WO2014015606A1 - 3d显示装置及其制造方法 - Google Patents

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WO2014015606A1
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grating
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liquid crystal
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李文波
武延兵
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京东方科技集团股份有限公司
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    • G02F1/133638—Waveplates, i.e. plates with a retardation value of lambda/n

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a 3D display device and a method of fabricating the same. Background technique
  • the 3D display mode is divided into a tree-eye 3D display mode and a glasses-type 3D display mode.
  • the mainstream technologies of the glasses-type 3D display mode are shutter glass technology and pattern retard technology;
  • the 3D display mode mainly includes parallax barrier gratings, cylindrical lens gratings, etc.
  • the parallax barrier grating technology is the most mature, and the grating material can be used in the film type, black matrix (BM) type. , reflective BM type, variable barrier (Active barrier) type.
  • the mirror-type 3D display mode requires glasses, but the disturbance is relatively small; while the eye-eye 3D display mode does not require glasses, but The nuisance is relatively large.
  • the 3D display in the prior art can only use a 3D display mode, but for the same 3D display, different 3D display modes may be used in different occasions to achieve better display performance. Summary of the invention
  • a 3D display device including:
  • the 3D display device further includes:
  • a grating functional structure on the second polarizing plate a stripe direction of the grating functional structure Under control, it can be preset with different angles from the horizontal direction;
  • a polarizing plate functional structure on the grating functional structure wherein a functional state of the polarizing plate functional structure is switchable between effective and inactive under control, one of functions of the polarizing plate functional structure;
  • the functional state of the slice functional structure is invalid, the incident light can pass through the polarizer functional structure.
  • the grating functional structure includes a first grating unit on the second polarizing plate and a second grating unit on the first grating unit, and the stripe direction of the first grating unit is parallel to the horizontal direction The stripe direction of the second grating unit is parallel to the vertical direction.
  • the grating functional structure includes a first grating unit on the second polarizing plate and a second grating unit on the first grating unit, and the stripe direction of the first grating unit is parallel to the horizontal direction
  • the stripe direction of the second grating unit is at an angle to the vertical direction, wherein, in the glasses type 3D display mode, only the first grating unit functions under control; in the eye-type 3D display mode, only The second grating unit functions under control.
  • the function structure of the grating includes:
  • the first substrate is provided with a plurality of rows of pixel electrodes parallel to the horizontal direction, wherein the odd rows of pixel electrodes are connected to each other and connected to the leads a, and the even rows of pixel electrodes are connected to each other and connected to the leads b; a plurality of rows of pixel electrodes parallel to the vertical direction are disposed, wherein the odd-numbered rows of pixel electrodes are connected to each other and connected to the lead c, and the even-numbered rows of pixel electrodes are connected to each other and connected to the lead d;
  • the leads, c, and d are connected to the common electrode under control, and the lead b is under control and the driving voltage V.
  • the p-phase is connected; or the leads b, c, d are connected to the common electrode under control, and the lead a is under control and the driving voltage V.
  • the p-phase connection; in the eye-type 3D display mode, the leads, b, c are connected to the common electrode under control, and the lead d is under control and the driving voltage V.
  • the p- phase is connected; or the leads a, b, d are connected to the common electrode under control, and the lead c is under control and the driving voltage V.
  • the function structure of the grating includes:
  • the first substrate is provided with a plurality of rows of pixel electrodes parallel to the horizontal direction, wherein the odd rows of pixel electrodes are connected to each other and connected to the leads a, and the even rows of pixel electrodes are connected to each other and connected to the leads b; a plurality of rows of pixel electrodes disposed at an angle to the vertical direction, wherein the odd-numbered rows of pixel electrodes are connected to each other and connected to the lead c, and the even-numbered rows of pixel electrodes are connected to each other and connected to the lead d;
  • the leads &, c, d are connected to the common electrode under control, and the lead b is under control and the driving voltage V.
  • the p- phase is connected; or the leads b, c, d are connected to the common electrode under control, and the lead a is under control and the driving voltage V.
  • the p- phase is connected; or the leads a, b, d are connected to the common electrode under control, and the lead c is under control and the driving voltage V. p phase connection.
  • the line spacing between the pixel electrodes is 3-5 ⁇ m.
  • the polarizing plate functional structure includes:
  • liquid crystal molecule composed of a nematic liquid crystal and a dichroic dye between the third substrate and the fourth substrate;
  • the initial orientation of the liquid crystal molecules is parallel to the third substrate, and after applying an electric field to the functional structure of the polarizer, the alignment of the liquid crystal molecules is perpendicular to the third substrate.
  • the embodiment of the invention further provides a manufacturing method for manufacturing the above 3D display device, comprising: forming a liquid crystal display panel;
  • the manufacturing method further includes:
  • a polarizing plate functional structure Forming a polarizing plate functional structure on the grating functional structure, wherein a functional state of the polarizing plate functional structure is switchable between active and inactive under control, and when the functional state of the polarizing plate functional structure is valid,
  • the polarizer functional structure absorbs two orthogonal linearly polarized light components of the incident light When one of the functional states of the polarizer functional structure is inactive, the incident light can pass through the polarizer functional structure.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the display of a glasses type 3D display mode in the prior art
  • FIG. 2 is a schematic structural view of a 3D display panel of a 3D display mode in the prior art
  • FIG. 3 is a schematic structural view of a 3D display panel of a 3D display mode in the prior art
  • FIG. 4 is a 3D diagram of an embodiment of the present invention. Schematic diagram of the structure of the display device;
  • FIG. 5 is a schematic view showing the function structure of a grating in a glasses type 3D display mode according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic view showing the function structure of a grating in a 3D display mode according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a schematic structural diagram of a function structure of a grating according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing the arrangement of pixel electrodes on a first substrate of a grating functional structure according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing the arrangement of pixel electrodes on the second substrate of the grating functional structure according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic view showing another arrangement of pixel electrodes on a second substrate of a grating functional structure according to Embodiment 2 of the present invention.
