本實用新型至少一實施例涉及一種裸眼三維顯示裝置。

背景技術(shù)：

隨著液晶顯示技術(shù)的發(fā)展，三維(three dimensional，3D)顯示技術(shù)越來越備受關(guān)注，3D顯示技術(shù)可以使得畫面變得立體逼真，其原理在于利用人眼左右眼分別接受不同的畫面，經(jīng)過大腦對圖像信息進行疊加重生，重新構(gòu)建立體顯示效果的影像。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的至少一實施例涉及一種裸眼三維顯示裝置，利用該裸眼三維顯示裝置，可以減少一張基板使用量，流程簡化，同時無需貼合工藝，良率提高，減少高精度設(shè)備投入。由于減少一張基板的使用量，其放置高度減小，觀看距離可以縮小，可以在較小的觀看距離內(nèi)獲得較好的三維顯示效果，例如，觀看距離可由550mm縮短至150mm，從而達到手機使用距離。

本實用新型的至少一實施例提供了一種裸眼三維顯示裝置。該裸眼三維顯示裝置包括：二維顯示面板，所述二維顯示面板包括第一基板、第二基板和設(shè)置在所述第一基板和所述第二基板之間的第一液晶層；第三基板，在所述第二基板遠離所述第一基板的一側(cè)與所述第二基板相對設(shè)置；第二液晶層，設(shè)置在所述第二基板與所述第三基板之間；在所述第二基板靠近所述第三基板的一側(cè)設(shè)置第一電極，在所述第三基板靠近所述第二基板的一側(cè)設(shè)置第二電極，所述第一電極和所述第二電極被配置來對所述第二液晶層中的液晶施加電場形成分光裝置以進行三維顯示。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本實用新型的一些實施例，而非對本實用新型的限制。

圖1為一種液晶光柵示意圖；

圖2為一種裸眼三維顯示裝置示意圖；

圖3為一種裸眼三維顯示裝置放置高度示意圖；

圖4為本實用新型一實施例提供的一種裸眼三維顯示裝置示意圖；

圖5為本實用新型一實施例提供的一種裸眼三維顯示裝置示意圖；

圖6為本實用新型一實施例提供的一種裸眼三維顯示裝置示意圖。

附圖標記：

01-二維顯示面板；011-下基板；012-上基板；013-液晶層；015-上偏光板；016-下偏光板；017-封框膠；02-液晶光柵；020-封框膠；021-上基板；022-液晶層；023-條狀電極；024-面狀電極；025-上偏光板；026-觸控層；027-絕緣層；028-下基板；029-下偏光板；03-光學膠帶(OCR)/光學透明樹脂(OCA)；04-放置高度；100-二維顯示面板；101-第一基板；102-第二基板；103-第一液晶層；104-對位標記；105-偏光層；106-第一偏光板；107-第一封框膠；200-分光裝置；201-第三基板；202-第二液晶層；203-第一電極；204-第二電極；205-第二偏光板；206-觸控電極；207-絕緣層；208-第二封框膠。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例的附圖，對本實用新型實施例的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例?；谒枋龅谋緦嵱眯滦偷膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

除非另外定義，本公開使用的技術(shù)術(shù)語或者科學術(shù)語應(yīng)當為本實用新型所屬領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本公開中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分。同樣，“包括”或者“包含”等類似的詞語意指出現(xiàn)該詞前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在該詞后面列舉的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件?！斑B接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的?！吧稀?、“下”、“左”、“右”等僅用于表示相對位置關(guān)系，當被描述對象的絕對位置改變后，則該相對位置關(guān)系也可能相應(yīng)地改變。

為了實現(xiàn)三維(3D)顯示效果，可以在顯示屏上增加一層液晶光柵。如圖1所示，液晶光柵一般是由上偏光板025、下偏光板029、上基板021、下基板028及上下基板之間的液晶層022組成，上下基板可分別具有條狀電極和面狀電極。加電時，條狀電極與面狀電極正對區(qū)域液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，液晶分子垂直基板排列，光線無法穿透，形成暗區(qū)(黑區(qū))；無條狀電極區(qū)的液晶分子不受電場作用，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，光線穿透液晶盒(Cell)，形成亮區(qū)，這樣就可形成多條明暗相間的條狀條紋。例如，在此模式下，當左眼看到的圖像顯示在液晶屏上時，不透明的條紋會遮擋右眼，同理當右眼看到圖像顯示在液晶屏上時，不透明的條紋會遮擋左眼，通過將左右眼將可視畫面分開，實現(xiàn)3D顯示效果。

