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摘要
申請專利號:

CN201410219413.9

申請日:

2014.05.22

公開號:

CN105093541A

公開日:

2015.11.25

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):G02B 27/22申請公布日:20151125|||實質審查的生效IPC(主分類):G02B 27/22申請日:20140522|||公開
IPC分類號: G02B27/22; G02F1/29 主分類號: G02B27/22
申請人: 華為技術有限公司; 劍橋實業有限公司
發明人: 李昆; 布萊恩·羅伯森; 初大平; 周炯
地址: 518129廣東省深圳市龍崗區坂田華為總部辦公樓
優先權:
專利代理機構: 北京龍雙利達知識產權代理有限公司11329 代理人: 肖鸝; 王君
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410219413.9

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.09.21|||2015.12.23|||2015.11.25

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明實施例提供了一種顯示裝置。該顯示裝置包括:顯示層,包括像素陣列;第一透鏡層,包括第一透鏡陣列,用于將通過第一透鏡陣列的光線偏轉至不同的投射方向,以實現立體視差;第二透鏡層,包括第二透鏡陣列,其中第二透鏡層設置在第一透鏡層與顯示層之間,第二透鏡陣列用于將像素陣列射出的光束投射到第一透鏡陣列上。本發明的技術方案能夠減輕顯示裝置的像素間的串擾現象的影響,從而提高了顯示器的分辨率和顯示效果。

權利要求書

1.一種顯示裝置,其特征在于,包括:
顯示層,包括像素陣列;
第一透鏡層,包括第一透鏡陣列,用于將通過所述第一透鏡陣列的光線
偏轉至不同的投射方向,以實現立體視差;
第二透鏡層,包括第二透鏡陣列,其中所述第二透鏡層設置在所述第一
透鏡層與所述顯示層之間,所述第二透鏡陣列用于將所述像素陣列射出的光
束投射到所述第一透鏡陣列上或者投射到所述第一透鏡陣列的焦距內。
2.根據權利要求1所述的顯示裝置,其特征在于,所述第二透鏡陣列中
的每個第二透鏡的焦距小于所述第一透鏡陣列與所述第二透鏡陣列之間的距
離。
3.根據權利要求1或2所述的顯示裝置,其特征在于,所述第二透鏡陣
列中的每個第二透鏡的焦距大于或等于所述第一透鏡陣列與所述第二透鏡陣
列之間的距離的二分之一;
或者,
所述第二透鏡陣列中的每個第二透鏡的焦距大于或等于所述第一透鏡陣
列與所述顯示層之間的距離的四分之一。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的顯示裝置,其特征在于,所述
第一透鏡陣列為液晶透鏡陣列,所述液晶透鏡陣列包括液晶層和設置在所述
液晶層兩側的透明電極,所述透明電極用于控制所述液晶層將通過所述液晶
透鏡陣列的光線偏轉至不同的投射方向。
5.根據權利要求1至4中的任一項所述的顯示裝置,其特征在于,所述
像素陣列包括多個像素,所述第一透鏡陣列包括多個第一透鏡,所述第二透
鏡陣列包括多個第二透鏡,所述多個第一透鏡與所述多個像素一一對應,所
述多個第二透鏡與所述多個像素一一對應。
6.根據權利要求5所述的顯示裝置,其特征在于,所述多個像素中的每
個像素包括多個子像素。
7.根據權利要求1至6中的任一項所述的顯示裝置,其特征在于,所述
第一透鏡層還包括:第一透明基板,設置在所述第一透鏡陣列與所述第二透
鏡層之間,所述顯示層還包括:第二透明基板,設置在所述第二透鏡層與所
述像素陣列之間。
8.根據權利要求7所述的顯示裝置,其特征在于,所述第二透鏡層還包
括第三透明基板,所述第三透明基板設置在所述第二透鏡陣列與所述第一透
明基板之間,所述第二透鏡陣列設置在所述第三透明基板的與所述第二透鏡
層相對的一側上,所述顯示裝置還包括:
第一間隔元件,設置在所述第一透明基板和所述第三透明基板之間,用
于在所述第一透明基板與所述第二透鏡層之間形成空隙;
第二間隔元件,設置在所述第二透明基板和所述第三透明基板之間,用
于在所述第二透明基板與所述第二透鏡層之間形成空隙。
9.根據權利要求8所述的顯示裝置,其特征在于,所述第一透明基板的
厚度為300微米,所述第二透鏡層的厚度為225微米,所述第二透明基板的
厚度為100微米。
10.根據權利要求7所述的顯示裝置,其特征在于,所述第二透鏡陣列
設置在所述第一透明基板的與所述第二透鏡層相對的一側上,所述顯示裝置
還包括:
第一間隔元件,設置在所述第一透明基板和第二透明基板之間,用于在
所述第二透明基板與所述第二透鏡層之間形成空隙。
11.根據權利要求10所述的顯示裝置,其特征在于,所述第一透明基板
的厚度為300微米,所述第二透明基板的厚度為300微米。
12.根據權利要求7所述的顯示裝置,其特征在于,所述第二透鏡陣列
為柱透鏡陣列。
13.根據權利要求12所述的顯示裝置,其特征在于,所述第一透明基板
的厚度為300微米,所述第二透鏡層的厚度為225微米,所述第二透明基板
的厚度為100微米。
14.一種終端,其特征在于,包括:如權利要求1至13中的任一項所述
的顯示裝置。

