CN101900890B - 立体显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种立体显示装置，其可以通过偏光眼镜观看到立体显示效果。该立体显示装置包括显示器和位相过滤器，该位相过滤器位于该显示器与该偏光眼镜之间。该位相过滤器包括TN-LCD，该TN-LCD包括相邻的第一偏振区和第二偏振区，线性偏振光通过该第一偏振区后产生λ/2的位相差，线性偏振光通过该第二偏振区后位相差不变，该第一偏振区和第二偏振区的交界处包括遮光区。本发明的立体显示装置具有成本低、立体显示效果好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种立体显示装置，尤其涉及一种应用TN-LCD (TwistedNematic-LCD，扭曲向列LCD)型位相过滤器的立体显示装置。
背景技术
现在立体显示装置越来越多的出现在众多场合的应用中，其立体显示的基本原理是给人的左右眼分别提供两幅有差异的图画，由大脑将这两幅图画合成为具有立体效果的影像。能分别提供这两幅图画的方式有很多，其中利用偏光眼镜来检偏由一种位相过滤器输出的信息，从而分离出左右眼的图像，分别提供给左右眼。
目前立体显示装置中的位相过滤器一般是采用激光刻蚀出来的微偏光层(micro-polarizer)阵列的光学膜，其采用厚度的差异来实现位相的差异。但是，这种光学膜在制造时要求厚度控制比较精确，而且均匀性要求很高，所以其成本较高，且往往因为加工极限及设备自身加工精度而导致产品良率等问题，进而降低显示效果。
发明内容
针对现有技术立体显示装置成本高及显示效果不佳的问题，本发明提供一种成本低、立体显示效果好的立体显示装置。
一种立体显示装置，其可以通过偏光眼镜观看到立体显示效果，该立体显示装置包括显示器和位相过滤器，该位相过滤器位于该显示器与该偏光眼镜之间。该位相过滤器包括TN-LCD，该立体显示装置进一步包括λ/4波片，该λ/4波片位于该TN-LCD和该偏光眼镜之间，其中：该TN-LCD包括相邻的第一偏振区和第二偏振区，线性偏振光通过该第一偏振区后产生λ/2的位相差，线性偏振光通过该第二偏振区后位相差不变，线性偏振光通过该TN-LCD的该第一偏振区和该第二偏振区后，分别被该λ/4波片转换成左圆偏振光和右圆偏振光，该第一偏振区和第二偏振区的交界处包括遮光区，且该TN-LCD包括多个条状显示电极，该条状显示电极与该显示器的子像素分别对应，该条状显示电极满足关系式p/P=l/(l+d)，其中，p是该条状显示电极的宽度，P是该显示器的子像素的宽度，d是该显示器到该TN-LCD显示层的距离，l是该偏光眼镜到该TN-LCD的距离。
优选地，该TN-LCD紧贴在该显示器的表面。
优选地，该条状显示电极的间距相等，且该条状显示电极的宽度与相邻条状显示电极的间距相等。
优选地，该偏光眼镜包括左圆偏振片和右圆偏振片，该左圆偏振光和该右圆偏振光对应传送到该偏光眼镜的左圆偏振片和右圆偏振片。
优选地，该TN-LCD包括一对透明导电玻璃基板，其中一透明导电玻璃基板的条状显示电极的刻蚀工序完成后，在其表面旋涂均匀的遮光材料薄层，再经过光刻工序刻蚀形成该遮光区。
优选地，该遮光区的材料为树脂类颜料分散型黑色光刻胶。
优选地，该TN-LCD的电极连接到一驱动电路，该驱动电路给该TN-LCD施加方波电压，使经过该第一偏振区和该第二偏振区的线性偏振光分别产生λ/2位相差和0λ位相差。
一种立体显示装置，其可以通过偏光眼镜观看到立体显示效果，该立体显示装置包括显示器和位相过滤器，该位相过滤器位于该显示器与该偏光眼镜之间。该位相过滤器包括TN-LCD和λ/4波片，该λ/4波片位于该TN-LCD和该偏光眼镜之间，该TN-LCD包括多个等间距设置的条状显示电极，该多个条状显示电极和其间间隙将该TN-LCD分为间隔设置的多个第一偏振区和多个第二偏振区，线性偏振光通过该TN-LCD的该第一偏振区和该第二偏振区后，分别被该λ/4波片转换成左圆偏振光和右圆偏振光，且该多个第一偏振区和该多个第二偏振区的交界处分别包括遮光区，其中，该条状显示电极满足关系式p/P=l/(l+d)，其中，p是该条状显示电极的宽度，P是该显示器的子像素的宽度，d是该显示器到该TN-LCD显示层的距离，l是该偏光眼镜到该TN-LCD的距离。
