專利名稱：一種3d顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及3D顯示技術領域，尤其涉及一種3D顯示裝置。
背景技術：
在日常生活中人們是利用兩只眼睛來觀察周圍具有空間立體感的外界景物的，三維(3D)顯示技術就是利用雙眼立體視覺原理使人獲得三維空間感，其主要原理是使觀看者的左眼與右眼分別接收到不同的影像，而左眼與右眼接收到的影像會經(jīng)由大腦分析融合而使觀看者產(chǎn)生立體感。目前，3D顯示技術有裸眼式和眼鏡式兩大類。所謂裸眼式就是通過在顯示面板上進行特殊的處理，把經(jīng)過編碼處理的3D視頻影像獨立送入人的左右眼，從而令用戶無需借 助立體眼鏡即可裸眼體驗立體感覺。目前，實現(xiàn)裸眼3D顯示的顯示裝置位于液晶(IXD)顯示器的光源陣列的前方設置光屏障(Barrier)或光柵等遮蔽物，通過光屏障或光柵的條紋的光形成垂直或者水平方向成一定角度的細條柵模式，即“視差障壁”，在3D顯示模式下，顯示應當由左眼看到的畫面時，“視差障壁”會遮擋右眼畫面，同理，顯示應當由左眼看到的畫面時，便會遮擋左眼畫面，通過分開觀看者的左眼與右眼的畫面達到3D顯示的效果。上述這種光屏障都是基于IXD型顯示器，即需要顯示器發(fā)出偏振光才能實現(xiàn)3D顯示，對于非偏振光的顯示器，諸如有機電致發(fā)光(0LED)、等離子體(PDP)和陰極射線(CRT)的非偏光顯不器，需要在顯不器和光屏障之間增加一層偏光片，使發(fā)出的非偏振光變?yōu)槠窆?，然后使用光屏障實現(xiàn)3D顯示的效果，在這過程中顯示器發(fā)出的光會有損失，顯示亮度將被降低50%以上，導致顯示效果降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種3D顯示裝置，用以實現(xiàn)高亮度的非偏光顯示器的3D顯
/Jn ο本發(fā)明實施例提供的一種3D顯示裝置，包括非偏光顯示器，設置在所述非偏光顯示器上的第一液晶透鏡，以及位于所述第一液晶透鏡上的第二液晶透鏡；其中，所述第一液晶透鏡設置有多個透鏡單元，在3D顯示模式時，第一液晶透鏡中的每個透鏡單元只對所述非偏光顯示器發(fā)出的光線中偏振方向沿第一方向的分量起匯聚作用；所述第二液晶透鏡設置有多個透鏡單元，在3D顯示模式時，第二液晶透鏡中的每個透鏡單元只對所述非偏光顯示器發(fā)出的光線中偏振方向沿第二方向的分量起匯聚作用；所述第二液晶透鏡中的透鏡單元與所述第一液晶透鏡中的透鏡單元--對應；所
述第二方向與所述第一方向正交。 本發(fā)明實施例的有益效果包括
本發(fā)明實施例提供的一種3D顯示裝置，在非偏光顯示器上設置第一液晶透鏡和第二液晶透鏡；其中，在3D顯示模式時，該第一液晶透鏡上設置的每個透鏡單元只對非偏光顯示器發(fā)出的光線中偏振方向沿第一方向的分量起匯聚作用；該第二液晶透鏡上設置的每個透鏡單元只對非偏光顯示器發(fā)出的光線中偏振方向沿第二方向的分量起匯聚作用。通過兩層交疊的液晶透鏡將顯示器發(fā)出的非偏振光分成方向正交的兩個方向的偏振光，實現(xiàn)3D顯示，在此過程中，顯示器發(fā)出的非偏振光只是被分解成兩個方向正交的偏振光，相對于現(xiàn)有技術中在顯示器上增加一層偏振片實現(xiàn)3D顯示，能減少光能量的損失，大大增強整個3D顯示器的顯示亮度，從而降低顯示所需的能耗。


