裸眼立體顯示器及其制作方法
【專利摘要】本發明提供一種裸眼立體顯示器。所述裸眼立體顯示器包括玻璃蓋板、顯示屏、背光模組及設于所述顯示屏的觸控單元，所述顯示屏夾設于所述玻璃蓋板和所述背光模組之間，所述玻璃蓋板包括朝向所述顯示屏的背面及與所述背面相對設置的正面，所述背面包括N個起透鏡作用且依次連接的圓弧形凸起，N個所述圓弧形凸起平行排列構成匯聚透鏡，所述玻璃蓋板的正面是平的。本發明通過將所述玻璃蓋板的背面加工為具N個圓弧形凸起的圖案，該圓弧形凸起具透鏡功能，使原2D顯示器無需增加3D光學器材就能實現裸眼觀看3D圖像的功能，且玻璃蓋板的厚度無需增加，相比現有技術產品具有輕薄且觸摸功能好的優點。
【專利說明】
裸眼立體顯示器及其制作方法
技術領域
[0001]本發明涉及顯示器技術領域，具體地，涉及一種裸眼立體顯示器及其制作方法。
【背景技術】
[0002]當前，3D顯示裝置已越來越為人所熟知，所述3D顯示裝置主要包括眼鏡3D模式和裸眼3D模式。所述眼鏡3D模式的顯示裝置需要佩戴特殊的眼鏡，左眼鏡片和右眼鏡片分別允許不同偏振方向的線偏光透過，從而左眼和右眼觀看到的圖像為不同偏振方向的線偏光形成的圖像，大腦將左眼圖像和右眼圖像進行整合呈立體圖像。由于人們在觀看眼鏡3D顯示的圖像時需要佩戴專用眼鏡，否則圖像就會變得模糊，使得眼鏡3D模式的應用范圍受到了局限。因此，裸眼3D模式受到越來越多人的追捧。
[0003]現有技術的觸摸顯示面板根據結構不同劃分為:觸控電路覆蓋于液晶盒上式(OnCell)，觸控電路內嵌在液晶盒內式(In Cell)以及外掛式。其中，外掛式觸控顯示面板是將觸控面板與液晶顯示面板分開生產，然后貼合一起成為具有觸控功能的顯示面板，外掛式觸控顯示面板存在制作成本較高、光透過率較低、模組較厚等缺點。內嵌式觸控顯示面板具有成本較低、厚度較薄等優點，受到各大面板廠家青睞，已演化為未來觸控技術的主要發展方向。
[0004]目前，市場上出現的便攜式手持終端的裸眼3D產品有液晶狹縫光柵的手機和平板、柱面透鏡膜的手機和平板以及液晶透鏡的手機和平板。這些裸眼3D產品的設計方案為，在原輸出2D圖像的產品的基礎上增加3D光學器件，如液晶狹縫光柵、透鏡膜及液晶透鏡等。現有采用內嵌式觸控式顯示面板的裸眼立體顯示器包括依次層疊設置的玻璃蓋板、3D光學器件、設有觸控單元的顯示屏及背光模組。增加3D光學器件，無疑會增加產品的厚度和重量，給用戶攜帶增加不便。而且3D光學器件與顯示屏貼合后，玻璃蓋板和位于顯示屏內部的觸控單元之間又增加了多層介質，勢必會影響觸控單元的觸摸功能，甚至使之失效。
[0005]因此，有必有提供一種改進的裸眼立體顯示器以克服上述缺陷。
【發明內容】
[0006]為解決上述裸眼立體顯示器存在的技術問題，本發明將玻璃蓋板的背面加工為具有透鏡功能的柱狀透鏡圖案，使玻璃蓋板同時具有保護功能和透鏡功能，原有2D顯示器無需增加3D光學器件就能實現裸眼觀看3D圖像，且厚度和重量不需改變，將其應用于便攜式終端設備，所述便攜式終端設備具有輕薄、方便攜帶且觸控靈敏的優點。
[0007]本發明提供一種裸眼立體顯示器，所述裸眼立體顯示器包括玻璃蓋板、顯示屏、背光模組及設于所述顯示屏的觸控單元，所述顯示屏夾設于所述玻璃蓋板和所述背光模組之間，所述玻璃蓋板包括朝向所述顯示屏的背面及與所述背面相對設置的正面，所述背面包括N個起透鏡作用且依次連接的圓弧形凸起，N個所述圓弧形凸起平行排列構成匯聚透鏡，所述圓弧形凸起的凸起方向朝向所述顯示屏，所述玻璃蓋板的正面為平面。
[0008]在本發明提供的裸眼立體顯示器一較佳實施例中，所述顯示屏包括上基板、下基板及夾設于所述上基板與下基板之間的顯示層，所述上基板靠近所述玻璃蓋板的背面設置。
[0009]在本發明提供的裸眼立體顯示器一較佳實施例中，所述上基板為彩膜基板，所述下基板為薄膜晶體管陣列基板。
[0010]在本發明提供的裸眼立體顯示器一較佳實施例中，所述觸控單元設于所述上基板或所述下基板。
