一种显示面板以及电子设备的制作方法
1.本公开涉及显示技术领域，特别涉及一种显示面板以及电子设备。
背景技术：
2.裸眼3d(autostereoscopy)显示基板，是一种可以利用人两眼具有视差的特性，在不需要任何辅助设备(如3d眼镜、3d头盔等)的情况下，即可获得具有空间、深度的逼真立体形象的显示系统。由于裸眼立体影像具有真实生动的表现力、优美高雅的环境感染力和强烈震撼的视觉冲击力等优点，裸眼3d显示基板的应用场景越来越广泛。
3.目前市场上裸眼3d显示基本都是基于柱透镜实现，随着应用场景的拓宽，3d显示的规格不断更新和提升，多人可同时观看的3d需求应运而生，这种需求意味着显示设备需要具有更大的主瓣视角。由于目前柱透镜等调光器件的能力有限，显示基板边缘的像素出射的光线经过柱透镜调制后的光线无法准直，导致相邻视点串扰问题严重，导致大视场3d效果不尽人意，无法满足多用户同时观看的实际需求。
技术实现要素：
4.本公开实施例的目的在于提供一种显示面板以及电子设备，用以解决现有技术中相邻视点串扰导致无法实现大视角观看的问题。
5.本公开的实施例采用如下技术方案：一种显示面板，包括：显示基板，所述显示基板包括多个阵列排布的像素岛，任意一个像素岛包括延预定方向排布的多个像素；多个调光组件，所述调光组件与所述像素岛一一对应，所述调光组件位于所述像素岛的出光面一侧，用于收束所述像素岛中所述像素发出的第一光线的出射角宽度；隔垫层，所述隔垫层包括多个隔垫单元，所述隔垫单元与所述像素岛一一对应，所述隔垫单元位于所述像素岛的出光面一侧，用于传输所述第一光线；透镜层，所述透镜层包括多个透镜单元，所述透镜单元与所述像素岛一一对应，所述透镜单元位于所述隔垫单元远离所述像素岛一侧，用于收束所述第一光线。
6.在一些实施例中，所述像素岛位于所述透镜单元的焦平面。
7.在一些实施例中，所述调光组件至少包括以下之一：超表面透镜、第一平凸透镜、第二平凸透镜。
8.在一些实施例中，所述超表面透镜至少包括：完全覆盖所述像素岛的出光面的基底，以及设置在所述基底远离所述像素岛一侧表面上按照阵列排布的纳米柱；在所述调光组件为所述超表面透镜的情况下，所述隔垫层位于所述纳米柱远离所述基底的一侧。
9.在一些实施例中，在所述调光组件为所述第一平凸透镜的情况下，所述隔垫单元远离所述像素岛一侧表面为与所述第一平凸透镜的凸面形状相匹配的第一凹面，所述第一平凸透镜位于所述隔垫单元远离所述像素岛一侧，使所述第一平凸透镜的凸面与所述隔垫单元的第一凹面贴合，所述透镜单元位于所述第一平凸透镜的平面一侧。
10.在一些实施例中，所述隔垫单元的折射率为第一折射率，所述透镜单元的折射率
为第二折射率，所述第一平凸透镜的折射率为第三折射率；其中，所述第一折射率小于所述第三折射率，所述第三折射率小于所述第二折射率。
11.在一些实施例中，在所述调光组件为所述第二平凸透镜的情况下，所述第二平凸透镜的平面一侧与所述像素岛的出光面贴合，所述隔垫单元位于所述第二平凸透镜远离所述像素岛的一侧，并且所述隔垫单元靠近所述第二平凸透镜一侧的表面为与所述第二平凸透镜的凸面形状匹配的第二凹面。
12.在一些实施例中，所述隔垫单元的折射率为第一折射率，所述透镜单元的折射率为第二折射率，所述第二平凸透镜的折射率为第四折射率；其中，所述第四折射率小于所述第一折射率，所述第一折射率小于所述第二折射率。
13.在一些实施例中，所述透镜单元为第三平凸透镜，所述第三平凸透镜远离所述像素岛一侧的表面为凸面。
14.本公开实施例还提供了一种电子设备，至少包括如上述的显示面板。
15.本公开实施例的有益效果在于：通过调制组件对像素出射的第一光线角度进行调整，使其出射角宽度发生变化，进而使调制后的第一光线射入透镜单元时的宽度降低，再经过透镜单元调制实现光线的进一步收束，进而减小相邻视点之间的光线串扰，达到提升视角、优化显示效果的目的。
附图说明
16.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本公开第一实施例中在调光组件为超表面透镜时显示基板的局部截面示意图；
18.图2为本公开第一实施例中纳米柱的结构示意图；
19.图3为本公开第一实施例中超表面透镜的纳米柱等效折射率曲线示意图；
20.图4为本公开第一实施例中在调光组件为第一平凸透镜时显示基板的局部截面示意图；
