CN104238125A - 一种三维显示器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三维显示器件，包括：背光源、图形反射层、穿透式显示屏；所述图形反射层，设置于所述背光源和所述穿透式显示屏之间，所述图形反射层包括反射区域和透过区域，所述反射区域用于将所述背光源发出的部分光反射回所述背光源，所述透过区域用于将所述背光源发出的部分光透射到所述穿透式显示屏的像素驱动基板上的像素阵列。通过位于背光源和穿透式显示屏之间的反射层，将所述背光源发出的光反射回所述背光源，从而提高了三维显示亮度。

Description

一种三维显示器件
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种三维显示器件。
背景技术
三维(3D)立体显示，尤其是裸眼3D已成为显示领域的发展趋势。3D显示是基于双眼立体视觉原理来实现立体效果。即人的两只眼睛看到的不同图像在大脑中合成后，可呈现出当前看到的物体的三维形态。目前，实现裸眼3D显示的技术大多通过设置光屏障或光栅等遮蔽物，在显示屏前安装视差屏障来控制或遮挡光线的方向，从而让左右眼接收不同的图像，产生立体效果。
如图1所示，在成像像素前设置遮挡式光栅，通过遮挡式光栅使得进入左右眼的图像不同(进入左眼图像用白色标示，进入右眼的图像用黑色标示)。在立体显示模式下，应该由左眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡右眼；同理，应该由右眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡左眼，通过将左眼和右眼的可视画面分开，使观者看到3D影像。但同时由于遮挡式光栅的阻挡，使得3D显示图像的亮度变低。
发明内容
本发明实施例提供一种三维显示器件，用以改善三维显示器件的三维显示亮度。
本发明实施例提供的三维显示器件，包括：背光源、图形反射层、穿透式显示屏；所述图形反射层，设置于所述背光源和所述穿透式显示屏之间，所述图形反射层包括反射区域和透过区域，所述反射区域用于将所述背光源发出的部分光反射回所述背光源；所述反射区域与所述透过区域重复排列。
优选地，所述穿透式显示屏中包含阵列基板，所述阵列基板上形成有像素阵列，所述像素阵列中的一个像素由多个子像素构成；所述图形反射层，设置于所述背光源和所述阵列基板之间，所述透过区域用于将所述背光源发出的部分光透射到所述像素阵列。
优选地，同一行的奇数列子像素与右眼视点所在的光路与同一行的偶数列子像素与左眼视点所在的光路的汇聚点形成汇聚点区域，所述图形反射层位于所述汇聚点区域内。
优选地，所述反射区域与所述透过区域重复排列是指：所述图形反射层上的所述反射区域与所述透过区域呈有规律性排列，排列方向为横向以条状排列、纵向以条状排列，或者在横向与纵向同时以孔状排列。
优选地，所述横向条状排列是指：所述图形反射层上的反射区域和透过区域，呈与所述像素阵列的列所平行的纵向条状排列；所述纵向条状排列是指：所述图形反射层上的反射区域和透过区域，呈与所述像素阵列的行所平行的横向条状排列。
优选地，所述反射区域与所述透过区域重复排列的重复距离为：右眼视点在相邻的奇数列子像素在所述图形反射层的投影的重复距离；或者，左眼视点在相邻的偶数列子像素在所述图形反射层的投影的重复距离。
优选地，所述像素阵列中的每个子像素呈方形；所述图像反射层上的反射区域和透过区域在横向与纵向同时以孔状排列。
优选地，所述图形反射层是通过光刻的方式在载体上形成的。
优选地，所述图形反射层位于所述穿透式显示屏的下偏光片的下方。
优选地，所述图形反射层贴合在所述下偏光片的下表面或与所述下偏光片合为一体。
优选地，所述反射区域包括反射层和吸收层；所述反射层，位于靠近所述背光源的一侧，用于将所述背光源发出的光反射回所述背光源；所述吸收层，位于靠近所述穿透式显示屏的一侧用于吸收所述穿透式显示屏反射回的光。
优选地，所述反射区域的反射层的反射率大于第一阈值，所述反射区域的吸收层的反射率小于第二阈值，所述第一阈值大于所述第二阈值。
优选地，所述反射区域的反射层由Ag或Ag合金制成，或者由Al或Al合金制成，所述反射区域的吸收层由树脂制成。