說明書

顯示裝置

技術領域

本發明實施例涉及顯示技術領域,更具體地,涉及一種顯示裝置。

背景技術

目前,自由立體(auto-stereoscopic)顯示器也稱為裸眼雙視顯示器或裸
眼三維顯示器或雙目立體視差顯示器。

在一種現有的自由立體顯示器中,每個微透鏡覆蓋多個像素,并在中心
深度平面(centraldepthplane)上產生立體圖像。用戶的雙眼聚焦在中心深度
平面上時可以看到立體圖像。

另外,還可以利用電可調液晶的相位特性來實現三維(ThreeDimension,
3D)顯示技術。例如,可以將電可調液晶緊貼在現有的用戶設備屏幕上方,
利用液晶在通電情況下的相位特性,形成液晶透鏡陣列,以將用戶設備的顯
示器的像素射出的光束向左右偏轉來實現裸眼雙目視差,從而在觀察者眼中
產生立體的效果。

通常,液晶透鏡陣列的光學平面與用戶設備的顯示器的像素之間至少存
在幾百微米的光學距離,這個較大的距離主要是由于厚的液晶透鏡陣列的玻
璃基板產生的,而顯示器有比較大的顯示角度(例如,可能大于176度),這
樣,盡管顯示器的強度和對比度在顯示角度達到±30度時會顯著減弱,顯示
器的一個像素射出的光線可能還是會覆蓋到液晶透鏡陣列中一個以上的液晶
透鏡中,從而在相鄰像素之間會產生串擾(crosstalk)現象,而相鄰像素之間
的串擾會極大降低顯示器的分辨率和顯示效果。

發明內容

本發明的實施例提供了一種顯示裝置,能夠減輕顯示裝置的像素間的串
擾現象的影響,從而提高顯示器的分辨率和顯示效果。

第一方面,提供了一種顯示裝置,包括:顯示層,包括像素陣列;第一
透鏡層,包括第一透鏡陣列,用于將通過第一透鏡陣列的光線偏轉至不同的
投射方向,以實現立體視差;第二透鏡層,包括第二透鏡陣列,其中第二透
鏡層設置在第一透鏡層與顯示層之間,第二透鏡陣列用于將像素陣列射出的
光束投射到第一透鏡陣列上或者投射到第一透鏡陣列的焦距內。

結合第一方面,在第一種可能的實現方式中,在第二透鏡陣列中的每個
第二透鏡的焦距小于第一透鏡陣列與第二透鏡陣列之間的距離。

結合第一方面或第一種可能的實現方式,在第二種可能的實現方式中,
第二透鏡陣列中的每個第二透鏡的焦距大于或等于第一透鏡陣列與第二透鏡
陣列之間的距離的二分之一;或者,第二透鏡陣列中的每個第二透鏡的焦距
大于或等于第一透鏡陣列與顯示層之間的距離的四分之一。

結合第一方面或第一方面的上述任一可能的實現方式,在第三種可能的
實現方式中,第一透鏡陣列為液晶透鏡陣列,液晶透鏡陣列包括液晶層和設
置在液晶層兩側的透明電極,透明電極用于控制液晶層將通過液晶透鏡陣列
的光線偏轉至不同的投射方向。

