本發(fā)明涉及彩色顯示領(lǐng)域，更具體地，涉及一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成彩色圖像的彩色液晶顯示裝置(lcd)。特別地，本發(fā)明中，通過背光源激發(fā)，光致發(fā)光納米晶體可以發(fā)出彩色光，并通過液晶控制傳輸給觀眾。這樣的顯示裝置被稱為基于光致發(fā)光納米晶的彩色lcds或plna-lcds。

背景技術(shù)：

這種lcd在平板顯示器中占據(jù)了主導(dǎo)地位。在過去二十年中，這項(xiàng)技術(shù)的各個(gè)方面都有著快速的改進(jìn)。然而，至少在色域、能量效率和亮度方面仍然有改進(jìn)的空間。本發(fā)明旨在在這三個(gè)性能方面改進(jìn)lcd的性能，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)可切換的二維/三維(2d/3d)顯示。lcd的色域主要由兩個(gè)因素來(lái)決定：(a)白色背光中彩色光的光譜功率分布；和(b)彩色濾光層的濾色光譜粉末分布。背光本身已經(jīng)定義了色溫和可用的色彩空間，而彩色濾光層可以用來(lái)產(chǎn)生用于各個(gè)子像素的高純度原色，這一能力決定了lcd的實(shí)際可顯示色域。由于彩色濾光層總是不能夠理想地產(chǎn)生高顏色純度，因此，lcd色域總是小于來(lái)自背光的理論色域。當(dāng)前所使用ccfl背光的lcd監(jiān)視器，平均可以顯示約70％-75％的ntsc色域(即cie1976色域的54.2％)，改進(jìn)后的ccfl背光可以產(chǎn)生92％-100％的ntsc，rgb-led背光可以產(chǎn)生超過100％的ntsc。然而，即使是最新的lcds，其色域仍然小于cie1976色域的55％，也就是說，它只能顯示<55％的顏色，而不能顯示另外45％的顏色。此外，盡管rgb-ledlcd可以產(chǎn)生更寬的色域，但是它在顏色偏差方面還存在問題，并且由于背光中r，g和bleds的不同劣化率，可能導(dǎo)致顏色失真。

能源效率是lcd需要改進(jìn)地另一個(gè)方面。從ccfl到rgb-led的背光演變，極大地提高了背光的能量效率。然而，由彩色濾光器引起的低能量效率，以及低光使用效率問題還沒有被解決。彩色濾光器吸收了來(lái)自lc層的約70％-75％的光，但是僅在濾光層中引發(fā)了25％-30％的光使用效率。這意味著，仍然有很大的空間可以用于提高lcd的光利用效率和能量效率。

lcd可以進(jìn)一步改進(jìn)的第三方面是亮度。當(dāng)前的lcd顯示器通常具有約150-300cd/m2的亮度。對(duì)于高動(dòng)態(tài)范圍地顯示器，戶外顯示器和較大屏幕顯示器都需要更亮的lcds，可以通過增加背光的亮度來(lái)改善這一問題。然而，當(dāng)前l(fā)cds的總體光使用效率僅為5-10％，也就是說，一個(gè)3000cd/m2的背光僅僅可以為觀看者產(chǎn)生150-300cd/m2亮度的lcd，這在能量問題上是非常無(wú)益地。此外，對(duì)于白光和彩色濾光器將會(huì)產(chǎn)生更多的熱。特別是對(duì)于較大屏幕的顯示器，散熱問題將成為很大的阻礙。

為了改進(jìn)lcds的這三個(gè)重要的性能指標(biāo)，可以采用去除濾色片的替代方法。在這種無(wú)濾色器的lcd中，通過熒光或磷光現(xiàn)象可以產(chǎn)生單獨(dú)的原色。由有機(jī)染料或磷光體組成的發(fā)射層，可以吸收uv或者藍(lán)光并發(fā)射藍(lán)光，綠光或者紅光。有機(jī)染料或磷光體通常具有寬的發(fā)射光譜。另外，有機(jī)染料還存在壽命短的問題。因此，提出可以用來(lái)替代的光致發(fā)光材料，例如光致發(fā)光半導(dǎo)體納米晶體(plncs)，又稱量子點(diǎn)(qds)。

qds是尺寸通常在1-20nm的半導(dǎo)體納米顆粒，表面涂覆有有機(jī)配體層。與有機(jī)染料或磷光體相比，它們的光致發(fā)光性質(zhì)在以下幾個(gè)方面都是非常獨(dú)特的：(a)尺寸決定發(fā)射波長(zhǎng)。例如，當(dāng)核/殼結(jié)構(gòu)的cdse/znsqds的尺寸從1nm調(diào)節(jié)到10nm時(shí)，它們的光致發(fā)光發(fā)射從460nm變到了650nm。(b)尖銳的發(fā)射光譜功率分布。有機(jī)染料或磷光體的典型發(fā)射線寬度(半峰全寬，fwhm)大于50nm，而qds發(fā)射的fwhm卻可以小于30nm。(c)連續(xù)吸收。qds具有從uv到相應(yīng)帶隙吸收峰的連續(xù)吸收。(d)高的光穩(wěn)定性。與有機(jī)染料相比，qds的抗光致漂白性能要高20-100倍。(e)優(yōu)異的可加工性。可以利用不同的配體結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)，對(duì)qds進(jìn)行表面改性，促進(jìn)它與聚合物和其它基底的混合，而有機(jī)染料卻只具有確定的結(jié)構(gòu)，不容易被改性。由于這些理想的性質(zhì)，qds被提出可以用作為lcd顯示器中的發(fā)光材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種超寬色域、高能量轉(zhuǎn)換效率、高亮度、低成本的以及2d/3d可切換的彩色液晶顯示裝置。

本發(fā)明提出了一種液晶顯示裝置，按照光軸的方向，依次設(shè)置有背光層、第一偏光層、液晶模塊、第二偏光層以及抗反射層，所述背光層與所述第一偏光層之間設(shè)置有光致發(fā)光層，所述光致發(fā)光層具有圖案化的彩色子像素層，所述彩色子像素層包括熒光納米顆粒，其能夠吸收紫外到可見光以及近紅外范圍內(nèi)的光(250-1400nm)，并發(fā)射出波長(zhǎng)范圍在400-1300nm的可見光，所述第二偏光層與所述抗反射層之間還設(shè)置有線性圖案化的相位延遲層。

優(yōu)選地，所述背光層與所述光致發(fā)光層之間設(shè)置有第一雙向色層，所述光致發(fā)光層與所述第一偏光層之間設(shè)置有第二雙向色層。

優(yōu)選地，第一雙向色層為可通過紫外光的雙向色層，第二雙向色層為可通過可見光的雙向色層。

優(yōu)選地，所述光致發(fā)光層與所述第一偏光層之間設(shè)置有與所述彩色子像素層相對(duì)應(yīng)的濾色器，用于濾除部分所述彩色子像素層發(fā)出的光。

優(yōu)選地，所述相位延遲層為1/2相位延遲層。

優(yōu)選地，所述第二偏光層與所述抗反射層之間還設(shè)置有圖案化的1/4波片層。

優(yōu)選地，所述1/4波片層設(shè)置在所述1/2相位延遲層與所述抗反射層之間。

優(yōu)選地，所述相位延遲層包括交替排列的相位延遲條帶和透明介質(zhì)條帶組成。

優(yōu)選地，每個(gè)所述條帶的寬度與圖案化的彩色子像素層的子像素的高度相同。

優(yōu)選地，所述背光層包括以下光源中的一種：紫外發(fā)光半導(dǎo)體algan或algainn發(fā)光二極管，藍(lán)紫色發(fā)光gainn半導(dǎo)體leds，藍(lán)色發(fā)光gainn半導(dǎo)體leds，近紅外leds，近紅外激光器，近紅外燈和等離子體放電燈。

