CN105911711A - 一种显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种显示装置，涉及显示技术领域，用于改善观看者的观看体验。所述显示装置包括：显示面板，以及设置在显示面板的内部或显示面板的外部的光栅层；沿显示装置的视线集中区的中心指向显示装置的非视线集中区的方向，光栅层的光栅周期逐渐减小，入射至光栅层的入射光在光栅层与显示装置的非视线集中区对应的区域内发生衍射后，获得的非0级衍射的光落入观看者的视线。光栅层的光栅周期沿视线集中区的中心指向非视线集中区的方向逐渐减小，入射光在光栅层与显示装置的非视线集中区对应的区域内发生衍射后获得的非0级衍射的光落入观看者的视线，增加由非视线集中区发出、落入观看者的视线内的光的光线数量和强度，改善观看者的观看体验。

Description

一种显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置。
背景技术
显示装置是一种用于显示文字、数字、符号、图片，或者由文字、数字、符号和图片中至少两种组合形成的图像等画面的装置。显示装置可以为平面显示装置、曲面显示装置、3D显示装置、近眼显示装置、AR/VR显示装置等。
目前，对于现有的一种显示装置，显示装置具有固定的视场集中区和非视场集中区，当观看者在显示装置前的观看区观看显示装置所显示的画面时，观看者的视线集中在视场集中区，由于显示装置的各个区域的出光方向通常相同，因此，由视场集中区发出、落入观看者的视线的光的光线数量较多且强度较强，而由非视场集中区发出、落入观看者的视线的光的光线数量较少且强度较弱，观看者所看到的画面中，对应于视场集中区的区域的亮度高于对应于非视场集中区的区域的亮度，即观看者所观看到的画面的亮度均匀性差，从而给观看者带来不良的观看体验。
发明内容
本发明的目的在于提供一种显示装置，用于改善观看者的观看体验。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种显示装置，包括：显示面板，以及设置在所述显示面板的内部或所述显示面板的外部的光栅层；
沿所述显示装置的视线集中区的中心指向所述显示装置的非视线集中区的方向，所述光栅层的光栅周期逐渐减小，入射至所述光栅层的入射光在所述光栅层与所述显示装置的非视线集中区对应的区域内发生衍射后，获得的非0级衍射的光落入观看者的视线。
本发明提供的显示装置设置有光栅层，且由显示装置的视线集中区的中心指向显示装置的非视线集中区的方向，光栅层的光栅周期逐渐减小，因而由视线集中区的中心指向非视线集中区的方向，入射至光栅层的入射光在光栅层发生衍射后获得的非0级衍射的衍射角逐渐增大，入射光在光栅层与非视线集中区对应的区域内发生衍射后，获得的非0级衍射朝向观看者的视线偏折，使得入射光在光栅层与非视线集中区对应的区域内发生衍射后，获得的非0级衍射的光落入观看者的视线。因此，可以增加由显示装置的非视线集中区发出、落入观看者的视线内的光的光线数量和强度，使由显示装置的非视线集中区发出、落入观看者的视线内的光的光线数量与由显示装置的视线集中区发出、落入观看者的视线内的光的光线数量相匹配，由显示装置的非视线集中区发出、落入观看者的视线内的光的强度与由显示装置的视线集中区发出、落入观看者的视线内的光的强度相匹配，减小观看者所观看到的画面分别对应于视线集中区和非视线集中区的区域之间的亮度差，从而改善观看者所观看到的画面的亮度均匀性，进而改善观看者的观看体验，给观看者带来更加真实、舒适的观看体验。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为一种显示装置与观看者的位置关系图；
图2为图1中显示装置的平面示意图；
图3为本发明实施例提供的一种显示装置的截面图；
图4为本发明实施例提供的另一种显示装置的截面图；
图5为显示装置的不同位置处1级衍射的衍射角的曲线图；
图6为本发明实施例提供的显示装置的像素排布方式一；
图7为应用于图6中的显示装置中的一种光栅层的结构示意图；
图8为图7中光栅层的光栅周期的曲线图；
图9为非视线集中区内1级衍射的出光效率与光栅周期的关系图；
图10为非视线集中区内0级衍射的出光效率与光栅周期的关系图；
图11为本发明实施例提供的显示装置的像素排布方式二；
图12为应用于图11中的显示装置中的一种光栅层的结构示意图；
图13为图12中光栅层的光栅周期的曲线图；
图14为本发明实施例提供的显示装置的像素排布方式三；
图15为应用于图14中的显示装置中的一种光栅层的结构示意图；
图16为0级衍射的出光效率与光栅凸起的厚度关系图；
图17为1级衍射的出光效率与光栅凸起的厚度关系图；
图18为0级衍射的出光效率与光栅占空比的关系图；
图19为1级衍射的出光效率与光栅占空比的关系图；
图20为光栅凸起的截面示意图一；
图21为光栅凸起的截面示意图二；
图22为光栅凸起的截面示意图三；
图23为光栅凸起的截面示意图四；
图24为光栅凸起的截面示意图五；
图25为光栅凸起的截面示意图六。
附图标记：
10-显示装置， 20-显示面板，
21-第一基板， 22-第二基板，
23-彩膜层， 24-R像素，
25-G像素， 26-B像素，
30-光栅层， 31-光栅凸起，
32-缝隙， 33-R光栅区，
34-G光栅区， 35-B光栅区，
40-光散射膜。
具体实施方式
为了进一步说明本发明实施例提供的显示装置，下面结合说明书附图进行详细描述。
请参阅图1至图3，本发明实施例提供的显示装置10包括：显示面板20，以及设置在显示面板20的内部或显示面板20的外部的光栅层30；沿显示装置10的视线集中区A的中心a指向显示装置10的非视线集中区B的方向，光栅层30的光栅周期逐渐减小，入射至光栅层30的入射光在光栅层30与显示装置10的非视线集中区B对应的区域内发生衍射后获得的非0级衍射的光朝向观看者Z的视线偏折。
值得指出的是，本发明实施例提供的显示装置10可以为平面显示装置、曲面显示装置、3D显示装置、近眼显示装置、AR/VR显示装置等，在本发明实施例中，以显示装置10为平面显示装置为例进行详细说明。
举例来说，请参阅图1和图2，本发明实施例提供的显示装置10为平面显示装置，平面显示装置前具有观看区，显示装置10包括视线集中区A和非视线集中区B；观看者Z在观看区内观看显示装置10所显示的画面，观看者Z的视线集中在视线集中区A，由显示装置10的视线集中区A发出、落入观看者的视线的光的强度大于由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者的视线的光的强度。
请参阅图3，显示装置10包括显示面板20和光栅层30，显示面板20可以为液晶显示面板或OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示面板、PDP显示面板(Plasma Display Panel，等离子体面板)、CRT(Cathode Ray Tube，阴极射线管)显示面板等，光栅层30设置在显示面板20的内部或显示面板20的外部，例如，显示装置10为液晶显示装置，显示装置10包括背光源和位于背光源的出光侧的显示面板20，显示面板20包括相对设置的第一基板21和第二基板22，光栅层30可以设置在第一基板21与第二基板22之间，或者，光栅层30可以设置在第一基板21背向第二基板22的侧面上，或者，光栅层30可以设置在第二基板22背向第一基板21的侧面上，或者，光栅层30可以设置在背光源的出光侧。
沿视线集中区A的中心a指向非视线集中区B的方向，光栅层30的光栅周期逐渐减小，即，可以认为，沿视线集中区A的中心a向显示装置10的边缘，光栅层30的光栅周期逐渐减小，如图2所示，视线集中区A位于显示装置10的中部，非视线集中区B环绕视线集中区A，由视线集中区A的中心a向图2中显示装置10的上边缘，光栅层30的光栅周期逐渐减小；视线集中区A的中点为图2中a点，由视线集中区A的中心a向图2中显示装置10的下边缘，光栅层30的光栅周期逐渐减小；视线集中区A的中点为图2中a点，由视线集中区A的中心a向图2中显示装置10的左边缘，光栅层30的光栅周期逐渐减小；由视线集中区A的中心a向图2中显示装置10的右边缘，光栅层30的光栅周期逐渐减小，以使入射至光栅层30的入射光在光栅层30与非视线集中区B对应的区域内发生衍射后获得的非0级衍射的光落入观看者的视线。
本发明实施例提供的显示装置10中设置有光栅层30，入射至光栅层30的入射光在光栅层30发生衍射，并获得k级衍射(k＝0,±1,±2...)，k级衍射的衍射角θ与光栅层的光栅周期P之间的关系通常满足：
s i n θ = sinθ 0 + k λ P , k = 0 , ± 1 , ± 2 ... - - - ( 1 )
式(1)中，θ0为入射至光栅层30的入射光的入射角，λ为入射至光栅层30的入射光的波长。
根据式(1)可知，当入射至光栅层30的入射角θ0一定时，对于0级衍射来说，0级衍射的衍射角θ与入射至光栅层30的入射角θ0相等，光栅层的光栅周期P对0级衍射的衍射角没有影响；对于非0级衍射来说，例如对1级衍射、2级衍射、3级衍射等来说，随着光栅周期P的增加，非0级衍射的衍射角θ均逐渐增加。因此，通过设定不同的光栅周期P，即可调整非0级衍射的衍射角θ，以使非0级衍射的衍射光线朝向设定方向发出。