結合第一方面或第一方面的上述任一可能的實現方式,在第四種可能的
實現方式中,像素陣列包括多個像素,第一透鏡陣列包括多個第一透鏡,第
二透鏡陣列包括多個第二透鏡,多個第一透鏡與多個像素一一對應,多個第
二透鏡與多個像素一一對應。

結合第四種可能的實現方式,在第五種可能的實現方式中,多個像素中
的每個像素包括多個子像素。

結合第一方面或第一方面的上述任一可能的實現方式,在第六種可能的
實現方式中,第一透鏡層還包括:第一透明基板,設置在第一透鏡陣列與第
二透鏡層之間,顯示層還包括:第二透明基板,設置在第二透鏡層與像素陣
列之間。

結合第六種可能的實現方式,在第七種可能的實現方式中,第二透鏡層
還包括第三透明基板,第三透明基板設置在第二透鏡陣列與第一透明基板之
間,第二透鏡陣列設置在第三透明基板的與第二透鏡層相對的一側上,顯示
裝置還包括:第一間隔元件,設置在第一透明基板和第三透明基板之間,用
于在第一透明基板與第二透鏡層之間形成空隙;第二間隔元件,設置在第二
透明基板和第三透明基板之間,用于在第二透明基板與第二透鏡層之間形成
空隙。

結合第七種可能的實現方式,在第八種可能的實現方式中,第一透明基
板的厚度為300微米,第二透鏡層的厚度為225微米,第二透明基板的厚度
為100微米。

結合第六種可能的實現方式,在第九種可能的實現方式中,第二透鏡陣
列設置在第一透明基板的與第二透鏡層相對的一側上,顯示裝置還包括:第
一間隔元件,設置在第一透明基板和第二透明基板之間,用于在第二透明基
板與第二透鏡層之間形成空隙。

結合第九種可能的實現方式,在第十一種可能的實現方式中,第一透明
基板的厚度為300微米,第二透明基板的厚度為300微米。

結合第六種可能的實現方式,在第十二種可能的實現方式中,第二透鏡
陣列為柱透鏡陣列。

結合第十二種可能的實現方式,在第十三種可能的實現方式中,第一透
明基板的厚度為300微米,第二透鏡層的厚度為225微米,第二透明基板的
厚度為100微米。

第二方面,提供一種終端,包括:如第一方面所述的顯示裝置。

在上述技術方案中,可以通過在顯示裝置的第一透鏡陣列與顯示裝置的
像素陣列之間設置第二透鏡陣列,用于將像素陣列發射的光投射到第一透鏡
陣列上,這樣能夠減輕顯示裝置的像素間的串擾現象的影響,從而提高了顯
示器的分辨率和顯示效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案,下面將對實施例或現有技
術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖
僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造
性勞動性的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明的一個實施例的顯示裝置的結構示意圖。

圖2是本發明的另一實施例的顯示裝置的結構示意圖。

圖3是本發明的另一實施例的顯示裝置的結構示意圖。

圖4是本發明的又一實施例的顯示裝置的結構示意圖。

圖5是本發明的又一實施例的顯示裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行
清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發明一部分實施例,而不是
全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有作出創
造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。

應理解,在本發明的實施例中,立體成像可以指三維顯示或自由立體顯
示。本發明的技術方案可以應用于各種立體成像顯示器,尤其是采用電可調
液晶技術的立體成像顯示器。

圖1是本發明的一個實施例的顯示裝置100的結構示意圖。顯示裝置100
包括顯示層130、第一透鏡層110和第二透鏡層120。

顯示層130包括像素陣列,例如,該像素陣列可以包括像素131、132、
133。第一透鏡層110包括第一透鏡陣列,例如,第一透鏡陣列可以包括第一
透鏡111、112、113,用于將通過第一透鏡陣列的光線偏轉至不同的投射方向,
以實現立體視差。第二透鏡層120包括第二透鏡陣列,第二透鏡陣列包括第
二透鏡121、122、123,其中第二透鏡層120設置在第一透鏡層110與顯示
層130之間,第二透鏡陣列121用于將像素陣列射出的光束投射到第一透鏡
陣列上或者投射到所述第一透鏡陣列的焦距內。

