專利名稱：立體圖像顯示系統(tǒng)及其液晶視差光柵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光柵技術(shù)，具體來說是一種立體圖像顯示系統(tǒng)及其液晶視差光柵，該液晶視差光柵包括形成為矩陣結(jié)構(gòu) 的TN型液晶盒。
背景技術(shù)：
目前，信息通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到較高的水平，數(shù)字終端能夠以非常高的速度處理文本、語音和圖像信息，以提供具有二維圖像和語音的多媒體內(nèi)容服務(wù)。下一步的發(fā)展方向是三維立體信息服務(wù)，其能夠提供立體的多媒體服務(wù)。根據(jù)雙眼立體成像理論，兩個(gè)眼睛分別看到兩個(gè)不同的二維圖像，當(dāng)經(jīng)過視網(wǎng)膜將兩個(gè)圖像傳遞到大腦時(shí)，大腦將傳遞的兩個(gè)圖像組合并再現(xiàn)出具有深度感和真實(shí)感的三維圖像。為了生成并觀看3D圖像，需要采用相應(yīng)的3D圖像顯示系統(tǒng)，通常采用佩戴眼鏡的3D設(shè)備。當(dāng)前的佩戴眼鏡型的3D立體設(shè)備已經(jīng)發(fā)展相當(dāng)完善，但是由于必須佩戴眼鏡，使用者帶來諸多不便。為此，裸眼3D試產(chǎn)光柵技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，以下解釋利用常規(guī)光柵法的立體圖像顯示系統(tǒng)工作原理。同時(shí)參見圖I和圖2，表示利用常規(guī)液晶視差光柵法的立體圖像顯示系統(tǒng)。該立體圖像顯示系統(tǒng)包括顯示模塊10和被稱為液晶視差光柵(以下簡(jiǎn)稱光柵)20的條形遮光膜。在顯示模塊10中，分別對(duì)應(yīng)于左眼和右眼的左圖像L和右圖像R面向垂直方向(圖2中的Z方向)并沿水平方向(圖2中的X方向)交替布置；光柵20設(shè)置在前端并面向垂直方向。這種立體圖像顯示系統(tǒng)如此設(shè)置顯示模塊10和光柵20，使得左圖像L的光線僅進(jìn)入左眼，而右圖像R的光線僅進(jìn)入右眼，由此可分別觀察到所劃分的左右兩個(gè)圖像L和R，最終獲得立體感。但是，基于上述液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)存在一定的缺陷，表現(xiàn)在以下方面(1)目前通用的顯示屏都是基于RGB彩色濾光片顯示法，將一個(gè)像素沿水平方向(圖2中的X方向)平均分為R、G、B三部分，R、G、B均被稱作子像素。但常規(guī)液晶光柵視差光柵有時(shí)會(huì)發(fā)生R、G或B的一部分被光柵20的設(shè)置或厚度阻擋的情況，因此無法被看到，導(dǎo)致無法正常顯示立體圖像。(2)作為常規(guī)液晶視差光柵的另外一個(gè)問題是，光柵的厚度和光柵間的距離是有限的，當(dāng)超出距離和角度的限制之后，導(dǎo)致左右眼圖像的串?dāng)_，并且觀看距離被限制為特定長度。(3)在常規(guī)的利用液晶模塊的液晶視差光柵中，沿水平方向設(shè)置成一行的豎直光柵條的形式，控制電極S和公共電極C連接到像素，從而控制整個(gè)像素同時(shí)開啟或關(guān)閉。但是，光柵的布置方向是固定的，并且因此觀看者僅能在固定方向上在顯示圖像的屏幕上觀看到立體圖像，因而無法與固定方向垂直的方向或通過轉(zhuǎn)動(dòng)屏幕而觀看到立體圖像。(4)在常規(guī)方法中的光柵形成無間隙的豎直條形式。于是，常規(guī)方法的問題在于，從顯示屏發(fā)射的光被阻擋，導(dǎo)致顯示模塊發(fā)射出的光經(jīng)過常規(guī)液晶光柵后的亮度被降低到相當(dāng)?shù)偷乃健Ｓ需b于此，有必要就液晶視差光柵進(jìn)行深入的研究，開發(fā)出可以解決以上全部或部分問題的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)計(jì)成盒型的液晶視差光柵，可以垂直地或水平地轉(zhuǎn)換光柵；在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明的另一目的在于提供ー種立體圖像顯示系統(tǒng)，有助于增大可視角度和觀看 距離。