[0011]在本發明提供的裸眼立體顯示器一較佳實施例中，所述圓弧形凸起滿足如下條件公式:
[0012]所述圓弧形凸起的曲率半徑1=!11\]^(11-1)/^;
[0013]所述圓弧形凸起的寬度W=2mXE/(m+E);
[0014]所述圓弧形凸起的透鏡焦距f = r/(n-l);
[0015]所述圓弧形凸起的拱高t= r-[r2-(W/2)2]1/2;
[0016]其中，2m為所述顯示屏的左右圖像顯示像素間距；
[0017]L為觀察距離；
[0018]η為玻璃蓋板的折射率；
[0019]E為雙眼瞳孔間距。
[0020]在本發明提供的裸眼立體顯示器一較佳實施例中，所述圓弧形凸起的頂點與所述上基板靠近所述玻璃蓋板表面之間的距離h滿足如下條件公式:
[0021]h = f-d_t，
[0022]其中，f為所述圓弧形凸起的透鏡焦距；
[0023]d為所述顯示屏的上基板的厚度；
[0024]t為所述圓弧形凸起的拱高。
[0025]本發明同時提供一種裸眼立體顯示器的制造方法，包括如下步驟:
[0026]步驟一、提供玻璃蓋板:所述玻璃蓋板包括正面及與所述正面相對設置的背面，所述玻璃蓋板的正面和背面均為平面；
[0027]步驟二、對所述玻璃蓋板進行處理，具體包括:
[0028]柱狀透鏡圖案成型:將所述玻璃蓋板的背面成型為N個依次連接的圓弧形凸起組成的柱狀透鏡圖案；
[0029]柱狀透鏡圖案保護:在所述柱狀透鏡圖案的表面貼設保護層；
[0030]對所述玻璃蓋板進行切割及CNC加工成型；
[0031 ]對所述玻璃蓋板的正面進行表面處理；
[0032]對所述玻璃蓋板進行絲印，同時在所述玻璃蓋板的背面預留第一對位標記；
[0033]步驟三、提供設有觸控單元的顯示屏，在所述顯示屏的表面制作第二對位標記；
[0034]步驟四、將所述玻璃蓋板的第一對位標記與所述顯示屏的第二對位標記進行套合，完成所述玻離基板和所述顯示屏的組裝；
[0035]步驟五、提供背光模組，將所述玻璃蓋板、所述顯示屏及所述背光模組進行組合制成裸眼立體顯示器，所述顯示屏設于所述玻璃蓋板和所述背光模組之間。
[0036]在本發明提供的裸眼立體顯示器的制造方法一較佳實施例中，采用激光雕刻或模具成型的方法對所述玻璃蓋板的背面進行柱狀透鏡圖案成型。
[0037]在本發明提供的裸眼立體顯示器的制造方法一較佳實施例中，所述圓弧形凸起滿足如條件公式:
[0038]所述圓弧形凸起的曲率半徑1=!11\1^(11-1)/^;
[0039]所述圓弧形凸起的寬度W=2mXE/(m+E);
[0040]所述圓弧形凸起的透鏡焦距f = r/(n-l);
[0041]所述圓弧形凸起的拱高t= r-[r2-(W/2)2]1/2;
[0042]其中，2m為所述顯示屏的左右圖像顯示像素間距；
[0043]L為觀察距離；
[0044]η為玻璃蓋板的折射率；
[0045]E為雙眼瞳孔間距。
[0046]在本發明提供的裸眼立體顯示器的制造方法一較佳實施例中，所述顯示屏包括上基板、下基板及夾設于所述上基板和下基板之間的顯示層，所述上基板夾設于所述玻璃蓋板和所述顯示層之間，所述圓弧形凸起的頂點與所述上基板靠近所述玻璃蓋板表面之間的距離h滿足如下條件公式:
[0047]h = f-d_t，
[0048]其中，f為所述圓弧形凸起的透鏡焦距；
[0049]d為所述上基板的厚度；
[0050]t為所述圓弧形凸起的拱高。
[0051]相較于現有技術，本發明提供的裸眼立體顯示器及其制作方法具有以下有益效果:
[0052]一、本發明通過將所述玻璃蓋板的背面加工為N個圓弧形凸起依次連接的柱狀透鏡圖案，該圓弧形凸起具透鏡功能，使原2D顯示器無需增加3D光學器材就能實現裸眼觀看3D圖像的功能，且玻璃蓋板的厚度無需增加，相比現有技術產品具有輕薄且觸摸功能好的優點；
[0053]二、通過合理設計圓弧形凸起的曲率半徑、寬度值以及所述圓弧形凸起的頂點與顯示屏之間的距離，保證所述裸眼立體顯示器成像效果好;將所述裸眼立體顯示器用于便攜式終端設備時，適合觀察距離為0.2?0.4米，符合人們的使用習慣。
