[發明專利]光學分像元件及具有其的3D顯示裝置

在審

• 申請號: 201611265837.4
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106597676A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 陸國華;張春艷
• 申請（專利權）人: 張家港康得新光電材料有限公司
• 主分類號: G02B27/22
• 分類號: G02B27/22
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 趙囡囡,吳貴明

技術領域

本發明涉及顯示技術領域，具體而言，涉及一種光學分像元件及具有其的3D顯示裝置。

背景技術

隨著智能顯示產品的不斷普及和競爭的加劇，現實產品越來越往輕薄化發展，同時，伴隨著顯示技術的革新，顯示技術正在經歷從平面到立體的過渡，立體顯示特別是裸眼3D立體技術已經成為顯示領域的新發展趨勢，越來越多的顯示產品開始整合裸眼3D顯示。裸眼3D顯示的基本原理是利用遮擋、折射等引導部分光線的方法結合其他光學元件將平面顯示的具有視差的兩幅圖像分別提供給觀看者的左右眼，從而是觀看者能夠看到具有3D效果的顯示畫面。

裸眼3D顯示一般有柱狀透鏡和視差屏障兩種實現方式，一般柱狀透鏡實現方式是將光學分像元件對位貼合于顯示屏上，之后將觸摸屏置于光學分像元件之上進行整合。

3D顯示裝置通常通過液晶顯示屏來顯示具有多幅連續視差的圖像，液晶顯示屏上覆蓋具有柱狀透鏡的光學分像元件來實現對視差圖像的投影，由于柱狀透鏡的光學折射作用，多幅圖像被分別投射向不同觀看空間，使觀看者的左右眼分別看到兩幅具有視差的圖像，從而形成立體視覺。由于液晶顯示屏在制造時將黑色晶格圖案置于濾光片的彩色像素之間，導致液晶顯示屏像素的不連續，且單純使用柱狀透鏡的光學分像元件對光線有較強的會聚效果，所以3D顯示裝置在投射由像素產生的圖案時會將像素之間的黑色矩陣一起投射到觀看者的左右眼，從而使觀看者在視覺上會看到暗紋或者亮紋，影響了觀看者對3D顯示裝置的3D視覺體驗的問題。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種光學分像元件及具有其的3D顯示裝置，以解決現有技術中的3D顯示裝置帶給觀看者的3D視覺體驗差的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種光學分像元件，包括：透明基材層；第一微結構層，第一微結構層設置在透明基材層的表面上；其中，第一微結構層包括柱狀透鏡結構和用于均勻分配第一微結構層處的光線的微結構，柱狀透鏡結構為多個，多個柱狀透鏡結構依次排列在透明基材層的表面上，各柱狀透鏡結構的背離透明基材層的表面上設置有多個微結構。

進一步地，柱狀透鏡結構與微結構為一體結構，且多個微結構沿柱狀透鏡結構的寬度方向依次排列并凸出于柱狀透鏡結構設置。

進一步地，柱狀透鏡結構具有第一參考平面，第一參考平面垂直于柱狀透鏡結構的長度方向的軸線；微結構的背離柱狀透鏡結構的表面在第一參考平面的投影為多條直線段、圓弧線段、樣條曲線的部分線段、拋物線的部分線段、圓錐曲線的部分線段、正弦曲線的部分線段、余弦曲線的部分線段、雙曲線的部分線段或橢圓曲線的部分線段中的一種或多種。

進一步地，微結構的背離柱狀透鏡結構的表面在第一參考平面的投影為圓弧線段，柱狀透鏡結構的背離透明基材層的表面在第一參考平面內的投影為圓弧線段，且微結構的半徑與柱狀透鏡結構的半徑的比值大于0且小于等于0.2。

進一步地，各柱狀透鏡結構上設置有N個微結構，其中，N≥10。

進一步地，光學分像元件還包括第二微結構層，第二微結構層設置在第一微結構層的遠離透明基材層的一側；第一微結構層的與第二微結構層的相對的表面形成第一3D結構表面；第二微結構層的與第一微結構層的相對的表面形成第二3D結構表面；其中，第一3D結構表面與第二3D結構表面適配性相對設置。

進一步地，第一微結構層的折射率為n1，第二微結構層的折射率為n2，其中，n1與n2之間差值的絕對值大于等于0.03。

進一步地，n1大于n2，其中，1.3≤n1≤1.65，且1.3≤n2≤1.65；或n2大于n1，其中，1.3≤n1≤1.65，且1.3≤n2≤1.65。

進一步地，第一微結構層和第二微結構層由UV樹脂材質制成，其中第一微結構層的厚度大于等于10um且小于等于30um，第二微結構層的厚度大于等于5um且小于等于10um。

進一步地，透明基材層由PET、PMMA、PE、PVC、透明玻璃和硅膠中的一種或多種制成，透明基材層的厚度大于等于0mm且小于等于1mm。

根據本發明的另一個方面，提供了一種3D顯示裝置，包括顯示屏；光學分像元件，光學分像元件設置在顯示屏的表面上；以及背光模組，背光模組設置在顯示屏的遠離光學分像元件一側的表面上；其中，光學分像元件為上述的光學分像元件。