為了解決以上問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種盒型的液晶視差光柵，其中可以垂直地或水平地轉(zhuǎn)換光柵，從而使光柵對(duì)光亮度的減小最小化。具體而言，該盒型液晶視差光柵包括液晶層(LC層)，該液晶層被置于盒型空間內(nèi)；控制電極，該控制電極分為上控制電極和下控制電極，該控制電極均被制作成長條形，設(shè)置成盒型矩陣結(jié)構(gòu)的像素，用以通過根據(jù)預(yù)設(shè)控制方法有選擇地開啟或關(guān)閉來控制該LC層的狀態(tài)，以形成水平或垂直方向圖案的光柵圖案；下基板，該下基板形成于該LC層和預(yù)定顯示模塊之間，以便將該液晶層和該控制電極設(shè)置在距該顯示模塊預(yù)定距離的位置處；上基板，該上基板設(shè)置于該液晶層和該上控制電極的頂部；偏振器，該偏振器設(shè)置于該上基板的頂部上，并通過偏振角控制該像素的亮/暗狀態(tài)，使該光柵圖案可視化。其中該光從該顯示模塊發(fā)射并穿過該下基板、該控制器、該LC層和該上基板、該偏振器。因此，利用該液晶視差光柵和包括該液晶視差光柵的該立體圖像顯示系統(tǒng)可以顯示沿水平方向/垂直方向旋轉(zhuǎn)的立體圖像。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明的另ー技術(shù)方案是相應(yīng)提供ー種立體圖像顯示系統(tǒng)，其包括平板顯示模塊和上述盒型液晶視差光柵，該顯示模塊包括TFT-LCD (薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管液晶顯示器)、有機(jī)EL(0LED，有機(jī)電致發(fā)光顯示器)、FED (場(chǎng)致發(fā)射顯示器)、TOP (等離子體顯示板)等。具體而言，該立體圖像顯示系統(tǒng)包括用于提供立體圖像內(nèi)容的顯示模塊以及能夠預(yù)定控制方法形成水平或垂直方向的光柵的液晶視差光柵；其中液晶視差光柵包括液晶層(LC層)，液晶層被置于盒型空間內(nèi)，被控制電極分割為盒矩陣結(jié)構(gòu)像素，以預(yù)定控制方法形成水平或者垂直方向的光柵；控制電極，控制電極分為上控制電極和下控制電極，控制電極均被制作成長條形，上/下控制電極設(shè)置成盒型矩陣結(jié)構(gòu)的像素，用以通過控制方法有選擇地開啟或關(guān)閉來控制LC層的狀態(tài)，以形成水平或垂直方向的光柵圖案；下基板，下基板形成于LC層和預(yù)定顯示模塊之間，以便將液晶層和控制電極設(shè)置在距顯示模塊預(yù)定距離的位置處；上基板，該上基板設(shè)置于液晶層和上控制電極的頂部；偏振器，該偏振器設(shè)置于上基板的頂部上，并通過偏振角控制像素的亮/暗狀態(tài)，使光柵圖案可視化。其中光從顯示模塊發(fā)射并穿過下基板、LC層和上基板。該立體圖像顯示系統(tǒng)利用該液晶視差光柵和包括該液晶視差光柵的該立體圖像顯示系統(tǒng)可以顯示沿水平方向/垂直方向旋轉(zhuǎn)的立體圖像，其通過將設(shè)置于水平方向中的R、G和B中的像素旋轉(zhuǎn)90度而能夠顯示立體圖像，由此能夠増大可視角度和觀看距離。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的盒型液晶視差光柵可以垂直地或水平地轉(zhuǎn)換光柵，其有助于使立體圖像顯示系統(tǒng)增大可視角度和觀看距離。具體而言，本發(fā)明的液晶視差光柵和包括液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)可取得包括但不僅限于以下有益技術(shù)效果首先，液晶視差光柵和包括液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)利用控制矩陣光柵控制光的通、斷，呈現(xiàn)立體圖像，能夠在2D和3D模式之間切換以及將光柵轉(zhuǎn)換成水平或垂
