三维显示设备制造技术

一种三维显示设备包括一显示面板、及覆盖于该显示面板的多个条状光学组件。该显示面板包括由多行和多列排列而成的多个子像素，至少一子像素沿着该多个子像素行的一行(row)方向具有一子像素宽度；至少一条状光学组件相对于该多个子像素列的一列(column)方向以一倾斜角倾斜，并沿着该行方向具有一间距；其中，该倾斜角为20至30度。

【技术实现步骤摘要】
三维显示设备
本揭露是关于三维显示设备，特别是裸眼式三维显示设备。
技术介绍
随着科技进步，显示设备不只可显示二维(2D)影像，更可显示三维(3D)影像。在已知的三维显示设备中，典型的是眼镜式三维显示设备，其通过眼镜滤除部分影像，使左眼看到适于左眼观看的影像，及使右眼看到适于右眼观看的影像，进而使人脑将所看到的影像判断成三维影像。但是，配戴立体眼镜并不舒服。为了更自然地观看三维影像，市场发展出自动三维影像装置(autostereoscopicdisplaydevice)，又称为裸眼式三维显示设备(naked-eye3Ddisplaydevices)或无眼镜式三维显示设备(glassless3Ddisplaydevice)。自动三维显示设备不需要借助立体眼镜，而是在显示设备端控制光线的传播以产生三维影像。然而，自动三维显示设备面临的缺点是，它造成显示分辨率的大幅损失，并造成莫列效应(Moiréeffect)。有鉴于此，目前亟需提供新颖的自动三维显示设备。
技术实现思路
本揭露提供一种三维显示设备，包括：一显示面板，及多个条状光学组件，覆盖于该显示面板。该显示面板包括由多行和多列排列而成的多个子像素，至少一子像素沿着该多个子像素行的一行(row)方向具有一子像素宽度；至少一条状光学组件相对于该多个子像素列的一列(column)方向以一倾斜角倾斜，并沿着该行方向具有一间距；其中，该倾斜角为20至30度。附图说明为了使本揭露领域的技术人员理解本揭露的特征及功效，以下将描述本揭露的多个实施例，作为示例，请参考附图。图1为本揭露一实施例的三维显示设备(使用透镜)的结构示意图。图2为本揭露一实施例的条状光学组件的设置方式示意图。图3为本揭露一实施例的液晶渐变折射率透镜的结构示意图。图4为本揭露一实施例的三维水平分辨率与条状光学组件的间距的关系。图5为本揭露一实施例的三维垂直分辨率与条状光学组件的倾斜角的关系。图6为本揭露一实施例的三维显示设备(使用视差屏障)的结构示意图。图7为本揭露一实施例的液晶视差屏障的结构示意图。图8为本揭露一实施例的三维显示设备(使用视差屏障)的结构示意图。具体实施方式以下多个实施例的各项细节可基于不同观点与应用，在不背离本揭露的精神下进行修饰、置换或转用。图1为本揭露一实施例的三维显示设备1的结构示意图，而图2为本揭露一实施例的条状光学组件30的设置方式示意图。如图1所示，在本实施例中，三维显示设备1主要包括：显示面板20及多个条状光学组件30。多个条状光学组件30覆盖于显示面板20。多个条状光学组件30可设置在显示面板20的前方或后方，且多个条状光学组件30可设置在用户40及显示面板20之间。通过多个条状光学组件30，可看到显示面板20的子像素。图1显示多个条状光学组件30设置在显示面板20的前方。显示面板20可为包括多个红色、绿色、蓝色子像素的显示面板。显示面板20例如是液晶显示面板(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示面板或微发光二极管(micro-LED)显示面板。显示面板20可为高分辨率面板，其具有4K2K的分辨率，例如，3840×2160个像素，其中，一个像素通常是由红色、绿色、蓝色三个子像素所组成。相同颜色的子像素可排列成直线图案，或折线图案。观察如图2所示的结构，显示面板20包括由多行和多列排列而成的多个子像素21。D1表示行(row)方向，而D2表示列(column)方向。行方向D1与列方向D2是不同的，并可例如是互相垂直的。根据某些实施例，至少一子像素21沿着行方向D1具有子像素宽度d。根据某些实施例，至少一部分的子像素21可具有相同子像素宽度d。根据某些实施例，每个子像素21可具有相同子像素宽度d。如图1所示，多个子像素21分成左眼子像素组211及右眼子像素组212。左眼子像素组211是显示左眼影像L，亦即适于使用者40的左眼41观看的影像；右眼子像素组212是显示右眼影像R，亦即适于使用者40的右眼42观看的影像。左眼影像L及右眼影像R之间具有视差。基于这种视差，人脑将感受到影像的深度，进而将左眼影像L及右眼影像R的结合认知成三维影像。