CN104991348B - 一种裸眼立体显示器件 - Google Patents

Abstract

一种裸眼立体显示器件，包括平板显示器和液晶器件；平板显示器的出射光线为偏振方向沿着X轴或Y轴的线偏振光；液晶器件包括第一偏光片、第一基板、第二基板、依次设置在第一基板内侧的第一配向层和第一电极、依次设置在第二基板内侧的第二配向层和第二电极，第一偏光片设置在第一基板的外侧，第一基板与第二基板之间设置有液晶层；第一配向层为波纹层，第二配向层为经过定向摩擦的水平液晶配向层；第一电极为整面连续电极，第二电极由多个并排的条状电极构成，相邻两个条状电极之间设有间隙；第一偏光片的吸收轴沿着X方向或Y方向。这种裸眼立体显示器件能够避免左右眼窜扰，稳定性更高，在屏幕受到按压或者振动时，能够保持较好的3D效果。

Description

一种裸眼立体显示器件

技术领域

本发明涉及显示器，尤其涉及一种裸眼立体显示器件。

背景技术

关于视差栅栏原理形成3D视觉，并采用双稳态技术，可参考CN200820146623，但该专利并没有提供一种具有实用性的双稳态解决方案。双稳态有很多种，该专利没有明确采用哪种双稳态技术。

一般的双稳态技术，很难达到较高的对比度，也就是说，其形成的遮挡条不够黑，因此会造成左右眼窜扰，其稳定性也不高，在屏幕受到按压或者振动的情况下，液晶分子会发生变化，从而导致3D效果变差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种裸眼立体显示器件，这种裸眼立体显示器件能够避免左右眼窜扰，稳定性更高，在屏幕受到按压或者振动的情况下，能够保持较好的3D效果。采用的技术方案如下：

一种裸眼立体显示器件，包括平板显示器和液晶器件，液晶器件设置在平板显示器外侧，其特征为：所述平板显示器的出射光线为偏振方向沿着X轴或Y轴的线偏振光；所述液晶器件包括第一偏光片、第一基板、第二基板、设置在第一基板内侧的第一配向层和第一电极、设置在第二基板内侧的第二配向层和第二电极，第一偏光片设置在第二基板的外侧，第一基板与第二基板之间设置有液晶层，液晶层为向列型液晶；第一配向层、第二配向层其中的一层为波纹层，波纹层的表面由多个条形凹凸波纹构成，凹凸波纹沿Y方向延伸，凹凸波纹的间距为0.5～5.0微米，凹凸波纹的高度为0.25～5.0微米，波纹层的表面为一垂直配向面；第一配向层、第二配向层的其中的另一层为经过定向摩擦的水平液晶配向层，水平液晶配向层的定向摩擦方向沿Y方向；第一电极、第二电极其中的一个电极为整面连续电极，另一个电极由多个并排的条状电极构成，相邻两个条状电极之间设有间隙；所述第一偏光片的吸收轴沿着X方向或Y方向。

上述液晶层的厚度一般为3～10微米。

通过第一配向层、第二配向层对液晶层的配向，以及对偏光方向的配置(如将第一偏光片的吸收轴配置为与平板显示器出射光线的偏振方向相同)，第一配向层、第二配向层其中的一层设置为波纹层，通过在液晶层中施加不同的驱动电压(如正形波与负形波)进行切换，在波纹层的表面，液晶分子可以形成水平或垂直两种稳定的配向，由此对液晶层的液晶排列产生影响，使液晶分子产生扭曲排列或非扭曲排列，进而产生透光和非透光两种状态；由于两个条状电极之间设有间隙，可使间隙上方的液晶分子一直保持水平配向而使液晶层处于扭曲排列而形成透光状态，而条状电极上方的液晶分子则可在施加一定驱动信号之后处于垂直配向而使液晶层处于非扭曲排列而构成不透光状态，因此，条状电极所在区域、间隙所在区域的液晶分子分别形成不透光状态、透光状态两种稳定的液晶排列，即是双稳态液晶排列，从而使得液晶器件构成一视差栅栏，该视差栅栏与平板显示器搭配而构成一裸眼立体显示器件；当然，条状电极上方的液晶分子也可在施加另一种驱动信号之后处于平行配向而使液晶层处于扭曲排列而构成透光状态，这时候整个透镜都透光，切换为没有3D功能的普通显示器件。由于液晶分子形成双稳态液晶排列，间隙上方的液晶分子一直保持水平配向而使液晶层处于扭曲排列而形成透光状态，而条状电极上方的液晶分子处于垂直配向而使液晶层处于非扭曲排列而构成不透光状态，透光状态与不透光状态形成强烈的对比度，也就是说，不透光状态的液晶分子形成明显区别于其它部分的遮挡条，因此避免左右眼窜扰，稳定性更高，在屏幕受到按压或者振动的情况下，不会破坏液晶分子的双稳态液晶排列，从而保持较好的3D效果。

