CN203825299U - 一种立体显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种立体显示装置，包括顶发射AMOLED显示屏和狭缝光栅，所述顶发射AMOLED显示屏包括在玻璃衬底上依次排列的TFT器件结构层、绝缘层、AMOLED器件结构层、玻璃包封盖；所述狭缝光栅设置在玻璃包封盖的外侧或者内侧。本实用新型实现了轻薄、低功耗、高亮度、高分辨率、小视区串扰的立体显示效果。

Description

一种立体显示装置

技术领域

本实用新型涉及立体显示领域，特别涉及一种立体显示装置。

背景技术

随着科技的发展，人们对显示成像效果的要求越来越高，人们最终的期望是能够模拟现实，实现3D显示。区别于助式3D显示技术，裸眼3D显示不需要观看者佩戴任何辅助设备就能感受到立体效果，更重要的是不会对人眼造成伤害。因此裸眼3D显示技术成为显示技术的最终趋势。

裸眼3D显示技术主要分为狭缝光栅技术、柱透镜光栅技术和指向光源技术三种。光栅式3D显示技术最为成熟，因为它在结构、光学原理上拥有特别的优点，结合显示面板结构能够设计出结构简单、成本低廉而立体效果好的裸眼3D显示设备，并且光栅式3D显示器能够与以往的2D显示器兼容，同时在显示时可以进行2D/3D转换，由此光栅式立体显示器在很多应用领域最有可能实现市场化。该技术已经成功应用在如智能手机、便携式游戏、TV等设备上，但是这些LCD需要背光源才能正常工作，即产生更大功耗，以及限制体积进一步小型化。

OLED显示屏作为最具潜力的新型平板显示器件，它具有自发光特性，同时顶发射OLED器件在亮度和开口率上具有很大提高，能够解决传统3D显示系统存在低亮度的问题。顶发射AMOLED显示屏整体结构如图1所示，包括玻璃衬底1、TFT器件结构层2、AMOLED器件结构层4、TFT器件与AMOLED器件之间的绝缘层3和玻璃包封盖5。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本实用新型的目的在于提供一种立体显示装置，实现轻薄、低功耗、高亮度、高分辨率、小视区串扰的立体显示效果。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种立体显示装置，包括顶发射AMOLED显示屏和狭缝光栅，所述顶发射AMOLED显示屏包括在玻璃衬底上依次排列的TFT器件结构层、绝缘层、AMOLED器件结构层、玻璃包封盖；所述狭缝光栅设置在玻璃包封盖的外侧或者内侧。

所述顶发射AMOLED显示屏为正置型TEOLED的顶发射AMOLED显示屏或倒置型TEOLED的顶发射AMOLED显示屏。

所述狭缝光栅为具有电致变色特性的狭缝光栅；所述狭缝光栅的上下表面分别设有一个透明电极，所述透明电极通过供电电路与顶发射AMOLED显示屏的基板驱动电路连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果：

（1）本实用新型通过在顶发射AMOLED显示屏的玻璃包封盖上设置狭缝，实现裸眼3D显示效果，结构简单，产品具有轻薄、低功耗、高亮度、高分辨率、小视区串扰的优点。

（2）本实用新型还可以通过选择电致变色材料，实现2D/3D的自由转换。

附图说明

图1为顶发射AMOLED显示屏整体结构。

图2为本实用新型的实施例1的立体显示装置的示意图。

图3为采用底发射AMOLED显示屏的立体显示装置的4视点示意图。

图4为图3对应的亮度曲线图。

图5为采用顶发射AMOLED显示屏的立体显示装置的8视点示意图。

图6为图5对应的亮度曲线图。

图7为本实用新型的实施例3的立体显示装置的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

如图2所示，本实施例的立体显示装置，包括顶发射AMOLED显示屏和狭缝光栅，所述顶发射AMOLED显示屏包括在玻璃衬底110上依次排列的TFT器件结构层120、绝缘层130、AMOLED器件结构层140、玻璃包封盖150；所述狭缝光栅160设置在玻璃包封盖150的内侧，子像素尺寸为70um×210um，子像素到光栅的距离为0.48mm。

下面以相同显示面积的底发射AMOLED显示屏替换本实施例的顶发射AMOLED显示屏，与本实施例的立体显示装置的显示效果作比较，图3为采用底发射AMOLED显示屏的显示装置的4视点示意图；图4为采用顶发射AMOLED显示屏的立体显示装置（即本实施例）的8视点示意图。

由图3～4可知，底发射4视点狭缝光栅3D显示装置中，子像素中包含循环排布的4视点图形，狭缝光栅161起遮挡作用，在最佳观察位置211处有4视点，从图中的位置和亮度曲线图可知，相邻两视点之间存在视区串扰，左右眼只有分别看到适合左右眼的图像才会形成立体感。当左眼看到右视图，右眼看到左视图，就会产生伪立体感。视区宽度可等于或小于人眼瞳距，如果视区宽度等于人眼瞳距，左右眼将依次看到1-2、2-3、3-4幅视差图像，经过大脑融合产生正确的立体图像。此时，若观看者继续移动到4-1幅视差图像，经大脑融合产生伪立体图像，由此可见，4视点视区宽度为瞳孔宽度时，观看者在最佳位置1/4概率看到伪立体。

