CN102789061B - 视差挡板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种视差挡板及显示装置，涉及3D显示技术领域。该视差挡板包括：第一基板、第二基板、以及第一基板与第二基板之间填充的液晶，第一基板与液晶靠近的一侧上形成有多个平行且间隔设置的条状电极单元；第一基板与液晶靠近的一侧表面上设置有第一取向层，第二基板与所述第一基板相对的表面上设置有第二取向层，第一取向层取向方向与条状电极单元的延伸方向垂直，第二取向层取向方向与所述第一取向层取向方向相同或相反；条状电极单元加电后，条状电极单元上方区域内的液晶在平行于基板的面内旋转90度。本发明的视差挡板及包括该视差挡板显示装置与现有技术相比少了一层金属沉积，进而降低了成本。

Description

视差挡板及显示装置
技术领域
本发明涉及3D显示技术领域，尤其涉及一种视差挡板及显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展及人们对感官追求的提高，特别从2010年以来，3D显示技术引起人们的广泛关注。3D显示的根本原理就是视差产生立体，即使人的左眼看到左眼图像，右眼看到右眼图像。其中左右眼图像为有视差的一对立体图像对。当前的3D显示技术主要可以分为眼镜式和裸眼式。采用眼镜式时用户不可避免要佩戴眼镜，长时间观看会造成眼睛疲劳且会降低观看的舒适度。裸眼3D技术势必为未来3D显示技术的发展方向，而对显示面板进行改善的技术将是裸眼3D技术发展的重点。
视差挡板（parallax barrier）法为常用的裸眼3D显示技术，每个应用视差挡板法的裸眼3D显示装置由一系列的图1所示的3D单元构成，每个3D单元又包括一个显示单元1及其对应的一个视差挡板2。视差挡板2是由透明、遮光条纹周期性排列的光学器件。其显示原理如图2所示：
显示单元1被分为两部分，左斜条纹像素显示右眼图，右斜条纹像素显示左眼图，在显示单元1与观看者之间放置一个视差挡板2，视差挡板2的遮光区会为观看者的左眼遮挡右眼图，为右眼遮挡左眼图，使观看者通过透光区域，左眼只看到左眼图，右眼只看到右眼图，从而获得3D效果。
为了实现2D/3D切换，采用液晶快门狭缝光栅作为视差挡板是最常用的技术。液晶快门狭缝光栅一般采用TN模式（即液晶分子扭曲角度为90度的向列液晶的液晶模式）的液晶面板，加电时液晶快门狭缝光栅显示黑条，相邻的黑条之间可以透光，液晶快门狭缝光栅成为黑白条纹间隔的狭缝光栅，可以实现3D显示；不加电时液晶快门狭缝光栅整体透光，可以进行2D显示。图3为现有技术的液晶快门狭缝光栅的结构示意图。该液晶快门狭缝光栅包括上下两个基板以及两基板之间填充的液晶。其上基板的下表面设置间隔一定距离排列的透明电极2-1，下基板的上表面与透明电极2-1对应设置一整层透明电极2-2。如图4所示，上极板的下表面的图案如下：假设液晶快门狭缝光栅的遮光区域宽度为a，透光区域宽度为b，那么一般设计上基板上的透明电极2-1的宽度为a、间隔为b。
这种视差挡板在显示装置的制备过程中，需要在两个基板上分别沉积一次透明电极，共计2次，进行至少一次曝光、显影、刻蚀来形成如图4所示的图案，制备成本较高。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：提供一种制备成本较低的视差挡板及包括该视差挡板的显示装置。