  • 1 la-b is a schematic diagram showing the function structure of a polarizing plate in a 3D display mode according to a third embodiment of the present invention.
  • Figure 11c is a schematic diagram showing the functional structure of a polarizing plate in a glasses type 3D display mode according to a third embodiment of the present invention. detailed description
  • the embodiment of the present invention is directed to the problem that the 3D display in the prior art can only use one 3D display mode, and provides a 3D display device and a manufacturing method thereof, which can realize glasses-type 3D display on the same 3D display device. Compatible switching between mode and eye-catching 3D display mode.
  • the 3D display panel comprises a first polarizing plate 1, a liquid crystal display panel 2, a second polarizing plate 3, and a grating 4. composition.
  • Fig. 1 The principle of the polarized glasses type 3D display mode in the prior art is as shown in Fig. 1. From top to bottom, the screen is displayed on the display panel, the phase difference plate, the exit screen, and the polarized glasses for viewing. On the display panel, one line shows the right eye diagram, one line shows the left eye diagram, and a phase difference board is placed in front of it, one line ⁇ /2 delay, one line 0 delay, one line ⁇ /2 delay, one line 0 delay, ..., one line The ⁇ /2 delay, a row of 0 delays, is alternately arranged, wherein ⁇ is the wavelength of the light, so that the polarization direction of the ⁇ /2 delayed pixel exiting light can be rotated by 90.
  • the arrangement on the phase difference plate can also be a row of ⁇ /4 delay, a row of 3 ⁇ /4 delay, a row of ⁇ /4 delay, a row of 3 ⁇ /4 delay, ..., a row of ⁇ /4 delay, a row of 3 ⁇ /4 delay.
  • the phase difference plate can be replaced by a liquid crystal display panel, and the liquid crystal display panel can adopt the TN (Twisted Nematic) mode or the VA (Vertical Alignment) mode to realize the functions of 0 delay and ⁇ /2 delay.
  • TN Transmission Nematic
  • VA Very Alignment
  • the eye-type 3D display mode can be implemented by using a polarization grating.
  • the 3D display panel of the eye-type 3D display mode in the prior art is composed of a first polarizing plate 1, a liquid crystal display panel 2, and a second polarization.
  • the sheet 3, the polarization grating 5 and the third polarizing plate 6 are composed.
  • the light passing through the second polarizing plate 3 on the liquid crystal display panel 2 passes through the designed polarization grating 5.
  • the polarization grating 5 used has two regions of polarization: a first region 7 and a second region 8, the first region 7 producing a ⁇ /2 phase delay, after passing through the third polarizer 6, the light is blocked; the second region 8 is 0. Since the phase retardation passes through the third polarizing plate 6, the light can still be emitted, so that the third polarizing plate 6 of the polarizing grating 5 can realize the eye-shaped 3D display.
  • the design of the grating stripe and the stripe placement direction of the two display modes are different.
  • the grating stripe In the polarized glasses type 3D display mode, the grating stripe is placed laterally (ie, parallel to the horizontal direction), and in the eye-eye 3D display mode, the grating stripe is vertical (ie, perpendicular to the horizontal direction) or tilted (ie, Placed at an angle to the horizontal direction);
  • the third polarizing plate 6 is compatible with the polarized glasses type 3D display mode, and the third polarizing plate 6 is a necessary component of the polarizing grating in the eye-eye type 3D display mode, and not only has no effect in the glasses type 3D display mode, but Will affect the stereo display.
  • the embodiment of the present invention provides a 3D display device capable of implementing compatible switching between the glasses-type 3D display mode and the eye-eye 3D display mode on the same 3D display device. As shown in FIG. 4, the embodiment includes:
  • Liquid crystal display panel 2 Liquid crystal display panel 2
  • the first polarizing plate 1 and the second polarizing plate 3 respectively attached to the two sides of the liquid crystal display panel 2;
  • the grating function structure 21 on the second polarizing plate 3, the stripe direction of the grating function structure 21 can be preset to a predetermined angle different from the horizontal direction under control;
  • the raster function structure 21 needs to be applicable to both the glasses-type 3D display mode and the eye-eye 3D display mode.
  • the implementation of the raster function structure 21 may have the following two alternative embodiments: Embodiment 1: FIG. 5 and As shown in FIG. 6, the grating functional structure 21 is composed of a first grating unit 9 on the second polarizing plate 3 and a second grating unit 10 on the first grating unit 9, wherein the stripe direction of the first grating unit 9 Parallel to the horizontal direction, the stripe direction of the second grating unit 10 is parallel to the vertical direction, and both the first grating unit 9 and the second grating unit 10 can be realized by a liquid crystal device.
  • the first grating unit 9 is controlled to function as a pattern of the horizontal strip spacing as shown in FIG. 5, delayed by one line ⁇ /2, one line of 0 delay, one line ⁇ /2 Delay, one line 0 delay, ..., one line ⁇ /2 delay, one line 0 delay, so alternately arranged; while controlling the second grating unit 10 is 0 delay or 1/2 ⁇ delay, the second grating unit 10 can not afford effect.
  • the second grating unit 10 can not afford effect.
  • correspondingly driving the data content and format of the liquid crystal display panel 2 and the polarized glasses type 3D display mode Match correspondingly driving the data content and format of the liquid crystal display panel 2 and the polarized glasses type 3D display mode Match.
