CN104049372A - 2d/3d可切换显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于显示技术领域，尤其涉及一种2D/3D可切换显示装置,包括显示面板和设于显示面板出光侧的液晶透镜，液晶透镜包括相对设置的第一基板与第二基板、以及设置于第一基板与第二基板之间的间隙子，还包括对间隙子的出光进行定向扩散的定向扩散器，定向扩散器安装在液晶透镜出光的一侧。由于定向扩散器安装在液晶透镜出光的一侧，对间隙子的出光进行定向扩散，扩散后的光线在人眼视场空间范围内会变得更加分散，消除2D/3D可切换显示装置显示时，因间隙子与液晶分子之间存在折射率差，导致人眼观看2D/3D可切换显示装置时，在间隙子处出现亮点或彩点的问题。

Description

2D/3D可切换显示装置

技术领域

本发明属于显示技术领域，尤其涉及一种2D/3D可切换显示装置。

背景技术

人类是通过右眼和左眼所看到的物体的细微差异来感知物体的深度，从而识别出立体图像的，这种差异被称为视差。立体显示技术就是通过人为的手段来制造人的左右眼的视差，给左、右眼分别送去有视差的两幅图像，使大脑在获取了左右眼看到的不同图像之后，产生观察真实三维物体的感觉。

随着人们对液晶材料认识的不断深入，采用液晶材料制成的液晶透镜具有广泛的应用，如应用于立体显示领域。图1为现有技术提供的2D/3D可切换显示装置结构示意图。2D/3D可切换显示装置包括显示面板1＇和设于显示面板1＇出光侧的液晶透镜2＇，显示面板1＇发出的光线经液晶透镜2＇分别进入观看者的左眼和右眼中，实现立体显示。液晶透镜2＇包括相对设置的第一基板21＇和第二基板22＇、设置在第一基板21＇与第二基板22＇之间包含有液晶分子23＇的液晶层、以及用于支撑液晶层厚度的间隙子24＇，间隙子24＇一般采用透明材质制成。第一基板21＇上设有多个间隔设置的第一电极25＇，第二基板22＇上设有第二电极。当2D/3D可切换显示装置用于3D显示时，第一基板21＇与第二基板22＇之间形成有阵列设置的液晶透镜单元，每个液晶透镜单元对应有两个第一电极25＇。因此，通过控制施加于各第一电极25＇上的第一驱动电压以及第二电极上的第二驱动电压，液晶透镜2＇的折射率分布会相应的改变，从而对显示面板1＇的出光进行控制，实现立体显示和2D/3D自由切换。当2D/3D可切换立体显示装置处于2D显示状态时，第一基板21＇与第二基板22＇之间不产生电场，液晶分子23＇不会发生偏转，显示面板1＇发出的光线经过间隙子24＇和间隙子24＇附近的液晶分子23＇时，此时，间隙子24＇的折射率与液晶分子23＇的折射率差较大，光线在间隙子24＇处发生折射，因此，当人眼观看液晶透镜2＇时，在间隙子24＇处出现亮点或彩点现象，影响观看者的观看效果和观看舒适度。

图2是现有技术提供的2D/3D可切换显示装置另一结构示意图。2D/3D可切换显示装置包括显示面板10＇和设于显示面板10＇出光侧的液晶透镜20＇，液晶透镜20＇包括：相对设置的第一基板210＇与第二基板220＇、设置于第一基板210＇与第二基板220＇之间的液晶分子230＇以及间隙子240＇，第一基板210＇上设有多个第一电极250＇，第二基板220＇上设有第二电极。当2D/3D可切换显示装置用于3D显示时，第一基板210＇与第二基板220＇之间形成有阵列设置的液晶透镜单元，每个液晶透镜单元对应有多个第一电极250＇。当2D/3D可切换立体显示器处于2D显示状态时，第一基板210＇与第二基板220＇之间不产生电场，液晶分子230＇不会发生偏转，显示面板10＇发出的光线经过间隙子240＇和间隙子240＇附近的液晶分子230＇时，此时，间隙子240＇的折射率与液晶分子230＇的折射率差较大，光线在间隙子240＇处发生折射，因此，当人眼观看液晶透镜20＇时，在间隙子240＇处出现亮点或彩点现象，影响观看者的观看效果和观看舒适度。

现有技术公开了一种立体显示装置，包括显示面板和液晶透镜光栅，显示面板包括多个像素单元以及设置在多个像素单元之间的黑矩阵，液晶透镜光栅包括间隙子，间隙子的位置对应于显示面板中黑矩阵的位置，在显示面板中设置黑矩阵，不仅影响显示面板的显示效果，而且黑矩阵未能完全覆盖间隙子，导致间隙子处仍然存在亮点现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种2D/3D可切换显示装置，旨在解决由现有技术的局限和缺点引起上述的一个或多个技术问题。

