CN110239085B - 一种三维打印装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种三维打印装置，包括：树脂槽，盛放待打印的感光树脂；m个显示面板，显示面板包括多个阵列排布的子像素和多个阵列排布的遮光元件，子像素包括有效显示区和遮挡区，遮光元件覆盖遮挡区，每个显示面板包括g行h列个子像素，m个显示面板中子像素的面积相等；m、g和h均为大于1的正整数；m个显示面板包括至少一个第一显示面板；至少一个分光元件，每个分光元件的一侧设置有一第一显示面板；第一显示面板与树脂槽位于分光元件的不同侧；m个显示面板中第i行第j列子像素的有效显示区在树脂槽的成像互不交叠，且拼接为待打印图像的一个子像素显示区域，1≤i≤g，1≤j≤h。本发明实施例以实现提高3D打印的打印精度。

Description

一种三维打印装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种三维打印装置。

背景技术

快速成型技术，又称为三维打印(3D打印)，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，其根据零件或者物体的三维模型数据，通过成型设备以材料累加的方式就可以制造出实物或者实物模型。由于具有大幅降低生产成本、提高原材料和能量的利用率、可根据需求进行定制、大大节省产品制作时间等优点，3D打印技术近年来逐渐进入公众视野并得到快速发展。

3D打印的基本原理是分层加工、叠加成型，即通过逐层增加材料来生成3D实体，在进行3D打印时，首先由计算机通过设计、扫描等方式得到待打印物体的三维模型，再通过电脑辅助设计技术(例如CAD)沿某个方向完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，由计算机根据切片生成机器指令，3D打印机根据该机器指令打印出薄型层面，并将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型，形成三维立体实物，完成3D打印。

光聚合成型3D打印是3D打印的一个主流分支，它是采用近紫外波段光对感光树脂进行感光固化成型。采用图像发生器(例如显示面板)将待打印图像透射到树脂槽上，将树脂槽中的感光树脂固化，并逐层叠加最终成为需要打印的部件。3D打印的像素数与图像发生器的像素数相同，图像发生器的像素数难以大幅提高，导致3D打印的打印精度低。

发明内容

本发明提供一种三维打印装置，以实现提高3D打印的打印精度。

本发明实施例提供一种三维打印装置，包括：

树脂槽，盛放待打印的感光树脂；

m个显示面板，所述显示面板包括多个阵列排布的子像素和多个阵列排布的遮光元件，所述子像素由沿第一方向延伸的栅极线和沿第二方向延伸的数据线交叉限定，所述子像素包括有效显示区和遮挡区，所述遮光元件覆盖所述遮挡区，每个所述显示面板包括g行h列个所述子像素，m个所述显示面板中所述子像素的面积相等；m、g和h均为大于1的正整数；所述m个显示面板包括至少一个第一显示面板；

至少一个分光元件，每个所述分光元件的一侧设置有一所述第一显示面板；所述第一显示面板与所述树脂槽位于所述分光元件的不同侧；

m个所述显示面板中第i行第j列子像素的所述有效显示区在所述树脂槽的成像互不交叠，且拼接为待打印图像的一个子像素显示区域，1≤i≤g，1≤j≤h。

本发明实施例提供的三维打印装置包括多个分光元件和多个显示面板，多个显示面板中相同位置子像素中的有效显示区不交叠，多个显示面板中相同位置子像素中的有效显示区互补并共同构成待打印图像的一个子像素显示区域，多个显示面板显示的图像经过分光元件合束后照射到树脂槽的同一区域，以共同构成待打印的图像。本发明实施例利用分光元件将多个显示面板中的有效显示区进行拼接，由于有效显示区的面积小于子像素的面积，因此减小了每个发光单元的大小，提高了3D打印的打印精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种三维打印装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种显示面板的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第一显示面板显示图像的示意图；

图4为本发明实施例提供的第二显示面板显示图像的示意图；

图5为第一显示面板与第二显示面板显示图像在树脂槽上拼接为待打印图像的示意图；

图6为本发明实施例提供的一种待打印图像的一个子像素显示区域的示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种待打印图像的一个子像素显示区域的示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种待打印图像的一个子像素显示区域的示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种待打印图像的一个子像素显示区域的示意图；

