專利名稱：立體顯示裝置及其制作方法
技術領域：
本發明涉及顯示領域，特別是涉及一種立體顯示裝置及其制作方法。
背景技術：
液晶材料廣泛運用于3D顯示的各個領域，如2D/3D切換、3D液晶狹縫以及液晶透鏡，都是利用液晶分子折射率的可變性。液晶分子的配向方向與入射光的偏振方向有緊密的聯系，對于同一配向方向的液晶分子來說，不同偏振方向的入射光有著不同的折射率。在利用液晶材料做液晶狹縫、液晶透鏡或者2D/3D切換時，即作為液晶光柵時，一般的整體3D液晶顯示的結構即為液晶光柵和液晶顯示器上下疊加的疊層結構，稱為3D液晶顯示器。在3D液晶顯示器工作時，如果從下面液晶顯示器過來的入射光的偏振方向與液晶光柵中液晶分子的配向方向不一致，所述入射光在通過液晶光柵中液晶分子的過程中， 會產生兩個正交的分量進行傳播，其中一個分量與液晶分子e光光軸平行，另一個分量與其垂直。垂直的分量在穿過液晶分子時，其折射率不受液晶分子排列方式的影響，因此在進行3D顯示時，此部分分量的光線便不受到人為控制，從而在顯示中形成串擾，影響3D顯示效果。上述3D液晶顯示器中，上層液晶光柵的液晶分子的配向方向為平行或者垂直液晶光柵中像素電極陣列的排列方向，所述液晶分子的配向方向與入射光的偏振方向之間會存在一個夾角Φ (0° <Φ<90° )。因此需要解決入射光的偏振方向與液晶光柵中液晶分子的配向方向不一致，造成串擾的問題。在現有的解決方案中，一般是采用在下層液晶顯示器多加一層偏光片或者液晶光柵來改變進入上層液晶光柵的入射光的偏振方向，使其與液晶光柵中液晶分子的配向方向一致。然而，增加偏光片會降低顯示亮度，增加液晶光柵會明顯增加整個顯示裝置的厚度， 同時還增加了成本。如何在不增加成本和3D液晶顯示器的厚度、并保證顯示亮度的情況下，降低顯示串擾，成為一亟需解決的難題。
發明內容
本發明主要解決顯示串擾的技術問題，是提供一種立體顯示裝置及其制作方法， 能夠在保證顯示亮度且基本不增加成本和顯示裝置的厚度的情況下降低顯示串擾的問題。為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是提供一種立體顯示裝置，包括層疊設置的液晶光柵和顯示器；偏光片，位于該顯示器和液晶光柵之間，其中，該偏光片為該顯示器自帶的偏光片或外置偏光片；該液晶光柵包括液晶光柵電極陣列和液晶光柵液晶層，該液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向平行于該偏光片的光軸方向。作為上述立體顯示裝置的進一步改進，該顯示器包括顯示器像素陣列，該液晶光柵電極陣列的排列方向與顯示器像素陣列的排列方向形成一夾角。作為上述立體顯示裝置的進一步改進，該夾角為10°。在另外一個實施例中，該液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向與該液晶光柵電極陣列的排列方向形成25° 75°的夾角。在另外一個實施例中，該液晶光柵電極陣列的排列方向與該液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向夾角為30°、45°或60°。作為上述立體顯示裝置的進一步改進，該自帶偏光片的顯示器為液晶顯示器，該外置偏光片的顯示器為有機電激光顯示器或等離子顯示板顯示器。作為上述立體顯示裝置的進一步改進，該液晶光柵為液晶透鏡光柵或液晶狹縫光柵。為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是提供一種立體顯示裝置的制作方法，包括步驟Si，提供液晶光柵和顯示器，該液晶光柵包括液晶光柵電極陣列和液晶光柵液晶層，該顯示器自帶偏光片，或該顯示器本身不具有偏光片，在該顯示器本身不具有偏光片時，另外提供外置偏光片；步驟S2，將該液晶光柵貼合到該顯示器上，并將該偏光片設置在該顯示器和液晶光柵之間，且該偏光片的光軸方向與該液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向平行。作為上述方法的進一步改進，該顯示器包括顯示器像素陣列，該顯示器的顯示器像素陣列的排列方向與該液晶光柵電極陣列的排列方向形成的夾角為10°。作為上述方法的進一步改進，該液晶光柵電極陣列的排列方向與該液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向夾角為30°、45°或60°。本發明的有益效果是本發明立體顯示裝置的液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向平行于顯示器和液晶光柵之間偏光片的光軸方向，當平行于該偏光片的光軸方向的入射光穿過該液晶光柵液晶層時，其偏振方向與該液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向平行，使得入射光在液晶分子的e光光軸上無分量產生，從而有效地降低立體顯示串擾的現象。
