專利名稱：二維-三維可切換顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種二維-三維可切換顯示裝置。
背景技術(shù)：
隨著用戶對(duì)顯示要求的不斷提升，二維-三維可切換裸眼顯示技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)有技術(shù)中，二維-三維可切換裸眼顯示技術(shù)主要通過(guò)柱狀透鏡或視差屏蔽技術(shù)實(shí)現(xiàn)?；谥鶢钔哥R的二維-三維可切換裸眼顯示技術(shù)，包括兩種形式一種形式為基于柱狀液晶透鏡(lenticular liquid crystal lens)的裸眼顯示技術(shù)，通過(guò)改變光線的偏振方向?qū)崿F(xiàn)二維-三維顯示的切換，但是基于柱狀液晶透鏡的裸 眼顯示技術(shù)對(duì)液晶的配向要求高，并且需要液晶的折射率與基板的折射率相近，否則在二維顯示狀態(tài)下容易產(chǎn)生摩爾紋從而降低液晶顯示器的顯示效果。另一種形式為基于電場(chǎng)液晶透鏡(electric field liquid crystal lens)的裸眼顯示技術(shù)，通過(guò)在液晶兩端施加不同的電壓改變液晶的分布，從而對(duì)折射率進(jìn)行調(diào)整，但是基于電場(chǎng)液晶透鏡的裸眼顯示技術(shù)需要有較大的液晶盒間隙(cell gap)，而增大的液晶盒間隙會(huì)導(dǎo)致施加電壓時(shí)液晶的反應(yīng)時(shí)間增長(zhǎng)，導(dǎo)致二維-三維的切換時(shí)間較長(zhǎng)?；谝暡钇帘渭夹g(shù)的二維-三維可切換裸眼顯示技術(shù)，可以較容易的實(shí)現(xiàn)二維-三維的切換，但是因?yàn)椴糠止饩€被光柵遮蔽，從而降低了液晶顯示器的透過(guò)率，畫面亮度較低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種切換時(shí)間短、透過(guò)率高的二維-三維可切換顯示裝置。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案一種二維-三維可切換顯示裝置，包括依次設(shè)置的顯示面板、用于改變?nèi)肷涔馄穹较虻钠馇袚Q液晶盒(switch cell)和使出射光折射聚焦的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒；其中，偏光切換液晶盒的出射光的偏振方向與電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒中液晶的光軸平行時(shí)，為三維顯示狀態(tài)；偏光切換液晶盒的出射光的偏振方向與電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒中液晶的光軸垂直時(shí)，為二維顯示狀態(tài)。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種二維-三維可切換顯示裝置，通過(guò)可快速切換光線的偏振方向的偏光切換液晶盒，并結(jié)合可使出射光折射聚焦的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒對(duì)光線進(jìn)行聚焦，從而縮短了二維-三維之間切換顯示方式的時(shí)間，并避免了光線被光學(xué)元件遮蔽，提高了光線的透過(guò)率。

[0014]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種二維-三維可切換顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種二維-三維可切換顯示裝置處于三維顯示狀態(tài)時(shí)的光線傳播示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種二維-三維可切換顯示裝置處于二維顯示狀態(tài)時(shí)的光線傳播示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種二維-三維可切換顯示裝置中偏光切換液晶盒的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種二維-三維可切換顯示裝置中電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒在施加電壓的情況下的電場(chǎng)分布圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例一種二維-三維可切換顯示裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)明確，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。一種二維-三維可切換顯示裝置，如圖I所示，包括依次設(shè)置的液晶顯示面板(如液晶面板、OLED面板等)100、用于改變?nèi)肷涔馄穹较虻钠馇袚Q液晶盒101和使出射光折射聚焦的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102 ；其中，偏光切換液晶盒101的出射光的偏振方向與電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102中液晶的光軸平行時(shí)，為三維顯示狀態(tài)；偏光切換液晶盒101的出射光的偏振方向與電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102中液晶的光軸垂直時(shí)，為二維顯示狀態(tài)。