直方向。其次，該液晶視差光柵包括液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)允許在LC層設(shè)置成盒型的像素之間有盒間隙，并控制LC層的上下液晶分子排布(液晶分子排布由摩擦方向決定)以及偏振光的方向，從而能提聞売度。再次，本發(fā)明的液晶視差光柵和包括液晶視差光柵的立體圖像實(shí)現(xiàn)設(shè)備通過將設(shè)置于水平方向上的R、G、B中的圖像旋轉(zhuǎn)90度而能夠顯示立體圖像，由此能夠增大可視角度和觀看距離，提高使用者的使用舒適度。再其次，本發(fā)明的液晶視差光柵和包括液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中采用標(biāo)準(zhǔn)工藝，無需特殊工藝、設(shè)備、流程等，與現(xiàn)有工藝完全兼容，成本優(yōu)勢(shì)明顯。最后，該液晶視差光柵和包括液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)在形成光柵時(shí)通過垂直/水平列單元的控制電極來控制像素，而非點(diǎn)陣控制，大大降低了驅(qū)動(dòng)路數(shù)，對(duì)控制設(shè)備的要求較低，降低了綜合成本。同時(shí)，水平方向的控制電極和垂直方向的控制電極都是并聯(lián)的長條電極，對(duì)電極短路無要求，大大提高了液晶視差光柵的良品率，降低成本。


為了更清楚地說明本發(fā)明或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖得到其它的附圖。圖I是利用常規(guī)液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)的橫截面圖；圖2是利用常規(guī)液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)的透視圖；圖3a是本發(fā)明液晶視差光柵和包括液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 圖；圖3b是常規(guī)液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖4a是本發(fā)明液晶視差光柵的矩陣像素結(jié)構(gòu)示意圖；圖4b是圖4a中A部分的放大圖；圖5a是用于驅(qū)動(dòng)本發(fā)明液晶視差光柵矩陣像素的控制電極連接的結(jié)構(gòu)圖；圖5a是圖5a的中B部分的放大圖；圖5c是圖5a中水平方向的公共電極走線連接結(jié)構(gòu)圖；圖5d是圖5a中垂直方向的第一控制電極和第二控制電極的連接結(jié)構(gòu)圖；圖6a是本發(fā)明液晶視差光柵在垂直方向受LC層像素控制的光柵形狀示意圖；圖6b是本發(fā)明液晶視差光柵在垂直方向受LC層像素控制改善光柵形狀后的示意圖；圖7是本發(fā)明液晶視差光柵在水平方向受LC層像素控制的光柵形狀示意圖。圖廣7中，有關(guān)附圖標(biāo)記簡(jiǎn)介如下10、顯示模塊；20、液晶視差光柵；21、偏振器；22、上基板；23、上基板控制電極；24、液晶層；25、下基板控制電極；26、下基板。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明液晶視差光柵的優(yōu)選實(shí)施例中，包括液晶層(LC層)，該液晶層被置于盒型空間內(nèi)，被控制電極分割為盒矩陣結(jié)構(gòu)像素，以預(yù)定控制方法形成水平或者垂直方向的光柵；控制電極，該控制電極分為上控制電極和下控制電極，該控制電極均被制作成長條形，上/下控制電極設(shè)置成盒型矩陣結(jié)構(gòu)的像素，用以通過控制方法有選擇地開啟或關(guān)閉來控制LC層的狀態(tài)，以形成水平或垂直方向的光柵圖案；下基板，該下基板形成于LC層和預(yù)定顯示模塊之間，以便將液晶層和控制電極設(shè)置在距顯示模塊預(yù)定距離的位置處；上基板，該上基板設(shè)置于液晶層和上控制電極的頂部；偏振器，該偏振器設(shè)置于上基板的頂部上，并通過偏振角控制像素的亮/暗狀態(tài)，使光柵圖案可視化；其中光從顯示模塊發(fā)射并穿過下基板、LC層和上基板。 較優(yōu)地，控制電極包括第一控制電極(奇數(shù)控制電極)、第二控制電極(偶數(shù)控制電扱)以及公共電極，其中第一控制電極為垂直方向奇數(shù)編號(hào)的控制電極列；第二控制電極為垂直方向的控制電極偶數(shù)編號(hào)的電極列；公共電極為水平方向的所有控制電極。