CN107045227A - 2d/3d可切换的液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有图案的基于荧光纳米颗粒的液晶显示装置。该设备在受到背光源激发时，可以发出高度饱和的彩色光。其中，具有图案的荧光纳米颗粒层位于背光层与液晶模块之间，且与传统设备相比，不具有彩色滤光层。本发明的显示设备，可以提高光利用效率高达3倍，从而使背光能量消耗节省至1/3。该设备可以产生高达95％的CIE 1976色域或165％的NTSC色域，且不需要改变任何已应用的硬件结构，就可以在二维和三维观看模式之间切换。在3D观看模式中，该设备具有广色域、节能、在较宽的视角中无闪烁、无拖影。

Description

2D/3D可切换的液晶显示装置

技术领域

本发明涉及彩色显示领域，更具体地，涉及一种将电信号转换成彩色图像的彩色液晶显示装置(LCD)。特别地，本发明中，通过背光源激发，光致发光纳米晶体可以发出彩色光，并通过液晶控制传输给观众。这样的显示装置被称为基于光致发光纳米晶的彩色LCDs或PLNA-LCDs。

背景技术

这种LCD在平板显示器中占据了主导地位。在过去二十年中，这项技术的各个方面都有着快速的改进。然而，至少在色域、能量效率和亮度方面仍然有改进的空间。本发明旨在在这三个性能方面改进LCD的性能，同时还能够实现可切换的二维/三维(2D/3D)显示。LCD的色域主要由两个因素来决定：(a)白色背光中彩色光的光谱功率分布；和(b)彩色滤光层的滤色光谱粉末分布。背光本身已经定义了色温和可用的色彩空间，而彩色滤光层可以用来产生用于各个子像素的高纯度原色，这一能力决定了LCD的实际可显示色域。由于彩色滤光层总是不能够理想地产生高颜色纯度，因此，LCD色域总是小于来自背光的理论色域。当前所使用CCFL背光的LCD监视器，平均可以显示约70％-75％的NTSC色域(即CIE 1976色域的54.2％)，改进后的CCFL背光可以产生92％-100％的NTSC，RGB-LED背光可以产生超过100％的NTSC。然而，即使是最新的LCDs，其色域仍然小于CIE 1976色域的55％，也就是说，它只能显示<55％的颜色，而不能显示另外45％的颜色。此外，尽管RGB-LED LCD可以产生更宽的色域，但是它在颜色偏差方面还存在问题，并且由于背光中R，G和B LEDs的不同劣化率，可能导致颜色失真。

能源效率是LCD需要改进地另一个方面。从CCFL到RGB-LED的背光演变，极大地提高了背光的能量效率。然而，由彩色滤光器引起的低能量效率，以及低光使用效率问题还没有被解决。彩色滤光器吸收了来自LC层的约70％-75％的光，但是仅在滤光层中引发了25％-30％的光使用效率。这意味着，仍然有很大的空间可以用于提高LCD的光利用效率和能量效率。

LCD可以进一步改进的第三方面是亮度。当前的LCD显示器通常具有约150-300cd/m2的亮度。对于高动态范围地显示器，户外显示器和较大屏幕显示器都需要更亮的LCDs，可以通过增加背光的亮度来改善这一问题。然而，当前LCDs的总体光使用效率仅为5-10％，也就是说，一个3000cd/m2的背光仅仅可以为观看者产生150-300cd/m2亮度的LCD，这在能量问题上是非常无益地。此外，对于白光和彩色滤光器将会产生更多的热。特别是对于较大屏幕的显示器，散热问题将成为很大的阻碍。

为了改进LCDs的这三个重要的性能指标，可以采用去除滤色片的替代方法。在这种无滤色器的LCD中，通过荧光或磷光现象可以产生单独的原色。由有机染料或磷光体组成的发射层，可以吸收UV或者蓝光并发射蓝光，绿光或者红光。有机染料或磷光体通常具有宽的发射光谱。另外，有机染料还存在寿命短的问题。因此，提出可以用来替代的光致发光材料，例如光致发光半导体纳米晶体(PLNCs)，又称量子点(QDs)。

QDs是尺寸通常在1-20nm的半导体纳米颗粒，表面涂覆有有机配体层。与有机染料或磷光体相比，它们的光致发光性质在以下几个方面都是非常独特的：(a)尺寸决定发射波长。例如，当核/壳结构的CdSe/ZnS QDs的尺寸从1nm调节到10nm时，它们的光致发光发射从460nm变到了650nm。(b)尖锐的发射光谱功率分布。有机染料或磷光体的典型发射线宽度(半峰全宽，FWHM)大于50nm，而QDs发射的FWHM却可以小于30nm。(c)连续吸收。QDs具有从UV到相应带隙吸收峰的连续吸收。(d)高的光稳定性。与有机染料相比，QDs的抗光致漂白性能要高20-100倍。(e)优异的可加工性。可以利用不同的配体结构和表面性质，对QDs进行表面改性，促进它与聚合物和其它基底的混合，而有机染料却只具有确定的结构，不容易被改性。由于这些理想的性质，QDs被提出可以用作为LCD显示器中的发光材料。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种超宽色域、高能量转换效率、高亮度、低成本的以及2D/3D可切换的彩色液晶显示装置。

本发明提出了一种液晶显示装置，按照光轴的方向，依次设置有背光层、第一偏光层、液晶模块、第二偏光层以及抗反射层，所述背光层与所述第一偏光层之间设置有光致发光层，所述光致发光层具有图案化的彩色子像素层，所述彩色子像素层包括荧光纳米颗粒，其能够吸收紫外到可见光以及近红外范围内的光(250-1400nm)，并发射出波长范围在400-1300nm的可见光，所述第二偏光层与所述抗反射层之间还设置有线性图案化的相位延迟层。

优选地，所述背光层与所述光致发光层之间设置有第一双向色层，所述光致发光层与所述第一偏光层之间设置有第二双向色层。

优选地，第一双向色层为可通过紫外光的双向色层，第二双向色层为可通过可见光的双向色层。

优选地，所述光致发光层与所述第一偏光层之间设置有与所述彩色子像素层相对应的滤色器，用于滤除部分所述彩色子像素层发出的光。

优选地，所述相位延迟层为1/2相位延迟层。

优选地，所述第二偏光层与所述抗反射层之间还设置有图案化的1/4波片层。

优选地，所述1/4波片层设置在所述1/2相位延迟层与所述抗反射层之间。

优选地，所述相位延迟层包括交替排列的相位延迟条带和透明介质条带组成。

优选地，每个所述条带的宽度与图案化的彩色子像素层的子像素的高度相同。

优选地，所述背光层包括以下光源中的一种：紫外发光半导体AlGaN或AlGaInN发光二极管，蓝紫色发光GaInN半导体LEDs，蓝色发光GaInN半导体LEDs，近红外LEDs，近红外激光器，近红外灯和等离子体放电灯。

优选地，所述背光层为直下式或者侧入式。

优选地，所述光致发光层包括通过将荧光纳米颗粒分散在固态基质中而形成的可图案化的溶胶凝胶层或者可图案化的固体层膜，所述固态基质包括但不限于聚合物膜、硅膜、玻璃层或者其它层结构，在结构上为荧光纳米颗粒提供固态的支撑。

优选地，所述光致发光层包括由荧光纳米颗粒组成的可图案化的溶液层。

优选地，所述荧光纳米颗粒以如下方式被图案化：将两种或多种荧光纳米颗粒以子像素网格的方式图案化在光致发光膜层；所述网格由吸收或反射400-1300nm范围内的光的分离介质限定和分离；所述网格包括排列的子像素，并可以与所述液晶模块中的第一电极层，或者第二电极层，或者第一偏光层层，或者第二偏光层层中的子像素网格重叠；所述荧光纳米颗粒在光致发光膜层中不是随机混合的，将一种所述荧光纳米颗粒设置在一个子像素中；其中，每个子像素在可见光范围内可以只发射一种原色光，包括蓝紫色(400-450nm)，蓝色(450-480nm)，青色(480-520nm)，绿色(520-570nm)，黄色(570-590nm)，红色(590-700nm)；三个或者多个荧光纳米颗粒子像素可以构成一种像素，所述像素在受到背光激发时，可以发射出三种或者多种原色，并在混合后出现白色；当使用蓝紫色或蓝色光作为背光时，可以省略蓝紫色或蓝色的荧光纳米颗粒；

优选地，所述第一偏光层和第二偏光层具有两个或者多个子层，所述子层在它们线性图案化或者网格图案化的结构中是均匀的，体现如下；使得从第二偏光层射出的光为400-1300nm范围内的彩色光，并具有相同偏振方向的偏振光；使得从第二偏光层射出的彩色光被偏振，并被分成两部分的线性偏振光，这两部分偏振光在层面上具有90°的偏振角差；使得从第二偏光层射出的在400-1300nm范围内的彩色光被偏振，并被分成左圆偏振光和右圆偏振光两部分。

优选地，所述液晶显示装置，可以用于向观看者显示二维图像和视频，或者以如下方式向观看者显示三维图像和视频：所述观看者佩戴一副有主动式快门的液晶眼镜。

优选地，所述观看者佩戴一副被动的偏光眼镜，所述偏光眼镜的两个镜片具有两种线性偏光层，并且两个镜片在镜面平面上具有90°的偏振角差；所述观看者佩戴一副具有彩色滤光片的眼镜，每个镜片上分别包括两种或一种彩色滤光片，且两个镜片上装置的是不同的彩色滤光片。