21.图5为本公开第一实施例中在调光组件为第二平凸透镜时显示基板的局部截面示意图。
具体实施方式
22.此处参考附图描述本公开的各种方案以及特征。
23.应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。
24.包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。
25.通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本公开的这些和其它特性将会变得显而易见。
26.还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本公开进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本公开的很多其它等效形式，它们具有如权利要求的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
27.当结合附图时，鉴于以下详细说明，本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
28.此后参照附图描述本公开的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本公开的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。
29.本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。
30.裸眼3d显示面板是一种可以利用人两眼具有视差的特性，在不需要任何辅助设备(如3d眼镜、3d头盔等)的情况下，即可获得具有空间、深度的逼真立体形象的显示系统。由于裸眼立体影像具有真实生动的表现力、优美高雅的环境感染力和强烈震撼的视觉冲击力等优点，裸眼3d显示面板的应用场景越来越广泛。
31.目前市场上裸眼3d显示基本都是基于柱透镜实现，随着应用场景的拓宽，3d显示的规格不断更新和提升，多人可同时观看的3d需求应运而生，这种需求意味着显示设备需要具有更大的主瓣视角。由于目前柱透镜等调光器件的能力有限，显示面板边缘的像素出射的光线经过柱透镜调制后的光线无法准直，导致相邻视点串扰问题严重，导致大视场3d效果不尽人意，无法满足多用户同时观看的实际需求。
32.为了解决上述问题，本公开第一实施例提供了一种显示面板，其主要包括用于进行画面显示的显示基板、用于进行显示基板出射光线调制的调光组件、用于进行光线传输的隔垫层以及用于进行光线收束和显示视角调整的透镜层。具体地，显示基板中包括多个按照阵列排布的像素岛，任意一个像素岛中均包括延预定方向排布的多个像素；调光组件的数量则与像素岛数量对应，每一个像素岛均对应设置有一个调光组件；隔垫层则根据像素岛数量对应由多个隔垫单元形成，每个隔垫单元对应一个像素岛，隔垫单元具有一定厚度，更便于实现像素出射光线的在透镜处的调制；透镜层则包括多个透镜单元，透镜单元与像素岛一一对应，其通常设置在隔垫单元远离像素岛的一侧，是对像素的出射光线进行收束的光学器件，一般选用一侧为平面的平凸透镜实现。
33.在实际实现时，透镜单元的光心与当前像素岛中心位于同一条直线上，该直线与像素岛的出光面垂直，并且，基于对实际的视角需求可以对应确定透镜单元的焦距f，并将像素岛10设置在透镜单元的焦平面上，以保证透镜单元对光线的良好调制效果，而隔垫单元则用作像素岛与透镜单元之间的填充，可结合透镜单元焦距进行隔垫单元厚度的设置。另外，为了实现良好的光线收束效果，透镜单元的尺寸通常明显小于像素岛的尺寸，其具体的半径、拱高、曲率、折射率等参数均可根据实际显示需求进行调整。
34.本实施例通过增加调光组件实现显示面板的出射光线射入透镜层之前其出射角
宽度的调整，进而使调制后的出射光线射入透镜单元时的宽度降低，再经过透镜单元调制实现光线的进一步收束，进而减小相邻视点之间的光线串扰，达到提升视角、优化显示效果的目的。