【附圖說明】
[0054]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例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的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中:
[0055]圖1是本發明提供的裸眼立體顯示器的結構示意圖；
[0056]圖2是圖1所示裸眼立體顯示器的剖視圖；
[0057]圖3是圖2所示兩個圓弧形凸起和部分顯示屏的結構示意圖；
[0058]圖4是圖1所示裸眼立體顯示器的制造方法步驟流程圖；
[0059]圖5是圖4所示裸眼立體顯示器的制造方法步驟S2的流程圖。
【具體實施方式】
[0060]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，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，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做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0061]請參閱圖1及圖2，其中，圖1是本發明提供的裸眼立體顯示器的結構示意圖，圖2是圖1所示裸眼立體顯示器的剖視圖。所述裸眼立體顯示器100包括玻璃蓋板110、顯示屏130、背光源模組150及觸控單元。所述顯示屏130夾設于所述玻璃蓋板110和所述背光源模組150之間。所述觸控單元設于所述顯示屏130內，具體地，采用in cell技術，即觸控電路內嵌在所述顯示屏130內。
[0062]所述玻璃蓋板110集成玻璃保護功能和透鏡功能，厚度為0.4?0.7mm。所述玻璃蓋板110包括朝向所述顯示屏130的背面113及與所述背面113相對設置的正面111。
[0063]所述正面111為平面，用戶觸摸所述正面111可觸發設于所述顯示屏130的觸控單元實現觸摸功能。
[0064]請結合參閱圖3，是圖2所示兩個圓弧形凸起和部分顯示屏的結構示意圖。所述背面113包括N個依次連接的圓弧形凸起1131，因為所述玻璃蓋板110具一定的折射率，所述圓弧形凸起1131起透鏡作用，N個所述圓弧形凸起1131平行排列構成匯聚透鏡，使得所述顯示屏130顯示的二維圖像經過匯聚透鏡的作用后以3D模式輸出。所述圓弧形凸起1131的凸起方向朝向所述顯示屏130，即所述圓弧形凸起1131的頂點朝向所述顯示屏130。
[0065]所述圓弧形凸起1131滿足如下條件公式:
[0066]所述圓弧形凸起的曲率半徑1=!11\]^(11-1)/^;
[0067]所述圓弧形凸起的寬度W=2mXE/(m+E);
[0068]所述圓弧形凸起的透鏡焦距f = r/(n-l);
[0069]所述圓弧形凸起的拱高t= r-[r2-(W/2)2]1/2;
[0070]其中，2m為所述顯示屏的左右圖像顯示像素間距；
[0071]L為觀察距離；
[0072]η為玻璃蓋板的折射率；
[0073]E為雙眼瞳孔間距。
[0074]在本實施例中，所述玻璃蓋板110的折射率介于1.48?1.65之間。所述顯示屏130的像素間距由所述顯示屏130的分辨率決定。所述圓弧形凸起1131的個數由所述顯示屏130的左右圖像顯示像素的間距及所述圓弧形凸起1131的寬度決定，比如，可以是2個像素顯示左右圖像對;也可以是4個像素顯示左右圖像對，其中2個像素顯示左眼圖像，另外2個像素顯示右眼圖像;甚至是其他奇數個像素或者非整數個像素。將所述裸眼立體顯示器100應用于便攜式終端設備時，適合觀察距離L為200?400mm。
[0075]通過將所述玻璃蓋板110的背面設計為具有透鏡作用的圓弧形凸起1131，無需增設3D光學器件即可實現裸眼觀看3D圖像的功能，將其應用于便攜式終端設備時，厚度薄、重量輕、觀看距離適中、觸摸功能更靈敏，能滿足用戶的更高需求。