較優(yōu)地，盒型矩陣結(jié)構(gòu)包括水平方向的公共電極，其與垂直方向的控制電極列形成其具有水平方向以交替重復(fù)方法設(shè)置的第一像素和第二像素，其中第一和第二像素的尺寸彼此不同；水平方向的公共電極的間隙列，其與垂直方向的控制電極形成其具有水平方向以交替重復(fù)方法設(shè)置的第三像素和第四像素，其中第三和第四像素的尺寸彼此不同；其中，水平公共電極沿水平方向以交替重復(fù)方法設(shè)置的第一像素和第二像素，水平控制電極間隙沿水平方向以交替重復(fù)方法設(shè)置的第三像素和第四像素。進(jìn)ー步地，該液晶視差光柵包括形成于像素之間的盒間隙。較優(yōu)地，用于形成水平或垂直方向的光柵的控制方法包括通過激活的第一控制電極、公共電極形成垂直方向的光柵；以及通過激活第一控制電極、第二控制電極和公共電極形成水平方向的光柵。所述激活，就是在控制電極和公共電極之間施加特定的電壓，通過控制不同像素的狀態(tài)，最終產(chǎn)生光柵。進(jìn)ー步地，該液晶視差光柵其中用于形成水平或垂直方向的光柵的控制方法包括通過激活的第一控制電極、公共電極形成水平的光柵，以及通過激活的第一控制電極、第二控制電極和公共電極形成垂直的光柵。較優(yōu)地，該液晶視差光柵中液晶層為TN-IXD (扭曲排列液晶顯示器)，扭曲角度為90° ±5° ;更優(yōu)地，其中液晶層的下摩擦方向與預(yù)定顯示模塊發(fā)射光的偏振方向相同，以使光的亮度降低最小化。特別地，其中的偏振器僅位于上基板之前，偏振器的偏振方向與液晶層的摩擦方向相同。在此基礎(chǔ)上的立體圖像顯示系統(tǒng)，包括用于提供立體圖像內(nèi)容的顯示模塊，以及能夠預(yù)定控制方法形成水平或垂直方向的光柵的液晶視差光柵。其中液晶視差光柵包括液晶層(LC層)，該液晶層被置于盒型空間內(nèi)，被控制電極分割為盒矩陣結(jié)構(gòu)像素，以預(yù)定控 制方法形成水平或者垂直方向的光柵；控制電極，該控制電極分為上控制電極和下控制電極，且控制電極均被制作成長條形，上/下控制電極設(shè)置成盒型矩陣結(jié)構(gòu)的像素，用以通過控制方法有選擇地開啟或關(guān)閉來控制LC層的狀態(tài)，以形成水平或垂直方向的光柵圖案；下基板，該下基板形成于LC層和預(yù)定顯示模塊之間，以便將液晶層和控制電極設(shè)置在距顯示模塊預(yù)定距離的位置處；上基板，該上基板設(shè)置于液晶層和上控制電極的頂部；偏振器，該偏振器設(shè)置于上基板的頂部上，并通過偏振角控制像素的亮/暗狀態(tài)，使光柵圖案可視化。其中光從顯示模塊發(fā)射并穿過下基板、LC層和上基板，其通過將設(shè)置于水平方向中的R、G和B中的像素旋轉(zhuǎn)90度而能夠顯示立體圖像，由此能夠増大可視角度和觀看距離。該立體圖像顯示系統(tǒng)，其中的顯示模塊可為平板顯示器、薄膜晶體管顯示器(TFT-LCD)、有機(jī)發(fā)光二極管(0LED)、場(chǎng)致發(fā)射顯示器(FPD)、等離子體顯示板(PDP)等，適應(yīng)范圍十分廣泛。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。在下文中將參考附圖詳細(xì)介紹上述結(jié)構(gòu)。下文將要介紹的是特定結(jié)構(gòu)的附圖和詳細(xì)說明，它用于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，使他們易于理解和執(zhí)行本發(fā)明。注意不應(yīng)將它們視為對(duì)本發(fā)明的范圍加以限制。所有附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分。圖3a簡(jiǎn)要示出了本發(fā)明液晶視差光柵和包括液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。該立體顯示系統(tǒng)包括液晶視差光柵20和顯示模塊10，該液晶視差光柵20包括偏 振器21、上基板22、上基板控制電極23、液晶層(LC層)24、下基板控制電極25和下基板26，其中該LC層24設(shè)置成盒型結(jié)構(gòu)，被控制電極和控制電極的間隙分割為矩陣結(jié)構(gòu)，用以預(yù)定控制方法形成水平或垂直方向光柵的像素；該上基板控制電極23和下基板控制電極25分割液晶層24成矩陣結(jié)構(gòu)，并通過施加電壓控制LC層24的像素，以便通過預(yù)設(shè)的控制方法有選擇地開啟或關(guān)閉像素來形成水平或垂直方向圖案的光柵圖案，下文將進(jìn)一步詳細(xì)介紹LC層24中包括的像素和特定控制方法；該下基板26形成于液晶層和預(yù)定顯示模塊10之間，并可設(shè)置下基板控制電極25，同時(shí)將LC層24和控制電極設(shè)置在顯示模塊10預(yù)定距離的位置處；該上基板22形成于LC層24的頂部，以便設(shè)置LC層和控制電極；此外，偏振器21形成于上基板22的頂部上，并且通過光的偏振角形成于LC層上的光柵圖案使光柵可視化，其中光從顯示模塊10出射并穿過下基板26、下基板控制電極25、LC層24、上基板控制電極23、上基板22和偏振器21。