例如，显示装置10包括视线集中区A和非视线集中区B，视线集中区A位于显示装置10的中部，如果要使观看者Z看到图2中显示装置所显示的画面中，视线集中区A的左侧的亮度与视线集中区A的亮度相匹配，即，使由图2中视线集中区A的左侧发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度与由图2中视线集中区A发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度相匹配，则可以对图2中视线集中区A的左侧的光栅层30的光栅周期进行设定，例如，由视线集中区A发出、落入观看者Z的视线的光可以认为是直射入观看者Z的视线，即可以认为视线集中区A发出、落入观看者Z的视线的光为入射光经对应于视线集中区A的光栅层30后获得的0级衍射的光，而由视线集中区A的左侧发出、落入观看者Z的视线的光则需要经过偏折后才能落入观看者Z的视线，即可以认为由视线集中区A的左侧发出、落入观看者Z的视线的光为入射光经对应于视线集中区A的左侧的光栅层30后获得的非0级衍射的光，则可以使图2中视线集中区A的左侧的光栅层30的光栅周期小于对应于视线集中区A的光栅层30的光栅周期，使入射光在与图2中视线集中区A的左侧对应的光栅层30发生衍射后获得的非0级衍射具有合适的衍射角，非0级衍射的光朝向观看者Z的视线偏折，增加由图2中视线集中区A的左侧发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度，从而使由图2中视线集中区A的左侧发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度与由图2中视线集中区A发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度相匹配。
相应的，如果要使观看者Z看到图2中显示装置所显示的画面中，视线集中区A的右侧的亮度与视线集中区A的亮度相匹配，即，使由图2中视线集中区A的右侧发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度与由图2中视线集中区A发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度相匹配，则可以对图2中视线集中区A的右侧的光栅层30的光栅周期进行设定，例如，由视线集中区A发出、落入观看者Z的视线的光可以认为是直射入观看者Z的视线，即可以认为视线集中区A发出、落入观看者Z的视线的光为入射光经对应于视线集中区A的光栅层30后获得的0级衍射的光，而由视线集中区A的右侧发出、落入观看者Z的视线的光则需要经过偏折后才能落入观看者Z的视线，即可以认为由视线集中区A的右侧发出、落入观看者Z的视线的光为入射光经对应于视线集中区A的右侧的光栅层30后获得的非0级衍射的光，则可以使图2中视线集中区A的右侧的光栅层30的光栅周期小于对应于视线集中区A的光栅层30的光栅周期，使入射光在与图2中视线集中区A的右侧对应的光栅层30发生衍射后获得的非0级衍射具有合适的衍射角，非0级衍射的光朝向观看者Z的视线偏折，增加由图2中视线集中区A的右侧发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度，从而使由图2中视线集中区A的右侧发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度与由图2中视线集中区A发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度相匹配。
如果要使观看者Z看到图2中显示装置所显示的画面中，视线集中区A的上侧的亮度与视线集中区A的亮度相匹配，即，使由图2中视线集中区A的上侧发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度与由图2中视线集中区A发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度相匹配，则可以对图2中视线集中区A的上侧的光栅层30的光栅周期进行设定，例如，由视线集中区A发出、落入观看者Z的视线的光可以认为是直射入观看者Z的视线，即可以认为视线集中区A发出、落入观看者Z的视线的光为入射光经对应于视线集中区A的光栅层30后获得的0级衍射的光，而由视线集中区A的上侧发出、落入观看者Z的视线的光则需要经过偏折后才能落入观看者Z的视线，即可以认为由视线集中区A的上侧发出、落入观看者Z的视线的光为入射光经对应于视线集中区A的上侧的光栅层30后获得的非0级衍射的光，则可以使图2中视线集中区A的上侧的光栅层30的光栅周期小于对应于视线集中区A的光栅层30的光栅周期，使入射光在与图2中视线集中区A的上侧对应的光栅层30发生衍射后获得的非0级衍射具有合适的衍射角，非0级衍射的光朝向观看者Z的视线偏折，增加由图2中视线集中区A的上侧发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度，从而使由图2中视线集中区A的上侧发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度与由图2中视线集中区A发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度相匹配。
如果要使观看者Z看到图2中显示装置所显示的画面中，视线集中区A的下侧的亮度与视线集中区A的亮度相匹配，即，使由图2中视线集中区A的下侧发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度与由图2中视线集中区A发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度相匹配，则可以对图2中视线集中区A的下侧的光栅层30的光栅周期进行设定，例如，由视线集中区A发出、落入观看者Z的视线的光可以认为是直射入观看者Z的视线，即可以认为视线集中区A发出、落入观看者Z的视线的光为入射光经对应于视线集中区A的光栅层30后获得的0级衍射的光，而由视线集中区A的下侧发出、落入观看者Z的视线的光则需要经过偏折后才能落入观看者Z的视线，即可以认为由视线集中区A的下侧发出、落入观看者Z的视线的光为入射光经对应于视线集中区A的下侧的光栅层30后获得的非0级衍射的光，则可以使图2中视线集中区A的下侧的光栅层30的光栅周期小于对应于视线集中区A的光栅层30的光栅周期，使入射光在与图2中视线集中区A的下侧对应的光栅层30发生衍射后获得的非0级衍射具有合适的衍射角，非0级衍射的光朝向观看者Z的视线偏折，增加由图2中视线集中区A的下侧发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度，从而使由图2中视线集中区A的下侧发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度与由图2中视线集中区A发出、落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度相匹配。
举例来说，假设显示装置10为60寸的平面显示装置，平面显示装置的宽为132.83cm，可以假设图2中的左右方向为平面显示装置的宽度方向，视线集中区A位于平面显示装置的中部，且视线集中区A的中心a与平面显示装置的中心对应；图5示出了沿图2中的左右方向，入射光在光栅层30的不同位置发生衍射获得的1级衍射的光落入观看者Z的视线时需要偏折的角度与显示装置10的位置的关系图，即沿图2中的左右方向，入射光在光栅层30的不同位置发生衍射获得的1级衍射的光落入观看者Z的视线时所需要的衍射角θ与显示装置10的位置的关系图，例如沿图2中的左右方向，光栅层30上与显示装置10的中心之间的距离为40cm的位置处，入射光在光栅层30的该位置处发生衍射获得的1级衍射的衍射角θ应达到35°，则通过对光栅层30的该位置处的光栅周期进行设定，入射光在光栅层30的该位置处发生衍射获得的1级衍射的衍射角θ达到35°，则可以使得入射光在光栅层30的该位置处发生衍射获得的1级衍射的光落入观看者的视线内。
由上述可知，本发明实施例提供的显示装置10设置有光栅层30，且由显示装置10的视线集中区A的中心a指向显示装置10的非视线集中区B的方向，光栅层30的光栅周期逐渐减小，因而由视线集中区A的中心a指向非视线集中区B的方向，入射光在光栅层30发生衍射后获得的非0级衍射的衍射角θ逐渐增大，入射光在光栅层30与非视线集中区B对应的区域内发生衍射后，获得的非0级衍射的光朝向观看者Z的视线偏折，使得入射光在光栅层30与非视线集中区B对应的区域内发生衍射后，获得的非0级衍射的光落入观看者Z的视线。因此，可以增加由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线光的光线数量和强度，使由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的光线数量与由显示装置10的视线集中区A发出、落入观看者Z的视线内的光的光线数量相匹配，由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的强度与由显示装置10的视线集中区A发出、落入观看者Z的视线内的光的强度相匹配，减小观看者Z所观看到的画面中分别对应于视线集中区A和非视线集中区B的区域之间的亮度差，从而改善观看者Z所观看到的画面的亮度均匀性，进而改善观看者Z的观看体验，给观看者Z带来更加真实、舒适的观看体验。
另外，在现有技术中，通常采用微棱镜或微透镜来实现对显示装置10内的光的传播的控制，进而实现对显示装置10发出的光进行控制，也就是说，现有技术中，通常采用基于几何光学原理设计的结构来实现对显示装置10内的光的传播的控制，但是，随着对显示装置10的分辨率等的要求的提高，以及曲面显示装置、3D显示装置、近眼显示装置、AR/VR显示装置的发展，显示装置10内的光在传播过程中通常会发生衍射效应和干涉效应，而基于几何光学原理设计的结构对显示装置10内的光的传播的控制能力有限，导致基于几何光学原理设计的结构不能很好地对显示装置10内的光的传播进行控制。
在本发明实施例提供的显示装置10中，通过设置在显示面板20的内部或显示面板20的外部的光栅层30，实现对显示装置10内的光的传播的控制，进而实现对显示装置10发出的光进行控制，也就是说，本发明实施例中，采用基于物理光学原理设计的结构来实现对显示装置10内的光的传播的控制，相比于现有技术中采用基于几何光学原理设计的结构来实现对显示装置10内的光的传播的控制，采用基于物理光学原理设计的结构对显示装置10内的光的传播的控制能力较高，从而可以更好地对显示装置10内的光的传播进行控制，改善对显示装置10内的光的传播进行控制的控制效果。