35.需要注意的是，由于本公开主要用于调整显示面板最终呈现的视角，因此本实施例中所提到的预定方向主要指显示基板的水平方向，并通过基于对水平方向上像素与透镜之间的位置关系的调整来降低串扰的影响。进一步地，在实际使用时调光组件可以选用超表面透镜、第一平凸透镜和第二平凸透镜中的任意一种进行实现，并结合调光组件的不同选择对应进行隔垫层的调整。本实施例在进行显示面板的结构说明时，均以显示基板中一个像素岛的宽度所对应的结构作为说明主体进行，对于显示基板来说，将多个像素岛结合该像素岛对应的调光组件等结构按照特定阵列排布即可。
36.图1示出了在调光组件为超表面透镜时显示基板的局部截面示意图。如图1所示，像素岛10中包含多个像素11，其具体所包含的像素11的数量则根据显示基板的尺寸、单个像素尺寸、观看距离、单个视点光斑尺寸结合透镜单元的焦距进行计算即可；图1中所示出的像素11的数量并不代表实际一个像素岛10中所包含的像素11的数量，图中此处仅为示意。在像素岛10的出光侧设置有调光组件20，图1中对应的调光组件20为超表面透镜21，其主要用于对像素11出射的第一光线110的出射角宽度进行收束；隔垫层30则包括多个隔垫单元31，图1中仅示出当前像素岛10中所对应的一个隔垫单元31，隔垫单元31主要用于传输经过超表面透镜21收束后的第一光线，并基于其自身的折射率对第一光线产生一定的收束效果；透镜层40则包括多个透镜单元41，图1中同样仅示出了一个透镜单元41，本实施例中的透镜单元41为第三平凸透镜，即一面为平面另一面为凸面的透镜，在设置时一般将其平面作为靠近像素岛10的一面，凸面则为远离像素岛10的一面，这样才能保证由点光源像素11所发出的第一光线经过透镜单元41调制后形成准直的光线射出。
37.进一步地，图1中还示出了超表面透镜21的具体结构，其主要由完全覆盖像素岛10的基板211以及在基板211远离像素岛10一侧表面设置的具有离散化相位调制效果的多个纳米柱212所形成的阵列。具体地，超表面透镜21的构建原理，是基于具有离散化相位调制效果的纳米柱212，针对所需相位表达式进行离散、对应排列，而实现在低器件厚度(百纳米量级)条件下的光束调制效果。图2示出了单个纳米柱212的结构示意图，其中，纳米柱212为圆柱形，其直径为d，高度为h，在实际运用超表面透镜21实现光线调制时，对纳米柱212的深宽比，即纳米柱212的直径d和高度h是具有尺寸限制的。
38.具体地，本实施例中采用的超表面透镜21是基于高折射率材料氮化硅(sin
x
)在相应单元周期条件内形成的等效折射率结合纳米柱212的高度而达成所需的相位延迟如公式(1)所示：
[0039][0040]
其中，λ为像素11所发出的第一光线的波长，n
eff
为纳米柱212的等效折射率，根据对相位延迟的实际需求，对应计算出纳米柱212的高度h；进一步地，直径d则基于如下公式(2)进行确定：
[0041][0042]
其中，f表示焦距。另外，图2中还示出了在基板211表面围绕纳米柱212设置的填充材料213以及周期p；其中，该填充材料213可以是气体或固体，例如空气、玻璃或其他不会对纳米柱212对光线的调制结果产生影响的介质；周期p则是指单个纳米柱212及其周边填充材料所形成的单元结构的尺寸，是指每个纳米柱对光线进行调制后所能影响的范围，实际上纳米柱212是在基板211上以阵列的形式离散设置的，填充材料213则同时填充所有纳米柱212的周边区域，但是超表面透镜21的等效折射率是基于每个单元结构的占空比(即直径d与周期p之间的比值)确定的，如图3所示，而等效折射率则与相位延迟相关，因此在设计超表面透镜21时，需要结合特定的高度h以及足够小的直径d，才可能形成一个覆盖2π相位调制范围的单元结构。
[0043]
对于一个像素岛10来说，超表面透镜21是具有渐变相位结构的透镜，像素岛10中像素11所出射的第一光线110在输入超表面透镜21时受到相位调制产生偏折，使第一光线110的出射角宽度降低，在第一光线110输入透镜单元41后进行了进一步的收束调制，进而实现最终出射角宽度收窄，达到降低串扰，提升视角的目的。图1同时还示出了出射角宽度的变化情况，其中，虚线表示常规方案中光线最终的出射角宽度l0，实线则对应利用本实施例中的显示面板结构所实现的出射角宽度l1，结合图1可知通过本实施例改进后的显示面板的出射角宽度明显减小，进而达到减小串扰、提升视角的目的。
[0044]