這與偏振器21被置于上基板22上端和下基板26下端的常規(guī)液晶視差光柵不同，它可以垂直地或水平地轉(zhuǎn)換光柵，有助于使立體圖像顯示系統(tǒng)增大可視角度和觀看距離，進(jìn)一步說明如下。本發(fā)明液晶視差光柵20和包括液晶視差光柵20的立體圖像顯示系統(tǒng)利用諸如TN-IXD或STN-IXD (超扭曲向列型液晶顯示器)等的液晶顯示屏形成光柵圖案，使得用戶能夠在2D模式下關(guān)閉光柵來看到2D圖像，而在3D模式下打開光柵來看到3D圖像。這與圖3b所示常規(guī)液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)不同，具體而言通過驅(qū)動(dòng)垂直方向的像素的光柵，將部分光進(jìn)行遮擋，用戶能夠看到顯示垂直方向立體圖像；通過驅(qū)動(dòng)水平方向的子像素的光柵，將水平方向部分光進(jìn)行遮擋，用戶能夠看到水平方向立體圖像。亦即，本發(fā)明液晶視差光柵和包括光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)，能夠在2D和3D模式之間以及垂直與水平顯示之間切換。 圖4a和圖4b示出了本發(fā)明液晶視差光柵圖案結(jié)構(gòu)的示意圖。通過水平方向(X方向)和垂直方向(Y方向)輪流設(shè)置每個(gè)控制電極，使LC層24形成盒型矩陣圖案結(jié)構(gòu)。如圖4a、圖4b所示，水平方向第一公共電極Cl. I (Cl. 2、Cl. 3類似)在水平方向上與第一控制電極SI. I (SI. 2類似)的節(jié)點(diǎn)設(shè)置寬度*長度為a*b的第一像素Pl，水平方向第一公共電極Cl. I在水平方向上與第二控制電極S2. I (S2. 2類似)的節(jié)點(diǎn)設(shè)置寬度*長度為d*b的第二像素P2，第一像素和第二像素輪流即以交替重復(fù)的方式在水平方向上設(shè)置；水平方向第一公共電極間隙CO. 12在水平方向上與第一控制電極SI. I的節(jié)點(diǎn)設(shè)置寬度*長度為a*c的第三像素P3，水平方向第一公共電極間隙CO. 12在水平方向上與第二控制電極S2. I的節(jié)點(diǎn)設(shè)置寬度*長度為d*c的第四像素P4，第三像素和第四像素輪流即以交替重復(fù)的方式在水平方向上設(shè)置(這里，a、b、c和d的值是基于顯示模塊進(jìn)行光學(xué)計(jì)算而設(shè)置的，表示光柵的尺寸和間隔等尺寸要素);此外，將水平方向第二公共電極Cl. 2設(shè)置成與第一公共電極像素列具有同樣的結(jié)構(gòu)，將水平方向第·二公共電極間隙CO. 23設(shè)置成與第一公共電極間隙之像素列具有同樣的結(jié)構(gòu)。這使得本發(fā)明光柵基板具有按不同像素布置控制電極的結(jié)構(gòu)，亦即在垂直方向上輪流設(shè)置具有不同結(jié)構(gòu)的2個(gè)水平方向盒列。如圖4a、圖4b所示的本發(fā)明實(shí)施例，為了形成水平方向的光柵，可以通過開啟控制電極S (包括奇數(shù)控制電機(jī)SI和偶數(shù)控制電機(jī)S2)和公共電極C，使公共電極呈現(xiàn)遮光狀態(tài)而公共電極間隙呈現(xiàn)透光狀態(tài)而實(shí)現(xiàn)水平方向的光柵；為了形成垂直方向的光柵，可以通過關(guān)閉所有奇數(shù)控制電極SI和公共電極C，使奇數(shù)電極呈現(xiàn)遮光狀態(tài)而偶數(shù)電極呈現(xiàn)透光狀態(tài)而實(shí)現(xiàn)垂直方向的光柵。