图10为本发明实施例提供的另一种待打印图像的一个子像素显示区域的示意图；

图11为本发明实施例提供的另一种待打印图像的一个子像素显示区域的示意图；

图12为本发明实施例提供的另一种三维打印装置的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的另一种三维打印装置的结构示意图；

图14为本发明实施例提供的另一种三维打印装置的结构示意图；

图15为本发明实施例提供的另一种待打印图像的一个子像素显示区域的示意图；

图16为本发明实施例提供的一种显示面板的剖面结构示意图；

图17为本发明实施例提供的另一种三维打印装置的结构示意图；

图18为本发明实施例提供的另一种显示面板的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种三维打印装置的结构示意图，图2为本发明实施例提供的一种显示面板的俯视结构示意图，参考图1和图2，三维打印装置包括树脂槽100、m个显示面板200和至少一个分光元件300。树脂槽100盛放待打印的感光树脂。显示面板200包括多个阵列排布的子像素10和多个阵列排布的遮光元件20，子像素10由沿第一方向X延伸的栅极线30和沿第二方向Y延伸的数据线40交叉限定，子像素10包括有效显示区11和遮挡区12，遮光元件20覆盖遮挡区12。有效显示区11未被遮光元件20遮挡。每个显示面板200包括g行h列个子像素10，m个显示面板200中子像素10的面积相等。任意两个显示面板200的子像素10的数量相同，任意两个显示面板200的子像素10面积相同。m、g和h均为大于1的正整数。m个显示面板200包括至少一个第一显示面板210。每个分光元件300的一侧设置有一第一显示面板210，第一显示面板210与树脂槽100位于分光元件300的不同侧。m个显示面板200中第i行第j列子像素10的有效显示区11在树脂槽100的成像互不交叠，且拼接为待打印图像的一个子像素显示区域，1≤i≤g，1≤j≤h。

本发明实施例提供的三维打印装置包括多个分光元件和多个显示面板，多个显示面板中相同位置子像素中的有效显示区不交叠，多个显示面板中相同位置子像素中的有效显示区互补并共同构成待打印图像的一个子像素显示区域，多个显示面板显示的图像经过分光元件合束后照射到树脂槽的同一区域，以共同构成待打印的图像。本发明实施例利用分光元件将多个显示面板中的有效显示区进行拼接，由于有效显示区的面积小于子像素的面积，因此减小了每个发光单元的大小，提高了3D打印的打印精度。

可选地，参考图1，三维打印装置还包括托板600，托板600位于树脂槽100中，树脂槽100中盛放有感光树脂，感光树脂可以在紫外光的照射下固化。托板600为感光树脂的固化提供一个平台，也就是说，固化后的感光树脂形成于托板600上。当完成一个固化层后，托板600朝向远离显示面板200的方向运动，未固化的感光树脂再次填充托板600与树脂槽100之间的空间，以此往复便可以将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型，形成三维立体实物，完成3D打印。

可选地，参考图1，分光元件300包括第一侧面301、第二侧面302、第三侧面303和第四侧面304，第一侧面301和第二侧面302相对，第三侧面303和第四侧面304相对。分光元件300还包括分光功能层310，第一侧面301和第二侧面302位于分光功能层310的相对两侧，第三侧面303和第四侧面304位于分光功能层310的相对两侧。第一显示面板210与树脂槽100位于分光功能层310的同一侧。分光元件300例如可以为分光棱镜或者偏振分光棱镜。

示例性地，参考图1，第一侧面301和第四侧面304位于分光功能层310的同一侧，第二侧面302和第三侧面303位于分光功能层310的同一侧。分光功能层310与第一侧面301、第二侧面302、第三侧面303和第四侧面304的夹角均为45°。两个显示面板200显示的图像分别经过第二侧面302和第四侧面304入射到同一分光元件300分光功能层310上，并合束后经过第一侧面301照射到树脂槽100上。