在2D工作模式下，本发明的LCD能够使图像或者视频看起来具有：1)场面壮观，颜色生动——高达90％的CIE 1976色域(等于170％的NTSC色域)；2)高能量效率——高出加入了彩色滤光片的LCD的平均水平的3倍；以及3)高亮度——高出当前LCD亮度的3倍。利用LCD显示装置出光的固有偏振性质，本发明还可以使LCD显示装置产生3D立体效果。

在3D工作模式下，本发明的显示装置能够产生杰出的3D显示效果：1)高分辨率——与2D模式相媲美的理想分辨率；2)超宽色域——与2D模式相媲美的理想色域；3)高亮度——比现有3D显示装置更少的光损失；4)宽视角——与现有LCD具有同样宽的视角；5)节能——与2D模式具有同样的刷新速率和同样的耗能；6)同时加载——观众的左右眼可以同时看到图像；7)平衡色观——观众的左右眼都可以感知颜色图像；8)无图像拖影；9)简单的2D/3D切换——只需简单点击一个按钮。

这种新型LCDs可以应用在各式各样的平板显示电子装置中，包括但不限于，影院屏幕，3D电视，显示屏，电脑显示屏，手机，个人数字助理(PDA)，卫星导航系统的屏幕，商业显示屏幕等。

本发明中的新显示技术包括两个显示系统：1)基于光致发光纳米晶体的2D彩色LCD (PLNC-2D-LCD)，和2)基于光致发光纳米晶体的2D/3D可切换的彩色LCD(PLNC-2D/3D-LCD)。

在PLNC-2D-LCD中，显示系统包括三个主要元件：1)发射源，具有背光层，2)光转换层，包括光致发光层，光致发光层具有光致发光的荧光纳米晶体(PLNCs)嵌入在子像素中，和3)液晶模块，具有电极矩阵，用来在液晶像素中定义子像素和调制光传输。如图3所示的一个显示系统，具有三个基本的颜色，红色，绿色和蓝紫色。光转换层置于发射源和液晶显示模块之间，使来自背光源的光激发每个子像素中的光致发光纳米晶体，发出主要颜色的光，这些光进一步扩散到液晶层中，被调制成偏振光，呈现给观众。光转换层中的子像素与液晶模块层以一对一的方式安装。

发射源可以是紫外-蓝光发射源(图3)。通过下转换过程，激发半导体纳米晶体发出可见光。这些发射源还可以是一个具有单色激发波长范围在350nm-400nm内的发紫外光的半导体LED，或者是一个具有单色激发波长在400-450nm内的发蓝紫色光的半导体LED，或者是一个具有激发波长峰值在450-480nm内的蓝光LED。这些发射源还可以包括通过汞等离子放电(峰值在254nm)形成的UV发射谱线。(本发明中，颜色是通过光的波长进行分类的，定义如下：UV——200-400nm，蓝紫色(V)——400-450nm，蓝色(B)——450-480nm，蓝绿色(C)——480-520nm，绿色(G)——520-570nm，黄色(Y)——570-590nm，红色(R)——590-700nm，以及近红外(NIR)——700-1400nm。)

此外，发射源也可以是近红外光源，包括近红外LEDs，近红外灯，或者通过上转换过程，激发稀土杂化的纳米晶体而发出可见光的近红外激光器。这些发光源的激发波长范围都在700nm-1400nm内，用于光转换层。

光转换层置于发射源层的前面，替换了传统LCDs中的彩色过滤层。图3是一个装有紫外背光源的2D彩色LCD显示装置中的一个子像素的光路和颜色产生的结构示意图(该装置结构仅仅为了说明原理，并不限于本发明中显示装置的结构)。光转换层实际上由四层组成：紫外双向色层，图案的彩色子像素层，以及可见光双向色层。在图3所示的显示装置中，第一双向色层为紫外双向色层，第二双向色层为可见光双向色层。这些层均置于一个透明的基底支撑层中，放在光转换层的一侧。通过设计两个双向色层，可以提升光的利用效率。其中，紫外双向色层将背光源发出的紫外光传递到彩色子像素层，彩色子像素层反射(也包含部分吸收)发出的可见光又返回到彩色子像素层(如图4)。而可见光双向色层则是使可见光通过，而使紫外光反射回彩色子像素层(如图4)。

在光转换层的结构中，可图案化的彩色子像素层用于产生各种颜色，可以吸收激发光，发射可见光。该平板层由可图案化的子像素网格组成。每个子像素网格中，都包含一种PLNCs。相邻的子像素通过分离边缘互相分离。这就意味着，这些纳米晶在光转换层中不是随机混合的。相反的，该平板层是由含有已定义微观结构的微米级的图案所构成的。当只有一个背光时，各子像素中的PLNCs可以吸收来自背光源的激发光，发射可见光。通过调整化学成分，掺杂元素，粒径尺寸等，纳米晶体可以发射出可见光谱范围内各种颜色的光。一个彩色子像素形成一个原色，多个彩色子像素形成一个像素。由此，每个像素就包含有多个原色。由于每个像素所包含的原色的数目都不同，也就使得本发明中LCD显示可以是三种颜色，四种颜色，五种颜色，甚至六种颜色，一直增加到LCD显示所需色域。图3所示是每个像素中包含三个原色的显示装置。在像素中分别设计的子像素区域，填充三种PLNCs，分别用来产生R，G，和V色光。具体来说，红色子像素中填充有可以发射红光的纳米晶，用于产生红色；绿色子像素中填充有可以发射绿光的纳米晶，用于产生绿色；蓝紫色子像素中则填充有可以发射蓝紫光的纳米晶，用于产生蓝紫色光。

如图3，液晶模块被放置在光转换模块的前面，包含多个子层：(1)第一偏光层，即线性偏光过滤层，用于过滤来自光转换层的有色和非偏振光，产生线性偏振光；(2)液晶层(结合了两个支撑层，包含驱动TFT电极层和公共电极层、空间层的多个电极层，图3中未示出)；(3)第二偏光层，其与第一偏光层的偏振角为90°。第一偏光层与第二偏光层的偏振方向在同一平面上，两者还互相垂直。从第二偏光层发射出的光的强度，可以由穿过液晶层后偏振角的旋转角度来控制，因此能够进行亮状态和暗状态的控制。TFT电极被图案化为与图案化的彩色子像素层中的彩色子像素相同的尺寸和维度，且垂直和水平对齐。

这种PLNC-2D-LCD的目的是为观众提供超宽色域、高能量效率和高亮度的显示装置。由于PLNCs发射具有高色彩饱和度的特点，该PLNC-2D-LCD可以产生高达90％的CIE1976色域(或者是相当于NTSC色域163％)。因此，在没有彩色滤光层的条件下，就可以产生整个可见光光谱范围内高饱和的彩色光。图5为两个具体实施例。纳米晶体ZnSe/ZnSe/ZnS的光致发光光谱，分别在430nm和440nm处有峰值，并具有超窄的发射谱线宽度，其半峰宽FWHM分别是10.6nm和10.8nm，所形成的多原色可以在LCD中产生非常宽的色域。例如，以PLNCs产生的高饱和R，G和V作为三原色(如图6)，可以产生高达150％的NTSC色域，这明显地改善了彩色显示的性能。此外，将LCD结构中的彩色滤光层省掉，可以使得光利用效率有三倍的提高。在传统LCDs中，彩色滤光层吸收了大部分白色入射背光，仅允许25-30％的光通过。在PLNC-2D-LCD中，PLNCs可以产生量子效率为60-90％的彩色光，从而使光利用效率提高了约3倍。。

在2D/3D可切换立体PLNC-2D/3D-LCD中，其配置基于PLNC-2D-LCD，但是在光偏振布置中有所修改。通过将LCD显示器，立体3D显示器，浅雕3D显示器以及偏振眼镜的原理结合在一个系统中来实现3D显示效果。图7，图8和图9描绘了一个三原色PLNC-2D/3D-LCD中的光路径和偏光处理方案，每个子像素的颜色和亮度都控制成与PLNC-2D-LCD中的相同，但在第二线性偏光层和抗反射层之间的位置，添加了一个1/2相位构图的延迟层(如图7)。

PLNC-2D/3D-LCD的光路在图8中示出。非偏振UV激发光到达前面的图案化的彩色子像素层，激发光致发光纳米材料，分别发射出彩色的R，G和V光，提供给R，G和B子像素。接着，所产生的彩色光又通过前面的、与水平方向成45°面内偏振方向角的第一线性偏光器，即第一线性偏光层，形成了线性偏振光。在这之前，首先放置一个液晶层，以旋转从第一线性偏光层发出的光的偏振角度。在液晶层的前面是第二线性偏光层，其偏振方向角度与第一线性偏光层的相垂直(135°)。第二线性偏光层的前面，是1/2图案化的相位构图的延迟层。该1/2相位延迟层的轴在平面上与水平轴垂直，即，与第二线性偏光层的偏振方向角度成-45°。该1/2相位延迟图案具有只针对绿色子像素的图案(尺寸和对准)，但却没有红色和蓝紫色子像素的相位延迟。因此，该层将来自于绿色子像素的135°角的偏振绿光旋转了90°，对来自于红色和蓝紫色子像素的光却没有任何影响。也就是将绿光变为45°的线偏振光，而红光和紫光还保持在135°的偏振。当在LCD前面的观看者没有佩戴特定的分析眼镜时，观看者的双眼可以感知到相同的颜色图像。由于人类的视觉系统并不能区分不同偏振方向的光，那么在这种情况下，显示器就处于2D模式。