具有觸控功能的裸眼3D觸控顯示面板，需要將液晶光柵和二維(2D)顯示面板貼合在一起形成，如圖2所示。液晶光柵制作方式可如下：在上基板021上制作觸控層026、絕緣層027、面狀電極024，在下基板028上制作條狀電極023，最后將上基板021和下基板028進行對盒，并注入液晶層022，然后通過封框膠020進行密封，從而形成具有觸控功能的液晶光柵02。2D顯示面板01包括上基板012、下基板011、位于上基板012與下基板011之間的液晶層013，以及上偏光板015和下偏光板016，最后通過封框膠017進行密封。液晶光柵02和2D顯示面板01可通過光學膠帶(OCR)/光學透明樹脂(OCA)03貼合在一起，形成最終裸眼3D觸控顯示模組。

通常的主動式裸眼3D顯示模組，需要液晶光柵02和2D顯示面板01通過OCR/OCA 03貼合，如圖3所示。需要滿足以下要求：(1)液晶光柵02通常需要兩層基板，其工藝流程復雜；(2)為獲得裸眼3D顯示效果，仍需要將液晶光柵02與2D顯示面板01進行貼合；(3)要求貼合對位精度為±5μm，這對貼合設(shè)備要求相當高，量產(chǎn)效率不高；(4)由于3D顯示模組需要4片基板，為保證3D顯示效果，對放置高度04有一定要求(一般來說觀看距離越近，放置高度越小)，由于基板厚度的影響，會使得觀看距離較遠，這樣3D顯示效果將會較差，不能很好的呈現(xiàn)3D立體效果。放置高度例如是指液晶光柵02下基板028的厚度、2D顯示面板01的上基板012的厚度以及液晶光柵02下基板028與2D顯示面板01的上基板012之間的層的厚度的總和。

本實用新型的至少一實施例提供了一種裸眼三維顯示裝置。該裸眼三維顯示裝置包括二維顯示面板、第三基板、第二液晶層、第一電極和第二電極，二維顯示面板包括第一基板、第二基板和設(shè)置在第一基板和第二基板之間的第一液晶層；第三基板在第二基板遠離第一基板的一側(cè)與第二基板相對設(shè)置；第二液晶層設(shè)置在第二基板與第三基板之間；在第二基板靠近第三基板的一側(cè)設(shè)置第一電極，在第三基板靠近第二基板的一側(cè)設(shè)置第二電極，第一電極和第二電極被配置來對第二液晶層中的液晶施加電場形成分光裝置以進行三維顯示。

本實用新型的至少一實施例提供的裸眼三維顯示裝置，可以減少一張基板使用量，流程簡化，同時無需貼合工藝，良率提高，減少高精度設(shè)備投入。由于減少一張基板的使用量，其放置高度減小，觀看距離可以縮小，可以在較小的觀看距離內(nèi)獲得較好的三維顯示效果，可達到手機使用距離。

以下通過幾個實施例予以說明。

實施例一

本實施例提供了一種裸眼三維顯示裝置，如圖4所示，該裸眼三維顯示裝置包括二維顯示面板100。二維顯示面板100包括第一基板101、第二基板102和設(shè)置在第一基板101和第二基板102之間的第一液晶層103。該裸眼三維顯示裝置還包括第三基板201、第二液晶層202、第一電極203和第二電極204。第三基板201在第二基板102遠離第一基板101的一側(cè)與第二基板102相對設(shè)置。第二液晶層202設(shè)置在第二基板102與第三基板201之間。在第二基板102靠近第三基板201的一側(cè)設(shè)置第一電極203，在第三基板201靠近第二基板102的一側(cè)設(shè)置第二電極204。第一電極203和第二電極204被配置來對第二液晶層202中的液晶施加電場使得第二液晶層202中的液晶旋轉(zhuǎn)形成分光裝置(液晶分光裝置)200以進行3D顯示。

本實施例中，分光裝置200中的一組電極設(shè)置在第二基板102遠離第一基板101的一側(cè)，二維顯示面板100和分光裝置200共用第二基板102。即，第二基板102既作為二維顯示面板100的上基板，也同時作為分光裝置200的下基板，該裸眼三維顯示裝置僅包括三個基板，與通常的裸眼三維顯示裝置需要4片基板相比，減少了一張基板，放置高度減小，觀看距離可以縮小，例如，觀看距離可由550mm縮短至150mm，達到手機使用距離。并且也省去了將分光裝置200與二維顯示面板100進行貼合的過程，流程簡化，良率提高，減少了高精度設(shè)備的投入。