圖1是本發明立體顯示裝置其中一實施方式的結構示意圖；圖2是圖1所述液晶光柵的其中一種實施方式結構示意圖；圖3是圖1所述液晶光柵的另外一種實施方式結構示意圖；圖4是圖1所述第一顯示器的結構示意圖；圖5是圖4所述第三偏光片的光軸方向與液晶光柵電極陣列的排列方向關系示意圖；圖6是圖1所述液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向示意圖；圖7是本發明立體顯示裝置的另一實施方式的結構示意圖；圖8是圖7所述第二顯示器的其中一種實施方式的結構示意圖；圖9是圖7所述第二顯示器的另一種實施方式的結構示意圖；圖10是圖7所述液晶光柵電極陣列的排列方向與外置偏光片的光軸方向關系示意圖；圖11是本發明立體顯示裝置的制作方法的流程示意圖；圖12是圖7所述液晶光柵的液晶分子的配向方向與液晶光柵電極陣列的排列方向平行時的光程差曲線圖；以及
圖13是液晶光柵的液晶分子的配向方向與液晶光柵電極陣列的排列方向成45° 時的光程差曲線圖。
具體實施例方式請參閱圖1到圖6，本發明立體顯示裝置第一實施例包括層疊設置的液晶光柵10和第一顯示器11。在本實施例中，該液晶光柵10為液晶狹縫光柵，該液晶狹縫光柵包括依序設置的上偏光片100、下偏光片101、上基板102、下基板103、上電極104、下電極105、上配向膜106、下配向膜107以及狹縫光柵液晶層108。該上電極104和該下電極105均是條形電極，并且兩者的排列方向相互垂直，該上電極104和該下電極105按一定的列或一定的行的方向排列以組合成狹縫光柵電極陣列；該上配向膜106和該下配向膜107對夾在其間的該狹縫光柵液晶層108的液晶分子進行配向，使得該液晶分子的配向方向(預傾角)與該狹縫光柵電極陣列的排列方向形成一夾角，該夾角為25° 75°，優選地為30°、45°或60°，其中，可以通過摩擦配向或者光配向的方式對該上配向膜106和該下配向膜107進行制作，接著把該上配向膜106和該下配向膜107分別貼合于上基板102和下電極105，并在該上配向膜106和該下配向膜 107之間灌注該狹縫光柵液晶層108。請參閱圖3，在另一實施例中，該液晶光柵10為液晶透鏡光柵，該液晶透鏡光柵包括第一基板200、第二基板201、第一電極202、第二電極203以及透鏡光柵液晶層 204，其中，該第一基板200、第一電極202、透鏡光柵液晶層204、第二電極203以及該第二基板201依序層疊設置；該第一電極202和該第二電極203均為條形電極，兩者的排列方向相互垂直，該第一電極202和該第二電極203按一定的列或一定的行的方向排列以組合成透鏡光柵電極陣列；當然，該第一電極202和該透鏡光柵液晶層204之間還包括第一配向膜(圖未示)，同樣，該第二電極203和該透鏡光柵液晶層204之間也包括第二配向膜(圖未示)，該第一配向膜和該第二配向膜通過光配向或摩擦配向制作得到。如前所述，該第一配向膜和該第二配向膜使得該透鏡光柵液晶層204的液晶分子的配向方向與該透鏡光柵電極陣列的排列方向形成一夾角，該夾角為25° 75°，優選地為30°、45°或60°。其中，為方便描述，將該狹縫光柵液晶層108和該透鏡光柵液晶層204統稱為液晶光柵液晶層。請參閱圖4，在本實施例中，該第一顯示器11為IXD顯示器(Liquid Crystal Display,液晶顯示器)，該IXD顯示器包括依序層疊設置的第三偏光片300、第三基板301、第三電極302、液晶顯示器液晶層 303、第四電極304、第四基板305和第四偏光片306 ；該第三電極302和該第四電極304按一定的行或一定的列的方向進行排列，該第三電極302和該第四電極304組合成矩陣式的顯示器電極陣列，該顯示器電極陣列形成對應的第一顯示器像素陣列；當然，該IXD顯示器還包括設于該第三電極302和該液晶顯示器液晶層303之間的第三配向膜(圖未示)、設于該第四電極304和該液晶顯示器液晶層303之間的第四配向膜(圖未示)。該第三配向膜和該第四配向膜進行摩擦或光配向制得。該第三配向膜和該第四配向膜使得灌注于其中的液晶顯示器液晶層303的液晶分子的配向方向達到預定的角度，在本實施例中對該液晶顯示器液晶層303的液晶分子的配向方向不作限定。請參閱圖5和圖6，在本實施例中，該液晶光柵和該第一顯示器層疊設置當該液晶光柵為液晶狹縫光柵時，該第一顯示器像素陣列的排列方向與該狹縫光柵電極陣列的排列方向之間形成指定的第一夾角(優選地為10° )；當該液晶光柵為液晶透鏡光柵時，該第一顯示器像素陣列的排列方向與該透鏡光柵電極陣列的排列方向之間形成指定的第二夾角(優選地為10° )。