專利名稱：一種3d液晶顯示器及3d液晶顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于3D立體顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種3D液晶顯示器及3D液晶顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
3D顯示的基本原理是給人的左右眼分別提供兩幅有差異的圖畫，由大腦將這兩幅 圖畫合成為具有3D效果的影像。分別提供這兩幅圖畫的常用方法是由立體顯示器將左右 眼圖像轉(zhuǎn)化成兩種不同偏振方向的的光射出，利用對(duì)應(yīng)偏光片來檢偏，從而分離出左右眼 的圖像，分別提供給左右眼。隨著液晶面板技術(shù)的發(fā)展，刷新頻率超過120Hz的顯示器出現(xiàn) 后，左右眼圖像的刷新速率提高一倍以上，全分辨率的方案也隨之出現(xiàn)，較為常見的方案是 由一個(gè)偏振光控制器來控制顯示器出射偏振光狀態(tài)以區(qū)分左右眼圖像，再由偏光眼鏡進(jìn)行 檢偏后分別送到人的左右眼，形成3D圖像。這個(gè)方案的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是設(shè)計(jì)一 90度扭曲的 扭曲向列型(TN)液晶光閥緊貼在顯示裝置的表面，高刷新頻率的顯示裝置以極快的頻率 交替輸出左右眼圖像信息，入射至TN光閥的線偏振光，經(jīng)由TN光閥后，可由電控TN光閥同 步控制左右眼圖像出射光線的偏光方向。不加電時(shí)，TN液晶分子處于90度扭曲狀態(tài)(即 OFF態(tài))，經(jīng)過它的線偏振光偏振方向旋轉(zhuǎn)90度；加電時(shí)，TN液晶分子處于豎直狀態(tài)(即ON 態(tài))，經(jīng)過它的線偏振光偏振方向不變；這樣通過電控形成兩個(gè)互相垂直的線偏振光，觀察 者佩戴和這兩個(gè)偏振方向相同的線偏光眼鏡后，就能分離出這兩個(gè)方向的光線，使左右眼 接收不同的畫面。但是現(xiàn)有3D液晶顯示器提供的畫面容易出現(xiàn)圖像串?dāng)_現(xiàn)象，影響觀看效^ ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種3D液晶顯示器，旨在解決現(xiàn)有3D液晶顯示器容易出 現(xiàn)的串?dāng)_問題。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種3D液晶顯示器，所述3D液晶顯示器包括背光單元、顯 示單元、設(shè)于所述顯示單元外部的液晶光閥，以及與所述背光單元、顯示單元及液晶光閥相 連接的外圍驅(qū)動(dòng)電路，所述液晶光閥為扭曲向列型液晶光閥；所述背光單元在所述顯示單 元進(jìn)行圖像更新時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，在圖像穩(wěn)定時(shí)處于開啟狀態(tài)；所述背光單元的關(guān)閉時(shí)間 與開啟時(shí)間之和等于所述顯示單元的圖像更新時(shí)間與圖像穩(wěn)定時(shí)間之和。本發(fā)明的另一目的在于提供一種3D液晶顯示系統(tǒng)，包括液晶顯示器及偏光眼鏡， 該液晶顯示器為上述的3D液晶顯示器。本發(fā)明通過液晶顯示器的外圍驅(qū)動(dòng)電路控制背光源在圖像更新時(shí)段適時(shí)關(guān)閉，避 免了左右眼圖像同時(shí)出現(xiàn)引起的串?dāng)_問題。