏡光柵，包括上基板、下基板，以及填充在上、下基板之間的液晶層；其中，上、下基板的內(nèi)表面分別設(shè)有第一電極層和第二電極層，至少有一個(gè)電極層為等間距平行設(shè)置的條形電極。通過(guò)對(duì)液晶層兩側(cè)電極層施加不同的電壓來(lái)控制各個(gè)區(qū)域液晶分子的偏轉(zhuǎn)程度，從而在液晶層中等效形成按照第一周期排列的透鏡單元和按照第二周期排列的非透鏡單元，達(dá)到減弱摩爾條紋的效果。具體的，如圖6所示，第一電極層11包括多個(gè)等間距平行設(shè)置的條形電極，第二電極層12為板狀電極。在第一電極層11中，相鄰的5個(gè)條形電極組成一個(gè)電極單元。在向第一電極層11和第二電極層12施加電壓時(shí)，板狀第二電極層12內(nèi)各個(gè)區(qū)域的電壓值相等，第一電極層11中一個(gè)電極單元內(nèi)，中間的3個(gè)條形電極的電壓值相等，兩端的2個(gè)條形電極的電壓值均勻遞減。由于施加在液晶層兩側(cè)電極層的電壓成上述規(guī)律分布，也即控制了不同區(qū)域液晶層分子的偏轉(zhuǎn)程度，則液晶分子的排布如圖6所示，在液晶層中等效形成以5個(gè)電極條為第一周期排列的透鏡單元10和以3個(gè)電極條為第二周期排列的平面20。也可以設(shè)置第一電極層11中，相鄰兩個(gè)電極單元之間的I個(gè)條形電極的電壓值相等，各電極單元中5個(gè)條形電極的電壓值依據(jù)柱透鏡的形狀均勻變化，則液晶分子的排布如圖7所示，在液晶層中等效形成以5個(gè)電極條為第一周期排列的柱透鏡10，以及在各個(gè)柱透鏡之間以2個(gè)電極條為第二周期排列的平面20。當(dāng)然，所述I個(gè)電極條的電壓值也可以按照三角形、圓弧等的曲線形狀均勻變化，對(duì)應(yīng)形成以I個(gè)電極條為第二周期排列的三角形、圓弧等的非透鏡單元。此外，也可以設(shè)置第一電極層11中，中間的3個(gè)條形電極的電壓值相等，兩端的I個(gè)條形電極的電壓值均勻遞減，并且，相鄰兩個(gè)電極單元之間的I個(gè)條形電極的電壓值相等，則液晶分子的排布如圖8所示，在液晶層中等效形成以5個(gè)電極條為第一周期排列的柱透鏡10，其中中間3個(gè)條形電極之間形成平面101，以及在各個(gè)柱透鏡之間以I個(gè)電極條為第二周期排列的平面20。同樣，所述I個(gè)電極條的電壓值也可以按照三角形、圓弧等的曲線形狀均勻變化，對(duì)應(yīng)形成以I個(gè)電極條為第二周期排列的三角形、圓弧等的非透鏡單元。圖5 8的實(shí)施例，通過(guò)對(duì)液晶層兩側(cè)基板內(nèi)表面的電極施加電壓來(lái)控制各個(gè)區(qū)域液晶分子的偏轉(zhuǎn)程度，從而在液晶層中等效形成按照第一周期排列的透鏡單元和按照第二周期排列的非透鏡單元，使液晶透鏡的排列周期與顯示面板上像素排列周期產(chǎn)生明顯差異，從而減弱摩爾條紋。實(shí)施例三
一種透鏡光柵，包括多個(gè)按照第一周期排列的透鏡單元和多個(gè)按照第二周期排列的非透鏡單元。其中，所述透鏡單元位于所述非透鏡單元的上方或下方，所述多個(gè)按照第一周期排列的透鏡單元與所述多個(gè)按照第二周期排列的非透鏡單元中至少有一個(gè)是通過(guò)液晶透鏡光柵控制的。示例性的，該透鏡光柵包括按照第一周期排列的柱透鏡光柵和按照第二周期排列的液晶透鏡光柵；其中，柱透鏡光柵可以位于液晶透鏡光柵的下方，也可以位于液晶透鏡光柵的上方。具體的，以柱透鏡光柵位于液晶透鏡光柵上方為例，如圖9所示，液晶透鏡光柵包括上基板、下基板，以及填充在上、下基板之間的液晶層；在上、下基板的內(nèi)表面分別設(shè)有第一電極層11和第二電極層12，第一電極層11為等間距平行設(shè)置的條形電極，第二電極層12為板狀電極。通過(guò)對(duì)液晶層兩側(cè)電極層施加不同的電壓來(lái)控制各個(gè)區(qū)域液晶分子的偏轉(zhuǎn)程度，從而在液晶層中等效形成按照第二周期排列的透鏡單元20 ;在液晶透鏡的上方設(shè)置有按照第一周期排列的柱透鏡光柵30。其中，柱透鏡光柵的形狀可以是如圖9所示的三角形，也可以是如弧形、梯形等的曲面形狀。液晶層中等效形成第二周期排列的透鏡單元可以是凸透鏡、凹透鏡、也可以是圖1-3任一所示的形狀。第二周期的長(zhǎng)度大于第一周期的長(zhǎng)度。對(duì)于柱透鏡光柵位于液晶透鏡光柵下方的情況，則通過(guò)控制液晶透鏡兩電極層之間的電壓，使液晶層中等效形成按照第一周期排列的透鏡單元。在液晶透鏡的下方，設(shè)置按照第二周期排列的柱透鏡光柵。其中，液晶透鏡光柵的形狀可以三角形、弧形、梯形等的曲面形狀。柱透鏡光柵的形狀可以是凸透鏡、凹透鏡、也可以是圖1-3任一所示的形狀。第二周期的長(zhǎng)度大于第一周期的長(zhǎng)度。實(shí)施例四