多个条状光学组件30可由相同材料制成，具有相同结构，并且为一体成型。根据某些实施例，至少一条状光学组件相对于列方向D2以倾斜角θ倾斜，且沿着行方向D1具有间距(pitch)P。根据某些实施例，多个条状光学组件可沿着相同方向延伸，并彼此平行。在这种结构中，每个条状光学组件皆相对于列方向D2以倾斜角θ倾斜。在图2中，多个条状光学组件30沿着纵轴L1延伸。一个条状光学组件30沿着纵轴具有侧壁S。倾斜角θ可为列方向D2及侧壁S之间的夹角。在其他实施例中，倾斜角θ可为列方向D2及纵轴L1之间的夹角。每个条状光学组件30可具有相同的间距及以相同倾斜角θ倾斜。在某些实施例中，条状光学组件30可为透镜，例如，柱状透镜(lenticularlens)或渐变折射率透镜(gradientindexlens，GRINlens)，例如，液晶渐变折射率透镜(LCGRINlens)。透镜的折射率可为1.5至1.7；其焦距可调整成显示面板20及多个条状光学组件30之间的间隔距离(gapdistance)。透镜可将光线折射，借此控制光线的传播。图3为本揭露一实施例的液晶渐变折射率透镜的结构示意图。如图3所示，液晶渐变折射率透镜6由下而上依序包括下绝缘层61、多个下电极62、液晶63、上电极64及上绝缘层65。对于多个下电极62施加不同电压即可改变液晶63的特性，进而产生渐变折射率透镜。视域数是用于表示三维显示设备提供多少视域。通过使用条状光学组件的设置方式，本揭露的三维显示设备1的视域数可为10至50个，例如，10至40个，例如，25至40个，例如，32个。通常，使用条状光学组件可能导致分辨率(resolution)降低。在某些实施例中，倾斜的条状光学组件可将三维显示设备分辨率降低情况予以更平均地分配给水平分辨率及垂直分辨率。由于水平分辨率不必承受全部的分辨率降低，水平分辨率即可相对提升，而垂直分辨率虽然承受部分的分辨率降低，只要在容忍值范围内，对于视域的影响有限。在本揭露中，条状光学组件30的设计参数包括：条状光学组件30的间距P及倾斜角θ。评估参数的标准则包括：三维影像的分辨率及莫列周期(Moiréperiod)。在某些实施例中，本揭露首先根据三维影像的深度估计条状光学组件30的间距P，其次根据三维影像的深度及串扰估计条状光学组件30的倾斜角θ，最终根据莫列周期找出间距P及倾斜角θ的优化范围。在本揭露中，三维影像的分辨率及莫列周期是通过光学仿真而得。在光学仿真中，首先设置显示面板及条状光学组件，其次在显示面板上显示测试影像，最后对于所呈现的三维影像在频域(frequencydomain)进行傅立叶分析(Fourieranalysis)。图4为本揭露一实施例的三维水平分辨率与条状光学组件的间距的关系。根据某些实施例，目标是提供等效分辨率为1920×1080个像素的三维显示设备。根据图4，三维水平分辨率的目标是设定成1920个像素的分辨率，而条状光学组件的间距尺寸可选择成子像素宽度d的4.5至5.9倍。根据某些实施例，间距尺寸可为子像素宽度d的4.8至5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维显示设备，其特征在于，包括：一显示面板，包括由多行和多列排列而成的多个子像素，至少一子像素沿着该多个子像素行的一行(row)方向具有一子像素宽度；及多个条状光学组件，覆盖于该显示面板，其中，至少一条状光学组件相对于该多个子像素列的一列(column)方向以一倾斜角倾斜，并沿着该行方向具有一间距；其中，该倾斜角为20至30度。

【技术特征摘要】
2016.12.05 US 15/368,8511.一种三维显示设备，其特征在于，包括：一显示面板，包括由多行和多列排列而成的多个子像素，至少一子像素沿着该多个子像素行的一行(row)方向具有一子像素宽度；及多个条状光学组件，覆盖于该显示面板，其中，至少一条状光学组件相对于该多个子像素列的一列(column)方向以一倾斜角倾斜，并沿着该行方向具有一间距；其中，该倾斜角为20至30度。2.如权利要求1所述的三维显示设备，其特征在于，该倾斜角为24至30度。3.如权利要求1所述的三维显示设备，其特征在于，该间距的一间距尺寸是该子像素宽度的4.5至5.9倍。4.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：住尚树，江培瑄，
申请(专利权)人：群创光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71