本发明是这样实现的，2D/3D可切换显示装置，包括显示面板和设于所述显示面板出光侧的液晶透镜，所述液晶透镜包括相对设置的第一基板与第二基板、以及设置于所述第一基板与所述第二基板之间的间隙子，还包括对所述间隙子的出光进行定向扩散的定向扩散器，所述定向扩散器安装在液晶透镜出光的一侧。

进一步地，所述定向扩散器与所述液晶透镜呈夹角设置，所述夹角的角度设定使得所述液晶透镜在3D显示时正常出光。

具体地，所述夹角为α，且60°≤α≤120°。

优选地，所述夹角α＝90°。

进一步地，所述定向扩散器包括具有折射率差异的第一折射层和包覆于所述第一折射层上的第二折射层，所述第一折射层上设有多个呈阵列排布的扩散单元。

进一步地，当所述2D/3D可切换显示装置处于3D显示时，所述第一基板与所述第二基板之间形成有多个结构相同并呈阵列设置的液晶透镜单元，所述液晶透镜单元在所述第二基板上的出光点在所述扩散单元的非焦点处。

进一步地，所述扩散单元的焦距为f，所述出光点与所述扩散单元之间的距离为l，且l≤0.5f或l＞2f。

进一步地，所述扩散单元的截面形状为三角形、弧形或矩形。

优选地，所述扩散单元的截面形状为半圆形，所述扩散单元的直径d小于所述液晶透镜单元的直径。

优选地，所述扩散单元的直径d为所述间隙子直径的1/3～2/3倍。

进一步地，所述定向扩散器的高度大于或等于所述扩散单元的高度。

优选地，所述定向扩散器的高度等于所述扩散单元的高度，所述扩散单元的高度 $h=f-\sqrt{f^2-{\left(\frac{d}{2}\right)}^2}.$

进一步地，所述第一折射层的折射率为N₁,所述第二折射层的折射率为N₂，所述第一折射层与所述第二折射层的折射率差Δn＝|N₁-N₂|≥0.1。

优选地，所述第一折射层为第一OCA光学胶或第一UV胶，所述第二折射层为第二OCA光学胶或第二UV胶。

优选地，所述第一OCA光学胶、所述第二OCA光学胶、所述第一UV胶、所述第二UV胶均包含有树脂。

本发明提供2D/3D可切换显示装置的有益效果在于：定向扩散器安装在液晶透镜出光的一侧，对间隙子的出光进行定向扩散，扩散后的光线在人眼视场空间范围内会变得更加分散，消除2D/3D可切换显示装置显示时，因间隙子与液晶分子之间存在折射率差，显示面板的出光经过间隙子时，发生折射，导致人眼观看2D/3D可切换显示装置时，在间隙子处出现亮点或彩点的问题，与现有技术相比，提升2D/3D可切换显示装置的观看效果和观看舒适度，且不会出现漏光现象。

附图说明

图1是现有技术提供的2D/3D可切换显示装置结构示意图；

图2是现有技术提供的2D/3D可切换显示装置另一结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的2D/3D可切换显示装置处于2D显示状态结构示意图；

图4是本发明实施例一提供的定向扩散器的光线传播路线示意图；

图5是本发明实施例一提供的定向扩散器与液晶透镜的安装角度示意图；

图6是本发明实施例一提供的定向扩散器结构示意图；

图7是本发明实施例一提供的定向扩散器又一结构示意图；

图8是本发明实施例一提供的定向扩散器又一结构示意图；

图9是本发明实施例一提供的定向扩散器又一结构示意图；

图10是本发明实施例一提供的第一折射层与第二折射层折射光线示意图；

图11是本发明实施例一提供的第一折射层与第二折射层折射光线又一示意图；

图12是本发明实施例一提供的2D/3D可切换显示装置处于3D显示状态结构示意图；

图13是本发明实施例二提供的2D/3D可切换显示装置处于2D显示状态结构示意图；

图14是本发明实施例二提供的2D/3D可切换显示装置处于3D显示状态结构示意图；

图15是本发明实施例三提供的2D/3D可切换显示装置处于2D显示状态结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图3至图6所示，本发明实施例提供一种2D/3D可切换显示装置，包括：显示面板1、液晶透镜2和定向扩散器3。液晶透镜2包括相对设置的第一基板21与第二基板22，第一基板21与第二基板22之间设置液晶分子23和间隙子24，第一基板21上设有多个第一电极25，第二基板22上设有第二电极(图中未示出)。本实施提供的液晶透镜2在3D显示时，第一基板21与第二基板22之间形成阵列排布的液晶透镜单元(图中未示出)，每个液晶透镜单元对应有相邻的两个第一电极25。