此外，需指出的是如果通過從垂直方向觀察結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地理解，寬度*長度為a*b的第一像素和a*c的第三像素輪流設(shè)置在垂直方向第一像素列，而寬度*長度為d*b的第二像素和d*c的第四像素是輪流設(shè)置在垂直方向第二方向像素列。此種結(jié)構(gòu)，視為以上實(shí)施例的等同替換，不再贅述。于是，本發(fā)明液晶視差光柵圖案形成盒列的結(jié)構(gòu)，其中，不同大小的兩種像素被設(shè)置在水平方向和垂直方向上，而且輪流將布置具有不同結(jié)構(gòu)的兩個(gè)盒列設(shè)置在水平方向和垂直方向上。在該結(jié)構(gòu)中垂直方向是針對(duì)顯示模塊10進(jìn)行像素控制，亦即垂直方向第一像素Pl和第二像素寬度P2之和與顯示模塊的2個(gè)像素寬度相當(dāng)；水平方向是針對(duì)顯示模塊10進(jìn)行子像素控制，亦即水平方向第一像素Pl和第三像素長度P3之和與顯示模塊的2個(gè)子像素寬度基本相當(dāng)。水平方向在每ー個(gè)像素具有從小于十微米到幾百微米的尺寸，垂直方向優(yōu)選大約為100微米，水平方向優(yōu)選30微米，但不限于此。如圖4a和圖4b所示，本發(fā)明光柵圖案結(jié)構(gòu)不是如現(xiàn)有技術(shù)那樣由簡(jiǎn)單的豎直條形成的，而是由以特定像素、子像素和間隙設(shè)置的具有像素矩陣組合形成的。于是本發(fā)明光柵圖案在垂直方向由于像素間隙尺寸小使看起來像沒有間隙的豎直條；在水平方向，通過控制公共電極C控制光柵的開啟/關(guān)閉，由此它能夠?qū)⒐鈻呸D(zhuǎn)換成垂直或水平方向，同時(shí)保持常規(guī)光柵的功能。此外，本發(fā)明液晶視差光柵和包括液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)的上基板控制電極23和下基板控制電極25控制著液晶層24，包括2個(gè)控制電極(即奇數(shù)控制電極即SI和偶數(shù)制電極S2)和ー個(gè)公共電極C，這將參考圖5a 7解釋其細(xì)節(jié)。亦即，在2D模式和3D模式之間以及在垂直方向和水平方向之間切換光柵是通過基于連接到液晶層24的兩個(gè)控制電極SI、S2和ー個(gè)公共電極C的組合來開啟或關(guān)閉像素而實(shí)現(xiàn)的。例如，假設(shè)液晶光柵盒的水平方向的像素為xl、x2、x3、x4、x5等，在垂直方向上的盒列為yl、y2、y3、y4、y5等。如圖5a所示,控制電極SI連接到垂直方向像素中列的奇數(shù)編號(hào)列，例如yI、y3、y5，而控制電極S2連接到垂直方向像素中列的偶數(shù)編號(hào)列，例如y2、y4、y6等；公共電極C連接到水平方向所有像素列，例如xl、x2、x3、x4、x5等。圖5b示出了圖5a的標(biāo)記部分B的放大圖。圖5c示出了水平方向的公共電極C走線結(jié)構(gòu)圖，圖5d示出了垂直方向的控制電極S1、S2的走線結(jié)構(gòu)圖。通過開啟控制電極S (包括奇數(shù)控制電機(jī)SI和偶數(shù)控制電機(jī)S2)和公共電極C，實(shí)現(xiàn)光柵水平方向或垂直方向的開啟/關(guān)閉轉(zhuǎn)換。在激活控制電極SI和公共電極C時(shí)，形成如圖6a所示形成垂直方向的光柵。在水平方向的公共電極間隙與控制電極S2的節(jié)點(diǎn)處的第三像素P3，呈現(xiàn)透光狀態(tài)，導(dǎo)致3D圖像成像質(zhì)量下降。故在激活控制電極Si時(shí)，通過提高與公共電極的電壓差，誘導(dǎo)第三像素P3呈現(xiàn)接近遮光狀態(tài)，而呈現(xiàn)如圖6b示出的垂直方向的光柵。在激活控制電極SI、控制電極S2、公共電極C時(shí)，如圖7所示形成水平方向的光柵，由此能夠?qū)崿F(xiàn)在將3D圖像旋轉(zhuǎn)了 90°后，屏幕上依然能顯示立體圖像，這有助于增大立體圖像顯示系統(tǒng)的可視角度和觀看距離。然而，本發(fā)明液晶視差光柵和包括液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)部不限于控制電極SI、S2連接到垂直方向盒列而公共電極C連接到水平方向盒列的范例。實(shí)際上，也可以采用相反的電極布置結(jié)構(gòu)，即控制電極S1、S2連接到水平方向盒列，而公共電極C連接到垂直方向盒列，并由此切換水平/垂直方向的連接。