優(yōu)選地，所述背光層為直下式或者側(cè)入式。

優(yōu)選地，所述光致發(fā)光層包括通過將熒光納米顆粒分散在固態(tài)基質(zhì)中而形成的可圖案化的溶膠凝膠層或者可圖案化的固體層膜，所述固態(tài)基質(zhì)包括但不限于聚合物膜、硅膜、玻璃層或者其它層結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)上為熒光納米顆粒提供固態(tài)的支撐。

優(yōu)選地，所述光致發(fā)光層包括由熒光納米顆粒組成的可圖案化的溶液層。

優(yōu)選地，所述熒光納米顆粒以如下方式被圖案化：將兩種或多種熒光納米顆粒以子像素網(wǎng)格的方式圖案化在光致發(fā)光膜層；所述網(wǎng)格由吸收或反射400-1300nm范圍內(nèi)的光的分離介質(zhì)限定和分離；所述網(wǎng)格包括排列的子像素，并可以與所述液晶模塊中的第一電極層，或者第二電極層，或者第一偏光層層，或者第二偏光層層中的子像素網(wǎng)格重疊；所述熒光納米顆粒在光致發(fā)光膜層中不是隨機(jī)混合的，將一種所述熒光納米顆粒設(shè)置在一個(gè)子像素中；其中，每個(gè)子像素在可見光范圍內(nèi)可以只發(fā)射一種原色光，包括藍(lán)紫色(400-450nm)，藍(lán)色(450-480nm)，青色(480-520nm)，綠色(520-570nm)，黃色(570-590nm)，紅色(590-700nm)；三個(gè)或者多個(gè)熒光納米顆粒子像素可以構(gòu)成一種像素，所述像素在受到背光激發(fā)時(shí)，可以發(fā)射出三種或者多種原色，并在混合后出現(xiàn)白色；當(dāng)使用藍(lán)紫色或藍(lán)色光作為背光時(shí)，可以省略藍(lán)紫色或藍(lán)色的熒光納米顆粒；

優(yōu)選地，所述第一偏光層和第二偏光層具有兩個(gè)或者多個(gè)子層，所述子層在它們線性圖案化或者網(wǎng)格圖案化的結(jié)構(gòu)中是均勻的，體現(xiàn)如下；使得從第二偏光層射出的光為400-1300nm范圍內(nèi)的彩色光，并具有相同偏振方向的偏振光；使得從第二偏光層射出的彩色光被偏振，并被分成兩部分的線性偏振光，這兩部分偏振光在層面上具有90°的偏振角差；使得從第二偏光層射出的在400-1300nm范圍內(nèi)的彩色光被偏振，并被分成左圓偏振光和右圓偏振光兩部分。

優(yōu)選地，所述液晶顯示裝置，可以用于向觀看者顯示二維圖像和視頻，或者以如下方式向觀看者顯示三維圖像和視頻：所述觀看者佩戴一副有主動(dòng)式快門的液晶眼鏡。

優(yōu)選地，所述觀看者佩戴一副被動(dòng)的偏光眼鏡，所述偏光眼鏡的兩個(gè)鏡片具有兩種線性偏光層，并且兩個(gè)鏡片在鏡面平面上具有90°的偏振角差；所述觀看者佩戴一副具有彩色濾光片的眼鏡，每個(gè)鏡片上分別包括兩種或一種彩色濾光片，且兩個(gè)鏡片上裝置的是不同的彩色濾光片。

在2d工作模式下，本發(fā)明的lcd能夠使圖像或者視頻看起來(lái)具有：1)場(chǎng)面壯觀，顏色生動(dòng)——高達(dá)90％的cie1976色域(等于170％的ntsc色域)；2)高能量效率——高出加入了彩色濾光片的lcd的平均水平的3倍；以及3)高亮度——高出當(dāng)前l(fā)cd亮度的3倍。利用lcd顯示裝置出光的固有偏振性質(zhì)，本發(fā)明還可以使lcd顯示裝置產(chǎn)生3d立體效果。

在3d工作模式下，本發(fā)明的顯示裝置能夠產(chǎn)生杰出的3d顯示效果：1)高分辨率——與2d模式相媲美的理想分辨率；2)超寬色域——與2d模式相媲美的理想色域；3)高亮度——比現(xiàn)有3d顯示裝置更少的光損失；4)寬視角——與現(xiàn)有l(wèi)cd具有同樣寬的視角；5)節(jié)能——與2d模式具有同樣的刷新速率和同樣的耗能；6)同時(shí)加載——觀眾的左右眼可以同時(shí)看到圖像；7)平衡色觀——觀眾的左右眼都可以感知顏色圖像；8)無(wú)圖像拖影；9)簡(jiǎn)單的2d/3d切換——只需簡(jiǎn)單點(diǎn)擊一個(gè)按鈕。

這種新型lcds可以應(yīng)用在各式各樣的平板顯示電子裝置中，包括但不限于，影院屏幕，3d電視，顯示屏，電腦顯示屏，手機(jī)，個(gè)人數(shù)字助理(pda)，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的屏幕，商業(yè)顯示屏幕等。

本發(fā)明中的新顯示技術(shù)包括兩個(gè)顯示系統(tǒng)：1)基于光致發(fā)光納米晶體的2d彩色lcd(plnc-2d-lcd)，和2)基于光致發(fā)光納米晶體的2d/3d可切換的彩色lcd(plnc-2d/3d-lcd)。

在plnc-2d-lcd中，顯示系統(tǒng)包括三個(gè)主要元件：1)發(fā)射源，具有背光層，2)光轉(zhuǎn)換層，包括光致發(fā)光層，光致發(fā)光層具有光致發(fā)光的熒光納米晶體(plncs)嵌入在子像素中，和3)液晶模塊，具有電極矩陣，用來(lái)在液晶像素中定義子像素和調(diào)制光傳輸。如圖3所示的一個(gè)顯示系統(tǒng)，具有三個(gè)基本的顏色，紅色，綠色和藍(lán)紫色。光轉(zhuǎn)換層置于發(fā)射源和液晶顯示模塊之間，使來(lái)自背光源的光激發(fā)每個(gè)子像素中的光致發(fā)光納米晶體，發(fā)出主要顏色的光，這些光進(jìn)一步擴(kuò)散到液晶層中，被調(diào)制成偏振光，呈現(xiàn)給觀眾。光轉(zhuǎn)換層中的子像素與液晶模塊層以一對(duì)一的方式安裝。

發(fā)射源可以是紫外-藍(lán)光發(fā)射源(圖3)。通過下轉(zhuǎn)換過程，激發(fā)半導(dǎo)體納米晶體發(fā)出可見光。這些發(fā)射源還可以是一個(gè)具有單色激發(fā)波長(zhǎng)范圍在350nm-400nm內(nèi)的發(fā)紫外光的半導(dǎo)體led，或者是一個(gè)具有單色激發(fā)波長(zhǎng)在400-450nm內(nèi)的發(fā)藍(lán)紫色光的半導(dǎo)體led，或者是一個(gè)具有激發(fā)波長(zhǎng)峰值在450-480nm內(nèi)的藍(lán)光led。這些發(fā)射源還可以包括通過汞等離子放電(峰值在254nm)形成的uv發(fā)射譜線。(本發(fā)明中，顏色是通過光的波長(zhǎng)進(jìn)行分類的，定義如下：uv——200-400nm，藍(lán)紫色(v)——400-450nm，藍(lán)色(b)——450-480nm，藍(lán)綠色(c)——480-520nm，綠色(g)——520-570nm，黃色(y)——570-590nm，紅色(r)——590-700nm，以及近紅外(nir)——700-1400nm。)