該二維-三維可切換顯示裝置，為裸眼式的二維-三維可切換顯示裝置。在該顯示裝置中，光線通過(guò)顯示面板100 (包含偏光片)后，射出的光線呈單一偏振方向，如圖2所述，顯示面板100的出射光的偏振方向可為箭頭所標(biāo)注的方向。當(dāng)顯示面板100為液晶面板時(shí)，還需包括背光源，燈條所發(fā)射出的光線作為背光源，該光線通過(guò)液晶面板100中所包含的偏光片和液晶后，射出的光線呈單一偏振方向，如圖2所述,液晶面板100的出射光的偏振方向可為箭頭所標(biāo)注的方向。其中，為了在三維顯示狀態(tài)中實(shí)現(xiàn)偏光切換液晶盒101的出現(xiàn)光的偏振方向與液晶透鏡液晶盒102中液晶的光軸平行，則在液晶透鏡液晶盒102中的進(jìn)行摩擦工藝，該摩擦工藝的摩擦方向與所設(shè)置的偏光切換液晶盒101出射光的偏振方向相同，并且在液晶透鏡液晶盒102中的第一配向?qū)?025和第二配向?qū)?026的內(nèi)側(cè)表面所進(jìn)行的摩擦方向相反。[0028]此時(shí)，因電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102中的液晶分子在所施加的電場(chǎng)的作用下，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；在旋轉(zhuǎn)后的液晶分子的作用下，使電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102形成自聚焦透鏡或菲涅爾透鏡的折射率分布，即，電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102的折射率從中心向邊緣漸變，以使平行射入電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102的光線進(jìn)行折射聚焦。當(dāng)在偏光切換液晶盒101的上施加電場(chǎng)時(shí)，偏光切換液晶盒101中的液晶分子在電場(chǎng)的作用下重新排列，從而對(duì)射入偏光切換液晶盒101中的光線進(jìn)行偏光，以使偏光切換液晶盒101的出射光線形成如圖2中箭頭所示的偏振方向；此時(shí)，偏光切換液晶盒101的出射光與電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102中液晶分子的光軸平行，在電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102的作用下光線折射聚焦，使對(duì)應(yīng)于左眼和右眼的圖像分別聚焦于用戶的左眼和右眼，從而使顯示裝置呈三維顯示狀態(tài)。當(dāng)停止在偏光切換液晶盒101上施加電場(chǎng)時(shí)，偏光切換液晶盒101中的液晶分子以預(yù)設(shè)置的方式排列，即使通過(guò)偏光切換液晶盒101后射出的光線呈如圖3所示的偏振方向；此時(shí)，偏光切換液晶盒101的出射光與電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102中液晶分子的光軸垂直，電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102中液晶分子無(wú)法對(duì)光線進(jìn)行折射，則電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶·盒102無(wú)法進(jìn)行折射聚焦，平行射出電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102，從而使顯示裝置呈二維顯示狀態(tài)。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種二維-三維可切換顯示裝置，通過(guò)可快速切換光線的偏振方向的偏光切換液晶盒，并結(jié)合可使出射光折射聚焦的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒對(duì)光線進(jìn)行聚焦，從而縮短了二維-三維之間切換顯示方式的時(shí)間，并避免了光線被光學(xué)元件遮蔽，提高了光線的透過(guò)率?？蛇x的，如圖4所示，所述偏光切換液晶盒101，包括分別設(shè)置于兩側(cè)的第一基板1010和第二基板1011 ;在所述第一基板1010和所述第二基板1011內(nèi)側(cè)表面分別設(shè)置有第一電極1012和第二電極1013 ;在所述第一電極1012的內(nèi)側(cè)表面設(shè)置有第一配向?qū)?015,在所述第二電極1013的內(nèi)側(cè)表面設(shè)置有第二配向?qū)?016 ;在所述第一配向?qū)?015和所述第二配向?qū)?016之間設(shè)置有第一液晶層1014。其中，第一基板1010和第二基板1011的材料可以為玻璃和塑料等透明材料；第一電極1012和第二電極1013的材料可以為銦錫氧化物，并且所述第一電極1012和第二電極1013可為以分隔電極的形式或面電極的形式構(gòu)成。在所述偏光切換液晶盒101中，當(dāng)所述第一配向?qū)?015和第二配向?qū)?016的表面為平面時(shí)，所述第一液晶層1014可以為聚合物穩(wěn)定配向型液晶，從而使第一液晶層1014中的液晶分子在未施加電場(chǎng)時(shí)，可以以所需要的配向方向進(jìn)行聚合。