其中，為結合實施例方便描述，在此處將該狹縫光柵電極陣列和該透鏡光柵電極陣列統稱為液晶光柵電極陣列1。該第三偏光片的光軸方向310平行于該液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向 1122，該液晶光柵貼合到該第三偏光片上，該IXD顯示器產生的顯示光線經該第三偏光片后形成線性偏振光并入射到該液晶光柵。其中，如圖6所示，該液晶光柵液晶層1的液晶分子的配向方向1122與該透鏡光柵電極陣列1的排列方向形成一夾角，該夾角為25° 75°，優選地為30°、45°或60°。此時，該顯示光線經該第三偏光片出射后，其偏振方向與該第三偏光片的光軸方向310平行，即該線性偏振光的偏振方向平行于該液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向 1122，因此不會在液晶分子上產生e光光軸的分量，降低了立體顯示時的串擾現象。請參閱圖7到圖10，本發明立體顯示裝置第二實施例包括依序層疊設置的液晶光柵10、外置偏光片13和第二顯示器12。如前所述，該液晶光柵10是該液晶狹縫光柵或該液晶透鏡光柵；該外置偏光片13的光軸方向110平行于該液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向1122，其中，如前所述，該液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向與該液晶光柵電極陣列的排列方向形成一夾角，該夾角為25° 75°，優選地為30°、45°或60° ；請參閱圖8，在優選的實施例中，該第二顯示器12為OLED(Organic Light-Emitting Diode，有機發光二極管)顯示器，該OLED顯示器包括依序層疊設置的陰極120、發射層121、導電層122、陽極123以及基底124 ；該陰極120和該陽極123均為條形電極，兩者相互垂直，該陰極120和該陽極123 按一定的列或一定的行的方向排列以組合成OLED顯示器像素陣列。請參閱圖9，在另外的實施例中，該第二顯示器12為PDP(Plasma Display Panel, 等離子顯示板)顯示器，該PDP顯示器包括依序層疊設置的前玻璃襯底130、公共電極131、熒光粉層132、地址電極133以及后玻璃襯底134 ；該公共電極131和該地址電極133均為條形電極，兩者相互垂直，該公共電極131 和該地址電極133按一定的行或一定的列排列以組合成PDP顯示器像素陣列。其中，為方便描述，此處將該OLED顯示器像素陣列和該PDP顯示器像素陣列統稱為第二顯示器像素陣列。
請再次參閱圖6和圖10，本實施例的有益效果當該第二顯示器12的顯示光線經過該外置偏光片13出射后形成線性偏振光，其偏振方向與該外置偏光片13的光軸方向110 平行；由于該液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向1122與該外置偏光片13的光軸方向110平行，該線性偏振光進入該液晶光柵10，其偏振方向與該液晶分子的配向方向1122 平行，該線性偏振光在該液晶分子上無e光光軸的分量，降低了立體顯示時的串擾現象。請一并參閱圖11，圖11是本發明立體顯示裝置的制作方法的流程示意圖。本發明立體顯示裝置的制作方法包括步驟Si，提供液晶光柵和顯示器，該液晶光柵包括液晶光柵電極陣列和液晶光柵液晶層，該顯示器自帶偏光片，或該顯示器本身不具有偏光片，在該顯示器本身不具有偏光片時，另外提供外置偏光片；步驟S2，將該液晶光柵貼合到該顯示器上，并將該偏光片設置在該顯示器和液晶光柵之間，且該偏光片的光軸方向與該液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向平行。在本實施例中，該顯示器包括顯示器像素陣列，該顯示器像素陣列的排列方向與該液晶光柵電極陣列的排列方向形成的夾角為10°，當然，也可以為15°或20°。在本實施例中，該液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向與該液晶光柵電極陣列的排列方向形成的夾角為30°、45°或60°，但不限于此。在本實施例中，該液晶光柵電極陣列的排列方向與該顯示器的顯示器像素陣列的排列方向形成指定的夾角，使得本發明立體顯示裝置能有效地降低摩爾條紋現象，而該液晶光柵液晶層的液晶分子的排列方向平行于偏光片(或外置偏光片)的光軸方向，使得入射光在通過該液晶分子的過程中，不會產生e光光軸的分量，降低了立體顯示的串擾現象。