顯示裝置100可以是自由立體顯示器,也可以是其它類型的3D成像裝
置。顯示裝置可以為終端(例如,移動終端)的顯示裝置,例如,第一透鏡
陣列上設置有終端電容式觸摸屏和前蓋玻璃,用于將第二透鏡投射的光線投
射向電容式觸摸屏和前蓋玻璃,以實現立體視差,以便終端的用戶能夠看到
立體成像。

換句話說,設置在第一透鏡陣列與像素陣列之間的第二透鏡陣列起到了
光中繼的作用,相當于縮短了第一透鏡陣列與像素陣列之間的距離,這樣能
夠將每個像素成像在對應的第一透鏡附近甚至是對應的第一透鏡的光學平面
上。

根據本發明的實施例,將像素投射到第一透鏡的焦距內相當于在第一透
鏡的EFL之內有一個實際像素。因為這些投射過來的像素非常靠近第一透鏡
層,因此能夠減小第一透鏡層上相鄰像素成像之間的串擾。換句話說,第二
透鏡層的存在減少了顯示層的像素到第一透鏡層的距離。這是一個光學中繼
(或傳遞)過程,即將顯示層的像素轉移到了第一透鏡層。這樣,每個第一
透鏡都會接收到與其對應的像素的絕大部分光束,而不會接收到或很少接收
到相鄰像素的光束,這樣就能夠保證期望的高清3D的視覺體驗。而且,像
素在幾百微米距離的轉移不會對原顯示裝置的2D視覺體驗造成干擾。

本發明實施例可以通過在顯示裝置的第一透鏡陣列與顯示裝置的像素陣
列之間設置第二透鏡陣列,用于將像素陣列發射的光投射到第一透鏡陣列上,
這樣能夠減輕顯示裝置的像素間的串擾現象的影響,從而提高了顯示器的分
辨率和顯示效果。

另外,這樣的光學中繼(或傳遞)的設計可以允許靈活地配置像素平面
和第一透鏡陣列的EFL的光學匹配。例如,這些投射的像素的大小可以很好
得根據第一透鏡的能力(例如,EFL)來調節,比如,小的像素投射到小的
第一透鏡上可以獲得大的轉向角度。

為了方便描述,圖1僅示出了顯示裝置的一部分,即僅示出了三個像素、
三個第一透鏡和三個第二透鏡,本領域技術人員應理解的是,顯示裝置可以
包括更多像素、第一透鏡和第二透鏡。

還應理解,像素、第一透鏡和第二透鏡可以是一一對應的,但本發明的
實施例并不限于此,例如,也可以是一個第一透鏡或第二透鏡對應多個像素,
或者一個像素包括多個子像素,也可以是多個第二透鏡對應一個第一透鏡,
或者一個第二透鏡對應多個第一透鏡,等等。

還應理解,第一透鏡或第二透鏡可以是棱柱型透鏡,例如,一個棱柱型
透鏡可以包括多個第一透鏡或第二透鏡,一個棱柱型透鏡可以對應一行像素
或一列像素,本發明的實施例對此不作限定,第一透鏡或第二透鏡也可以是
其它類型的透鏡,例如,圓型透鏡,一個透鏡可以對應一個像素。

還應理解,透鏡的焦距通常可以用有效焦距(effectivefocallength,EFL)
來表示,例如,有效焦距可以是透鏡的主點(principalpoint)到焦點(Pointof
focus)的距離。

根據本發明的實施例,第二透鏡陣列中的每個第二透鏡的焦距小于或等
于第一透鏡陣列與第二透鏡陣列之間的距離。

根據本發明的實施例,第二透鏡陣列中的每個第二透鏡的焦距大于或等
于第一透鏡陣列與第二透鏡陣列之間的距離的二分之一。

應理解,第二透鏡陣列中的每個第二透鏡的焦距也可以滿足其它條件,
例如,第二透鏡陣列中的每個第二透鏡的焦距也可以大于或等于第一透鏡陣
列與第二透鏡陣列之間的距離的三分之一或四分之一,只要第二透鏡陣列能
夠將像素陣列射出的光束投射到第一透鏡陣列上即可。

可替代地,作為一另實施例,第二透鏡陣列中的每個第二透鏡的焦距可
以大于或等于第一透鏡陣列與所述顯示層之間的距離的四分之一。

根據本發明的實施例,像素陣列包括多個像素,第一透鏡陣列包括多個
第一透鏡,第二透鏡陣列包括多個第二透鏡,多個第一透鏡與多個像素一一
對應,多個第二透鏡與多個像素一一對應。

