CN102981321A - 一种液晶狭缝光栅, 立体显示装置以及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液晶狭缝光栅, 立体显示装置以及制作方法，包括上玻璃基板，下玻璃基板和ITO电极，所述ITO电极包括垂直方向ITO电极，所述ITO电极还包括水平方向条形电极，其中，所述上玻璃基板上设有垂直方向ITO电极和水平方向条形电极，该上玻璃基板上的水平方向条形电极至少2根；所述下玻璃基板上设有垂直方向ITO电极和水平方向条形电极，该下玻璃基板上的水平方向条形电极至少2根。水平方向实现电性导通，3D显示模式下不会出现的亮线，提高了液晶光栅的良率。

Description

一种液晶狭缝光栅, 立体显示装置以及制作方法

技术领域

本发明涉及一种液晶狭缝光栅, 立体显示装置以及制作方法。 

背景技术

基于视差的自由立体显示技术相比色分、光分与时分等头戴式三维显示而言，由于在客观上摆脱了立体眼镜等附属设备的束缚，提高了观看的舒适度及拓宽了应用领域而受到广泛关注。视差屏障(parallax barrier)技术作为自由立体显示技术的一种，为便于实现2D 与3D的兼容，无论是前置屏障还是后置屏障，液晶狭缝光栅都得到了广泛的应用。 

目前，液晶狭缝光栅搭配2D显示屏的裸眼3D显示技术实现了2D与3D的兼容，2D显示时液晶狭缝光栅上不施加电压具备高透过率，基本不影响2D显示屏亮度分辨率等特性； 3D显示时在液晶狭缝光栅上施加电压形成黑白相间的条纹，从而使人的左右眼观看到具备一定视差的图像；但是，目前液晶狭缝光栅的驱动电压较高，电极材料铟锡氧化物(ITO)导电玻璃的方块电阻值较大不利于驱动电压的降低；此外，液晶光栅不具备自修复的功能，一旦出现ITO电极图形的断路，施加电压时将出现明显的白色条纹，影响3D显示情况下的品质。 

现有技术如图1所示，100’，200’分别表示液晶狭缝光栅的上下玻璃基板，101’表示液晶狭缝光栅的ITO电极，102’表示液晶狭缝光栅的周边电极，103’处无ITO电极，玻璃基板200’的表面为整面的ITO，作为公用电极之用。 

如图2所示，左图为液晶狭缝光栅上下玻璃基板100’, 200’组立后的情况；右图为3D显示模式下在电极上施加电压后，借助贴附在液晶狭缝光栅上下玻璃基板100’, 200’外表面且偏振方向互相垂直的上下偏光片形成的黑白相间条纹(图中上下偏光片未画出)。 

综上所述，现有技术中存在如下技术问题： 

1.液晶狭缝光栅驱动电压较高的问题：目前，液晶狭缝光栅的驱动电压较高，一般约20V左右，对于较大尺寸的液晶狭缝光栅驱动电压将更高。 

2.液晶狭缝光栅面内电压分布不均的问题：由于铟锡氧化物(ITO)导电玻璃的方块电阻值较大，在液晶狭缝光栅内部不同区域的存在不同程度的压降，面内电压均一性分布较差，对于较大尺寸的液晶狭缝光栅讯号延迟(RC delay)更为严重； 

3.不能自动修复的问题：液晶狭缝光栅在经过曝光显影蚀刻等工艺后，如果出现ITO电极的断路，将影响制造的良率和3D显示模式下的画面品质。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种液晶狭缝光栅及其制作方法，解决上述技术问题。 

具体技术方案如下： 

一种液晶狭缝光栅，包括第一玻璃基板，第二玻璃基板和ITO电极，所述ITO电极包括第一方向ITO电极，所述ITO电极还包括第二方向条形电极，其中，所述第一玻璃基板上设有第一方向ITO电极和第二方向条形电极，该第一玻璃基板上的第二方向条形电极至少2根；所述第二玻璃基板上设有第一方向ITO电极和第二方向条形电极，该第二玻璃基板上的第二方向条形电极至少2根；所述第一玻璃基板上设有的第一方向ITO电极和第二方向条形电极形成网络结构，所述第二玻璃基板上设有的第一方向ITO电极和第二方向条形电极形成网络结构；所述上第二玻璃基板上沉积有金属层，形成液晶狭缝光栅周边的电极。 