  • the first grating unit 9 is controlled to have a 0 delay or a 1/2 ⁇ delay, and the first grating unit 9 does not function; and the second grating unit 10 is controlled.
  • the pattern of the vertical bar interval is delayed by one line ⁇ /2, one line is delayed by 0, one line is delayed by ⁇ /2, one line is delayed by 0, ..., one line is delayed by ⁇ /2, and one line is delayed by 0, so arranged alternately, acting as a polarizing grating
  • the core component and the corresponding data content and format of the liquid crystal display panel 2 are matched with the eye-catching 3D display mode.
  • the stripe direction of the second grating unit can be made at an angle to the vertical direction, so that the moiré can be reduced.
  • the angle is between 0 and 90.
  • the angle is less than 45°.
  • the angle may be set according to a grating pitch and a sub-pixel pitch of the display screen to reduce the width of the moiré fringe, so that the human eye cannot Identify it.
  • Embodiment 2 The grating function structure 21 is implemented by a liquid crystal device. As shown in FIG. 7, the grating function structure 21 includes: a first substrate 11 and a second substrate 13 disposed opposite to each other; and a first substrate 11 and a second substrate. 13 between the liquid crystal layer 12.
  • the electrode structure on the first substrate 11 is as shown in FIG. 8.
  • the first substrate 11 is provided with a plurality of rows of pixel electrodes parallel to the horizontal direction, and the pixel electrodes have a line pitch of 3-5 ⁇ m.
  • the odd-numbered rows of pixel electrodes are connected to each other and connected to the lead a, and the even-numbered rows of pixel electrodes are connected to each other and connected to the lead b;
  • the electrode structure on the second substrate 13 is as shown in FIG. 9, and the second substrate 13 is provided with a vertical direction Parallel multi-row pixel electrodes with a pixel electrode pitch of 3-5 ⁇ m.
  • the odd-numbered rows of pixel electrodes are connected to each other and to the lead c, and the even-numbered rows of pixel electrodes are connected to each other and to the lead d.
  • the leads 0, d may be connected to a common electrode, and the lead a may be set to a driving voltage V of the liquid crystal device.
  • the p phase is connected, b is set to be connected to the common electrode; or b is set to the driving voltage V of the liquid crystal device.
  • the p- phase is connected, and a is connected to the common electrode, so that the pattern delay of the liquid crystal device having a phase difference of 0, 1/2 ⁇ is realized, and the function of the first grating unit 9 in FIG. 5 is realized.
  • the lead wires and b may be connected to a common electrode, and the lead wires c may be set to a driving voltage V of the liquid crystal device.
  • the p phase is connected, d is set to be connected to the common electrode; or d is set to the driving voltage V of the liquid crystal device.
  • the p phase is connected, and c is set to be connected to the common electrode, so that the parity row spacing of the liquid crystal device has 0,
  • the pattern delay of 1/2 ⁇ phase difference realizes the function of the second grating unit 10 in Fig. 6.
  • the electrode structure on the second substrate 13 may also be as shown in FIG. 10, and the second substrate 13 is provided with a plurality of rows of pixel electrodes at an angle to the vertical direction, wherein the odd-numbered rows of pixel electrodes They are connected to each other and connected to the lead c, and the even-numbered rows of pixel electrodes are connected to each other and to the lead d.
  • the angle formed by the vertical direction is between 0 and 90 degrees.
  • the angle is less than 45 degrees.
  • the angle may be set according to the grating pitch and the sub-pixel pitch of the display screen to reduce The width of the small moiré stripes makes it impossible for the human eye to distinguish.
  • the grating function structure 21 can be simultaneously applied to the glasses type 3D display mode and the eye-eye type 3D display mode.
  • Embodiment 3 is a diagrammatic representation of Embodiment 3
  • the polarizing plate functional structure 22 is realized by a liquid crystal device, comprising: a third substrate 14 and a fourth substrate 16 which are oppositely disposed;
  • liquid crystal molecule 15 composed of a nematic liquid crystal and a dichroic dye 17 between the third substrate 14 and the fourth substrate 16;
  • the initial orientation of the liquid crystal molecules 15 is parallel to the third substrate 14. After the electric field is applied to the polarizer functional structure 22, the alignment of the liquid crystal molecules 15 is perpendicular to the third substrate 14.
  • a dichroic dye is added to the liquid crystal material.
  • the dichroic dye has the following characteristics: It has two orthogonal linearly polarized light components for the incident beam, and only one of them is selected to be absorbed by the second.
  • the initial orientation of the liquid crystal molecules 15 in the liquid crystal cell is vertically parallel or anti-parallel oriented (ie, parallel to the third substrate 14), which is parallel or perpendicular to the polarization direction of the incident polarized light passing through the liquid crystal cell, if polarized incident light and liquid crystal molecules
  • the 15 director is parallel, the light of the region is absorbed, and the region acts as a light bar of the grating, as shown in Fig. 11 (a); if the incident light of the polarization is perpendicular to the director of the liquid crystal molecule 15, the light energy of the region Through the smooth passage, this area acts as a grating opening, as shown in Fig. 11 (b); therefore, the liquid crystal device doped with the dichroic dye can function as a polarizing plate to realize a tree-eye 3D display.
  • the polarizing plate function of the polarizing plate functional structure 22 needs to be cancelled to ensure that the left and right eyes see images of different polarization states.
  • the polarization directions of the incident light are perpendicular to the director of the liquid crystal molecules 15, and the light can pass. Therefore, there is no negative impact on the implementation of the polarized glasses type 3D display mode.
  • the polarizing plate functional structure 22 can be simultaneously applied to the glasses type 3D display mode and the eye-eye type 3D display mode by the above-described third embodiment.