圖I為本發(fā)明實施例提供的3D顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a-圖2b為本發(fā)明實施例提供的實例一的第一液晶透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3a-圖3c為本發(fā)明實施例提供的實例一的第二液晶透鏡結(jié)的構(gòu)示意圖； 圖4a-圖4b為本發(fā)明實施例提供的實例二的第一液晶透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5a-圖5b為本發(fā)明實施例提供的實例三的第一液晶透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6a-圖6b為本發(fā)明實施例提供的實例四的第一液晶透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7a-圖7b為本發(fā)明實施例提供的實例五的第一液晶透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明實施例提供的3D顯示裝置的具體實施方式
進行詳細地說明。附圖中各層厚度和區(qū)域大小形狀不反映3D顯示裝置的真實比例，目的只是示意說明本發(fā)明內(nèi)容。本發(fā)明實施例提供的3D顯示裝置，如圖I所示，包括非偏光顯示器3，設置在非偏光顯示器3上的第一液晶透鏡1，以及位于第一液晶透鏡I上的第二液晶透鏡2 ;其中，該第一液晶透鏡I設置有多個透鏡單元(圖I中一個半圓形示意出一個透鏡單元)，在3D顯示模式時，第一液晶透鏡I中的每個透鏡單元只對非偏光顯示器3發(fā)出的光線中偏振方向沿第一方向的分量起匯聚作用，即第一液晶透鏡I對光線其他方向的分量不起作用；該第二液晶透鏡2設置有多個透鏡單元，在3D顯示模式時，第二液晶透鏡2中的每個透鏡單元只對非偏光顯示器3發(fā)出的光線中偏振方向沿第二方向的分量起匯聚作用，即第二液晶透鏡2對光線其他方向的分量不起作用；該第二液晶透鏡2中的透鏡單元與第一液晶透鏡I中的透鏡單元--對應；第二
方向與第一方向正交。具體地，上述非偏光顯示器是指為0LED、PDP或CRT等能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為光能自主發(fā)光的顯示器。本發(fā)明實施例提供的3D顯示裝置，通過兩個交疊的液晶透鏡，即第一液晶透鏡I和第二液晶透鏡2,將主動發(fā)光式顯不器3發(fā)出的非偏振光分成方向正交的兩個方向的偏振光，相對于直接將非偏振光轉(zhuǎn)化成偏振光后經(jīng)過光屏障實現(xiàn)3D顯示，能減少光能量的損失，大大增強整個3D顯示器的顯示亮度，從而降低顯示所需的能耗。舉例說明，例如將第一方向設為X方向，第二方向設為y方向，圖I中虛線為X方向的偏振光，實線為I方向的偏振光，第一液晶透鏡I對X方向的偏振光起到匯聚作用，即經(jīng)過第一液晶透鏡I后X方向的偏振光會在第一液晶透鏡I的透鏡單元的焦點處匯聚，而y方向的偏振光不受影響，例如左眼圖在經(jīng)過液晶透鏡I后出射光線平行，且在左眼視區(qū)匯聚進入人的左眼；第二液晶透鏡2對y方向的偏振光起到匯聚作用，即經(jīng)過第二液晶透鏡2后I方向的偏振光會在第二液晶透鏡2的透鏡單元的焦點處匯聚，而X方向的偏振光不受影響；在經(jīng)過兩層液晶透鏡后，非偏振光被分成了方向正交的X方向和I方向偏振光，以實現(xiàn)3D顯示。在具體實施時，應該盡量減少第一液晶透鏡I和第二液晶透鏡2之間的間距以及他們的厚度，以避免兩個的高度差太大造成兩者的焦距差異太大，引起觀看者的視場寬度相差太大。較佳地，在3D顯示模式時，第一液晶透鏡中的每個透鏡單元的焦距與第二液晶 透鏡中的每個像素單元的焦距之差不大于2_。一般地，顯示器中一個像素單元由三個亞像素組成，例如紅、綠、藍三個亞像素單元，在3D顯示模式下，可以在奇數(shù)的亞像素列上顯示左眼看到的畫面，偶數(shù)的亞像素列上顯示右眼看到的畫面；當然也可以以η個亞像素列為一個周期，間隔顯示左眼和右眼看到的畫面，在此不做具體限定。