一种光调制模组及可切换式立体显示装置的制作方法

1.本技术实施例涉及显示技术领域，例如涉及一种光调制模组及可切换式立体显示装置。


背景技术：

2.随着显示技术的发展，可切换式立体显示装置也开始获得用户的广泛关注。可切换式立体显示装置通常包括控制系统、显示模组和光调制模组，其中，光调制模组可以在控制系统的控制下，通过其开关状态对显示模组发出的图像光进行调制，实现显示装置二维(2-dimension，2d)/三维(3-dimension，3d)的自由切换。
3.光调制模组通常包括依次叠层设置的透镜基板、透镜电极、透镜结构、液晶、间隔电极和间隔基板。由于透镜结构的存在，液晶的厚度各个区域不同，因此所需的理论驱动电压不同。然而，相关技术中的透镜电极和间隔电极都是整面电极，其内各点的电场强度相同，这会导致有的区域液晶已经完全站立，有的区域还没有完全站立，造成光在此区域感受到的折射率有偏差，影响光学效果；或者导致有的区域液晶已经超过了其饱和电压(又称过驱动)，造成液晶寿命的降低和光调制模组功耗的增加。


技术实现要素：

4.本技术提供一种光调制模组及可切换式立体显示装置，能够调整不同厚度的电光材料所受到的电压，保证电光材料工作在适宜的条件下，从而延长了电光材料的寿命，减少了光调制模组的功耗，提升了光调制模组的光学效果；同时降低了对贴合精度的要求，便于量产化制作。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种光调制模组，包括：相对设置的第一基板和第二基板；设置在第一基板靠近第二基板一侧的第一驱动层和光学结构层；设置在第二基板靠近第一基板一侧的第二驱动层；设置在第一驱动层和第二驱动层之间的电光材料；其中，
6.第一驱动层和第二驱动层中的至少之一在光调制模组所在平面上的正投影呈离散的岛状结构。
7.第二方面，本技术实施例还提供了一种可切换式立体显示装置，包括：控制系统、显示模组和如第一方面中所述的光调制模组；其中，
8.显示模组与控制系统连接，所述显示模组设置为在控制系统的控制下，发出图像光；
9.光调制模组与控制系统连接、且设置在显示模组发出图像光的一侧，所述光调制模组设置为在控制系统的控制下，对图像光进行调制，形成平面图像或者立体图像。
附图说明
10.图1是相关技术中的一种光调制模组在不施加电压时的剖面结构示意图；
11.图2是相关技术中的一种光调制模组在施加电压时的剖面结构示意图；
12.图3是本技术实施例提供的一种光调制模组的剖面结构示意图；
13.图4是本技术实施例提供的一种光调制模组的俯视结构示意图；
14.图5是本技术实施例提供的另一种光调制模组的剖面结构示意图；
15.图6是本技术实施例提供的另一种光调制模组的俯视结构示意图；
16.图7是本技术实施例提供的又一种光调制模组的剖面结构示意图；
17.图8是本技术实施例提供的再一种光调制模组的剖面结构示意图；
18.图9是本技术实施例提供的还一种光调制模组的剖面结构示意图；
19.图10是本技术实施例提供的又另一种光调制模组的剖面结构示意图；
20.图11是本技术实施例提供的又再一种光调制模组的剖面结构示意图；
21.图12是本技术实施例提供的一种可切换式立体显示装置的结构示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例对本技术作详细说明。
23.同时，附图和实施例的描述是说明性的而不是限制性的。贯穿说明书的同样的附图标记表示同样的元件。另外，出于理解和易于描述，附图中可能夸大了一些层、膜、面板、区域等的厚度。同时可以理解的是，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在其它元件上或者也可以存在中间元件。另外，“在
……