可选地，参考图1，m个显示面板200包括m-1个第一显示面板210和一个第二显示面板220(图1中以m等于2为例进行示意)。三维打印装置包括m-1个分光元件300，m-1个分光元件位于树脂槽100与第二显示面板220之间，且m-1个分光元件300在树脂槽100的感光面所在平面的垂直投影位于树脂槽100的感光面内。树脂槽100的感光面为树脂槽100朝向显示面板200一侧的表面。第一显示面板210与第二显示面板220位于分光元件300的不同侧。

示例性地，参考图1，第一显示面板210显示的图像经过第四侧面304后照射到分光功能层310，在分光功能层310发生反射后由第一侧面301出射至树脂槽100。第二显示面板220显示的图像经过第二侧面302后照射到分光功能层310，在分光功能层310发生透射后第一侧面301出射至树脂槽100。

图3为本发明实施例提供的第一显示面板显示图像的示意图，图4为本发明实施例提供的第二显示面板显示图像的示意图，图5为第一显示面板与第二显示面板显示图像在树脂槽上拼接为待打印图像的示意图，参考图3、图4和图5，第一显示面板210和第二显示面板220中的多个子像素10均沿第一方向X和第二方向Y阵列排布，且每个子像素10包括有效显示区11和遮挡区12。第一显示面板210中三角形区域内的子像素10被点亮，三角形区域内的有效显示区11发光，并最终在树脂槽100的感光面形成第一投影L1。第二显示面板220中三角形区域内的子像素10被点亮，三角形区域内的有效显示区11发光，并最终在树脂槽100的感光面形成第二投影L2。第一投影L1和第二投影L2构成一个子像素显示区域L0，一个子像素显示区域L0与显示面板200的一个子像素10相对应。第一显示面板210和第二显示面板220显示的图像在树脂槽100上拼接为三角形。

图6为本发明实施例提供的一种待打印图像的一个子像素显示区域的示意图，参考图1、图2和图6，m等于2，三维打印装置包括一个第一显示面板210和一个第二显示面板220。第一显示面板210的每个子像素10的有效显示区11的面积与第二显示面板220的每个子像素10的有效显示区11的面积相等。也就是说，第一显示面板210的每个子像素10的遮光元件20的面积与第二显示面板220的每个子像素10的遮光元件20的面积相等。第一投影L1(第一显示面板210在树脂槽100的感光面形成的图像为第一投影L1)的面积与第二投影L2(第二显示面板220在树脂槽100的感光面形成的图像为第二投影L2)的面积相等。由于第一显示面板210的每个子像素10的遮光元件20的面积与第二显示面板220的每个子像素10的遮光元件20的面积相等，第一显示面板210和第二显示面板220中遮光元件20可以具有相同的形状，从而在采用掩模曝光的工艺形成遮光元件20时，可以使用同一掩模板形成所有显示面板200中的遮光元件20，从而节省了工艺制程。在其他实施方式中，也可以设置第一显示面板210和第二显示面板220相同位置处的子像素10中有效显示区11的面积不相等，本发明实施例对此不作限定。

图7为本发明实施例提供的另一种待打印图像的一个子像素显示区域的示意图，参考图1、图2和图7，三维打印装置包括一个第一显示面板210和一个第二显示面板220。第一显示面板210的每个子像素10的有效显示区11的面积与第二显示面板220的每个子像素10的有效显示区11的面积相等。第一显示面板210中的每个子像素10的有效显示区11与第二显示面板220中的每个子像素10的有效显示区11均为三角形。第一投影L1的面积与第二投影L2的面积相等，第一投影L与第二投影L2均为三角形。如果仅采用矩形的有效显示区11，第一投影L1和第二投影L2也全部为矩形，在形成与第一方向X以及第二方向Y呈锐角或者钝角的斜线(例如图5中所示三角形的斜边)时，斜线所在位置呈锯齿状。本发明实施例中，通过设置第一显示面板210中的每个子像素10的有效显示区11与第二显示面板220中的每个子像素10的有效显示区11均为三角形，当待打印的图形的斜边与每个子像素10的有效显示区的三角形斜边重合，那么可实现减小甚至消除了斜线所在位置的锯齿，提高了3D打印的打印精度。