在实际应用中，根据显示装置10的功能不同以及显示装置10前的观看区的位置的不同，视线集中区A和非视线集中区B的位置会发生变化，例如，对于某些显示装置10来说，视线集中区A可以位于图2中的左侧，此时，非视线集中区B位于图2中的右侧，或者，对于某些显示装置10来说，视线集中区A可以位于图2中的右侧，此时，非视线集中区B位于图2中的左侧。光栅层30可以根据视线集中区A和非视线集中区B的位置进行适应性设计。
值得指出的是，入射至光栅层30的入射光在光栅层30发生衍射后获得k级衍射(k＝0,±1,±2...)，对显示装置10的某个区域的出光方向的调节时，通常通过调节光栅层30与该区域对应的区域内的光栅周期，以对经光栅层30与该区域对应的区域时发生衍射后获得的非0级衍射的衍射角进行调节，例如，通常通过调节光栅层30与该区域对应的区域内的光栅周期，以对1级衍射、2级衍射、3级衍射等的衍射角进行调节。在实际应用中，入射至光栅层30的入射光在光栅层30发生衍射后获得k级衍射(k＝0,±1,±2...)，其中，0级衍射的强度最强，随着|k|的增加，k级衍射的强度逐渐减小，且通常来说，2级衍射的强度与1级衍射的强度差一个或多个数量级，即2级衍射的强度比1级衍射的强度小很多，因而，对经光栅层30与该区域对应的区域时发生衍射后获得的非0级衍射的衍射角进行调节时，可以只对1级衍射的衍射角进行调节。
在本发明实施例中，以对经光栅层30的入射光发生衍射后获得的1级衍射的衍射角进行调节为例进行说明，并以对经光栅层30的入射光发生衍射后获得的0级衍射的强度和1级衍射的强度分别进行调节为例进行说明。
在上述实施例中，根据显示装置10的功能的不同，以及显示装置10前的观看区的位置的不同，光栅层30的设置方式可以有多种，下面示例性列举三种光栅层30的设置方式，但不限于所列举的三种方式。
方式一，请参阅图4，图6和图7，显示装置10包括多个R像素24、多个G像素25和多个B像素26，光栅层30包括：与R像素24对应的R光栅区33，与G像素25对应的G光栅区34，以及与B像素26对应的B光栅区35；视线集中区A的中心a与显示装置10的中心对应，沿显示装置10的横向，由显示装置10的中心向显示装置10的两侧，R光栅区33的光栅周期、G光栅区34的光栅周期和B光栅区35的光栅周期均逐渐减小。
具体地，以显示装置10为70寸的平面显示装置为例进行详细说明，显示装置10的宽为154.97cm，显示装置10的高为87.17cm，例如，如图6所示，图6中左右的方向为显示装置10的宽度方向，图6中上下的方向为显示装置10的高度方向，显示装置10的观看区位于显示装置10的正前方，且显示装置10的观看区与显示装置10在宽度方向上的中心相对；视线集中区A位于显示装置10沿其宽度方向的中部，即视线集中区A位于显示装置10沿图6中左右方向的中部，视线集中区A的中心a与显示装置10的中心对应，非视线集中区B位于图6中视线集中区A的左右两侧。
显示装置10的横向可以认为是与观看者Z的双眼连线平行的方向，显示装置10的纵向可以认为是与观看者Z的双眼连线垂直的方向，对于上述显示装置10，显示装置10的宽度方向平行于观看者Z的双眼之间的连线，也就是说，图6中左右的方向为显示装置10的横向，图6中上下的方向为显示装置10的纵向。
观看者Z观看显示装置10所显示的画面时，观看者Z与显示装置10的距离可以大于0m且小于500m，为了使观看者Z获得较佳的视角，观看者Z与显示装置10的距离可以优选为1.5m。
此时，观看者Z观看显示装置10所显示的画面时，观看者Z的视线集中在显示装置10沿其宽度方向的中部，即沿图6中的左右方向，观看者Z的视线集中在显示装置10的中部。
请参阅图6和图7，显示装置10包括多个R像素24、多个G像素25和多个B像素26，光栅层30包括：与R像素24对应的R光栅区33，与G像素25对应的G光栅区34，以及与B像素26对应的B光栅区35；沿显示装置10的横向，由显示装置10的中心向显示装置10的两侧，R光栅区33的光栅周期、G光栅区34的光栅周期和B光栅区35的光栅周期均逐渐减小，也就是说，沿显示装置10的横向，距离显示装置10的中心越远，入射光经R光栅区33后发生衍射获得的1级衍射的衍射角越大，入射光经G光栅区34后发生衍射获得的1级衍射的衍射角越大，入射光经B光栅区35后发生衍射获得的1级衍射的衍射角越大，与图8中曲线q1所示的沿显示装置10的横向、显示装置10的不同位置处发出的光需要朝向观看者Z偏折的角度相对应。
如图6和图8所示，沿着图6中的左右方向，根据图8中q1曲线以及公式(1)可以得到R光栅区33的光栅周期的分布曲线，如图8中曲线q2所示，R光栅区33与显示装置10的中部对应的区域的光栅周期最大，R光栅区33与显示装置10的两侧对应的区域的光栅周期较小，例如，R光栅区33与显示装置10的中部对应的区域的光栅周期可以大于50μm，R光栅区33与显示装置10的两侧对应的区域的光栅周期可以为1.5μm。
沿着图6中的左右方向，根据图8中q1曲线以及公式(1)可以得到G光栅区34的光栅周期的分布曲线，如图8中曲线q3所示，G光栅区34与显示装置10的中部对应的区域的光栅周期最大，G光栅区34与显示装置10的两侧对应的区域的光栅周期较小，例如，G光栅区34与显示装置10的中部对应的区域的光栅周期可以大于50μm，G光栅区34与显示装置10的两侧对应的区域的光栅周期可以为1.2μm。
沿着图6中的左右方向，根据图8中q1曲线以及公式(1)可以得到B光栅区35的光栅周期的分布曲线，如图8中曲线q4所示，B光栅区35与显示装置10的中部对应的区域的光栅周期最大，B光栅区35与显示装置10的两侧对应的区域的光栅周期较小，例如，B光栅区35与显示装置10的中部对应的区域的光栅周期可以大于50μm，B光栅区35与显示装置10的两侧对应的区域的光栅周期可以为1μm。
在方式一中，通过分别对R光栅区33的光栅周期、G光栅区34的光栅周期和B光栅区35的光栅周期分别进行设定，实现对经R像素24获得的红光、经G像素25获得的绿光和经B像素26获得的蓝光分别进行调节和控制，使沿显示装置10的横向，由显示装置10的各个区域发出、落入观看者Z的视线内的光的光线数量和强度相匹配，减小观看者Z所观看到的画面分别对应于视线集中区A和非视线集中区B的区域之间的亮度差，从而改善观看者Z所观看到的画面的亮度均匀性，进而改善观看者Z的观看体验，给观看者Z带来更加真实、舒适的观看体验。
在方式一中，沿显示装置10的横向，由显示装置10的中心向显示装置10的两侧，R光栅区33的光栅周期、G光栅区34的光栅周期和B光栅区35的光栅周期均逐渐减小，因此，方式一可以实现沿显示装置10的横向对观看者Z观看到的画面的亮度进行调节，从而改善沿显示装置10的横向观看者Z所观看到的画面的亮度均匀性。
在方式一中，显示装置10的多个R像素24、多个G像素25和多个B像素26的排列方式可以是多种，下面示例性列举一种多个R像素24、多个G像素25和多个B像素26的排列方式。
请继续参阅图6，沿显示装置10的横向，显示装置10包括多个R像素列、多个G像素列和多个B像素列，R像素列、G像素列和B像素列相间排列，R像素列由沿显示装置10的纵向排列的多个R像素24形成，G像素列由沿显示装置10的纵向排列的多个G像素25形成，B像素列由沿显示装置10的纵向排列的多个B像素26形成。具体地，如图6所示，图6中的左右方向为显示装置10的横向，图6中的上下方向为显示装置10的纵向，多个R像素24、多个G像素25和多个B像素26共同形成一个矩阵，矩阵的列沿显示装置10的纵向延伸，矩阵的行沿显示装置10的横向延伸，矩阵的列包括多个R像素列、多个G像素列和多个B像素列，其中，R像素列由多个R像素24沿显示装置10的纵向排列形成，G像素列由多个G像素25沿显示装置10的纵向排列形成，B像素列由多个B像素26沿显示装置10的纵向排列形成，且R像素列、G像素列和B像素列沿显示装置10的横向相间排列，也就是说，沿显示装置10的横向，R像素24、G像素25和B像素26相间排列，沿显示装置10的纵向，R像素24、G像素25和B像素26分别连续排列。
当显示装置10的多个R像素24、多个G像素25和多个B像素26的排列方式采用上述排列方式时，光栅层30的设置方式可以采用如下方式：请继续参阅图7，光栅层30包括多个光栅凸起31，光栅凸起31为条状光栅凸起，光栅凸起31沿着显示装置10的纵向延伸，多个光栅凸起31沿显示装置10的横向平行排布。具体地，图7中的左右方向为显示装置10的横向，图7中的上下方向为显示装置10的纵向，光栅层30包括多个光栅凸起31，两个相邻的两个光栅凸起31之间具有缝隙32，光栅凸起31包括：与R像素24对应的R光栅凸起，与G像素25对应的G光栅凸起，以及与B像素26对应的B光栅凸起；光栅凸起31为条状光栅凸起，且光栅凸起31沿着显示装置10的纵向延伸，也就是说，R光栅凸起、G光栅凸起和B光栅凸起均为条状光栅凸起，R光栅凸起与R像素列的延伸方向平行，G光栅凸起与G像素列的延伸方向平行，B光栅凸起与B像素列的延伸方向平行。
方式二，请参阅图3、图11和图12，显示装置10包括多个R像素24、多个G像素25和多个B像素26，光栅层30包括：与R像素24对应的R光栅区33，与G像素25对应的G光栅区34，以及与B像素26对应的B光栅区35；视线集中区A的中心a与显示装置10的中心对应，沿显示装置10的纵向，由显示装置10的中心向显示装置10的两侧，R光栅区33的光栅周期、G光栅区34的光栅周期和B光栅区35的光栅周期均逐渐减小。
具体地，以显示装置10为70寸的平面显示装置为例进行详细说明，显示装置10的宽为154.97cm，显示装置10的高为87.17cm，例如，如图11所示，图11中左右的方向为显示装置10的宽度方向，图11中上下的方向为显示装置10的高度方向，显示装置10的观看区位于显示装置10的正前方，且显示装置10的观看区与显示装置10在宽度方向上的中心正对；视线集中区A位于显示装置10沿其高度方向的中部，即视线集中区A位于显示装置10沿图11中上下方向的中部，视线集中区A的中心a与显示装置10的中心对应，非视线集中区B位于图11中视线集中区A的上下两侧。