上”是指将元件定位在另一元件上或者在另一元件下方，但是本质上不是指根据重力方向定位在另一元件的上侧上。为了便于理解，本技术附图中都是将元件画在另一元件的上侧。
24.另外，除非明确地描述为相反，否则词语“包括”和诸如“包含”或“具有”的变形将被理解为暗示包含该元件，但不排除任意其它元件。
25.还需要说明的是，本技术实施例中提到的“和/或”是指包括一个或更多个相关所列项目的任何和所有组合。本技术实施例中用“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种组件，但是这些组件不应该受这些术语限制。这些术语仅用来将一个组件与另一组件区分开。并且，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一个”、“一种”和“该()”也意图包括复数形式。
26.当可以不同地实施某个实施例时，工艺顺序可以与所描述的顺序不同地执行。例如，两个连续描述的工艺可以基本上在同一时间执行或者按与所描述顺序相反的顺序来执行。
27.立体显示是虚拟现实的一个实现方式，其原理是利用观看者左眼看到的图像信息和右眼看到的图像信息的差异，使观看者的双眼视差融合产生立体感。常见的立体显示技术是利用3d眼镜来实现将左右眼图像分别传送到观看者的左右眼的；裸眼立体显示技术摆脱了3d眼镜的束缚，提高了观看者的舒适度，成为了未来的发展方向和目标。
28.在裸眼立体显示技术中，可切换式立体显示装置通常包括控制系统、显示模组和光调制模组，其中，光调制模组可以在控制系统的控制下，通过其开关状态对显示模组发出的图像光进行调制，实现显示装置2d/3d的自由切换。图1示出了相关技术中的一种光调制模组在不施加电压时的剖面结构示意图，图2示出了相关技术中的一种光调制模组在施加电压时的剖面结构示意图。光调制模组包括依次叠层设置的透镜基板1、透镜电极2、透镜结构3、液晶4、间隔电极5和间隔基板6。如图1所示，当透镜电极2和间隔电极5之间不施加电压
时，液晶4处于平躺的状态；如图2所示，当透镜电极2和间隔电极5之间施加电压时，液晶4处于站立的状态。从而光调制模组可以形成光调制器，对显示模组发出的图像光进行调制，实现显示装置2d/3d的自由切换。
29.由于透镜结构3的存在，不同区域液晶的厚度不同，因此所需的理论驱动电压不同。然而，如图1和图2所示，透镜电极2和间隔电极5都是整面电极，其内各点的电场强度相同，这会导致有的区域液晶已经完全站立，有的区域还没有完全站立，造成光在此区域感受到的折射率有偏差，影响光学效果；或者导致有的区域液晶已经超过了其饱和电压(又称过驱动)，造成液晶寿命的降低和光调制模组功耗的增加。为解决上述问题，本技术实施例提供一种光调制模组及可切换式立体显示装置，能够调整不同厚度的电光材料所受到的电压，保证电光材料工作在适宜的条件下，从而延长了电光材料的寿命，减少了光调制模组的功耗，提升了光调制模组的光学效果；同时降低了对贴合精度的要求，便于量产化制作。
30.下面，对光调制模组、可切换式立体显示装置及其技术效果进行详细描述。
31.本技术实施例提供一种光调制模组，包括：相对设置的第一基板和第二基板；设置在第一基板靠近第二基板一侧的第一驱动层和光学结构层；设置在第二基板靠近第一基板一侧的第二驱动层；设置在第一驱动层和第二驱动层之间的电光材料。
32.其中，第一驱动层和第二驱动层可以采用如下三种设计中的任意一种：
33.设计一、第一驱动层在光调制模组所在平面上的正投影呈离散的岛状结构，第二驱动层在光调制模组所在平面上的正投影与第一基板在光调制模组所在平面上的正投影重合。
34.设计二、第一驱动层在光调制模组所在平面上的正投影与第一基板在光调制模组所在平面上的正投影重合，第二驱动层在光调制模组所在平面上的正投影呈离散的岛状结构。
