CN104786509B - 3d打印机及其投影装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于3D打印机的投影装置，所述投影装置包括光源和显示面板，所述显示面板用于显示待打印的图像，所述待打印的图像包括透光区和/或遮光区，所述光源发出的光能够穿过所述透光区，其中，所述光源发出的光穿过所述透光区后为非偏振光。本发明还提供一种3D打印机。本发明所提供的投影装置中，光源发出的光穿过显示面板的透光区后损耗很小，到达透明储液槽后的光线仍然具有较高的强度。本发明所提供的投影装置中，光源具有相对较低的功率即可发出为了使得可光聚合材料达到聚合所需要的光强度，因此，本发明所提供的投影装置功耗较低，从而整体降低了包括所述投影装置的打印机的功耗。

Description

3D打印机及其投影装置
技术领域
本发明涉及3D打印机领域，具体地，涉及一种用于3D打印机的投影装置和一种包括该投影装置的3D打印机。
背景技术
3D打印是新型快速成型制造技术，图1中所示的是一种常见的3D打印机。如图1中所示，3D打印机包括光源1、投影装置2、透明储液槽3和升降杆托板5，透明储液槽3中容纳有可光聚合材料4。
投影装置2为液晶屏，利用投影装置2可以显示待打印的图像。待打印的图像由透光区和不透光区组成。当投影装置2上显示了待打印图像后，光源1发出的光线穿过透光区照射升降杆托板5的底板与透明储液槽3的底壁之间的可光聚合材料4，并将其固化，进而在升降杆托板5的底板上形成与投影装置2上显示的图像一致的图形。逐层打印可以形成具有立体结构的产品。
但是，利用液晶屏作为投影装置的3D打印机的功耗较大，如何降低3D打印机的功耗成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于3D打印机的投影装置和一种包括该投影装置的3D打印机。所述3D打印机功耗较低。
为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种用于3D打印机的投影装置，所述投影装置包括光源和显示面板，所述显示面板用于显示待打印的图像，所述待打印的图像包括透光区和/或遮光区，所述光源发出的光能够穿过所述透光区，其中，所述光源发出的光穿过所述透光区后为非偏振光。
优选地，所述显示面板被划分为多个像素单元，每个所述像素单元内均设置有第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极之间设置有电致变色材料，当所述第一电极和所述第二电极之间形成电场时，所述电致变色材料变成黑色，当所述第一电极和所述第二电极之间无电场形成时，所述电致变色材料是透明的。
优选地，所述显示面板被划分为多个像素单元，每个所述像素单元均由四个侧壁和位于四个侧壁上下两端的顶壁和底壁限定，所述顶壁和所述底壁均由透明材料形成，所述像素单元内设置有溶剂和设置在溶剂中的多个电泳粒子，所述像素单元内能够形成电场，以控制多个所述电泳粒子覆盖所述顶壁或所述侧壁。
优选地，所述像素单元的两个相对的侧壁上均设置有侧面电极，所述像素单元的顶壁上设置有像素电极，所述侧面电极和所述像素电极之间互相绝缘。
优选地，所述像素单元还包括设置在所述顶壁上且与所述像素电极绝缘间隔设置的顶电极，所述侧面电极与所述顶电极绝缘间隔。
优选地，所述侧面电极上形成有第二绝缘条，以使得所述侧面电极与所述顶电极绝缘间隔。
优选地，所述像素单元包括设置在所述像素电极上的两条第一绝缘条，两条所述第一绝缘条分别位于所述像素电极的两侧，两个所述侧面电极分别设置在两条所述第一绝缘条上，且所述侧面电极以及与该侧面电极相连的所述第一绝缘条形成所述侧壁的一部分。
优选地，所述投影装置包括相对第一基板和第二基板，所述侧壁形成在所述第一基板上，所述底壁形成为所述第一基板的一部分，所述顶壁形成为所述第二基板的一部分。
优选地，所述第二基板包括第二衬底基板和设置在所述第二衬底基板上的黑矩阵，所述黑矩阵交错设的横向边和纵向边，所述横向边覆盖所述像素单元中横向延伸的侧壁，所述纵向边覆盖所述像素单元中纵向延伸的侧壁。