进一步地，所述金属层选用金属铝。  

进一步地，金属沉积在上第二玻璃基板的非有效区域，在非有效显示区域，ITO沉积在金属层之上，形成双层结构。 

进一步地，第一玻璃基板上的第一方向ITO电极和第二方向条形电极交叉形成的网格空白处为无ITO电极区域；第二玻璃基板上的第一方向ITO电极和第二方向条形电极交叉形成的网格空白处为无ITO电极区域。 

进一步地，第一玻璃基板上第二方向条形电极与第二玻璃基板上第二方向条形电极成交错排列，在第一玻璃基板第二方向条形电极对应的第二玻璃基板位置无第二方向条形电极，在第二玻璃基板第二方向条形电极对应的第一玻璃基板位置无第二方向条形电极。 

进一步地，第一玻璃基板和第二玻璃基板之间设置液晶材料，第一玻璃基板上侧设置上偏光片，第二玻璃基板下侧设置下偏光片，上偏光片与下偏光片的偏振方向互相垂直，第一玻璃基板与液晶材料之间设置配向膜材料，第二玻璃基板与液晶材料之间设置配向膜材料，配向膜材料为聚酰亚胺。 

进一步地，所述第一玻璃基板为上玻璃基板，所述第二玻璃基板为下玻璃基板，所述第一方向为垂直方向，所述第二方向为水平方向。 

一种立体显示装置，包括2D显示面板和狭缝光栅，所述狭缝光栅采用如权利要求1-7中任一项所述的液晶狭缝光栅，其前置或后置于2D显示面板。 

进一步地，2D显示面板为LCD，PDP或LED。 

一种液晶狭缝光栅的制作方法，采用如下步骤： 

（1）在液晶狭缝光栅的上第二玻璃基板上沉积金属层，用来制作液晶狭缝光栅周边的电极； 

（2）在第一玻璃基板上形成第一方向ITO电极； 

（3）在第一玻璃基板第二方向形成条形ITO电极； 

（4）在第二玻璃基板上形成第一方向ITO电极； 

（5）在第二玻璃基板第二方向形成条形ITO电极，且第一玻璃基板上第二方向条形电极与第二玻璃基板上第二方向条形电极成交错排列； 

其中，在非有效显示区域，ITO沉积在金属层之上，形成双层结构；在3D模式下，当ITO上施加电压时，第二方向条形ITO电极位置不出现黑色条纹，第一方向形成黑白相间条纹。 

与目前现有技术相比，本发明 

1.ITO的网络结构实现液晶狭缝光栅电极的自修复功能；如图五所示，假设上玻璃基板100的ITO电极在1~1’,2~2’位置断路，或者下玻璃基板200的ITO电极在3~3’,4~4’位置断路，均可以通过水平方向的ITO电极如104或者204进行自动修复功能，由于可以水平方向实现电性导通，3D显示模式下不会出现的亮线，提高了液晶光栅的良率。 

2.ITO的网络结构使液晶狭缝光栅面内的电压分布更加均匀；现有技术只在垂直方向形成ITO电极，在水平方向增加ITO电极后形成网络结构，有助于改善面内电压分布均一性。 

3.由于在液晶狭缝光栅的周边沉积了一层金属，金属的方块电阻值相比ITO极小，有利于降低液晶狭缝光栅的驱动电压； 

4.在上下玻璃基板上沉积金属层，便于液晶光阀对位mark的制作，有助于提高液晶光阀组立时的精确度，提高显示品质和制程良率，便于批量生产。 

附图说明

图1为本发明液晶狭缝光栅上下基板。 

图2为本发明液晶狭缝光栅上下基板组立后。 

图3为狭缝光栅自由立体显示原理。 

图4为金属电极的形成。 

图5为ITO电极的形成。 

图6为液晶狭缝光栅上下玻璃基板组立后。 

图7为液晶狭缝光栅沿水平方向剖面图。 

具体实施方式

下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。 

现有技术如图1所示，100’，200’分别表示液晶狭缝光栅的上下玻璃基板，101’表示液晶狭缝光栅的ITO电极，102’表示液晶狭缝光栅的周边电极，103’处无ITO电极，玻璃基板200’的表面为整面的ITO，作为公用电极之用。 