图8为本发明实施例提供的另一种待打印图像的一个子像素显示区域的示意图，参考图1、图2和图8，m等于2，三维打印装置包括一个第一显示面板210和一个第二显示面板220。第一显示面板210与第二显示面板220中第i行第j列子像素10的有效显示区11的面积不相等。即，第一显示面板210和第二显示面板220相同位置处的子像素10中有效显示区11的面积不相等。从而第一投影L1与第二投影L2的面积不相等。

可选地，参考图1、图2和图8，第一显示面板210与第二显示面板220中第i行第j列子像素10的有效显示区110均为矩形。第一显示面板210中的遮光元件20的形状为矩形，第二显示面板220中的遮光元件20的形状为矩形。第一投影L1与第二投影L2均为矩形。示例性地，第一投影L1与第二投影L2拼接为矩形。

图9为本发明实施例提供的另一种待打印图像的一个子像素显示区域的示意图，参考图1、图2和图9，第一显示面板210中第i行第j列子像素10的有效显示区11为三角形，第二显示面板220中第i行第j列子像素10的有效显示区11为直角梯形。第一显示面板210中的遮光元件20的形状为直角梯形，第二显示面板220中的遮光元件20的形状为三角形。第一投影L1为三角形，第二投影L2为直角梯形。示例性地，第一投影L1与第二投影L2拼接为矩形。

图10为本发明实施例提供的另一种待打印图像的一个子像素显示区域的示意图，参考图1、图2和图10，第一显示面板210中第i行第j列子像素10的有效显示区11为凸弧形，第二显示面板220中第i行第j列子像素10的有效显示区11为具有弧形凹槽的不规则图形。第一显示面板210中的遮光元件20的形状为具有弧形凹槽的不规则图形，第二显示面板220中的遮光元件20的形状为凸弧形。第一投影L1为凸弧形，第二投影L2为具有弧形凹槽的不规则图形。示例性地，第二显示面板220中第i行第j列子像素10的有效显示区11为矩形被切去凸弧形后形成的图形，第一投影L1与第二投影L2拼接为矩形。

图11为本发明实施例提供的另一种待打印图像的一个子像素显示区域的示意图，参考图1、图2和图11，第一显示面板210中第i行第j列子像素10的有效显示区11为梯形，第二显示面板220中第i行第j列子像素10的有效显示区11为具有倒梯形凹槽的不规则图形。第一显示面板210中的遮光元件20的形状为具有倒梯形凹槽的不规则图形，第二显示面板220中的遮光元件20的形状为梯形。第一投影L1为梯形，第二投影L2为具有倒梯形凹槽的不规则图形。示例性地，第二显示面板220中第i行第j列子像素10的有效显示区11为矩形被切去梯形后形成的图形，第一投影L1与第二投影L2拼接为矩形。

图12为本发明实施例提供的另一种三维打印装置的结构示意图，参考图12，三维打印装置包括m个分光元件300和m个第一显示面板210(图12中以m等于2为例)。m个分光元件300沿垂直于树脂槽100的感光面的方向上排列成一排，且m个分光元件300在树脂槽100的感光面所在平面的垂直投影位于树脂槽100的感光面内。本发明实施例中，所有的显示面板200均为第一显示面板210，分光元件300的数量与第一显示面板210的数量相等。

图13为本发明实施例提供的另一种三维打印装置的结构示意图，参考图13，图13中以m等于3为例进行示意，三维打印装置包括两个分光元件300，两个分光元件300位于树脂槽100与第二显示面板220之间，且两个分光元件300在树脂槽100的感光面所在平面的垂直投影位于树脂槽100的感光面内。第一显示面板210与第二显示面板220位于分光元件300的不同侧。

可选地，参考图1、图12和图13，所有的第一显示面板210位于至少一个分光元件300的同一侧。所有的分光元件300沿垂直于树脂槽100感光面所在平面的方向上排列成一排，所有的第一显示面板210位于排列成一排的分光元件300的同一侧。将所有的第一显示面板210设置于分光元件300的同一侧，所有的第一显示面板210仅占据分光元件300一侧的空间，有利于减小第一显示面板210占据的空间，提高三维显示装置的空间利用率。在其他实施方式中，还可以将多个第一显示面板210分别设置于分光元件300的不同侧。