[0076]所述顯示屏130包括上基板131、下基板133及夾設于所述上基板131和所述下基板133之間的顯示層135。所述上基板131設于所述玻璃蓋板110和所述顯示層135之間，所述下基板133設于所述顯示層135和所述背光模組150之間。所述觸控單元設于所述上基板131或所述下基板133。在本實施例中，所述上基板131為彩膜基板(Color Filter，CF)，所述下基板 133薄膜晶體管陣列基板(Thin Film Transistor Array Substrate，TFT ArraySubstrate)。
[0077]所述顯示屏130和所述玻璃蓋板110間隔設置，所述圓弧形凸起1131的頂點與所述上基板131靠近所述玻璃蓋板110表面之間的距離h滿足如下條件公式:
[0078]h = f-d-t
[0079]其中f為所述圓弧形凸起的透鏡焦距；
[0080]d為所述顯示屏的上基板的厚度；
[0081]t為所述圓弧形凸起的拱高。
[0082]所述背光模組150用于為所述顯示屏130提供背光源。所述背光模組150設置在所述顯示屏130的背面，在本實施例中，所述顯示屏130的背面即所述顯示屏130遠離所述玻璃蓋板110的表面。
[0083]請結合參閱圖4及圖5，其中，圖4是圖1所示裸眼立體顯示器的制造方法步驟流程圖，圖5是圖4所示裸眼立體顯示器的制造方法步驟S2的流程圖。
[0084]本發明同時提供一種上述裸眼立體顯示器的制造方法，具體包括如下步驟:
[0085]步驟S1、提供玻璃蓋板:
[0086]所述玻璃蓋板的厚度為0.4?0.7mm，與現有的2D圖像顯示裝置的玻璃蓋板的厚度相同。所述玻璃蓋板包括正面及與所述正面相對設置的背面，所述玻璃蓋板的正面和背面是平面；
[0087]步驟S2、對所述玻璃蓋板進行處理，具體包括:
[0088]步驟S21、柱狀透鏡圖案成型:將所述玻璃蓋板的背面成型為N個依次連接的圓弧形凸起組成的柱狀透鏡圖案;所述圓弧形凸起起透鏡作用，可采用激光雕刻或模具成型的方法對所述玻璃蓋板的背面進行圖案成型。
[0089]步驟S22、柱狀透鏡圖案保護:在所述柱狀透鏡圖案的表面貼設保護層；
[0090]通過貼設保護層，防止在后續的工序中磨損破壞柱狀透鏡圖案，該保護層在與其他組件貼合時進行剝離。
[0091 ] 步驟S23、對所述玻璃蓋板進行切割及CNC加工成型；
[0092]步驟S24、對所述玻璃蓋板的正面進行表面處理；
[0093]步驟S25、對所述玻璃蓋板進行絲印處理，同時在所述背面預留第一對位標記；
[0094]步驟S3、提供設有觸控單元的顯示屏，在所述顯示屏的表面制作第二對位標記；
[0095]步驟S4、將所述玻璃蓋板的第一對位標記與所述顯示屏的第二對位標記進行套合，完成所述玻璃基板和所述顯示屏的組裝；
[0096]步驟S5、提供背光模組，將所述玻璃蓋板、所述顯示屏及所述背光模組進行組合制成裸眼立體顯示器，所述顯示屏設于所述玻璃蓋板和所述背光模組之間。
[0097]本發明提供的裸眼立體顯示器及其制作方法具有以下有益效果:
[0098]—、本發明通過將所述玻璃蓋板110的背面113加工為N個圓弧形凸起依次連接的柱狀透鏡圖案，該圓弧形凸起1131具透鏡功能，使原2D顯示器無需增加3D光學器材就能實現裸眼觀看3D圖像的功能，且玻璃蓋板110的厚度無需增加，相比現有技術產品具有輕薄且觸摸功能好的優點。
[0099]二、通過合理設計圓弧形凸起1131的曲率半徑、寬度值以及所述圓弧形凸起1131的頂點與顯示屏130之間的距離，保證所述裸眼立體顯示器100成像效果好。將所述裸眼立體顯示器100用于便攜式終端設備時，適合觀察距離為0.2?0.4米，符合人們的使用習慣。