当观看者佩戴了线性偏振眼镜(偏振3D眼镜)时，观看者的两只眼睛将感知到不同的图像(如图8)。该眼镜被设计成左眼眼镜和右眼眼镜分别为135°和45°的偏振方向，因此，左眼眼镜仅允许具有相同偏振方向的蓝紫色和红色光通过，并被左眼感知，从而看到紫色图像(红色加蓝紫色＝紫色)。右眼眼镜只让绿灯通过，并被右眼感知，看到绿色图像。这种浮雕现象可以实现类似于浮雕3D显示的3D显示效果。本发明利用了LCDs当中的偏振过程的优点，用线性偏振眼镜代替了彩色滤光片，为左眼和右眼生产不同颜色的图像，使得在这种情况下，显示器处于3D模式。

图9描述了3D模式下PLNC-2D/3D-LCD中3D图像的显示效果。其中的两帧图像，一个传送到了左眼，另一个传送到了右眼。其中，左图像是红色和蓝紫色，右图像是绿色。左眼的图像(品红色)通过红色和蓝紫色子像素显示，右眼的图像(绿色)通过绿色子像素显示。通过控制两个输出图像的偏振方向，如上一段落所述，观看者可以分别并同时感知到左眼的左眼图像和右眼的右眼图像。在比较和处理两个感知到的图像之后，人类视觉系统可以感知更深度的信息，并通过组合两个彩色图像来感知正确的颜色信息。由此，也就可以向观看者显示3D图像、视频或者其他媒体。

与传统的3D LCDs相比，本发明的PLNC-2D/3D-LCD节能且成本低，在性能上获得了非常重要的提升。在性能方面，3D显示器具有与PLNC-2D-LCD相同的超宽色域，可以达到超过160％的NTSC色域。相比之下，现有的3D显示器很难生产出100％或更接近的NSTC色域。PLNC-2D/3D-LCD的超宽色域可以为观众提供最逼真和自然的彩色3D显示效果，远远超过了目前HDTV的标准。虽然当前的HDTV标准不能完全将PLNC-2D/3D-LCD超宽色域的优点实现出来，但动画电影和图像专业人员将最先受益于这种技术，做出最鲜艳的视频，电影和图像。另一个性能上的改进就是高分辨率。在3D模式中，PLNC-2D/3D-LCD具有与2D模式相同的空间和顺序分辨率。在节能方面，PLNC-2D/3D-LCD也比传统3D显示器更有优势。3D显示具有与2D模式相同的高光利用效率(比现有LCDs高出3倍)以及相同的刷新率。此外，在本发明中，偏振眼镜的光利用效率可以达到约50％，而传统的立体3D显示器只有约30％。因此，PLNC-2D/3D-LCD的整体光利用效率和能量效率都很高。最后，在成本方面，2D/3D可切换显示器可以帮助节省能源费用。它向观看者提供了便宜的线性偏振眼镜，并且可以使多个观看者同时观看到显示器，从而节省了昂贵的液晶快门眼镜或头部跟踪相机的成本。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体的实施方式进行详细描述，将使得本发明的技术方案及其他有益效果显而易见，在附图中：

图1为有源矩阵的液晶显示器中各种部件的结构和传动，获得5-10％的总传输；

图2为微偏光立体显示的原理。具有左(L)和右(R)图像像素的空间复用图像(左)被放置在图案化的微偏光层元件(中间位置)的后方。当使用偏振眼镜进行观看时，P1偏振像素仅在左眼中看到，P2偏振像素仅在右眼中看到；

图3为设计有红、绿和蓝紫三原色的彩色子像素的PLNC-2D-LCD；

图4为紫外双向色层：紫外光的透射和可见光的反射，以及理想的透射光谱。可见光双向色层：可见光透射和UV光反射，以及理想的透射光谱；

图5为在340nm激发的两种核/壳/壳结构的ZnSe/ZnSeS/ZnS的PLNC，在不同壳层厚度下的光致发光光谱；

图6为在PLNS-2D-LCD或PLNS-2D/3D-LCD中具有高饱和度的红色，绿色和蓝紫色几种原色的显示器的色域，与NTSC作对比；

图7为3D观看模式下，逐层设计的具有红色，绿色和蓝紫色的三原色子像素的PLNC-2D/3D-LCD；

图8为PLNC-2D/3D-LCD中3D显示的颜色和偏振控制；

图9为通过控制PLNC-2D/3D-LCD中左彩色图像和右彩色图像的偏振实现立体3D显示效果的原理；

图10为用于3原色，4原色，5原色和6原色显示的一个图像像素中的PLNCs子像素组合；

图11为使用基于彩色滤光片的分析眼镜的PLNC-2D/3D-LCD的3D显示图示；

图12为使用基于线性偏光层的分析眼镜的PLNC-2D/3D-LCD的3D显示图示；

图13为实施例1中PLNC-2D/3D-LCD结构的侧视图；

图14为实施例1中图12的剖视图；

图15为实施例13中PLNC-2D/3D-LCD结构的侧视图；

图16为实施例13中图15的剖视图；

图17为实施例13中PLNC-2D/3D-LCD的像素和偏振校准的侧视图；

图18为实施例25中PLNC-2D/3D-LCD结构的侧视图；

图19为实施例25中图18的剖视图；

图20为实施例37中PLNC-2D/3D-LCD结构的侧视图；

图21为实施例37中图20的剖视图；

图22为实施例37中PLNC-2D/3D-LCD的像素和偏振校准的侧视图；

图23为实施例49中PLNC-2D/3D-LCD的像素和偏振校准的侧视图；

图24为实施例61中PLNC-2D/3D-LCD结构的侧视图；

图25为实施例61中图24的剖视图；

图26为实施例61中PLNC-2D/3D-LCD的像素和偏振校准的侧视图；

图27为实施例73中PLNC-2D/3D-LCD结构的侧视图；

图28为实施例73中图27的剖视图；

图29为实施例73中PLNC-2D/3D-LCD的像素和偏振校准的侧视图；

图30为实施例109中PLNC-2D/3D-LCD结构的侧视图；

图31为实施例109中图30的剖视图；

图32为实施例109中PLNC-2D/3D-LCD的像素和偏振校准的侧视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施例中的技术方案进行详细地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护范围。

在光转换层中使用的光致发光纳米晶体(PLNCs)是纳米尺寸的纳米晶体或纳米颗粒。这些纳米晶体具有在1-100nm范围内的尺寸。在激发源下，它们可以吸收光子并发射可见光子。本发明中包括了以下类别的PLNCs：

(1)由半导体材料构成的纳米晶体，例如核/壳结构的ZnSe/ZnS纳米晶体(如图10)，核/壳结构的CdSe/ZnS纳米颗粒(如图11)。其峰值发射波长取决于自身的尺寸，由于量子限制效应，它们也被称作量子点(QDs)。这些QDs可以通过光源的激发，发射出光子能量比激发光子能量还要小的可见发射。在其他方面，这些量子点可以通过下转换的过程激发。激发源可以是UV灯，蓝紫色灯或者蓝色灯。灯包括具有一个或者多个LED的LED组件。(2)化学掺杂的半导体纳米晶体，或者掺杂型的量子点(d-QDs)。这些d-QDs由主体QDs和主体QDs晶体结构中的掺杂元素组成。当用合适的光源(UV，蓝紫光或蓝光)激发时，主体QDs可以吸收激发光子并将能量转移到掺杂离子中，以发射可见光。该过程是一个下转换的过程。d-QDs的半导体主体成分可以是上述的一种材料或混合材料。掺杂元素可以是锰(II)，铜(I)，铜(II)。(3)稀土元素掺杂的上转换纳米颗粒(UCNPs)。

这三类PLNCs与有机染料和无机微米尺寸的磷光体相比，在化学，结构，物理和光致发光性能方面都具有显著的不同。PLNCs在整个可见光范围内都具有连续可调的发射，为显示器的原色选择提供了极大的灵活性。PLNCs还具有窄的单峰光致发光光谱，产生用于显示器的高饱和的原色。对于QDs和d-QDs，PLNCs具有连续的吸收光谱，使得单个UV或蓝紫色光源可以同时激发所有种类的QDs或者d-QDs。对于UCNPs，它们具有更窄的发射光谱，其半峰宽FWHM低至10-20nm。PLNCs具有高的光稳定性，比有机染料要好10-100倍。这确保了所得显示器颜色和亮度得稳定性，使得显示器的寿命更长。

还可以通过控制表面配体化学来进行PLNCs的表面改性或处理。使得可以在PLNCs的表面上进行极性和电荷的控制，并能够以溶液，固体膜或嵌入支撑聚合物基质的形式进行PLNCs的表面处理。