显示装置10的横向可以认为是与观看者Z的双眼连线平行的方向，显示装置10的纵向可以认为是与观看者Z的双眼连线垂直的方向，对于上述显示装置10，显示装置10的宽度方向平行于观看者Z的双眼之间的连线，也就是说，图11中左右的方向为显示装置10的横向，图11中上下的方向为显示装置10的纵向。
观看者Z观看显示装置10所显示的画面时，观看者Z与显示装置10的距离可以大于0m且小于500m，为了使观看者Z获得较佳的视角，观看者Z与显示装置10的距离可以优选为1.5m。
此时，观看者Z观看显示装置10所显示的画面时，观看者Z的视线集中在显示装置10沿其高度方向的中部，即沿图11中的上下方向，观看者Z的视线集中在显示装置10的中部。
请参阅图11和图12，显示装置10包括多个R像素24、多个G像素25和多个B像素26，光栅层30包括：与R像素24对应的R光栅区33，与G像素25对应的G光栅区34，以及与B像素26对应的B光栅区35；沿显示装置10的纵向，由显示装置10的中心向显示装置10的两侧，R光栅区33的光栅周期、G光栅区34的光栅周期和B光栅区35的光栅周期均逐渐减小，也就是说，沿显示装置10的纵向，距离显示装置10的中心越远，入射光经R光栅区33后发生衍射获得的1级衍射的衍射角越大，入射光经G光栅区34后发生衍射获得的1级衍射的衍射角越大，入射光经B光栅区35后发生衍射获得的1级衍射的衍射角越大，与图13中曲线q5所示的沿显示装置10的纵向、显示装置10的不同位置处发出的光需要朝向观看者Z偏折的角度相对应。
如图11和图13所示，沿着图11中的左右方向，根据图13中q5曲线以及公式(1)可以得到R光栅区33的光栅周期的分布曲线，如图13中曲线q6所示，R光栅区33与显示装置10的中部对应的区域的光栅周期最大，R光栅区33与显示装置10的两侧对应的区域的光栅周期较小，例如，R光栅区33与显示装置10的中部对应的区域的光栅周期可以大于50μm，R光栅区33与显示装置10的两侧对应的区域的光栅周期可以为2.5μm。
沿着图11中的左右方向，根据图13中q5曲线以及公式(1)可以得到G光栅区34的光栅周期的分布曲线，如图13中曲线q7所示，G光栅区34与显示装置10的中部对应的区域的光栅周期最大，G光栅区34与显示装置10的两侧对应的区域的光栅周期较小，例如，G光栅区34与显示装置10的中部对应的区域的光栅周期可以大于50μm，G光栅区34与显示装置10的两侧对应的区域的光栅周期可以为2.1μm。
沿着图11中的左右方向，根据图13中q5曲线以及公式(1)可以得到B光栅区35的光栅周期的分布曲线，如图13中曲线q8所示，B光栅区35与显示装置10的中部对应的区域的光栅周期最大，B光栅区35与显示装置10的两侧对应的区域的光栅周期较小，例如，B光栅区35与显示装置10的中部对应的区域的光栅周期可以大于50μm，B光栅区35与显示装置10的两侧对应的区域的光栅周期可以为1.9μm。
在方式二中，通过分别对R光栅区33的光栅周期、G光栅区34的光栅周期和B光栅区35的光栅周期分别进行设定，实现对经R像素24获得的红光、经G像素25获得的绿光和经B像素26获得的蓝光分别进行调节和控制，使沿显示装置10的纵向，由显示装置10的各个区域发出、落入观看者Z的视线内的光的光线数量和强度相匹配，减小观看者Z所观看到的画面分别对应于视线集中区A和非视线集中区B的区域之间的亮度差，从而改善观看者Z所观看到的画面的亮度均匀性，进而改善观看者Z的观看体验，给观看者Z带来更加真实、舒适的观看体验。
在方式二中，沿显示装置10的纵向，由显示装置10的中心向显示装置10的两侧，R光栅区33的光栅周期、G光栅区34的光栅周期和B光栅区35的光栅周期均逐渐减小，因此，方式二可以实现沿显示装置10的纵向对观看者Z观看到的画面的亮度进行调节，从而改善沿显示装置10的纵向观看者Z所观看到的画面的亮度均匀性。
在方式二中，显示装置10的多个R像素24、多个G像素25和多个B像素26的排列方式可以是多种，下面示例性列举一种多个R像素24、多个G像素25和多个B像素26的排列方式。
请继续参阅图11，沿显示装置10的纵向，显示装置10包括多个R像素行、多个G像素行和多个B像素行，R像素行、G像素行和B像素行相间排列，R像素行由沿显示装置10的横向排列的多个R像素24形成，G像素行由沿显示装置10的横向排列的多个G像素25形成，B像素行由沿显示装置10的横向排列的多个B像素26形成。具体地，如图11所示，图11中的左右方向为显示装置10的横向，图11中的上下方向为显示装置10的纵向，多个R像素24、多个G像素25和多个B像素26共同形成一个矩阵，矩阵的列沿显示装置10的纵向延伸，矩阵的行沿显示装置10的横向延伸，矩阵的行包括多个R像素行、多个G像素行和多个B像素行，其中，R像素行由多个R像素24沿显示装置10的横向排列形成，G像素行由多个G像素25沿显示装置10的横向排列形成，B像素行由多个B像素26沿显示装置10的横向排列形成，且R像素行、G像素行和B像素行沿显示装置10的纵向相间排列，也就是说，沿显示装置10的纵向，R像素24、G像素25和B像素26相间排列，沿显示装置10的横向，R像素24、G像素25和B像素26分别连续排列。
当显示装置10的多个R像素24、多个G像素25和多个B像素26的排列方式采用上述排列方式时，光栅层30的设置方式可以采用如下方式：请继续参阅图12，光栅层30包括多个光栅凸起31，光栅凸起31为条状光栅凸起，光栅凸起31沿着显示装置10的横向延伸，多个光栅凸起31沿显示装置10的纵向平行排布。具体地，图12中的左右方向为显示装置10的横向，图12中的上下方向为显示装置10的纵向，光栅层30包括多个光栅凸起31，两个相邻的两个光栅凸起31之间具有缝隙32，光栅凸起31包括：与R像素24对应的R光栅凸起，与G像素25对应的G光栅凸起，以及与B像素26对应的B光栅凸起；光栅凸起31为条状光栅凸起，且光栅凸起31沿着显示装置10的横向延伸，也就是说，R光栅凸起、G光栅凸起和B光栅凸起均为条状光栅凸起，R光栅凸起与R像素列的延伸方向平行，G光栅凸起与G像素列的延伸方向平行，B光栅凸起与B像素列的延伸方向平行。
方式一提供的显示装置10可以改善沿显示装置10的横向观看者Z所观看到的画面的亮度均匀性，方式二中提供的显示装置10可以改善沿显示装置10的纵向观看者Z所观看到的画面的亮度均匀性，在实际应用中，还可以同时改善沿显示装置10的横向和纵向观看者Z所观看到的画面的亮度均匀性。
方式三，请参阅图14和图15，显示装置10包括呈阵列排布的多个R像素24、多个G像素25和多个B像素26，光栅层30包括：与R像素24对应的R光栅区33，与G像素25对应的G光栅区34，以及与B像素26对应的B光栅区35；视线集中区A的中心a与显示装置10的中心对应，沿着显示装置10的纵向，由显示装置10的中心向显示装置10的两侧，R光栅区33的光栅周期、G光栅区34的光栅周期和B光栅区35的光栅周期均逐渐减小；沿着显示装置10的横向，由显示装置10的中心向显示装置10的两侧，R光栅区33的光栅周期、G光栅区34的光栅周期和B光栅区35的光栅周期均逐渐减小。
具体地，以显示装置10为70寸的平面显示装置为例进行详细说明，显示装置10的宽为154.97cm，显示装置10的高为87.17cm，例如，如图14所示，图14中左右的方向为显示装置10的宽度方向，图14中上下的方向为显示装置10的高度方向，显示装置10的观看区位于显示装置10的正前方，且显示装置10的观看区与显示装置10在宽度方向上的中心正对，观看者Z观看显示装置10所显示的画面时，观看者Z与显示装置10的距离可以大于0m且小于500m，为了使观看者Z获得较佳的视角，观看者Z与显示装置10的距离可以优选为1.5m；此时，观看者Z观看显示装置10所显示的画面时，观看者Z的视线集中在显示装置10中部区域，视线集中区A与显示装置10的中部区域相对，非视线集中区B位于视线集中区A的四周。
显示装置10的横向可以认为是与观看者Z的双眼连线平行的方向，显示装置10的纵向可以认为是与观看者Z的双眼连线垂直的方向，对于上述显示装置10，显示装置10的宽度方向平行于观看者Z的双眼之间的连线，也就是说，图14中左右的方向为显示装置10的横向，图14中上下的方向为显示装置10的纵向。
方式三中，沿着显示装置10的纵向，由显示装置10的中心向显示装置10的两侧，R光栅区33的光栅周期、G光栅区34的光栅周期和B光栅区35的光栅周期均逐渐减小；沿着显示装置10的横向，由显示装置10的中心向显示装置10的两侧，R光栅区33的光栅周期、G光栅区34的光栅周期和B光栅区35的光栅周期均逐渐减小。因此，沿显示装置10的横向，由显示装置10的两侧发出的红光、绿光和蓝光分别朝向观看者Z的视线偏折，增加沿显示装置10的横向、显示装置10的两侧发出的光中落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度，实现沿显示装置10的横向对观看者Z观看到的画面的亮度进行调节；沿显示装置10的纵向，由显示装置10的两侧发出的红光、绿光和蓝光分别朝向观看者Z的视线偏折，增加沿显示装置10的纵向、显示装置10的两侧发出的光中落入观看者Z的视线的光的光线数量和强度，实现沿显示装置10的纵向对观看者Z观看到的画面的亮度进行调节。也就是说，在方式三提供的显示装置10中，R光栅区33的光栅周期、G光栅区34的光栅周期和B光栅区35的光栅周期分别沿显示装置10的横向和纵向变化，可以同时改善沿显示装置10的横向和纵向观看者Z所观看到的画面的亮度均匀性。
值得一提的是，在方式三中，光栅层30的多个光栅凸起31可以位于同一层中，光栅层30的多个光栅凸起31可以呈阵列排布，且多个光栅凸起31的排列同时满足沿显示装置10的横向和纵向的排列要求。在实际应用中，光栅层30可以包括层叠设置的横向光栅层和纵向光栅层，其中，横向光栅层采用与方式一提供的显示装置10中的光栅层30的设置方式，纵向光栅层采用与方式二提供的显示装置10中的光栅层30的设置方式，即方式三提供的显示装置10的光栅层30中，横向光栅层和纵向光栅层可以分别进行设置。