35.设计三、第一驱动层和第二驱动层在光调制模组所在平面上的正投影均呈离散的岛状结构。
36.需要说明的是，本技术实施例中第一驱动层和第二驱动层的驱动方式可以为无源寻址(passive matrix，pm)驱动或有源寻址(active matrix，am)驱动。示例性的，当第一驱动层和第二驱动层的驱动方式为无源寻址驱动时，第一驱动层和第二驱动层可以分别以行/列为单位进行控制；当第一驱动层和第二驱动层的驱动方式为有源寻址驱动时，第一驱动层和第二驱动层可以实现对其中包括的每一个电极(如tft单元)的单独控制。
37.上述三种设计通过对第一驱动层和/或第二驱动层进行设计，使得第一驱动层和/或第二驱动层不再是整面电极而是离散的可独立寻址的电极。通过对可独立寻址的电极施加不同的电压，可以令不同厚度的电光材料工作在适宜的条件下(即电光材料既可以完全站立，又不会造成过驱动)，从而延长了电光材料的寿命，减少了光调制模组的功耗，提升了光调制模组的光学效果。同时离散的可独立寻址的电极可以在制作过程中不再拘泥于对贴合精度的要求，便于量产化制作。为了便于理解，下面结合附图对上述三种设计进行详细说明。
38.在第一种可能的实现方式中，图3示出了本技术实施例提供的一种光调制模组的剖面结构示意图，图4示出了本技术实施例提供的一种光调制模组的俯视结构示意图。如图3和图4所示，光调制模组包括：相对设置的第一基板101和第二基板102；设置在第一基板
101靠近第二基板102一侧的第一驱动层103和光学结构层104；设置在第二基板102靠近第一基板101一侧的第二驱动层105；设置在第一驱动层103和第二驱动层105之间的电光材料106。
39.可选的，第一基板101可以为透镜基板，第二基板102可以为间隔基板；或者，第一基板101可以为间隔基板，第二基板102可以为透镜基板。第一基板101和第二基板102通常采用玻璃、树脂等透明材质制作。
40.第一驱动层103设置在光学结构层104和第一基板101之间。第一驱动层103包括多个第一电极，多个第一电极在光调制模组所在平面上的正投影呈离散的岛状结构(即第一电极为离散的可独立寻址的电极)；第二驱动层105包括一个第二电极，第二电极在光调制模组所在平面上的正投影与第一基板101在光调制模组所在平面上的正投影重合(即第二电极为面状电极)。第一驱动层103和第二驱动层105通常可以采用氧化铟锡(indium tin oxide，ito)等透明导电材质制作。
41.继续参考图3，在一实施例中，光调制模组还可以包括：第一配向层107和第二配向层108。第一配向层107设置在第一驱动层103和电光材料106之间、且与电光材料106直接接触；第二配向层108设置在第二驱动层105和电光材料106之间、且与电光材料106直接接触。第一配向层107和第二配向层108可以由聚酰亚胺等材质制作。
42.光学结构层104包括多个依次排列的透镜(图3和图4中以透镜是柱状透镜为例进行绘制)。如图3所示，每个柱状透镜由于其本身形状的限定，会导致其上方的电光材料106的厚度不同，因此，每个透镜对应的第一电极的数量为多个。如此，通过对第一电极施加的电压进行调整，可以令不同厚度的电光材料106工作在适宜的条件下(即电光材料106既可以完全站立，又不会造成过驱动)。同时，由于第一电极为离散的可独立寻址的电极，此时无论光学结构层104是否相对于第一基板101具有倾斜角、倾斜角的角度如何，只需要根据光学结构层104的实际位置、倾斜角度、宽度等参数，适应性调整施加在相应位置的第一电极上的电压，即可匹配光学结构层104的参数，满足电压的大小变化与实际电光材料106厚度变化精确匹配，降低贴合精度的要求。
43.可以理解的是，每个透镜对应的第一电极的数量越多，对不同厚度的电光材料106的控制就越精细。考虑到光调制模组的工艺精度和生产成本，可以根据实际需求设计每个透镜对应的第一电极的数量。