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的3D液晶顯示器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的3D液晶顯示器中光學(xué)部件的光學(xué)關(guān)系示意圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的液晶光閥響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)出現(xiàn)串?dāng)_示意圖；圖4是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的液晶光閥響應(yīng)時(shí)間適當(dāng)時(shí)無串?dāng)_示意圖；圖5是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的3D液晶顯示器的各驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)序圖；圖6是本發(fā)明第三實(shí)施例提供的3D液晶顯示器結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明第三實(shí)施例提供的3D液晶顯示器中光學(xué)部件的光學(xué)關(guān)系示意圖；圖8是本發(fā)明第五實(shí)施例提供的液晶顯示器切換為2D狀態(tài)時(shí)各驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)序 圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例在圖像更新時(shí)段適時(shí)關(guān)閉背光，避免左右眼圖像同時(shí)出現(xiàn)引起的串 擾問題。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種3D液晶顯示器，包括背光單元、顯示單元、設(shè)于顯示單 元外部的液晶光閥，以及與背光單元、顯示單元及液晶光閥相連接的外圍驅(qū)動(dòng)電路，液晶光 閥為扭曲向列型液晶光閥；背光單元在顯示單元進(jìn)行圖像更新時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，在圖像穩(wěn) 定時(shí)處于開啟狀態(tài)；背光單元的關(guān)閉時(shí)間與開啟時(shí)間之和等于顯示單元的圖像更新時(shí)間與 圖像穩(wěn)定時(shí)間之和。本發(fā)明通過液晶顯示器的外圍驅(qū)動(dòng)電路控制背光源在圖像更新時(shí)段適時(shí)關(guān)閉，避 免了左右眼圖像同時(shí)出現(xiàn)引起的串?dāng)_問題。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種3D液晶顯示系統(tǒng)，包括液晶顯示器及偏光眼鏡，該液 晶顯示器為上述的3D液晶顯示器。以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述實(shí)施例一圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的3D液晶顯示器結(jié)構(gòu)示意圖，圖2示出了本發(fā) 明第一實(shí)施例提供的3D液晶顯示器中各光學(xué)部件的光學(xué)關(guān)系示意圖，圖5示出了本發(fā)明第 一實(shí)施例提供的3D液晶顯示系統(tǒng)的各驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)序圖，為了便于說明，僅示出了與本發(fā) 明實(shí)施例相關(guān)的部分。請(qǐng)結(jié)合圖1，該3D液晶顯示器包括由LED光源、反射膜、導(dǎo)光板、增亮膜、擴(kuò)散膜等 光學(xué)膜片構(gòu)成的背光單元1，由底偏光片21、底基板22、液晶層23、面基板24，以及面偏光片 25依次貼合構(gòu)成的顯示單元2，以及設(shè)于顯示單元2外部的液晶光閥3，背光單元1、顯示 單元2和液晶光閥3分別與外圍驅(qū)動(dòng)電路4相連接。背光單元1中，由具有帶寬調(diào)制(PWM) 功能的外圍驅(qū)動(dòng)電路控制LED光源的亮度和開關(guān)時(shí)間。上述結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有3D液晶顯示器結(jié) 構(gòu)，具體細(xì)節(jié)不再贅述。液晶光閥3為扭曲向列型(TN)液晶光閥，由底氧化銦錫(ITO)透明 基板31、液晶分子層32，以及上ITO透明基板33依次貼合構(gòu)成，通過外圍驅(qū)動(dòng)電路4控制 液晶光閥3中液晶分子的扭曲狀態(tài)，進(jìn)而控制通過液晶光閥3的線偏振光的偏振方向，為液 晶光閥3周期性加電，可使之透過相互垂直的線偏振光，兩種偏振方向的光分別為觀察者 提供左、右眼圖像。觀看者佩戴線偏光眼鏡對(duì)線偏振光進(jìn)行檢偏，并在腦中形成3D影像。