此外，發(fā)射源也可以是近紅外光源，包括近紅外leds，近紅外燈，或者通過上轉(zhuǎn)換過程，激發(fā)稀土雜化的納米晶體而發(fā)出可見光的近紅外激光器。這些發(fā)光源的激發(fā)波長(zhǎng)范圍都在700nm-1400nm內(nèi)，用于光轉(zhuǎn)換層。

光轉(zhuǎn)換層置于發(fā)射源層的前面，替換了傳統(tǒng)lcds中的彩色過濾層。圖3是一個(gè)裝有紫外背光源的2d彩色lcd顯示裝置中的一個(gè)子像素的光路和顏色產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)示意圖(該裝置結(jié)構(gòu)僅僅為了說明原理，并不限于本發(fā)明中顯示裝置的結(jié)構(gòu))。光轉(zhuǎn)換層實(shí)際上由四層組成：紫外雙向色層，圖案的彩色子像素層，以及可見光雙向色層。在圖3所示的顯示裝置中，第一雙向色層為紫外雙向色層，第二雙向色層為可見光雙向色層。這些層均置于一個(gè)透明的基底支撐層中，放在光轉(zhuǎn)換層的一側(cè)。通過設(shè)計(jì)兩個(gè)雙向色層，可以提升光的利用效率。其中，紫外雙向色層將背光源發(fā)出的紫外光傳遞到彩色子像素層，彩色子像素層反射(也包含部分吸收)發(fā)出的可見光又返回到彩色子像素層(如圖4)。而可見光雙向色層則是使可見光通過，而使紫外光反射回彩色子像素層(如圖4)。

在光轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)中，可圖案化的彩色子像素層用于產(chǎn)生各種顏色，可以吸收激發(fā)光，發(fā)射可見光。該平板層由可圖案化的子像素網(wǎng)格組成。每個(gè)子像素網(wǎng)格中，都包含一種plncs。相鄰的子像素通過分離邊緣互相分離。這就意味著，這些納米晶在光轉(zhuǎn)換層中不是隨機(jī)混合的。相反的，該平板層是由含有已定義微觀結(jié)構(gòu)的微米級(jí)的圖案所構(gòu)成的。當(dāng)只有一個(gè)背光時(shí)，各子像素中的plncs可以吸收來(lái)自背光源的激發(fā)光，發(fā)射可見光。通過調(diào)整化學(xué)成分，摻雜元素，粒徑尺寸等，納米晶體可以發(fā)射出可見光譜范圍內(nèi)各種顏色的光。一個(gè)彩色子像素形成一個(gè)原色，多個(gè)彩色子像素形成一個(gè)像素。由此，每個(gè)像素就包含有多個(gè)原色。由于每個(gè)像素所包含的原色的數(shù)目都不同，也就使得本發(fā)明中l(wèi)cd顯示可以是三種顏色，四種顏色，五種顏色，甚至六種顏色，一直增加到lcd顯示所需色域。圖3所示是每個(gè)像素中包含三個(gè)原色的顯示裝置。在像素中分別設(shè)計(jì)的子像素區(qū)域，填充三種plncs，分別用來(lái)產(chǎn)生r，g，和v色光。具體來(lái)說，紅色子像素中填充有可以發(fā)射紅光的納米晶，用于產(chǎn)生紅色；綠色子像素中填充有可以發(fā)射綠光的納米晶，用于產(chǎn)生綠色；藍(lán)紫色子像素中則填充有可以發(fā)射藍(lán)紫光的納米晶，用于產(chǎn)生藍(lán)紫色光。

如圖3，液晶模塊被放置在光轉(zhuǎn)換模塊的前面，包含多個(gè)子層：(1)第一偏光層，即線性偏光過濾層，用于過濾來(lái)自光轉(zhuǎn)換層的有色和非偏振光，產(chǎn)生線性偏振光；(2)液晶層(結(jié)合了兩個(gè)支撐層，包含驅(qū)動(dòng)tft電極層和公共電極層、空間層的多個(gè)電極層，圖3中未示出)；(3)第二偏光層，其與第一偏光層的偏振角為90°。第一偏光層與第二偏光層的偏振方向在同一平面上，兩者還互相垂直。從第二偏光層發(fā)射出的光的強(qiáng)度，可以由穿過液晶層后偏振角的旋轉(zhuǎn)角度來(lái)控制，因此能夠進(jìn)行亮狀態(tài)和暗狀態(tài)的控制。tft電極被圖案化為與圖案化的彩色子像素層中的彩色子像素相同的尺寸和維度，且垂直和水平對(duì)齊。

這種plnc-2d-lcd的目的是為觀眾提供超寬色域、高能量效率和高亮度的顯示裝置。由于plncs發(fā)射具有高色彩飽和度的特點(diǎn)，該plnc-2d-lcd可以產(chǎn)生高達(dá)90％的cie1976色域(或者是相當(dāng)于ntsc色域163％)。因此，在沒有彩色濾光層的條件下，就可以產(chǎn)生整個(gè)可見光光譜范圍內(nèi)高飽和的彩色光。圖5為兩個(gè)具體實(shí)施例。納米晶體znse/znse/zns的光致發(fā)光光譜，分別在430nm和440nm處有峰值，并具有超窄的發(fā)射譜線寬度，其半峰寬fwhm分別是10.6nm和10.8nm，所形成的多原色可以在lcd中產(chǎn)生非常寬的色域。例如，以plncs產(chǎn)生的高飽和r，g和v作為三原色(如圖6)，可以產(chǎn)生高達(dá)150％的ntsc色域，這明顯地改善了彩色顯示的性能。此外，將lcd結(jié)構(gòu)中的彩色濾光層省掉，可以使得光利用效率有三倍的提高。在傳統(tǒng)lcds中，彩色濾光層吸收了大部分白色入射背光，僅允許25-30％的光通過。在plnc-2d-lcd中，plncs可以產(chǎn)生量子效率為60-90％的彩色光，從而使光利用效率提高了約3倍。。

在2d/3d可切換立體plnc-2d/3d-lcd中，其配置基于plnc-2d-lcd，但是在光偏振布置中有所修改。通過將lcd顯示器，立體3d顯示器，淺雕3d顯示器以及偏振眼鏡的原理結(jié)合在一個(gè)系統(tǒng)中來(lái)實(shí)現(xiàn)3d顯示效果。圖7，圖8和圖9描繪了一個(gè)三原色plnc-2d/3d-lcd中的光路徑和偏光處理方案，每個(gè)子像素的顏色和亮度都控制成與plnc-2d-lcd中的相同，但在第二線性偏光層和抗反射層之間的位置，添加了一個(gè)1/2相位構(gòu)圖的延遲層(如圖7)。