例如，第一電極203和第二電極204的材料可以是透明導電材料，例如可包括摻鋁氧化鋅、氧化銦錫或氧化銦鋅中的任意一種，本實用新型實施例對此不做任何限制。

例如，第一電極203和第二電極204至少之一包括多個條狀電極。例如，第一電極203和第二電極204之一包括多個條狀電極，另一個為面狀電極，或者，第一電極203和第二電極204均包括多個條狀電極。多個條狀電極互相平行。加電時，條狀電極與面狀電極正對區(qū)域或者兩組條狀電極正對區(qū)域的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，光線無法穿透，形成暗區(qū)(黑區(qū))；無條狀電極區(qū)的液晶分子不偏轉(zhuǎn)，光線穿透液晶盒，形成亮區(qū)，這樣就形成明暗相間的條狀條紋，可與二維顯示面板100的子像素(例如，RGB)形成特定的遮擋關(guān)系。在此模式下，當左眼看到的圖像顯示在液晶屏上時，不透明的條紋會遮擋右眼，同理當右眼看到圖像顯示在液晶屏上時，不透明的條紋會遮擋左眼，通過將左右眼將可視畫面分開，實現(xiàn)3D顯示效果。

例如，在本實施例一示例提供的裸眼三維顯示裝置中，如圖4所示，第一電極203設(shè)置在第二基板102上，第一電極203包括多個條狀電極，第二電極204為面狀(板狀)電極。從而，可采用構(gòu)圖工藝制作條狀的第一電極203，使得第一電極203與子像素間誤差減少，精度提高，可以獲得較好的3D顯示效果。與條狀電極形成在第三基板201上相比，因?qū)芯鹊陀跇?gòu)圖工藝的精度，3D顯示效果更好。

例如，在本實施例一示例提供的裸眼三維顯示裝置中，為了獲得分光裝置與2D顯示面板之間的較好的對位效果，如圖4所示，第二基板102上還包括用于制作第一電極203的對位標記104。例如，對位標記104設(shè)置在第二基板102靠近第一基板101的一側(cè)。第一電極203中的條狀電極通過對位標記104進行對位，要求其與二維顯示面板100的第二基板102上的像素的對位精度控制在±5μm內(nèi)，這樣才能使得相應(yīng)像素進入人的左右眼，形成3D視覺效果。如圖4所示的一個對位標記104僅為示意性標注，還可以是兩個或更多個，在此不作限定。

例如，條狀電極可以與裸眼三維顯示裝置的子像素的行方向或列方向呈10°～15°夾角，從而能夠較好的避開干擾條紋的出現(xiàn)。

例如，在本實施例一示例提供的裸眼三維顯示裝置中，如圖4所示，該裸眼三維顯示裝置還包括偏光層105，偏光層105設(shè)置在第二基板102靠近第三基板201的一側(cè)。第一電極203與偏光層105直接接觸，省去了將分光裝置200與二維顯示面板100進行貼合的過程，良率提高，減少了高精度設(shè)備的投入。與通常的貼合工藝中分光裝置下基板與2D顯示面板上基板之間需要使用兩個偏光板相比，本示例提供的裸眼三維顯示裝置可減少偏光板的數(shù)量，從而進一步減小放置高度。

例如，在本實施例一示例提供的裸眼三維顯示裝置中，如圖4所示，該裸眼三維顯示裝置還包括第一偏光板106，第一偏光板106的透光軸方向垂直于偏光層105的透光軸方向，可使得2D液晶顯示面板實現(xiàn)2D顯示。

例如，在本實施例一示例提供的裸眼三維顯示裝置中，如圖4所示，還包括第二偏光板205，可對多個條狀電極施加等值的電壓，使得分光裝置構(gòu)成液晶光柵。第一偏光板106設(shè)置在第一基板101遠離第二基板102的一側(cè)；第二偏光板205設(shè)置在第三基板201遠離第二基板102的一側(cè)。第一偏光板106和第二偏光板205的透光軸方向設(shè)置成相同方向，并與偏光層105的透光軸方向相互垂直，以能實現(xiàn)3D顯示功能。例如，在本實施例一示例提供的裸眼三維顯示裝置中，通過調(diào)節(jié)分光裝置200中第一電極203和第二電極204之間的電壓還可以使第二液晶層202中的液晶通過偏轉(zhuǎn)不同角度形成柱狀透鏡形式(例如，可對整面電極施加一定的電壓，對多個條狀電極施加電壓不同，形成柱狀透鏡形式)，以進行3D顯示。此情況下，可以不設(shè)置第二偏光板205。例如，第一電極203中的條狀電極寬度一般大于5μm。