综上所述，本发明立体显示装置将该遮光区设置在该左眼偏振区和右眼偏振区的交界处，可以阻止产生图像串扰的光线通过到达该偏光眼镜，所以该立体显示装置的立体显示效果较好。而且，该遮光区是在该TN-LCD的条状显示电极完成刻蚀工序后，在其表面旋涂均匀的遮光材料薄层，再经过光刻工序刻蚀所形成，其制作工艺简单，步骤较少，不需要额外的制作设备，因此具有较低的成本。
附图说明
图1是本发明立体显示装置一较佳实施方式的立体结构分解示意图。
图2是图1所示显示器的子像素和TN-LCD的条状显示电极的对应示意图。
图3是观察者在平行于显示器平面内从位置a移动到位置b时产生图像串扰的示意图。
图4是观察者在垂直于显示器平面内从位置a移动到位置c时产生图像串扰的示意图。
图5是图2所示TN-LCD设置遮光区后的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明立体显示装置进行说明。
请参阅图1，其是本发明立体显示装置一较佳实施方式的结构分解示意图。该立体显示装置1包括显示器2和位相过滤器3，在使用中，可以通过偏光眼镜4观看到立体显示效果。该偏光眼镜4包括左圆偏振片(未标示)和右圆偏振片(未标示)，其分别检偏由该位相过滤器3输出的信息，分离出左右眼的图像，并对应提供给左眼和右眼。
该显示器2，例如液晶显示器2，其包括多个子像素。
该位相过滤器3设置在该显示器2与该偏光眼镜4之间，其包括TN-LCD 30和λ/4波片(图未示)。该TN-LCD 30紧贴在该显示器2的表面，其包括多个等间距分布的条状显示电极300，并且相邻条状显示电极300之间的间距和该条状显示电极300的宽度相等，从而使该多个条状显示电极300与该显示器2的子像素分别对应，如图2所示。
根据该多个条状显示电极300所处的位置，可以理解为将该TN-LCD 30分为奇数行TN液晶盒301和偶数行TN液晶盒302，其中，该奇数行TN液晶盒301为左眼偏振区，通过该左眼偏振区的线性偏振光产生λ/2的位相差，而该偶数行TN液晶盒302为右眼偏振区，通过该右眼偏振区的线性偏振光的位相差为0λ，也就是说，该右眼偏振区不改变通过的线性偏振光的位相。
进一步地，该条状显示电极300满足关系式：p/P=l/(l+d)，其中，p是该条状显示电极300的宽度，P是该显示器2的子像素的宽度，d是该显示器2到该TN-LCD 30显示层的距离，l是该偏光眼镜4到该TN-LCD 30的距离。
请参阅图3，当观察者在平行于该显示器2平面内从位置a移动到位置b时，该显示器2左眼图像产生区的光线并没有完全通过该TN-LCD 30的左眼偏振区，而是有部分光线通过位相过滤器3的右眼偏振区，进入了观察者的右眼，同样的，右眼图像产生区的光线同样会进入观察者的左眼，也就是说，左右眼图像没有得到很好的分离，造成图像串扰问题。类似的，请参阅图4，当观察者在垂直于该显示器2平面内从位置a移动到位置c时，同样有图像串扰问题发生。
为了避免图像串扰问题，本发明立体显示装置1在该位相过滤器3中，进一步在该TN-LCD 30邻近该显示器2的一侧设置了遮光区305。该遮光区305是由遮光材料制得，例如树脂类颜料分散型黑色光刻胶，在该TN-LCD 30的制作过程中，在该TN-LCD 30的一透明导电玻璃基板的条状显示电极300的刻蚀工序完成后，在其表面旋涂均匀的遮光材料薄层，再经过光刻工序刻蚀形成该遮光区305。
由于该遮光区305设置在左眼偏振区和右眼偏振区的交界处，也就是上述串扰发生的位置处，以分别遮挡很小部分的左眼偏振区和右眼偏振区，阻止该区域光线的射出，从而有效改善图像串扰，提高立体显示效果，如图5所示。
该TN-LCD 30与一驱动电路(图未示)电极连接，在工作状态下，该驱动电路给该TN-LCD 30施加方波电压，从而使经过该左眼偏振区和该右眼偏振区的线性偏振光分别产生λ/2位相差和0λ位相差。
该λ/4波片设置在该TN-LCD 30和该偏光眼镜4之间，其主要作用是线性偏振光通过该TN-LCD 30的该左眼偏振区和该右眼偏振区后，分别被该λ/4波片转换成左圆偏振光和右圆偏振光，并对应传送到该偏光眼镜4的左圆偏振片和右圆偏振片。