优选地，所述第二基板还包括第二平坦化层，所述第二平坦化层覆盖所述黑矩阵，所述顶电极设置在所述第二平坦化层上。
优选地，所述第一基板包括第一衬底基板、设置在所述第一衬底基板上的多条数据线、设置在所述第一衬底基板上多个栅线组和设置在所述第一衬底基板上多个薄膜晶体管组，每个所述薄膜晶体管组都包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，每个所述栅线组都包括第一栅线和第二栅线，每列所述像素单元对应一条所述数据线，每行所述像素单元对应一个所述栅线组，每个所述像素单元对应一个所述薄膜晶体管组，所述第一薄膜晶体管的栅极与所述第一栅线相连，所述第一薄膜晶体管的源极与所述数据线相连，所述第一薄膜晶体管的漏极与一个所述侧面电极相连，另一个所述侧面电极与第一预定电平输入端相连，所述第二薄膜晶体管的栅极与所述第二栅线相连，所述第二薄膜晶体管的源极与所述数据线相连，所述第二薄膜晶体管的漏极与所述像素电极相连。
优选地，所述显示面板还包括顶电极，所述顶电极形成在所述第二基板上，所述顶电极与第二预定电平输入端相连，以使得所述顶电极能够与所述像素单元形成电容。
优选地，所述第一基板还包括多个公共电极，每个所述像素单元内设置有一个所述公共电极，所述公共电极能够与所述像素电极形成存储电容。
优选地，所述公共电极与所述栅线组同层设置。
优选地，所述第一预定电平输入端与所述第二预定电平输入端形成为一体，以使得所述第一预定电平与所述第二预定电平相同，所述栅线组还包括第三栅线、第四栅线，所述显示面板还包括公共信号线和公共信号线引线，所述薄膜晶体管组还包括第三薄膜晶体管和第四薄膜晶体管，所述第三薄膜晶体管的栅极与所述第三栅线相连，所述第三薄膜晶体管的第一极与所述侧面电极中不与所述第一薄膜晶体管相连的一者相连，所述第三薄膜晶体管的第二极与所述公共电极的一个输出端相连，所述第四薄膜晶体管的栅极与所述第四栅线相连，所述第四薄膜晶体管的第一极与所述公共电极的另一个输出端相连，所述第四薄膜晶体管的第二极与所述顶电极相连，所述公共电极的输入端与所述公共信号线引线相连，所述公共信号线引线与所述公共信号线相连，所述公共信号线与所示第一预定电平输入端相连。
优选地，所述薄膜晶体管组上方形成有第一平坦化层，所述像素电极设置在所述第一平坦化层上，所述侧壁设置在所述像素电极上方，在所述像素单元中，不与所述第一薄膜晶体管的漏极相连的所述侧面电极通过贯穿所述第一平坦化层的过孔与所述公共电极电连接，所述公共电极与所述第一预定电平输入端电连接。
优选地，相邻两个所述像素单元中相邻的侧壁形成为一体，形成为一体的所述侧壁的底端形成有将相邻两个所述像素单元的像素电极绝缘间隔的绝缘凸起。
优选地，所述电泳粒子的密度与所述溶剂的密度之比为0.75～1.05。
作为本发明的另一个方面，提供一种3D打印机，所述3D打印机包括投影装置，其中，所述投影装置为本发明所提供的上述投影装置。
本发明所提供的投影装置中，光源发出的光穿过显示面板的透光区后损耗很小，到达透明储液槽后的光线仍然具有较高的强度。本发明所提供的投影装置中，光源具有相对较低的功率即可发出为了使得可光聚合材料达到聚合所需要的光强度，因此，本发明所提供的投影装置功耗较低，从而整体降低了包括所述投影装置的打印机的功耗。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是现有技术中3D打印机的结构示意图；
图2是本发明所提供的3D打印机的一种优选实施方式的结构示意图；
图3是图2中所示的3D打印机的投影装置中，像素单元为透明状态时的示意图；
图4是图2中所示的3D打印机的投影装置中，像素单元为遮光状态时的示意图，其中，所述第二基板上不设第二平坦化层；
图5是图2中所示的3D打印机的投影装置中，像素单元为遮光状态时的示意图，其中，第二基板上设置有第二平坦化层；
图6是第一基板的电路图的示意图；
图7是图2中所示的3D打印机的投影装置中的第一基板的一种实施方式的示意图，其中，侧壁的一部分位于像素电极上，一部分位于第一平坦化层上；