图14为本发明实施例提供的另一种三维打印装置的结构示意图，参考图14，所有的分光元件300沿垂直于树脂槽100感光面所在平面的方向上排列成一排，部分第一显示面板210位于排列成一排的分光元件300的第一侧，另一部分第一显示面板210位于排列成一排的分光元件300的第二侧。分光元件300的第一侧与分光元件300的第二侧相对。

图15为本发明实施例提供的另一种待打印图像的一个子像素显示区域的示意图，参考图15，子像素显示区域L0包括第一投影L1和第二投影L2，第一投影包括第一子投影L11和第二子投影L12。第一子投影L11和第二子投影L12例如可以为图12或图13中的两个第一显示面板210在树脂槽100的感光面形成的图像，第二投影L2例如可以为图12或图13中的第二显示面板220在树脂槽100的感光面形成的图像。

可选地，参考图1、图2、图6、图7和图15，m个显示面板200中第i行第j列子像素10的有效显示区11的面积相等。也就是说，m个显示面板200中每个子像素10的遮光元件20的面积相等。m个显示面板200中每个子像素10的遮光元件20可以具有相同的形状，从而在采用掩模曝光的工艺形成遮光元件20时，可以使用同一掩模板形成所有显示面板200中的遮光元件20，从而节省了工艺制程。

示例性地，参考图15，第一子投影L11、第二子投影L12和第二投影L2的面积相等。

可选地，参考图6、图7、图8、图9和图15，m个显示面板200中第i行第j列子像素10的有效显示区11在树脂槽100的成像沿平行于第一方向X上，依次拼接形成一个子像素显示区域L0。

示例性地，参考图6、图7、图8和图9，第一投影L1和第二投影L2沿平行于第一方向X上，依次拼接形成一个子像素显示区域L0。参考图15，第一子投影L11、第二子投影L12和第二投影L2沿平行于第一方向X上，依次拼接形成一个子像素显示区域L0。

可选地，参考图10和图11，m个显示面板200中第i行第j列子像素10的有效显示区11在树脂槽100的成像沿平行于第二方向Y上，依次拼接形成一个子像素显示区域L0。

示例性地，参考图10和图11，第一投影L1和第二投影L2沿平行于第二方向Y上，依次拼接形成一个子像素显示区域L0。

可选地，参考图13，m大于或者等于3(图13中以m等于3为例进行示意)。分光元件300背离树脂槽100一面设置有增透膜500。由于在分光元件300的分光功能层310发生反射或透射时会造成能量损失。被反射或者被透射的次数越多，造成的光能量损失越大；被反射或者被透射的次数越少，造成的光能量损失越小。在分光元件300背离树脂槽100一面设置有增透膜500，可以增加被反射或者被透射次数较多光线的透过率，以均衡多个显示面板200照射到树脂槽100上的光能量。在其他实施方式中，还可以在分光元件300朝向树脂槽100一面设置有增透膜500。或者，在分光元件300朝向树脂槽100一面以及在分光元件300背离树脂槽100一面均设置有增透膜500。

可选地，参考图1、图12、图13和图14，任意两个显示面板200发出的光到达树脂槽100的光程之差小于1cm。一方面，如果两个显示面板200发出的光到达树脂槽100的光程不同，则两个显示面板200发出的光到达树脂槽100的时间不同，导致两个显示面板200的光照时间不同，不同位置的感光树脂的光固化程度不同，本发明实施例设置任意两个显示面板200发出的光到达树脂槽100的光程之差小于1cm，保证了不同位置的感光树脂具有相同的固化程度。另一方面，显示面板200发出的光并非理想的平行光，存在一定的发散角，如果两个显示面板200发出的光到达树脂槽100的光程不同，则两个显示面板200中相同面积的子像素10在树脂槽100形成的图像具有不同的面积，造成不同显示面板200中有效显示区11在树脂槽100形成的图像交叠或者间隔较远，影响3D打印的精度。本发明实施例设置任意两个显示面板200发出的光到达树脂槽100的光程之差小于1cm，保证了不同显示面板200中有效显示区11在树脂槽100形成的图像互补，提高了3D打印的精度。需要说明的是，显示面板200发出的光可以为显示面板200本身自发的光或者透过背光源的光。