  • the 3D display device of the embodiment of the present invention can realize the glasses type 3D display mode and the eye type
  • the compatible switching of the 3D display mode wherein the stripe direction of the raster function structure is controlled at different angles from the horizontal direction, and the functional state of the polarizer functional structure is switched between active and inactive under control.
  • the 3D display device can be switched between the glasses type 3D display mode and the eye-eye type 3D display mode.
  • the 3D display device of the embodiment of the present invention can also implement switching between the 2D display and the 3D display, and only needs to control the first grating unit 9, the second grating unit 10 and the polarizing plate functional structure 22 of the grating functional structure 21 at the same time. Does not work, you can achieve 2D display.
  • the embodiment of the present invention further provides a method for manufacturing a 3D display device corresponding to the above 3D display device, including:
  • a functional structure of the polarizing plate is formed on the function structure of the grating, and the functional state of the functional structure of the polarizing plate can be switched between effective and ineffective under control.
  • the functional state of the functional structure of the polarizing plate is valid, the functional state of the functional structure is invalid.
  • the incident light can pass through the functional structure of the polarizer.
  • the 3D display device manufacturing method of the embodiment of the present invention forms a grating functional structure and a polarizing plate functional structure on the second polarizing plate of the liquid crystal display panel, wherein the stripe direction of the grating functional structure is controlled to be at a predetermined angle with the horizontal direction, and the polarization
  • the functional state of the slice function structure switches between active and inactive under control.
  • sequence numbers of the steps are not used to limit the sequence of the steps.
  • the steps of the steps are performed without any creative work. Variations are also within the scope of the invention.

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Abstract

一种3D显示装置及其制造方法，3D显示装置包括：液晶显示面板（2）；分别贴附在液晶显示面板（2）两侧的第一偏振片（1）、第二偏振片（3）；位于第二偏振片（3）上的光栅功能结构（21），光栅功能结构（21）的条纹方向在控制下可与水平方向成预设的不同角度；位于光栅功能结构（21）上的偏振片功能结构（22），偏振片功能结构（22）的功能状态在控制下可在有效和无效之间进行切换。该3D显示装置可实现眼镜式3D显示模式和裸眼式3D显示模式的兼容切换。

Description

3D显示装置及其制造方法 技术领域
本发明的实施例涉及一种 3D显示装置及其制造方法。 背景技术