如图2所示，左图为液晶狭缝光栅上下玻璃基板100’, 200’组立后的情况；右图为3D显示模式下在电极上施加电压后，借助贴附在液晶狭缝光栅上下玻璃基板100’, 200’外表面且偏振方向互相垂直的上下偏光片形成的黑白相间条纹(图中上下偏光片未画出)。 

参照图3，为狭缝光栅自由立体显示原理，通过在2D显示面板(如LCD，PDP，LED等)前置(或者后置)狭缝光栅，左眼只能看到左眼对应的影像，右眼则只能看到右眼对应的影像，由于左右眼同时观看到具有一定视差的影像而产生3D效果。若采用液晶狭缝光栅，在电极上施加电压时形成黑白相间的条纹即可观看3D影像，而不施加电压时液晶狭缝光栅不会产生黑色条纹，因此仍然观看到2D显示效果，在分辨率和亮度等方面基本上没有明显的影响，即通过液晶狭缝光栅可以实现2D与3D显示模式的兼容。 

参照图4-6，本发明的优选实施例如下： 

1). 金属电极的形成： 如图4所示，100为液晶狭缝光栅的上玻璃基板，200为液晶狭缝光栅的下玻璃基板。先在液晶狭缝光栅的上下玻璃基板上沉积金属层102/202，如金属铝，用于制作液晶狭缝光栅周边的电极，即非有效显示区域的图形。  

以金属铝为例，若膜厚为2000~3000埃左右，方块电阻约0.1Ω/□，ITO膜厚为1500埃时方块电阻约20~30Ω/□，因此两者膜厚相当时方块电阻值差异100倍以上，因此在液晶狭缝光栅非有效区域先沉积一层金属可以有效地降低狭缝光栅面内的压降，并降低液晶狭缝光栅的驱动电压。同时金属层可以制作液晶狭缝光栅上下玻璃基板位于四角 (或其中三个角)上的对位mark或者液晶狭缝光栅与2D显示屏贴合时的对位mark(图中十字形表示)，工艺兼容； 

2). ITO电极的形成：如图5所示，101是液晶狭缝光栅上玻璃基板100上形成的垂直方向ITO电极，103为无ITO电极区域，同时在水平方向形成104/105条形ITO电极，水平方向条形电极的数量至少2根；201是液晶狭缝光栅下玻璃基板200上形成的垂直方向ITO电极，203为无ITO电极区域，同时在水平方向形成204/205条形电极，水平方向条形电极的数量至少2根；在非有效显示区域，ITO沉积在金属层之上，形成双层结构。 

3). 液晶狭缝光栅上下玻璃基板组立后如图6所示。液晶狭缝光栅上玻璃基板100上水平方向的ITO电极如104，105与下玻璃基板200上水平方向的ITO电极如204，205成交错排列，即图六中从上到下依次形成104，204，105，205的排布。 

参照图7，是液晶狭缝光栅沿水平方向剖面图(图六中圆圈内水平方向剖面)。图中100 是液晶狭缝光栅上玻璃基板，200是下玻璃基板，左图中104,105表示上玻璃基板上形成的水平方向ITO电极，右图中204,205表示下玻璃基板上形成的水平方向ITO电极，1206,1207是配向膜材料，一般为聚酰亚胺。1211为液晶材料，1209为上偏光片，1210为下偏光片，其中1209与1210的偏振方向互相垂直。由此可以看出，在上玻璃基板100上水平方向ITO电极104,105对应的下玻璃基板位置，无水平方向的ITO电极；而在下玻璃基板200上水平方向ITO电极204,205对应的上玻璃基板位置，也无水平方向的ITO电极，因此都不形成平行板电容。在3D模式下，当ITO上施加电压时，水平方向104,204,105,205位置不会出现黑色条纹，而垂直方向形成黑白相间的条纹(如图2中右图所示效果)。 