上述三类PLNCs都可以在整个可见范围内产生高饱和度的颜色，可以被用作为LCD显示器中的原色。对于每一种原色，都可以使用几种PLNCs来产生相应的颜色。

对于本发明中的LCD显示器，可以通过在子像素中图案化PLNCs来实现图案化的彩色子像素层。当受到背光激发时，每个子像素可以发射一种原色，颜色取决于嵌入在子像素中的PLNCs的种类。一个图像像素由多个彩色的子像素组成。例如R，G和V三种颜色的子像素。

一个图像像素中的子像素的数量，与显示系统中所使用的原色的数量是相同的。在全色显示中，可以使用三种或更多种原色。在本发明中，可以在显示器中使用三种，四种，五种或者六种原色。因此，对于每个图像像素，可以在PLNC-2D-LCD或PLNC-2D/3D-LCD(如图10)中使用多个PLNCs子像素的组合：

(1)两个PLNCs显示：R+G，加上一个蓝紫色或者蓝色的背光源，用于蓝色的原色子像素，也用于R和G PLNCs的激发源；

(2)三个PLNCs显示：R+G+B或者R+G+V；

(3)四个PLNCs显示：R+G+B+V或者R+G+C+B或者R+G+C+V或者R+Y+G+B或者R+Y+G+V；

(4)五个PLNCs显示：R+G+C+B+V或者R+Y+G+C+B或者R+Y+G+C+V或者R+Y+G+B+V；

(5)六个PLNCs显示：R+Y+G+C+B+V。

每个图像像素中的彩色子像素的空间布置都是可以改变的。例如，在一个三原色的显示器PLNC-2D-LCD中，R，G和V三个子像素可以布置为：G在R和V的中间，或者V在R和G的中间。在具有不同原色的其他PLNC-2D-LCD和PLNC-2D/3D-LCD显示器中，彩色子像素的排列也可以被类似地图案化和变化。

本发明通过调整PLNC子像素的颜色种类和数量，可以实现PLNC-2D-LCD和PLNC-2D/3D-LCD超宽色域的效果。利用超广色域饱和度和色彩可调的优点，其色域估计可以达到NTSC色域的170％(相当于CIE 1976色域的90％)。

R+G+V色域301可以达到NTSC色域300的约150％。V的颜色可以来自蓝紫色光的背光，或者来自蓝紫色PLNCs。

R+G+B色域302可以达到NTSC色域300的约130％。V的颜色可以来自蓝光的背光，或者来自蓝色PLNCs。

R+G+B+V色域303或者R+G+C+V色域304可以达到NTSC色域300的约160％。

R+G+C+B色域305可以达到NTSC色域300的约135％。

R+Y+G+V色域306可以达到NTSC色域300的约150％，并且R+Y+G+C色域307可以达到NTSC色域300的约130％。

R+G+C+B+V色域308可以达到NTSC色域300的约170％。

R+Y+G+C+V色域309可以达到NTSC色域300的约160％，并且R+Y+G+C+B色域310可以达到NTSC色域300的约135％。

R+Y+G+B+V色域311可以达到NTSC色域300的约160％。

R+Y+G+C+B+V色域312可以达到NTSC色域300的约170％。

基于UCNPs的显示器的R+G+B色域313可以达到NTSC色域300的约80％。

本发明中LCDs的3D显示，可以通过三种不同的机理来实现：主动快门眼镜，被动偏振眼镜以及彩色滤光眼镜。

首先，PLNC-2D-LCD与主动快门偏振眼镜在3D显示上是兼容的。在这种模式下，观看者可以佩戴一副包含液晶和电子控制设备的眼镜。通过间歇性地阻碍光照射到每只眼睛，左眼图像和右眼图像以连续的方式呈现给观看者的左眼和右眼。每一次，两只眼睛中的一只看到的是完整的彩色图像，而另一只眼睛却根本看不到图像。主动快门偏光层的切换频率与PLNC-2D-LCD的图像刷新率同步。在3D模式中同样可以实现2D的全分辨率，但LCD的刷新率必须增加为2D模式下的两倍。

本发明中，从PLNC-2D/3D-LCD显示3D图像或视频的另外两种方式基于浮雕技术，通过分别向左眼和右眼同时显示两个不同颜色的图像来实现。在这两种方式中，左图像和右眼图像同时显示在屏幕上。3D成像可以通过以下来实现：PLNC-2D/3D-LCD上的彩色子像素被分为左眼子像素和右眼子像素。左眼子像素用于显示左眼图像，右眼子像素用于显示右眼图像。来自左眼子像素的光被控制为只被传递到观看者的左眼，来自右眼子像素的光只被传递到观看者的右眼。这种操作可以通过被动偏振眼镜或者彩色滤光眼镜来实现。

使用被动偏振眼镜的PLNC-2D/3D-LCD的3D显示器可以通过不同地偏振左眼图像和右眼图像来实现。图8和图9示出了利用PLNC-2D/3D-LCD显示3D图像的原理。显示器在图案化的彩色子像素层中使用了三个PLNCs，以分别在R，G和V三个子像素中产生R，G和V三原色。每个子像素的光透射在顺序穿过第一线性偏光层31的前层，液晶层32以及第二线性偏光层33时发生了衰减，其中，第一线性偏光层31和第二线性偏光层33在偏光层平面上的角度是正交偏振方向(分别是45°和135°)。当1/2相位延迟条带152只叠加在绿色子像素25上，且其光轴与入射的绿光的偏振方向成45°角时，1/2图案化的相位延迟层150可以使入射的线性偏振的绿光的偏振角产生90°旋转，而并不改变来自蓝紫色子像素24和红色子像素26的光的偏振方向。因此，绿光使偏振方向从135°改变为45°，而蓝紫光和红光却仍具有135°的偏振角。对于将要显示的3D图像，源图像应该包括两个子图像(如图9)，紫色和红色的左眼图像302，以及绿色的右眼图像301。左眼图像302由蓝紫色子像素24和红色子像素26显示，右眼图像301由绿色子像素25显示，且这两个图像是同时显示出来的。当光从1/2相位延迟层150出射后，显示左眼图像302的蓝紫光和红光变成了135°的偏振光402，而显示右眼图像301的绿光变成了45°偏振光401。在显示屏的前面，观看者佩戴一副正交的线性偏振眼镜来观看3D图像。左分析镜202具有135°的线性偏振角，右分析眼镜201具有45°的线性偏振角。因此，左分析镜202只允许135°的偏振光402进入左眼，右分析眼镜201只允许45°的偏振光401进入右眼。观看者的视觉系统组合来自左眼的左眼图像301和来自右眼的右眼302，并几乎立即就感知到图像的颜色和深度信息。

也可以使用彩色滤光眼镜来实现PLNC-2D/3D-LCD的3D显示。在这种情况下，并不需要使用1/2相位延迟层，且PLNCs-2D/3D-LCD与PLNCs-2D-LCD是相同的。在操作上，左眼图像和右眼图像以不同的颜色都显示在了屏幕上。观看者佩戴一副两个镜片上都具有彩色过滤器的眼镜，但是每个镜片过滤不同的可见光谱带。左眼镜的滤色器只让来自左眼子像素的彩色光通过，并由左眼观看。右眼镜的滤色器只让来自右眼子像素的颜色光通过，并由右眼观看。图11示出了PLNCs-2D/3D-LCD中基于彩色过滤器的浮雕3D显示的原理。显示器有三个PLNCs，用于产生R，G和V原色。R子像素26和V子像素24用于显示红色和蓝紫色的左眼图像404，而G子像素25用于显示绿色的右眼图像403。左眼滤光眼镜204吸收G色，而使R和V色通过，因此左眼看到左眼图像404。右眼滤光眼镜203吸收R和V色，而使G光通过，因此右眼看到右眼图像403。由于PLNCs窄的发射，可以将彩色过滤器制造成对于两只眼睛都具有最小的光的泄漏，从而减少通常在彩色立体显示器中出现的“重影”现象。

对于使用被动偏振眼镜或者彩色滤光眼镜的3D显示器，除了上面几种使用R，G和V三色来图案化的例子之外，其他左眼和右眼子像素图案也可以在PLNCs-2D/3D-LCD使用。PLNC-2D/3D-LCD中的彩色子像素被总结在表1至表4中。每种颜色的显示模式都代表了其相应的在PLNC-2D/3D-LCD中使用的PLNCs的数量和颜色。左眼子像素表示了其光将被传送到观看者的左眼的子像素的数量和颜色。右眼子像素表示了其光将被传送到观看者的右眼的子像素的数量和颜色。表1列出了本发明中基于三原色的PLNC-2D/3D-LCD中彩色子像素的可能的左眼图案和右眼图案。表2列出了本发明中基于四原色PLNCs的PLNC-2D/3D-LCD中彩色子像素的可能的左眼图案和右眼图案。表3列出了本发明中基于五原色PLNC的PLNC-2D/3D-LCD中彩色子像素的可能的左眼图案和右眼图案。表4列出了本发明中基于六原色PLNC的PLNC-2D/3D-LCD中彩色子像素的可能的左眼图案和右眼图案。对于每个图案：使用被动偏振眼镜的PLNCs-2D/3D-LCD，左眼子像素或者右眼子像素会安装1/2相位延迟层，但不是两者都安装；使用滤色镜的PLNC-2D/3D-LCD，左眼眼镜过滤了从右眼子像素发出的光，而右眼眼镜过滤了从左眼子像素发出的光。

