CN1924639B - 屏障及具有该屏障的图像显示器件 - Google Patents

屏障及具有该屏障的图像显示器件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有2D或3D图像模式切换屏障的3D图像显示器件。该图像显示器件包括：图像面板；颜色变化区域，其以重复的图案彼此分隔开并且选择性地变化为透光区域或阻光区域；以及具有所述颜色变化区域的屏障。

Description

屏障及具有该屏障的图像显示器件
技术领域
本发明涉及一种图像显示器件，具体地说，涉及一种具有两维或三维图像模式切换屏障的三维图像显示器件。 
背景技术
在诸如信息系统、无线电广播、医疗、教育、航空、游戏、动画制作以及虚拟现实等各种产业领域中，三维(3D)图像显示器件被认为是用于下一代3D多媒体通信的新一代高附加值的高技术和平台技术。 
3D图像显示器件利用双目视差来显示3D图像。由于双目视差，当人眼沿两个分别不同的方向同时看时会提供3D效果。 
3D图像显示器件包括眼镜型器件和非眼镜型器件。在眼镜型器件中，人们需要在每只眼睛上配戴分别不同的透镜，并且利用视差图像法、偏振法或分时法观看3D图像。然而，配戴眼睛很不舒服，而且还不能观察到其它物体。 
非眼镜型器件包括透镜法和视差屏障(parallax barrier)法。在透镜法中，将透镜板安装在图像面板的正面(front)上。在视差屏障法中，交替排列有透明狭缝和不透明狭缝的掩模设置在图像面板的正面内。 
图1是在现有技术的视差屏障法中3D图像显示器件的视图。 
如图1所示，该3D图像显示器件包括：液晶面板10，其对应于左眼和右眼显示图像；设置在液晶面板背部的光源背光20；设置在液晶面板前部的屏障30，其具有交替设置的透明狭缝和不透明狭缝。 
当观众40通过屏障30的透明狭缝观看液晶面板产生的图像时，观众40可以通过观察液晶面板分别不同的像素区域(即使观众40的左眼和右眼观看同样的透明狭缝P)，感受到3D效果。 
即，观众40的左眼通过透明狭缝P观看液晶面板对应于左眼的图像L1，并且观众40的右眼通过透明狭缝P观看液晶面板对应于右眼的图像R1。从而，观众40可以感受到3D效果。 
然而，当观众40想要观看2D图像时，需要将屏障30从3D图像显示器件中移除。 
发明内容
因此，本发明涉及一种具有2D或3D图像模式切换屏障的3D图像显示器件，其可以消除由于现有技术的不足和缺陷引起的一个或多个问题。 
本发明的一个目的是提供一种2D或3D图像模式切换屏障，其在不透明狭缝区域中采用根据特定UV波长可以变成透明或不透明的光致变色化合物而有选择地将图像转变成2D或3D图像。 
本发明的另一目的是提供一种具有2D或3D图像模式切换屏障的3D图像显示器件，该2D或3D图像模式切换屏障可以将图像变化成2D或3D图像，从而观众能够很容易地通过该2D或3D图像模式切换屏障观看到2D或3D图像。 
本发明其他的优点、目的和特点将在下面的说明中得以部分地阐述，而且在阅读下面的说明的基础上，这些优点、目的和特点对于本领域的熟练人员而言将部分地变得明显，或者从本发明的实施可以获知。借助于尤其在书面说明及其权利要求书以及附图中指明的结构，本发明的这些目的以及其它优点将可以实现和得到。 
为了实现这些目的和其他优点以及本发明的目的，如此处具体化和宽泛描述地，本发明提供一种屏障，其包括：透明衬底上的颜色变化区域，其以重复的图案彼此分隔开并且选择性地变化为透光区域或阻光区域，该颜色变化区域由光致变色层形成。 
在本发明的另一方面，提供了一种图像显示器件，其包括：图像面板；具有颜色变化区域的屏障，该颜色变化区域以图像面板上的重复的图案彼此分隔开并且选择性地变化为透光区域或阻光区域，其中该颜色变化区域由光致变色层形成，该屏障将图像面板的图像切换成2D或3D图像。 