本发明的上述实施例中，通过位于背光源和穿透式显示屏之间的反射层，将所述背光源发出的部分光反射回所述背光源，从而提高了三维显示亮度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中遮挡式光栅方式的裸眼三维显示原理示意图；
图2为本发明的一个实施例提供的三维显示器件的结构示意图；
图3为本发明的另一个实施例提供的三维显示器件的结构示意图；
图4为本发明的另一个实施例提供的三维显示器件的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的反射区域和透过区域纵向以条状排列的示意图；
图6为本发明实施例提供的反射区域和透射区横向以条状排列的示意图；
图7为本发明实施例提供的反射区域和透过区域在横向与纵向同时以孔状排列的示意图；
图8为本发明实施例中透射区域与子像素的位置示意图。
具体实施方式
下面介绍的是本发明的多个实施例中的一部份，旨在提供对本发明的基本了解，并不旨在确认本发明的关键或决定性要素或限定所要保护的范围。根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，可以相互替换而得到其他的实现方式。
在附图中，为了清楚起见，夸大了层与区域的厚度。也没有对图中所示的所有多个部件进行描述。附图中的多个部件为本领域普通技术人员能够实现的公开内容。
实施例中的奇偶的定义旨在为了对显示内容的像素进行分类，奇偶的定义可相互调换。另外，方向性术语(如“上”，“下”，“横向”，“纵向”等)用来描述各种实施例表示附图中示出的方向，用于相对性的描述，而不是要将任何实施例的方向限定到具体的方向。
参见图2，为本发明实施例提供的三维显示器件的结构示意图。
该三维显示器件可包括：背光源302、图形反射层307、穿透式显示屏301，其中，图形反射层307设置在背光源302和穿透式显示屏301之间。所述图形反射层307包括反射区域308和透过区域309，所述反射区域用于将所述背光源发出的光反射回所述背光源。其中，图形反射层307上用于进行光线反射的一面可称为反射面。反射区域308与透过区域309重复排列，即，反射区域308与透过区域309交替排列。
上述三维显示装置的三维显示原理是：在平行于人的左右视点连线的方向的任意一行像素交错排列着奇偶相间的子像素，奇偶子像素分别显示左右眼图像内容，图形反射层的透过区域出来的光经过奇偶子像素后分别进入人的左右眼，使得人的左右眼分别观看到左右视角的图像，从而能够感受到三维效果。所述图形反射层的反射区域的光经反射层反射后被返回到背光源以重复利用，使三维显示的亮度得到提升。
下面结合图2详细描述该三维显示器件的结构。
如图所示，穿透式显示屏301上分为横向与纵向的显示像素矩阵，在平行于人左右视点连线的方向的任意一行像素交错排列着奇偶相间的子像素303与304，奇偶子像素分别显示左右眼画面内容。在背光源302和显示屏301之间，有一层图形反射层307，该图形反射层上分为反射区域308和透过区域309，透过区域309与反射区域308重复排列。反射区域的光经反射层后返回到背光源重复利用，使亮度得到提升。
背光源302可采用与现有液晶显示器背光源相同的背光源。比如，背光源可包括：反射膜、LED(Light Emitting Diode，发光二极管)灯条、导光板、扩散膜、增亮膜、一层或多层光学薄膜。所述背光源也可以是OLED(OrganicLight-Emitting Diode，有机发光二极管)背光源。
穿透式显示屏301的结构可与普通液晶显示屏相同，比如，液晶显示屏可包括：阵列基板，以及阵列基板上表面横纵交错的删走线和数据线及其所围成的像素矩阵。所述像素阵列中的一个像素由多个子像素构成。图形反射层307设置于背光源302和所述阵列基板之间，透过区域用于将背光源302发出的部分光透射到所述像素阵列。
如图3所示的另一三维显示器件的结构示意图，自上而下包括：上偏光片(POL-U)、彩色过滤片玻璃(CF Glass)、阵列基板、薄膜晶体管玻璃(TFTGlass)、图形反射层、背光源(BL)。同一行的奇数列子像素(R pixel)进入右眼视点；同一行的偶数列子像素(L pixel)进入左眼视点，从而形成3D效果，同时由于图形反射层使得图像亮度提升。
进一步地，同一行的奇数列子像素与右眼视点所在的光路与同一行的偶数列子像素与左眼视点所在的光路的汇聚点形成汇聚点区域，所述图形反射层位于所述汇聚点区域内。