对于表1至表4中的每个单独的色彩图案的方式，左眼子像素和右眼子像素是可以互换的。例如，在RGV彩色显示模式中，三种色彩图案的方式之一是：左眼是R和V，右眼是G。这也可以被转化为左眼是G，右眼是R和V。所有其他色彩图案的方式可以按照上述模式在左眼和右眼之间进行切换。

当在3D模式下时，从上述色彩图案的方式中设计的PLNC-2D/3D-LCD，具有对于两只眼睛的不同颜色。在双眼中并不会出现单个原色同时显示的情况。左眼图像和右眼图像都以全分辨率显示。因此，这些显示器在3D模式中也具有与2D模式中相同的图像分辨率。

为了减少视网膜的竞争效应，最好是以接近的亮度和颜色向每只眼睛显示接近的图像。当所传递的光的亮度在两只眼睛之间有亮度或颜色上的差异时，会发生视网膜的竞争。当显示具有大的颜色对比度的图片或视频，或者一个眼睛图像中的颜色比另一个眼睛图像中的颜色的强度低时，便可能出现这种情况。为了减少这种情况，以获得更好的立体视觉效果，会为两只眼睛选择较平衡的光的亮度。这个问题本质上是与彩色立体3D显示相关的。对于相应的PLNC-2D/3D-LCD模式，在两只眼睛上具有更均衡的颜色的色彩图案方式(表1至表4)会更容易产生全色3D显示效果。

通过以相同或相接近的亮度和颜色向左眼和右眼显示图像，可以完全去除视网膜的竞争效果。这可以通过使用被动偏振眼镜的PLNC-2D/3D-LCD来实现，如图12所示。左眼图像406和右眼图像405的像素，以原始图像一半的分辨率被逐行显示。1/2相位延迟层被放置在显示器的前面，使得1/2相位延迟带挂载在显示左眼图像406的R，G，V子像素上。因此，用于左眼图像406的光被垂直地偏振于右图像405的光。两个分析器，左眼分析器202和右眼分析器201的偏振方向，分别与来自显示平面中的左眼图像406和右眼图像405的这些光的偏振方向所匹配。这就允许观看者的左眼仅看到左眼图像，而右眼仅看到右眼图像。值得注意的是，左眼图像406和右眼图像405都包含了全色。此外，在两个图像中都呈现了相同或非常接近的亮度。这使得PLNC-2D/3D-LCD在2D和3D显示模式下具有相同的超宽色域，而3D显示中也没有了以使分辨率减半为代价的视网膜竞争以及“鬼影”问题。可以通过减小子像素的尺寸，来实现可用于PLNC-2D/3D-LCD的高分辨率的全彩色3D显示。

为了增加本发明显示器的视角，来自显示器的线偏振出射光可以通过使用安装在显示器前面的1/4波片层转换为圆偏振光，其中，1/4波片层的光轴与入射的线偏振光的平面成45°角。

本发明中定义的列表

如下所列是本发明中的层的定义：

发射源10：包括背光层11和光扩散层12。

背光层11：发射UV，蓝紫色，蓝色或者近红外光的光源层。所述光源是半导体UV-LEDs，蓝紫色LED，蓝色LED，近红外LED，汞等离子体放电灯。该层被定义为背层。

光扩散层12：用于将来自背光层11的光均匀扩散到前层的层。

第一双向色层21：由双色向材料构成的层，可以使来自于背光的光通过，而反射或者吸收从图案化的彩色子像素层22发射出来的光。

图案化的彩色子像素层22：含有在溶液中作为膜或者分散在聚合物固体膜中的PLNCs的层。该层还包含将层限定为网格的分离介质19，使得能够屏蔽从一个网格到其他网格所透射的光。每个网格都填充有一种PLNC，所述PLNCs的组成在表1中列出。可以使用两种或更多种在可见光范围内具有单独光致发光光谱的PLNC。这些嵌入PLCNs的网格被定义为子像素。该层中的彩色子像素的图案结构包括图10所示的，以及其它导出的图案。

第二双向色层23：由双向色材料构成的层，可以使来自于背光层11的光被反射或者吸收，而使从图案化的彩色子像素层22发射的光通过。

第一线性偏光层31：能够将来自背光层11的光转换为线性偏振光以发射到前层的层。其角度的偏振方向在该层的平面内，与水平方向成0°或45度。

第一玻璃层1：作为一种支撑其它层的媒介的透明玻璃层，位置在液晶层32的下方，但是可以不直接接触。

薄膜晶体管层(TFT层2)：由薄膜晶体管和导电电极组成的层，可以用于在液晶层上施加电压。该层还具有子像素结构，其中每个子像素都可以叠加在图案化的彩色子像素层22的子像素上。

第一配向层3：直接置于第一间隔层下方的聚合物聚酰亚胺层，以利于液晶的取向方向。

第一间隔层4：具有微米尺寸的聚合物珠或框架结构的层，位于液晶层32的正下方。

液晶层32：填充有不同配向图案的液晶的层。该层可以根据施加在液晶上的电压，层的厚度和入射光的波长，来旋转角度的偏振方向。

第二间隔层5：具有微米尺寸的聚合物珠或框架结构的层，位于液晶层32的正上方。

第二配向层6：一种聚合物聚酰亚胺层，直接置于第二间隔层上方的液晶层上，以利于液晶的取向方向。

公共电极层7：与TFT层3一起的电极层，以在液晶层32上施加电压。

第二玻璃层8：作为固体支持其它层的透明玻璃层，位置在液晶层32的上方，但不直接接触。

第二线性偏光层33：用于线性偏光层的层，其平面偏振角度为90°或135°，分别与第一线性偏光层31中的，分别是0°或45°度的角度正交。

抗反射层190：用于减少显示表面上的表面反射的层。

线图案化的1/2相位延迟层150：1/2相位延迟层，以可以在层1/2相位延迟条带和透明介质条带上交替出现的方式图案化。其中，1/2相位延迟条带的光轴在层平面上，且与水平面成45°或90°的角度。由于入射的线性偏振光相对于1/2相位延迟条带的光轴有45°的偏振角，角度的偏振方向可以在平面中旋转90°。线图案化的1/2相位延迟层150由交替的1/2相位延迟条带152和透明介质条带153组成。

UV-阻挡层180：具有可以吸收UV光，通过可见光的长通滤光片的层。

第三透明层170：位于第二玻璃层13的上方，但却不直接接触的透明支撑层。

网格图案化的1/2相位延迟层151：具有可替代的1/2相位延迟层网格和透明介质网格的图案化的1/2相位延迟层。其中，1/2相位延迟层网格的光轴在层平面上，且与水平方向成45°或90°的角度。由于入射的线性偏振光相对于1/2相位延迟层网格的光轴有45°的偏振角，角度的偏振方向可以在平面中旋转90°。

1/4波片层160：当入射的线偏振光相对于波片的光轴具有45°或135°的偏振角时，将入射的线偏振光转换为圆偏振光的1/4波片的层。

线图案化的1/4波片层161：可替代的1/4波片带的图案化的层，其光轴可以在45°或135°间交替，或者在90°或180°间交替。所述1/4波片带可以将入射的90°或135°的线性偏振光转换为右旋圆偏振光和左旋圆偏振光的交替带。

网格图案化的1/4波片层162：替代的1/4波片网格的图案化的层，其光轴可以在45°或135°间交替，或者在90°或180°间交替。所述1/4波片网格可以将入射的90°或135°的线性偏振光转换为右旋圆偏振光和左旋圆偏振光的交替网格。

第一线图案化的线性偏光层35：由可替代的线性偏振线组成的线状图案化的线性偏光层，可以将入射的非偏振光转换为可以在0°和90°偏振方向或45°和135°偏振方向之间交替的线性偏振光。该层设置在液晶层22的下方，但不直接接触。

第二线图案化的线性偏光层36：由可替代的线性偏振线组成的线状图案化的线性偏光层，可以将入射的非偏振光转换为可以在90°和0°偏振方向或135°和45°偏振方向之间交替的线性偏振光。该层设置在液晶层22的上方，但不直接接触。

第一网格图案化的线性偏光层37：由在层的水平和垂直方向上都可以替代的，线性偏光网格和透明介质网格组成的网格图案化的线性偏光层。该层位于第二网格图案化的线性偏光层36的下方，但不直接接触。

第二网格图案化的线性偏光层38：由在层的水平和垂直方向上都可以替代的，线性偏光网格和透明介质栅格组成的网格图案化的线性偏光层。该层位于第二网格图案化的线性偏光层36的上方，但不直接接触。第二网格图案化的线性偏光层36中的每个线性偏光网格，被叠加在第一网格图案化的线性偏光层层35中的线性偏光网格上，但在平面中具有90°的偏振角差值。

实施例

本发明中的PLNC-2D-LCD和PLNC-2D/3D-LCD，可以在以下优选实施例中参照附图进行进一步的描述。

图13至图32示出了LCD的显示结构：图13-14是实施例1，图15-17是实施例13，图18-19是实施例25，图20-22是实施例37，图23是实施例49，图24-26是实施例61，图27-29是实施例73，图30-32是实施例109。