換句話說,一個透鏡只覆蓋一個像素。例如,像素可以是單色像素,紅
色像素、綠色像素或藍色像素,根據本發明的實施例并不限于此,像素也可
以是三原色像素。

根據本發明的實施例,第一透鏡陣列為液晶透鏡陣列,液晶透鏡陣列包
括液晶層和設置在液晶層兩側的透明電極,透明電極用于控制液晶層將通過
液晶透鏡陣列的光線偏轉至不同的投射方向。

可替代地,第一透鏡陣列也可以由施加電場時能夠改變折射率的其它晶
體材料構成,例如,可以由鋰酸鈮晶體構成。

根據本發明的實施例,所述像素陣列包括多個像素,所述第一透鏡陣列
包括多個第一透鏡,所述第二透鏡陣列包括多個第二透鏡,所述多個第一透
鏡與所述多個像素一一對應,所述多個第二透鏡與所述多個像素一一對應。

例如,多個第二透鏡為多個微透鏡組成的微透鏡陣列。多個液晶透鏡可
以是由微透鏡構成的液晶透鏡陣列。液晶透鏡陣列中的每個微透鏡只會接收
到與該微透鏡相對應的像素發來的出射光,不會接收到相鄰像素的出射光,
這樣能夠保證高清的3D的視覺體驗。

根據本發明的實施例,多個像素中的每個像素包括多個子像素。

換句話說,一個透鏡可以覆蓋多個子像素。例如,像素可以是三原色像
素,該三原色像素可以包括紅色子像素、綠色子像素和藍色子像素。

根據本發明的實施例,液晶透鏡陣列中的每個液晶透鏡的焦距小于或等
于50微米。

這樣的光學中繼(或傳遞)的設計可以允許像素平面和LC微透鏡陣列
EFL的范圍的光學匹配靈活地進行配置。

下面結合具體例子,更加詳細地描述本發明的實施例。

圖2是本發明的另一實施例的顯示裝置200的結構示意圖。顯示裝置200
是圖1顯示裝置100的例子。顯示裝置200包括顯示層230、第一透鏡層210
和第二透鏡層220,與圖1的顯示層130、第一透鏡層110和第二透鏡層120
類似,在此不再贅述。

在本實施例中,第一透鏡層210包括:第一透鏡陣列、第四透明基板214
和第一透明基板215。第一透鏡陣列為液晶透鏡陣列,液晶透鏡陣列包括液
晶層218、第一透明電極216和第二透明電極217。第一透明電極216和第二
透明電極217設置在液晶層218兩側,用于控制液晶層將通過液晶透鏡陣列
的光線偏轉至不同的投射方向。

第一透明基板215設置在第一透鏡陣列與第二透鏡層220之間。第四透
明基板214可以是顯示裝置200所在終端的前面板或觸摸屏。例如,當顯示
裝置為移動終端的顯示裝置時,第四透明基板214可以為移動終端的電容式
觸摸屏和前蓋玻璃。第一透明電極216可以設置在前面板或觸摸屏上,第二
透明電極217可以設置在第一透明基板215上。第一透明電極216和第二透
明電極217可以為諸如銦錫氧化物(IndiumTinOxide,ITO)之類的透明導
電材料,第一透明基板可以為玻璃基板,其厚度可以在100mm至300mm之
間。由于已有終端中第一透鏡層的透明基板均為300微米,因此,將本實施
例的第一透明基板也設置為300微米,可以減少對已有終端的改造。

第二透鏡層220包括第二透鏡陣列,第二透鏡陣列可以為微透鏡陣列,
包括多個微透鏡(Microlens)221、222、223。例如,第二透鏡陣列為柱透鏡
陣列。第二透鏡層220設置在第一透鏡層210與顯示層230之間,第二透鏡
陣列用于將像素陣列射出的光束投射到第一透鏡陣列上。例如,多個微透鏡
221、222、223分別將多個像素231、232和233發出的光束投射在液晶陣列
上,分別成像為像素211、212、213。多個微透鏡221、222、223可以是獨
立的設置在透明基板上,也可以和透明基板是一個整體。