亦即，本發(fā)明液晶視差光柵和包括液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)通過簡(jiǎn)單的上基板控制電極、下基板控制電極和公共電極單元控制像素以激活圖像。 順便指出的是，液晶光柵器件的厚度、像素尺寸、間隔尺寸是平板顯示器厚度、觀看距離和液晶盒的點(diǎn)距、視角共同決定的；此外，如上該，本發(fā)明液晶視差光柵和包括液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)在形成于LC層24處的像素之間具有盒間隙，由此可使光亮度降低最小化。另外，如果屏幕被旋轉(zhuǎn)了 90度，可以直接將本發(fā)明結(jié)構(gòu)其中，將像素垂直分成通過垂直方向或水平方向轉(zhuǎn)換功能而現(xiàn)實(shí)的R、G和B體現(xiàn)在平板顯示器中，例如常規(guī)TFT-IXD (薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管液晶顯示器)、有機(jī)EL (0LED，有機(jī)電致發(fā)光顯示器)、TOP (等離子體顯示板)等中。其中，將像素沿水平方向分成R、G和B三部分以顯示圖像。于是，通過將光柵設(shè)計(jì)成能夠轉(zhuǎn)換到水平和垂直方向而不是單方向，可以在顯示圖像的屏幕上顯示立體圖像。以上實(shí)施例可以將本發(fā)明IXD裝置應(yīng)用到諸如有機(jī)EL、PDP、FED等的顯示器，使用范圍不限于范例。這種立體圖像顯示系統(tǒng)及其液晶視差光柵具有顯著的進(jìn)步，其實(shí)用性主要體現(xiàn)在以下方面(I)本發(fā)明液晶視差光柵和包括液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)利用液晶屏板將的光柵設(shè)計(jì)成矩陣像素以顯示立體圖像，從而能夠?qū)⒘Ⅲw圖像在2D和3D模式之間轉(zhuǎn)換以及將光柵轉(zhuǎn)換成水平或垂直方向；(2)該液晶視差光柵和包括液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)通過允許在LC層設(shè)置成盒型的像素間有盒間隙，并控制下基板和上基板的蝕刻方向以及偏振光的方向，從而能夠提聞売度；(3)本發(fā)明液晶視差光柵和包括液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)通過將設(shè)置于水平方向中的R、G和B中的像素旋轉(zhuǎn)90度而能夠顯示立體圖像，由此能夠增大可視角度和觀看距離；(4)本發(fā)明液晶視差光柵和包括液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)使用IXD行業(yè)通過標(biāo)準(zhǔn)工藝，無需特殊設(shè)備、工藝、材料、流程，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，降低制造成本；(5)該液晶視差光柵和包括液晶視差光柵的立體圖像顯示系統(tǒng)在形成光柵時(shí)通過垂直/水平像素、垂直/水平子像素列單元來控制復(fù)雜的矩陣像素和矩陣子像素，可以完全不考慮該類產(chǎn)品最容易出現(xiàn)的控制電極短路的問題，從而簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)，提高了制作過程的良率，降低制造成本。以上僅是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明限制，本發(fā)明保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明精神和范圍內(nèi)，還可以 做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種液晶視差光柵，其特征在于，包括上基板、下基板、液晶層、上控制電極、下控制電極和偏振器，其中 液晶層，封裝于上基板和下基板形成盒型空間內(nèi)，被上控制電極和下控制電極分割為盒型矩陣結(jié)構(gòu)像素，用以根據(jù)預(yù)定控制策略形成水平方向或者垂直方向的光柵； 上控制電極和下控制電極，設(shè)置于上基板內(nèi)側(cè)和下基板的內(nèi)側(cè)，且均被制作成長條形以分別設(shè)置成盒型矩陣結(jié)構(gòu)像素，用以通過預(yù)設(shè)控制策略有選擇地開啟或關(guān)閉來控制液晶層的狀態(tài)，形成水平方向或垂直方向的光柵圖案； 下基板，形成于液晶層和顯示模塊之間，用以將液晶層和下控制電極設(shè)置在距顯示模塊預(yù)定距離的位置處； 上基板，設(shè)置于液晶層和上控制電極的頂部，光從顯示模塊發(fā)射并穿過下基板、液晶層和上基板； 偏振器，設(shè)置于上基板的頂部和/或下基板的底部，用以通過偏振角控制像素的亮/暗狀態(tài)，使光柵圖案可視化。