在相同像素面积下，顶发射AMOLED显示屏比底发射AMOLED显示屏的子像素做到小一倍的，显示屏分辨率就高一倍，在相同的面积显示屏下能够显示高一倍的信息，对于3D显示来说，就能显示高一倍的信息深度，能够包含高一倍的视差图像，图5中的子像素位置循环排列8视点的视差图像，通过狭缝光栅160控制光线走向之后，在最佳观察位置220处存在8视点。由图5～6可知，若8视点视区宽度也为人眼瞳距时，左右眼将以此看到1-2、2-3、3-4、4-5、5-6、6-7、7-8幅视差图像，经过大脑融合产生正确的立体图像。此时，若观看者继续移动到8-1幅视差图像，经大脑融合产生为立体图像，由此可见，8视点视区宽度为瞳孔宽度时，观看者在最佳位置1/8概率看到伪立体。比较图4和图5可知，相同面积下，视差宽度等于人眼瞳距时，顶发射8视点的立体显示装置比底发射4视点的立体显示装置产生伪立体的概率小1/8。

采用顶发射AMOLED显示屏还克服了传统狭缝光栅3D显示技术亮度不高的缺点，这是由于顶发射器件是运用微腔半导体这一光学结构来实现发光效率的提高，微腔结构能够增强发光材料之间的相互作用，发光层产生的光子在由两个电极构成的一维微腔内，发射光与反射光之间产生干涉现象，发射光在微腔内形成多光束强干涉，取出这些干涉加强的光来实现发光效率提高的效果。同时，因为TFT器件结构和OLED器件结构在同一垂直线上，提高了显示屏的开口率，大大提高了显示屏的PPI，观测者可以站在距离显示屏500mm的位置观测立体显示效果。

采用顶发射AMOLED显示屏实现高分辨率立体显示：顶发射AMOLED又分为正置型TEOLED和倒置型TEOLED两种，正置型TEOLED的阳极为全反射电极，阴极为半透明电极；而倒置型TEOLED是把阴极作为全反射，阳极为半透明电极；无论是哪一种顶发射AMOLED，它的出光面都是包封盖所在面，所以将AMOLED器件做在TFT器件的正上方，中间用一层绝缘层分离，避免在蒸镀OLED时破坏TFT器件结构及性能，同时预留出驱动管的栅极与OLED相连接。因此，顶发射AMOLED显示屏比底发射AMOLED显示屏开口率大、亮度高，从而可实现高分辨率显示。

本实施的立体显示装置的制造过程如下：将所设计狭缝光栅图形制作成掩模板，运用TFT器件、OLED器件兼容的荫罩技术，经过溅镀、沉积、光刻一系列步骤实现光栅图像。

实施例2

如图5所示，本实施例的立体显示装置，包括顶发射AMOLED显示屏和狭缝光栅，所述顶发射AMOLED显示屏包括在玻璃衬底210上依次排列的TFT器件结构层220、绝缘层230、AMOLED器件结构层240、玻璃包封盖250；所述狭缝光栅260设置在玻璃包封盖250的外侧，子像素尺寸为70um×210um，，子像素到光栅的距离为1.18mm。采用本实施例的立体显示装置，观测者可以站在距离显示屏1000mm的位置观测裸眼3D显示效果。这对于大屏来说，观看距离上占据优势。此时，根据狭缝光栅分光原理，OLED是面光源，发出的光线为朗伯光，直接照射到光栅图形，实现左右视图分离在大脑综合形成立体图像的功能。

实施例3

本实施例的立体显示装置，包括顶发射AMOLED显示屏和狭缝光栅，所述顶发射AMOLED显示屏包括在玻璃衬底上依次排列的TFT器件结构层、绝缘层130、AMOLED器件结构层、玻璃包封盖；所述狭缝光栅分别可以设置在包封盖内侧或外侧，狭缝光栅的上下表面分别设有一个透明电极（ITO），所述透明电极通过供电电路与顶发射AMOLED显示屏的基板驱动电路连接，控制光栅材料颜色深浅变化，实现2D/3D自由转换。

本实施例的光栅制备过程如下：将油墨或是电致变色材料通过溅镀、沉积的方法在基底上形成膜，再按照光栅掩模板设计的图案，进行光刻形成光栅。

当狭缝光栅设置在包封盖内侧时，包封盖由外到内的顺序为包封盖、透明电极、光栅材料、透明电极，这两层透明电极由显示屏面板给渐变的电压，从而实现控制光栅材料颜色由浅到深的变化，实现2D/3D自由转换。

当狭缝光栅设置在包封盖外侧时，包封盖由内而外的顺序为包封盖、透明电极、光栅材料、透明电极，这两层透明电极由显示屏面板给渐变的电压，控制光栅材料颜色深浅变化，实现2D/3D自由转换。

本实施例通过选择特殊的材料实现2D/3D的自由转换，如油墨、电致变色材料等；若材料在不通电到通电，性能由透光变为遮光，则将通电透明电极（ITO）与光栅遮光部分相连；若材料在不通电到通电，性能由遮光变为透光，则将通电透明电极（ITO）与狭缝部分相连。触发电致变色的电平由顶发射AMOLED显示屏基板驱动电路提供，该驱动电路负责给电致变色材料提供高低电平，从而实现氧化还原反应，得到需要的光栅结构。光栅控制光线的走向，分离左右视图分别进入左右眼，通过大脑综合感受立体效果。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种立体显示装置，其特征在于，包括顶发射AMOLED显示屏和狭缝光栅，所述顶发射AMOLED显示屏包括在玻璃衬底上依次排列的TFT器件结构层、绝缘层、AMOLED器件结构层、玻璃包封盖；所述狭缝光栅设置在玻璃包封盖的外侧或者内侧。

2.根据权利要求1所述的立体显示装置，所述顶发射AMOLED显示屏为正置型TEOLED的顶发射AMOLED显示屏或倒置型TEOLED的顶发射AMOLED显示屏。

3.根据权利要求1或2所述的立体显示装置，其特征在于，所述狭缝光栅为具有电致变色特性的狭缝光栅；所述狭缝光栅的上下表面分别设有一个透明电极，所述透明电极通过供电电路与顶发射AMOLED显示屏的基板驱动电路连接。