图8是2中所示的3D打印机的投影装置中的第一基板的另一种实施方式的示意图，其中，侧壁完全位于像素电极上；
图9是2中所示的3D打印机的投影装置中的第一基板的再一种实施方式的示意图；
图10是2中所示的3D打印机的投影装置中的第一基板的一部分的示意图。
附图标记说明
1：光源 2：显示面板
3：透明储液槽 4：可光聚合材料
5：升降杆托板 6：冷却装置
21：第一衬底基板 22：像素电极
23：第一绝缘条 24a、24b：侧面电极
25：第二绝缘条 26：电泳粒子
27：空腔 28：顶电极
29：黑矩阵 210：第二衬底基板
211：第二平坦化层 212：栅极
213：公共电极 214：钝化层
215：第一平坦化层 23a：绝缘凸起
100：数据线 200：第一栅线
300：第二栅线 400：第三栅线
500：第四栅线 600：公共信号线引线
700：公共信号线
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
经本发明的发明人研究发现，图1中所示的3D打印机的能耗较高的原因是因为投影装置2为液晶屏。为了实现图像的显示，投影装置2的入光面和出光面上分别设置有第一偏光片和第二偏光片。光源1发出的光线为非偏振光，经过第一偏光片和第二偏光片后，大部分光线被第一偏光片吸收，仅剩下偏振方向与第一偏光片一致的光线可以出射。换言之，被投影装置2转换成线偏振光后，很大一部分光线损失掉，从而降低了光源1发出光线的利用率，增加了能耗。
为了降低3D打印机的能耗，如图2所示，本发明提供一种用于3D打印机的投影装置，所述投影装置包括光源1和显示面板2，显示面板2用于显示待打印的图像，所述待打印的图像包括透光区和/或遮光区，光源1发出的光能够穿过所述透光区，其中，光源1发出的光穿过所述透光区后为非偏振光。
在本发明中，光源1发出的光穿过透光区后仍然为非偏振光，表明显示面板2上并未设置偏光片。因此，与图1中所示的现有技术相比，本发明所提供的投影装置中，光源1发出的光穿过显示面板2的透光区后损耗很小，到达透明储液槽3后的光线仍然具有较高的强度。本发明所提供的投影装置中，光源1具有相对较低的功率即可发出为了使得可光聚合材料4达到聚合所需要的光强度，因此，本发明所提供的投影装置功耗较低，从而整体降低了包括所述投影装置的3D打印机的功耗。
在本发明中，对显示面板2的具体类型并不做限定，只要显示面板2不具有偏光片，且能够显示待打印的图像即可。例如，显示面板2可以是电致变色显示面板，也可以是包括电泳显示面板。当然，本发明并不限于这两种，显示面板2还可以是其他类型的显示面板，只要可以确保出射光仍然为非偏振光即可。
在显示面板2为电致变色显示面板的情况中，显示面板2被划分为多个像素单元，每个所述像素单元内均设置有第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极之间设置有电致变色材料，当所述第一电极和所述第二电极之间形成电场时，所述电致变色材料变成黑色，当所述第一电极和所述第二电极之间无电场形成时，所述电致变色材料是透明的。
为了控制所述第一电极和所述第二电极之间的电场，所述显示面板可以包括第一基板和封装基板。在第一基板上设置纵横交错的栅线和数据线，以将该第一基板划分为多个所述像素单元，每个像素单元内均可以设置一个薄膜晶体管，该薄膜晶体管的栅极与同行的栅线相连，薄膜晶体管的源极与同列的数据线相连，薄膜晶体管的漏极与第一电极相连。第二电极设置在封装基板上，并且电致变色材料填充在第一基板和封装基板之间。如何控制电致变色显示面板显示图像是本领域公知的，这里不再赘述。
图2中所示的是显示面板2为电泳显示面板的情况。为了便于观察，图2中的显示面板2中夸张地示出了两个像素单元，即像素单元A和像素单元B。在像素单元A处于遮光状态，像素单元B处于透光状态。具体地，如图显示面板2被划分为多个像素单元，每个所述像素单元均由四个侧壁和位于四个侧壁上下两端的顶壁和底壁限定，所述顶壁和所述底壁均由透明材料形成，所述像素单元内设置有溶剂和设置在溶剂中的多个电泳粒子，所述像素单元内能够形成电场，以控制多个所述电泳粒子覆盖所述顶壁或所述侧壁。在本实施方式中，像素单元是密封的，当电泳粒子覆盖所述顶壁时，如图2中的像素单元A所示，该像素单元处于遮光状态；当电泳粒子覆盖所述侧壁时，如图2中的像素单元B所示，该像素单元处于透光状态。通过改变像素单元中形成的电场的方向可以改变电泳粒子的位置。