在本發(fā)明實(shí)施例中，面偏光片25的透振方向、底ITO透明基板31和上ITO透明基 板33的摩擦方向滿足下述關(guān)系面偏光片25的透振方向與底ITO透明基板31的摩擦方向 相互平行或垂直，底ITO透明基板31與上ITO透明基板33的摩擦方向相互垂直，以產(chǎn)生偏 振方向相互垂直的線偏振光。在本發(fā)明實(shí)施例中，液晶顯示器在左右眼圖像的切換過程中，顯示單元2從第一 行顯示像素更新至最后一行顯示像素，假設(shè)該傳輸過程經(jīng)歷時(shí)間為t1;圖像穩(wěn)定時(shí)間為t2， 在、時(shí)段內(nèi)，會(huì)存在一個(gè)極短的時(shí)間段，其間左右眼的圖像同時(shí)出現(xiàn)在屏幕上，該畫面進(jìn)入 觀看者的同一只眼睛里，則會(huì)出現(xiàn)圖像串?dāng)_。本實(shí)施例通過下述方法解決此問題，圖5中， 圖像更新時(shí)序Tl、液晶光閥開關(guān)時(shí)序T2以及背光單元開關(guān)時(shí)序T3均通過外圍驅(qū)動(dòng)電路4 控制。在圖像更新過程但還未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前，將背光源(LED光源)關(guān)閉一段時(shí)間t4，在 圖像穩(wěn)定后，將背光源開啟一段時(shí)間t3，其中，各時(shí)間段滿足如下關(guān)系t!+t2 = t3+t4, t3 ( t2這樣便解決了串?dāng)_問題，液晶光閥3的開啟與關(guān)閉動(dòng)作，需同主機(jī)輸出的左右眼 圖像傳輸信號(hào)同步，背光源的開啟與關(guān)閉時(shí)間滿足上述關(guān)系式。左右眼圖像信號(hào)的輸入、液 晶光閥的開關(guān)，及背光源的開關(guān)均通過外圍驅(qū)動(dòng)電路4控制。實(shí)施例二 圖3示出了本發(fā)明第二實(shí)施例提供的液晶光閥響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)出現(xiàn)串?dāng)_示意圖， 圖4示出了本發(fā)明第二實(shí)施例提供的液晶光閥響應(yīng)時(shí)間適當(dāng)時(shí)無串?dāng)_示意圖，為了便于說 明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)液晶顯示器以高刷新頻率(彡120Hz)更新顯示內(nèi)容時(shí)， 左右眼圖像需在1/120HZ = 8. 33ms以內(nèi)更新完畢，在此時(shí)間段內(nèi)，液晶光閥3必須完 成穩(wěn)定-打開或者穩(wěn)定-關(guān)閉的轉(zhuǎn)換，即液晶光閥3的響應(yīng)時(shí)間需滿足開啟時(shí)間Ton < 8. 33ms，關(guān)閉時(shí)間Toff < 8. 33ms。若Ton > 8. 33ms，在下一幅圖像到來之前，液晶光閥 3中的液晶分子還來不及從初始狀態(tài)變?yōu)樨Q直狀態(tài)。當(dāng)Toff > 8. 33ms，在下一幅圖像到來 之前，液晶光閥3中的液晶分子還不能從豎直狀態(tài)轉(zhuǎn)換為扭曲狀態(tài)(如圖3所示)，因此液 晶光閥不會(huì)透射相互垂直的線偏振光，此時(shí)，畫面會(huì)出現(xiàn)串?dāng)_，影響觀看效果。為了解決此 問題，可通過增加驅(qū)動(dòng)電壓來減小Ton，通過減小液晶光閥3的盒厚來減小Toff，以改善串 擾問題(如圖4)。