具有光致变色层的屏障形成在图像面板一侧的透明衬底上。 
光致变色层形成在将UV光投射到位于图像面板一侧的屏障的导光板上。 
屏障形成在图像面板上，而且用以向屏障提供特定波长范围的UV光的光源单元形成在图像面板的另一侧上。 
光源单元可以形成在与向图像面板提供光的背光单元所形成的层不同的层上，而且用于屏障的光源和用于图像面板的光源可以一起设置在背光单元上。 
从而，通过将特定UV波长的光投射到2D或3D图像模式切换屏障上，观众可以根据他/她的意愿而很方便地观看2D图像或3D图像。 
这种具有光致变色层的2D或3D图像模式切换屏障可以用简单的方法很容易地制造。 
在这种具有2D或3D图像模式切换屏障的3D图像显示器件中，观众可以根据他/她的意愿很方便地观看2D图像或3D图像。 
应当理解，不仅前面对本发明的一般性描述而且下面对本发明的详细描述都是示例性和说明性的，其旨在提供对如权利要求书所述的本发明的进一步说明。 
附图说明
所包括的附图用来提供对本发明的进一步理解，并结合构成本说明书的一部分，示出本发明的各种实施方式，而且与下面的描述一起用来说明本发明的原理。在附图中： 
图1是在现有技术的视差屏障法中3D图像显示器件的视图； 
图2是依照本发明第一实施方式的3D图像显示器件的透视图； 
图3是沿图2的线I-I’提取的截面图； 
图4A和4B是当在3D图像显示器件中分别显示2D图像和3D图像时，沿图2的线I-I’提取的截面图； 
图5是依照本发明第二实施方式的3D显示器件的截面图； 
图6是依照本发明第三实施方式的3D图像显示器集件的截面图； 
图7是在依照本发明第四实施方式的3D图像显示器件内的背光单元平面图。 
具体实施方式
现在详细参看本发明的各优选实施方式，在附图中图解了这些优选实施方式的实施例。在整个附图中，相同的参考数字用来指代相同或相似的部件。 
图2是依照本发明第一实施方式的3D图像显示器件的透视图。图3是沿图2的线I-I’提取的截面图。 
参看图2和图3，该3D图像显示器1000包括显示图像的图像面板100，以及2D或3D图像模式切换屏障200。 
2D或3D图像模式切换屏障200包括交替排列的第一区域210a和第二区域210b，具有第一区域210a和第二区域210b的衬底210，以及形成在第一区域210a上的光致变色层220。 
衬底210可以由透明塑料或玻璃形成。例如，塑料可以由丙烯基树脂、聚氨酯基树脂或聚碳酸酯基树脂形成。 
光致变色层220可以由光致变色化合物形成，该光致变色化合物根据紫外(UV)照射可以显示为不同的颜色或变得透明。例如，当UV范围内的一个特定波长的光投射到该光致变色化合物上时，其显示为基本颜色。接着，当另一特定波长的光投射到该具有基本颜色的光致变色化合物上时，其变得透明。这种颜色变化是因为光致变色化合物能够根据一个波长而改变分子排列，并且然后依据另一波长将分子排列恢复为原始状态。 
从而，当具有光致变色化合物的光致变色层220形成在第一区域2 10a上时，第一区域210可以根据波长变得透明或不透明。即，该2D或3D图像模式切换屏障可以是通过形成在第一区域210a上的光致变色层220而成为透明衬底，或者成为用于具有交替排列的透明狭缝和不透明狭缝的3D屏障的屏障。 
这里，光致变色层220可以由在450nm或更短的波长范围内具有可逆颜色变化的光致变色化合物形成。由于图像面板100发出450nm或更长的波长，因此光致变色层220由图像面板100发出的波长而变得透明或不透明。从而，很难控制2D或3D图像模式切换屏障200。 