在本发明中，所述电泳粒子为不透明的，所用到的电泳粒子可以为炭黑小球或者带有残余双键的核壳结构的乳胶小球中，或着，所述电泳粒子还可以是上述两种小球的混合物。
其中，当电泳粒子为乳胶小球时，乳胶小球的外壳的材料通常可以为聚甲基丙烯酸或者聚甲基丙烯酸甲酯，或者乳胶小球的外壳的材料还可以为甲基丙烯酸以及甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯的共聚物。由于乳胶小球核上残余的双键与四氧化锇一类的金属氧化物作用，产生强烈的吸光性，从而使乳胶小球呈黑色。在本发明中，电泳粒子的粒径一般在10～100nm之间。电泳粒子的密度与溶剂的密度之比在0.75～1.05之间。即，电泳粒子与溶剂的密度非常相近，优选的是，电泳粒子与溶剂的密度相同，使得即使撤掉像素单元中的电场，电泳粒子也可以根据力学原理(电泳粒子的重力与浮力近似相等)为保持在其所在的位置，从而可以降低能耗。
在本发明中，对溶剂的类型并不做特殊的限定。只要溶剂具有稳定性高、绝缘性良好、具有较好的光学和电化学稳定性即可。作为本发明的具体实施方式，溶剂可以是环氧化物、芳烃、卤代烃、脂肪烃以及硅氧烷中的任意一种或者任意几种的混合物。由于四氯乙烯具有介电常数较低、沸点较高、密度较大、折射率高、黏度低等等一系列优点，因此，优选地，所述溶剂为四氯乙烯。
在本发明中，对在像素单元中形成电场的具体方式并不做特殊的限定。例如，作为本发明的一种具体实施方式，所述像素单元的两个相对的侧壁上均设置有侧面电极，所述像素单元的顶壁上设置有像素电极，所述侧面电极和所述像素电极之间互相绝缘。
需要指出的是，两个侧面电极是互相独立控制的，所述像素电极与所述侧面电极也是互相独立控制的。例如，需要在像素单元中产生水平电场，以使得电泳粒子覆盖所述侧壁时，向一个侧面电极提供高电平以形成阳极，向另一个侧面电极提供低电平以形成阴极，从而可以在两个侧面电极之间产生电场。如图3中所示，电泳粒子在电场的作用下朝向阴极或阳极移动。电泳粒子具体是朝向阴极移动还是朝向移动是有电泳粒子本身的成分所决定的，在图3中所示的实施方式中，电泳粒子朝向阴极移动。
如上文中所述，为了使电泳粒子覆盖像素单元的顶壁，需要在像素单元中形成竖直电场。
在本发明中，对形成竖直电场的方式并不做限定。例如，可以向侧面电极提供高电平用作阳极，向像素电极提供低电平用作阴极，从而可以在像素电极和侧面电极之间形成电场，该电场包括水平电场分量和竖直电场分量。通过控制像素电极和侧面电极之间的电势差可以使得竖直电场分量大于水平电场分量，从而可以控制电泳粒子在竖直电场分量的作用下朝向像素单元的顶壁移动，并覆盖该顶壁。
为了便于控制，作为本发明的一种优选实施方式，所述像素单元还可以包括设置在所述顶壁上且与所述像素电极绝缘间隔设置的顶电极，同时，所述侧面电极与所述顶电极也是绝缘间隔设置的。需要电泳粒子覆盖顶壁时，可以分别向所述顶电极和所述像素电极提供不同的电平，直接在顶电极和像素电极之间形成竖直的电场。此时，侧面电极是不通电的。
为了实现所述侧面电极与顶电极之间的绝缘间隔，优选地，侧面电极与顶电极之间形成有第二绝缘条。如图3至图5中所示，侧面电极(包括侧面电极24a和侧面电极24b)的顶面设置有第二绝缘条25。
在本发明中，像素单元中侧壁的具体结构并不做限定。作为本发明的一种具体实施方式，如图3至图5中所示，所述像素单元包括设置在像素电极22上的两条第一绝缘条23，两条第一绝缘条23分别位于像素电极22的两侧，侧面电极24a和侧面电极24b分别设置在两条第一绝缘条23上，且侧面电极以及与该侧面电极相连的第一绝缘条23形成所述侧壁的一部分。例如，侧面电极24a与左侧的第一绝缘条23形成为像素单元左侧的侧壁的一部分，侧面电极24b与右侧的第一绝缘条形成为像素单元右侧的侧壁的一部分。在本发明中，对另外两个侧壁的结构并不做限定，只要四个侧壁能够和顶壁、底壁共同围成容纳溶剂和电泳粒子26的空腔27即可。例如，另外两个侧壁可以是绝缘板。