plnc-2d/3d-lcd的光路在圖8中示出。非偏振uv激發(fā)光到達(dá)前面的圖案化的彩色子像素層，激發(fā)光致發(fā)光納米材料，分別發(fā)射出彩色的r，g和v光，提供給r，g和b子像素。接著，所產(chǎn)生的彩色光又通過前面的、與水平方向成45°面內(nèi)偏振方向角的第一線性偏光器，即第一線性偏光層，形成了線性偏振光。在這之前，首先放置一個(gè)液晶層，以旋轉(zhuǎn)從第一線性偏光層發(fā)出的光的偏振角度。在液晶層的前面是第二線性偏光層，其偏振方向角度與第一線性偏光層的相垂直(135°)。第二線性偏光層的前面，是1/2圖案化的相位構(gòu)圖的延遲層。該1/2相位延遲層的軸在平面上與水平軸垂直，即，與第二線性偏光層的偏振方向角度成-45°。該1/2相位延遲圖案具有只針對(duì)綠色子像素的圖案(尺寸和對(duì)準(zhǔn))，但卻沒有紅色和藍(lán)紫色子像素的相位延遲。因此，該層將來(lái)自于綠色子像素的135°角的偏振綠光旋轉(zhuǎn)了90°，對(duì)來(lái)自于紅色和藍(lán)紫色子像素的光卻沒有任何影響。也就是將綠光變?yōu)?5°的線偏振光，而紅光和紫光還保持在135°的偏振。當(dāng)在lcd前面的觀看者沒有佩戴特定的分析眼鏡時(shí)，觀看者的雙眼可以感知到相同的顏色圖像。由于人類的視覺系統(tǒng)并不能區(qū)分不同偏振方向的光，那么在這種情況下，顯示器就處于2d模式。

當(dāng)觀看者佩戴了線性偏振眼鏡(偏振3d眼鏡)時(shí)，觀看者的兩只眼睛將感知到不同的圖像(如圖8)。該眼鏡被設(shè)計(jì)成左眼眼鏡和右眼眼鏡分別為135°和45°的偏振方向，因此，左眼眼鏡僅允許具有相同偏振方向的藍(lán)紫色和紅色光通過，并被左眼感知，從而看到紫色圖像(紅色加藍(lán)紫色＝紫色)。右眼眼鏡只讓綠燈通過，并被右眼感知，看到綠色圖像。這種浮雕現(xiàn)象可以實(shí)現(xiàn)類似于浮雕3d顯示的3d顯示效果。本發(fā)明利用了lcds當(dāng)中的偏振過程的優(yōu)點(diǎn)，用線性偏振眼鏡代替了彩色濾光片，為左眼和右眼生產(chǎn)不同顏色的圖像，使得在這種情況下，顯示器處于3d模式。

圖9描述了3d模式下plnc-2d/3d-lcd中3d圖像的顯示效果。其中的兩幀圖像，一個(gè)傳送到了左眼，另一個(gè)傳送到了右眼。其中，左圖像是紅色和藍(lán)紫色，右圖像是綠色。左眼的圖像(品紅色)通過紅色和藍(lán)紫色子像素顯示，右眼的圖像(綠色)通過綠色子像素顯示。通過控制兩個(gè)輸出圖像的偏振方向，如上一段落所述，觀看者可以分別并同時(shí)感知到左眼的左眼圖像和右眼的右眼圖像。在比較和處理兩個(gè)感知到的圖像之后，人類視覺系統(tǒng)可以感知更深度的信息，并通過組合兩個(gè)彩色圖像來(lái)感知正確的顏色信息。由此，也就可以向觀看者顯示3d圖像、視頻或者其他媒體。

與傳統(tǒng)的3dlcds相比，本發(fā)明的plnc-2d/3d-lcd節(jié)能且成本低，在性能上獲得了非常重要的提升。在性能方面，3d顯示器具有與plnc-2d-lcd相同的超寬色域，可以達(dá)到超過160％的ntsc色域。相比之下，現(xiàn)有的3d顯示器很難生產(chǎn)出100％或更接近的nstc色域。plnc-2d/3d-lcd的超寬色域可以為觀眾提供最逼真和自然的彩色3d顯示效果，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了目前hdtv的標(biāo)準(zhǔn)。雖然當(dāng)前的hdtv標(biāo)準(zhǔn)不能完全將plnc-2d/3d-lcd超寬色域的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)出來(lái)，但動(dòng)畫電影和圖像專業(yè)人員將最先受益于這種技術(shù)，做出最鮮艷的視頻，電影和圖像。另一個(gè)性能上的改進(jìn)就是高分辨率。在3d模式中，plnc-2d/3d-lcd具有與2d模式相同的空間和順序分辨率。在節(jié)能方面，plnc-2d/3d-lcd也比傳統(tǒng)3d顯示器更有優(yōu)勢(shì)。3d顯示具有與2d模式相同的高光利用效率(比現(xiàn)有l(wèi)cds高出3倍)以及相同的刷新率。此外，在本發(fā)明中，偏振眼鏡的光利用效率可以達(dá)到約50％，而傳統(tǒng)的立體3d顯示器只有約30％。因此，plnc-2d/3d-lcd的整體光利用效率和能量效率都很高。最后，在成本方面，2d/3d可切換顯示器可以幫助節(jié)省能源費(fèi)用。它向觀看者提供了便宜的線性偏振眼鏡，并且可以使多個(gè)觀看者同時(shí)觀看到顯示器，從而節(jié)省了昂貴的液晶快門眼鏡或頭部跟蹤相機(jī)的成本。

附圖說明

下面結(jié)合附圖，通過對(duì)本發(fā)明的具體的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，將使得本發(fā)明的技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見，在附圖中：

圖1為有源矩陣的液晶顯示器中各種部件的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)，獲得5-10％的總傳輸；

圖2為微偏光立體顯示的原理。具有左(l)和右(r)圖像像素的空間復(fù)用圖像(左)被放置在圖案化的微偏光層元件(中間位置)的后方。當(dāng)使用偏振眼鏡進(jìn)行觀看時(shí)，p1偏振像素僅在左眼中看到，p2偏振像素僅在右眼中看到；

圖3為設(shè)計(jì)有紅、綠和藍(lán)紫三原色的彩色子像素的plnc-2d-lcd；

圖4為紫外雙向色層：紫外光的透射和可見光的反射，以及理想的透射光譜?？梢姽怆p向色層：可見光透射和uv光反射，以及理想的透射光譜；

圖5為在340nm激發(fā)的兩種核/殼/殼結(jié)構(gòu)的znse/znses/zns的plnc，在不同殼層厚度下的光致發(fā)光光譜；

圖6為在plns-2d-lcd或plns-2d/3d-lcd中具有高飽和度的紅色，綠色和藍(lán)紫色幾種原色的顯示器的色域，與ntsc作對(duì)比；

圖7為3d觀看模式下，逐層設(shè)計(jì)的具有紅色，綠色和藍(lán)紫色的三原色子像素的plnc-2d/3d-lcd；

圖8為plnc-2d/3d-lcd中3d顯示的顏色和偏振控制；

圖9為通過控制plnc-2d/3d-lcd中左彩色圖像和右彩色圖像的偏振實(shí)現(xiàn)立體3d顯示效果的原理；

圖10為用于3原色，4原色，5原色和6原色顯示的一個(gè)圖像像素中的plncs子像素組合；

圖11為使用基于彩色濾光片的分析眼鏡的plnc-2d/3d-lcd的3d顯示圖示；

圖12為使用基于線性偏光層的分析眼鏡的plnc-2d/3d-lcd的3d顯示圖示；

圖13為實(shí)施例1中plnc-2d/3d-lcd結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；

圖14為實(shí)施例1中圖12的剖視圖；

圖15為實(shí)施例13中plnc-2d/3d-lcd結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；

圖16為實(shí)施例13中圖15的剖視圖；

圖17為實(shí)施例13中plnc-2d/3d-lcd的像素和偏振校準(zhǔn)的側(cè)視圖；

圖18為實(shí)施例25中plnc-2d/3d-lcd結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；

