指向性彩色濾光片和裸眼3d顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及立體顯示技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種指向性彩色濾光片和裸眼 3D顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于3D顯示技術(shù)可以使畫(huà)面變得更加立體逼真，讓觀眾有一種身臨其境的感覺(jué)， 因此，3D顯示技術(shù)越來(lái)越受到人們的歡迎。
[0003] 3D顯示技術(shù)的原理是利用人的左右眼分別接收具有視差的不同畫(huà)面，然后通過(guò)大 腦對(duì)視差圖像疊加構(gòu)成一個(gè)具有前后、左右、上下、遠(yuǎn)近等立體方向效果的影像。雖然現(xiàn)有 技術(shù)中不斷有基于視差原理的裸眼3D顯示器件產(chǎn)生，但是，由于現(xiàn)有的裸眼3D顯示器件具 有圖像串?dāng)_易引起視覺(jué)疲勞以及視角小等問(wèn)題，因此，現(xiàn)有的裸眼3D顯示器件并未真正進(jìn) 入消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)提出了一種新的3D顯示技術(shù)即指向性背光技術(shù)，該技術(shù)是在導(dǎo)光板上加 工特殊設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)來(lái)使光線傳播指向不同的方向，以形成視角較大的視差照明。如中國(guó)專 利CN201410187534.X提出一種裸眼3D背光模組，其采用一組或多組LED時(shí)序光源結(jié)合凸透 鏡、多邊棱鏡以及視差屏障來(lái)實(shí)現(xiàn)多視角3D顯示。但是，由于這種背光模組的透鏡、棱鏡等 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和精密加工精度在技術(shù)上很難實(shí)現(xiàn)，并且，當(dāng)兩個(gè)光源的光入射到視差屏障的 同一個(gè)區(qū)域時(shí)，會(huì)導(dǎo)致該區(qū)域同時(shí)出射兩種顏色的光，即導(dǎo)致該區(qū)域出射的光線出現(xiàn)串?dāng)_， 因此，基于指向性背光技術(shù)的裸眼3D顯示器件一直未能得到實(shí)際應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種指向性彩色濾光片和裸眼3D顯示裝置，以解決現(xiàn)有 技術(shù)中由于背光模組的透鏡、棱鏡等結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和精密加工精度在技術(shù)上很難實(shí)現(xiàn)且很容 易出現(xiàn)光線串?dāng)_的問(wèn)題。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0007] -種指向性彩色濾光片，包括彩色濾光片和位于所述彩色濾光片出光面的指向性 功能結(jié)構(gòu)層；
[0008] 所述彩色濾光片包括多個(gè)濾光單元，每一所述濾光單元包括至少三個(gè)不同顏色的 濾光子單元，其中透過(guò)同一顏色的濾光子單元的光的顏色相同；
[0009] 所述指向性功能結(jié)構(gòu)層包括多個(gè)結(jié)構(gòu)單元，每一所述結(jié)構(gòu)單元與一所述濾光單元 對(duì)應(yīng)設(shè)置;每一所述結(jié)構(gòu)單元包括至少三個(gè)結(jié)構(gòu)子單元;每一所述結(jié)構(gòu)子單元與一所述濾 光子單元對(duì)應(yīng)設(shè)置，以使透過(guò)每一所述濾光子單元的光入射到對(duì)應(yīng)的一所述結(jié)構(gòu)子單元 中；
[0010] 每一所述結(jié)構(gòu)子單元包括多個(gè)納米衍射光柵;同一結(jié)構(gòu)子單元內(nèi)的納米衍射光柵 的周期和取向角不同，以使透過(guò)同一結(jié)構(gòu)子單元的相同顏色的光具有不同的視角；同一濾 光單元不同顏色的濾光子單元對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)子單元內(nèi)相同位置的納米衍射光柵的周期和取 向角也不同，以使合成同一視角圖像的不同顏色的光具有相同的視角。
[0011] 優(yōu)選的，所述濾光單元包括紅色濾光子單元、綠色濾光子單元和藍(lán)色濾光子單元， 且所述紅色濾光子單元僅透射紅光，所述綠色濾光子單元僅透射綠光，所述藍(lán)色濾光子單 元僅透射藍(lán)光；
[0012] 所述結(jié)構(gòu)單元包括第一結(jié)構(gòu)子單元、第二結(jié)構(gòu)子單元和第三結(jié)構(gòu)子單元，所述第 一結(jié)構(gòu)子單元與所述紅色濾光子單元對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述第二結(jié)構(gòu)子單元與所述綠色濾光子單 元對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述第三結(jié)構(gòu)子單元與所述藍(lán)色濾光子單元對(duì)應(yīng)設(shè)置。
[0013] 優(yōu)選的，所述納米衍射光柵的周期和取向角由入射光線的波長(zhǎng)、入射角、衍射光線 的衍射角和衍射方位角決定。
[0014] 優(yōu)選的，所述指向性彩色濾光片采用光刻技術(shù)、紫外連續(xù)變空頻光刻技術(shù)或納米 壓印技術(shù)制作而成。
[0015]優(yōu)選的，所述指向性彩色濾光片對(duì)應(yīng)視點(diǎn)的張角達(dá)到150度及以上。
[0016] 優(yōu)選的，所述指向性彩色濾光片中的納米衍射光柵的周期范圍為300納米~3微 米。
[0017] 一種裸眼3D顯示裝置，包括指向性彩色濾光片、設(shè)置在所述指向性彩色濾光片入 光側(cè)的光源陣列和設(shè)置在所述指向性彩色濾光片出光側(cè)的液晶顯示面板；