光致变色层220由至少一种选自以下组的材料形成，该组包括螺旋吡喃基(spiropyrane-baded)化合物、偶氮苯基化合物、二芳基乙烯基(diarylethene-based)化合物，螺旋吩嗪基(spironaphthoxazine-based)化合物以及二氢吡啶基化合物(dihydropyridine)和呋喃基俘精酸酐(furylfulgide)的衍生物。 
光致变色层220可以通过混合螺旋吡喃基化合物、偶氮苯基化合物和二芳基乙烯基化合物形成。螺旋吡喃基化合物在350nm波长处变成红色。偶氮苯基化合物在340nm波长处变成绿色。二芳基乙烯基化合物在310nm波长处变成绿色。这里，各种光致变色化合物在390nm波长处变成透明。当310nm、340nm和350nm波长的光照射到这些光致变色化合物的光致变色层220上时，各种光致变色化合物分别显示红色、绿色和蓝色，从而光致变色层220显示为黑色。因而，光不能穿过光致变色层220。 
当390nm波长的光照射到光致变色层220上时，各种光致变色化合物都变成透明，从而光致变色层220变为透明。 
光致变色层220由包括光致变色化合物、粘合剂、分散剂和溶剂组成的溶剂借助 于现有技术的方法(例如深涂覆、旋涂、刮胶刀和喷墨印刷)形成。然而，本发明并不限于现有技术的这些方法。因此，2D或3D图像模式切换屏障200可以用上述这些简单的方法制作。 
光致变色层220可以形成为400到2000□的厚度。当光致变色层220形成为低于400□的厚度时，由于厚度很薄，一部分光会穿过光致变色层220。当观众通过2D或3D模式切换屏障200观看3D图像时，由于图像穿过不透明的狭缝而不能显示出高质量的3D图像。另一方面，当光致变色层220形成为高于2000□的厚度时，当观众通过2D或3D模式切换屏障200观看2D图像时由于级差会引起衍射现象，所以可以观看的2D图像的面积将减少。 
另外，由于构成光致变色层220的光致变色化合物很容易分离或者转换成粉末形式，所以在光致变色层220上还包括保护层(未示出)。保护层可以由丙烯基树脂、聚氨脂基树脂或硅基树脂形成。 
另外，光致变色层220可以通过在其上放置并粘附的一个顶衬底(未示出)加以保护，顶衬底面对着基板210。这里，顶衬底可以是透明塑料基板或玻璃基板。 
图像面板100可以包括液晶显示器件(LCD)、有机电致发光显示器件(OLED)、等离子体显示面板(PDP)、阴极射线管(CRT)以及场发射显示器件(FED)中的一种，其可以为左眼和右眼显示图像。因此，观众可以根据2D或3D图像模式切换屏障200利用为左眼和右眼显示的图像来观看2D或3D图像。 
此外，2D或3D图像模式切换屏障200的至少一侧包括光源单元300，其照射UV波长的光。 
光源单元300包括第一和第二UV光源310a和310b，以及设置在第一和第二UV光源310a和310b一侧的导光板320。参看图3，第一和第二UV光源310a和310b设置在导光板320的两侧，但是本发明不限于此。即，第一和第二UV光源310a和310b还可以设置在导光板320的一侧上。 
第一UV光源310a发出低于390nm波长的光，第二UV光源310b发出390到450nm波长的光。 
导光板320将从第一和第二UV光源310a和310b发出的波长投射到第一和第二UV光源310a和310b的正面。这里，导光板320可以由透明塑料或玻璃形成。例如，透明塑料可以由丙烯基、聚氨脂基树脂或聚碳酸酯基树脂材料形成。 
另外，导光板320还可以包括固定第一和第二UV光源310a和310b的外壳330。 外壳330反射从第一和第二UV光源310a和310b发出的波长以将其导向而照射到导光板320。 
图4A和4B是当在3D图像显示器件中分别显示2D图像和3D图像时沿图2的线I-I’提取的截面图。 