圖19為實(shí)施例25中圖18的剖視圖；

圖20為實(shí)施例37中plnc-2d/3d-lcd結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；

圖21為實(shí)施例37中圖20的剖視圖；

圖22為實(shí)施例37中plnc-2d/3d-lcd的像素和偏振校準(zhǔn)的側(cè)視圖；

圖23為實(shí)施例49中plnc-2d/3d-lcd的像素和偏振校準(zhǔn)的側(cè)視圖；

圖24為實(shí)施例61中plnc-2d/3d-lcd結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；

圖25為實(shí)施例61中圖24的剖視圖；

圖26為實(shí)施例61中plnc-2d/3d-lcd的像素和偏振校準(zhǔn)的側(cè)視圖；

圖27為實(shí)施例73中plnc-2d/3d-lcd結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；

圖28為實(shí)施例73中圖27的剖視圖；

圖29為實(shí)施例73中plnc-2d/3d-lcd的像素和偏振校準(zhǔn)的側(cè)視圖；

圖30為實(shí)施例109中plnc-2d/3d-lcd結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；

圖31為實(shí)施例109中圖30的剖視圖；

圖32為實(shí)施例109中plnc-2d/3d-lcd的像素和偏振校準(zhǔn)的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施方式，而不是全部實(shí)施方式。基于本發(fā)明中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。

在光轉(zhuǎn)換層中使用的光致發(fā)光納米晶體(plncs)是納米尺寸的納米晶體或納米顆粒。這些納米晶體具有在1-100nm范圍內(nèi)的尺寸。在激發(fā)源下，它們可以吸收光子并發(fā)射可見光子。本發(fā)明中包括了以下類別的plncs：

(1)由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的納米晶體，例如核/殼結(jié)構(gòu)的znse/zns納米晶體(如圖10)，核/殼結(jié)構(gòu)的cdse/zns納米顆粒(如圖11)。其峰值發(fā)射波長(zhǎng)取決于自身的尺寸，由于量子限制效應(yīng)，它們也被稱作量子點(diǎn)(qds)。這些qds可以通過光源的激發(fā)，發(fā)射出光子能量比激發(fā)光子能量還要小的可見發(fā)射。在其他方面，這些量子點(diǎn)可以通過下轉(zhuǎn)換的過程激發(fā)。激發(fā)源可以是uv燈，藍(lán)紫色燈或者藍(lán)色燈。燈包括具有一個(gè)或者多個(gè)led的led組件。(2)化學(xué)摻雜的半導(dǎo)體納米晶體，或者摻雜型的量子點(diǎn)(d-qds)。這些d-qds由主體qds和主體qds晶體結(jié)構(gòu)中的摻雜元素組成。當(dāng)用合適的光源(uv，藍(lán)紫光或藍(lán)光)激發(fā)時(shí)，主體qds可以吸收激發(fā)光子并將能量轉(zhuǎn)移到摻雜離子中，以發(fā)射可見光。該過程是一個(gè)下轉(zhuǎn)換的過程。d-qds的半導(dǎo)體主體成分可以是上述的一種材料或混合材料。摻雜元素可以是錳(ii)，銅(i)，銅(ii)。(3)稀土元素?fù)诫s的上轉(zhuǎn)換納米顆粒(ucnps)。

這三類plncs與有機(jī)染料和無(wú)機(jī)微米尺寸的磷光體相比，在化學(xué)，結(jié)構(gòu)，物理和光致發(fā)光性能方面都具有顯著的不同。plncs在整個(gè)可見光范圍內(nèi)都具有連續(xù)可調(diào)的發(fā)射，為顯示器的原色選擇提供了極大的靈活性。plncs還具有窄的單峰光致發(fā)光光譜，產(chǎn)生用于顯示器的高飽和的原色。對(duì)于qds和d-qds，plncs具有連續(xù)的吸收光譜，使得單個(gè)uv或藍(lán)紫色光源可以同時(shí)激發(fā)所有種類的qds或者d-qds。對(duì)于ucnps，它們具有更窄的發(fā)射光譜，其半峰寬fwhm低至10-20nm。plncs具有高的光穩(wěn)定性，比有機(jī)染料要好10-100倍。這確保了所得顯示器顏色和亮度得穩(wěn)定性，使得顯示器的壽命更長(zhǎng)。

還可以通過控制表面配體化學(xué)來(lái)進(jìn)行plncs的表面改性或處理。使得可以在plncs的表面上進(jìn)行極性和電荷的控制，并能夠以溶液，固體膜或嵌入支撐聚合物基質(zhì)的形式進(jìn)行plncs的表面處理。

上述三類plncs都可以在整個(gè)可見范圍內(nèi)產(chǎn)生高飽和度的顏色，可以被用作為lcd顯示器中的原色。對(duì)于每一種原色，都可以使用幾種plncs來(lái)產(chǎn)生相應(yīng)的顏色。

對(duì)于本發(fā)明中的lcd顯示器，可以通過在子像素中圖案化plncs來(lái)實(shí)現(xiàn)圖案化的彩色子像素層。當(dāng)受到背光激發(fā)時(shí)，每個(gè)子像素可以發(fā)射一種原色，顏色取決于嵌入在子像素中的plncs的種類。一個(gè)圖像像素由多個(gè)彩色的子像素組成。例如r，g和v三種顏色的子像素。

一個(gè)圖像像素中的子像素的數(shù)量，與顯示系統(tǒng)中所使用的原色的數(shù)量是相同的。在全色顯示中，可以使用三種或更多種原色。在本發(fā)明中，可以在顯示器中使用三種，四種，五種或者六種原色。因此，對(duì)于每個(gè)圖像像素，可以在plnc-2d-lcd或plnc-2d/3d-lcd(如圖10)中使用多個(gè)plncs子像素的組合：

(1)兩個(gè)plncs顯示：r+g，加上一個(gè)藍(lán)紫色或者藍(lán)色的背光源，用于藍(lán)色的原色子像素，也用于r和gplncs的激發(fā)源；

(2)三個(gè)plncs顯示：r+g+b或者r+g+v；

(3)四個(gè)plncs顯示：r+g+b+v或者r+g+c+b或者r+g+c+v或者r+y+g+b或者r+y+g+v；

(4)五個(gè)plncs顯示：r+g+c+b+v或者r+y+g+c+b或者r+y+g+c+v或者r+y+g+b+v；

(5)六個(gè)plncs顯示：r+y+g+c+b+v。

每個(gè)圖像像素中的彩色子像素的空間布置都是可以改變的。例如，在一個(gè)三原色的顯示器plnc-2d-lcd中，r，g和v三個(gè)子像素可以布置為：g在r和v的中間，或者v在r和g的中間。在具有不同原色的其他plnc-2d-lcd和plnc-2d/3d-lcd顯示器中，彩色子像素的排列也可以被類似地圖案化和變化。

