CN104280889A - 一种3d显示器件及3d显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D显示器件及3D显示装置，利用一具有若干线缺陷的光子晶体薄膜代替现有3D显示器件中的液晶透镜，通过光子晶体薄膜中线缺陷在靠近出光侧的光通道的延伸方向来控制各左眼像素列与各右眼像素列的光线在出光侧的传播方向，从而达到分光的目的，进而实现3D显示。上述3D显示器件由于光子晶体薄膜相比液晶透镜结构简单且厚度较薄，因此与现有的3D显示器件相比，结构更加简单，且厚度较薄，并且线缺陷可以精确控制光线的射出方向。
Description
技术领域
本发明涉及3D显示技术领域，尤其涉及一种3D显示器件及3D显示装置。
背景技术
在日常生活中人们是利用两只眼睛来观察周围具有空间立体感的外界景物的，三维(3D)显示技术就是利用双眼立体视觉原理使人获得三维空间感，其主要原理是使观看者的左眼与右眼分别接收到不同的影像，由观看者两眼之间的瞳距产生的位置差异，使存在“双眼视差”的两副图像构成一对“立体图象对”，而“立体图像对”在经由大脑分析融合后使观看者产生立体感。
目前，实现裸眼三维显示的显示器件一般是在显示面板前方设置液晶透镜等遮蔽物，其原理示意图如图1a所示，利用液晶透镜在显示面板的前面形成若干视场，使显示面板上不同亚像素单元发出的光射落在不同的视场内，观看者的双眼落在不同视场内产生三维感觉。其中，液晶透镜的原理是利用液晶分子双折射特性，以及随电场分布变化排列特性使光束聚焦或发散，通过改变电压来控制液晶分子的排列方向，进而可以实现在小空间内达到有效的光学变焦效果。
在现有的液晶透镜，如图1b所示，包括：相对而置的第一基板1和第二基板2、位于第一基板1与第二基板2之间的液晶层3、位于第一基板1面向液晶层3一侧的第一电极4、位于第二基板2面向液晶层3一侧的第二电极5、位于第一基板1背离液晶层3一侧的第一偏光片6和位于第二基板2背离液晶层3一侧的第二偏光片7；其中，一般将第一电极4设置为条状电极，将第二电极5设计为整面设置的电极。液晶透镜可以分为多个液晶透镜单元，每个液晶透镜单元内具有多条第一电极4，图1a仅示出了一个液晶透镜单元8，加载到一个液晶透镜单元8内的各第一电极4的电压一般为对称电压。
由上可知，现有的液晶透镜的结构复杂，因此利用液晶透镜制备的3D显示器件结构也比较复杂。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种3D显示器件及3D显示装置，用以解决现有技术中存在的3D显示器件结构复杂的问题。
因此，本发明实施例提供了一种3D显示器件，包括相对设置的第一基板和第二基板；其中，所述第一基板位于所述3D显示器件的出光侧；还包括：
位于所述第一基板面向所述第二基板一侧或位于所述第一基板背向所述第二基板一侧的光子晶体薄膜；其中，
所述光子晶体薄膜在与所述3D显示器件的各左眼像素列和各右眼像素列对应的区域均具有若干线缺陷，每一所述线缺陷为一条贯穿所述光子晶体薄膜的光通道；且位于与各所述左眼像素列对应区域的所述线缺陷在靠近所述出光侧的光通道的延伸方向指向左眼视场，位于与各所述右眼像素列对应区域的所述线缺陷在靠近所述出光侧的光通道的延伸方向指向右眼视场。
具体地，本发明实施例提供的上述3D显示器件，各所述线缺陷为直线状或具有一个拐点的折线状。
较佳地，为了提高显示效果，本发明实施例提供的上述3D显示器件，所述第一基板与所述第二基板均为面向所述出光侧凹曲的曲面基板。
且所述光子晶体薄膜具有与所述第一基板相同的曲率半径。
较佳地，为了便于实施，本发明实施例提供的上述3D显示器件，所述第一基板与所述第二基板均为平面基板。
具体地，本发明实施例提供的上述3D显示器件，所述3D显示器件为液晶显示器件、或有机电致发光显示器件。
较佳地，为了便于实施，本发明实施例提供的上述3D显示器件，所述3D显示器件为液晶显示器件，所述3D显示器件还包括：