参看图4A，当观众用该3D显示器件观看3D图像时，光源单元300开启第一UV光源310a以将低于390nm的波长投射到2D或3D图像模式切换屏障200。因此，第一区域210a上的光致变色层220变得不透明，从而阻断光。接着，通过关闭第一UV光源3 10a，在2D或3D图像模式切换屏障200中第一区域2 10a变成不透明狭缝区域，而第二区域210b变成透明狭缝区域。即，该2D或3D图像模式切换屏障200转变成具有交替排列的透明狭缝区域210b和不透明狭缝区域210a的3D屏障。然后，由于图像面板100为左眼显示一个图像并且为右眼显示一个图像，因此观众可以观看到3D图像。 
参看图4B，当观众用这种3D图像显示器件观看2D图像时，光源单元300开启第二UV光源310b以将390到450nm的波长投射到2D或3D图像模式切换屏障200。因此，第一区域210a上的光致变色层220变得透明。接着，关闭第二UV光源310b，从而由于第二区域210b变得透明而使该2D或3D图像模式切换屏障200转变成透明基板。这样，观众可以观看到2D图像。 
因而，当观众想看2D图像时不需要移除屏障。 
图5是依照本发明第二实施方式的3D显示器件的截面图。 
参看图5，该图像显示器件包括图像面板100，位于图像面板100上的导光板420，具有UV灯的光源单元400，以及形成在导光板420上的光致变色层410，其中UV灯将特定波长范围内的UV光投射到导光板420。 
光致变色层410如第一实施方式示出的在特定范围内具有透明或不透明性质。 
光致变色层410以重复的图案彼此隔开。UV灯440放置在导光板420的一侧，将特定波长范围内的光投射到光致变色层410。另外，在UV灯440的周围形成外壳430以提高光效率。 
因此，在所述具有光致变色层410的2D或3D图像模式切换屏障内，第一区域210a变得不透明或透明，而第二区域210b变得透明。从而，在这种图像显示器件中，根据向光致变色层410投射的光的波长范围可以在2D或3D图像模式之间实现切换。 
图6是依照本发明第三实施方式的3D图像显示器件的截面图。 
参看图6，屏障包括在图像面板100的一侧上以重复的图案彼此隔开的光致变色层510。光源单元500形成在图像面板100的另一侧，将特定波长范围内的UV光投射到光致变色层510。 
从光源单元500的UV灯540发出的UV光穿过导光板520以及图像面板100，投射到屏障上。 
光致变色层510以重复的图案彼此隔开。光致变色层510根据穿过图像面板100的UV光而具有透明或不透明的性质。 
图7是依照本发明第四实施方式在3D图像显示器件中背光单元的平面图。 
参看图7，未示出图像面板，但是背光单元形成在图像面板的一侧。 
如上所述，屏障形成在图像面板的另一侧(观众角度的正面)。屏障还可以形成在图像面板和透明基板的一侧。 
背光单元包括导光板620，其将均匀的光投射到图像面板。另外，用于图像面板的光源640a和640b以及用于屏障的光源645a和645b可以设置在导光板620的各侧。 
在导光板620的四侧上，用于图像面板的光源640a和640b形成在两侧，用于屏障的光源645a和645b形成在另两侧。 
在用于屏障的至少两个光源中，一个是透射低于390nm波长的UV灯，另一个是投射390到450nm波长的UV灯。 
该光源还包括围绕着UV灯的外壳。 
如上所述，这种具有光致变色层的2D或3D图像模式切换屏障可以用简单的方法很容易地制作。 
由于可以提供这种具有2D或3D图像模式切换屏障的3D图像显示器件，因此观众可以根据他/她的意愿而很方便地观看2D图像或3D图像。 
很显然，本领域的熟练人员可以在本发明内做出各种改变和变形。因此，本发明旨在涵盖所有这些对本发明做出的改变和变形，只要它们落入所附权利要求书及其等同物的范围内。 