本發(fā)明通過調(diào)整plnc子像素的顏色種類和數(shù)量，可以實(shí)現(xiàn)plnc-2d-lcd和plnc-2d/3d-lcd超寬色域的效果。利用超廣色域飽和度和色彩可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，其色域估計(jì)可以達(dá)到ntsc色域的170％(相當(dāng)于cie1976色域的90％)。

r+g+v色域301可以達(dá)到ntsc色域300的約150％。v的顏色可以來(lái)自藍(lán)紫色光的背光，或者來(lái)自藍(lán)紫色plncs。

r+g+b色域302可以達(dá)到ntsc色域300的約130％。v的顏色可以來(lái)自藍(lán)光的背光，或者來(lái)自藍(lán)色plncs。

r+g+b+v色域303或者r+g+c+v色域304可以達(dá)到ntsc色域300的約160％。

r+g+c+b色域305可以達(dá)到ntsc色域300的約135％。

r+y+g+v色域306可以達(dá)到ntsc色域300的約150％，并且r+y+g+c色域307可以達(dá)到ntsc色域300的約130％。

r+g+c+b+v色域308可以達(dá)到ntsc色域300的約170％。

r+y+g+c+v色域309可以達(dá)到ntsc色域300的約160％，并且r+y+g+c+b色域310可以達(dá)到ntsc色域300的約135％。

r+y+g+b+v色域311可以達(dá)到ntsc色域300的約160％。

r+y+g+c+b+v色域312可以達(dá)到ntsc色域300的約170％。

基于ucnps的顯示器的r+g+b色域313可以達(dá)到ntsc色域300的約80％。

本發(fā)明中l(wèi)cds的3d顯示，可以通過三種不同的機(jī)理來(lái)實(shí)現(xiàn)：主動(dòng)快門眼鏡，被動(dòng)偏振眼鏡以及彩色濾光眼鏡。

首先，plnc-2d-lcd與主動(dòng)快門偏振眼鏡在3d顯示上是兼容的。在這種模式下，觀看者可以佩戴一副包含液晶和電子控制設(shè)備的眼鏡。通過間歇性地阻礙光照射到每只眼睛，左眼圖像和右眼圖像以連續(xù)的方式呈現(xiàn)給觀看者的左眼和右眼。每一次，兩只眼睛中的一只看到的是完整的彩色圖像，而另一只眼睛卻根本看不到圖像。主動(dòng)快門偏光層的切換頻率與plnc-2d-lcd的圖像刷新率同步。在3d模式中同樣可以實(shí)現(xiàn)2d的全分辨率，但lcd的刷新率必須增加為2d模式下的兩倍。

本發(fā)明中，從plnc-2d/3d-lcd顯示3d圖像或視頻的另外兩種方式基于浮雕技術(shù)，通過分別向左眼和右眼同時(shí)顯示兩個(gè)不同顏色的圖像來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這兩種方式中，左圖像和右眼圖像同時(shí)顯示在屏幕上。3d成像可以通過以下來(lái)實(shí)現(xiàn)：plnc-2d/3d-lcd上的彩色子像素被分為左眼子像素和右眼子像素。左眼子像素用于顯示左眼圖像，右眼子像素用于顯示右眼圖像。來(lái)自左眼子像素的光被控制為只被傳遞到觀看者的左眼，來(lái)自右眼子像素的光只被傳遞到觀看者的右眼。這種操作可以通過被動(dòng)偏振眼鏡或者彩色濾光眼鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)。

使用被動(dòng)偏振眼鏡的plnc-2d/3d-lcd的3d顯示器可以通過不同地偏振左眼圖像和右眼圖像來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖8和圖9示出了利用plnc-2d/3d-lcd顯示3d圖像的原理。顯示器在圖案化的彩色子像素層中使用了三個(gè)plncs，以分別在r，g和v三個(gè)子像素中產(chǎn)生r，g和v三原色。每個(gè)子像素的光透射在順序穿過第一線性偏光層31的前層，液晶層32以及第二線性偏光層33時(shí)發(fā)生了衰減，其中，第一線性偏光層31和第二線性偏光層33在偏光層平面上的角度是正交偏振方向(分別是45°和135°)。當(dāng)1/2相位延遲條帶152只疊加在綠色子像素25上，且其光軸與入射的綠光的偏振方向成45°角時(shí)，1/2圖案化的相位延遲層150可以使入射的線性偏振的綠光的偏振角產(chǎn)生90°旋轉(zhuǎn)，而并不改變來(lái)自藍(lán)紫色子像素24和紅色子像素26的光的偏振方向。因此，綠光使偏振方向從135°改變?yōu)?5°，而藍(lán)紫光和紅光卻仍具有135°的偏振角。對(duì)于將要顯示的3d圖像，源圖像應(yīng)該包括兩個(gè)子圖像(如圖9)，紫色和紅色的左眼圖像302，以及綠色的右眼圖像301。左眼圖像302由藍(lán)紫色子像素24和紅色子像素26顯示，右眼圖像301由綠色子像素25顯示，且這兩個(gè)圖像是同時(shí)顯示出來(lái)的。當(dāng)光從1/2相位延遲層150出射后，顯示左眼圖像302的藍(lán)紫光和紅光變成了135°的偏振光402，而顯示右眼圖像301的綠光變成了45°偏振光401。在顯示屏的前面，觀看者佩戴一副正交的線性偏振眼鏡來(lái)觀看3d圖像。左分析鏡202具有135°的線性偏振角，右分析眼鏡201具有45°的線性偏振角。因此，左分析鏡202只允許135°的偏振光402進(jìn)入左眼，右分析眼鏡201只允許45°的偏振光401進(jìn)入右眼。觀看者的視覺系統(tǒng)組合來(lái)自左眼的左眼圖像301和來(lái)自右眼的右眼302，并幾乎立即就感知到圖像的顏色和深度信息。

也可以使用彩色濾光眼鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)plnc-2d/3d-lcd的3d顯示。在這種情況下，并不需要使用1/2相位延遲層，且plncs-2d/3d-lcd與plncs-2d-lcd是相同的。在操作上，左眼圖像和右眼圖像以不同的顏色都顯示在了屏幕上。觀看者佩戴一副兩個(gè)鏡片上都具有彩色過濾器的眼鏡，但是每個(gè)鏡片過濾不同的可見光譜帶。左眼鏡的濾色器只讓來(lái)自左眼子像素的彩色光通過，并由左眼觀看。右眼鏡的濾色器只讓來(lái)自右眼子像素的顏色光通過，并由右眼觀看。圖11示出了plncs-2d/3d-lcd中基于彩色過濾器的浮雕3d顯示的原理。顯示器有三個(gè)plncs，用于產(chǎn)生r，g和v原色。r子像素26和v子像素24用于顯示紅色和藍(lán)紫色的左眼圖像404，而g子像素25用于顯示綠色的右眼圖像403。左眼濾光眼鏡204吸收g色，而使r和v色通過，因此左眼看到左眼圖像404。右眼濾光眼鏡203吸收r和v色，而使g光通過，因此右眼看到右眼圖像403。由于plncs窄的發(fā)射，可以將彩色過濾器制造成對(duì)于兩只眼睛都具有最小的光的泄漏，從而減少通常在彩色立體顯示器中出現(xiàn)的“重影”現(xiàn)象。

對(duì)于使用被動(dòng)偏振眼鏡或者彩色濾光眼鏡的3d顯示器，除了上面幾種使用r，g和v三色來(lái)圖案化的例子之外，其他左眼和右眼子像素圖案也可以在plncs-2d/3d-lcd使用。plnc-2d/3d-lcd中的彩色子像素被總結(jié)在表1至表4中。每種顏色的顯示模式都代表了其相應(yīng)的在plnc-2d/3d-lcd中使用的plncs的數(shù)量和顏色。左眼子像素表示了其光將被傳送到觀看者的左眼的子像素的數(shù)量和顏色。右眼子像素表示了其光將被傳送到觀看者的右眼的子像素的數(shù)量和顏色。表1列出了本發(fā)明中基于三原色的plnc-2d/3d-lcd中彩色子像素的可能的左眼圖案和右眼圖案。表2列出了本發(fā)明中基于四原色plncs的plnc-2d/3d-lcd中彩色子像素的可能的左眼圖案和右眼圖案。表3列出了本發(fā)明中基于五原色plnc的plnc-2d/3d-lcd中彩色子像素的可能的左眼圖案和右眼圖案。表4列出了本發(fā)明中基于六原色plnc的plnc-2d/3d-lcd中彩色子像素的可能的左眼圖案和右眼圖案。對(duì)于每個(gè)圖案：使用被動(dòng)偏振眼鏡的plncs-2d/3d-lcd，左眼子像素或者右眼子像素會(huì)安裝1/2相位延遲層，但不是兩者都安裝；使用濾色鏡的plnc-2d/3d-lcd，左眼眼鏡過濾了從右眼子像素發(fā)出的光，而右眼眼鏡過濾了從左眼子像素發(fā)出的光。