由于每个像素单元的尺寸均相当之小，因此，为了便于制造，如图3至图5中所示，所述投影装置可以包括相对第一基板和第二基板，所述侧壁形成在第一基板上，所述底壁形成为第一基板的一部分，所述顶壁形成为第二基板的一部分。
如图3和图5中所示，像素电极22形成在第一基板上上，顶电极28形成在第二基板上。顶电极28可以是整面电极，覆盖第二基板，像素电极22是块状电极，每个像素单元中设置一个像素电极22。容易理解的是，顶电极28和像素电极22都是由透明电极材料制成的。该透明电极材料可以是ITO、IZO或者ATO等。这些透明电极材料具有较高的紫外光透过率。
在本发明中，对第二基板的具体结构并没有特殊的规定，只要能够用作各个像素单元的顶壁、并在其上设置顶电极28即可。作为本发明的一种具体实施方式，如图3和图4所示，所述第二基板可以包括第二衬底基板210和设置在该第二衬底基板210上的黑矩阵29。第二衬底基板210是透明的，当没有电泳粒子覆盖时，光线可以穿过第二衬底基板。黑矩阵29包括交错设置的横向边和纵向边，横向边覆盖所述像素单元中横向延伸的侧壁，所述纵向边覆盖所述像素单元中纵向延伸的侧壁。换言之，黑矩阵29为网格状结构，每个网格对应一个像素单元。在本发明中，在第二衬底基板210上设置黑矩阵29可以又换显示面板的显示效果。
进一步优选地，如图5所示，可以在第二衬底基板210上设置第二平坦化层211，该第二平坦化层211覆盖黑矩阵29，顶电极28形成在第二平坦化层211上。第二平坦化层211朝向顶电极28的表面为平面，因此，顶电极28的表面也是平面，从而可以使得像素单元中形成由竖直电场时，电泳粒子26可以均匀地分布在顶壁上，防止漏光的产生。需要指出的是，第二平坦化层211由透明材料制成。例如，第二平坦化层211可以由透明的树脂材料制成。
在本发明中，对第一基板的具体结构并不做特殊的限定，只要能够按照预定的时序分别对侧面电极和像素电极22供电即可。下面将结合图介绍第一基板的一种优选实施方式。
如图7至图9中所示，所述第一基板包括第一衬底基板21。图6中所示的是第一基板上的电路简化图。如图6所示，所述第一基板还包括设置在所述第一衬底基板(未示出)上的多条数据线100、设置在所述第一衬底基板上多个栅线组和设置在所述第一衬底基板上多个薄膜晶体管组，每个所述薄膜晶体管组都包括第一薄膜晶体管T1和第二薄膜晶体管T2，每个所述栅线组都包括第一栅线200和第二栅线300。每列所述像素单元对应一条数据线100，每行所述像素单元对应一个所述栅线组，每个所述像素单元对应一个所述薄膜晶体管组。第一薄膜晶体管T1的栅极与第一栅线200相连，第一薄膜晶体管T1的源极与数据线100相连，第一薄膜晶体管T1的漏极与一个侧面电极(在图6中所示的实施方式中为侧面电极24a)相连，另一个侧面电极(在图6中所示的实施方式中为侧面电极24b)与第一预定电平输入端相连。第二薄膜晶体管T2的栅极与第二栅线300相连，第二薄膜晶体管T2的源极与数据线100相连，第二薄膜晶体管T2的漏极与像素电极22相连。
在进行显示时，对各个栅线组进行逐行扫描，并且，在不同的时刻扫描第一栅线200和第二栅线300。
扫描第一栅线200时，第一薄膜晶体管T1导通，数据电压通过数据线100输送至与第一薄膜晶体管T1的漏极相连的侧面电极24a，从而可以在侧面电极24a和侧面电极24b之间形成水平电场。
扫描第二栅线300时，第二薄膜晶体管T2导通，数据电压通过数据线100输送至与第二薄膜晶体管T2的漏极相连的像素电极22，从而在像素电极22与顶电极28之间形成竖直电场。
如上文中所述，所述显示面板还包括顶电极。作为本发明的一种具体实施方式，所述顶电极形成在所述第二基板上，所述顶电极与第二预定电平输入端相连，以使得所述顶电极能够与所述像素单元形成电容。