如图3至图6所示，定向扩散器3安装在液晶透镜2出光的一侧，定向扩散器3对间隙子24的出光进行定向扩散，间隙子24的出光进入定向扩散器3时会进一步扩散，扩散后的光线在人眼视场空间范围内会变得更加分散，进而提高2D/3D可切换显示装置在2D或3D显示状态下的观看效果和观看舒适度。

对于多视点、大尺寸的三维显示，液晶透镜2的周期非常大，由于液晶透镜2的双折射率比较小(一般小于0.5)，因此，液晶层需要很大的盒厚才能得到等效的透镜焦距，如，对于一个九视点的52寸的全高清的三维显示，盒厚要大于100微米，而间隙子24是用于控制液晶透镜2的盒厚，因此，在大盒厚的液晶透镜2中，间隙子24的尺寸较大，因此，在观看大盒厚的液晶透镜2时，间隙子24的亮点更为明显，本实施例提供的定向扩散器3对间隙子24的出光进行定向扩散，扩散后的光线在人眼视场空间范围内会变得更加分散，进而提高2D/3D可切换显示装置在2D或3D显示状态下的观看效果和观看舒适度。

本实施例提供的定向扩散器3结构简单，装配时，操作人员将定向扩散器3放置于液晶透镜2上，易于安装。可以在第二基板22的表面涂设一层工业胶，工业胶将定向扩散器3固定于第二基板22上。在涂设工业胶时，应保证定向扩散器3的焦距大于或小于工业胶层的厚度，这样，保证液晶透镜2的出光位置不在定向扩散器3的焦点上，定向扩散器3对间隙子24的出光扩散，这样才能消弱间隙子24处出现亮点或彩点的现象。当然，也可以采用其他安装方式，将定向扩散器3安装在液晶透镜2的出光侧。

本实施例提供的定向扩散器3可以是具有定向扩散功能的扩散片/板、光学扩散膜、透镜片、导光片/板、分光棱镜或其他光学器件，选择范围宽泛，容易获取，且产品成本较低。在现有的2D/3D可切换显示装置增加定向扩散器3，不仅改善2D/3D可切换显示装置的观看效果，而且也不会导致2D/3D可切换显示装置的制造成本激增，提高2D/3D可切换显示装置产品市场竞争力。当然，定向扩散器3也可以采用液晶透镜，通过调节定向扩散器3的可变焦距，实现对间隙子24的出光进行定向扩散。

当然，对液晶透镜2内设置均匀喷洒的间隙子2，可以将定向扩散器3的结构简化为，定向扩散器3与间隙子24相对应的位置处设有光扩散结构，其余可以采用与第二基板22折射率相同的材质制成，即光扩散结构仅对间隙子24的出光进行定向扩散，液晶透镜2的出光在经过定向扩散器3的其他位置时，不会发生光的扩散，直接进入观看者的眼中，定向扩散器3不仅弱化间隙子24处出现亮点问题，而且结构更加简单。

作为上述实施例的进一步改进，如图3与图5所示，定向扩散器3与液晶透镜2呈夹角设置，夹角的角度设定使得液晶透镜2在3D显示时正常出光。定向扩散器3在一定夹角范围内，都可以对液晶透镜2发出的光都可以进行定向扩散，同时，夹角角度的设定应确保2D-3D可切换显示装置处于3D显示状态时，液晶透镜2可以正常出光，定向扩散器3的出光不会影响3D观看效果。

作为上述实施例的进一步实施方式，如图3与图5所示，液晶透镜2与定向扩散器3之间的夹角为α，且60°≤α≤120°。定向扩散器3在一定角度范围内，都可以对液晶透镜2发出的光都可以进行定向扩散，夹角α角度的设定应确保2D/3D可切换显示装置处于3D显示状态时，可以显示正常的3D图像，定向扩散器3不会影响3D观看效果。显示面板1提供左右眼视图，定向扩散器3放置在液晶透镜2上，并与液晶透镜2呈夹角设置。即液晶透镜2发出的光线进入定向扩散器3，定向扩散器3对光线进行折射，折射后的光线仍然在左右图各自的视区范围内，进入人眼后，仍是标准的左右视图，确保进入人眼后可以形成立体图像。