例如，在本實施例一示例提供的裸眼三維顯示裝置中，如圖4所示，該裸眼三維顯示裝置還包括觸控電極206，觸控電極206可設(shè)置在第三基板201靠近第二基板102的一側(cè)。例如，該觸控電極206比第二電極204更靠近第三基板201，從而可獲得較好的觸控效果。觸控電極206與第二電極204之間設(shè)置有一層透明絕緣層207。該觸控電極206可為多個相互獨立的呈矩陣排列的自電容電極，例如當有手指觸摸時，手指的電容將會疊加到對應(yīng)的觸控電極上，通過檢測各觸控電極的電容值變化可以判斷出觸控位置。裸眼三維顯示裝置也可以為互電容的觸控模式，例如，該觸控電極206包括多個觸控驅(qū)動電極或多個觸控感應(yīng)電極、或者包括相互絕緣的多個觸控驅(qū)動電極和多個觸控感應(yīng)電極。當觸控電極206為觸控感應(yīng)電極時，觸控驅(qū)動電極可由其它層復用，例如條狀的第一電極或者第二電極復用為觸控驅(qū)動電極。此時，觸控電極可包括多個互相平行的條狀電極，并與條狀的第一電極或者第二電極相互垂直。當有手指觸摸觸控面板時，影響了觸摸點附近電容的耦合，從而改變了觸摸點附近電容的電容量。通過檢測這種電容值的變化從而判斷出觸控位置。因此，設(shè)置該觸控層206可實現(xiàn)觸控功能，進一步提高人機互動性。

例如，觸控電極206的材料可以是透明導電材料，例如包括摻鋁氧化鋅、氧化銦錫或氧化銦鋅中的任一種，本實施例對此不做任何限制。

例如，在本實施例一示例提供的裸眼三維顯示裝置中，如圖4所示，第一液晶層103通過第一封框膠107密封在第一基板101與第二基板102之間；第二液晶層202通過第二封框膠208密封在第二基板102與第三基板201之間。

實施例二

本實施例提供一種裸眼三維顯示裝置，與實施例一不同的是，如圖5所示，該裸眼三維顯示裝置的偏光層105設(shè)置在第二基板102靠近第一基板的101一側(cè)。第一電極203與第二基板102直接接觸。從而，可利于第一電極203的制作。

實施例三

本實施例提供一種裸眼三維顯示裝置，與實施例一不同的是，如圖6所示，觸控電極206包括多個相互獨立的呈矩陣排列的自電容電極，觸控電極206的多個自電容電極與第二電極204的多個條狀電極同層且彼此絕緣設(shè)置。例如，可在相鄰兩個條狀電極之間設(shè)置至少一列自電容電極，每一列自電容電極包括多個相互獨立的自電容電極。從而，可以節(jié)省工藝，提高效率。

例如，觸控電極206和第二電極204的多個條狀電極可采用分時驅(qū)動方式進行驅(qū)動，可減少觸控信號和3D顯示信號之間的干擾。

本實用新型實施例還提供一種裸眼三維顯示裝置的制造方法，該方法包括如下步驟。

形成二維顯示面板，二維顯示面板包括第一基板、第二基板和設(shè)置在第一基板和第二基板之間的第一液晶層；

在第二基板遠離第一基板的一側(cè)形成第一電極；

在第三基板上形成第二電極；

將形成第一電極的二維顯示面板與形成第二電極的第三基板對盒，并在第二基板與第三基板之間形成第二液晶層，第一電極和第二電極被配置來對第二液晶層中的液晶施加電場形成分光裝置以進行三維顯示。