增加驅(qū)動(dòng)電壓可以保證Ton < t4，當(dāng)盒厚控制在1. O 4. O μ m范圍內(nèi) 時(shí)，可以保證Toff < t4，即在背光源關(guān)閉的時(shí)段內(nèi)，液晶光閥3已經(jīng)完成穩(wěn)定-打開或穩(wěn) 定-關(guān)閉的過程，從而完全解決串?dāng)_問題。實(shí)施例三圖6示出了本發(fā)明第三實(shí)施例提供的3D液晶顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7示出了本 發(fā)明第三實(shí)施例提供的3D液晶顯示器中各光學(xué)部件的光學(xué)關(guān)系示意圖，為了便于說明，僅 示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。上述實(shí)施例一、二中的3D液晶顯示器產(chǎn)生相互垂直的線偏振光分別為觀看者提 供左、右眼圖像，但是當(dāng)觀察者頭部扭動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生圖像失真，影響觀看效果。為了解決此問 題，本實(shí)施例在液晶光閥3的外表面貼附一層λ /4波片5，這樣液晶光閥3透射的相互垂直 的線偏振光通過λ /4波片5后分別形成左旋及右旋圓偏振光，分別為觀看者提供左眼及右 眼圖像，與之相應(yīng)，觀看者佩戴圓偏光眼鏡6，即可接收左、右眼圖像，在腦中形成3D影像，如此便解決了由于觀看者轉(zhuǎn)動(dòng)頭部引起的圖像失真問題。進(jìn)一步結(jié)合圖7，面偏光片25的透振方向、底ITO透明基板31和上ITO透明基板 33的摩擦方向，及λ /4波片5的光軸方向滿足下述關(guān)系面偏光片25的透振方向與底ITO 透明基板31的摩擦方向相互平行或垂直，底ITO透明基板31與上ITO透明基板33的摩擦 方向相互垂直，上ITO透明基板33的摩擦方向與λ/4波片5的光軸方向成45°角，以形成 圓偏振光。實(shí)施例四在本發(fā)明實(shí)施例中，該液晶光閥3可以通過下述方法獲得首先將一面玻璃基板 刻蝕成整面電極，引出兩個(gè)電極接入端至基板的臺(tái)階上，用來連接外部驅(qū)動(dòng)電路(如圖1)。 刻蝕完畢后，在其中一面玻璃基板上旋涂一層透明涂層(Over-coating，0C)，OC經(jīng)刻蝕工 藝后形成一定厚度一定直徑大小的圓柱體，以支撐兩塊玻璃基板。再在兩片玻璃基板上均 勻涂敷一種高分子聚酰亞胺(PI)，經(jīng)高溫固化后，按照特定的方向進(jìn)行取向摩擦，在PI的 表面形成同一朝向的微小溝槽，用于對(duì)后續(xù)灌注的液晶分子進(jìn)行定向。兩玻璃基板以四周 的封邊膠密封，形成具有一定盒厚及一定體積的空腔，再向其中灌注液晶，形成一個(gè)90度 扭曲的TN光閥。實(shí)施例五在本發(fā)明實(shí)施例中，該3D液晶顯示系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)2D與3D效果的切換，請(qǐng)結(jié)合 附圖8，若要切換至2D狀態(tài)，只需關(guān)閉液晶光閥3，同時(shí)切換顯示器的輸出信號(hào)僅輸出左眼 圖像或右眼圖像，觀看者也無需佩戴偏光眼鏡即可觀看。本發(fā)明實(shí)施例通過液晶顯示器的外圍驅(qū)動(dòng)電路控制背光源在圖像更新時(shí)段適時(shí) 關(guān)閉，避免了左右眼圖像同時(shí)出現(xiàn)引起的串?dāng)_問題。在液晶光閥的外表面設(shè)置一層λ/4波 片，使之將左右眼圖像以左旋及右旋偏振光的形式提供給觀看者，觀看者佩戴相應(yīng)圓偏光 眼鏡即可觀賞3D畫面，避免了觀看者因?yàn)轭^部轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致的圖像失真問題。增大液晶光閥的 驅(qū)動(dòng)電壓，減小液晶光閥的盒厚，可以改善因液晶光閥的開啟和關(guān)閉時(shí)間過長(zhǎng)引起的圖像 串?dāng)_問題。