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种液晶狭缝光栅，包括第一玻璃基板，第二玻璃基板和ITO电极，所述ITO电极包括第一方向ITO电极，

其特征在于，所述ITO电极还包括第二方向条形电极，其中，

所述第一玻璃基板上设有第一方向ITO电极和第二方向条形电极，该第一玻璃基板上的第二方向条形电极至少2根；

所述第二玻璃基板上设有第一方向ITO电极和第二方向条形电极，该第二玻璃基板上的第二方向条形电极至少2根；

所述第一玻璃基板上设有的第一方向ITO电极和第二方向条形电极形成网络结构，所述第二玻璃基板上设有的第一方向ITO电极和第二方向条形电极形成网络结构；

所述上第二玻璃基板上沉积有金属层，形成液晶狭缝光栅周边的电极。

2.如权利要求1所述的液晶狭缝光栅，其特征在于，所述金属层选用金属铝。

3.如权利要求2所述的液晶狭缝光栅，其特征在于，金属沉积在上第二玻璃基板的非有效区域，在非有效显示区域，ITO沉积在金属层之上，形成双层结构。

4.如权利要求1-3中任一项所述的液晶狭缝光栅，其特征在于，第一玻璃基板上的第一方向ITO电极和第二方向条形电极交叉形成的网格空白处为无ITO电极区域；第二玻璃基板上的第一方向ITO电极和第二方向条形电极交叉形成的网格空白处为无ITO电极区域。

5.如权利要求4所述的液晶狭缝光栅，其特征在于，第一玻璃基板上第二方向条形电极与第二玻璃基板上第二方向条形电极成交错排列，在第一玻璃基板第二方向条形电极对应的第二玻璃基板位置无第二方向条形电极，在第二玻璃基板第二方向条形电极对应的第一玻璃基板位置无第二方向条形电极。

6.如权利要求5所述的液晶狭缝光栅，其特征在于，第一玻璃基板和第二玻璃基板之间设置液晶材料，第一玻璃基板上侧设置上偏光片，第二玻璃基板下侧设置下偏光片，上偏光片与下偏光片的偏振方向互相垂直，第一玻璃基板与液晶材料之间设置配向膜材料，第二玻璃基板与液晶材料之间设置配向膜材料，配向膜材料为聚酰亚胺。

7.如权利要求1-3，5，6中任一项所述的液晶狭缝光栅，其特征在于，所述第一玻璃基板为上玻璃基板，所述第二玻璃基板为下玻璃基板，所述第一方向为垂直方向，所述第二方向为水平方向。

8.一种立体显示装置，其特征在于，包括2D显示面板和狭缝光栅，所述狭缝光栅采用如权利要求1-7中任一项所述的液晶狭缝光栅，其前置或后置于2D显示面板。

9.如权利要求8所述的立体显示装置，其特征在于，2D显示面板为LCD，PDP或LED。

10.一种液晶狭缝光栅的制作方法，其特征在于，采用如下步骤：

（1）在液晶狭缝光栅的上第二玻璃基板上沉积金属层，用来制作液晶狭缝光栅周边的电极；

（2）在第一玻璃基板上形成第一方向ITO电极；

（3）在第一玻璃基板第二方向形成条形ITO电极；

（4）在第二玻璃基板上形成第一方向ITO电极；

（5）在第二玻璃基板第二方向形成条形ITO电极，且第一玻璃基板上第二方向条形电极与第二玻璃基板上第二方向条形电极成交错排列；

其中，在非有效显示区域，ITO沉积在金属层之上，形成双层结构；在3D模式下，当ITO上施加电压时，第二方向条形ITO电极位置不出现黑色条纹，第一方向形成黑白相间条纹。

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