在工作状态下，由该显示器2出射的是相同方向的线性偏振光，经过该TN-LCD 30时，通过该左眼偏振区的线性偏振光产生λ/2的位相差，通过该右眼偏振区的线性偏振光的位相差为0λ，从而形成奇数行和偶数行互相垂直的两个方向的线性偏振光。接下来，该两个方向的线性偏振光分别被该λ/4波片转换成左圆偏振光和右圆偏振光，并对应传送到该偏光眼镜4的左圆偏振片和右圆偏振片，从而通过该偏光眼镜4实现左右眼的图像分离，观看到立体显示效果。
综上所述，本发明立体显示装置1将该遮光区305设置在该左眼偏振区和右眼偏振区的交界处，可以阻止产生图像串扰的光线通过到达该偏光眼镜4，所以该立体显示装置1的立体显示效果较好。而且，该遮光区305是在该TN-LCD 30的条状显示电极300完成刻蚀工序后，在其表面旋涂均匀的遮光材料薄层，再经过光刻工序刻蚀所形成，其制作工艺简单，步骤较少，不需要额外的制作设备，因此具有较低的成本。
以上仅为本发明的优选实施案例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种立体显示装置，其可以通过偏光眼镜观看到立体显示效果，该立体显示装置包括显示器和位相过滤器，该位相过滤器位于该显示器与该偏光眼镜之间，其特征在于：该位相过滤器包括TN-LCD，该立体显示装置进一步包括λ/4波片，该λ/4波片位于该TN-LCD和该偏光眼镜之间，其中：该TN-LCD包括相邻的第一偏振区和第二偏振区，线性偏振光通过该第一偏振区后产生λ/2的位相差，线性偏振光通过该第二偏振区后位相差不变，线性偏振光通过该TN-LCD的该第一偏振区和该第二偏振区后，分别被该λ/4波片转换成左圆偏振光和右圆偏振光，该第一偏振区和第二偏振区的交界处包括遮光区，且该TN-LCD包括多个条状显示电极，该条状显示电极与该显示器的子像素分别对应，该条状显示电极满足关系式p/P=l/(l+d)，其中，p是该条状显示电极的宽度，P是该显示器的子像素的宽度，d是该显示器到该TN-LCD显示层的距离，l是该偏光眼镜到该TN-LCD的距离。
2.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于：该TN-LCD紧贴在该显示器的表面。
3.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于：该条状显示电极的间距相等，且该条状显示电极的宽度与相邻条状显示电极的间距相等。
4.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于：该偏光眼镜包括左圆偏振片和右圆偏振片，该左圆偏振光和该右圆偏振光对应传送到该偏光眼镜的左圆偏振片和右圆偏振片。
5.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于：该TN-LCD包括一对透明导电玻璃基板，其中一透明导电玻璃基板的条状显示电极的刻蚀工序完成后，在其表面旋涂均匀的遮光材料薄层，再经过光刻工序刻蚀形成该遮光区。
6.根据权利要求5所述的立体显示装置，其特征在于：该遮光区的材料为树脂类颜料分散型黑色光刻胶。
7.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于：该TN-LCD的电极连接到一驱动电路，该驱动电路给该TN-LCD施加方波电压，使经过该第一偏振区和该第二偏振区的线性偏振光分别产生λ/2位相差和0λ位相差。
8.一种立体显示装置，其可以通过偏光眼镜观看到立体显示效果，该立体显示装置包括显示器和位相过滤器，该位相过滤器位于该显示器与该偏光眼镜之间，其特征在于：该位相过滤器包括TN-LCD和λ/4波片，该λ/4波片位于该TN-LCD和该偏光眼镜之间，该TN-LCD包括多个等间距设置的条状显示电极，该多个条状显示电极和其间间隙将该TN-LCD分为间隔设置的多个第一偏振区和多个第二偏振区，线性偏振光通过该TN-LCD的该第一偏振区和该第二偏振区后，分别被该λ/4波片转换成左圆偏振光和右圆偏振光，且该多个第一偏振区和该多个第二偏振区的交界处分别包括遮光区，其中，该条状显示电极满足关系式p/P=l/(l+d)，其中，p是该条状显示电极的宽度，P是该显示器的子像素的宽度，d是该显示器到该TN-LCD显示层的距离，l是该偏光眼镜到该TN-LCD的距离。
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