作为本发明的优选方案，所述条状电极的宽度与间隙的宽度相等。将条状电极的宽度设置为与间隙的宽度相等，使得不透光部分所形成的遮挡条的宽度与透光部分的宽度相等，从而形成等宽度的视差栅栏，进一步避免左右眼窜扰，稳定性更高。

作为本发明的优选方案，所述条状电极沿Y方向延伸。

作为本发明的优选方案，所述条状电极的延伸方向与Y方向成一夹角，夹角小于30°。

作为本发明的优选方案，所述条状电极的宽度为40～500微米。

一种裸眼立体显示器件，包括平板显示器和液晶器件，液晶器件设置在平板显示器外侧，其特征为：所述平板显示器的出射光线为偏振方向沿着X轴或Y轴的线偏振光；所述液晶器件包括第一偏光片、第一基板、第二基板、设置在第一基板内侧的第一配向层和第一电极、设置在第二基板内侧的第二配向层和第二电极，第一偏光片设置在第二基板的外侧，第一基板与第二基板之间设置有液晶层，液晶层为向列型液晶；第一配向层、第二配向层其中的一层包括多个相间的第一条状区域和第二条状区域，第一条状区域为波纹层，第二条状区域为平整层；波纹层的表面由多个条形凹凸波纹构成，凹凸波纹沿Y方向延伸，凹凸波纹的间距为0.5～5.0微米，凹凸波纹的高度为0.25～5.0微米，波纹层与平整层的表面均为垂直配向面；第一配向层、第二配向层的其中的另一层为经过定向摩擦的水平液晶配向层，水平液晶配向层的定向摩擦方向沿Y方向；第一电极、第二电极均为整面连续电极；所述第一偏光片的吸收轴与平板显示器的出射光线的偏振方向相垂直。

上述液晶层的厚度一般为3～10微米。

由于第二条状区域为平整层，第二条状区域相应的液晶分子配向为垂直配向，在第一偏光片的吸收轴与平板显示器的出射光线的偏振方向相垂直的情况下保持为透光状态，第一条状区域相应的液晶分子则可通过施加不同的驱动信号形成透光/不透光两种状态，当第一条状区域相应的液晶分子形成不透光状态时，液晶器件构成光栅，形成3D视觉，当第一条状区域相应的液晶分子形成透光状态时，液晶器件不构成光栅，为普通显示。由于将配向层（第一配向层或第二配向层）设置为相间的第一条状区域和第二条状区域，第一条状区域为波纹层，第二条状区域为平整层，而虽然第一、二电极都为整面电极，但只有波纹层的第一条状区域所对应的液晶分子能够形成透光和不透光两种稳定的排列状态，因此，无需制作条状电极，降低了制作条状电极的成本，并且由于波纹层一般采用微纳米压印法制作的，其精度远高于采用蚀刻方法制作的条状电极，因此使得视差栅栏的密度更高，可支持分辨率更高的平板显示器。

作为本发明的优选方案，所述第一条状区域、第二条状区域的宽度相等。

作为本发明的优选方案，所述第一条状区域、第二条状区域均沿Y方向延伸。

作为本发明的优选方案，所述第一条状区域、第二条状区域均与Y方向成一夹角，夹角小于30°。

作为本发明的优选方案，所述第一条状区域、第二条状区域的宽度均为40～500微米。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

由于液晶分子形成双稳态液晶排列，间隙上方的液晶分子一直保持水平配向而使液晶层处于扭曲排列而形成透光状态，而条状电极上方的液晶分子处于垂直配向而使液晶层处于非扭曲排列而构成不透光状态，透光状态与不透光状态形成强烈的对比度，也就是说，不透光状态的液晶分子形成明显区别于其它部分的遮挡条，因此避免左右眼窜扰，稳定性更高，在屏幕受到按压或者振动的情况下，不会破坏液晶分子的双稳态液晶排列，从而保持较好的3D效果。另外方案中，由于将配向层（第一配向层或第二配向层）设置为相间的第一条状区域和第二条状区域，第一条状区域为波纹层，第二条状区域为平整层，而虽然第一、二电极都为整面电极，但只有波纹层的第一条状区域所对应的液晶分子能够形成透光和不透光两种稳定的排列状态，因此，无需制作条状电极，降低了制作条状电极的成本，并且由于波纹层一般采用微纳米压印法制作的，其精度远高于采用蚀刻方法制作的条状电极，因此使得视差栅栏的密度更高，可支持分辨率更高的平板显示器。