图4示出了在调光组件为第一平凸透镜时显示基板的局部截面示意图。如图4所示，此时隔垫单元31位于像素岛10的出光面一侧，与像素岛10的出光面直接接触，其远离像素岛10一侧的表面为与第一平凸透镜22的凸面形状相匹配的第一凹面，而第一平凸透镜22则设置在隔垫单元31远离像素岛10的一侧，并且第一平凸透镜22的凸面与第一凹面相贴合，使第一平凸透镜22的平面一侧位于远离像素岛10一侧的方向，对应的透镜单元41则设置在第一平凸透镜22的平面上。
[0045]
在实际实现时，第一平凸透镜22可以被配置为在像素岛10上的正投影与像素岛10完全相同的平凸透镜，结合其凸面的设置方向，以保证当前像素岛10中任意一个像素11所发出的任意一个角度的光线均可以实现被第一平凸透镜22调制。具体地，由于第一平凸透镜22的凸面向下(即朝向像素岛10)，平面向上，当由下向上射出的光线从凸面射入第一平凸透镜22时，光线会在第一平凸透镜22内实现一定的收束效果，参考图4中实线所对应的光路示意，透镜单元41所使用的平凸透镜可以为第三平凸透镜，其光心在放置时与第一平凸透镜22的光心重合，射入第一平凸透镜22的光线经过第一平凸透镜22调制后向第一平凸透镜22光心方向收束，使出射角宽度降低后射入至第三平凸透镜中，再经过第三平凸透镜的调制实现出射角宽度收窄的准直光线射出，从而降低视点串扰现象。
[0046]
需要注意的是，对于隔垫单元31、透镜单元41以及第一平凸透镜22的折射率之间需要进行如下限定：隔垫单元31对应的第一折射率n1小于第一平凸透镜22对应的第三折射率n3，而第一平凸透镜22对应的第三折射率n3小于透镜单元41的第二折射率n2，由此保证第一光线在传播时均为从低折射率的介质传递至高折射率的介质，避免出现从高折射率介
质传输至低折射率介质时出现的全反射效果，影响显示面板的正常功能。另外，关于第一平凸透镜22的曲率和拱高限制，在实际进行第一平凸透镜22和透镜单元41的配置时，可将二者等效为一个透镜组，根据实际所需的视角计算透镜组焦距，然后再根据焦距分配得出每层透镜的曲率半径和拱高，本实施例在此不进行具体说明。
[0047]
图5示出了在调光组件为第二平凸透镜时显示基板的局部截面示意图。如图5所示，此时第二平凸透镜23的平面一侧与像素岛10的出光面贴合，隔垫单元31则位于第二平凸透镜23远离像素岛10的一侧，并且隔垫单元31靠近第二平凸透镜23的一侧表面为第二凹面，第二凹面则与第二平凸透镜23的凸面贴合，透镜单元41则依旧设置在隔垫单元31远离像素岛10一侧表面上即可。
[0048]
在实际实现时，第二平凸透镜23可以被配置为在像素岛10上的正投影与像素岛10完全相同的平凸透镜，结合其凸面的设置方向和设置位置，以保证当前像素岛10中任意一个像素11所发出的任意一个角度的光线均可以实现被第二平凸透镜23调制。具体地，由于第二平凸透镜23的凸面向上(即远离像素岛10)，平面向下，当由下向上射出的光线从平面射入第二平凸透镜23时，光线会在第二平凸透镜23内实现一定的收束效果，参考图5中实线所对应的光路示意，透镜单元41所使用的平凸透镜同样为第三平凸透镜，其光心所在直线与第二平凸透镜23的光心所在直线重合，射入第二平凸透镜23的光线经过第二平凸透镜23调制后向第二平凸透镜23光心方向收束，使出射角宽度降低后射入至第三平凸透镜中，再经过第三平凸透镜的调制实现出射角宽度收窄的准直光线射出，从而降低视点串扰现象。
[0049]
需要注意的是，对于隔垫单元31、透镜单元41以及第二平凸透镜23的折射率之间需要进行如下限定：第二平凸透镜23对应的第四折射率n4小于隔垫单元31对应的第一折射率n1，而隔垫单元31对应的第一折射率n1小于透镜单元41的第二折射率n2，由此保证第一光线在传播时均为从低折射率的介质传递至高折射率的介质，避免出现从高折射率介质传输至低折射率介质时出现的全反射效果，影响显示面板的正常功能。另外，关于第二平凸透镜23的曲率和拱高限制，在实际进行第二平凸透镜23和透镜单元41的配置时，可将二者等效为一个透镜组，根据实际所需的视角计算透镜组焦距，然后再根据焦距分配得出每层透镜的曲率半径和拱高，本实施例在此不进行具体说明。
[0050]
应当了解的是，通过超表面透镜、第一平凸透镜、第二平凸透镜等调光组件实现像素出射光线的出射角宽度收束仅为本实施例的几种实施方式，在实际实现时也可以设计其他调制结构或组件，只要能实现光线收束即可。
[0051]