（二）技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种视差挡板，该视差挡板包括：第一基板、第二基板、以及第一基板与第二基板之间填充的液晶，所述第一基板与液晶靠近的一侧上形成有多个平行且间隔设置的条状电极单元；所述第一基板与液晶靠近的一侧表面上设置有第一取向层，所述第二基板与所述第一基板相对的表面上设置有第二取向层，所述第一取向层取向方向与所述条状电极单元的延伸方向垂直，所述第二取向层取向方向与所述第一取向层取向方向相同或相反；所述条状电极单元加电后，所述条状电极单元上方区域内的液晶在平行于基板的面内旋转90度。
优选地，所述条状电极单元包括第一透明电极和第二透明电极，所述第一透明电极和所述第二透明电极同层设置。
优选地，所述条状电极单元包括第一透明电极和第二透明电极，所述第一透明电极和所述第二透明电极设置在不同层，且所述第一透明电极和所述第二透明电极之间设置有绝缘层。
优选地，所述第一透明电极为多条沿所述第一取向层取向方向延伸或沿与所述第一取向层取向方向呈预设角度的方向延伸的条状透明电极，且所述第一透明电极的任意相邻两个条状透明电极彼此连接；所述第二透明电极为多条沿所述第一取向层取向方向延伸或沿与所述第一取向层取向方向呈预设角度的方向延伸的条状透明电极，且所述第二透明电极的任意相邻两个条状透明电极彼此连接；所述第一透明电极的多条条状透明电极和所述第二透明电极的多条条状透明电极彼此平行且间隔设置；所述第一透明电极和所述第二透明电极的电压不同，且二者的电压差大于等于液晶旋转的阈值电压。
优选地，所述第一透明电极为多条沿所述第一取向层取向方向延伸或沿与所述第一取向层取向方向呈预设角度的方向延伸的条状透明电极，且所述第一透明电极的任意相邻两个条状透明电极彼此连接；所述第二透明电极为多条沿所述第一取向层取向方向延伸或沿与所述第一取向层取向方向呈预设角度的方向延伸的条状透明电极，且所述第二透明电极的任意相邻两个条状透明电极彼此连接，所述第一透明电极的每条条状透明电极分别位于相邻的两条所述第二透明电极的条状透明电极之间的间隙所对应的区域，所述第一透明电极和所述第二透明电极的电压不同，且二者的电压差大于等于液晶旋转的阈值电压；
优选地，所述第一透明电极位于所述第二透明电极的上方，所述第一透明电极为多条沿所述第一取向层取向方向延伸或沿与所述第一取向层取向方向呈预设角度的方向延伸的条状透明电极，且所述第一透明电极的任意相邻两个条状透明电极彼此连接；所述第二透明电极为板状电极，所述第一透明电极和所述第二透明电极的电压不同，且二者的电压差大于等于液晶旋转的阈值电压。
本发明还提供了一种显示装置，该装置包括上述视差挡板。
（三）有益效果
本发明的视差挡板及包括该视差挡板的显示装置由于仅在一个基板上形成透明电极，在其制备过程中，与现有技术相比少了一层金属沉积，进而降低了成本。
附图说明
图1为传统的应用视差挡板法的裸眼3D显示装置的结构示意图；
图2为图1所示的3D显示装置的原理示意图；
图3为现有的液晶快门狭缝光栅的结构示意图；
图4为图3所示的液晶快门狭缝光栅的上基板上的透明电极的图案；
图5为依照本发明一种实施方式的视差挡板的第一种基板的结构示意图；
图6为依照本发明一种实施方式的视差挡板的第二种基板的结构示意图；
图7为依照本发明另一种实施方式的视差挡板的第三种基板的结构示意图；
图8为依照本发明另一种实施方式的视差挡板的第四种基板的结构示意图；
图9为图7所示的基板不加电时的液晶排布示意图；
图10为图7所示的基板加电时的液晶排布示意图；
图11为依照本发明另一种实施方式的视差挡板的第五种基板的结构示意图
图12为图11所示的视差挡板的基板的剖视图。
具体实施方式
本发明提出的视差挡板及包括该视差挡板显示装置，结合附图及实施例详细说明如下。