实施例1和实施例2

图13和图14描述了本发明中实施例1中的PLNC-2D/3D-LCD器件。22是嵌入PLNCs以使在器件中发射原色光的图案化的彩色子像素层。由于偏振方向在一个平面上的晶格形状在90°正交，通过编号以方便识别偏振膜的各个区域，对偏振区域标号为31，33，35，36，150，151，160，161和162。

如图13和图14所示，在实施例1中能够显示2D图像的液晶中，发射UV光的背光层11对准在光漫射层12的下方，其上是图案化的彩色子像素层22。其中，彩色子像素层22在下面的第一双向色层21和上面的双向色层23之间对准。接着，放置第一线性偏光层31，其在层平面上的偏振方向与水平方向成0°或45°。第一玻璃层1排列在第一线性偏光层31的前表面上。第一透明电极层，或者薄膜晶体管层(TFT层2)，第一配向层3和第一间隔层4，也同样设置在其前表面上。填充有液晶的液晶层32设置在第一间隔层4和第二间隔层5之间。在它们的上方依次设置第二配向层6和公共电极层7。接着，在公共电极层7的前表面设置第二玻璃层8，再设置偏振方向为90°或135°的第二线性偏光层33，最外层是抗反射层190。

优选地，第一配向层3和第二配向层6的取向方向，根据液晶的种类而不同。优选地，取决于液晶的种类，两个取向方向是垂直的，或者是在同一方向上的。当向液晶层32施加电磁场时，取向方向依据液晶的特性而移动。因此，需要延迟透射光。

优选地，液晶层32前面的第一线性偏光层31具有0°或45°的偏振方向，液晶层33后面的第二线性偏光层33具有90°或135°的偏振方向。第一线性偏光层31和第二线性偏光层33之间的偏振方向在90°正交，虽然具有相同的偏振方向，但具有90°的差值。

在传统的LCDs中，彩色过滤层用于吸收大部分的入射光，且仅使得原色光透过。在本发明的这个实施例中，并没有彩色过滤层。相反地，使用了图案化地彩色子像素层22。三个PLNCs包括一个像素，其包含红色PLNCs的子像素，绿色PLNCs的子像素和蓝紫色PLNCs的子像素。该三原色模式是R+G+V 210。图案化的彩色子像素层22通过重复含有上述子像素结构的像素组成。优选地，子像素的尺寸和位置可以通过TFT层2中的子像素网格，以一对一的方式重叠，并通过这种方式来排列。

下面将描述本发明第一实施例的2D LCD的操作。首先，当来自背光层11的均匀背光透射到彩色子像素层22时，光被PLNCs吸收以激发其颜色发射。具体地，红色子像素26发射红色光，绿色子像素25发射绿色光，蓝紫色子像素24(或蓝色子像素27)分别发射蓝紫色光(或蓝色光)。透射的UV光被第二双向色层反射，以再次激发图案化的彩色子像素层22，从而提高光利用效率。发射的可见光在所有方向上，且都不偏振。第一双向色层21的发射光被反射回来，继续向第二双色层23的方向传播，从而提高光利用效率。所组合的可见光被设置为可以通过第一线性偏光层31，光变成在0°或45°偏振的直线偏振光束。因此，在光通过偏振方向旋转了90°的液晶层32之后，观看者可以看到透过具有90°或135°偏振方向的第二线性偏光层33的图像。

在3D观看模式中，观看者可以佩戴一副主动快门眼镜，其与PLNC-2D/3D-LCD显示器的刷新率同步，间歇地阻挡左眼观看和右眼观看，从而使得在一个短时间内有左眼图像，以及在另一短时间内有右眼图像。

在实施例2中，将蓝紫色子像素24变为蓝色子像素27，将显示的三原色模式变为R+G+B211。

实施例3到实施例7

实施例3到实施例7中的2D PLNC-2D-LCDs的基本结构与本发明实施例1中的相同。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有四个子像素，因此所得到的显示器具有不同的四原色模式。实施例3到实施例7分别具有R+G+B+V 212，R+G+C+B213，R+G+C+V 214，R+Y+G+V 215，以及R+Y+G+B 216的四原色模式(如图10)。

实施例8到实施例11

实施例8到实施例11中的2D PLNC-2D-LCDs的基本结构与本发明实施例1中的相同。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有五个子像素，因此所得到的显示器具有不同的五原色模式。实施例8到实施例11分别具有R+G+C+B+V 217，R+Y+G+C+B 218，R+Y+G+B+V 219，以及R+Y+G+C+B 220的五原色模式(如图10)。

实施例12

实施例12中的2D PLNC-2D-LCD的基本结构与本发明实施例1中的相同。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有六个子像素，因此得到的显示器具有R+Y+G+C+B+V 221的六原色模式(如图10)。

实施例13和14

图15和图16示出了本发明实施例13的PLNC-2D/3D-LCD。其基本结构与本发明实施例1的类似。与实施例1中相同的结构将不再赘述。附加的线图案化的1/2相位延迟层150设置在第二线性偏光层33和抗反射层190之间。线图案化的1/2相位延迟层150由交替的1/2相位延迟条带152和透明介质条带153组成。优选地，每个条带的宽度与图案化的彩色子像素层22的子像素的高度相同。如图16和图17所示，线图案化的1/2相位延迟层150被放置为可以使得每个条带都可以叠加在图案化的彩色子像素层22的一排像素上，以及可以叠加在TFT层3的一排子像素9上。1/2相位延迟条带152和透明介质条带153以交替的形式覆盖在一排像素上。

下面将描述本发明实施例13中可切换的2D/3D LCDs的操作。首先，光通过从背光源11到第二线性偏光层33之间的层，这一部分与实施例1中的相同，将不再赘述。线性偏振并从第二线性偏光层33出射的图像光，通过线图案化的1/2相位延迟层150，并分裂成左眼图像和右眼图像。通过1/2相位延迟条带152条带的光，将偏振方向从90°或135°改变为0°或45°，而通过透明介质条带153的光保持它们的偏振方向为90°或135°不变。当观看者没有佩戴分析眼镜时，观看者的双眼从显示器上感知到相同的图像，此时图像被显示为2D效果。当观看者佩戴分析眼镜时，显示则是3D效果的。左眼分析镜片202是偏振方向角为0°或45°的线性偏光层，右眼分析镜片201是偏振方向角为90°或135°的线性偏光层。因此，从1/2相位延迟条带152条带出射的光，只能通过左眼分析镜片202，并可以被观看者感知为左眼图像。从透明介质条带153出射的光，只能通过右眼分析镜片201，并可以被观看者感知为右眼图像。因此，左眼图像和右眼图像同时被观看到，使得观看者可以感知到3D图像。

在实施例14中，将蓝紫色子像素24变为蓝色子像素27，将3D显示的三原色模式从R+G+V 210变为R+G+B 211。

实施例15到实施例19

实施例15到实施例19中的2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD，具有与本发明实施例13相同的基本结构。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有四个子像素，因此所得到的显示器具有不同的四原色模式。实施例15到实施例19分别具有R+G+B+V 212，R+G+C+B 213，R+G+C+V 214，R+Y+G+V 215，以及R+Y+G+B 216的四原色模式(如图10)。

实施例20到实施例23

实施例20到实施例23中的2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD，具有与本发明实施例13相同的基本结构。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有五个子像素，因此所得到的显示器具有不同的五原色模式。实施例20到实施例23分别具有R+G+C+B+V 217，R+Y+G+C+B 218，R+Y+G+B+V 219，以及R+Y+G+C+B 220的五原色模式(如图10)。

实施例24

实施例24中的2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD，具有与本发明实施例13相同的基本结构。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有六个子像素，因此得到的显示器具有R+Y+G+C+B+V 221的六原色模式(如图10)。

实施例25和实施例26

图18和图19示出了本发明实施例25的PLNC-2D/3D-LCD。其基本结构与本发明实施例13的类似。与实施例13中相同的结构将不再赘述。附加的1/4波片层160设置在线图案化的1/2相位延迟层150的前面，抗反射层190的下面。1/4波片层160是光轴在45°或90°的膜。入射的线偏振光具有与1/4波片层160的光轴成45°的偏振方向角，透射过板并以线性到圆形的偏振变化射出。

下面将描述本发明实施例25中可切换的2D/3D LCDs的操作。首先，光通过从背光源11到线图案化的1/2相位延迟层150之间的层，这一部分与实施例11中的相同，将不再赘述。第二步，用于以0°或45°偏振的左眼图像的线偏振光透过具有45°或90°光轴的1/4波片层160，并以左圆偏振光的形式射出。第三步，用于以90°或135°偏振的右眼图像的线性偏振光透过具有45°或90°光轴的1/4波片层160，并以右圆偏振光的形式射出。在3D观看模式中，观看者佩戴一副分析眼镜207。左眼分析眼镜206可以使左圆偏振光通过，吸收右圆偏振光。右眼分析眼镜205可以使右圆偏振光通过，吸收左圆偏振光。按照这样的方式，左圆偏振的左图像可以被左眼看到，右圆偏振的左图像可以被右眼看到。因此，左眼图像和右眼图像同时被观看到，使得观看者可以感知到3D图像。在这个实施例中，观看者的头部可以向左或向右方向倾斜，而不会失去图像。因此，本实施例中的PLNC-2D/3D-LCD具有一个大的视角。