图16为本发明实施例提供的一种显示面板的剖面结构示意图，参考图1、图12、图13、图14和图16，显示面板200包括对置的阵列基板201、彩膜基板202和位于阵列基板201与彩膜板202之间的液晶层203。三维打印装置还包括m个背光源400，每个显示面板200背离分光元件300的一侧均设置一背光源400。本发明实施例中，采用透射型液晶显示面板来形成图案，液晶显示面板作为透过紫外光的掩膜，使感光树脂感光，来控制3D成型。液晶显示面板相较于激光投影仪来说价格低廉，降低了三维打印装置的成本。在其他实施方式中，显示面板200还可以为有机发光显示面板、量子点显示面板等，本发明实施例对此不做限定。

可选地，参考图16，遮光元件20位于彩膜基板202邻近阵列基板201一侧。遮光元件20位于彩膜基板202与阵列基板201之间。遮光元件20例如可以采用制作黑矩阵的材料来形成。本发明实施例中，通过设置遮光元件20位于彩膜基板202邻近阵列基板201一侧，彩膜基板202可以保护遮光元件20免受外界损伤。在其他实施方式中，也可以将遮光元件20设置于彩膜基板202远离阵列基板201一侧，本发明实施例对此不作限定。

可选地，参考图16，显示面板200还包括位于彩膜基板202邻近阵列基板201一侧的平坦化层204，遮光元件20位于彩膜基板202与平坦化层204之间。平坦化层204覆盖遮光元件20以及部分彩膜基板202，并在远离彩膜基板202一侧形成一个平坦的表面，以利于在遮光元件20远离彩膜基板202一侧形成配向膜(图16中未示出)，以及保证配向膜的平坦，从而保证配向膜对液晶层203中液晶分子具有良好的配向效果。

可选地，参考图13，m大于或者等于3，位于第一显示面板210远离分光元件300一侧的背光源400为第一背光源410，第一背光源410的发光亮度随着与树脂槽100的垂直距离的减小而减小。背光源400与树脂槽100的垂直距离指的是，背光源400与树脂槽100沿垂直于树脂槽100的感光面所在平面的方向上的距离。与树脂槽100的垂直距离越小的第一显示面板210显示的图像被分光功能层310反射的次数越少，能量损失越小；与树脂槽100的垂直距离越大的第一显示面板210显示的图像被分光功能层310反射的次数越多，能量损失越大。本发明实施例中，设置第一背光源410的发光亮度随着与树脂槽100的垂直距离的减小而减小，以均衡多个第一显示面板210照射到树脂槽100上的光能量。

示例性地，参考图13，为了便于区分，将两个第一显示面板210分别称为第一子面板211和第二子面板212。第一子面板211与树脂槽100的垂直距离大于第二子面板212与树脂槽100的垂直距离。第一子面板211的发光亮度大于第二子面板212的发光亮度。

可选地，参考图13，三个显示面板200包括两个第一显示面板210和一个第二显示面板220。三维打印装置包括两个分光元件300，两个分光元件300位于树脂槽100与第二显示面板220之间，且两个分光元件300在树脂槽100的感光面所在平面的垂直投影位于树脂槽100的感光面内。第一显示面板210与第二显示面板220位于分光元件300的不同侧。位于第二显示面板220远离分光元件300一侧的背光源400为第二背光源420。与第二背光源420距离最近的第一背光源410的发光亮度和第二背光源420的发光亮度相等，与第二背光源420距离最远的第一背光源410的发光亮度为第二背光源420的发光亮度的30％-60％。

优选地，与第二背光源420距离最远的第一背光源410的发光亮度为第二背光源420的发光亮度的50％。分光元件300采用分光棱镜时，分光棱镜透射和反射的能量相等，均为入射光线发光亮度的50％。因此设置与第二背光源420距离最近的第一背光源410的发光亮度和第二背光源420的发光亮度相等，与第二背光源420距离最远的第一背光源410的发光亮度为第二背光源420的发光亮度的50％，可以使所有显示面板200照射到树脂槽100上的光能量相等。