這樣，由于第一液晶透鏡I和第二液晶透鏡2中的透鏡單元對應設置，可以將第一液晶透鏡I和第二液晶透鏡2中的一個透鏡單元對應于非偏光顯示器3中相鄰的兩列亞像素單元，其中一列亞像素單元顯示左眼圖，另一列亞像素單元顯示右眼圖，例如第一液晶透鏡I中的第Ni個透鏡單元和第二液晶透鏡2中的第Mi個透鏡單元都是與顯示器的第i組亞像素單元相對應，就可以將左眼和右眼看到的畫面分開，實現(xiàn)3D顯示。本發(fā)明實施例提供的3D顯示裝置中的第一液晶透鏡I和第二液晶透鏡2可以有多種結(jié)構(gòu)，兩者的具體結(jié)構(gòu)可以相同，也可不同，其中，第一液晶透鏡I中液晶的初始取向和液晶透鏡2中液晶的初始取向需要保證正交，以便達到兩個液晶透鏡分別對入射光沿不同方向的分量起到匯聚作用的效果。下面以第一液晶透鏡I為例，通過實例對其具體結(jié)構(gòu)進行詳細地說明。實例一第一液晶透鏡I在未加電壓時實現(xiàn)2D顯示，在加電壓后實現(xiàn)3D顯示，其具體結(jié)構(gòu)如圖2a所示,包括上基板01、與上基板01相對設置的下基板02、位于上基板01和下基板02之間的液晶層03、設置于上基板01面向液晶層03 —面的第一透明電極04、設置于下基板02面向液晶層03 —面的第二透明電極05、設置于第一透明電極04面向液晶層03 —面的第一取向膜06、以及設置于第二透明電極05面向液晶層03 —面的第二取向膜07。在2D顯示模式時，第一透明電極04和第二透明電極05未加電壓，液晶層03中的液晶沿第一方向平行排列，例如如圖2a所示沿平行紙面方向排列，對通過的非偏振光無作用。具體地，實例一中的第一透明電極04為條狀電極，第二透明電極05為面狀電極，如圖2a所示；或相反，第二透明電極05為條狀電極，第一透明電極04為面狀電極；在3D顯示模式時，如圖2b所示，對第一透明電極04和第二透明電極05施加電壓產(chǎn)生電場，使與每個透鏡單元對應的液晶層03中的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，形成凸透鏡效果，實現(xiàn)對第一方向偏振光進行調(diào)制，使其在形成的凸透鏡效果的焦點匯聚，在圖2b中示出了一個透鏡單元中液晶的翻轉(zhuǎn)形狀的示意圖。相應地，第二液晶透鏡2的具體結(jié)構(gòu)可以和實例一中的第一液晶透鏡I類似，如圖3a所示，兩者的不同在于液晶層03中的液晶分子方向不同，在2D顯示模式時，第一透明電極04和第二透明電極05未加電壓，第二液晶透鏡2的液晶層03中的液晶沿第二方向平行排列，例如如圖3a所示沿垂直紙面方向排列，對通過的非偏振光無作用。在3D顯示模式時，如圖3b所示，對第一透明電極04和第二透明電極05施加電壓產(chǎn)生電場，使與每個透鏡單元對應的液晶層03中的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，形成凸透鏡效果，實現(xiàn)對第二方向偏振光進行調(diào)制，使其在形成的凸透鏡效果的焦點匯聚，在圖3c中示出了圖3b中發(fā)生翻轉(zhuǎn)的液晶分子的在正視和側(cè)視時的示意圖，可以看出在正視圖中液晶分子 的不同高度表示液晶分子不同的旋轉(zhuǎn)程度。實例二 第一液晶透鏡I在未加電壓時實現(xiàn)3D顯示，在加電壓后實現(xiàn)2D顯示，其具體結(jié)構(gòu)如圖4a所示,包括除如圖2a和圖2b所示的結(jié)構(gòu)之外,還包括具有凹透鏡結(jié)構(gòu)的透鏡層08，該透鏡層08設置于上基板01和第一透明電極04之間，或設置于第一透明電極04和第一取向膜06之間，圖4a中未不出第一透明電極04和第一取向膜06。