在本发明中，第一预定电平输入端为侧面电极24b提供的第一预定电平可以与第二预定电平输入端为顶电极28提供的第二预定电平相同。
如上文中所述，在利用显示面板2显示图像时，对栅线组进行逐行扫描，扫描持续时间较短，并且扫描结束后，在下一个扫描周期到来之前，栅线组上不在有扫描信号。为了使得像素单元中的电泳粒子保持其状态，优选地，如图7和图8中所示，所述第一基板还可以包括多个公共电极213，每个所述像素单元内设置有一个公共电极213，该公共电极213能够与像素电极22形成存储电容。公共电极213与预定电平输入端相连，在该行栅线组的扫描结束后，公共电极213与像素电极22之间形成存储电容，可以维持电泳粒子的状态。
为了便于设置，公共电极213与所述栅线组同层设置。如图7和图8中所示，薄膜晶体管组中的栅极212与公共电极213同层设置。
在本发明中，可以利用公共电极213将第一预定电平输入至侧面电极24b，也可以利用公共电极213将第二预定电平输入至顶电极28。在这种情况中，可以将第一预定电平输入端和第二预定电平输入端形成为一体，使得第一预定电平与第二预定电平相等，且将公共电极与所述第一预定电平输入端相连。
为了实现上述目的，优选地，如图6所示，所述栅线组还包括第三栅线400和第四栅线500，所述显示面板还包括公共信号线700和公共信号线引线600，所述薄膜晶体管组还包括第三薄膜晶体管T3和第四薄膜晶体管T4，第三薄膜晶体管T3的栅极与第三栅线400相连，第三薄膜晶体管T3的第一极与侧面电极中不与第一薄膜晶体管T1相连的一者(即，图6中的侧面电极24b)相连，第三薄膜晶体管T3的第二极与公共电极213的一个输出端相连，第四薄膜晶体管T4的栅极与第四栅线500相连，第四薄膜晶体管T4的第一极与公共电极213的另一个输出端相连，第四薄膜晶体管T4的第二极与顶电极28相连，公共电极213的输入端与公共信号线引线600相连，公共信号线引线600与公共信号线700相连，公共信号线700与所示第一预定电平输入端相连。
当需要电泳粒子覆盖像素单元的顶壁时，向第四栅线500提供信号使第四薄膜晶体管T4导通，以使得公共电极213上的第二预定电平传导至顶电极28，此时，第三栅线400上并没有信号，第三薄膜晶体管T3是截止的。同样地，需要电泳粒子覆盖像素单元的侧壁时，向第三栅线400提供信号，使第三薄膜晶体管T3导通，同时不向第四栅线500提供信号，使第四薄膜晶体管T4截止。
在本发明中，第三栅线400和第四栅线500可以与第一栅线200以及第二栅线300同层设置。同样地，公共信号线引线600也可以与栅线同层设置。容易理解的是，第一薄膜晶体管T1、第二薄膜晶体管T2、第三薄膜晶体管T3和第四薄膜晶体管T4可以是同步形成的。四个薄膜晶体管的漏极分别通过不同的过孔与相应的电极相连。
当然，在本发明中，也可以不设置公共电极。如图9中所示，并未设置公共电极，在本组扫描结束后，像素电极22与和第一预定电平输入端相连的侧面电极24之间形成存储电容，以维持电泳粒子的状态。
在本发明中，第一基板包括多个不同的层，每个层中均形成有不同的图形，从而形成了所述栅线组、所述数据线、所述薄膜晶体管组。作为本发明的一种优选实施方式，如图8所示，所述薄膜晶体管组的上方形成有第一平坦化层215，像素电极22设置在第一平坦化层215上，所述侧壁设置在像素电极22上方。在所述像素单元中，不与所述第一薄膜晶体管的漏极相连的所述侧面电极通过贯穿所述第一平坦化层的过孔与所述公共电极电连接(图中未示出)，所述公共电极与所述第一预定电平输入端电连接。不与第一薄膜晶体管的漏极相连的侧面电极通过公共电极与所述第一预定电平输入端相连。
在本发明中，对每个像素单元中所述侧壁与像素电极22之间的位置关系并没有严格的要求。例如，在图7中所示的实施方式中，侧壁的一部分位于像素电极22上，另一部分位于第一平坦化层215上。而在图8中所示的具体实施方式中，侧壁完全位于像素电极22上。
除了设置有第一平坦化层215之外，第一基板还可以包括钝化层214，该钝化层214设置在第一平坦化层215和薄膜晶体管组的上表面之间。钝化层214可以有硅的氧化物或者硅的氮化物制成，从而可以防止水分进入薄膜晶体管组内。