請參閱圖12和圖13，圖12是液晶光柵的液晶分子的配向方向與液晶光柵電極陣列的配向方向平行時的光程差曲線圖，圖13是液晶光柵的液晶分子的配向方向與液晶光柵電極陣列的排列方向成45°時的光程差曲線圖。利用軟件模擬仿真進行仿真，從圖12和圖13的光程差曲線對比可以看到，本發明立體顯示裝置在進行立體顯示時，其得到的實驗光程差曲線與入射光的光軸方向和液晶分子的配向方向完全一致時的光程差曲線基本相同。本發明立體顯示裝置及其制作方法，將液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向與偏光片的光軸方向平行，使得從該偏光片透過的入射光進入該液晶光柵時，與液晶光柵內的液晶分子的配向方向平行，無e光光軸的分量，因此降低了串擾現象。本發明無需增加液晶光柵或者偏光片，因此在基本不增加成本和顯示裝置的厚度，且保證顯示亮度和質量的情況下，能夠有效地降低立體顯示串擾的問題。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他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
權利要求
1.一種立體顯示裝置，其特征在于，包括層疊設置的液晶光柵和顯示器；偏光片，位于所述顯示器和液晶光柵之間，其中，所述偏光片為所述顯示器自帶的偏光片或外置偏光片；所述液晶光柵包括液晶光柵電極陣列和液晶光柵液晶層，所述液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向平行于所述偏光片的光軸方向。
2.根據權利要求1所述的立體顯示裝置，其特征在于所述顯示器包括顯示器像素陣列；所述液晶光柵電極陣列的排列方向與顯示器像素陣列的排列方向形成一夾角。
3.根據權利要求2所述的立體顯示裝置，其特征在于所述夾角為10°。
4.根據權利要求1所述的立體顯示裝置，其特征在于所述液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向與所述液晶光柵電極陣列的排列方向形成25° 75°的夾角。
5.根據權利要求4所述的立體顯示裝置，其特征在于所述液晶光柵電極陣列的排列方向與所述液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向夾角為30°、45°或60°。
6.根據權利要求1所述的立體顯示裝置，其特征在于所述自帶偏光片的顯示器為液晶顯示器，所述外置偏光片的顯示器為有機電激光顯示器或等離子顯示板顯示器。
7.根據權利要求1所述的立體顯示裝置，其特征在于所述液晶光柵為液晶透鏡光柵或液晶狹縫光柵。
8.一種立體顯示裝置的制作方法，其特征在于，包括步驟Si，提供液晶光柵和顯示器，所述液晶光柵包括液晶光柵電極陣列和液晶光柵液晶層，所述顯示器自帶偏光片，或所述顯示器本身不具有偏光片，在所述顯示器本身不具有偏光片時，另外提供一偏光片；步驟S2，將所述液晶光柵貼合到所述顯示器上，并將所述偏光片設置在所述顯示器和液晶光柵之間，且所述偏光片的光軸方向與所述液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向平行。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于所述顯示器包括顯示器像素陣列，所述顯示器的顯示器像素陣列的排列方向與所述液晶光柵電極陣列的排列方向形成的夾角為 10°。
10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于所述液晶光柵電極陣列的排列方向與所述液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向夾角為30°、45°或60°。
全文摘要
本發明公開了一種立體顯示裝置及其制作方法，所述裝置包括層疊設置的液晶光柵和顯示器；偏光片，位于該顯示器和液晶光柵之間，其中，該偏光片為該顯示器自帶的偏光片或外置偏光片；該液晶光柵包括液晶光柵電極陣列和液晶光柵液晶層，該液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向平行于該偏光片的光軸方向。本發明液晶光柵液晶層的液晶分子的配向方向與該偏光片的光軸方向平行，當入射光透過該偏光片進入該液晶光柵時，在液晶分子上無e光光軸的分量，有效地降低立體顯示串擾。
文檔編號G02B27/26GK102314018SQ20111025880
公開日2012年1月11日 申請日期2011年9月2日 優先權日2011年9月2日
發明者張晶 申請人:深圳超多維光電子有限公司