本公开的第二实施例提供了一种电子设备，该电子设备至少包括本公开第一实施例所提供的显示面板，使该电子设备呈现较大的视角以及更好的显示效果。具体地，电子设备主要指电视、显示器等具有较大尺寸、可供多人同时观看的设备，设备中所包含的其他组件可根据实际需求设置，本实施例不进行详细说明。
[0052]
以上对本公开多个实施例进行了详细说明，但本公开不限于这些具体的实施例，本领域技术人员在本公开构思的基础上，能够做出多种变型和修改实施例，这些变型和修改都应落入本公开所要求保护的范围之内。
技术特征：
1.一种显示基板，其特征在于，包括：显示基板，所述显示基板包括多个阵列排布的像素岛，任意一个像素岛包括延预定方向排布的多个像素；多个调光组件，所述调光组件与所述像素岛一一对应，所述调光组件位于所述像素岛的出光面一侧，用于收束所述像素岛中所述像素发出的第一光线的出射角宽度；隔垫层，所述隔垫层包括多个隔垫单元，所述隔垫单元与所述像素岛一一对应，所述隔垫单元位于所述像素岛的出光面一侧，用于传输所述第一光线；透镜层，所述透镜层包括多个透镜单元，所述透镜单元与所述像素岛一一对应，所述透镜单元位于所述隔垫单元远离所述像素岛一侧，用于收束所述第一光线。2.根据所述权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述像素岛位于所述透镜单元的焦平面。3.根据所述权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述调光组件至少包括以下之一：超表面透镜、第一平凸透镜、第二平凸透镜。4.根据所述权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述超表面透镜至少包括：完全覆盖所述像素岛的出光面的基底，以及设置在所述基底远离所述像素岛一侧表面上按照阵列排布的纳米柱；在所述调光组件为所述超表面透镜的情况下，所述隔垫层位于所述纳米柱远离所述基底的一侧。5.根据所述权利要求3所述的显示面板，其特征在于，在所述调光组件为所述第一平凸透镜的情况下，所述隔垫单元远离所述像素岛一侧表面为与所述第一平凸透镜的凸面形状相匹配的第一凹面，所述第一平凸透镜位于所述隔垫单元远离所述像素岛一侧，使所述第一平凸透镜的凸面与所述隔垫单元的第一凹面贴合，所述透镜单元位于所述第一平凸透镜的平面一侧。6.根据所述权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述隔垫单元的折射率为第一折射率，所述透镜单元的折射率为第二折射率，所述第一平凸透镜的折射率为第三折射率；其中，所述第一折射率小于所述第三折射率，所述第三折射率小于所述第二折射率。7.根据所述权利要求3所述的显示面板，其特征在于，在所述调光组件为所述第二平凸透镜的情况下，所述第二平凸透镜的平面一侧与所述像素岛的出光面贴合，所述隔垫单元位于所述第二平凸透镜远离所述像素岛的一侧，并且所述隔垫单元靠近所述第二平凸透镜一侧的表面为与所述第二平凸透镜的凸面形状匹配的第二凹面。8.根据所述权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述隔垫单元的折射率为第一折射率，所述透镜单元的折射率为第二折射率，所述第二平凸透镜的折射率为第四折射率；其中，所述第四折射率小于所述第一折射率，所述第一折射率小于所述第二折射率。9.根据所述权利要求1至8中任一项所述的显示面板，其特征在于，所述透镜单元为第三平凸透镜，所述第三平凸透镜远离所述像素岛一侧的表面为凸面。10.一种电子设备，其特征在于，至少包括如权利要求1至9中任一项所述的显示面板。
技术总结
本公开提供了一种显示面板以及电子设备，该显示面板包括：显示基板，显示基板包括多个阵列排布的像素岛，像素岛包括延预定方向排布的多个像素；调光组件，位于像素岛的出光面一侧，用于收束像素岛中像素发出的第一光线的出射角宽度；隔垫层，包括多个隔垫单元，隔垫单元位于像素岛的出光面一侧，用于传输第一光线；透镜层，包括多个透镜单元，位于隔垫单元远离像素岛一侧，用于收束第一光线。本公开通过调制组件对像素出射的第一光线角度进行调整，使其出射角宽度发生变化，进而使调制后的第一光线射入透镜单元时的宽度降低，再经过透镜单元调制实现光线的进一步收束，减小相邻视点之间的光线串扰，达到提升视角、优化显示效果的目的。的。的。