作为上述实施例的优选实施方式，如图3与图5所示，当定向扩散器3与液晶透镜2之间的夹角α＝90°，即定向扩散器3的扩散方向与液晶透镜2的出光方向呈垂直，此时，定向扩散器3对液晶透镜2的出光定向扩散，确保定向扩散器3不会影响2D/3D可切换显示装置在3D显示状态下的观看效果。

作为上述实施例的进一步改进，如图3、图4与图6所示，定向扩散器3包括具有折射率差异的第一折射层31和第二折射层32，第二折射层32包覆于第一折射层31上，第一折射层31上设有多个阵列排布的扩散单元311，定向扩散器3的高度大于或等于扩散单元311的高度。由于第一折射层31与第二折射层32的折射率不同，因此，间隙子24发出的光经过第二基板22进入定向扩散器3中，光线在扩散单元311的边界处发生一次光的折射，光线由定向扩散器3射入空气中，在第二折射层32的边界处发生再次光的折射，即光线在定向扩散器3中，经过两次折射后才进入观看者的眼中，因此，定向扩散器3对光进一步扩散，扩散后的光在整个视场空间范围内会变得更加分散，观看者看到的因液晶分子23与间隙子24折射率不同产生的亮点现象，得到很好的改善。光线进入第一折射层31时，由于扩散单元311呈阵列排布，经扩散单元311折射后的光线出光更加均匀。如图6所示，定向扩散器3的高度等于扩散单元311的高度时，光线在扩散单元311的最高点处只进行一次光的折射，提高液晶透镜2的出光率。如图7所示，定向扩散器3a包括第一折射层31a和第二折射层32a，第一折射层31a包括呈阵列排布的扩散单元311a，当定向扩散器3a的高度大于扩散单元311a的高度时，光线进入扩散单元311a，在扩散单元311a的边界处发生光的折射，折射后的光线进入第二折射层32a中，在第二折射层32a的边界处再一次发生光的折射。如图3所示，由于定向扩散器用于2D/3D可切换显示装置中，应确保定向扩散器3的高度适中，若定向扩散器3的高度过高，则会降低液晶透镜2的出光率，带来不利的影响。经试验证实，定向扩散器3的高度可以比扩散单元311的高度高出15～80mm，不仅消除间隙子24的亮点问题，而且不会影响液晶透镜2的出光。

作为上述实施例的进一步改进，如图3、图4与图6所示，当2D/3D可切换显示装置处于3D显示时，第一基板21与第二基板22之间形成多个结构相同并呈阵列设置的液晶透镜单元(图中未示出)，液晶透镜单元在第二基板22上的出光点A在扩散单元311的非焦点处。这样，液晶透镜单元发出的光经扩散单元311折射后，呈扩散状，扩散后的光在整个视场空间范围内会变得更加分散，观看者在观看2D/3D可切换立体显示装置时，弱化间隙子24处产生的亮点或彩点现象。具体地，定向扩散器3中的扩散单元311对光线进行折射，设置扩散单元311的焦距，使得液晶透镜单元在第二基板22上的出光点A在扩散单元311的非焦点处，这样，间隙子24发出的光经扩散单元311折射后，呈扩散状，扩散后的光在整个视场空间范围内会变得更加分散，观看者在观看2D/3D可切换显示装置时，弱化间隙子24处产生的亮点或彩点现象。

图4仅为本实施例光路传播路线示意图，图中出光点A与扩散单元311之间的距离并不代表实际距离。

作为上述实施例的优选实施方式，如图3、图4与图6所示，扩散单元311的焦距为f，出光点A与扩散单元311之间的距离为l，且l≤0.5f或l＞2f，由于2D/3D可切换显示装置对液晶透镜2的出光率的要求，扩散单元311的焦距不易太大，又由于定向扩散器3可以采用工业用胶固定安装在液晶透镜2上，扩散单元311的焦距f应大于或小于第二基板22与第一折射层31之间的距离，即扩散单元311的焦距f大于或小于胶层的厚度，确保液晶透镜2出光点A不在扩散单元311的焦点上，这样，液晶透镜2发出的光线进入定向扩散器3中，进一步扩散，扩散后的光线更加分散。