在2D顯示模式時，如圖4b所示，對第一透明電極04和第二透明電極05施加電壓產(chǎn)生電場，使與每個透鏡單元對應的液晶層03中的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，形成凸透鏡效果，這樣形成的凸透鏡效果和透鏡層08具有的凹透鏡結(jié)構(gòu)相互抵消對光的作用，即不會對通過的光線產(chǎn)生作用。在3D顯示模式時，如圖4a所示，第一透明電極04和第二透明電極05未加電壓，液晶層03中的液晶沿第一方向平行排列，對通過的非偏振光無作用，透鏡層08對通過的第一方向的偏振光進行調(diào)制，使其在透鏡層08的凹透鏡結(jié)構(gòu)的焦點匯聚。相應地，第二液晶透鏡2的具體結(jié)構(gòu)可以和實例二中的第一液晶透鏡I類似，在此不在詳述。實例三第一液晶透鏡I在未加電壓時實現(xiàn)3D顯示，在加電壓后實現(xiàn)2D顯示，其具體結(jié)構(gòu)如圖5a所示,包括除如圖2a和圖2b所示的結(jié)構(gòu)之外,還包括具有凸透鏡結(jié)構(gòu)的透鏡層09，設置于下基板02和第二透明電極05之間，或設置于第二透明電極05和第二取向膜07之間，圖5a中未示出第二透明電極05和第二取向膜07。在2D顯示模式時，如圖5b所示，對第一透明電極04和第二透明電極05施加電壓產(chǎn)生電場，使與每個透鏡單元對應的液晶層03中的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，形成凹透鏡效果，這樣形成的凹透鏡效果和透鏡層09具有的凸透鏡結(jié)構(gòu)相互抵消對光的作用，即不會對通過的光線產(chǎn)生作用。在3D顯示模式時，如圖5a所示，第一透明電極04和第二透明電極05未加電壓，液晶層03中的液晶沿第一方向平行排列，對通過的非偏振光無作用，透鏡層09對通過的第一方向的偏振光進行調(diào)制，使其在透鏡層09的凸透鏡結(jié)構(gòu)的焦點匯聚。相應地，第二液晶透鏡2的具體結(jié)構(gòu)可以和實例三中的第一液晶透鏡I類似，在此不在詳述。實施例四第一液晶透鏡I在未加電壓時實現(xiàn)3D顯示，在加電壓后實現(xiàn)2D顯示，其具體結(jié)構(gòu)包括除如圖2a和圖2b所示的結(jié)構(gòu)之外，還包括上基板01的任意一面具有凹透鏡結(jié)構(gòu)，例如以上基板01背向液晶層03的一面具有凹透鏡結(jié)構(gòu)為例，如圖6a所示。在2D顯示模式時，如圖6a所示，對第一透明電極04和第二透明電極06施加電壓產(chǎn)生電場，使與每個透鏡單元對應的液晶層03中的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，形成凸透鏡效果，這樣形成的凸透鏡效果和上基板01具有的凹透鏡結(jié)構(gòu)相互抵消對光的作用，即不會對通過的光線產(chǎn)生作用。在3D顯示模式時，如圖6b所示，第一透明電極04和第二透明電極05未加電壓，液晶層03中的液晶沿第一方向平行排列，對通過的非偏振光無作用，上基板01具有的凹透鏡結(jié)構(gòu)對通過的第一方向的偏振光進行調(diào)制，使其在凹透鏡結(jié)構(gòu)的焦點匯聚。 相應地，第二液晶透鏡2的具體結(jié)構(gòu)可以和實例四中的第一液晶透鏡I類似，在此不在詳述。實施例五第一液晶透鏡I在未加電壓時實現(xiàn)3D顯示，在加電壓后實現(xiàn)2D顯示，其具體結(jié)構(gòu)包括除如圖2a和圖2b所示的結(jié)構(gòu)之外，還包括下基板02的任意一面具有凸透鏡結(jié)構(gòu)；例如以下基板02背向液晶層03的一面具有凸透鏡結(jié)構(gòu)為例，如圖7a所示。