根據本發明的實施例的微透鏡可以采用下面的工藝來制備:1)光刻,2)
光抗蝕劑處理;3)反應離子蝕刻(ReactiveIonEtching,RIE);4)噴墨打印;
和5)激光加工的主標記和壓印。上述制備工藝為常規技術手段,在此不再
贅述。

可替代地,本發明的實施例的微透鏡陣列也可以采用已有的商業產品,
例如,在589nm下的折射率為1.458的熔融石英(fusedsilica)透鏡。由于大
部分已有的微透鏡陣列比較厚,例如,其厚度在0.7mm至1.2mm之間,因此
需要進行結構化和拋光處理,使其厚度在需要的范圍之內(例如,大約200
微米)。例如,可以對厚的微透鏡陣列通過超聲波研磨或噴砂進行結構化處理,
并且進一步拋光至本發明的實施例所需的厚度、平整度和粗糙度。根據本發
明的實施例不限于此,也可以采用化學蝕刻的方法使其厚度保持在需要的范
圍之內。

根據本發明的實施例,顯示層可以用于按照時分方式顯示圖像,例如,
顯示針對不同投射方向的圖像,其中不同投射方向對應于不同觀察方向。第
一透鏡層用于根據所施加的時分變化的電場,將針對不同投射方向的圖像的
光線交替地偏轉至不同的投射方向,以呈現裸眼能夠看到的立體圖像。

根據本發明的實施例,液晶在施加電場后能夠改變折射率,不同的電場
可以對應于不同的折射率,即采用液晶在電光調制層形成電可調的棱鏡陣列。
當光線通過施加了電場的液晶時,出射光的相位差會隨著外加電場的變化而
變化。

另外,為了使得顯示裝置呈現出來的立體圖像的分辨率為全部像素,所
施加的電場要滿足在視覺暫留的時間內用全部像素顯示每個方向的圖像,從
而提高了自由立體顯示的分辨率。

根據本發明的實施例,可以在已有終端(例如,移動設備)的顯示屏幕
上設置一層液晶透鏡陣列,用來控制顯示層射出光束(或波束)的方向,使
光束連續偏轉至左邊和右邊,從而讓使用終端的用戶獲得立體視差。液晶透
鏡陣列可以使用電控液晶作為材料,來提供一種線性的相位梯度,這樣可以
在時域上重復地將從每個顯示像素中射出的光束偏轉向兩個或者更多的角
度,從而形成裸眼3D的顯示模式。液晶透鏡陣列的每個微透鏡的間距可以
設置成與終端的顯示層的像素相同,這樣,3D顯示模式下的終端也具有2D
顯示模式的分辨率。另外,本發明的實施例在液晶透鏡陣列與顯示層的像素
之間再添加一層微透鏡陣列,用來解決像素之間的串擾和有效焦距的問題。
本發明實施例的液晶陣透鏡陣列和微透鏡陣列也可以制成獨立的結構,直接
集成到已有終端的顯示器上方。

根據本發明的實施例,第一透鏡陣列的每個微透鏡只會接收到與其相對
應的像素的出射光,不會或者很少接收到相鄰像素的出射光,這樣能夠保證
高清3D的視覺體驗。

圖3是本發明的另一實施例的顯示裝置300的結構示意圖。顯示裝置300
是圖2顯示裝置200的例子。顯示裝置300包括顯示層330、第一透鏡層310
和第二透鏡層320,與圖2的顯示層230、第一透鏡層210和第二透鏡層220
類似,在此不再贅述。

在本實施例中,顯示層包括:像素陣列、第二透明基板334和第五透明
基板335。第二透明基板334設置在第二透鏡層320與像素陣列之間。像素
陣列包括像素331、332、333。

第一透鏡層310包括:第一透鏡陣列、第四透明基板314和第一透明基
板315。第一透鏡陣列為液晶透鏡陣列,液晶透鏡陣列包括液晶層318、第一
透明電極316和第二透明電極317。第一透明電極316和第二透明電極317
設置在液晶層318兩側,用于控制液晶層將通過液晶透鏡陣列的光線偏轉至
不同的投射方向。

第一透明基板315設置在第一透鏡陣列與第二透鏡層320之間。第四透
明基板314可以是顯示裝置300所在終端的前面板或觸摸屏。第一透明電極
316可以設置在前面板或觸摸屏上,第二透明電極317可以設置在第一透明
基板315上。第一透明電極316和第二透明電極317可以為諸如ITO之類的
透明導電材料。第一透明基板可以為玻璃基板,其厚度可以在100mm至
300mm之間。