作为上述实施例的进一步实施方式，扩散单元311可以是凹透镜，也可以是凸透镜，定向扩散器3为两种折射率不同的透镜组合。如图6所示，扩散单元311的截面形状为弧形，间隙子24的出光进入定向扩散器3中，光线在扩散单元311的边界处进行折射。或者，如图3与图8所示，液晶透镜2的出光进入定向扩散器3b中，定向扩散器3b包括第一折射层31b和第二折射层32b，第一折射层31b包括呈阵列排布的扩散单元311b，扩散单元311b的截面形状为三角形，光线在扩散单元311b的边界处进行折射。或者，如图3与图9所示，液晶透镜2的出光进入定向扩散器3c中，定向扩散器3c包括第一折射层31c和第二折射层32c，第一折射层31c包括呈阵列排布的扩散单元311c，扩散单元311c的截面形状为三角形，光线在扩散单元311c的边界处进行折射。。当然，扩散单元311的截面形状也可以为其他规则或不规则形状，实现对光具有折射作用的扩散单元311都属于本发明的保护范围之内，应当毫无异议的确定，本实施例提供的扩散单元311截面形状，只适用于举例说明，规则的透镜更加容易加工。

作为上述实施例的优选实施方式，如图3与图6所示，扩散单元311的截面为半圆形，扩散单元311的形状规则，便于加工，且降低制造成本。同时，扩散单元311的直径d小于液晶透镜单元的直径，这样，每个液晶透镜单元可以对应有多个扩散单元311，扩散单元311对光线进行折射，折射后的光线在视场空间范围内变得更加分散，进一步消弱间隙子24处的亮点现象。

作为上述实施例的优选实施方式，如图3与图6所示，扩散单元311的直径d为间隙子24直径的1/3～2/3倍，2D/3D可切换显示装置在2D显示时，显示面板1发出的光线经过间隙子24时，由于在2D显示状态下，间隙子24与液晶分子23存在有折射率差，因此，光线经过间隙子24和液晶分子23时，在液晶透镜2内会发生光的折射，间隙子24的出光在扩散单元311处发生进一步折射，以减弱间隙子24的亮点现象，扩散单元311的直径d小于间隙子24直径。

作为上述实施例的进一步实施方式，如图6所示，定向扩散器3的高度等于扩散单元311的高度，扩散单元311的高度以扩散单元311的截面为半圆形为例，扩散单元311的高度h是由扩散单元311的焦距f和直径d决定，根据几何关系，获得扩散单元311的高度h，根据高度h，焦距f和直径d可以加工生成扩散单元311，扩散单元311结构简单，易于制造。

作为上述实施例的进一步实施方式，如图3与图6所示，第一折射层31的折射率为N₁,第二折射层32的折射率为N₂，第一折射层31与第二折射层32的折射率差Δn＝|N₁-N₂|≥0.1。目前，选用的折射率有n＝1.46、1.51、1.59、1.60。如图3与图10所示，选取第一折射层31＇的折射率N₁为1.59，第二折射层32＇的折射率N₂为1.60，获得第一折射层31＇与第二折射层32＇对液晶透镜2出光的折射光线示意图。如图3与图11所示，选取第一折射层31的折射率N₁为1.46，第二折射层32的折射率N₂为1.60，获得第一折射层31与第二折射层32对液晶透镜2出光的折射光线示意图。对两幅折射光线示意图，可以毫无异议的得出，第一折射层31与第二折射层32的折射率差Δn越大，定向扩散器3对光的扩散作用越好，折射后的光线在视场空间范围内变得更加分散，进一步消弱间隙子24处的亮点现象。

作为上述实施例的进一步实施方式，如图3与图6所示，第一折射层31为第一OCA光学胶或第一UV胶，第二折射层32为第二UV胶或第二OCA光学胶。制作定向扩散器时，备选方案有第一折射层31为第一OCA光学胶，第二折射层32为与第一折射层31折射率不同的第二OCA光学胶或第二UV胶，或者，第一折射层31为第一UV胶，第二折射层32为与第一折射层31折射率不同的第二OCA光学胶或第二UV胶，为保证定向扩散器3固定安装在液晶透镜2上，在定向扩散器与液晶透镜2之间涂设有工业用胶，即通过胶层固定定向扩散器，由于OCA胶、UV胶具有很好的粘合性，粘接更加牢固，且不会影响液晶透镜2的出光。

OCA(Optically Clear Adhesive)用于胶结透明光学元件(如镜头等)的特种粘胶剂。要求具有无色透明、光透过率在90％以上、胶结强度良好，可在室温或中温下固化，且有固化收缩小等特点。

UV胶又称无影胶、光敏胶、紫外光固化胶，它是指必须通过紫外线光照射才能固化的一类胶粘剂，它可以作为粘接剂使用，也可作为油漆、涂料、油墨等的胶料使用。UV胶固化原理是UV固化材料中的光引发剂(或光敏剂)在紫外线的照射下吸收紫外光后产生活性自由基或阳离子，引发单体聚合、交联和接支化学反应，使粘合剂在数秒钟内由液态转化为固态。