众所周知， 人们平时所见到的 2D显示器无法像真实世界一样提供景深 信息。人们之所以能够辨别景深 (3D效果)，关键在于人的两只眼睛具有 60mm 左右的瞳距产生的位置差异。 有 "双眼视差" 的两副图成为一对 "立体图像 对" ， 其经过人大脑视觉皮层的融合， 就产生了立体效果。
3D显示模式分为棵眼式 3D显示模式和眼镜式 3D显示模式， 目前， 眼 镜式 3D 显示模式的主流的技术有快门眼镜 ( shutter glass )技术和偏光式 ( pattern retard )技术； 而棵眼式 3D显示模式主要有视差挡板光栅、 柱透镜 光栅等技术， 在棵眼式 3D显示模式中， 视差挡板光栅技术应用最为成熟， 其光栅材料可釆用菲林片式、黑矩阵（ BM )式、反射 BM式、可变光栅（ Active barrier ) 式等。
目艮镜式 3D显示模式和棵眼式 3D显示模式各有其优缺点， 目艮镜式 3D显 示模式需佩戴眼镜， 但是窜扰相对较小； 而棵眼式 3D显示模式不需要佩戴 眼镜，但是窜扰相对大些。现有技术中的 3D显示器往往只能釆用一种 3D显 示模式，但是对于同一 3D显示器来说，不同的场合釆用不同的 3D显示模式 可能能够达到更好的显示效果。 发明内容
本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面， 提供一种 3D显示装置， 包括：
液晶显示面板；
分别贴附在所述液晶显示面板两侧的第一偏振片、 第二偏振片； 其中， 所述 3D显示装置还包括：
位于所述第二偏振片上的光栅功能结构， 所述光栅功能结构的条紋方向 在控制下可与水平方向成预设的不同角度；
位于所述光栅功能结构上的偏振片功能结构， 所述偏振片功能结构的功 能状态在控制下可在有效和无效之间进行切换， 所述偏振片功能结构的功能 的其中一个； 所述偏振片功能结构的功能状态为无效时， 入射光均能透过所 述偏振片功能结构。
进一步地， 所述光栅功能结构包括位于所述第二偏振片上的第一光栅单 元和位于所述第一光栅单元上的第二光栅单元， 所述第一光栅单元的条紋方 向与水平方向平行， 所述第二光栅单元的条紋方向与竖直方向平行，
其中， 眼镜式 3D显示模式下， 仅所述第一光栅单元在控制下起作用； 棵眼式 3D显示模式下， 仅所述第二光栅单元在控制下起作用。
进一步地， 所述光栅功能结构包括位于所述第二偏振片上的第一光栅单 元和位于所述第一光栅单元上的第二光栅单元， 所述第一光栅单元的条紋方 向与水平方向平行， 所述第二光栅单元的条紋方向与竖直方向成一定角度， 其中， 眼镜式 3D显示模式下， 仅所述第一光栅单元在控制下起作用； 棵眼式 3D显示模式下， 仅所述第二光栅单元在控制下起作用。
进一步地， 所述光栅功能结构包括：
相对设置的第一基板、 第二基板；
位于所述第一基板和第二基板之间的液晶层；
其中， 所述第一基板上设置有与水平方向平行的多行像素电极， 其中奇 数行像素电极相互连接并与引线 a连接， 偶数行像素电极相互连接并与引线 b 连接； 所述第二基板上设置有与竖直方向平行的多行像素电极， 其中奇数 行像素电极相互连接并与引线 c连接， 偶数行像素电极相互连接并与引线 d 连接；
其中， 眼镜式 3D显示模式下， 所述引线 、 c、 d在控制下与公共电极 相连接， 所述引线 b在控制下与驱动电压 V。p相连接； 或者所述引线 b、 c、 d 在控制下与公共电极相连接， 所述引线 a在控制下与驱动电压 V。p相连接； 棵眼式 3D显示模式下， 所述引线 、 b、 c在控制下与公共电极相连接， 所述引线 d在控制下与驱动电压 V。p相连接； 或者所述引线 a、 b、 d在控制 下与公共电极相连接， 所述引线 c在控制下与驱动电压 V。p相连接。 进一步地， 所述光栅功能结构包括：
相对设置的第一基板、 第二基板；
位于所述第一基板和第二基板之间的液晶层；
其中， 所述第一基板上设置有与水平方向平行的多行像素电极， 其中奇 数行像素电极相互连接并与引线 a连接， 偶数行像素电极相互连接并与引线 b 连接； 所述第二基板上设置有与竖直方向成一定角度的多行像素电极， 其 中奇数行像素电极相互连接并与引线 c连接， 偶数行像素电极相互连接并与 引线 d连接；
其中， 眼镜式 3D显示模式下， 所述引线 &、 c、 d在控制下与公共电极 相连接， 所述引线 b在控制下与驱动电压 V。p相连接； 或者所述引线 b、 c、 d 在控制下与公共电极相连接， 所述引线 a在控制下与驱动电压 V。p相连接； 棵眼式 3D显示模式下， 所述引线 、 b、 c在控制下与公共电极相连接， 所述引线 d在控制下与驱动电压 V。p相连接； 或者所述引线 a、 b、 d在控制 下与公共电极相连接， 所述引线 c在控制下与驱动电压 V。p相连接。
进一步地， 所述像素电极之间的行距为 3-5μπι。
进一步地， 所述偏振片功能结构包括：
相对设置的第三基板、 第四基板；
位于所述第三基板和第四基板之间、 由向列相液晶和二色性染料组成的 液晶分子；
其中， 所述液晶分子的初始取向为与所述第三基板平行， 在对所述偏振 片功能结构施加电场后， 所述液晶分子的取向与所述第三基板垂直。
本发明实施例还提供了制造上述的 3D显示装置的制造方法， 包括： 形成液晶显示面板；
在所述液晶显示面板两侧分别形成第一、 第二偏振片；
所述制造方法还包括：
在所述第二偏振片上形成光栅功能结构， 所述光栅功能结构的条纹方向 在控制下可与水平方向成预设的不同角度；
在所述光栅功能结构上形成偏振片功能结构， 所述偏振片功能结构的功 能状态在控制下可在有效和无效之间进行切换， 所述偏振片功能结构的功能 状态为有效时， 所述偏振片功能结构吸收入射光两个正交的线偏振光分量中 的其中一个； 所述偏振片功能结构的功能状态为无效时， 入射光均能透过所 述偏振片功能结构。 附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对实施例的附图作 简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例， 而非对本发明的限制。