位于所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层；位于所述第一基板与所述液晶层之间的彩膜层；位于所述第一基板背向所述液晶层的第一偏光片；以及位于所述第二基板背向所述液晶层的第二偏光片；
所述光子晶体薄膜位于所述彩膜层与所述第一基板之间，或位于所述第一基板与所述第一偏光片之间，或位于所述第一偏光片背向所述液晶层一侧。
较佳地，为了便于实施，本发明实施例提供的上述3D显示器件，所述3D显示器件为有机电致发光显示器件，所述3D显示器件还包括：
位于所述第一基板与所述第二基板之间的有机电致发光结构；
所述光子晶体薄膜位于所述有机电致发光结构与所述第一基板之间，或位于所述第一基板背向所述有机电致发光结构一侧。
较佳地，为了便于实施，本发明实施例提供的上述3D显示器件，所述有机电致发光结构发白光，所述3D显示器件还包括：
位于所述有机电致发光结构与所述第一基板之间的彩膜层；
当所述光子晶体薄膜位于所述有机电致发光结构与所述第一基板之间时，所述光子晶体薄膜位于所述彩膜层与所述第一基板之间。
相应地，本发明实施例还提供了一种3D显示装置，包括本发明实施例提供的上述任一种3D显示器件。
本发明实施例提供的上述3D显示器件及3D显示装置，利用一具有若干线缺陷的光子晶体薄膜代替现有3D显示器件中的液晶透镜，通过光子晶体薄膜中线缺陷在靠近出光侧的光通道的延伸方向来控制各左眼像素列与各右眼像素列的光线在出光侧的传播方向，从而达到分光的目的，进而实现3D显示。上述3D显示器件由于光子晶体薄膜相比液晶透镜结构简单且厚度较薄，因此与现有的3D显示器件相比，结构更加简单，且厚度较薄，并且线缺陷可以精确控制光线的射出方向。
附图说明
图1a为现有的透镜式3D显示的原理示意图；
图1b为现有的液晶透镜的结构示意图；
图2a和图2b分别为本发明实施例提供的3D显示器件的结构示意图；
图3a为本发明实施例提供的3D显示器件的局部结构示意图；
图3b为本发明实施例提供的3D显示器件的原理示意图；
图4a和图4b分别为本发明实施例提供的光子晶体薄膜中线缺陷的形成原理示意图；
图5为本发明实施例提供的3D显示器件为曲面显示器件的结构示意图；
图6a至图6c分别为本发明实施例提供的3D显示器件为液晶显示器件的结构示意图；
图7a至图7c分别为本发明实施例提供的3D显示器件为液晶显示器件且为曲面显示器件的结构示意图；
图8a和图8b分别为本发明实施例提供的3D显示器件为有机电致发光显示器件的结构示意图；
图9a和图9b分别为本发明实施例提供的3D显示器件为有机电致发光显示器件且为曲面显示器件的结构示意图；
图10a和图10b分别为本发明实施例提供的3D显示器件为有机电致发光结构为发白光的有机电致发光显示器件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的3D显示器件的具体实施方式进行详细地说明。
附图中各膜层的形状和大小不反映3D显示器件的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供的一种3D显示器件，如图2a和图2b所示，包括相对设置的第一基板10和第二基板；其中，第一基板位于3D显示器件的出光侧，还包括：
位于第一基板10面向第二基板20一侧或位于第一基板10背向第二基板20一侧的光子晶体薄膜30；其中，
如图3a所示(图3a中只示意出与相邻的一列左眼像素列和一列右眼像素列对应的光子晶体薄膜中线缺陷的示意图)，光子晶体薄膜30在与3D显示器件的各左眼像素列L和各右眼像素列R对应的区域均具有若干线缺陷31，每一线缺陷31为一条贯穿该光子晶体薄膜30的光通道；且位于与各左眼像素列L对应区域的线缺陷31在靠近出光侧的光通道的延伸方向指向左眼视场，位于与各右眼像素列R对应区域的线缺陷31在靠近出光侧的光通道的延伸方向指向右眼视场。