依照本发明一种实施方式的视差挡板包括：第一基板、第二基板、以及第一基板与第二基板之间填充的液晶，第一基板与液晶靠近的一侧表面上形成有多个平行且间隔设置的条状电极单元，第一基板与液晶靠近的一侧表面上设置有第一取向层，所述第二取向层取向方向与所述第一取向层取向方向相同或相反第二基板与第一基板相对的表面上设置有第二取向层，其中，第一取向层取向方向与条状电极单元的延伸方向垂直，如图5-图8所示的，每隔设定距离b的长条区域A所示为一个长度为a的条状电极单元，则第一取向沿图7所示的箭头方向或者箭头方向的反方向进行取向，第二取向层与第一取向层的取向方向相同或相反。如图9和图10所示，条状电极单元加电后，条状电极单元上方区域内的液晶分子在平行于基板的面内旋转90度，其余部分的液晶分子不旋转，即可产生相应的如图4所示的明暗相间的条纹，从而进行3D显示；而不加电时液晶分子全部不发生旋转，从而进行2D显示，综上，实现了2D/3D显示之间的切换。
以平行于第一取向层的取向方向为第一方向，与第一方向垂直的方向为第二方向（工艺上，二者之间会有一定角度，并非严格要求垂直）。
为了实现上述效果，本发明的视差挡板可为：每个条状电极单元包括第一透明电极和第二透明电极，第一透明电极和第二透明电极同层设置。第一透明电极为多条沿第一取向方向（如图5所示）或沿与第一取向方向呈预设角度的方向延伸（如图6所示）的条状透明电极3-1，且第一透明电极的任意相邻两个条状透明电极彼此连接。第二透明电极为多条沿第一取向方向延伸（如图5所示）或沿与第一取向方向呈预设角度的方向延伸（如图6所示）的条状透明电极3-2，且第二透明电极的任意相邻两个条状透明电极彼此连接。第一透明电极的多条状透明电极3-1和第二透明电极的多条条状透明电极3-2彼此平行且间隔设置，如图5-图6中所示，在A区域所示的条状电极单元中，第奇数行（虚线框所示）的条状透明电极3-1构成第一透明电极，第偶数行（点线框所示）的条状透明电极3-2构成第二透明电极，多条状透明电极3-1和第二透明电极的多条条状透明电极3-2彼此平行且间隔设置，任意相邻的条状透明电极3-1通过连接线3-3彼此相连，任意相邻的条状透明电极3-2通过连接线3-4彼此相连，使得加电时，第一透明电极和第二透明电极的电压不同，且二者的电压差大于等于液晶旋转的阈值电压。任意两个相邻的条状电极单元之间间隔区域B，间隔的区域B内也可不设置电极或设置一整块透明电极，以保持区域B整体为同一电势，区域B所对应的液晶分子不发生旋转。
为了实现上述效果，本发明的视差挡板将上述的第一透明电极和第二透明电极设置在不同层，在第一透明电极和第二透明电极之间设置绝缘层，并使得第一透明电极的每条条状透明电极3-1分别位于相邻的两条第二透明电极的条状透明电极3-2之间的间隙所对应的区域，且保证第一透明电极的每条条状透明电极3-1与第二透明电极的条状透明电极3-2之间不重叠。
另外，对于条状透明电极之间的连接线（如图5-6中的连接线3-3和连接线3-4），可为金属导线的形式，也可为如图7-图8所示的，第一透明电极和第二透明电极均为梳齿状电极，因此，该连接线即为将梳齿连接在一起的梳齿柄，图7-图8中的B区域所示。
在图5-图8所示的本发明的视差挡板中，加电时A区域所对应的液晶分子会发生旋转，而B区域上电压处处相等，所以B区域对应的液晶分子不旋转，呈现出如图10所示的排布，从而形成如图4所示的明暗相间的遮光条纹和透光条纹。
如图11-图12所示，为了实现上述效果，本发明的视差挡板还可为：第一透明电极位于第二透明电极的上方，二者之间设置有绝缘层6，第一透明电极为多条沿第一取向层取向方向延伸或沿与第一取向层取向方向呈预设角度的方向延伸的条状透明电极5-1，且第一透明电极的任意相邻两个条状透明电极5-1通过连接线5-2彼此连接；第二透明电极为板状电极4-1，第一透明电极和第二透明电极的电压不同，且二者的电压差大于等于液晶旋转的阈值电压。