在实施例26中，将蓝紫色子像素24变为蓝色子像素27，将3D显示的三原色模式从R+G+V 210变为R+G+B 211。

实施例27到实施例31

实施例27到实施例31中的2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD，具有与本发明实施例25相同的基本结构。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有四个子像素，因此所得到的显示器具有不同的四原色模式。实施例27到实施例31分别具有R+G+B+V 212，R+G+C+B 213，R+G+C+V 214，R+Y+G+V 215，以及R+Y+G+B 216的四原色模式(如图10)。

实施例32到实施例35

实施例32到实施例35中的2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD，具有与本发明实施例25相同的基本结构。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有五个子像素，因此所得到的显示器具有不同的五原色模式。实施例32到实施例35分别具有R+G+C+B+V 217，R+Y+G+C+B 218，R+Y+G+B+V 219，以及R+Y+G+C+B 220的五原色模式(如图10)。

实施例36

实施例36中的2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD，具有与本发明实施例25相同的基本结构。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有六个子像素，因此得到的显示器具有R+Y+G+C+B+V 221的六原色模式(如图10)。

实施例37和实施例38

图20和图21示出了本发明实施例37的PLNC-2D/3D-LCD。其基本结构与本发明实施例1的类似。与实施例1中相同的结构将不再赘述。附加的线图案化的1/4波片层161设置在第二线性偏光层33的前面，抗反射层190的下面。线图案化的1/4波片层161由1/4波片条带154和155组成，其中，条带间可替代的光轴为90°(对于1/4波片条带155)和180°(对于1/4波片条带154)，或者45°(对于1/4波片条带155)和135°(对于1/4波片条带154)。如图22所示，这些条带被放置为可以使得可替代的条带叠加在图案化的彩色子像素层22的一排像素上，以及可以叠加在TFT层3的一排子像素9上。

下面将描述本发明实施例37中可切换的2D/3D LCDs的操作。首先，光通过从背光源11到第二线性偏光层层33之间的层，这一部分与实施例1中的相同，将不再赘述。第二步，出射的线偏振光透过线图案化的1/4波片层161。偏振方向为135°或90°的左眼图像的入射线偏振光，在通过具有90°或者45°光轴的1/4波片条带155后，变为左圆偏振光。偏振方向为135°或90°的左眼图像的入射线偏振光，在通过具有180°或者135°光轴的1/4波片条带154后，变为右圆偏振光。在3D观看模式中，观看者佩戴一副分析眼镜207。左眼分析眼镜206可以使左圆偏振光通过，吸收右圆偏振光。因此，左眼图像和右眼图像同时被观看到，使得观看者可以感知到3D图像。在这个实施例中，观看者的头部可以向左或向右方向倾斜，而不会失去图像。因此，本实施例中的PLNC-2D/3D-LCD具有一个大的视角。

在实施例38中，将蓝紫色子像素24变为蓝色子像素27，将3D显示的三原色模式从R+G+V 210变为R+G+B 211。

实施例39到实施例43

实施例39到实施例43中的2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD，具有与本发明实施例37相同的基本结构。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有四个子像素，因此所得到的显示器具有不同的四原色模式。实施例39到实施例43分别具有R+G+B+V 212，R+G+C+B 213，R+G+C+V 214，R+Y+G+V 215，以及R+Y+G+B 216的四原色模式(如图10)。

实施例44到实施例47

实施例44到实施例47中的2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD，具有与本发明实施例37相同的基本结构。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有五个子像素，因此所得到的显示器具有不同的五原色模式。实施例44到实施例47分别具有R+G+C+B+V 217，R+Y+G+C+B 218，R+Y+G+B+V 219，以及R+Y+G+C+B 220的五原色模式(如图10)。

实施例48

实施例48中的2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD，具有与本发明实施例37相同的基本结构。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有六个子像素，因此得到的显示器具有R+Y+G+C+B+V 221的六原色模式(如图10)。

实施例49和实施例50

本发明实施例49的PLNC-2D/3D-LCD的基本结构与本发明实施例37的类似。与实施例37中相同的结构将不再赘述。然而，线图案化的1/4波片层161由网格图案化的1/4波片层162代替。网格图案化的1/4波片由作为一个像素的每个网格都是相同尺寸的可替代的1/4波片条带组成。其中，两种网格间可替代的光轴为90°(对于1/4波片网格157)和180°(对于1/4波片条带156)，或者45°(对于1/4波片条带157)和135°(对于1/4波片条带156)。如图23所示，这些网格被放置为可以使得可替代的条带叠加在图案化的彩色子像素层22的一排像素上，以及可以叠加在TFT层3的一排子像素9上。

下面将描述本发明实施例49中可切换的2D/3D LCDs的操作。首先，光通过从背光源11到第二线性偏光层33之间的层，这一部分与实施例37中的相同，将不再赘述。第二步，从第二线性偏光层33射出的线性偏振光，透过网格图案化的1/4波片162，使对于左眼的图像变为左圆偏振，对于右眼的图像变为右圆偏振，然后分别单独的被佩戴一副具有圆偏振的分析眼镜207的观看者的左眼和右眼感知到。在这个实施例中，观看者的头部可以向左或向右方向倾斜，而不会失去图像。因此，本实施例中的PLNC-2D/3D-LCD具有一个大的视角。

在实施例50中，将蓝紫色子像素24变为蓝色子像素27，将3D显示的三原色模式从R+G+V 210变为R+G+B 211。

实施例51到实施例55

实施例51到实施例55中的2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD，具有与本发明实施例49相同的基本结构。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有四个子像素，因此所得到的显示器具有不同的四原色模式。实施例51到实施例55分别具有R+G+B+V 212，R+G+C+B 213，R+G+C+V 214，R+Y+G+V 215，以及R+Y+G+B 216的四原色模式(如图10)。

实施例56到实施例59

实施例56到实施例59中的2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD，具有与本发明实施例49相同的基本结构。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有五个子像素，因此所得到的显示器具有不同的五原色模式。实施例56到实施例59分别具有R+G+C+B+V 217，R+Y+G+C+B 218，R+Y+G+B+V 219，以及R+Y+G+C+B 220的五原色模式(如图10)。

实施例60

实施例60中的2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD，具有与本发明实施例49相同的基本结构。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有六个子像素，因此得到的显示器具有R+Y+G+C+B+V 221的六原色模式(如图10)。

实施例61和实施例62

图24和图25示出了本发明实施例61中2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD的侧视图和俯视图。图26示出了显示器中的光学和对准特性。其基本结构与本发明实施例1的类似，其相同的结构将不再赘述。然而，实施例1中的第一线性偏光层31和第二线性偏光层32分别被第一线图案化的线性偏光层35和第二线图案化的线性偏光层36替代。每个线图案化的线性偏光层都具有可替代的偏振方向为0°或45°的线性偏光线158，以及具有偏振方向为90°或135°的线性偏光线59。如图26所示，第一线图案化的线性偏光层35和第二线图案化的线性偏光层36被放置为可以使得一个层上的每个线性偏光线叠加在另一个层上的每个偏光线上，其偏振角之间具有90°的差值。每个线偏光线158或159还可以叠加在图案化的彩色子像素层22或TFT层3上的一排像素线上。

下面将描述本发明实施例61中可切换的2D/3D LCDs的操作。首先，来自背光11的光透射通过第一线图案化的线性偏光层35，以具有偏振方向为0°和90°或者45°和135°的可替代的像素线的形式成为线性偏振的光。接着，光被液晶层22旋转并从第二线图案化的线性偏光层36以相邻两条线的偏振方向差为90°的可替代的像素线的形式出射。使用一副观看者眼镜200，使得左眼可以从左分析镜片202看到仅允许0°或45°线性偏振光通过的左眼图像，右眼可以从右分析镜片201看到仅允许90°或135°线性偏振光通过的右眼图像。因此，观看者可以感知到3D图像。

在实施例62中，将蓝紫色子像素24变为蓝色子像素27，将3D显示的三原色模式从R+G+V 210变为R+G+B 211。

实施例63到实施例67

实施例63到实施例67中的2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD，具有与本发明实施例61相同的基本结构。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有四个子像素，因此所得到的显示器具有不同的四原色模式。实施例63到实施例67分别具有R+G+B+V 212，R+G+C+B 213，R+G+C+V 214，R+Y+G+V 215，以及R+Y+G+B 216的四原色模式(如图10)。

实施例68到实施例71

实施例68到实施例71中的2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD，具有与本发明实施例61相同的基本结构。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有五个子像素，因此所得到的显示器具有不同的五原色模式。实施例68到实施例71分别具有R+G+C+B+V 217，R+Y+G+C+B 218，R+Y+G+B+V 219，以及R+Y+G+C+B 220的五原色模式(如图10)。

实施例72

实施例72中的2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD，具有与本发明实施例61相同的基本结构。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有六个子像素，因此得到的显示器具有R+Y+G+C+B+V 221的六原色模式(如图10)。