對(duì)于表1至表4中的每個(gè)單獨(dú)的色彩圖案的方式，左眼子像素和右眼子像素是可以互換的。例如，在rgv彩色顯示模式中，三種色彩圖案的方式之一是：左眼是r和v，右眼是g。這也可以被轉(zhuǎn)化為左眼是g，右眼是r和v。所有其他色彩圖案的方式可以按照上述模式在左眼和右眼之間進(jìn)行切換。

當(dāng)在3d模式下時(shí)，從上述色彩圖案的方式中設(shè)計(jì)的plnc-2d/3d-lcd，具有對(duì)于兩只眼睛的不同顏色。在雙眼中并不會(huì)出現(xiàn)單個(gè)原色同時(shí)顯示的情況。左眼圖像和右眼圖像都以全分辨率顯示。因此，這些顯示器在3d模式中也具有與2d模式中相同的圖像分辨率。

為了減少視網(wǎng)膜的競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)，最好是以接近的亮度和顏色向每只眼睛顯示接近的圖像。當(dāng)所傳遞的光的亮度在兩只眼睛之間有亮度或顏色上的差異時(shí)，會(huì)發(fā)生視網(wǎng)膜的競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)顯示具有大的顏色對(duì)比度的圖片或視頻，或者一個(gè)眼睛圖像中的顏色比另一個(gè)眼睛圖像中的顏色的強(qiáng)度低時(shí)，便可能出現(xiàn)這種情況。為了減少這種情況，以獲得更好的立體視覺效果，會(huì)為兩只眼睛選擇較平衡的光的亮度。這個(gè)問題本質(zhì)上是與彩色立體3d顯示相關(guān)的。對(duì)于相應(yīng)的plnc-2d/3d-lcd模式，在兩只眼睛上具有更均衡的顏色的色彩圖案方式(表1至表4)會(huì)更容易產(chǎn)生全色3d顯示效果。

通過以相同或相接近的亮度和顏色向左眼和右眼顯示圖像，可以完全去除視網(wǎng)膜的競(jìng)爭(zhēng)效果。這可以通過使用被動(dòng)偏振眼鏡的plnc-2d/3d-lcd來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖12所示。左眼圖像406和右眼圖像405的像素，以原始圖像一半的分辨率被逐行顯示。1/2相位延遲層被放置在顯示器的前面，使得1/2相位延遲帶掛載在顯示左眼圖像406的r，g，v子像素上。因此，用于左眼圖像406的光被垂直地偏振于右圖像405的光。兩個(gè)分析器，左眼分析器202和右眼分析器201的偏振方向，分別與來(lái)自顯示平面中的左眼圖像406和右眼圖像405的這些光的偏振方向所匹配。這就允許觀看者的左眼僅看到左眼圖像，而右眼僅看到右眼圖像。值得注意的是，左眼圖像406和右眼圖像405都包含了全色。此外，在兩個(gè)圖像中都呈現(xiàn)了相同或非常接近的亮度。這使得plnc-2d/3d-lcd在2d和3d顯示模式下具有相同的超寬色域，而3d顯示中也沒有了以使分辨率減半為代價(jià)的視網(wǎng)膜競(jìng)爭(zhēng)以及“鬼影”問題?？梢酝ㄟ^減小子像素的尺寸，來(lái)實(shí)現(xiàn)可用于plnc-2d/3d-lcd的高分辨率的全彩色3d顯示。

為了增加本發(fā)明顯示器的視角，來(lái)自顯示器的線偏振出射光可以通過使用安裝在顯示器前面的1/4波片層轉(zhuǎn)換為圓偏振光，其中，1/4波片層的光軸與入射的線偏振光的平面成45°角。

本發(fā)明中定義的列表

如下所列是本發(fā)明中的層的定義：

發(fā)射源10：包括背光層11和光擴(kuò)散層12。

背光層11：發(fā)射uv，藍(lán)紫色，藍(lán)色或者近紅外光的光源層。所述光源是半導(dǎo)體uv-leds，藍(lán)紫色led，藍(lán)色led，近紅外led，汞等離子體放電燈。該層被定義為背層。

光擴(kuò)散層12：用于將來(lái)自背光層11的光均勻擴(kuò)散到前層的層。

第一雙向色層21：由雙色向材料構(gòu)成的層，可以使來(lái)自于背光的光通過，而反射或者吸收從圖案化的彩色子像素層22發(fā)射出來(lái)的光。

圖案化的彩色子像素層22：含有在溶液中作為膜或者分散在聚合物固體膜中的plncs的層。該層還包含將層限定為網(wǎng)格的分離介質(zhì)19，使得能夠屏蔽從一個(gè)網(wǎng)格到其他網(wǎng)格所透射的光。每個(gè)網(wǎng)格都填充有一種plnc，所述plncs的組成在表1中列出?？梢允褂脙煞N或更多種在可見光范圍內(nèi)具有單獨(dú)光致發(fā)光光譜的plnc。這些嵌入plcns的網(wǎng)格被定義為子像素。該層中的彩色子像素的圖案結(jié)構(gòu)包括圖10所示的，以及其它導(dǎo)出的圖案。

第二雙向色層23：由雙向色材料構(gòu)成的層，可以使來(lái)自于背光層11的光被反射或者吸收，而使從圖案化的彩色子像素層22發(fā)射的光通過。

第一線性偏光層31：能夠?qū)?lái)自背光層11的光轉(zhuǎn)換為線性偏振光以發(fā)射到前層的層。其角度的偏振方向在該層的平面內(nèi)，與水平方向成0°或45度。

第一玻璃層1：作為一種支撐其它層的媒介的透明玻璃層，位置在液晶層32的下方，但是可以不直接接觸。

薄膜晶體管層(tft層2)：由薄膜晶體管和導(dǎo)電電極組成的層，可以用于在液晶層上施加電壓。該層還具有子像素結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)子像素都可以疊加在圖案化的彩色子像素層22的子像素上。

第一配向?qū)?：直接置于第一間隔層下方的聚合物聚酰亞胺層，以利于液晶的取向方向。

第一間隔層4：具有微米尺寸的聚合物珠或框架結(jié)構(gòu)的層，位于液晶層32的正下方。

液晶層32：填充有不同配向圖案的液晶的層。該層可以根據(jù)施加在液晶上的電壓，層的厚度和入射光的波長(zhǎng)，來(lái)旋轉(zhuǎn)角度的偏振方向。