Claims (17)

1.一种屏障，包括：
透明衬底上的颜色变化区域，其以重复的图案彼此分隔开，并且选择性地变化为透光区域或阻光区域，
将紫外光投射到颜色变化区域上的光源，
其中所述颜色变化区域由光致变色层形成，以及
其中所述光源包括UV灯和将从UV灯发出的光投射到前面的导光板，
光致变色层通过混合螺旋吡喃基化合物、偶氮苯基化合物和二芳基乙烯基化合物形成，在低于390nm的波长光范围内变成不透明，并且在390到450nm的波长光范围内变成透明。
2.根据权利要求1所述的屏障，其特征在于，所述光致变色层具有400到
Figure FSB00000790336400011
的厚度。
3.根据权利要求1所述的屏障，其特征在于，所述衬底由透明塑料或玻璃形成。
4.根据权利要求1所述的屏障，其特征在于，当光被透射时所述颜色变化区域变成透明，并且当光被阻断时所述颜色变化区域变成具有重复设置的透射区域和阻断区域的梳状图案。
5.根据权利要求1所述的屏障，其特征在于，还包括：
位于颜色变化区域上的保护层；
设置在所述颜色变化区域上的顶衬底，该顶衬底与所述透明衬底相对。
6.根据权利要求1所述的屏障，其特征在于，其中螺旋吡喃基化合物在350nm的波长范围内变为红色，偶氮苯基化合物在340nm的波长范围内变为绿色，二芳基乙烯基化合物在310nm的波长范围内变为蓝色。
7.一种图像显示器件，包括：
图像面板；
具有颜色变化区域的屏障，所述颜色变化区域以图像面板上的重复的图案彼此分隔开，并且选择性地变化为透光区域或阻光区域，
位于图像面板与屏障之间的光源，
其中所述颜色变化区域由光致变色层形成，以及
其中所述光源包括设置在屏障的表面上的导光板和形成在导光板一侧上的至少两个紫外灯，
所述屏障将图像面板的图像切换成2D或3D图像；
光致变色层通过混合螺旋吡喃基化合物、偶氮苯基化合物和二芳基乙烯基化合物形成，在低于390nm的波长光范围内变成不透明，并且在390到450nm的波长光范围内变成透明。
8.根据权利要求7所述的图像显示器件，其特征在于，所述紫外灯中的一个发出低于390nm波长的光。
9.根据权利要求7所述的图像显示器件，其特征在于，所述紫外灯中的一个发出390到450nm波长的光。
10.根据权利要求7所述的图像显示器件，其特征在于，所述图像面板包括选自由液晶显示器件、有机电致发光显示器件、等离子体显示面板、阴极射线管以及场发射显示器件构成的组中的一种。
11.根据权利要求7所述的图像显示器件，其特征在于，所述颜色变化区域形成在透明衬底上。
12.根据权利要求7所述的图像显示器件，其特征在于，所述光致变色层具有400到的厚度。
13.根据权利要求7所述的图像显示器件，其特征在于，所述光致变色层由在低于450nm的波长范围内具有可逆颜色变化的材料形成。
14.根据权利要求7所述的图像显示器件，其特征在于，还包括位于颜色变化区域上的保护层。
15.根据权利要求11所述的图像显示器件，其特征在于，还包括设置在颜色变化区域上的顶衬底，该顶衬底与所述透明衬底相对。
16.根据权利要求7所述的图像显示器件，其特征在于，所述颜色变化区域在低于390nm的波长范围内变成不透明以表现3维图像，并且所述颜色变化区域在390到450nm的波长范围内变成透明以表现2维图像。
17.根据权利要求7所述的图像显示器件，其特征在于，其中螺旋吡喃基化合物在350nm的波长范围内变为红色，偶氮苯基化合物在340nm的波长范围内变为绿色，二芳基乙烯基化合物在310nm的波长范围内变为蓝色。
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