需要说明的是，这里的贯穿是指由光子晶体薄膜面向第二基板的一侧贯穿到光子晶体薄膜背向第二基板的一侧。
正是因为在本发明实施例提供的上述3D显示器件中的限制了光子晶体薄膜的线缺陷的光通道的方向，因此，如图3b所示，各左眼像素列L发出的光通过与各左眼像素列L对应区域的线缺陷31射向左眼视场，各右眼像素列R发出的光通过与各左眼像素列R对应区域的线缺陷31射向左眼视场。
这是因为，构成光子晶体薄膜的光子晶体的一个重要的特征为光子局域(photonic localization)。这类似于半导体材料中的杂质能级，在完整的光子晶体中通过引入缺陷而扰动晶格的周期性势场，可在其中形成某种被高度局域化的缺陷态，频率位于缺陷模式上的电磁场将被紧紧地束缚在缺陷处附近。光子局域的特性是由缺陷的属性来决定：在完整的光子晶体中去除一个或几个晶格可以形成点缺陷，点缺陷类似于一个被全反射墙包围起来的微腔，缺陷态将光波高度的局域在微腔内，无法向其它方向传播。若在光子晶体中沿着一定的方向引入一系列点缺陷可以形成线缺陷，线缺陷的行为类似波导管，波导两侧的光子晶体像完善的反射镜一样将光高度局域在缺陷平面上，因此，光波只能沿着线缺陷进行传播，线缺陷相当于一光通道。
因此，本发明实施例提供的上述3D显示器件，利用一具有若干线缺陷的光子晶体薄膜代替现有3D显示器件中的液晶透镜，通过光子晶体薄膜中线缺陷在靠近出光侧的光通道的延伸方向来控制各左眼像素列与各右眼像素列的光线在出光侧的传播方向，从而达到分光的目的，进而实现3D显示。上述3D显示器件由于光子晶体薄膜相比液晶透镜结构简单且厚度较薄，因此与现有的3D显示器件相比，结构更加简单，且厚度较薄，并且线缺陷可以精确控制光线的射出方向。
具体地，如图3a所示，在本发明实施例提供的上述3D显示器件中，各线缺陷31为直线状或具有一个拐点的折线状。
具体地，在具体实施时，如图4a和图4b所示(图4a激光照射时的光子晶体薄膜，图4b为激光照射后的光子晶体薄膜)，直线状线缺陷31可以通过采用一条激光照射光子晶体薄膜30制的，具有一个拐点的折线状的线缺陷31可以通过采用两条激光分别从两侧照射光子晶体薄膜30制的，其中拐点则为两条激光的交点，通过控制激光的方向控制光缺陷的延伸方向。具体地，在光子晶体管薄膜中形成线缺陷的方法与现有技术相同，在此不作详述。
具体地，为了提高显示效果，在本发明实施例提供的上述3D显示器件为曲面显示器件，如图5所示，3D显示器件的第一基板10与第二基板20均为面向出光侧凹曲的曲面基板。
且光子晶体薄膜30具有与第一基板10相同的曲率半径。
或者，在本发明实施例提供的上述3D显示器件中，如图2所示，第一基板10与第二基板20均为平面基板。
具体地，在具体实施时，本发明实施例提供的上述3D显示器件，可以为液晶显示器件或有机电致发光显示器件。
具体地，本发明实施例提供的上述3D显示器件，如图6a至图7c所示，3D显示器件为液晶显示器件，该3D显示器件还包括：
位于第一基板10与第二基板20之间的液晶层40；位于第一基板10与液晶层40之间的彩膜层50；位于第一基板10背向液晶层40的第一偏光片60；以及位于第二基板20背向液晶层40的第二偏光片70；
如图6a和图7a所示，光子晶体薄膜30位于彩膜层50与第一基板10之间，或如图6b和图7b所示，位于第一基板10与第一偏光片60之间，或如图6c和图7c所示，位于第一偏光片60背向液晶层40一侧。
具体地，本发明实施例提供的上述3D显示器件，如图8a至图9b所示，该3D显示器件为有机电致发光显示器件，3D显示器件还包括：
位于第一基板10与第二基板20之间的有机电致发光结构80；
如图8a和图9a所示，光子晶体薄膜30位于有机电致发光结构80与第一基板10之间，或如图8b和图9b所示，位于第一基板10背向有机电致发光结构80一侧。
进一步地，本发明实施例提供的上述3D显示器件，若有机电致发光结构80发白光，如图10a和图10b所示，3D显示器件还包括：
位于有机电致发光结构80与第一基板10之间的彩膜层50；