示例性地，参考图13，为了便于区分，将两个第一背光源410分别称为第一子背光源411和第二子背光源412。第一子显示面板211位于第一子背光源411与一分光元件300之间，第二子显示面板212位于第二子背光源412与另一分光元件300之间。第一子背光源411为与第二背光源420距离最近的第一背光源410，第二子背光源412为与第二背光源420距离最远的第一背光源410。第一子背光源411发出的光经过一次反射和一次透射后照射到树脂槽100上，第二子背光源412发出的光经过一次反射后照射到树脂槽100上，第二背光源420发出的光经过两次透射后照射到树脂槽100上。本发明实施例中，通过设置与第二背光源420距离最近的第一背光源410的发光亮度和第二背光源420的发光亮度相等，与第二背光源420距离最远的第一背光源410的发光亮度为第二背光源420的发光亮度的30％-60％，以均衡所有显示面板200照射到树脂槽100上的光能量。

图17为本发明实施例提供的另一种三维打印装置的结构示意图，参考图17，三维打印装置还包括m个光学单元700。光学单元700位于背光源400与显示面板200之间，每个光学单元700包括菲涅尔透镜710和扩散片720，菲涅尔透镜710位于扩散片720与背光源400之间。背光源400可以包括多个阵列排布的发光二极管，与用作显示器的液晶显示面板的背光源不同的是，作为三维打印的背光源400具有更高的发光亮度，同时也未设置导光板等结构，因此背光源400发出的光线具有一定的发散角。本发明实施例中，通过设置菲涅尔透镜710和扩散片720，将背光源400发出的光线进行了汇聚并准直，有利于提高背光源400的光能利用率。

图18为本发明实施例提供的另一种显示面板的俯视结构示意图，参考图18，显示面板200包括多个阵列排布的子像素10和多个阵列排布的遮光元件20，子像素10由沿第一方向X延伸的栅极线30和沿第二方向Y延伸的数据线40交叉限定，子像素10包括有效显示区11和遮挡区12，遮光元件20覆盖遮挡区12。与图2中子像素10的长边沿第一方向X延伸、短边沿第二方向Y延伸不同的是，本发明实施例中，子像素10的长边沿第二方向Y延伸、短边沿第一方向X延伸。本发明实施例对于子像素的长边、短边的延伸方向，以及子像素的形状不做限定。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (19)

1.一种三维打印装置，其特征在于，包括：

树脂槽，盛放待打印的感光树脂；

m个显示面板，所述显示面板包括多个阵列排布的子像素和多个阵列排布的遮光元件，所述子像素由沿第一方向延伸的栅极线和沿第二方向延伸的数据线交叉限定，所述子像素包括有效显示区和遮挡区，所述遮光元件覆盖所述遮挡区，每个所述显示面板包括g行h列个所述子像素，m个所述显示面板中所述子像素的面积相等；m、g和h均为大于1的正整数；所述m个显示面板包括至少一个第一显示面板；

至少一个分光元件，每个所述分光元件的一侧设置有一所述第一显示面板；所述第一显示面板与所述树脂槽位于所述分光元件的不同侧；所述分光元件为分光棱镜；

m个所述显示面板中第i行第j列子像素的所述有效显示区在所述树脂槽的成像互不交叠，且拼接为待打印图像的一个子像素显示区域，1≤i≤g，1≤j≤h。

2.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于，m个所述显示面板包括m-1个所述第一显示面板和一个第二显示面板；

所述三维打印装置包括m-1个所述分光元件，m-1个所述分光元件位于所述树脂槽与所述第二显示面板之间，且m-1个所述分光元件在所述树脂槽的感光面所在平面的垂直投影位于所述树脂槽的感光面内；所述第一显示面板与所述第二显示面板位于所述分光元件的不同侧。