第二透鏡層320包括第二透鏡陣列和第三透明基板324。第三透明基板
324設置在第二透鏡陣列與第一透明基板315之間,第二透鏡陣列設置在第
三透明基板324的與第二透鏡層320相對的一側上。第二透鏡陣列可以為微
透鏡陣列,包括多個微透鏡321、322、323。第二透鏡層320設置在第一透
鏡層310與顯示層330之間,第二透鏡陣列用于將像素陣列射出的光束投射
到第一透鏡陣列上。例如,多個微透鏡321、322、323分別將多個像素331、
332和333發出的光束投射在液晶陣列上,分別成像為像素311、312、313。
例如,像素331、332和333可以分別為紅、綠、藍三原色像素。多個微透鏡
321、322、323可以是獨立的設置在第三透明基板324上,也可以與第三透
明基板324是一個整體。可替代地,第二透鏡陣列也可以為柱透鏡陣列。

在本實施例中,顯示裝置300還包括:第一間隔元件340和第二間隔元
件。第一間隔元件340設置在第一透明基板315和第三透明基板324之間,
用于在第一透明基板315與第二透鏡層320之間形成空隙。第二間隔元件350
設置在第二透明基板334和第三透明基板324之間,用于在第二透明基板334
與第二透鏡層320之間形成空隙。例如,第一間隔元件340和第二間隔元件
光學膠或間隔球(spacers)。間隔球的大小或者光學膠的厚度可以是幾微米。
空隙中可以是空氣。由于微透鏡陣列的折射率與空氣的折射率不同,從而使
得微透鏡通產生聚焦能力。可替代地,空隙中也可以填充其它其他介質(例
如,折射率為1左右的氣體)。

在實施例中,第一透明基板的315厚度可以為300微米,第二透鏡層320
的厚度可以為225微米,第二透明基板334的厚度可以為100微米。由于已
有終端中顯示層和第一透鏡層的透明基板均為300微米,因此,將本實施例
的第一透明基板的厚度設置為300微米,將第二透鏡層320的厚度設置為225
微米,并將第二透明基板334的厚度設置為100微米,可以減少對已有終端
的改造,并且不會顯著增加終端的厚度。

圖4是本發明的又一實施例的顯示裝置400的結構示意圖。顯示裝置400
是圖2顯示裝置200的例子。顯示裝置400包括顯示層430、第一透鏡層410
和第二透鏡層420,與圖2的顯示層230、第一透鏡層210和第二透鏡層220
類似,在此不再贅述。

在本實施例中,顯示層包括:像素陣列、第二透明基板434和第五透明
基板435。第二透明基板434設置在第二透鏡層420與像素陣列之間。像素
陣列包括像素431、432、433。

第一透鏡層410包括:第一透鏡陣列、第四透明基板414和第一透明基
板415。第一透鏡陣列為液晶透鏡陣列,液晶透鏡陣列包括液晶層418、第一
透明電極416和第二透明電極417。第一透明電極416和第二透明電極417
設置在液晶層418兩側,用于控制液晶層將通過液晶透鏡陣列的光線偏轉至
不同的投射方向。

第一透明基板415設置在第一透鏡陣列與第二透鏡層420之間。第四透
明基板414可以是顯示裝置400所在終端的前面板或觸摸屏。第一透明電極
416可以設置在前面板或觸摸屏上,第二透明電極417可以設置在第一透明
基板415上。第一透明電極416和第二透明電極417可以為諸如ITO之類的
透明導電材料。第一透明基板可以為玻璃基板,其厚度可以在100mm至
300mm之間。