为了便于制造并简化第一基板的结构，优选地，如图10中所示，相邻两个所述像素单元中相邻的侧壁形成为一体，形成为一体的所述侧壁的底端形成有将相邻两个所述像素单元的像素电极绝缘间隔的绝缘凸起23a。
容易理解的是，所述投影装置还可以包括设置在显示面板2一侧的光源1，该光源1能够发出波长在250nm以上的紫外光。
作为本发明的另一个方面，提供一种3D打印机，如图2所示，所述3D打印机包括投影装置，其中，所述投影装置为本发明所提供的上述投影装置。
由于在本发明所提供的投影装置中，显示面板2不会将穿过其中的紫外光转换成线偏振光，因此，紫外光在穿过显示面板2时，光强度损失较小，当光源1具有较小的功率时，即可发出强度足以使可光聚合材料发生聚合的紫外光。由此可知，本发明所提供的3D打印机具有较小的功耗，更加节能环保。
相应地，本发明所提供的3D打印机还包括位于显示面板2出光侧的透明储液槽3、盛放在透明储液槽3中的可光聚合材料4以及升降杆托板5。
光源1发出的紫外光透过显示面板2显示的图像中的透光区到达透明储液槽3，可光聚合材料4在紫外光的照射下，固化在升降杆托板5上。
为了确保3D打印机的安全运行，优选地，所述3D打印机还可以包括冷却装置6。该冷却装置6设置在3D打印机的侧面，以对3D打印机中的各个部件，例如，投影装置，进行冷却。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种用于3D打印机的投影装置，所述投影装置包括光源和显示面板，所述显示面板用于显示待打印的图像，所述待打印的图像包括透光区和/或遮光区，所述光源发出的光能够穿过所述透光区，其特征在于，所述光源发出的光穿过所述透光区后为非偏振光，以降低所述投影装置的光源功耗，所述显示面板被划分为多个像素单元，其中，
每个所述像素单元内均设置有第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极之间设置有电致变色材料，当所述第一电极和所述第二电极之间形成电场时，所述电致变色材料变成黑色，当所述第一电极和所述第二电极之间无电场形成时，所述电致变色材料是透明的，或者，
每个所述像素单元均由四个侧壁和位于四个侧壁上下两端的顶壁和底壁限定，所述顶壁和所述底壁均由透明材料形成，所述像素单元内设置有溶剂和设置在溶剂中的多个电泳粒子，所述像素单元内能够形成电场，以控制多个所述电泳粒子覆盖所述顶壁或所述侧壁。
2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，每个所述像素单元均由四个侧壁和位于四个侧壁上下两端的顶壁和底壁限定，所述顶壁和所述底壁均由透明材料形成，所述像素单元内设置有溶剂和设置在溶剂中的多个电泳粒子，所述像素单元内能够形成电场，以控制多个所述电泳粒子覆盖所述顶壁或所述侧壁，所述像素单元的两个相对的侧壁上均设置有侧面电极，所述像素单元的顶壁上设置有像素电极，所述侧面电极和所述像素电极之间互相绝缘。
3.根据权利要求2所述的投影装置，其特征在于，所述像素单元还包括设置在所述顶壁上且与所述像素电极绝缘间隔设置的顶电极，所述侧面电极与所述顶电极绝缘间隔。
4.根据权利要求3所述的投影装置，其特征在于，每个所述侧面电极上均形成有第二绝缘条，以使得所述侧面电极与所述顶电极绝缘间隔。
5.根据权利要求3所述的投影装置，其特征在于，所述像素单元包括设置在所述像素电极上的两条第一绝缘条，两条所述第一绝缘条分别位于所述像素电极的两侧，两个所述侧面电极分别设置在两条所述第一绝缘条上，且所述侧面电极以及与该侧面电极相连的所述第一绝缘条形成所述侧壁的一部分。
6.根据权利要求1或2所述的投影装置，其特征在于，所述投影装置包括相对第一基板和第二基板，所述侧壁形成在所述第一基板上，所述底壁形成为所述第一基板的一部分，所述顶壁形成为所述第二基板的一部分。