当光子晶体薄膜30位于有机电致发光结构80与第一基板10之间时，光子晶体薄膜30位于彩膜层50与第一基板10之间。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种3D显示装置，包括本发明实施例提供的上述任一种3D显示器件。该3D显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。该3D显示装置的实施可以参见上述3D显示器件的实施例，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的一种3D显示器件及3D显示装置，利用一具有若干线缺陷的光子晶体薄膜代替现有3D显示器件中的液晶透镜，通过光子晶体薄膜中线缺陷在靠近出光侧的光通道的延伸方向来控制各左眼像素列与各右眼像素列的光线在出光侧的传播方向，从而达到分光的目的，进而实现3D显示。上述3D显示器件由于光子晶体薄膜相比液晶透镜结构简单且厚度较薄，因此与现有的3D显示器件相比，结构更加简单，且厚度较薄，并且线缺陷可以精确控制光线的射出方向。
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 (9)
1.一种3D显示器件，包括相对设置的第一基板和第二基板；其中，所述第一基板位于所述3D显示器件的出光侧，其特征在于，还包括：
位于所述第一基板面向所述第二基板一侧或位于所述第一基板背向所述第二基板一侧的光子晶体薄膜；其中，
所述光子晶体薄膜在与所述3D显示器件的各左眼像素列和各右眼像素列对应的区域均具有若干线缺陷，每一所述线缺陷为一条贯穿所述光子晶体薄膜的光通道；且位于与各所述左眼像素列对应区域的所述线缺陷在靠近所述出光侧的光通道的延伸方向指向左眼视场，位于与各所述右眼像素列对应区域的所述线缺陷在靠近所述出光侧的光通道的延伸方向指向右眼视场。
2.如权利要求1所述的3D显示器件，其特征在于，各所述线缺陷为直线状或具有一个拐点的折线状。
3.如权利要求2所述的3D显示器件，其特征在于，所述第一基板与所述第二基板均为面向所述出光侧凹曲的曲面基板；
且所述光子晶体薄膜具有与所述第一基板相同的曲率半径。
4.如权利要求2所述的3D显示器件，其特征在于，所述第一基板与所述第二基板均为平面基板。
5.如权利要求3或4所述的3D显示器件，其特征在于，所述3D显示器件为液晶显示器件、或有机电致发光显示器件。
6.如权利要求5所述的3D显示器件，其特征在于，所述3D显示器件为液晶显示器件，所述3D显示器件还包括：
位于所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层；位于所述第一基板与所述液晶层之间的彩膜层；位于所述第一基板背向所述液晶层的第一偏光片；以及位于所述第二基板背向所述液晶层的第二偏光片；
所述光子晶体薄膜位于所述彩膜层与所述第一基板之间，或位于所述第一基板与所述第一偏光片之间，或位于所述第一偏光片背向所述液晶层一侧。
7.如权利要求5所述的3D显示器件，其特征在于，所述3D显示器件为有机电致发光显示器件，所述3D显示器件还包括：
位于所述第一基板与所述第二基板之间的有机电致发光结构；
所述光子晶体薄膜位于所述有机电致发光结构与所述第一基板之间，或位于所述第一基板背向所述有机电致发光结构一侧。
8.如权利要求7所述的3D显示器件，其特征在于，所述有机电致发光结构发白光，所述3D显示器件还包括：
位于所述有机电致发光结构与所述第一基板之间的彩膜层；
当所述光子晶体薄膜位于所述有机电致发光结构与所述第一基板之间时，所述光子晶体薄膜位于所述彩膜层与所述第一基板之间。
9.一种3D显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的3D显示器件。
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