在2D顯示模式時，如圖7a所示，對第一透明電極04和第二透明電極06施加電壓產(chǎn)生電場，使與每個透鏡單元對應的液晶層03中的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，形成凹透鏡效果，這樣形成的凹透鏡效果和下基板02具有的凸透鏡結(jié)構(gòu)相互抵消對光的作用，即不會對通過的光線產(chǎn)生作用。在3D顯示模式時，如圖7b所示，第一透明電極04和第二透明電極05未加電壓，液晶層03中的液晶沿第一方向平行排列，對通過的非偏振光無作用，下基板02具有的凸透鏡結(jié)構(gòu)對通過的第一方向的偏振光進行調(diào)制，使其在凸透鏡結(jié)構(gòu)的焦點匯聚。相應地，第二液晶透鏡2的具體結(jié)構(gòu)可以和實例五中的第一液晶透鏡I類似，在此不在詳述。本發(fā)明實施例提供的一種3D顯示裝置，在非偏光顯示器上設置第一液晶透鏡和第二液晶透鏡；其中，在3D顯示模式時，該第一液晶透鏡上設置的每個透鏡單元只對非偏光顯示器發(fā)出的光線中偏振方向沿第一方向的分量起匯聚作用；該第二液晶透鏡上設置的每個透鏡單元只對非偏光顯示器發(fā)出的光線中偏振方向沿第二方向的分量起匯聚作用。通過兩層交疊的液晶透鏡將顯示器發(fā)出的非偏振光分成方向正交的兩個方向的偏振光，實現(xiàn)3D顯示，在此過程中顯示器發(fā)出的非偏振光只是被分解成兩個方向正交的偏振光，相對于現(xiàn)有技術中在顯示器上增加一層偏振片實現(xiàn)3D顯示，能減少光能量的損失，大大增強整個3D顯示器的顯示亮度，從而降低顯示所需的能耗。顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種3D顯示裝置，其特征在于，包括非偏光顯示器，設置在所述非偏光型顯示器上的第一液晶透鏡，以及位于所述第一液晶透鏡上的第二液晶透鏡；其中， 所述第一液晶透鏡設置有多個透鏡單元，在3D顯示模式時，第一液晶透鏡中的每個透鏡單元只對所述非偏光顯示器發(fā)出的光線中偏振方向沿第一方向的分量起匯聚作用； 所述第二液晶透鏡設置有多個透鏡單元，在3D顯示模式時，第二液晶透鏡中的每個透鏡單元只對所述非偏光顯示器發(fā)出的光線中偏振方向沿第二方向的分量起匯聚作用； 所述第二液晶透鏡中的透鏡單元與所述第一液晶透鏡中的透鏡單元--對應；所述第二方向與所述第一方向正交。
2.如權(quán)利要求I所述的3D顯示裝置，其特征在于，在3D顯示模式時，所述第一液晶透鏡中的每個透鏡單元的焦距與所述第二液晶透鏡中的每個透鏡單元的焦距之差不大于2mm ο
3.如權(quán)利要求I所述的3D顯示裝置，其特征在于，一個所述透鏡單元與所述非偏光顯示器中的相鄰的兩列亞像素單元對應，其中一列亞像素單元顯示左眼圖，另一列亞像素單元顯示右眼圖。
4.如權(quán)利要求3所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述第一液晶透鏡和/或所述第二液晶透鏡，具體包括 上基板、與所述上基板相對設置的下基板、位于所述上基板和所述下基板之間的液晶層、設置于所述上基板面向所述液晶層一面的第一透明電極、設置于所述下基板面向所述液晶層一面的第二透明電極、設置于所述第一透明電極面向所述液晶層一面的第一取向膜、以及設置于所述第二透明電極面向所述液晶層一面的第二取向膜。
5.如權(quán)利要求4所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述第一透明電極為條狀電極，所述第二透明電極為面狀電極；或所述第二透明電極為條狀電極，所述第一透明電極為面狀電極； 在3D顯示模式時，對所述第一透明電極和第二透明電極施加電壓產(chǎn)生電場，使與每個透鏡單元對應的液晶層中的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，形成凸透鏡效果。