图 1为现有技术中眼镜式 3D显示模式的显示示意图；
图 2为现有技术中眼镜式 3D显示模式的 3D显示面板的结构示意图； 图 3为现有技术中棵眼式 3D显示模式的 3D显示面板的结构示意图； 图 4为本发明实施例的 3D显示装置的结构示意图；
图 5为本发明实施例一的眼镜式 3D显示模式下光栅功能结构的显示示 意图
图 6为本发明实施例一的棵眼式 3D显示模式下光栅功能结构的显示示 意图
图 7为本发明实施例二的光栅功能结构的结构示意图；
图 8为本发明实施例二的光栅功能结构的第一基板上的像素电极排布示 意图
图 9为本发明实施例二的光栅功能结构的第二基板上的像素电极排布示 意图
图 10 为本发明实施例二的光栅功能结构的第二基板上的像素电极的另 一排布示意图；
图 l la-b为本发明实施例三的棵眼式 3D显示模式下偏振片功能结构的显 示示意图；
图 11c为本发明实施例三的眼镜式 3D显示模式下偏振片功能结构的显 示示意图。 具体实施方式
为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发 明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、 完整地描述。显然， 所描述的实施例是本发明的一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于所描 述的本发明的实施例， 本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获 得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。
本发明的实施例针对现有技术中的 3D显示器往往只能釆用一种 3D显示 模式的问题，提供一种 3D显示装置及其制造方法， 能够在同一个 3D显示装 置上实现眼镜式 3D显示模式和棵眼式 3D显示模式的兼容切换。
图 2为现有技术中眼镜式 3D显示模式的 3D显示面板的结构示意图，如 图 2所示， 该 3D显示面板由第一偏振片 1、 液晶显示面板 2、 第二偏振片 3、 光栅 4组成。
现有技术中的偏光眼镜式 3D显示模式的原理如图 1所示， 从上到下依 次为： 显示面板显示的画面、 相位差板、 出射画面及观看用的偏光眼镜。 显 示面板上， 一行显示右眼图， 一行显示左眼图，在其前面放置一块相位差板， 一行 λ/2延迟， 一行 0延迟， 一行 λ/2延迟， 一行 0延迟， ...， 一行 λ/2延迟， 一行 0延迟， 如此交替排布， 其中， λ为光波长， 这样可以使 λ/2延迟的像素 出射光的偏光方向旋转 90。， 这样， 戴着左右眼偏振方向正交的偏光眼镜， 就可以右眼只看到右眼像素发出的光， 左眼只看到左眼像素发出的光， 从而 产生立体效果。 此外， 相位差板上的排布还可以是一行 λ/4延迟， 一行 3λ/4 延迟， 一行 λ/4延迟， 一行 3λ/4延迟， ...， 一行 λ/4延迟， 一行 3λ/4延迟。
此相位差板可用液晶显示面板替换， 液晶显示面板可釆用 TN ( Twisted Nematic, 扭曲向列型 )模式或 VA ( Vertical Alignment, 垂直配向 )模式来 实现 0延迟、 λ/2延迟的功能。
而棵眼式 3D显示模式可釆用偏振光栅来实现， 如图 3所示， 现有技术 中棵眼式 3D显示模式的 3D显示面板由第一偏振片 1、 液晶显示面板 2、 第 二偏振片 3、 偏振光栅 5和第三偏振片 6组成。 经过液晶显示面板 2上第二 偏振片 3后的光线， 经过设计好的偏振光栅 5。 所用偏振光栅 5有两个偏振 态区域： 第一区域 7和第二区域 8, 第一区域 7产生 λ/2相位延迟， 经过第 三偏振片 6后， 光线被遮挡； 第二区域 8为 0相位延迟， 经过第三偏振片 6 后，光线仍能射出， 因此通过偏振光栅 5的第三偏振片 6能够实现棵眼式 3D 显示。
为在同一个 3D显示装置上实现眼镜式 3D显示模式和棵眼式 3D显示模 式的兼容切换， 需解决两大主要问题：
一是实现光栅的兼容， 但目前这两种显示模式的光栅条紋的设计和条紋 放置方向均不一样。在偏光眼镜式 3D显示模式中，光栅条紋为横向放置（即 与水平方向平行） ， 而在棵眼式 3D显示模式中， 光栅条紋为竖向 （即与水 平方向垂直）或倾斜（即与水平方向成一定角度）放置；
二是第三偏振片 6对偏光眼镜式 3D显示模式的兼容， 第三偏振片 6在 棵眼式 3D显示模式中作为偏光光栅的必用部件，而在眼镜式 3D显示模式中 不仅没有作用， 而且会影响立体显示效果。
本发明的实施例提供了一种 3D显示装置，能够在同一个 3D显示装置上 实现眼镜式 3D显示模式和棵眼式 3D显示模式的兼容切换，如图 4所示，本 实施例包括：
液晶显示面板 2;
分别贴附在液晶显示面板 2两侧的第一偏振片 1、 第二偏振片 3;
位于第二偏振片 3上的光栅功能结构 21 , 光栅功能结构 21的条紋方向 在控制下可与水平方向成预设的不同角度；
位于光栅功能结构 21上的偏振片功能结构 22,偏振片功能结构 22的功 能状态在控制下可在有效和无效之间进行切换， 偏振片功能结构的功能状态 个；偏振片功能结构的功能状态为无效时，入射光均能透过偏振片功能结构。
其中，需要使光栅功能结构 21能够同时适用于眼镜式 3D显示模式和棵 眼式 3D显示模式，光栅功能结构 21的实现例如可以有以下两种可选实施例： 实施例一： 如图 5和图 6所示， 光栅功能结构 21 由位于第二偏振片 3 上的第一光栅单元 9和位于第一光栅单元 9上的第二光栅单元 10组成，其中， 第一光栅单元 9的条紋方向与水平方向平行，第二光栅单元 10的条紋方向与 竖直方向平行， 第一光栅单元 9和第二光栅单元 10均可釆用液晶器件实现。
当需实现偏光眼镜式 3D显示时，控制第一光栅单元 9起作用，为如图 5 所示的横条间隔的图案（pattern ) , 按一行 λ/2延迟， 一行 0延迟， 一行 λ/2 延迟， 一行 0延迟， ...， 一行 λ/2延迟， 一行 0延迟， 如此交替排布； 而控 制第二光栅单元 10均为 0延迟或 1/2 λ延迟， 第二光栅单元 10不起作用。 同时相应驱动液晶显示面板 2的数据内容及格式与偏光眼镜式 3D显示模式 匹配。