44.在一实施例中，电光材料106的厚度越厚，其需要的驱动电压越大，因此，每个第一电极上施加的电压与该第一电极上方的电光材料106的厚度正相关。
45.可选的，为了便于制作，第一电极可以为可独立寻址的薄膜晶体管(thin film transistor，tft)单元。多个第一电极均匀分布在第一基板101靠近第二基板102一侧。
46.图5示出了本技术实施例提供的另一种光调制模组的剖面结构示意图。与上述图3所示的光调制模组不同的是，光学结构层104包括多个依次排列的透镜，透镜为棱镜。当然，在本技术实施例提供的方案中，透镜还可以为其他形状，本技术实施例对此不作限制。
47.同时，在构图形成第一电极，第一电极在光调制模组所在平面上的正投影的形状为圆形、椭圆形、三角形、四边形、多边形中的任意一种或者多种的组合。示例性的，如图4所示，第一电极在光调制模组所在平面上的正投影的形状为四边形；图6示出了本技术实施例提供的另一种光调制模组的俯视结构示意图，如图6所示，第一电极在光调制模组所在平面
上的正投影的形状为三角形和圆形的组合。
48.图7示出了本技术实施例提供的又一种光调制模组的剖面结构示意图。与上述图3所示的光调制模组不同的是，第一驱动层103设置在光学结构层104和电光材料106之间。第一驱动层103设置在光学结构层104的上方，依旧可以通过对可独立寻址的电极(即第一电极)施加不同的电压，可以令不同厚度的电光材料工作在适宜的条件下(即电光材料既可以完全站立，又不会造成过驱动)。同时离散的可独立寻址的电极可以在制作过程中不再拘泥于对贴合精度的要求，便于量产化制作。
49.在第二种可能的实现方式中，图8示出了本技术实施例提供的再一种光调制模组的剖面结构示意图。如图8所示，光调制模组包括：相对设置的第一基板101和第二基板102；设置在第一基板101靠近第二基板102一侧的第一驱动层103和光学结构层104；设置在第二基板102靠近第一基板101一侧的第二驱动层105；设置在第一驱动层103和第二驱动层105之间的电光材料106。
50.可选的，第一基板101可以为透镜基板，第二基板102可以为间隔基板；或者，第一基板101可以为间隔基板，第二基板102可以为透镜基板。第一基板101和第二基板102通常采用玻璃、树脂等透明材质制作。
51.第一驱动层103设置在光学结构层104和第一基板101之间。第一驱动层103包括一个第一电极，第一电极在光调制模组所在平面上的正投影与第一基板101在光调制模组所在平面上的正投影重合(即第一电极为面状电极)；第二驱动层105包括多个第二电极，多个第二电极在光调制模组所在平面上的正投影呈离散的岛状结构(即第二电极为离散的可独立寻址的电极)。第一驱动层103和第二驱动层105通常可以采用ito等透明导电材质制作。
52.继续参考图8，在一实施例中，光调制模组还可以包括：第一配向层107和第二配向层108。第一配向层107设置在第一驱动层103和电光材料106之间、且与电光材料106直接接触；第二配向层108设置在第二驱动层105和电光材料106之间、且与电光材料106直接接触。第一配向层107和第二配向层108可以由聚酰亚胺等材质制作。
53.光学结构层104包括多个依次排列的透镜(图8中以透镜是柱状透镜为例进行绘制)。如图8所示，每个柱状透镜由于其本身形状的限定，会导致其上方的电光材料106的厚度不同，因此，每个透镜对应的第二电极的数量为多个。如此，通过对第二电极施加的电压进行调整，可以令不同厚度的电光材料106工作在适宜的条件下(即电光材料106既可以完全站立，又不会造成过驱动)。同时，由于第二电极为离散的可独立寻址的电极，此时无论光学结构层104是否相对于第一基板101具有倾斜角、倾斜角的角度如何，只需要根据光学结构层104的实际位置、倾斜角度、宽度等参数，适应性调整施加在相应位置的第二电极上的电压，即可匹配光学结构层104的参数，满足电压的大小变化与实际电光材料106厚度变化精确匹配，降低贴合精度的要求。