本发明还提供了一种包括上述视差挡板的可进行2D/3D切换的显示装置，尤指可进行2D/3D切换的裸眼3D装置。该装置包括上述视差挡板和显示面板，且视差挡板设置在显示面板的出光侧或者位于显示面板和背光之间,用于实现裸眼3D显示。
本发明中所述显示装置可以为液晶电视、液晶面板、OLED显示装置、等离子显示装置或者电子纸等显示装置。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (7)

1.一种视差挡板，包括：第一基板、第二基板、以及第一基板与第二基板之间填充的液晶，其特征在于，
所述第一基板与液晶靠近的一侧上形成有多个平行且间隔设置的条状电极单元；
所述第一基板与液晶靠近的一侧表面上设置有第一取向层，所述第二基板与所述第一基板相对的表面上设置有第二取向层，所述第一取向层取向方向与所述条状电极单元的延伸方向垂直，所述第二取向层取向方向与所述第一取向层取向方向相同或相反；
所述条状电极单元加电后，所述条状电极单元上方区域内的液晶在平行于基板的面内旋转90度。
2.如权利要求1所述的视差挡板，其特征在于，所述条状电极单元包括第一透明电极和第二透明电极，所述第一透明电极和所述第二透明电极同层设置。
3.如权利要求1所述的视差挡板，其特征在于，所述条状电极单元包括第一透明电极和第二透明电极，所述第一透明电极和所述第二透明电极设置在不同层，且所述第一透明电极和所述第二透明电极之间设置有绝缘层。
4.如权利要求2所述的视差挡板，其特征在于，所述第一透明电极为多条沿所述第一取向层取向方向延伸或沿与所述第一取向层取向方向呈预设角度的方向延伸的条状透明电极，且所述第一透明电极的任意相邻两个条状透明电极彼此连接；所述第二透明电极为多条沿所述第一取向层取向方向延伸或沿与所述第一取向层取向方向呈预设角度的方向延伸的条状透明电极，且所述第二透明电极的任意相邻两个条状透明电极彼此连接；所述第一透明电极的多条条状透明电极和所述第二透明电极的多条条状透明电极彼此平行且间隔设置；所述第一透明电极和所述第二透明电极的电压不同，且二者的电压差大于等于液晶旋转的阈值电压。
5.如权利要求3所述的视差挡板，其特征在于，所述第一透明电极为多条沿所述第一取向层取向方向延伸或沿与所述第一取向层取向方向呈预设角度的方向延伸的条状透明电极，且所述第一透明电极的任意相邻两个条状透明电极彼此连接；所述第二透明电极为多条沿所述第一取向层取向方向延伸或沿与所述第一取向层取向方向呈预设角度的方向延伸的条状透明电极，且所述第二透明电极的任意相邻两个条状透明电极彼此连接，所述第一透明电极的每条条状透明电极分别位于相邻的两条所述第二透明电极的条状透明电极之间的间隙所对应的区域，所述第一透明电极和所述第二透明电极的电压不同，且二者的电压差大于等于液晶旋转的阈值电压；
6.如权利要求3所述的视差挡板，其特征在于，所述第一透明电极位于所述第二透明电极的上方，所述第一透明电极为多条沿所述第一取向层取向方向延伸或沿与所述第一取向层取向方向呈预设角度的方向延伸的条状透明电极，且所述第一透明电极的任意相邻两个条状透明电极彼此连接；所述第二透明电极为板状电极，所述第一透明电极和所述第二透明电极的电压不同，且二者的电压差大于等于液晶旋转的阈值电压。
7.一种显示装置，其特征在于，该装置包括权利要求1-6任一项所述的视差挡板。
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