一種立體顯示裝置，包括顯示面板和透鏡光柵。其中，該透鏡光柵可以是本發(fā)明實(shí)施例中所述的任一柱透鏡光柵，也可以是本發(fā)明實(shí)施例中所述的任一液晶透鏡光柵。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種透鏡光柵，包括多個(gè)按照第一周期排列的透鏡單元，其特征在于還包括多個(gè)按照第二周期排列的非透鏡單元，所述第二周期小于所述第一周期。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡光柵，其特征在于所述透鏡單元為柱透鏡，所述非透鏡單元為設(shè)置在所述透鏡單元曲面上或設(shè)置在相鄰所述透鏡單元之間，且與所述透鏡單元光軸垂直的平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡光柵，其特征在于所述透鏡單元為柱透鏡，所述非透鏡單元為設(shè)置在所述透鏡單元曲面上且與所述透鏡單元光軸垂直的平面，或設(shè)置在相鄰所述透鏡單元之間的曲面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡光柵，其特征在于所述透鏡單元為柱透鏡，所述非透鏡單元為設(shè)置在所述透鏡單元曲面?zhèn)鹊那嫱哥R。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的透鏡光柵，其特征在于所述第二周期大于所述第一周期的三分之一小于所述第一周期的三分之二。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡光柵，其特征在于所述透鏡光柵為液晶透鏡光柵，包括第一電極層、第二電極層，以及填充于所述第一電極層和所述第二電極層之間的液晶層，所述第一電極層包括多個(gè)條形電極，相鄰多個(gè)所述條形電極組成一個(gè)電極單元；所述一個(gè)電極單元內(nèi)，中間多個(gè)條形電極的電壓值相等，兩端多個(gè)條形電極的電壓值均勻遞減；或相鄰所述電極單元之間多個(gè)條形電極的電壓值相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡光柵，其特征在于所述透鏡光柵為液晶透鏡光柵，包括第一電極層、第二電極層，以及填充于所述第一電極層和所述第二電極層之間的液晶層，所述第一電極層包括多個(gè)條形電極，相鄰多個(gè)所述條形電極組成一個(gè)電極單元；所述一個(gè)電極單元內(nèi)，中間多個(gè)條形電極的電壓值相等，兩端多個(gè)條形電極的電壓值均勻遞減；或相鄰所述電極單元之間多個(gè)條形電極的電壓值均勻遞變。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡光柵，其特征在于所述透鏡單元位于所述非透鏡單元的上方或下方，所述多個(gè)按照第一周期排列的透鏡單元與所述多個(gè)按照第二周期排列的非透鏡單元中至少有一個(gè)是通過(guò)液晶透鏡光柵控制的。
9.一種立體顯示裝置，其特征在于包括如權(quán)利要求1-4或6-8任一所述的透鏡光柵。
10.一種立體顯示裝置，其特征在于包括如權(quán)利要求5所述的透鏡光柵。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供一種透鏡光柵及立體顯示裝置，能夠減弱摩爾紋，提高立體顯示效果。所述透鏡光柵包括多個(gè)按照第一周期排列的透鏡單元，其特征在于還包括多個(gè)按照第二周期排列的非透鏡單元，所述第二周期小于所述第一周期；本發(fā)明實(shí)施例適用于顯示裝置的制造領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G02B5/18GK102998729SQ20121052414
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者宋磊, 陳寅偉, 劉寧, 戈張 申請(qǐng)人:深圳超多維光電子有限公司