54.可以理解的是，每个透镜对应的第二电极的数量越多，对不同厚度的电光材料106的控制就越精细。考虑到光调制模组的工艺精度和生产成本，可以根据实际需求设计每个透镜对应的第二电极的数量。
55.在一实施例中，电光材料106的厚度越厚，其需要的驱动电压越大，因此，每个第二电极上施加的电压与该第二电极下方的电光材料106的厚度正相关。
56.可选的，为了便于制作，第二电极可以为可独立寻址的tft单元。多个第二电极均
匀分布在第二基板102靠近第一基板101一侧。
57.图9示出了本技术实施例提供的还一种光调制模组的剖面结构示意图。与上述图8所示的光调制模组不同的是，第一驱动层103设置在光学结构层104和电光材料106之间。第一驱动层103设置在光学结构层104的上方，依旧可以通过对可独立寻址的电极(即第二电极)施加不同的电压，可以令不同厚度的电光材料工作在适宜的条件下(即电光材料既可以完全站立，又不会造成过驱动)。同时离散的可独立寻址的电极可以在制作过程中不再拘泥于对贴合精度的要求，便于量产化制作。
58.在第三种可能的实现方式中，图10示出了本技术实施例提供的又另一种光调制模组的剖面结构示意图。如图10所示，光调制模组包括：相对设置的第一基板101和第二基板102；设置在第一基板101靠近第二基板102一侧的第一驱动层103和光学结构层104；设置在第二基板102靠近第一基板101一侧的第二驱动层105；设置在第一驱动层103和第二驱动层105之间的电光材料106。
59.可选的，第一基板101可以为透镜基板，第二基板102可以为间隔基板；或者，第一基板101可以为间隔基板，第二基板102可以为透镜基板。第一基板101和第二基板102通常采用玻璃、树脂等透明材质制作。
60.第一驱动层103设置在光学结构层104和第一基板101之间。第一驱动层103包括多个第一电极，多个第一电极在光调制模组所在平面上的正投影呈离散的岛状结构(即第一电极为离散的可独立寻址的电极)；第二驱动层105包括多个第二电极，多个第二电极在光调制模组所在平面上的正投影呈离散的岛状结构(即第二电极也为离散的可独立寻址的电极)。第一驱动层103和第二驱动层105通常可以采用ito等透明导电材质制作。
61.在一实施例中，第一驱动层103在光调制模组所在平面上的正投影可以与第二驱动层105在光调制模组所在平面上的正投影完全重合(即每个第一电极对应一个第二电极，第一电极和第二电极的大小相同、且第一电极与第二电极完全对齐)，也可以不完全重合。当第一驱动层103在光调制模组所在平面上的正投影可以与第二驱动层105在光调制模组所在平面上的正投影完全重合时，第一驱动层103和第二驱动层105在制作时可以共用一个掩膜板，降低了工艺难度。
62.继续参考图10，在一实施例中，光调制模组还可以包括：第一配向层107和第二配向层108。第一配向层107设置在第一驱动层103和电光材料106之间、且与电光材料106直接接触；第二配向层108设置在第二驱动层105和电光材料106之间、且与电光材料106直接接触。第一配向层107和第二配向层108可以由聚酰亚胺等材质制作。
63.光学结构层104包括多个依次排列的透镜(图10中以透镜是柱状透镜为例进行绘制)。如图10所示，每个柱状透镜由于其本身形状的限定，会导致其上方的电光材料106的厚度不同，因此，每个透镜对应的第一电极的数量为多个，每个透镜对应的第二电极的数量为多个。如此，通过对第一电极和第二电极施加的电压进行调整，可以令不同厚度的电光材料106工作在适宜的条件下(即电光材料106既可以完全站立，又不会造成过驱动)。同时，由于第一电极和第二电极为离散的可独立寻址的电极，此时无论光学结构层104是否相对于第一基板101具有倾斜角、倾斜角的角度如何，只需要根据光学结构层104的实际位置、倾斜角度、宽度等参数，适应性调整施加在相应位置的第一电极和第二电极上的电压，即可匹配光学结构层104的参数，满足电压的大小变化与实际电光材料106厚度变化精确匹配，降低贴