另外，當(dāng)偏光切換液晶盒101未使用聚合物穩(wěn)定配向型液晶時(shí)，在第一配向?qū)?015和第二配向?qū)?016上設(shè)置有相互平行的溝槽,在未施加電場(chǎng)時(shí)，液晶層1014中圖中所示上下兩側(cè)的液晶分子位于第一配向?qū)?015和第二配向?qū)?016的溝槽中，而在第一配向?qū)?015和第二配向?qū)?016之間的液晶分子，在液晶分子之間的分子力的作用下平行排列。可選的，所述第一液晶層1014的厚度為2微米-100微米。因通過(guò)上述方式設(shè)置的對(duì)于偏振方向的切換速度較快，故可提高第一液晶層1014的厚度，以使偏光切換液晶盒101形成的折射率分布更加穩(wěn)定，提高了二維和三維的顯示效果?？蛇x的，所述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102，如圖5所示，包括分別設(shè)置于兩側(cè)的第三基板1020和第四基板1021 ;在所述第三基板1020和所述第四基板1021內(nèi)側(cè)表面分別設(shè)置有第三電極1022和第四電極1023 ;在所述第三電極1022的內(nèi)側(cè)表面設(shè)置有第三配向?qū)?025，在所述第四電極1023的內(nèi)側(cè)表面設(shè)置有第四配向?qū)?026 ;在所述第三配向?qū)?025和第四配向?qū)?026之間置有第二液晶層1024 ;其中所述第三電極1022為面電極，所述第四電極1023為分割電極。其中，第三基板1020和第四基板1021的材料可以為玻璃和塑料等透明材料；第三電極1022和第四電極1023的材料可以為銦錫氧化物，并且所述第三電極1022和第四電極1023可為以分割電極的形式或面電極的形式構(gòu)成。在所述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102中，所述第二液晶層1024可以為聚合物穩(wěn)定配向型液晶，從而使第二液晶層1024中的液晶分子在未施加電場(chǎng)時(shí)，可以以所需要的配向方向進(jìn)行聚合。在進(jìn)行二維-三維顯示的過(guò)程中，通過(guò)在偏光切換液晶盒101的第一電極1012和 第二電極1013上所加載的電壓，在該電壓的作用下，使第一液晶層1014中的液晶分子偏轉(zhuǎn)，從而調(diào)整射出偏光切換液晶盒101的光線的偏振方向；在電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102上施加電壓，因所述第三電極1022為面電極，而第四電極1023為分割電極，如圖6所示，在電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102中形成周期性漸變的電場(chǎng)(如圖中波浪線所示)，在該電場(chǎng)的作用下，第二液晶層1024中的液晶分子沿電場(chǎng)方向偏轉(zhuǎn)，從而使液晶分子形成如自聚焦透鏡或柱狀透鏡的折射率；透過(guò)不同亞像素(圖中未示出)的光線來(lái)自適用于左眼和右眼的不同信號(hào)源，通過(guò)偏光切換液晶盒101，使射入電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102的光線與電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102中的液晶分子的光軸平行，從而使射出電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102的光線分別聚焦于用戶的左眼和右眼，從而形成三維顯示狀態(tài)；停止在偏光切換液晶盒101上施加的電場(chǎng)，此時(shí)，射出偏光切換液晶盒101的光線的偏振方向與電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102中液晶分子的光軸垂直，從而使射出電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102的光線平行，從而形成二維顯示裝置。另外，當(dāng)電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102未使用聚合物穩(wěn)定配向型液晶時(shí)，第三配向?qū)?025和第四配向?qū)?026的材料可以為聚酰亞胺，并且在第三配向?qū)?025和第四配向?qū)?026的內(nèi)側(cè)表面上形成有溝槽；第三配向?qū)?025和第四配向?qū)?026上的溝槽方向相互垂直，從而使容置于其中的液晶分子實(shí)現(xiàn)配向。當(dāng)所述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒102中存在第三配向?qū)?025和第四配向?qū)?026時(shí)，所述液晶可為正性向列型液晶，負(fù)性向列型液晶或藍(lán)相液晶。上述的二維-三維顯示裝置，處于三維或二維顯示狀態(tài)的偏光切換液晶盒101出射光的偏振方向不限定于如圖2和圖3中所示，可根據(jù)二維-三維液晶顯示裝置的實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，例如，在偏光切換液晶盒101上未施加電場(chǎng)時(shí)，偏振方向如圖2所示，而在偏光切換液晶盒101上施加電場(chǎng)后，偏振方向如圖3所示，從而使二維-三維顯示裝置處于三維顯不狀態(tài)等。