作为上述实施例的进一步实施方式，如图3所示，第一OCA光学胶、第二OCA光学胶、第一UV胶、第二UV胶均包含有树脂。树脂作为常用的化学制品，取材容易，且树脂易于与第二基板22贴合，操作更加方便。

在本实施例中，第一OCA光学胶、第二OCA光学胶、第一UV胶、第二UV胶的主体都为树脂，第一OCA光学胶、第二OCA光学胶的主体可以是丙烯酸型树脂及不饱和聚酯、聚氨酯、环氧树脂，选用时，第一OCA光学胶的主体为不饱和聚酯，第二OCA光学胶的主体为聚氨酯，第一OCA胶与第二OCA胶的成分不同，因此，第一OCA胶与第二OCA胶的折射率不同。同样的，第一UV胶、第二UV胶的主体以环氧(甲基)丙烯酸酯最为理想，当然也可选用聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、有机硅(甲基)丙烯酸酯。选用时，第一UV胶的主体为环氧(甲基)丙烯酸酯，第二UV胶的主体为聚氨酯(甲基)丙烯酸酯，第一UV胶与第二UV胶的成分不同，因此，第一UV胶与第二UV胶的折射率不同。且通过改变第一OCA光学胶、第二OCA光学胶、第一UV胶、第二UV胶的成分组成，确保第一OCA光学胶、第二OCA光学胶、第一UV胶、第二UV胶彼此之间的折射率都不相同，具有折射率差。

如图12所示，本实施例提供的2D/3D可切换显示装置处于3D显示，对第一电极25B施加第一驱动电压，第二电极施加第二驱动电压，第一驱动电压与第二驱动电压之间形成第一电势差，第一电势差在第一基板21B和第二基板22B之间形成第一电场，第一电场驱动液晶分子23B发生偏转，液晶分子23B的折射率接近于间隙子24B的折射率，间隙子24B亮点现象较为微弱，光线经过液晶分子23B和间隙子24B时，仍然会发生光的折射，导致人眼观看2D/3D可切换显示装置时，在间隙子24B处出现亮点的问题。在液晶透镜2B的出光侧放置定向扩散器3B，增设的定向扩散器3B更进一步弱化或消除间隙子24B亮点现象，提升观看舒适度和观看效果。消弱人眼观看到的因光线的折射造成的在间隙子24B处出现亮点或彩点的问题。显示面板1B提供左右眼视图，定向扩散器3B放置在液晶透镜2B上，并与液晶透镜2B呈夹角设置。即液晶透镜2B发出的光线进入定向扩散器3B中，定向扩散器3对光线进行折射，折射后的光线仍然在左右图各自的视区范围内，进入人眼后，仍是标准的左右视图，确保进入人眼后可以形成立体图像。

实施例二

如图13所示，本实施例提供的2D/3D可切换显示装置，包括显示面板10、液晶透镜20和定向扩散器30。液晶透镜20包括相对设置的第一基板210与第二基板220，第一基板210与第二基板220之间设置液晶分子230和间隙子240，第一基板210上设有多个第一电极250，第二基板220上设有第二电极(图中未示出)。本实施例提供的2D/3D可切换显示装置与实施一提供的2D/3D可切换显示装置不同之处在于，当2D/3D可切换显示装置用于3D显示时，第一基板210与第二基板220之间形成有阵列设置的液晶透镜单元，每个液晶透镜单元对应有多个第一电极250。定向扩散器30对间隙子240的出光进行定向扩散，间隙子240的出光进入定向扩散器30时会进一步扩散，扩散后的光线在人眼视场空间范围内会变得更加分散，进而提高2D/3D可切换显示装置在2D或3D显示状态下的观看效果和观看舒适度。

定向扩散器30与液晶透镜20呈夹角设置，夹角的角度设定使得液晶透镜20在3D显示状态下正常出光。间隙子240的出光进入定向扩散器时会进一步扩散，人眼逆扩散后的光线观看，间隙子240的亮点区域会变得更加分散进而人眼无法察觉，这样有效地解决了人眼观看到的因光线的折射造成的在间隙子240处出现亮点或彩点的问题。2D-3D可切换显示装置在2D显示状态下，人眼在观看2D-3D可切换显示装置时获得很好的观看效果和观看舒适度。定向扩散器在一定夹角范围内，都可以对液晶透镜20发出的光都可以进行定向扩散，同时，夹角角度的设定应确保2D-3D可切换显示装置处于3D显示状态时，液晶透镜20可以正常出光，定向扩散器不会影响3D观看效果。