上述方式一、方式二和方式三中，显示装置10包括多个R像素24、多个G像素25和多个B像素26，光栅层30包括：与R像素24对应的R光栅区33，与G像素25对应的G光栅区34，以及与B像素26对应的B光栅区35，通过分别对R光栅区33的光栅周期、G光栅区34的光栅周期和B光栅区35的光栅周期进行设计，即方式一、方式二和方式三中，光栅层30的设置是根据显示装置10的多个R像素24、多个G像素25和多个B像素26进行的，以对显示装置10与R像素24对应的区域发出的光、显示装置10与G像素25对应的区域发出的光、方便对显示装置10与B像素26对应的区域发出的光分别进行控制，从而进一步改善观看者Z的观看体验，给观看者Z带来更加真实、舒适的观看体验。
值得一提的是，显示装置10包括多个R像素24、多个G像素25和多个B像素26，光栅层30包括：与R像素24对应的R光栅区33，与G像素25对应的G光栅区34，以及与B像素26对应的B光栅区35，当在3D显示装置、近眼显示装置或AR/VR显示装置中设置包括R光栅区33、G光栅区34和B光栅区35的光栅层30时，R光栅区33与R像素24、G光栅区34与G像素25、B光栅区35与B像素26均应具有较高对准度，即，光栅层30的每个光栅凸起31均不同时对准具有不同色彩的两个像素，即，光栅层30的每个光栅凸起31均不同时对准R像素24和G像素25，光栅层30的每个光栅凸起31均不同时对准R像素24和B像素26，光栅层30的每个光栅凸起31均不同时对准G像素25和B像素26。
在上述实施例中，光栅层30包括：与R像素24对应的R光栅区33，与G像素25对应的G光栅区34，以及与B像素26对应的B光栅区35，R光栅区33、G光栅区34和B光栅区35可以同层设置，或者，光栅层30可以分为层叠设置的第一层、第二层和第三层，R光栅区33可以位于第一层，G光栅区34可以位于第二层，B光栅区35可以位于第三层，即R光栅区33、G光栅区34和B光栅区35不同层设置，与将R光栅区33、G光栅区34和B光栅区35同层设置相比，可以防止制作光栅层30时，R光栅区33、G光栅区34和B光栅区35相互干扰，方便光栅层30的制作。
在实际应用中，光栅层30的设置也可以不考虑显示装置10的多个R像素24、多个G像素25和多个B像素26的因素，即光栅层30的光栅周期只需满足：沿视线集中区A的中心a指向非视线集中区B的方向，光栅层30的光栅周期逐渐减小，光栅层30不针对R像素24、G像素25和B像素26分别进行设计。
在上述实施例中，通过对光栅层30各个区域的光栅周期进行设定，使光栅层30的光栅周期由视线集中区A的中心a向显示装置10的边缘逐渐减小，以使由显示装置10的非视线集中区B发出的光可朝向观看者Z的视线偏折，增加由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的光线数量和强度，实现使由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的光线数量与由显示装置10的视线集中区A发出、落入观看者Z的视线内的光的光线数量相匹配，使由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的强度与由显示装置10的视线集中区A发出、落入观看者Z的视线内的光的强度相匹配。
在实际应用中，本发明实施例提供的显示装置10中设置有光栅层30，入射至光栅层30的入射光在光栅层30处会发生衍射和干涉，入射光在光栅层30处发生衍射后获得的k级衍射会发生干涉相长或干涉相消的现象，且入射光在光栅层30处发生衍射后获得的k级衍射会发生干涉相长或干涉相消与光栅层30的光栅凸起31的厚度相关，因而，可以通过设定光栅层30的光栅凸起31的厚度，以使某级衍射发生干涉相长或干涉相消，进而调整某级衍射的强度。
通常，当光栅层30的光栅周期和光栅占空比一定时，光栅层30的光栅凸起31的折射率为nG，相邻的两个光栅凸起31之间的缝隙32内的填充物的折射率为nS，入射至光栅层30的入射光的波长为λ，当光栅层30的厚度h为且m取半整数时，入射光在光栅层30发生衍射后获得的0级衍射发生干涉相消，入射光在光栅层30发生衍射后获得的1级衍射发生干涉相长，当光栅层30的厚度h为且m取整数时，入射光在光栅层30发生衍射后获得的0级衍射发生干涉相长，入射光在光栅层30发生衍射后获得的1级衍射发生干涉相消。
例如，请参阅图16和图17，当光栅层30的光栅周期为3μm，光栅层30的光栅占空比为0.5，且|nG-nS|为0.5时，入射至光栅层30的入射光在光栅层30发生衍射后获得的0级衍射的出光效率与光栅层30的光栅凸起31的厚度之间的关系图16所示，入射至光栅层30的入射光在光栅层30发生衍射后获得的1级衍射的出光效率与光栅层30的光栅凸起31的厚度之间的关系如图17所示，由图16和图17可知，当m取整数时，例如m取1时，0级衍射发生干涉长，1级衍射发生干涉相消，当m取半整数时，例如m取时，0级衍射发生干涉相消，1级衍射发生干涉相长。
也就是说，由显示装置10各个区域内发出的光的强度还与光栅层30的光栅凸起31的厚度有关，且根据上述结论，可以通过分别与视线集中区A和非视线集中区B对应的光栅层30的光栅凸起31的厚度进行设定，以增加入射光在光栅层30的非视线集中区B内发生衍射后获得的非0级衍射的强度，进而增加由显示装置10与非视线集中区B对应的区域发出、落入观看者Z的视线内的光的强度，从而进一步使由显示装置10对应于非视线集中区B的区域发出、落入观看者Z的视线内的光的强度与由显示装置10对应于视线集中区A的区域发出、落入观看者Z的视线内的光的强度相匹配。
例如，由视线集中区A发出、落入观看者Z的视线的光可以认为是直射入观看者Z的视线，即可以认为视线集中区A发出、落入观看者Z的视线的光为入射光经对应于视线集中区A的光栅层30后获得的0级衍射的光，而由非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线的光则需要经过偏折后才能落入观看者Z的视线，即可以认为由非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线的光为入射光经对应于非视线集中区B的光栅层30后获得的非0级衍射的光，由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的强度可能会低于由显示装置10的视线集中区A发出、落入观看者Z的视线内的光的强度。因此，可以对分别与视线集中区A和非视线集中区B对应的光栅层30的光栅凸起31的厚度进行设定，使入射光经对应于视线集中区A的光栅层30后获得的0级衍射不发生完全干涉相长现象或完全干涉相消现象，使入射光经对应于非视线集中区B的光栅层30后获得的非0级衍射发生完全干涉，调节入射光经对应于视线集中区A的光栅层30后获得的0级衍射的光的强度，调节入射光经对应于非视线集中区B的光栅层30后获得的非0级衍射的光的强度，使入射光经对应于视线集中区A的光栅层30后获得的0级衍射的光的强度与入射光经对应于非视线集中区B的光栅层30后获得的非0级衍射的光的强度相匹配，从而使由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的强度与由显示装置10的视线集中区A发出、落入观看者Z的视线内的光的强度相匹配。。
具体地，通常，可以假定入射至光栅层30的入射光为垂直于光栅层30入射，即入射至光栅层30的入射光为准直入射，入射至光栅层30的入射光的入射角θ0为0°，例如，显示装置10为液晶显示装置时，显示装置10包括显示面板20和背光源，背光源为显示面板20提供面光源，面光源入射至显示面板20中时，通常为垂直于显示面板20入射，光栅层30设置于显示面板20的内部或外部时，面光源也垂直于光栅层30入射。
光栅层30包括多个光栅凸起31，与非视线集中区B对应的光栅凸起31的厚度hB满足：
h B = m B λ | n G B - n S B | - - - ( 2 )
其中，nGB为与非视线集中区B对应的光栅凸起31的折射率，nSB为与非视线集中区B对应、相邻的两个光栅凸起31之间的缝隙32内的填充物的折射率，λ为入射至光栅层30的入射光的波长，mB为第二常数，第二常数mB满足：
当与非视线集中区B对应的光栅凸起31的厚度hB满足公式(2)时，入射光在对应于非视线集中区B的光栅层30发生衍射后获得的1级衍射发生干涉相长，增加了入射光在对应于非视线集中区B的光栅层30发生衍射后获得的1级衍射的强度，从而增加了由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线的光的强度，使由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的强度与由显示装置10的视线集中区A发出、落入观看者Z的视线内的光的强度相匹配，减小观看者Z所观看到的画面中分别对应于视线集中区A和非视线集中区B的区域之间的亮度差，从而改善观看者Z所观看到的画面的亮度均匀性，进而改善观看者Z的观看体验，给观看者Z带来更加真实、舒适的观看体验。
在上述实施例中，显示装置10包括多个R像素24、多个G像素25和多个B像素，光栅层30包括：与R像素24对应的R光栅区33，与G像素25对应的G光栅区34，以及与B像素26对应的B光栅区35。设定位于R光栅区33与非视线集中区B对应的区域内的光栅凸起31的厚度时，入射至光栅层30的入射光的波长λ为红光的波长，红光的波长为630nm；设定位于G光栅区34与非视线集中区B对应的区域内的光栅凸起31的厚度时，入射至光栅层30的入射光的波长λ为绿光的波长，绿光的波长为550nm；设定位于B光栅区35与非视线集中区B对应的区域内的光栅凸起31的厚度时，入射至光栅层30的入射光的波长λ为蓝光的波长，蓝光的波长为430nm。
与视线集中区A对应的光栅凸起31的厚度hA满足：
h A = m A λ | n G A - n S A | - - - ( 3 )
其中，nGA为与视线集中区A对应的光栅凸起31的折射率，nSA为与视线集中区A对应、相邻的两个光栅凸起31之间的缝隙32内的填充物的折射率，λ为入射至光栅层30的入射光的波长，mA为第一常数，第一常数mA满足：
i - 1 2 < m A < i + 1 2 , i = 1 , 2 , 3 , 4 ... .