通過對(duì)液晶光閥的開關(guān)和顯示器左/右眼信號(hào)進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)2D和30效 果的切換，豐富了液晶顯示器的功能。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種3D液晶顯示器，所述3D液晶顯示器包括背光單元、顯示單元、設(shè)于所述顯示單元外部的液晶光閥，以及與所述背光單元、顯示單元及液晶光閥相連接的外圍驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述液晶光閥為扭曲向列型液晶光閥；所述背光單元在所述顯示單元進(jìn)行圖像更新時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，在圖像穩(wěn)定時(shí)處于開啟狀態(tài)；所述背光單元的關(guān)閉時(shí)間與開啟時(shí)間之和等于所述顯示單元的圖像更新時(shí)間與圖像穩(wěn)定時(shí)間之和。
2.如權(quán)利要求1所述的3D液晶顯示器，其特征在于，所述顯示單元包括由內(nèi)向外依次 貼合的底偏光片、底基板、液晶層、面基板，及面偏光片；所述液晶光閥包括由內(nèi)向外依次貼 合的底ITO透明基板、液晶分子層，以及上ITO透明基板；所述面偏光片的透振方向與所述底ITO透明基板的摩擦方向相互平行或垂直；所述底 ITO透明基板與上ITO透明基板的摩擦方向相互垂直。
3.如權(quán)利要求2所述的3D液晶顯示器，其特征在于，所述液晶光閥外部設(shè)有λ/4波 片；所述上ITO透明基板的摩擦方向與所述λ/4波片的光軸方向成45°夾角。
4.如權(quán)利要求1所述的3D液晶顯示器，其特征在于，所述顯示單元數(shù)據(jù)刷新的幀頻 彡 120Hz。
5.如權(quán)利要求1所述的3D液晶顯示器，其特征在于，所述背光單元的開啟時(shí)間小于或 等于所述顯示單元的圖像穩(wěn)定時(shí)間。
6.如權(quán)利要求1所述的3D液晶顯示系器，其特征在于，所述液晶光閥的開啟時(shí)間和關(guān) 閉時(shí)間分別小于8. 33ms。
7.如權(quán)利要求1所述的3D液晶顯示器，其特征在于，所述液晶光閥的盒厚為1.0 4. 0 μ m。
8.如權(quán)利要求1所述的3D液晶顯示器，其特征在于，所述液晶光閥的開關(guān)動(dòng)作與所述 顯示單元的圖像傳輸信號(hào)同步，通過所述外圍驅(qū)動(dòng)電路控制。
9.如權(quán)利要求1所述的3D液晶顯示器，其特征在于，所述液晶光閥的上ITO透明基板 和底ITO透明基板均為整面電極。
10.一種3D液晶顯示系統(tǒng)，包括液晶顯示器及偏光眼鏡，其特征在于，所述液晶顯示器 為權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的3D液晶顯示器。
全文摘要
本發(fā)明適用于3D顯示領(lǐng)域，提供了一種3D液晶顯示器及3D液晶顯示系統(tǒng)，所述3D液晶顯示器包括背光單元、顯示單元、設(shè)于所述顯示單元外部的液晶光閥，以及與所述背光單元、顯示單元及液晶光閥相連接的外圍驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述液晶光閥為扭曲向列型液晶光閥；所述背光單元在所述顯示單元進(jìn)行圖像更新時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，在圖像穩(wěn)定時(shí)處于開啟狀態(tài)；所述背光單元的關(guān)閉時(shí)間與開啟時(shí)間之和等于所述顯示單元的圖像更新時(shí)間與圖像穩(wěn)定時(shí)間之和。本發(fā)明在圖像更新時(shí)段關(guān)閉背光，避免了左右眼圖像同時(shí)出現(xiàn)引起的串?dāng)_問題。
文檔編號(hào)G02B27/26GK101937147SQ20101025635
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者劉曉林, 夏明哲, 張永棟, 馬懷香, 黃輝 申請(qǐng)人:天馬微電子股份有限公司