3.根据权利要求2所述的三维打印装置，其特征在于，m等于2；

所述第一显示面板的每个子像素的有效显示区的面积与所述第二显示面板的每个子像素的有效显示区的面积相等。

4.根据权利要求3所述的三维打印装置，其特征在于，所述第一显示面板中的每个子像素的所述有效显示区与所述第二显示面板中的每个子像素的所述有效显示区均为三角形。

5.根据权利要求2所述的三维打印装置，其特征在于，m等于2；

所述第一显示面板与所述第二显示面板中第i行第j列子像素的所述有效显示区的面积不相等。

6.根据权利要求5所述的三维打印装置，其特征在于，所述第一显示面板与所述第二显示面板中第i行第j列子像素的所述有效显示区均为矩形；或者，

所述第一显示面板中第i行第j列子像素的所述有效显示区为三角形，所述第二显示面板中第i行第j列子像素的所述有效显示区为直角梯形；或者，

所述第一显示面板中第i行第j列子像素的所述有效显示区为凸弧形，所述第二显示面板中第i行第j列子像素的所述有效显示区为具有弧形凹槽的不规则图形；或者，

所述第一显示面板中第i行第j列子像素的所述有效显示区为梯形，所述第二显示面板中第i行第j列子像素的所述有效显示区为具有倒梯形凹槽的不规则图形。

7.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于，所述三维打印装置包括m个所述分光元件和m个所述第一显示面板；

m个所述分光元件沿垂直于所述树脂槽的感光面的方向上排列成一排，且m个所述分光元件在所述树脂槽的感光面所在平面的垂直投影位于所述树脂槽的感光面内。

8.根据权利要求2或者7所述的三维打印装置，其特征在于，所有的所述第一显示面板位于所述至少一个分光元件的同一侧。

9.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于，m个所述显示面板中第i行第j列子像素的所述有效显示区的面积相等。

10.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于，m个所述显示面板中第i行第j列子像素的所述有效显示区在所述树脂槽的成像沿平行于所述第一方向或所述第二方向上，依次拼接形成一个所述子像素显示区域。

11.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于，m大于或者等于3；

所述分光元件朝向所述树脂槽一面设置有增透膜；和/或，所述分光元件背离所述树脂槽一面设置有增透膜。

12.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于，任意两个所述显示面板发出的光到达所述树脂槽的光程之差小于1cm。

13.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于，所述显示面板包括对置的阵列基板、彩膜基板和位于所述阵列基板与所述彩膜板之间的液晶层；

所述三维打印装置还包括m个背光源，每个所述显示面板背离所述分光元件的一侧均设置一所述背光源。

14.根据权利要求13所述的三维打印装置，其特征在于，所述遮光元件位于所述彩膜基板邻近所述阵列基板一侧。

15.根据权利要求14所述的三维打印装置，其特征在于，所述显示面板还包括位于所述彩膜基板邻近所述阵列基板一侧的平坦化层，所述遮光元件位于所述彩膜基板与所述平坦化层之间。

16.根据权利要求13所述的三维打印装置，其特征在于，m大于或者等于3；

位于所述第一显示面板远离所述分光元件一侧的所述背光源为第一背光源，所述第一背光源的发光亮度随着与所述树脂槽的垂直距离的减小而减小。

17.根据权利要求16所述的三维打印装置，其特征在于，m个所述显示面板包括m-1个所述第一显示面板和一个第二显示面板；所述三维打印装置包括m-1个所述分光元件，m-1个所述分光元件位于所述树脂槽与所述第二显示面板之间，且m-1个所述分光元件在所述树脂槽的感光面所在平面的垂直投影位于所述树脂槽的感光面内；所述第一显示面板与所述第二显示面板位于所述分光元件的不同侧；位于所述第二显示面板远离所述分光元件一侧的所述背光源为第二背光源；

m等于3；与所述第二背光源距离最近的所述第一背光源的发光亮度和所述第二背光源的发光亮度相等，与所述第二背光源距离最远的所述第一背光源的发光亮度为所述第二背光源的发光亮度的30％-60％。

18.根据权利要求13所述的三维打印装置，其特征在于，所述三维打印装置还包括：

m个光学单元；所述光学单元位于所述背光源与所述显示面板之间，每个所述光学单元包括菲涅尔透镜和扩散片，所述菲涅尔透镜位于所述扩散片与所述背光源之间。

19.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于，所述分光元件包括第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面，所述第一侧面和所述第二侧面相对，所述第三侧面和所述第四侧面相对；所述分光元件还包括分光功能层，所述第一侧面和所述第二侧面位于所述分光功能层的相对两侧，所述第三侧面和所述第四侧面位于所述分光功能层的相对两侧；

所述第一显示面板与所述树脂槽位于所述分光功能层的同一侧。

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