在公式(3)中，第一常数mA满足：即，第一常数mA不取半整数，此时，入射光在光栅层30的视线集中区A内发生衍射后获得的0级衍射不发生完全干涉相消，且入射光在光栅层30的视线集中区A内发生衍射后获得的0级衍射也不发生完全干涉相长，也就是说，与视线集中区A对应的光栅凸起31的厚度hB满足公式(2)时，可以调节入射光在对应于视线集中区A的光栅层30发生衍射后获得的0级衍射的光的强度，使由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的强度与由显示装置10的视线集中区A发出、落入观看者Z的视线内的光的强度相匹配，减小观看者Z所观看到的画面中分别对应于视线集中区A和非视线集中区B的区域之间的亮度差，从而改善观看者Z所观看到的画面的亮度均匀性，进而改善观看者Z的观看体验，给观看者Z带来更加真实、舒适的观看体验。
在上述实施例中，显示装置10包括多个R像素24、多个G像素25和多个B像素，光栅层30包括：与R像素24对应的R光栅区33，与G像素25对应的G光栅区34，以及与B像素26对应的B光栅区35。设定位于R光栅区33与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度时，入射至光栅层30的入射光的波长λ为红光的波长，红光的波长为630nm；设定位于G光栅区34与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度时，入射至光栅层30的入射光的波长λ为绿光的波长，绿光的波长为550nm；设定位于B光栅区35与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度时，入射至光栅层30的入射光的波长λ为蓝光的波长，蓝光的波长为430nm。
上述实施例中，第一常数mA的取值可以为整数，也可以为非整数，在实际应用中，第一常数mA可以根据实际需求进行取值，例如，入射光在对应于视线集中区A的光栅层30发生衍射后获得的0级衍射的强度与入射光在对应于非视线集中区B的光栅层30发生衍射后获得的1级衍射的强度相差较小时，第一常数mA可以取整数，入射光在光栅层30的视线集中区A内发生衍射后获得的0级衍射发生干涉相长，此时，入射光在光栅层30的视线集中区A内发生衍射后获得的0级衍射的光的强度达到最大，或者，第一常数mA可以取非整数，且第一常数mA的取值靠近整数，例如，当i取1时，且0.5＜mA＜1时，第一常数mA的取值可以为0.85、0.9或者0.95等；当i取1时，且1＜mA＜1.5时，第一常数mA的取值可以为1.05、1.1或者1.15等。
入射光在对应于视线集中区A的光栅层30发生衍射后获得的0级衍射的强度与入射光在对应于非视线集中区B的光栅层30发生衍射后获得的1级衍射的强度相差较大时，第一常数mA可以不取整数，且第一常数mA的取值优选接近半整数，即第一常数mA的取值满足：或者，例如，当i取1时，且0.5＜mA＜1时，第一常数mA的取值可以为0.55、0.58或者0.6等；当i取1时，且1＜mA＜1.5时，第一常数mA的取值可以为1.4、1.43或者1.46等。
通过对第一常数mA的取值进行设定，使入射光在对应于视线集中区A的光栅层30发生衍射后获得的0级衍射不会发生完全的干涉相长，从而使由显示装置10的视线集中区A发出、落入观看者Z的视线内的光的强度与由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的强度相匹配。
在上述实施例中，对应于视线集中区A的光栅凸起31的折射率nGA与对应于视线集中区A、相邻的两个光栅凸起31之间的缝隙内的填充物的折射率nSA之间具有差值，且nGA与nSA的大小可以根据实际应用进行设定，例如，nGA与nSA的关系可以满足：nGA＜nSA，或者，nGA＞nSA。在本发明实施例中，nGA与nSA的关系满足：nGA＞nSA，例如，nGA＝1.5，nSA＝1，也就是说，形成光栅凸起31的材料的折射率为1.5，填充在相邻的两个光栅凸起31之间的缝隙内的填充物的折射率为1，当光栅层30位于显示面板20的外部时，位于视线集中区A内、相邻的两个光栅凸起31内的填充物可以为空气。
在上述实施例中，对应于非视线集中区B的光栅凸起31的折射率nGB与对应于非视线集中区B、相邻的两个光栅凸起31之间的缝隙内的填充物的折射率nSB之间具有差值，且nGA与nSA的大小可以根据实际应用进行设定，例如，nGB与nSB的关系可以满足：nGB＜nSB，或者，nGB＞nSB。在本发明实施例中，nGB与nSB的关系满足：nGB＞nSB，例如，nGB＝1.5，nSB＝1，也就是说，形成光栅凸起31的材料的折射率为1.5，填充在相邻的两个光栅凸起31之间的缝隙内的填充物的折射率为1，当光栅层30位于显示面板20的外部时，位于非视线集中区B内、相邻的两个光栅凸起31内的填充物可以为空气。
在公式(2)中，当nGB、nSB和λ的值确定后，第二常数mB的取值越大，与非视线集中区B对应的光栅凸起31的厚度hB也越大，由于制作较厚的光栅凸起31时，通常需要花费较多的工艺和时间，导致显示装置10的制备成本较高，且不利于显示装置10的薄型化设计。因此，为了降低显示装置10的制备成本，且便于显示装置10的薄型化设计，在本发明实施例中，第二常数mB满足：mB＝0.5，以减小与非视线集中区B对应的光栅凸起31的厚度hB，从而降低显示装置10的制备成本，并便于显示装置10的薄型化设计。
在公式(3)中，当nGA、nSA和λ的值确定后，第一常数mA的取值越大，与视线集中区A对应的光栅凸起31的厚度hA也越大，由于制作较厚的光栅凸起31时，通常需要花费较多的工艺和时间，导致显示装置10的制备成本较高，且不利于显示装置10的薄型化设计。因此，为了降低显示装置10的制备成本，且便于显示装置10的薄型化设计，在本发明实施例中，第一常数mA满足：0.5＜mA＜1.5，且第一常数mA优选满足：0.5＜mA≤1，以减小与视线集中区A对应的光栅凸起31的厚度hA，从而降低显示装置10的制备成本，并便于显示装置10的薄型化设计。
在上述实施例中，显示装置10包括多个R像素24、多个G像素25和多个B像素，光栅层30包括：与R像素24对应的R光栅区33，与G像素25对应的G光栅区34，以及与B像素26对应的B光栅区35。
设定位于R光栅区33与非视线集中区B对应的区域内的光栅凸起31的厚度时，入射至光栅层30的入射光的波长λ为红光的波长，红光的波长为630nm，根据公式(2)，当第二常数mB为0.5时，且|nGB-nSB|为0.5时，位于R光栅区33与非视线集中区B对应的区域内的光栅凸起31的厚度hBR为630nm；设定位于G光栅区34与非视线集中区B对应的区域内的光栅凸起31的厚度时，入射至光栅层30的入射光的波长λ为绿光的波长，绿光的波长为550nm，根据公式(2)，当第二常数mB为0.5时，且|nGB-nSB|为0.5时，位于G光栅区34与非视线集中区B对应的区域内的光栅凸起31的厚度hBG为630nm；设定位于B光栅区35与非视线集中区B对应的区域内的光栅凸起31的厚度时，入射至光栅层30的入射光的波长λ为蓝光的波长，蓝光的波长为430nm，根据公式(2)，当第二常数mB为0.5时，且|nGB-nSB|为0.5时，位于B光栅区35与非视线集中区B对应的区域内的光栅凸起31的厚度hBB为430nm。
设定位于R光栅区33与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAR时，入射至光栅层30的入射光的波长λ为红光的波长，红光的波长为630nm，根据公式(3)，当第一常数mA满足：0.5＜mA＜1.5时，且|nGA-nSA|为0.5时，位于R光栅区33与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAR满足：315nm＜hAR＜945nm。在实际应用中，入射光在对应于视线集中区A的R光栅区33内发生衍射后获得的0级衍射的强度与入射光在对应于非视线集中区B的R光栅区33内发生衍射后获得的1级衍射的强度相差较小时，位于R光栅区33与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAR可以取630nm，或者，位于R光栅区33与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAR的取值接近630nm，例如，位于R光栅区33与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAR可以为550nm、580nm、600nm、650nm或者680nm等；入射光在对应于视线集中区A的R光栅区33内发生衍射后获得的0级衍射的强度与入射光在对应于非视线集中区B的R光栅区33内发生衍射后获得的1级衍射的强度相差较大时，优选地，位于R光栅区33与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAR接近315nm，例如，位于R光栅区33与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAR可以为330nm、370nm或400nm等，或者，位于R光栅区33与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAR接近945nm，例如，位于R光栅区33与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAR可以为850nm、900nm或930nm等。
设定位于G光栅区34与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAG时，入射至光栅层30的入射光的波长λ为绿光的波长，绿光的波长为550nm，据公式(3)，当第一常数mA满足：0.5＜mA＜1.5时，且|nGA-nSA|为0.5时，位于G光栅区34与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAG满足：275nm＜hAG＜825nm。在实际应用中，入射光在对应于视线集中区A的G光栅区34内发生衍射后获得的0级衍射的强度与入射光在对应于非视线集中区B的G光栅区34内发生衍射后获得的1级衍射的强度相差较小时，位于G光栅区34与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAG可取550nm，或者，位于G光栅区34与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAG的取值接近550nm，例如，位于G光栅区34与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAG可以为500nm、530nm、580nm或者600nm等；入射光在对应于视线集中区A的G光栅区34内发生衍射后获得的0级衍射的强度与入射光在对应于非视线集中区B的G光栅区34内发生衍射后获得的1级衍射的强度相差较大时，优选地，位于G光栅区34与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAG接近275nm，例如，位于G光栅区34与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAG可以为300nm、320nm或350nm等，或者，位于G光栅区34与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAG接近825nm，例如，位于G光栅区34与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAG可以为800nm、760nm或730nm等。