而当需实现棵眼式 3D显示时，如图 6所示，控制第一光栅单元 9均为 0 延迟或 1/2 λ延迟， 第一光栅单元 9不起作用； 控制第二光栅单元 10为竖条 间隔的 pattern,按一行 λ/2延迟，一行 0延迟，一行 λ/2延迟，一行 0延迟， ...， 一行 λ/2延迟， 一行 0延迟， 如此交替排布， 充当偏光光栅的核心部件， 同 时相应驱动液晶显示面板 2的数据内容及格式与棵眼式 3D显示模式匹配。
进一步地， 在实现棵眼式 3D显示时， 还可以使第二光栅单元的条紋方 向与竖直方向成一定角度， 这样可以减少摩尔紋。 该角度在 0~90。 之间， 优 选地， 该角度小于 45° , 具体地， 该角度的大小可以根据光栅节距、 显示屏 亚像素节距的大小来设置， 以减小莫尔条紋的宽度， 使得人眼无法分辨出。
实施例二： 光栅功能结构 21釆用一液晶器件实现， 如图 7所示， 该光栅 功能结构 21包括： 相对设置的第一基板 11、 第二基板 13; 位于第一基板 11 和第二基板 13之间的液晶层 12。
第一基板 11上的电极结构如图 8所示， 第一基板 11上设置有与水平方 向平行的多行像素电极， 像素电极的行距为 3-5μπι。 在工艺允许的情况下， 像素电极之间的行距越小越好。 其中奇数行像素电极相互连接并与引线 a连 接，偶数行像素电极相互连接并与引线 b连接； 第二基板 13上的电极结构如 图 9所示，第二基板 13上设置有与竖直方向平行的多行像素电极，像素电极 的行距为 3-5μπι。 在工艺允许的情况下， 像素电极之间的行距越小越好。 其 中奇数行像素电极相互连接并与引线 c连接， 偶数行像素电极相互连接并与 引线 d连接。
为使此液晶器件实现第一光栅单元 9的功能，可将引线0、 d设为与公共 ( common ) 电极相连接， 将引线 a设为与液晶器件的驱动电压 V。p相连接， b设为与 common电极相连接； 或将 b设为与液晶器件的驱动电压 V。p相连 接,、 a设为与 common电极相连接， 从而实现该液晶器件奇偶行间隔具有 0、 1/2 λ相位差的图案延迟， 实现图 5中第一光栅单元 9的功能。
为使此液晶器件实现第二光栅单元 10的功能， 可将引线 、 b设为与公 共（ common )电极相连接，将引线 c设为与液晶器件的驱动电压 V。p相连接， d设为与 common电极相连接； 或将 d设为与液晶器件的驱动电压 V。p相连 接,、 c设为与 common电极相连接， 从而实现该液晶器件奇偶行间隔具有 0、 1/2 λ相位差的图案延迟， 实现图 6中第二光栅单元 10的功能。
进一步地，为减小摩尔纹,第二基板 13上的电极结构还可如图 10所示， 第二基板 13上设置有与竖直方向成一定角度的多行像素电极,其中奇数行像 素电极相互连接并与引线 c连接，偶数行像素电极相互连接并与引线 d连接。 与竖直方向所成角度在 0~90° 之间， 优选地， 该角度小于 45° , 具体地， 该角度的大小可以根据光栅节距、 显示屏亚像素节距的大小来设置， 以减小 莫尔条紋的宽度， 使得人眼无法分辨出。
通过上述实施例一和实施例二可以使得光栅功能结构 21 能够同时适用 于眼镜式 3D显示模式和棵眼式 3D显示模式。
下面需要解决偏振片功能结构 22对眼镜式 3D显示模式和棵眼式 3D显 示模式的兼容。
实施例三：
如图 lla~c所示， 偏振片功能结构 22釆用液晶器件实现， 包括： 相对设置的第三基板 14、 第四基板 16;
位于第三基板 14和第四基板 16之间、 由向列相液晶和二色性染料 17 组成的液晶分子 15;
其中， 液晶分子 15的初始取向为与第三基板 14平行， 在对偏振片功能 结构 22施加电场后， 液晶分子 15的取向与第三基板 14垂直。
在液晶材料中加入二色性染料， 此二色性染料具有如下特征： 其对入射 光束两个正交的线偏振光分量， 仅选择吸收其中一个而让第二个通过。
液晶盒中液晶分子 15的初始取向为上下平行或反平行取向（即与第三基 板 14平行）， 其与经过此液晶盒的入射偏振光偏振方向平行或垂直， 若偏振 的入射光与液晶分子 15指向矢平行，则该区域的光线被吸收，该区域充当光 栅的挡光条， 如图 11 ( a )所示； 若偏振的入射光与液晶分子 15指向矢垂直， 则该区域的光线能顺利通过， 此区域充当光栅开口， 如图 11 ( b )所示； 因 此， 通过掺杂二色性染料的液晶器件， 可充当偏振片的功能， 实现棵眼式 3D 显示。
另外， 当 3D显示装置切换到偏光眼镜式 3D显示模式时，需取消偏振片 功能结构 22的偏振片功能，保证左右眼看到不同偏振态的图像。 此时， 只需 对该液晶器件施加电场，使液晶分子 15沿电场方向取向，如图 11 ( c )所示， 此时，入射光的偏振方向均与液晶分子 15指向矢垂直，光线均能通过。因此， 对偏光眼镜式 3D显示模式的实现没有产生负面影响。
通过上述实施例三可以使得偏振片功能结构 22 能够同时适用于眼镜式 3D显示模式和棵眼式 3D显示模式。
本发明的实施例的 3D显示装置， 可实现眼镜式 3D显示模式和棵眼式
3D显示模式的兼容切换，其中，光栅功能结构的条紋方向在控制下与水平方 向成不同角度， 偏振片功能结构的功能状态在控制下在有效和无效之间进行 切换。 通过控制光栅功能结构的条紋方向和偏振片功能结构的功能状态， 可 以使得 3D显示装置在眼镜式 3D显示模式和棵眼式 3D显示模式之间进行切 换。
进一步地， 本发明实施例的 3D显示装置还能实现 2D显示和 3D显示之 间的切换，只需要控制光栅功能结构 21的第一光栅单元 9、第二光栅单元 10 和偏振片功能结构 22同时不起作用， 即可实现 2D显示。
本发明实施例还提供一种与上述 3D显示装置相应的 3D显示装置的制造 方法， 包括：
形成液晶显示面板；
在液晶显示面板两侧分别形成第一、 第二偏振片；
在第二偏振片上形成光栅功能结构， 光栅功能结构的条紋方向可在控制 下可与水平方向成预设的不同角度；