实施例73和实施例74

图27和图28示出了本发明实施例73中2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD的侧视图和俯视图。图29示出了显示器中的光学和对准特性。其基本结构与本发明实施例1的类似，其相同的结构将不再赘述。然而，实施例1中的第一线性偏光层31和第二线性偏光层32分别被第一网格图案化的线性偏光层37和第二网格图案化的线性偏光层38替代。每个网格图案化的线性偏光层都具有可替代的偏振方向为0°或45°的线性偏光网格170，以及具有偏振方向为90°或135°的线性偏光网格171。如图29所示，网格图案化的线性偏光层37和38被放置为可以使得一个层上的每个线性偏光网格叠加在另一个层上的每个偏光网格上，其偏振角之间具有90°的差值。每个线偏光网格170或171还可以叠加在图案化的彩色子像素层22或TFT层3上的一排像素线上。

下面将描述本发明实施例73中可切换的2D/3D LCDs的操作。首先，来自背光11的光透射通过第一网格图案化的线性偏光层37，以具有偏振方向为0°和90°或者45°和135°的可替代的像素网格的形式成为线性偏振的光。接着，光被液晶层22旋转并从第二网格图案化的线性偏光层38以相邻两个网格的偏振方向差为90°的可替代的像素网格的形式出射。使用一副分析眼镜200，使得左眼可以从左分析镜片202看到仅允许0°或45°线性偏振光通过的左眼图像，右眼可以从右分析镜片201看到仅允许90°或135°线性偏振光通过的右眼图像。因此，观看者可以感知到3D图像。

在实施例74中，将蓝紫色子像素24变为蓝色子像素27，将3D显示的三原色模式从R+G+V 210变为R+G+B 211。

实施例75到实施例79

实施例75到实施例79中的2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD，具有与本发明实施例73相同的基本结构。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有四个子像素，因此所得到的显示器具有不同的四原色模式。实施例75到实施例79分别具有R+G+B+V 212，R+G+C+B 213，R+G+C+V 214，R+Y+G+V 215，以及R+Y+G+B 216的四原色模式(如图10)。

实施例80到实施例83

实施例80到实施例83中的2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD，具有与本发明实施例73相同的基本结构。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有五个子像素，因此所得到的显示器具有不同的五原色模式。实施例80到实施例83分别具有R+G+C+B+V 217，R+Y+G+C+B 218，R+Y+G+B+V 219，以及R+Y+G+C+B 220的五原色模式(如图10)。

实施例84

实施例84中的2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD，具有与本发明实施例73相同的基本结构。然而，它们在构成每个像素的子像素的数量上有所不同。每个像素具有六个子像素，因此得到的显示器具有R+Y+G+C+B+V 221的六原色模式(如图10)。

实施例85到实施例108

实施例85到实施例108分别具有与实施例61到实施例84相类似的结构，但是多了一个1/4相位波片160，直接设置在抗反射层190和其它所有下层的下面。在这些实施例中，观看者可以佩戴一副分析眼镜207来感知PLNC-2D/3D-LCD的3D图像，并且观看者的头部即时倾斜，也还是可以观看到3D图像，这是因为这些显示器中出射的光都是圆偏振光。

实施例109和实施例110

图30和图31示出了本发明实施例109中2D/3D可切换的PLNC-2D/3D-LCD的侧视图和截面图。其基本结构与本发明实施例1的类似，其相同的结构将不再赘述。其中的不同在于：将蓝紫色PLNCs子像素24变为嵌入有蓝色滤色器的透明或半透明的蓝紫色子像素40。来自背光的蓝紫色光在显示装置中作为蓝紫色原色。此外，如图31和图32所示，在该结构中，第二双向色层23被图案化的蓝紫色滤色器层41替代，蓝紫色滤色器层41被设置为与图案化的彩色子像素层22相对应，使得蓝紫色滤色器42仅吸收来自红色PLNCs子像素26和绿色PLNCs子像素25所透射的蓝紫色光，但是却保留蓝紫色子像素40。

实施例109中可切换的2D/3D LCD与实施例1中的操作相类似，这里将不再赘述。它们的不同之处在于，实施例109中是从背光源发射蓝紫色的原色，而实施例1却是蓝紫色PLNCs发射的。

实施例110的结构与实施例109的相同，将蓝紫色背光变为蓝色背光，将蓝紫色子像素40变为蓝色子像素45，将蓝紫色滤色器42变为蓝色滤色器60，将3D显示的三原色模式从R+G+V 210变为R+G+B 211。

实施例111到实施例126

实施例111到实施例118分别具有与实施例13，实施例25，实施例37，实施例49，实施例61，实施例73，实施例85和实施例97相类似的结构，不同之处在于将蓝紫色PLNCs子像素24换为蓝紫色子像素40，将第二双向色层23换为图案化的蓝紫色滤色器层41。

根据如上所述，可以实现能观看2D和3D图像却不用给2D和3D图像添加附加部件的LCD结构。

在本发明的光学结构中，在液晶层32的下方，但不在液晶层32上方的图案化的彩色子像素层22，使得可见光可以穿过液晶层32。此外，从液晶层32出射的可见光已经被偏振。这与其中的图案化的彩色子像素层22设置在液晶层32的上方的光学结构相比有很大的差别，并且彩色光在液晶层32的前面产生，得到未偏振的发射光。

在本发明的光学结构中，原色是高度饱和的，使得能够实现用于PLNC-2D/3D-LCD的超宽色域。

在本发明的结构中，并没有采用传统LCD中的色彩过滤器层。这可以将光利用效率从该层的25-30％提高到图案化的彩色子像素层22的60-90％，使得其获得与常规LCD相比高达75％的功率的降低。

尽管发明人已经对本发明的技术方案做了较详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方案是显然的，都不能脱离本发明精神的实质，凡是在本发明的精神和原则之内的，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明中出现的术语用于对本发明技术方案的阐述和理解，并不能构成对本发明的限制。

Claims (15)

1.一种液晶显示装置，按照光轴的方向，依次设置有背光层、第一偏光层、液晶模块、第二偏光层以及抗反射层，其特征在于，所述背光层与所述第一偏光层之间设置有光致发光层，所述光致发光层具有图案化的彩色子像素层，所述彩色子像素层包括荧光纳米颗粒，其能够吸收紫外到可见光以及近红外范围内的光(250‐1400nm)，并发射出波长范围在400‐1300nm的可见光，所述第二偏光层与所述抗反射层之间还设置有线性图案化的相位延迟层。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：所述背光层与所述光致发光层之间设置有第一双向色层，所述光致发光层与所述第一偏光层之间设置有第二双向色层。

3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于：所述光致发光层与所述第一偏光层之间设置有与所述彩色子像素层相对应的滤色器，用于滤除部分所述彩色子像素层发出的光。

4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：所述相位延迟层为1/2相位延迟层。

5.根据权利要求1或4所述的液晶显示装置，其特征在于：所述第二偏光层与所述抗反射层之间还设置有图案化的1/4波片层。

6.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：所述1/4波片层设置在所述1/2相位延迟层与所述抗反射层之间。

7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：所述彩色子像素中每个像素包括至少三个子像素。

8.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：所述相位延迟层包括交替排列的相位延迟条带和透明介质条带组成。

9.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于：每个所述条带的宽度与图案化的彩色子像素层的子像素的高度相同。

10.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：所述背光层包括以下光源中的一种：紫外发光半导体AlGaN或AlGaInN发光二极管，蓝紫色发光GaInN半导体LEDs，蓝色发光GaInN半导体LEDs，近红外LEDs，近红外激光器，近红外灯和等离子体放电灯。

11.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：所述背光层为直下式或者侧入式。

12.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：所述光致发光层包括通过将荧光纳米颗粒分散在固态基质中而形成的可图案化的溶胶凝胶层或者可图案化的固体层膜，所述固态基质包括但不限于聚合物膜、硅膜、玻璃层或者其它层结构，在结构上为荧光纳米颗粒提供固态的支撑。

13.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：所述光致发光层包括由荧光纳米颗粒组成的可图案化的溶液层。

14.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：所述荧光纳米颗粒以如下方式被图案化：将两种或多种荧光纳米颗粒以子像素网格的方式图案化在光致发光膜层；所述网格由吸收或反射400‐1300nm范围内的光的分离介质限定和分离；所述网格包括排列的子像素，并可以与所述液晶模块中的第一电极层，或者第二电极层，或者第一偏光层，或者第二偏光层中的子像素网格重叠；所述荧光纳米颗粒在光致发光膜层中不是随机混合的，将一种所述荧光纳米颗粒设置在一个子像素中；其中，每个子像素在可见光范围内可以只发射一种原色光，包括蓝紫色(400‐450nm)，蓝色(450‐480nm)，青色(480‐520nm)，绿色(520‐570nm)，黄色(570‐590nm)，红色(590‐700nm)；三个或者多个荧光纳米颗粒子像素可以构成一种像素，所述像素在受到背光激发时，可以发射出三种或者多种原色，并在混合后出现白色。

15.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：所述第一偏光层和第二偏光层具有两个或者多个子层，所述子层在它们线性图案化或者网格图案化的结构中是均匀的，体现如下；使得从第二偏光层射出的光为400‐1300nm范围内的彩色光，并具有相同偏振方向的偏振光；使得从第二偏光层射出的彩色光被偏振，并被分成两部分的线性偏振光，这两部分偏振光在层面上具有90°的偏振角差；使得从第二偏光层射出的在400‐1300nm范围内的彩色光被偏振，并被分成左圆偏振光和右圆偏振光两部分。