2.如權(quán)利要求I所述的液晶視差光柵，其特征在于，上控制電極和下控制電極分別包括第一控制電極、第二控制電極及公共電極，其中 第一控制電極為垂直方向的奇數(shù)編號(hào)控制電極列； 第二控制電極為垂直方向的偶數(shù)編號(hào)控制電極列； 公共電極為水平方向的所有控制電極行。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶視差光柵，其特征在于，盒型矩陣結(jié)構(gòu)包括 水平方向的公共電極，其與垂直方向的第一控制電極和第二控制電極分別形成其具有水平方向以交替重復(fù)方法設(shè)置的第一像素和第二像素，其中第一和第二像素的尺寸存在差異；水平方向的公共電極的間隙，其與垂直方向的第一控制電極和第二控制電極分別形成其具有水平方向以交替重復(fù)方法設(shè)置的第三像素和第四像素，其中第三和第四像素的尺寸存在差異。
4.如權(quán)利要求2所述的液晶視差光柵，其特征在于，通過在第一控制電極、第二控制電極和公共電極之間施加特定的電壓而激活控制電極，用以控制不同像素的狀態(tài)，產(chǎn)生水平方向或垂直方向的光柵。
5.如權(quán)利要求4所述的液晶視差光柵，其特征在于，激活控制電極的方式包括 通過激活第一控制電極、公共電極形成垂直方向的光柵； 通過激活第一控制電極、第二控制電極和公共電極形成水平方向的光柵。
6.如權(quán)利要求I所述的液晶視差光柵，其特征在于，包括形成于像素之間的盒間隙。
7.如權(quán)利要求I所述的液晶視差光柵，其特征在于，液晶層為扭曲排列液晶層。
8.如權(quán)利要求7所述的液晶視差光柵，其特征在于，扭曲排列液晶層的扭曲角度為90。±5。。
9.如權(quán)利要求I所述的液晶視差光柵，其特征在于，液晶層的下摩擦方向與顯示模塊發(fā)射光的偏振方向相同，用以使光的亮度降低最小化。
10.如權(quán)利要求I所述的液晶視差光柵，其特征在于，偏振器僅位于上基板頂部，且偏振器的偏振方向與液晶層的摩擦方向相同。
11.一種立體圖像顯示系統(tǒng)，其特征在于，包括顯示模塊，用以提供立體圖像內(nèi)容；以及 如權(quán)利要求f 10任一項(xiàng)所述的液晶視差光柵，用以根據(jù)預(yù)定控制策略形成水平方向或垂直方向的光柵。
12.如權(quán)利要求11所述的立體圖像顯示系統(tǒng)，其特征在于，顯示模塊為平板顯示器、薄膜晶體管顯示器、有機(jī)發(fā)光二極管顯示器、場(chǎng)致發(fā)射顯示器或等離子體顯示板之一。
全文摘要
本發(fā)明公開一種涉及光柵技術(shù)，具體公開一種立體圖像顯示系統(tǒng)及其液晶視差光柵。該液晶視差光柵中液晶層被上/下控制電極分割為盒型矩陣結(jié)構(gòu)像素，以形成水平或者垂直方向的光柵；上/下控制電極均被制作成長條形以分別設(shè)置成盒型矩陣結(jié)構(gòu)像素，以有選擇地開啟或關(guān)閉來控制液晶層狀態(tài)，形成水平或垂直方向的光柵圖案；下基板，形成于液晶層和顯示模塊之間；上基板，設(shè)置于液晶層和上控制電極的頂部；偏振器，設(shè)置于上基板頂部和/或下基板底部，以通過偏振角控制像素的亮/暗狀態(tài)，使光柵圖案可視化。該立體圖像包括顯示模塊及上述液晶視差光柵。本發(fā)明通過液晶視差光柵垂直或水平地轉(zhuǎn)換光柵，有助于使立體圖像顯示系統(tǒng)增大可視角度和觀看距離。
文檔編號(hào)G02F1/1343GK102736335SQ20121023202
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者伍小豐, 何基強(qiáng), 吳梓平, 周曉峰, 王新志 申請(qǐng)人:信利半導(dǎo)體有限公司