第二透鏡層420包括第二透鏡陣列和第三透明基板424。第三透明基板
424設置在第二透鏡陣列與第一透明基板415之間,第二透鏡陣列設置在第
三透明基板424的與第二透鏡層420相對的一側上。第二透鏡陣列可以為微
透鏡陣列,包括多個微透鏡421、422。第二透鏡層420設置在第一透鏡層410
與顯示層430之間,第二透鏡陣列用于將像素陣列射出的光束投射到第一透
鏡陣列上。例如,微透鏡421將多個像素431、432和433發出的光束投射在
液晶陣列上,分別成像為像素411、412、413。例如,像素431、432和433
可以分別為紅、綠、藍三原色像素。多個微透鏡421、422、423可以是獨立
的設置在第三透明基板424上,也可以與第三透明基板424是一個整體。。可
替代地,第二透鏡陣列也可以為柱透鏡陣列。與圖3的實施例不同的是每個
第二透鏡對應多個像素。由于這種技術方案減少了第二透鏡的數量,從而使
得制造工藝更加簡單。

在本實施例中,顯示裝置400還包括:第一間隔元件440和第二間隔元
件。第一間隔元件440設置在第一透明基板415和第三透明基板424之間,
用于在第一透明基板415與第二透鏡層420之間形成空隙。第二間隔元件450
設置在第二透明基板434和第三透明基板424之間,用于在第二透明基板434
與第二透鏡層420之間形成空隙。第一間隔元件440和第二間隔元件可以光
學膠或間隔球。例如,可以采用聚合物墊片或間隔球將透明基板粘合在一起。
間隔球的直徑或者聚合物墊片的厚度可以是幾微米。應理解,空隙中可以是
空氣,也可以是其它氣體。

圖5是本發明的又一實施例的顯示裝置500的結構示意圖。顯示裝置500
是圖2顯示裝置200的例子,顯示裝置500包括顯示層530、第一透鏡層510
和第二透鏡層520,與圖2的顯示層230、第一透鏡層210和第二透鏡層220
類似,在此不再贅述。

在本實施例中,顯示層530包括:像素陣列、第二透明基板534和第五
透明基板535。第二透明基板534設置在第二透鏡層520與像素陣列之間。
像素陣列包括像素531、532、533。

第一透鏡層510包括:第一透鏡陣列、第四透明基板514和第一透明基
板515。第一透鏡陣列為液晶透鏡陣列,液晶透鏡陣列包括液晶層518、第一
透明電極516和第二透明電極517。第一透明電極516和第二透明電極517
設置在液晶層518兩側,用于控制液晶層將通過液晶透鏡陣列的光線偏轉至
不同的投射方向。

第一透明基板515設置在第一透鏡陣列與第二透鏡層520之間。第四透
明基板514可以是顯示裝置500所在終端的前面板或觸摸屏。第一透明電極
516可以設置在前面板或觸摸屏上,第二透明電極517可以設置在第一透明
基板515上。第一透明電極516和第二透明電極517可以為諸如ITO之類的
透明導電材料。第一透明基板可以為玻璃基板,其厚度可以在100mm至
300mm之間。

第二透鏡層520包括第二透鏡陣列。第二透鏡陣列設置在第一透明基板
515的與第二透鏡層520相對的一側上。第二透鏡陣列可以為微透鏡陣列,
包括多個微透鏡521、522、523。第二透鏡層520設置在第一透鏡層510與
顯示層530之間,第二透鏡陣列用于將像素陣列射出的光束投射到第一透鏡
陣列上。例如,微透鏡521、522、523將多個像素531、532和533發出的光
束投射在液晶陣列上,分別成像為像素511、512、513。例如,像素531、532
和533可以分別為紅、綠、藍三原色像素。與圖3的實施例不同的是第二透
鏡直接設置(例如,打印)在第一透明基板上。該方案的制作工藝簡單,而
且不會顯著增加已有終端的厚度。

顯示裝置500還包括:第一間隔元件540,設置在第一透明基板515和
第二透明基板534之間,用于在第二透明基板534與第二透鏡層520之間形
成空隙。換句話說,第一間隔元件540用于在第二透明基板534與第二透鏡
陣列之間形成空隙。

在本實施例中,第一透明基板515的厚度可以為300微米,第二透明基
板534的厚度可以為300微米。由于已有終端中顯示層和第一透鏡層的透明
基板均為300微米,因此,將本實施例的第一透明基板和第二透明基板的厚
度也設置為300微米,可以減少對已有終端的改造。

可替代地,第二透明基板534的厚度也可以為100微米。

本發明的另一實施例提供了一種終端,包括:如圖1至圖5的實施例所
述的顯示裝置。

以上所述,僅為本發明的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限
于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,可輕易
想到變化或替換,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此,本發明的保護
范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。

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顯示裝置
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