图4示出了另一种三维显示器件的结构示意图，自上而下包括：穿透式显示屏301，穿透式显示屏301包括：上偏光片(POL-U)、彩色过滤片玻璃(CFGlass)、阵列基板、薄膜晶体管玻璃(TFT Glass)、下偏光片(POL-D)，图形反射层307，背光源(BL)302。图形反射层设置于同一行的奇数列子像素与右眼视点所在的光路与同一行的偶数列子像素与左眼视点所在的光路的汇聚点所在的平面(图中的一列子像素303和另一列子像素304分别表示奇数列子像素与偶数列子像素)。这样像素形成的3D效果更好。
优选地，图形反射层的反射区域308和透过区域309重复排列。所述重复排列是指：图形反射层的反射区域和透过区域所呈现的图形呈有规律性排列，排列方式可以包括：横向以条状排列、纵向以条状排列，或者在横向与纵向同时以孔状排列。其中，重复的距离为左眼或右眼在相邻的奇数列或偶数列在图形反射层的投影的重复距离；或者，反射区域与透过区域重复排列的重复距离为：右眼视点在相邻的奇数列子像素在所述图形反射层的投影的重复距离，或者左眼视点在相邻的偶数列子像素在所述图形反射层的投影的重复距离
以矩形的穿透式显示屏为例，图5示出了一种反射区域和透过区域纵向以条状排列的示意图，图6示出了一种反射区域和透过区域横向以条状排列的示意图，图7示出了一种反射区域和透过区域在横向与纵向同时以孔状排列的示意图。
如图5所示，图中灰度填充的显示区域为反射区域，白色填充区域为透过区域。反射区域和透过区域分别由多个与像素阵列的列所平行的条状区域组成，且呈间隔排列。每个条状的反射区域(即图中的一条灰度填充的区域)所在的位置，与像素阵列中的相邻两列像素对应。
如图6所示，图中灰度填充的显示区域为反射区域，白色填充区域为透过区域。反射区域和透过区域分别由多个与像素阵列的行所平行的条状区域组成，且呈间隔排列。每个条状的反射区域(即图中的一条灰度填充的区域)所在的位置，与像素阵列中的相邻两行像素对应。
如图7所示，图中灰度填充的显示区域为反射区域，白色填充区域为透过区域。反射区域由多个孔状的小区域(如图中的一个灰度填充的区域)组成，所述多个孔状的小区域呈交错排列。比如，对应于像素阵列的第i行(1＜i＜M，M为像素阵列的行数)，其孔状的小区域的分布分别与第i-1行和第i+1行的孔状小区域的分布相交错，并且，对应于像素阵列的第j列(1＜j＜N，N为像素阵列的列数)，其孔状的小区域的分布分别与第j-1列和第j+1列的孔状小区域的分布相交错。
例如，在反射区域和透过区域在横向与纵向同时以孔状排列的情况下，如果像素阵列中子像素的排列如图8所示，其中，R表示红色，G表示绿色，B表示蓝色，W表示白色，图中的虚线框表示图形反射层的透射区域的位置。如果沿图中剖线a进行剖切，从其剖面可以看出其透过区域与子像素的位置关系与图2类似，同样的，如果沿图中剖线b进行剖切，从其剖面可以看出其透过区域与子像素的位置关系与图2类似，也就是说，从这两个方向均可感受到3D显示效果。
需要说明的是，图5、图6和图7仅为示例，图5和图6中所示的条状排列的反射区域和透过区域，其宽度大小以及间隔距离并不限于图中所示的情况，图7中所示的孔状交错排列的反射区域和透过区域，其形状以及大小以及间隔距离并不限于图中所示的情况。
当图形反射层的反射区域和透过区域条状排列时，人眼在平行条状的方向存在视点，因此可以看到三维显示效果。比如，当形反射层的反射区域和透过区域横向以条状排列时，人眼在横向方向可以看到三维显示效果，当形反射层的反射区域和透过区域纵向以条状排列时，人眼在纵向方向可以看到三维显示效果。当图形反射层的反射区域和透过区域在横向与纵向同时以孔状排列时，可通过调整显示的内容，使人眼在横向和纵向两个方向的不同视点都能看到三维显示效果。
优选地，所述像素阵列中的每个子像素呈正方形，并且在所述图像反射层上的反射区域和透过区域在横向与纵向同时以孔状排列的情况下，可使得观看者在转换观看屏幕方向时，不会引起视距差，也不用调节观看距离即可观看到较好的3D画面。
优选地，图形反射层可位于所述穿透式显示屏的下偏光层的下方，如图4。比如，所述图形反射层可贴合在所述液晶显示屏的下偏光片的下表面，或者与液晶显示屏的下偏光片合为一体，即，所述图形反射层集成在该下偏光片内。这样使得三维显示器件的制造工艺比较简单，并且不增加显示屏的厚度。