本实施例提供的定向扩散器不仅解决了现有的2D/3D可切换显示装置处于2D显示状态，液晶透镜20内的液晶分子230和间隙子240存在折射率差，显示面板10发出的光线经过间隙子240时产生折射，导致人眼观看液晶透镜20，在间隙子240处存在亮点或彩点，影响观看效果的问题，同时定向扩散器对液晶透镜20发出的光进行定向扩散，不会影响2D/3D可切换显示装置在3D显示状态下的显示效果。

如图14所示，本实施例提供的2D/3D可切换显示装置处于3D显示状态，对各第一电极250B施加第三驱动电压，第二电极施加第四驱动电压，第三驱动电压与第四栋电压之间形成第二电势差，第二电势差在第一基板210B和第二基板220B之间产生第二电场，第二电场驱动液晶分子230B发生偏转，液晶分子230B的折射率接近于间隙子240B的折射率，此时，间隙子240B亮点现象较为微弱，光线经过液晶分子230B和间隙子240B时，仍然会发生光的折射，导致人眼观看2D/3D可切换显示装置时，在间隙子240B处出现亮点的问题。在液晶透镜20B的出光侧放置定向扩散器30B，增设的定向扩散器30B更进一步弱化或消除间隙子240B亮点现象，提升观看舒适度和观看效果。消弱人眼观看到的因光线的折射造成的在间隙子240B处出现亮点或彩点的问题。显示面板10B提供左右眼视图，定向扩散器30B放置在液晶透镜20B上，并与液晶透镜20B呈夹角设置。即液晶透镜20B发出的光线进入定向扩散器30B中，定向扩散器30B对光线进行定向扩散，折射后的光线进入人眼后，仍是标准的左右视图，确保进入人眼后可以形成立体图像。

实施例三

如图15所示，本实施例提供的2D/3D可切换显示装置和实施例二提供2D/3D可切换显示装置的结构基本相同，2D/3D可切换显示装置，包括：显示面板10C和液晶透镜20C，液晶透镜20C设置于显示面板10C的出光侧。液晶透镜20C包括相对设置的第一基板210C与第二基板220C，第二基板220C设置于第一基板210C的上方，第一基板210C与第二基板220C之间设有液晶分子230C和间隙子240C。第一基板210C上设有多个第一电极250C，任意相邻两个第一电极250C之间均间隔一定距离，第二基板上设有第二电极(图中未示出)。本实施例提供的2D/3D可切换显示装置还包括控制模块(图中未示出)，当2D/3D可切换显示装置处于2D显示时，控制模块控制施加多个第一电极250C和第二电极之间的第三电势差，第三电势差产生电场强度相等的第三电场(图中未示出)，第三电场驱动液晶分子230C发生偏转，使得液晶分子230C的折射率与间隙子240C的折射率之间的折射率差在预设范围内，满足预设范围的条件是间隙子240C的折射率与液晶分子230C折射率之间的折射率差小于0.1，此时液晶分子230C的折射率接近于间隙子240C的折射率。在定向扩散器30C对液晶透镜2C出光定向扩散的基础上，控制模块进一步地减弱间隙子24处的亮点现象。

当显示面板10C发出的光线经过液晶分子230C和间隙子240C时，不会产生光的折射，解决了现有的2D/3D可切换显示装置处于2D显示时，因液晶分子230C与间隙子240C的折射率不同，光线在经过液晶分子230C和间隙子240C时发生折射，造成人眼观看2D/3D可切换显示装置时，在间隙子240C处出现亮点的问题。同时，相对于现有技术采用黑矩阵的方法，本发明实施例提供的控制模块，控制各第一电极250C与第二电极之间的电势差，在电势差的作用下，液晶分子230C的折射率接近于间隙子240C的折射率，消除液晶分子230C与间隙子240C的折射率差，不会影响2D/3D可切换显示装置的显示效果，且不会出现漏光的现象。

在本实施中的预设范围，是指根据间隙子240C的实际折射率与液晶分子230C折射率之间的折射率差小于0.1的范围内，通过第三电场驱动液晶分子230C发生偏转，使得液晶分子230C的折射率接近于间隙子240C的折射率，解决了2D/3D可切换显示装置在2D显示时，由于液晶分子230C的折射率与间隙子240C的折射率之间的折射率差，间隙子240C处出现亮点或彩点现象，影响2D/3D可切换显示装置的观看效果。

作为上述实施例的进一步改进，如图15所示，本发明实施例提供的2D/3D可切换显示装置，第一电势差大于液晶分子230C的阈值电压v_th。第一电势差产生第三电场，液晶分子230C在第三电场的作用下发生偏转，此时，液晶分子230C与间隙子240C之间的折射率差较小，在预设范围内，因此，显示面板10C发出的光线在经过间隙子240C时，不会发生折射，消除了2D-3D可切换立体显示装置处于2D显示状态时，由于液晶分子230C与间隙子240C之间存在折射率差，光线经过间隙子240C时发生光的折射，导致人眼观看2D-3D可切换立体显示装置时，在间隙子240C处出现亮点的问题。