设定位于B光栅区35与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAB时，入射至光栅层30的入射光的波长λ为蓝光的波长，蓝光的波长为430nm，据公式(3)，当第一常数mA满足：0.5＜mA＜1.5时，且|nGA-nSA|为0.5时，位于B光栅区35与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAB满足：215nm＜hAB＜645nm。在实际应用中，入射光在对应于视线集中区A的B光栅区35内发生衍射后获得的0级衍射的强度与入射光在对应于非视线集中区B的B光栅区35内发生衍射后获得的1级衍射的强度相差较小时，位于B光栅区35与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAB可取430nm，或者，位于B光栅区35与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAB的取值接近430nm，例如，位于B光栅区35与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAB可以为350nm、380nm、480nm或者500nm等；入射光在对应于视线集中区A的B光栅区35内发生衍射后获得的0级衍射的强度与入射光在对应于非视线集中区B的B光栅区35内发生衍射后获得的1级衍射的强度相差较大时，优选地，位于B光栅区35与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAB接近215nm，例如，位于B光栅区35与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAB可以为250nm、280nm或300nm等，或者，位于B光栅区35与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAB接近645nm，例如，位于B光栅区35与视线集中区A对应的区域内的光栅凸起31的厚度hAB可以为620nm、600nm或550nm等。
在上述实施例中，通过对光栅层30各个区域的光栅周期进行设定，使光栅层30的光栅周期由视线集中区A的中心a向显示装置10的边缘逐渐减小，以使由显示装置10的非视线集中区B发出的光可朝向观看者Z的视线偏折，实现对显示装置10的非视线集中区B的出光方向的调节，增加由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的光线数量和强度；通过对光栅层30各个区域的光栅凸起31的厚度进行设定，使入射光在对应于非视线集中区B的光栅层30发生衍射后获得的非0级衍射(例如1级衍射)发生干涉相长，增加入射光在对应于非视线集中区B的光栅层30发生衍射后获得的非0级衍射的强度，进而增加由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的强度。因此，通过对光栅层30各个区域的光栅周期和光栅凸起31的厚度分别进行设定，可以实现使由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的光线数量与由显示装置10的视线集中区A发出、落入观看者Z的视线内的光的光线数量相匹配，使由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的强度与由显示装置10的视线集中区A发出、落入观看者Z的视线内的光的强度相匹配。
在实际应用中，请参阅图18和图19，当光栅层30的光栅周期为3μm，光栅层30的光栅凸起31的厚度为500nm时，入射至光栅层30的入射光在光栅层30发生衍射后获得的0级衍射的出光效率与光栅占空比之间的关系图18所示，入射至光栅层30的入射光在光栅层30发生衍射后获得的1级衍射的出光效率与光栅占空比之间的关系如图19所示，由图18可知，对于0级衍射来说，光栅占空比为0.5时，0级衍射的强度最小，且光栅占空比小于0.5时，0级衍射的强度随着光栅占空比的增大而减小，光栅占空比大于0.5时，0级衍射的强度随着光栅占空比的增大而增大；由图19可知，对于1级衍射来说，光栅占空比为0.5时，1级衍射的强度最大，且光栅占空比小于0.5时，1级衍射的强度随着光栅占空比的增大而增大，光栅占空比大于0.5时，1级衍射的强度随着光栅占空比的增大而减小。
也就是说，由显示装置10各个区域内发出的光的强度还与光栅层30的光栅占空比有关，且根据上述结论，可以通过对光栅层30分别对应于视线集中区A和非视线集中区B的区域的光栅占空比进行设定，以增加入射光在对应于非视线集中区B的光栅层30发生衍射后获得的非0级衍射的强度，进而增加由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的强度，并在必要时，适当降低入射光在对应于视线集中区A的光栅层30发生衍射后获得的0级衍射的强度，进而适当降低由显示装置10的视线集中区A发出、落入观看者Z的视线内的光的强度，从而进一步使由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的强度与由显示装置10的视线集中区A发出、落入观看者Z的视线内的光的强度相匹配。
具体地，与视线集中区A对应的区域内，光栅层30的光栅占空比dcA满足：0.2≤dcA≤0.8；与非视线集中区B对应的区域内，光栅层30的光栅占空比dcB为0.5。具体实施时，与视线集中区A对应的区域内，R光栅区33的光栅占空比、G光栅区34的光栅占空比、B光栅区34的光栅占空比均位于0.2到0.8之间，与非视线集中区B对应的区域内，R光栅区33的光栅占空比、G光栅区34的光栅占空比、B光栅区34的光栅占空比均为0.5。
在本发明实施例中，与非视线集中区B对应的区域内，光栅层30的光栅占空比dcB设定为0.5，因而与非视线集中区B对应的区域内，光栅层30的光栅周期和光栅层30的光栅凸起31的厚度一定时，入射光在与非视线集中区B对应的光栅层30发生衍射后获得的1级衍射的强度最大，使得由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光具有较高的强度，从而可以使由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的强度与由显示装置10的视线集中区A发出、落入观看者Z的视线内的光的强度相匹配。
在本发明实施例中，与视线集中区A对应的区域内，光栅层30的光栅占空比dcA满足：0.2≤dcA≤0.8，在实际应用中，与视线集中区A对应的区域内，光栅层30的光栅占空比dcA的取值可以根据实际需要进行设定，例如，由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的强度与由显示装置10的视线集中区A发出、落入观看者Z的视线内的光的强度相差较大时，则可以使与视线集中区A对应的光栅层30的光栅占空比dcA的取值为0.5，此时，与视线集中区A对应的光栅层30的光栅周期和光栅层30的光栅凸起31的厚度一定时，入射光在与视线集中区A对应的光栅层30发生衍射后获得的0级衍射的强度最小，因而可以适当降低入射光在与视线集中区A对应的光栅层30发生衍射后获得的0级衍射的强度，从而可以使由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的强度与由显示装置10的视线集中区A发出、落入观看者Z的视线内的光的强度相匹配；由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的强度与由显示装置10的视线集中区A发出、落入观看者Z的视线内的光的强度相差较小时，则可以使与视线集中区A对应的光栅层30的光栅占空比dcA满足：0.2≤dcA＜0.5，或者，0.5＜dcA≤0.8，例如，光栅层30的光栅占空比dcA的取值可以为0.2、0.3、0.4、0.6、0.7或0.8，此时，与视线集中区A对应的光栅层30的光栅周期和光栅层30的光栅凸起31的厚度一定时，入射光在与视线集中区A对应的光栅层30发生衍射后获得的0级衍射的强度不处于最小，且入射光在与视线集中区A对应的光栅层30发生衍射后获得的0级衍射的强度也不处于最大，因而可以使由显示装置10的非视线集中区B发出、落入观看者Z的视线内的光的强度与由显示装置10的视线集中区A发出、落入观看者Z的视线内的光的强度相匹配。
在上述实施例中，显示装置10为液晶显示装置，且显示装置10中光栅层30的设置方式采用方式一，且与非视线集中区B对应的区域内，R光栅区33的光栅凸起31的厚度hBR为630nm，G光栅区34的光栅凸起31的厚度hBG为550nm，B光栅区33的光栅凸起31的厚度hBB为430nm，且与非视线集中区B对应的区域内，光栅层30的光栅占空比dcB为0.5，当光栅层30位于显示面板20的彩膜层的出光侧，且光栅层30与彩膜层接触，经过演算，与非视线集中区B对应的区域内，入射光在光栅层30发生衍射后获得的1级衍射的出光效率与光栅周期的关系如图9所示，从图9中可以看出，非视线集中区B内，与R光栅区33对应的1级衍射的出光效率(曲线q9和曲线q9’所示)、与G光栅区34对应的1级衍射的出光效率(曲线q10和曲线q10’所示)、与B光栅区35对应的1级衍射的出光效率(曲线q11和曲线q11’所示)基本不变，与R光栅区33对应的1级衍射的强度、与G光栅区34对应的1级衍射的强度、与B光栅区35对应的1级衍射的强度均未被抑制；与非视线集中区B对应的区域内，入射光在光栅层30发生衍射后获得的0级衍射的出光效率与光栅周期的关系如图10所示，从图10中可以看出，非视线集中区B内，分别对与R光栅区33对应的0级衍射的出光效率(曲线q12和曲线q12’所示)、与G光栅区34对应的0级衍射的出光效率(曲线q13和曲线q13’所示)、与B光栅区35对应的0级衍射的出光效率(曲线q14和曲线q14’所示)的抑制效果较明显。
从图9和图10中看出，与非视线集中区B对应的区域内，与R光栅区33对应的0级衍射的强度、与G光栅区34对应的0级衍射的强度、与B光栅区35对应的0级衍射的强度分别在一定程度上被抑制，而与R光栅区33对应的1级衍射的强度、与G光栅区34对应的1级衍射的强度、与B光栅区35对应的1级衍射的强度分别增加。
图9中，曲线q9、曲线q10和曲线q11上分别具有波动，这些波动是由于单色光在光栅层30发生布拉格共振所引起的，这些波动在单色光变成具有一定宽度的光谱时，这些波动可以得到削减或消除，在实际应用中，还可以采用其它方式将这些波动削减或消除，例如，可以将光栅层30的光栅凸起31的截面形状设计为台阶形、三角形或梯形，以将这些波动削减或消除。
上述实施例中，光栅凸起31可以为透明光栅凸起，也可以为非透明光栅凸起，且光栅凸起31的材料可以有多种选择。在本发明实施例中，光栅凸起31为透明光栅凸起，且光栅凸起31为聚甲基丙烯酸甲酯光栅凸起。
请参阅图20至图25，光栅凸起31的截面形状为台阶形、梯形或者三角形。
例如，请参阅图20和图21，光栅层30包括多个光栅凸起31，相邻的两个光栅凸起31之间具有缝隙32，光栅凸起31被垂直于相邻的两个光栅凸起31之间的缝隙32的延伸方向的平面截断后，获得的光栅凸起31的截面形状为台阶形。在实际应用中，如图21所示，可以是光栅凸起31的截面的其中一侧为台阶形，或者，如图20所示，也可以是光栅凸起31的截面的两侧均为台阶形，且当光栅凸起31的截面的两侧均为台阶形时，光栅凸起31的截面的两侧的台阶形可以相对光栅凸起31的截面上垂直于光栅凸起31的入光面的中线对称，光栅凸起31的截面的两侧的台阶形可以相对光栅凸起31的截面上垂直于光栅凸起31的入光面的中线不对称。
请参阅图22和图23，光栅层30包括多个光栅凸起31，相邻的两个光栅凸起31之间具有缝隙32，光栅凸起31被垂直于相邻的两个光栅凸起31之间的缝隙32的延伸方向的平面截断后，获得的光栅凸起31的截面形状为三角形。在实际应用中，如图22所示，光栅凸起31的截面的两侧可以相对光栅凸起31的截面上垂直于光栅凸起31的入光面的中线对称，此时，光栅凸起31的截面形状为等腰三角形，或者，如图23所示，光栅凸起31的截面的两侧可以相对光栅凸起31的截面上垂直于光栅凸起31的入光面的中线不对称。
请参阅图24和图25，光栅层30包括多个光栅凸起31，相邻的两个光栅凸起31之间具有缝隙32，光栅凸起31被垂直于相邻的两个光栅凸起31之间的缝隙32的延伸方向的平面截断后，获得的光栅凸起31的截面形状为梯形。在实际应用中，如图24所示，光栅凸起31的截面的两侧可以相对光栅凸起31的截面上垂直于光栅凸起31的入光面的中线对称，此时，光栅凸起31的截面形状为等腰梯形，或者，如图25所示，光栅凸起31的截面的两侧可以相对光栅凸起31的截面上垂直于光栅凸起31的入光面的中线不对称。
由于光栅凸起31的截面形状为台阶形、梯形或者三角形，因而每个光栅凸起31的出光面与该光栅凸起31的入光面不平行，当入射至光栅层30的入射光经光栅层30时，入射光在光栅层30发生多次衍射和多次干涉，增加了入射光在光栅层30衍射和干涉的效果，加强对显示装置10的各个区域的出光方向的调节能力，使得显示装置10的各个区域发出的光中落入观看者Z的视线内的光的强度相匹配，使得显示装置10的各个区域发出的光中落入观看者Z的视线内的光的光线数量相匹配，例如，可以在一定程度上消除或削减图9和图10中各曲线上的波动，减小观看者Z所观看到的画面的明亮区和暗场区的亮度差，从而改善观看者Z所观看到的画面的亮度均匀性，进而改善观看者Z的观看体验，给观看者Z带来更加真实、舒适的观看体验，同时，可以更好地对显示装置10内的光的传播进行控制，改善对显示装置10内的光的传播进行控制的控制效果。