一個示例中，裸眼三維顯示裝置的制造方法包括如下步驟。

S1：形成二維顯示面板，二維顯示面板包括第一基板、第二基板和設(shè)置在第一基板和第二基板之間的第一液晶層；

S2：在第二基板遠離第一基板的一側(cè)依次制作偏光層、第一電極；

S3：在第三基板下表面依次制作觸控層、絕緣層和第二電極；

S4：將制備完成的二維顯示面板和第三基板進行對盒，并注入液晶以在第二基板和第三基板之間形成第二液晶層，可通過封框膠密封形成分光裝置；

S5：在上述二維顯示面板和分光裝置的組合的上下表面貼附第一偏光板和第二偏光板，形成最終的裸眼三維顯示裝置。

例如，在第二基板遠離第一基板的一側(cè)可通過納米壓印技術(shù)形成偏光層；在偏光層上通過濺射工藝、曝光、刻蝕形成第一電極，第一電極通過對位標記對位，要求其與第二基板的像素的對位精度控制在±5μm內(nèi)，以能使得相應(yīng)像素進入人的左右眼，形成3D視覺效果。在第三基板下表面制作觸控層，此觸控層可為單層設(shè)計，也可為多層設(shè)計。在完成觸控層后繼續(xù)制備絕緣層，此絕緣層用于阻隔觸控層和第二電極，防止發(fā)生短路。在絕緣層后再制作一層第二電極。然后，將二維顯示面板和第三基板對位成盒，同時注入液晶形成第二液晶層，形成裸眼三維顯示裝置。第二電極和第一電極形成電場驅(qū)動液晶旋轉(zhuǎn)以形成分光裝置。

例如，納米壓印技術(shù)是通過模版，將圖形轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的襯底上，轉(zhuǎn)移的媒介通常是一層很薄的聚合物膜，通過熱壓或者輻照等方法使其結(jié)構(gòu)硬化從而保留下轉(zhuǎn)移的圖形。首先在襯底上涂上一薄層熱塑性高分子材料，升溫并達到此熱塑性材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)之上。熱塑性材料在高彈態(tài)下，黏度降低，流動性增強，隨后將具有納米尺度的模具壓在上面，并施加適當?shù)膲毫?。熱塑性材料會填充模具中的空腔，在此過程中，熱塑性材料的厚度應(yīng)較模具的空腔高度要大，從而避免模具與襯底的直接接觸而造成損傷。模壓過程結(jié)束后，溫度降低使熱塑性材料固化，因而能具有與模具重合的圖形。隨后移去模具，并進行各相異性刻蝕去除殘留的聚合物，得到熱塑性材料的圖形。接下來進行圖形轉(zhuǎn)移。圖形轉(zhuǎn)移可以采用刻蝕或者剝離的方法?？涛g技術(shù)以熱塑性材料的圖形為掩膜，對其下面與其接觸的膜層進行各向異性刻蝕，從而得到相應(yīng)的圖形。剝離工藝先在襯底上的熱塑性材料的圖形上鍍一層金屬薄膜(因設(shè)置的熱塑性材料的圖形，金屬薄膜不連續(xù)，熱塑性材料的圖形的側(cè)剖面例如可為倒梯形結(jié)構(gòu))，然后用有機溶劑溶解掉熱塑性聚合物材料，其上的金屬也將被剝離，與襯底緊密接觸的金屬薄膜得以保留，從而獲得轉(zhuǎn)移圖形。通過這種方法可以形成壓印偏光層。

例如，偏光層材質(zhì)為高分子材料。例如，偏光層可包括碘系偏光層和染料系偏光層。進一步的，偏光層可包括碘類聚乙烯醇型(I-PVA)和二色性有機染料型等，但不限于此。不同于通常的拉伸方式，本實用新型可采用先形成高分子膜，再采用納米壓印的方式來形成偏光層。本實用新型對于偏光層材質(zhì)和熱塑性材料的材質(zhì)不做限定。

本實用新型通過上述制作方法得到的裸眼三維顯示裝置，可達到以下至少之一的有益效果：(1)利用第二基板背側(cè)制作第一電極，減少一張基板使用量，流程簡化；(2)無需貼合工藝，工藝流程簡化，良率提高，減少高精度設(shè)備投入；(3)只需要在設(shè)計時在第二基板側(cè)預留對位標記，在第二基板背側(cè)制作第一電極時，利用第二基板預留對位標記對位，可以將精度控制在±5μm內(nèi)；(4)由于基板使用量減少一張基板，其放置高度減小，觀看距離可以縮小，3D顯示效果得到確保，采用此實用新型觀看距離可由550mm縮短至150mm，達到手機使用距離。

有以下幾點需要說明：

(1)除非另作定義，本實用新型實施例以及附圖中，同一附圖標記代表同一含義。

(2)本實用新型實施例附圖中，只涉及到與本實用新型實施例涉及到的結(jié)構(gòu)，其他結(jié)構(gòu)可參考通常設(shè)計。

(3)為了清晰起見，在用于描述本實用新型的實施例的附圖中，層或區(qū)域的厚度被放大?？梢岳斫?，當諸如層、膜、區(qū)域或基板之類的元件被稱作位于另一元件“上”或“下”時，該元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中間元件。

以上，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護范圍為準。