7.根据权利要求6所述的投影装置，其特征在于，所述第二基板包括第二衬底基板和设置在所述第二衬底基板上的黑矩阵，所述黑矩阵包括交错设的横向边和纵向边，所述横向边覆盖所述像素单元中横向延伸的侧壁，所述纵向边覆盖所述像素单元中纵向延伸的侧壁。
8.根据权利要求3至5中任意一项所述的投影装置，其特征在于，所述投影装置包括相对第一基板和第二基板，所述侧壁形成在所述第一基板上，所述底壁形成为所述第一基板的一部分，所述顶壁形成为所述第二基板的一部分。
9.根据权利要求8所述的投影装置，其特征在于，所述第二基板包括第二衬底基板和设置在所述第二衬底基板上的黑矩阵，所述黑矩阵包括交错设的横向边和纵向边，所述横向边覆盖所述像素单元中横向延伸的侧壁，所述纵向边覆盖所述像素单元中纵向延伸的侧壁。
10.根据权利要求9所述的投影装置，其特征在于，所述第二基板还包括第二平坦化层，所述第二平坦化层覆盖所述黑矩阵，所述顶电极设置在所述第二平坦化层上。
11.根据权利要求8所述的投影装置，其特征在于，所述第一基板包括第一衬底基板、设置在所述第一衬底基板上的多条数据线、设置在所述第一衬底基板上多个栅线组和设置在所述第一衬底基板上多个薄膜晶体管组，每个所述薄膜晶体管组都包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，每个所述栅线组都包括第一栅线和第二栅线，每列所述像素单元对应一条所述数据线，每行所述像素单元对应一个所述栅线组，每个所述像素单元对应一个所述薄膜晶体管组，所述第一薄膜晶体管的栅极与所述第一栅线相连，所述第一薄膜晶体管的源极与所述数据线相连，所述第一薄膜晶体管的漏极与一个所述侧面电极相连，另一个所述侧面电极与第一预定电平输入端相连，所述第二薄膜晶体管的栅极与所述第二栅线相连，所述第二薄膜晶体管的源极与所述数据线相连，所述第二薄膜晶体管的漏极与所述像素电极相连。
12.根据权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述显示面板还包括顶电极，所述顶电极形成在所述第二基板上，所述顶电极与第二预定电平输入端相连，以使得所述顶电极能够与所述像素单元形成电容。
13.根据权利要求12所述的投影装置，其特征在于，所述第一基板还包括多个公共电极，每个所述像素单元内设置有一个所述公共电极，所述公共电极能够与所述像素电极形成存储电容。
14.根据权利要求13所述的投影装置，其特征在于，所述公共电极与所述栅线组同层设置。
15.根据权利要求13所述的投影装置，其特征在于，所述第一预定电平输入端与所述第二预定电平输入端形成为一体，以使得所述第一预定电平与所述第二预定电平相同，所述栅线组还包括第三栅线、第四栅线，所述显示面板还包括公共信号线和公共信号线引线，所述薄膜晶体管组还包括第三薄膜晶体管和第四薄膜晶体管，所述第三薄膜晶体管的栅极与所述第三栅线相连，所述第三薄膜晶体管的第一极与所述侧面电极中不与所述第一薄膜晶体管相连的一者相连，所述第三薄膜晶体管的第二极与所述公共电极的一个输出端相连，所述第四薄膜晶体管的栅极与所述第四栅线相连，所述第四薄膜晶体管的第一极与所述公共电极的另一个输出端相连，所述第四薄膜晶体管的第二极与所述顶电极相连，所述公共电极的输入端与所述公共信号线引线相连，所述公共信号线引线与所述公共信号线相连，所述公共信号线与所示第一预定电平输入端相连。
16.根据权利要求15所述的投影装置，其特征在于，所述薄膜晶体管组上方形成有第一平坦化层，所述像素电极设置在所述第一平坦化层上，所述侧壁设置在所述像素电极上方。
17.根据权利要求1至5中任意一项所述的投影装置，其特征在于，相邻两个所述像素单元中相邻的侧壁形成为一体，形成为一体的所述侧壁的底端形成有将相邻两个所述像素单元的像素电极绝缘间隔的绝缘凸起。
18.根据权利要求1至5中任意一项所述的投影装置，其特征在于，所述电泳粒子的密度与所述溶剂的密度之比为0.75～1.05。
19.一种3D打印机，所述3D打印机包括投影装置，其特征在于，所述投影装置为权利要求1至18中任意一项所述的投影装置。
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