值得一提的是，当光栅凸起31的截面的两侧相对光栅凸起31的截面的中线不对称时，当入射至光栅层30的入射光经光栅层30时，入射光在光栅层30发生衍射和干涉，获得的k级衍射的衍射角和强度相对0级衍射不对称，通过使光栅凸起31的截面的两侧相对光栅凸起31的截面的中线不对称，使得背向观看者Z的视线出射的k级衍射干涉相消，而朝向观看者Z的视线出射的k级衍射干涉相长，从而可以增加朝向观看者Z的视线出射的k级衍射的强度，加强对显示装置10的各个区域的出光方向的调节能力，使得显示装置10的各个区域发出的光中落入观看者Z的视线内的光的强度相匹配，减小观看者Z所观看到的画面的明亮区和暗场区的亮度差，从而改善观看者Z所观看到的画面的亮度均匀性，进而改善观看者Z的观看体验，给观看者Z带来更加真实、舒适的观看体验，同时，可以更好地对显示装置10内的光的传播进行控制，改善对显示装置10内的光的传播进行控制的控制效果。
请参阅图3，显示面板20包括彩膜层23，光栅层30位于彩膜层23的出光侧或彩膜层23的入光侧。例如，如图3所示，显示面板20包括第一基板21、第二基板22和彩膜层23，第一基板21与第二基板22相对设置，彩膜层23位于第一基板21和第二基板22之间；图3中向下的方向为显示面板20的出光方向，图3中彩膜层23的上侧为彩膜层23的入光侧，图3中彩膜层23的下侧为彩膜层23的出光侧；光栅层30可以位于彩膜层23的出光侧，例如，光栅层30可以位于彩膜层23与第二基板22之间，或者，光栅层30可以位于第二基板22背向彩膜层23的侧面上；或者，光栅层30可以位于彩膜层23的入光侧，例如，光栅层30可以位于彩膜层23与第一基板22之间，或者，光栅层30可以位于第一基板21背向彩膜层23的侧面上。
请继续参阅图3，在本发明实施例中，光栅层30位于彩膜层23的出光侧，且光栅层30与彩膜层23接触。具体地，如图3所示，显示面板20包括第一基板21、第二基板22和彩膜层23，第一基板21与第二基板22相对设置，彩膜层23位于第一基板21和第二基板22之间；光栅层30位于彩膜层23与第二基板22之间，且光栅层30与彩膜层23接触。如此设计，入射至光栅层30的入射光为彩膜层23的出射光，由于光栅层30与彩膜层23接触，因而彩膜层23的出射光入射至光栅层30之前不会发生混光，因而可以防止因彩膜层23的出射光发生混光而导致光栅层30对显示装置10内的光的传播的控制效果降低。
上述实施例中，光栅层30可以设置在显示面板20的外部，例如，显示装置10为液晶显示装置，显示装置10包括背光源和位于背光源的出光侧的显示面板20，背光源为显示面板20提供面光源；光栅层30可以设置在背光源的出光侧，且光栅层30与背光源接触，背光源提供的面光源经光栅层30后入射至显示面板20中。
请继续参阅图3，本发明实施例提供的显示装置10还包括光散射膜40，光散射膜40位于显示面板20的出光侧，且光散射膜40位于光栅层30的出光侧。例如，显示装置10包括显示面板20、光栅层30和光散射膜40，显示面板20包括第一基板21、第二基板22和彩膜层23，第一基板21与第二基板22相对设置，彩膜层23位于第一基板21和第二基板22之间，显示面板20的出光侧为第二基板22背向第一基板21的一侧；光栅层30位于彩膜层23与第二基板22之间，且光栅层30与彩膜层23接触；光散射膜40位于第二基板22背向第一基板21的侧面上。光散射膜40的设置，可以更好地对显示装置10内的光的传播进行调节，改善显示装置10所显示的画面的视觉效果。
上述实施例提供的显示装置10可以为非虚拟显示装置，例如，显示装置10为普通的平面显示装置或曲面显示装置，此时，光散射膜40的雾度等于或大于10％；上述实施例提供的显示装置10还可以为虚拟显示装置，例如，显示装置10为3D显示装置、近眼显示装置或AR/VR显示装置，此时，光散射膜40的雾度等于或小于10％。
当制备上述实施例提供的显示装置10时，光栅层30的制备方法可以有多种，例如，光栅层30可以采用纳米压印工艺或激光干涉工艺制备。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (21)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：显示面板，以及设置在所述显示面板的内部或所述显示面板的外部的光栅层；
沿所述显示装置的视线集中区的中心指向所述显示装置的非视线集中区的方向，所述光栅层的光栅周期逐渐减小，入射至所述光栅层的入射光在所述光栅层与所述显示装置的非视线集中区对应的区域内发生衍射后，获得的非0级衍射的光落入观看者的视线。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括多个R像素、多个G像素和多个B像素，所述光栅层包括：与所述R像素对应的R光栅区，与所述G像素对应的G光栅区，以及与所述B像素对应的B光栅区；
所述视线集中区的中心与所述显示装置的中心对应，沿所述显示装置的横向，由所述显示装置的中心向所述显示装置的两侧，所述R光栅区的光栅周期、所述G光栅区的光栅周期和所述B光栅区的光栅周期均逐渐减小。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，沿所述显示装置的横向，所述显示装置包括多个R像素列、多个G像素列和多个B像素列，所述R像素列、所述G像素列和所述B像素列相间排列，所述R像素列由沿所述显示装置的纵向排列的多个所述R像素形成，所述G像素列由沿所述显示装置的纵向排列的多个所述G像素形成，所述B像素列由沿所述显示装置的纵向排列的多个所述B像素形成；
所述光栅层包括多个光栅凸起，所述光栅凸起为条状光栅凸起，所述光栅凸起沿着所述显示装置的纵向延伸，多个所述光栅凸起沿所述显示装置的横向平行排布。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括多个R像素、多个G像素和多个B像素，所述光栅层包括：与所述R像素对应的R光栅区，与所述G像素对应的G光栅区，以及与所述B像素对应的B光栅区；
所述视线集中区的中心与所述显示装置的中心对应，沿所述显示装置的纵向，由所述显示装置的中心向所述显示装置的两侧，所述R光栅区的光栅周期、所述G光栅区的光栅周期和所述B光栅区的光栅周期均逐渐减小。
5.根据权利要求4所示的显示装置，其特征在于，沿所述显示装置的纵向，所述显示装置包括多个R像素行、多个G像素行和多个B像素行，所述R像素行、所述G像素行和所述B像素行相间排列，所述R像素行由沿所述显示装置的横向排列的多个所述R像素形成，所述G像素行由沿所述显示装置的横向排列的多个所述G像素形成，所述B像素行由沿所述显示装置的横向排列的多个所述B像素形成；
所述光栅层包括多个光栅凸起，所述光栅凸起为条状光栅凸起，所述光栅凸起沿着所述显示装置的横向延伸，多个所述光栅凸起沿所述显示装置的纵向平行排布。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括呈阵列排布的多个R像素、多个G像素和多个B像素，所述光栅层包括：与所述R像素对应的R光栅区，与所述G像素对应的G光栅区，以及与所述B像素对应的B光栅区；
所述视线集中区的中心与所述显示装置的中心对应，沿着所述显示装置的纵向，由所述显示装置的中心向所述显示装置的两侧，所述R光栅区的光栅周期、所述G光栅区的光栅周期和所述B光栅区的光栅周期均逐渐减小；沿着所述显示装置的横向，由所述显示装置的中心向所述显示装置的两侧，所述R光栅区的光栅周期、所述G光栅区的光栅周期和所述B光栅区的光栅周期均逐渐减小。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光栅层包括多个光栅凸起，与所述视线集中区对应的所述光栅凸起的厚度hA满足：
h A = m A &lambda; | n G A - n S A |
其中，nGA为与所述视线集中区对应的所述光栅凸起的折射率，nSA为与所述视线集中区对应、相邻的两个所述光栅凸起之间的缝隙内的填充物的折射率，λ为入射至所述光栅层的入射光的波长，mA为第一常数，且所述第一常数mA满足：
与所述非视线集中区对应的所述光栅凸起的厚度hB满足：
h B = m B &lambda; | n G B - n S B |
其中，nGB为与所述非视线集中区对应的的所述光栅凸起的折射率，nSB为与所述非视线集中区对应、相邻的两个所述光栅凸起之间的缝隙内的填充物的折射率，λ为入射至所述光栅层的入射光的波长，mB为第二常数，且所述第二常数mB满足：
8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，nGA＞nSA；nGB＞nSB。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，nGA＝nGB＝1.5，nSA＝nSB＝1。
10.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，0.5＜mA＜1.5；mB＝0.5。
11.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括呈阵列分布的多个R像素、多个G像素和多个B像素，所述光栅层包括：与所述R子像素对应的R光栅区，与所述G子像素对应的G光栅区，以及与所述B子像素对应的B光栅区；
与所述非视线集中区对应的区域内，所述R光栅区内的光栅凸起的厚度hBR为630nm，所述G光栅区的光栅凸起的厚度hBG为550nm，所述B光栅区的光栅凸起的厚度hBB为430nm；
与所述视线集中区对应的区域内，所述R光栅区内的光栅凸起的厚度hAR满足：315nm＜hAR＜945nm，所述G光栅区的光栅凸起的厚度hAG满足：275nm＜hAG＜825nm，所述B光栅区的光栅凸起的厚度hAB满足：215nm＜hAB＜645nm。
12.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，与所述视线集中区对应的区域内，所述光栅层的光栅占空比dcA满足：0.2≤dcA≤0.8；
与所述非视线集中区对应的区域内，所述光栅层的光栅占空比dcB为0.5。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，入射至所述光栅层的入射光的入射角为0°。
14.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所示光栅层的光栅凸起为透明光栅凸起。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其特征在于，所述光栅层的光栅凸起为聚甲基丙烯酸甲酯光栅凸起。
16.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光栅层的光栅凸起的截面形状为台阶形、梯形或者三角形。
17.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包括彩膜层，所述光栅层位于所述彩膜层的出光侧，且所述光栅层与所述彩膜层接触。
18.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所示显示装置还包括背光源，所述背光源位于所述显示面板的入光侧；所示光栅层位于所述背光源的出光侧，且所述光栅层与所述背光源接触。
19.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括光散射膜，所述光散射膜位于所述显示面板的出光侧，且所述光散射膜位于所述光栅层的出光侧。
20.根据权利要求19所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置为非虚拟显示装置，所述光散射膜的雾度等于或大于10％；
所述显示装置为虚拟显示装置，所述光散射膜的雾度等于或小于10％。
21.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光栅层采用纳米压印工艺或激光干涉工艺制备。
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