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種二維-三維可切換顯示裝置，通過(guò)可快速切換光線的偏振方向的偏光切換液晶盒，并結(jié)合可使出射光折射聚焦的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒對(duì)光線進(jìn)行聚焦，從而縮短了二維-三維之間切換顯示方式的時(shí)間，并避免了光線被光學(xué)元件遮蔽，提高了光線的透過(guò)率。[0045]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的二維-三維可切換顯示裝置，可以進(jìn)行裸眼三維顯示。所述顯示裝置，可以為手機(jī)、筆記本電腦、電視機(jī)、監(jiān)視器等。以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán) 利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種二維-三維可切換顯示裝置，其特征在于，包括依次設(shè)置的顯示面板、用于改變?nèi)肷涔馄穹较虻钠馇袚Q液晶盒和使出射光折射聚焦的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒； 其中，偏光切換液晶盒的出射光的偏振方向與電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒中液晶的光軸平行時(shí)，為三維顯示狀態(tài)； 偏光切換液晶盒的出射光的偏振方向與電 驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒中液晶的光軸垂直時(shí)，為二維顯示狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述偏光切換液晶盒，包括分別設(shè)置于兩側(cè)的第一基板和第二基板；在所述第一基板和所述第二基板內(nèi)側(cè)表面分別設(shè)置有第一電極和第二電極；在所述第一電極的內(nèi)側(cè)表面設(shè)置有第一配向?qū)樱谒龅诙姌O的內(nèi)側(cè)表面設(shè)置有第二配向?qū)?；在所述第一配向?qū)雍退龅诙湎驅(qū)又g設(shè)置有第一液晶層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第一液晶層為聚合物穩(wěn)定配向型液晶。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，在所述第一配向?qū)雍偷诙湎驅(qū)颖砻嬖O(shè)置有相互平行的溝槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一所述的裝置，其特征在于，所述第一電極和所述第二電極的材料為銦錫氧化物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第一液晶層的厚度為2微米-100微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒，包括分別設(shè)置于兩側(cè)的第三基板和第四基板；在所述第三基板和所述第四基板內(nèi)側(cè)表面分別設(shè)置有第三電極和第四電極；在所述第三電極的內(nèi)側(cè)表面設(shè)置有第三配向?qū)?，在所述第四電極的內(nèi)側(cè)表面設(shè)置有第四配向?qū)?；在所述第三配向?qū)雍退龅谒呐湎驅(qū)又g置有第二液晶層；其中所述第三電極為面電極，所述第四電極為分割電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第二液晶層為聚合物穩(wěn)定配向型液晶。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，在所述第三配向?qū)雍偷谒呐湎驅(qū)颖砻嬖O(shè)置有相互平行的溝槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9任一所述的裝置，其特征在于，所述第三電極和所述第四電極的材料為銦錫氧化物。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種二維-三維可切換顯示裝置，屬于顯示技術(shù)領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有技術(shù)中，二維-三維之間的切換時(shí)間過(guò)長(zhǎng)以及顯示裝置的光線透過(guò)率較低的問(wèn)題而設(shè)計(jì)。一種二維-三維可切換顯示裝置，包括依次設(shè)置的顯示面板、用于改變?nèi)肷涔馄穹较虻钠馇袚Q液晶盒和使出射光折射聚焦的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒；其中，偏光切換液晶盒的出射光的偏振方向與電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒中液晶的光軸平行時(shí)，為三維顯示狀態(tài)；偏光切換液晶盒的出射光的偏振方向與電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡液晶盒中液晶的光軸垂直時(shí)，為二維顯示狀態(tài)。
文檔編號(hào)G02B27/26GK202600264SQ201220277158
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者潘中海, 武延兵 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司