所述图形反射层可采用以下方式制作得到：在玻璃载体上进行铝金属的溅射成膜(PVD)，然后采用涂光刻胶，曝光，显影，刻蚀制作反射图形以形成反射区域和投射区域。反射图形制作完成后，在表明采用化学气象沉积(CVD)进行氮化硅(SiNx)保护膜的制作。
优选地，图形反射层的反射区域的反射率大于第一阈值。比如，该第一阈值可设置为60％以上，以达到较好地反射效果，从而提高三维显示亮度。
优选地，所述图像反射层可由反射率较高的材料制成，比如，可由Ag(银)或Ag合金制成，或者由Al(铝)或Al合金制成。
优选地，所述图形反射层的反射区域包括反射层和吸收层。所述反射层位于靠近背光源的一侧，用于将所述背光源发出的光反射回所述背光源，所述吸收层靠近穿透式显示屏的一侧，用于吸收所述穿透式显示屏反射回的光，这样可以减少串扰，进一步提高三维显示效果。
优选地，所述反射区域的反射层的反射率大于第一阈值，所述反射区域的吸收层的反射率小于第二阈值，所述第一阈值大于所述第二阈值。比如，第一阈值可设置为60％以上，第二阈值可设置为30％以下。
优选地，所述反射区域的反射层可由Ag或Ag合金制成，或者由Al或Al合金制成，所述反射区域的吸收层可由树脂制成。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种三维显示器件，其特征在于，包括：背光源、图形反射层、穿透式显示屏；所述图形反射层，设置于所述背光源和所述穿透式显示屏之间，所述图形反射层包括反射区域和透过区域，所述反射区域用于将所述背光源发出的部分光反射回所述背光源；所述反射区域与所述透过区域重复排列。
2.根据权利要求1所述的三维显示器件，其特征在于，所述穿透式显示屏中包含阵列基板，所述阵列基板上形成有像素阵列，所述像素阵列中的一个像素由多个子像素构成；所述图形反射层，设置于所述背光源和所述阵列基板之间，所述透过区域用于将所述背光源发出的部分光透射到所述像素阵列。
3.根据权利要求2所述的三维显示器件，其特征在于，同一行的奇数列子像素与右眼视点所在的光路与同一行的偶数列子像素与左眼视点所在的光路的汇聚点形成汇聚点区域，所述图形反射层位于所述汇聚点区域内。
4.根据权利要求1所述的三维显示器件，其特征在于，所述反射区域与所述透过区域重复排列是指：所述图形反射层上的所述反射区域与所述透过区域呈有规律性排列，排列方向为横向以条状排列、纵向以条状排列，或者在横向与纵向同时以孔状排列。
5.如权利要求4所述的三维显示器件，其特征在于，所述横向条状排列是指：所述图形反射层上的反射区域和透过区域，呈与所述像素阵列的列所平行的纵向条状排列；
所述纵向条状排列是指：所述图形反射层上的反射区域和透过区域，呈与所述像素阵列的行所平行的横向条状排列。
6.如权利要求1所述的三维显示器件，其特征在于，所述反射区域与所述透过区域重复排列的重复距离为：
右眼视点在相邻的奇数列子像素在所述图形反射层的投影的重复距离；或者，
左眼视点在相邻的偶数列子像素在所述图形反射层的投影的重复距离。
7.如权利要求2所述的三维显示器件，其特征在于，所述像素阵列中的每个子像素呈方形；
所述图像反射层上的反射区域和透过区域在横向与纵向同时以孔状排列。
8.根据权利要求1所述的三维显示器件，其特征在于，所述图形反射层是通过光刻的方式在载体上形成的。
9.根据权利要求1至8任一项所述的三维显示器件，其特征在于，所述图形反射层位于所述穿透式显示屏的下偏光片的下方。
10.根据权利要求9所述的三维显示器件，其特征在于，所述图形反射层贴合在所述下偏光片的下表面或与所述下偏光片合为一体。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的三维显示器件，其特征在于，所述反射区域包括反射层和吸收层；
所述反射层，位于靠近所述背光源的一侧，用于将所述背光源发出的光反射回所述背光源；
所述吸收层，位于靠近所述穿透式显示屏的一侧用于吸收所述穿透式显示屏反射回的光。
12.根据权利要求11所述的三维显示器件，其特征在于，所述反射区域的反射层的反射率大于第一阈值，所述反射区域的吸收层的反射率小于第二阈值，所述第一阈值大于所述第二阈值。
13.如权利要求11或12所述的三维显示器件，其特征在于，所述反射区域的反射层由Ag或Ag合金制成，或者由Al或Al合金制成，所述反射区域的吸收层由树脂制成。
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