附图说明

图1是本发明实施例一的基本结构示意图；

图2是本发明实施例一中第一电极设置为条状电极的结构示意图；

图3是本发明实施例一中液晶器件的剖面图；

图4是本发明实施例一中不透光状态的示意图；

图5是本发明实施例一中透光状态的示意图；

图6是本发明实施例一中，液晶层中液晶分子在透光状态、不透光状态两种状态的排列示意图；

图7是本发明实施例二中，条状电极的延伸方向与Y方向成一夹角的结构示意图；

图8是本发明实施例三的剖面图，其表示液晶分子均处于不透光状态；

图9是本发明实施例三的剖面图，其表示液晶分子处于透光状态、不透光状态的双稳态液晶排列；

图10是本发明实施例三中，第一配向层包括多个相间的第一条状区域和第二条状区域的示意图；

图11是本发明实施例四中，第一条状区域、第二条状区域均与Y方向成一夹角的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。

实施例一

如图1所示，这种裸眼立体显示器件，包括平板显示器1和液晶器件2，液晶器件2设置在平板显示器1外侧；平板显示器1的出射光线为偏振方向沿着X轴或Y轴的线偏振光；如图2和图3所示，液晶器件2包括第一偏光片201、第一基板202、第二基板203、设置在第一基板202内侧的第一配向层204和第一电极205、设置在第二基板203内侧的第二配向层206和第二电极207，第一偏光片201设置在第二基板203的外侧，第一基板202与第二基板203之间设置有液晶层208，液晶层208为向列型液晶(厚度为3～10微米)；第一配向层204为波纹层，波纹层的表面由多个条形凹凸波纹2041构成，凹凸波纹2041沿Y方向延伸，凹凸波纹2041的间距为1.5微米（0.5～5.0微米都可以），凹凸波纹2041的高度为2.5微米（0.25～5.0微米都可以），波纹层的表面为一垂直配向面；第二配向层206为经过定向摩擦的水平液晶配向层，水平液晶配向层的定向摩擦方向沿Y方向；第二电极207为整面连续电极，第一电极205由多个并排的条状电极209构成，条状电极209的宽度为200微米（40～500微米都可以），条状电极209沿Y方向延伸，相邻两个条状电极209之间设有间隙210，条状电极209的宽度与间隙210的宽度相等；第一偏光片201的吸收轴沿着X方向或Y方向。

通过第一配向层204、第二配向层206对液晶层208的配向，以及对偏光方向的配置，如将第一偏光片的吸收轴配置为与平板显示器出射光线的偏振方向相同。由于第一配向层204设置为波纹层，通过在液晶层208中施加不同的驱动电压(如正形波与负形波)进行切换，在波纹层的表面，液晶分子211可以形成水平或垂直两种稳定的配向，由此对液晶层208的液晶排列产生影响，使液晶分子产生扭曲排列或非扭曲排列，进而产生透光和非透光两种状态；由于两个条状电极209之间设有间隙210，可使得间隙210上方的液晶分子211一直保持水平配向而使液晶层处于扭曲排列而形成透光状态，而条状电极209上方的液晶分子211则可在施加一定驱动信号之后处于垂直配向而使液晶层处于非扭曲排列而构成不透光状态，因此，条状电极209所在区域的液晶分子211可分别形成如图4、5所示的两种稳定的不透光/透光的液晶配向，即是如图6所示的两种稳态液晶排列，由此，当条状电极209所在区域的液晶分子211处于图4所示的不透光的液晶排列时，从而使得液晶器件构成一视差栅栏，该视差栅栏与平板显示器1搭配而构成一裸眼立体显示器件。由于液晶分子211形成双稳态液晶排列，间隙210上方的液晶分子211一直保持水平配向而使液晶层处于扭曲排列而形成透光状态，而条状电极209上方的液晶分子211处于垂直配向而使液晶层处于非扭曲排列而构成不透光状态，透光状态与不透光状态形成强烈的对比度，也就是说，不透光状态的液晶分子211形成明显区别于其它部分的遮挡条，因此避免左右眼窜扰，稳定性更高，在屏幕受到按压或者振动的情况下，不会破坏液晶分子211的双稳态液晶排列，从而保持较好的3D效果。