[0100]以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種裸眼立體顯示器，包括玻璃蓋板、顯示屏、背光模組及設于所述顯示屏的觸控單元，所述顯示屏夾設于所述玻璃蓋板和所述背光模組之間，所述玻璃蓋板包括朝向所述顯示屏的背面及與所述背面相對設置的正面，其特征在于，所述背面包括N個起透鏡作用且依次連接的圓弧形凸起，N個所述圓弧形凸起平行排列構成匯聚透鏡，所述圓弧形凸起的凸起方向朝向所述顯示屏，所述玻璃蓋板的正面為平面。2.根據權利要求1所述的裸眼立體顯示器，其特征在于，所述顯示屏包括上基板、下基板及夾設于所述上基板與下基板之間的顯示層，所述上基板靠近所述玻璃蓋板的背面設置。3.根據權利要求2所述的裸眼立體顯示器，其特征在于，所述上基板為彩膜基板，所述下基板為薄膜晶體管陣列基板。4.根據權利要求3所述的裸眼立體顯示器，其特征在于，所述觸控單元設于所述上基板或所述下基板。5.根據權利要求2所述的裸眼立體顯示器，其特征在于，所述圓弧形凸起滿足如下條件公式: 所述圓弧形凸起的曲率半徑1' = 1]1\]^(11-1)/^; 所述圓弧形凸起的寬度W=2mXE/(m+E)； 所述圓弧形凸起的透鏡焦距f = r/(n-1)； 所述圓弧形凸起的拱高t = r-[r2-(W/2)2]1/2; 其中，2m為所述顯示屏的左右圖像顯示像素間距； L為觀察距離； η為玻璃蓋板的折射率； E為雙眼瞳孔間距。6.根據權利要求5所述的裸眼立體顯示器，其特征在于，所述圓弧形凸起的頂點與所述上基板靠近所述玻璃蓋板表面之間的距離h滿足如下條件公式:h = f_d_t， 其中，f為所述圓弧形凸起的透鏡焦距； d為所述顯示屏的上基板的厚度； t為所述圓弧形凸起的拱高。7.—種裸眼立體顯示器的制造方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一、提供玻璃蓋板:所述玻璃蓋板包括正面及與所述正面相對設置的背面，所述玻璃蓋板的正面和背面均為平面； 步驟二、對所述玻璃蓋板進行處理，具體包括: 柱狀透鏡圖案成型:將所述玻璃蓋板的背面成型為N個依次連接的圓弧形凸起組成的柱狀透鏡圖案； 柱狀透鏡圖案保護:在所述柱狀透鏡圖案的表面貼設保護層； 對所述玻璃蓋板進行切割及CNC加工成型； 對所述玻璃蓋板的正面進行表面處理； 對所述玻璃蓋板進行絲印，同時在所述玻璃蓋板的背面預留第一對位標記； 步驟三、提供設有觸控單元的顯示屏，在所述顯示屏的表面制作第二對位標記； 步驟四、將所述玻璃蓋板的第一對位標記與所述顯示屏的第二對位標記進行套合，完成所述玻璃基板和所述顯示屏的組裝； 步驟五、提供背光模組，將所述玻璃蓋板、所述顯示屏及所述背光模組進行組合制成裸眼立體顯示器，所述顯示屏設于所述玻璃蓋板和所述背光模組之間。8.根據權利要求7所述的裸眼立體顯示器的制造方法，其特征在于，采用激光雕刻或模具成型的方法對所述玻璃蓋板的背面進行柱狀透鏡圖案成型。9.根據權利要求7所述的裸眼立體顯示器的制造方法，其特征在于，所述圓弧形凸起滿足如下條件公式: 所述圓弧形凸起的曲率半徑1' = 1]1\]^(11-1)/^; 所述圓弧形凸起的寬度W=2mXE/(m+E)； 所述圓弧形凸起的透鏡焦距f = r/(n-1)； 所述圓弧形凸起的拱高t = r-[r2-(W/2)2]1/2; 其中，2m為所述顯示屏的左右圖像顯示像素間距； L為觀察距離； η為玻璃蓋板的折射率； E為雙眼瞳孔間距。10.根據權利要求9所述的裸眼立體顯示器的制造方法，其特征在于，所述顯示屏包括上基板、下基板及夾設于所述上基板和下基板之間的顯示層，所述上基板夾設于所述玻璃蓋板和所述顯示層之間，所述圓弧形凸起的頂點與所述上基板靠近所述玻璃蓋板表面之間的距離h滿足如下條件公式:h = f_d_t， 其中，f為所述圓弧形凸起的透鏡焦距； d為所述上基板的厚度； t為所述圓弧形凸起的拱高。
【文檔編號】G02B27/22GK106054397SQ201610363366
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月27日
【發明人】賀曙
【申請人】賀曙