作为上述实施例的进一步改进，如图15所示，液晶分子230C的阈值电压为v_th，电势差为u₀,且1.5v_th≤u₀≤4v_th。在常温状态下，液晶分子230C的阈值电压v_th在2.6v左右，电势差u₀大于液晶分子230C的阈值电压v_th，确保液晶透镜20C中的所有液晶分子230C在第三电场的作用下，液晶分子230C的折射率都为常光折射率n_o，由于间隙子240C的折射率接近于液晶分子230C的常光折射率n_o，不仅解决了液晶分子230C与间隙子240C因折射率差，在间隙子240C处出现亮点的问题，，同时不会影响2D/3D可切换显示装置在3D显示状态下的显示效果。

在具体实施时，可以将电势差u₀设置为3.5v≤u₀≤8v，电势差u₀大于液晶分子230C的阈值电压v_th，使得液晶分子230C在第三电场的作用下，液晶分子230C发生偏转，此时，液晶分子230C的折射率与间隙子240C的折射率在预设范围内，显示面板10C发出的光经过液晶透镜20C时，消除间隙子240C处亮点的现象。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.2D/3D可切换显示装置，包括显示面板和设于所述显示面板出光侧的液晶透镜，所述液晶透镜包括相对设置的第一基板与第二基板、以及设置于所述第一基板与所述第二基板之间的间隙子，其特征在于：还包括对所述间隙子的出光进行定向扩散的定向扩散器，所述定向扩散器安装在液晶透镜出光的一侧。

2.如权利要求1所述的2D/3D可切换显示装置，其特征在于：所述定向扩散器与所述液晶透镜呈夹角设置，所述夹角的角度设定使得所述液晶透镜在3D显示时正常出光。

3.如权利要求2所述的2D/3D可切换显示装置，其特征在于：所述夹角为α，且60°≤α≤120°。

4.如权利要求3所述的2D/3D可切换显示装置，其特征在于：所述夹角α＝90°。

5.如权利要求1至4中任一项所述的2D/3D可切换显示装置，其特征在于：所述定向扩散器包括具有折射率差异的第一折射层和包覆于所述第一折射层上的第二折射层，所述第一折射层上设有多个呈阵列排布的扩散单元。

6.如权利要求5所述的2D/3D可切换显示装置，其特征在于：当所述2D/3D可切换显示装置处于3D显示时，第一基板与所述第二基板之间形成有多个结构相同并呈阵列设置的液晶透镜单元，所述液晶透镜单元在所述第二基板上的出光点在所述扩散单元的非焦点处。

7.如权利要求6所述的2D/3D可切换显示装置，其特征在于：所述扩散单元的焦距为f，所述出光点与所述扩散单元之间的距离为l，且l≤0.5f或l＞2f。

8.如权利要求7所述的2D/3D可切换显示装置，其特征在于：所述扩散单元的截面形状为三角形、弧形或矩形。

9.如权利要求8所述的2D/3D可切换显示装置，其特征在于：所述扩散单元的截面形状为半圆形，所述扩散单元的直径d小于所述液晶透镜单元的直径。

10.如权利要求9所述的2D/3D可切换显示装置，其特征在于：所述扩散单元的直径d为所述间隙子直径的13～23倍。

11.如权利要求9或10所述的2D/3D可切换显示装置，其特征在于：所述定向扩散器的高度大于或等于所述扩散单元的高度。

12.如权利要求11所述的2D/3D可切换显示装置，其特征在于：所述定向扩散器的高度等于所述扩散单元的高度，所述扩散单元的高度 $h=f-\sqrt{f^2-{\left(\frac{d}{2}\right)}^2}.$

13.如权利要求5所述的2D/3D可切换显示装置，其特征在于：所述第一折射层的折射率为N₁,所述第二折射层的折射率为N₂，所述第一折射层与所述第二折射层的折射率差Δn＝|N₁-N₂|≥0.1。

14.如权利要求13所述的2D/3D可切换显示装置，其特征在于：所述第一折射层为第一OCA光学胶或第一UV胶，所述第二折射层为第二OCA光学胶或第二UV胶。

15.如权利要求14所述的2D/3D可切换显示装置，其特征在于：所述第一OCA光学胶、所述第二OCA光学胶、所述第一UV胶、所述第二UV胶均包含有树脂。