在光栅功能结构上形成偏振片功能结构， 偏振片功能结构的功能状态在 控制下可在有效和无效之间进行切换,偏振片功能结构的功能状态为有效时， 功能结构的功能状态为无效时， 入射光均能透过偏振片功能结构。
本发明实施例的 3D显示装置制造方法在液晶显示面板的第二偏振片上 形成光栅功能结构和偏振片功能结构， 其中， 光栅功能结构的条紋方向在控 制下与水平方向成预设角度， 偏振片功能结构的功能状态在控制下在有效和 无效之间进行切换。 通过控制光栅功能结构的条紋方向和偏振片功能结构的 功能状态， 可以使得 3D显示装置在眼镜式 3D显示模式和棵眼式 3D显示模 式之间进行切换。
上述装置中所有实现手段和应用场景均适用于该方法的实施例中， 也能 达到相同的技术功能状态， 在此不再赘述。
在本发明的各方法实施例中， 所述各步骤的序号并不能用于限定各步骤 的先后顺序，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式， 而非用于限制本发明的保护范 围， 本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims

权利要求书
1. 一种 3D显示装置， 包括液晶显示面板， 分别贴附在所述液晶显示面 板两侧的第一偏振片、 第二偏振片； 其中， 所述 3D显示装置还包括：
位于所述第二偏振片上的光栅功能结构， 所述光栅功能结构的条紋方向 在控制下可与水平方向成预设的不同角度；
位于所述光栅功能结构上的偏振片功能结构， 所述偏振片功能结构的功 能状态在控制下可在有效和无效之间进行切换， 所述偏振片功能结构的功能 的其中一个； 所述偏振片功能结构的功能状态为无效时， 入射光均能透过所 述偏振片功能结构。
2. 根据权利要求 1所述的 3D显示装置， 其中， 所述光栅功能结构包括 位于所述第二偏振片上的第一光栅单元和位于所述第一光栅单元上的第二光 栅单元， 所述第一光栅单元的条紋方向与水平方向平行， 所述第二光栅单元 的条紋方向与竖直方向平行，
其中， 眼镜式 3D显示模式下， 仅所述第一光栅单元在控制下起作用； 棵眼式 3D显示模式下， 仅所述第二光栅单元在控制下起作用。
3. 根据权利要求 1所述的 3D显示装置， 其中， 所述光栅功能结构包括 位于所述第二偏振片上的第一光栅单元和位于所述第一光栅单元上的第二光 栅单元， 所述第一光栅单元的条紋方向与水平方向平行， 所述第二光栅单元 的条紋方向与竖直方向成一定角度，
其中， 眼镜式 3D显示模式下， 仅所述第一光栅单元在控制下起作用； 棵眼式 3D显示模式下， 仅所述第二光栅单元在控制下起作用。
4. 根据权利要求 1至 3中任一项所述的 3D显示装置， 其中， 所述光栅 功能结构包括：
相对设置的第一基板、 第二基板；
位于所述第一基板和第二基板之间的液晶层；
其中， 所述第一基板上设置有与水平方向平行的多行像素电极， 其中奇 数行像素电极相互连接并与引线 a连接， 偶数行像素电极相互连接并与引线 b 连接； 所述第二基板上设置有与竖直方向平行的多行像素电极， 其中奇数 行像素电极相互连接并与引线 c连接， 偶数行像素电极相互连接并与引线 d 连接；
其中， 眼镜式 3D显示模式下， 所述引线 、 c、 d在控制下与公共电极 相连接， 所述引线 b在控制下与驱动电压 V。p相连接； 或者所述引线 b、 c、 d 在控制下与公共电极相连接， 所述引线 a在控制下与驱动电压 V。p相连接； 棵眼式 3D显示模式下， 所述引线 、 b、 c在控制下与公共电极相连接， 所述引线 d在控制下与驱动电压 V。p相连接； 或者所述引线 a、 b、 d在控制 下与公共电极相连接， 所述引线 c在控制下与驱动电压 V。p相连接。
5. 根据权利要求 1至 3中任一项所述的 3D显示装置， 其中， 所述光栅 功能结构包括：
相对设置的第一基板、 第二基板；
位于所述第一基板和第二基板之间的液晶层；
其中， 所述第一基板上设置有与水平方向平行的多行像素电极， 其中奇 数行像素电极相互连接并与引线 a连接， 偶数行像素电极相互连接并与引线 b 连接； 所述第二基板上设置有与竖直方向成一定角度的多行像素电极， 其 中奇数行像素电极相互连接并与引线 c连接， 偶数行像素电极相互连接并与 引线 d连接；
其中， 眼镜式 3D显示模式下， 所述引线 、 c、 d在控制下与公共电极 相连接， 所述引线 b在控制下与驱动电压 V。p相连接； 或者所述引线 b、 c、 d 在控制下与公共电极相连接， 所述引线 a在控制下与驱动电压 V。p相连接； 棵眼式 3D显示模式下， 所述引线 、 b、 c在控制下与公共电极相连接， 所述引线 d在控制下与驱动电压 V。p相连接； 或者所述引线 a、 b、 d在控制 下与公共电极相连接， 所述引线 c在控制下与驱动电压 V。p相连接。
6. 根据权利要求 4或 5所述的 3D显示装置， 其中， 所述像素电极之间 的行巨为 3-5μπι。
7. 根据权利要求 1至 6中任一项所述的 3D显示装置， 其中， 所述偏振 片功能结构包括：
相对设置的第三基板、 第四基板；
位于所述第三基板和第四基板之间、 由向列相液晶和二色性染料组成的 液晶分子； 其中， 所述液晶分子的初始取向为与所述第三基板平行， 在对所述偏振 片功能结构施加电场后， 所述液晶分子的取向与所述第三基板垂直。
8.一种制造如权利要求 1至 7中任一项所述的 3D显示装置的制造方法， 包括：
形成液晶显示面板；
在所述液晶显示面板两侧分别形成第一、 第二偏振片；
其中， 所述制造方法还包括：
在所述第二偏振片上形成光栅功能结构， 所述光栅功能结构的条紋方向 在控制下可与水平方向成预设的不同角度；
在所述光栅功能结构上形成偏振片功能结构， 所述偏振片功能结构的功 能状态在控制下可在有效和无效之间进行切换， 所述偏振片功能结构的功能 的其中一个； 所述偏振片功能结构的功能状态为无效时， 入射光均能透过所 述偏振片功能结构。
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