实施例二

如图7所示，在其它部分均与实施一相同的情况下，其区别在于：条状电极的延伸方向与Y方向成一夹角，夹角为20°（0°～30°都可以）。

实施例三

参考图1，这种裸眼立体显示器件包括平板显示器1和液晶器件2，液晶器件2设置在平板显示器1外侧；平板显示器1的出射光线为偏振方向沿着X轴或Y轴的线偏振光；如图8和图9所示，液晶器件2包括第一偏光片201、第一基板202、第二基板203、设置在第一基板202内侧的第一配向层204和第一电极205、设置在第二基板203内侧的第二配向层206和第二电极207，第一偏光片201设置在第二基板203的外侧，第一基板202与第二基板203之间设置有液晶层208，液晶层208为向列型液晶(厚度为3～10微米)；如图10所示，第一配向层204包括多个相间的第一条状区域2042和第二条状区域2043，第一条状区域2042、第二条状区域2043均沿Y方向延伸，第一条状区域2042、第二条状区域2043的宽度相等，第一条状区域2042、第二条状区域2043的宽度均为200微米（40～500微米都可以），第一条状区域2042为波纹层，第二条状区域2043为平整层；波纹层的表面由多个条形凹凸波纹2041构成，凹凸波纹2041沿Y方向延伸，凹凸波纹2041的间距为3微米（0.5～5.0微米都可以），凹凸波纹2041的高度为2微米（0.25～5.0微米都可以），波纹层的表面为一垂直配向面；第二配向层206为经过定向摩擦的水平液晶配向层，水平液晶配向层的定向摩擦方向沿Y方向；第一电极205、第二电极207均为整面连续电极；第一偏光片201的吸收轴与平板显示器1的出射光线的偏振方向相垂直。

由于第二条状区域2043为平整层，第二条状区域2043相应的液晶分子211配向已确定为垂直配向，在第一偏光片的吸收轴与平板显示器的出射光线的偏振方向相垂直的情况下保持为透光状态，第一条状区域2042相应的液晶分子211则可通过施加不同的驱动信号形成透光/不透光两种状态，当第一条状区域2041相应的液晶分子211形成不透光状态时，液晶器件2构成光栅，形成3D视觉，当第一条状区域2041相应的液晶分子211形成透光状态时，液晶器件2不构成光栅，为普通显示。由于将配向层（第一配向层204或第二配向层206）设置为相间的第一条状区域2042和第二条状区域2043，第一条状区域2042为波纹层，第二条状区域2043为平整层，而只有波纹层的第一条状区域所对应的液晶分子211能够形成透光和不透光两种稳定的排列状态，因此，无需制作条状电极209，降低了制作条状电极209的成本，并且由于波纹层一般采用微纳米压印法制作的，其精度远高于采用蚀刻方法制作的条状电极209，因此使得视差栅栏的密度更高，可支持分辨率更高的平板显示器1。

实施例四

如图11所示，在其它部分均与实施三相同的情况下，其区别在于：第一条状区域、第二条状区域均与Y方向成一夹角，夹角为20°（0°～30°都可以）。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种裸眼立体显示器件，包括平板显示器和液晶器件，液晶器件设置在平板显示器外侧，其特征为：所述平板显示器的出射光线为偏振方向沿着X轴或Y轴的线偏振光；所述液晶器件包括第一偏光片、第一基板、第二基板、设置在第一基板内侧的第一配向层和第一电极、设置在第二基板内侧的第二配向层和第二电极，第一偏光片设置在第二基板的外侧，第一基板与第二基板之间设置有液晶层，液晶层为向列型液晶；第一配向层、第二配向层其中的一层包括多个相间的第一条状区域和第二条状区域，第一条状区域为波纹层，第二条状区域为平整层；波纹层的表面由多个条形凹凸波纹构成，凹凸波纹沿Y方向延伸，凹凸波纹的间距为0.5～5.0微米，凹凸波纹的高度为0.25～5.0微米，波纹层的表面为一垂直配向面；第一配向层、第二配向层的其中的另一层为经过定向摩擦的水平液晶配向层，水平液晶配向层的定向摩擦方向沿Y方向；第一电极、第二电极均为整面连续电极；所述第一偏光片的吸收轴与平板显示器的出射光线的偏振方向相垂直。

2.如权利要求1所述的裸眼立体显示器件，其特征是：所述第一条状区域、第二条状区域的宽度相等。

3.如权利要求1所述的裸眼立体显示器件，其特征是：所述第一条状区域、第二条状区域均沿Y方向延伸。

4.如权利要求1所述的裸眼立体显示器件，其特征是：所述第一条状区域、第二条状区域均与Y方向成一夹角，夹角小于30°。

5.如权利要求1所述的裸眼立体显示器件，其特征是：所述第一条状区域、第二条状区域的宽度均为40～500微米。