[0018] 所述光源陣列包括至少三種激光點(diǎn)光源，不同種類(lèi)的激光點(diǎn)光源發(fā)射的激光顏色 不同，所述激光點(diǎn)光源用于在預(yù)設(shè)位置發(fā)射以預(yù)設(shè)角度入射到所述指向性彩色濾光片的激 光；
[0019] 所述指向性彩色濾光片為如上任一項(xiàng)所述的指向性彩色濾光片，所述指向性彩色 濾光片通過(guò)調(diào)整透過(guò)所述濾光子單元和對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)子單元的激光的相位，來(lái)使透過(guò)同一濾 光子單元的相同顏色的光具有不同的視角，合成同一視角圖像的不同顏色的光具有相同的 視角；
[0020] 所述液晶顯示面板包括多個(gè)像素單元，每一所述像素單元包括至少三個(gè)子像素， 每一所述像素單元與一所述濾光單元對(duì)應(yīng)設(shè)置，同一所述像素單元內(nèi)的子像素與對(duì)應(yīng)的所 述濾光單元內(nèi)的濾光子單元一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述液晶顯示面板通過(guò)調(diào)整透過(guò)所述子像素的 激光的振幅，來(lái)使相同視角的不同顏色光合成同一視角圖像，不同視角的圖像合成3D顯示 圖像。
[0021] 優(yōu)選的，所述激光點(diǎn)光源包括發(fā)射激光的激光器以及設(shè)置在所述激光器出光路徑 上的激光擴(kuò)束器，所述激光擴(kuò)束器用于擴(kuò)展所述激光的直徑，以使所述激光照射到所述指 向性彩色濾光片的整個(gè)面板上。
[0022] 優(yōu)選的，所述光源陣列包括發(fā)射紅光的紅激光點(diǎn)光源、發(fā)射綠光的綠激光點(diǎn)光源 和發(fā)射藍(lán)光的藍(lán)激光點(diǎn)光源。
[0023] 優(yōu)選的，所述至少三個(gè)不同顏色的濾光子單元包括紅色濾光子單元、綠色濾光子 單元和藍(lán)色濾光子單元，所述紅色濾光子單元僅透射紅激光，所述綠色濾光子單元僅透射 綠激光，所述藍(lán)色濾光子單元僅透射藍(lán)激光；
[0024]所述至少三個(gè)結(jié)構(gòu)子單元包括第一結(jié)構(gòu)子單元、第二結(jié)構(gòu)子單元和第三結(jié)構(gòu)子單 元;所述至少三個(gè)子像素包括紅色子像素、綠色子像素和藍(lán)色子像素；
[0025]所述紅色子像素與所述第一結(jié)構(gòu)子單元和所述紅色濾光子單元對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述綠 色子像素與所述第二結(jié)構(gòu)子單元和所述綠色濾光子單元對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述藍(lán)色子像素與所述 第三結(jié)構(gòu)子單元和所述藍(lán)色濾光子單元對(duì)應(yīng)設(shè)置。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0027]本發(fā)明所提供的指向性彩色濾光片和裸眼3D顯示裝置，光線在入射到指向性功能 結(jié)構(gòu)層中的納米衍射光柵之前，通過(guò)對(duì)應(yīng)的濾光子單元進(jìn)行了分色濾光，因此，不會(huì)出現(xiàn)同 一納米衍射光柵出射兩種顏色的光，導(dǎo)致出射的光線出現(xiàn)串?dāng)_的問(wèn)題；
[0028] 并且，本發(fā)明中不需要采用高精度的透鏡、棱鏡等結(jié)構(gòu)，且指向性彩色濾光片在技 術(shù)上較容易實(shí)現(xiàn)，因此，本發(fā)明提供的基于指向性背光技術(shù)的無(wú)疲勞的多視角裸眼3D顯示 器件能夠得到實(shí)際應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0030] 圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的指向性彩色濾光片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的指向性彩色濾光片的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖3為圖1所示的指向性彩色濾光片中彩色濾光片的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖4為圖1所示的指向性彩色濾光片中指向性功能結(jié)構(gòu)層的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5為圖4所示的指向性功能結(jié)構(gòu)層的局部放大圖；
[0035] 圖6為圖4所示的納米衍射光柵在XY平面下的結(jié)構(gòu)圖；
[0036] 圖7為圖4所示的納米衍射光柵在XZ平面下的結(jié)構(gòu)圖；
[0037]圖8為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的裸眼3D顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖9為圖8所示的裸眼3D顯示裝置中液晶顯示面板的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖10為圖8所示的裸眼3D顯示裝置的光路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(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)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0041] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種指向性彩色濾光片，參考圖1和圖2,圖1為該指向 性彩色濾光片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為