6.如權(quán)利要求4所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述第一液晶透鏡和/或所述第二液晶透鏡，還包括具有凹透鏡結(jié)構(gòu)的透鏡層，設置于所述上基板和所述第一透明電極之間，或設置于所述第一透明電極和所述第一取向膜之間； 在2D顯示模式時，對所述第一透明電極和第二透明電極施加電壓產(chǎn)生電場，使與每個透鏡單元對應的液晶層中的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，形成凸透鏡效果。
7.如權(quán)利要求4所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述第一液晶透鏡和/或所述第二液晶透鏡，還包括具有凸透鏡結(jié)構(gòu)的透鏡層，設置于所述下基板和所述第二透明電極之間，或設置于所述第二透明電極和所述第二取向膜之間； 在2D顯示模式時，對所述第一透明電極和第二透明電極施加電壓產(chǎn)生電場，使與每個透鏡單元對應的液晶層中的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，形成凹透鏡效果。
8.如權(quán)利要求4所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述上基板的任意一面具有凹透鏡結(jié)構(gòu)； 在2D顯示模式時，對所述第一透明電極和第二透明電極施加電壓產(chǎn)生電場，使與每個透鏡單元對應的液晶層中的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，形成凸透鏡效果。
9.如權(quán)利要求4所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述下基板的任意一面具有凸透鏡結(jié)構(gòu)； 在2D顯示模式時，對所述第一透明電極和第二透明電極施加電壓產(chǎn)生電場，使與每個透鏡單元對應的液晶層中的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，形成凹透鏡效果。
10.如權(quán)利要求1-9任一項所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述第一液晶透鏡中液晶的初始取向和所述液晶透鏡中液晶的初始取向正交。
11.如權(quán)利要求1-10任一項所述的3D顯示裝置，其特征在于，所述非偏光顯示器為有機電致發(fā)光OLED、等離子體TOP、或陰極射線CRT顯示器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種3D顯示裝置，在非偏光顯示裝置上設置第一液晶透鏡和第二液晶透鏡；在3D顯示模式時，該第一液晶透鏡上設置的每個透鏡單元只對非偏光顯示器發(fā)出的光線中偏振方向沿第一方向的分量起匯聚作用；該第二液晶透鏡上設置的每個透鏡單元只對非偏光顯示器發(fā)出的光線中偏振方向沿第二方向的分量起匯聚作用。本發(fā)明通過兩層交疊的液晶透鏡將顯示器發(fā)出的非偏振光分成方向正交的兩個方向的偏振光，實現(xiàn)3D顯示，在此過程中顯示器發(fā)出的非偏振光只是被分解成兩個方向正交的偏振光，相對于現(xiàn)有技術中在顯示器上增加一層偏振片實現(xiàn)3D顯示，能減少光能量的損失，大大增強整個3D顯示器的顯示亮度，從而降低顯示所需的能耗。
文檔編號G02F1/1343GK102830495SQ201210295719
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者武延兵 申請人:京東方科技集團股份有限公司