合精度的要求。
64.在一实施例中，电光材料106的厚度越厚，其需要的驱动电压越大，因此，每个第一电极上施加的电压与该第一电极上方的电光材料106的厚度正相关；每个第二电极上施加的电压与该第二电极下方的电光材料106的厚度正相关。
65.可选的，为了便于制作，第一电极和第二电极可以为可独立寻址的tft单元。多个第一电极均匀分布在第一基板101靠近第二基板102一侧；多个第二电极均匀分布在第二基板102靠近第一基板101一侧。
66.图11示出了本技术实施例提供的又再一种光调制模组的剖面结构示意图。与上述图10所示的光调制模组不同的是，第一驱动层103设置在光学结构层104和电光材料106之间。第一驱动层103设置在光学结构层104的上方，依旧可以通过对可独立寻址的电极(即第一电极和第二电极)施加不同的电压，可以令不同厚度的电光材料工作在适宜的条件下(即电光材料既可以完全站立，又不会造成过驱动)。同时离散的可独立寻址的电极可以在制作过程中不再拘泥于对贴合精度的要求，便于量产化制作。
67.在本技术上述实施例中，电光材料106通常可以为液晶；光学结构层104的材料通常可以为透明树脂或者玻璃。
68.本技术实施例提供一种光调制模组，包括相对设置的第一基板和第二基板；设置在第一基板靠近第二基板一侧的第一驱动层和光学结构层；设置在第二基板靠近第一基板一侧的第二驱动层；设置在第一驱动层和第二驱动层之间的电光材料；其中，第一驱动层和/或第二驱动层在光调制模组所在平面上的正投影呈离散的岛状结构。通过对第一驱动层和/或第二驱动层进行设计，使得第一驱动层和/或第二驱动层不再是整面电极而是离散的可独立寻址的电极。通过对可独立寻址的电极施加不同的电压，调整不同厚度的电光材料所受到的电压，保证电光材料工作在适宜的条件下(即电光材料既可以完全站立，又不会造成过驱动)，从而延长了电光材料的寿命，减少了光调制模组的功耗，提升了光调制模组的光学效果。同时，由于第一驱动层和/或第二驱动层是离散的可独立寻址的电极，在制作过程中不再拘泥于对贴合精度的要求，便于量产化制作。
69.图12示出了本技术实施例提供的一种可切换式立体显示装置的结构示意图。如图12所示，可切换式立体显示装置包括：控制系统201、显示模组202和上述任一实施例所描述的光调制模组203。
70.显示模组202与控制系统201连接，显示模组202设置为在控制系统201的控制下，发出图像光；
71.光调制模组203与控制系统201连接、且设置在显示模组202发出图像光的一侧，光调制模组203设置为在控制系统201的控制下，对图像光进行调制，形成平面图像或者立体图像。
72.在一实施例中，显示模组202可以为液晶显示装置(liquid crystal display，lcd)、发光二极管(light emitting diode，led)显示装置、有机发光二极管(organic light-emitting diode，oled)显示装置、电子纸、qled(quantum dot light emitting diodes，量子点发光)显示装置、micro led(微发光二极管，μled)显示装置、micro oled显示装置、投影模块等显示装置中的任意一种，本技术对此并不限制。
73.本技术提供的方案可以应用在可切换裸眼3d的光学器件上，也可以利用在可切换
的防窥器件上，还可以利用在其它应用液晶的可切换光调制器件上，本技术实施例对此不作限制。