第二間隔層5：具有微米尺寸的聚合物珠或框架結(jié)構(gòu)的層，位于液晶層32的正上方。

第二配向?qū)?：一種聚合物聚酰亞胺層，直接置于第二間隔層上方的液晶層上，以利于液晶的取向方向。

公共電極層7：與tft層3一起的電極層，以在液晶層32上施加電壓。

第二玻璃層8：作為固體支持其它層的透明玻璃層，位置在液晶層32的上方，但不直接接觸。

第二線性偏光層33：用于線性偏光層的層，其平面偏振角度為90°或135°，分別與第一線性偏光層31中的，分別是0°或45°度的角度正交。

抗反射層190：用于減少顯示表面上的表面反射的層。

線圖案化的1/2相位延遲層150：1/2相位延遲層，以可以在層1/2相位延遲條帶和透明介質(zhì)條帶上交替出現(xiàn)的方式圖案化。其中，1/2相位延遲條帶的光軸在層平面上，且與水平面成45°或90°的角度。由于入射的線性偏振光相對(duì)于1/2相位延遲條帶的光軸有45°的偏振角，角度的偏振方向可以在平面中旋轉(zhuǎn)90°。線圖案化的1/2相位延遲層150由交替的1/2相位延遲條帶152和透明介質(zhì)條帶153組成。

uv-阻擋層180：具有可以吸收uv光，通過可見光的長(zhǎng)通濾光片的層。

第三透明層170：位于第二玻璃層13的上方，但卻不直接接觸的透明支撐層。

網(wǎng)格圖案化的1/2相位延遲層151：具有可替代的1/2相位延遲層網(wǎng)格和透明介質(zhì)網(wǎng)格的圖案化的1/2相位延遲層。其中，1/2相位延遲層網(wǎng)格的光軸在層平面上，且與水平方向成45°或90°的角度。由于入射的線性偏振光相對(duì)于1/2相位延遲層網(wǎng)格的光軸有45°的偏振角，角度的偏振方向可以在平面中旋轉(zhuǎn)90°。

1/4波片層160：當(dāng)入射的線偏振光相對(duì)于波片的光軸具有45°或135°的偏振角時(shí)，將入射的線偏振光轉(zhuǎn)換為圓偏振光的1/4波片的層。

線圖案化的1/4波片層161：可替代的1/4波片帶的圖案化的層，其光軸可以在45°或135°間交替，或者在90°或180°間交替。所述1/4波片帶可以將入射的90°或135°的線性偏振光轉(zhuǎn)換為右旋圓偏振光和左旋圓偏振光的交替帶。

網(wǎng)格圖案化的1/4波片層162：替代的1/4波片網(wǎng)格的圖案化的層，其光軸可以在45°或135°間交替，或者在90°或180°間交替。所述1/4波片網(wǎng)格可以將入射的90°或135°的線性偏振光轉(zhuǎn)換為右旋圓偏振光和左旋圓偏振光的交替網(wǎng)格。

第一線圖案化的線性偏光層35：由可替代的線性偏振線組成的線狀圖案化的線性偏光層，可以將入射的非偏振光轉(zhuǎn)換為可以在0°和90°偏振方向或45°和135°偏振方向之間交替的線性偏振光。該層設(shè)置在液晶層22的下方，但不直接接觸。

第二線圖案化的線性偏光層36：由可替代的線性偏振線組成的線狀圖案化的線性偏光層，可以將入射的非偏振光轉(zhuǎn)換為可以在90°和0°偏振方向或135°和45°偏振方向之間交替的線性偏振光。該層設(shè)置在液晶層22的上方，但不直接接觸。

第一網(wǎng)格圖案化的線性偏光層37：由在層的水平和垂直方向上都可以替代的，線性偏光網(wǎng)格和透明介質(zhì)網(wǎng)格組成的網(wǎng)格圖案化的線性偏光層。該層位于第二網(wǎng)格圖案化的線性偏光層36的下方，但不直接接觸。

第二網(wǎng)格圖案化的線性偏光層38：由在層的水平和垂直方向上都可以替代的，線性偏光網(wǎng)格和透明介質(zhì)柵格組成的網(wǎng)格圖案化的線性偏光層。該層位于第二網(wǎng)格圖案化的線性偏光層36的上方，但不直接接觸。第二網(wǎng)格圖案化的線性偏光層36中的每個(gè)線性偏光網(wǎng)格，被疊加在第一網(wǎng)格圖案化的線性偏光層層35中的線性偏光網(wǎng)格上，但在平面中具有90°的偏振角差值。

實(shí)施例

本發(fā)明中的plnc-2d-lcd和plnc-2d/3d-lcd，可以在以下優(yōu)選實(shí)施例中參照附圖進(jìn)行進(jìn)一步的描述。

圖13至圖32示出了lcd的顯示結(jié)構(gòu)：圖13-14是實(shí)施例1，圖15-17是實(shí)施例13，圖18-19是實(shí)施例25，圖20-22是實(shí)施例37，圖23是實(shí)施例49，圖24-26是實(shí)施例61，圖27-29是實(shí)施例73，圖30-32是實(shí)施例109。

實(shí)施例1和實(shí)施例2

圖13和圖14描述了本發(fā)明中實(shí)施例1中的plnc-2d/3d-lcd器件。22是嵌入plncs以使在器件中發(fā)射原色光的圖案化的彩色子像素層。由于偏振方向在一個(gè)平面上的晶格形狀在90°正交，通過編號(hào)以方便識(shí)別偏振膜的各個(gè)區(qū)域，對(duì)偏振區(qū)域標(biāo)號(hào)為31，33，35，36，150，151，160，161和162。

如圖13和圖14所示，在實(shí)施例1中能夠顯示2d圖像的液晶中，發(fā)射uv光的背光層11對(duì)準(zhǔn)在光漫射層12的下方，其上是圖案化的彩色子像素層22。其中，彩色子像素層22在下面的第一雙向色層21和上面的雙向色層23之間對(duì)準(zhǔn)。接著，放置第一線性偏光層31，其在層平面上的偏振方向與水平方向成0°或45°。第一玻璃層1排列在第一線性偏光層31的前表面上。第一透明電極層，或者薄膜晶體管層(tft層2)，第一配向?qū)?和第一間隔層4，也同樣設(shè)置在其前表面上。填充有液晶的液晶層32設(shè)置在第一間隔層4和第二間隔層5之間。在它們的上方依次設(shè)置第二配向?qū)?和公共電極層7。接著，在公共電極層7的前表面設(shè)置第二玻璃層8，再設(shè)置偏振方向?yàn)?0°或135°的第二線性偏光層33，最外層是抗反射層190。

優(yōu)選地，第一配向?qū)?和第二配向?qū)?的取向方向，根據(jù)液晶的種類而不同。優(yōu)選地，取決于液晶的種類，兩個(gè)取向方向是垂直的，或者是在同一方向上的。當(dāng)向液晶層32施加電磁場(chǎng)時(shí)，取向方向依據(jù)液晶的特性而移動(dòng)。因此，需要延遲透射光。

優(yōu)選地，液晶層32前面的第一線性偏光層31具有0°或45°的偏振方向，液晶層33后面的第二線性偏光層33具有90°或135°的偏振方向。第一線性偏光層31和第二線性偏光層33之間的偏振方向在90°正交，雖然具有相同的偏振方向，但具有90°的差值。

在傳統(tǒng)的lcds中，彩色過濾層用于吸收大部分的入射光，且僅使得原色光透過。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，并沒有彩色過濾層。相反地，使用了圖案化地彩色子像素層22。三個(gè)plncs包括一個(gè)像素，其包含紅色plncs的子像素，綠色plncs的子像素和藍(lán)紫色plncs的子像素。該三原色模式是r+g+v210。圖案化的彩色子像素層22通過重復(fù)含有上述子像素結(jié)構(gòu)的像素組成。優(yōu)選地，子像素的尺寸和位置可以通過tft層2中的子像素網(wǎng)格，以一對(duì)一的方式重疊，并通過這種方式來(lái)排列。

下面將描述本發(fā)明第一實(shí)施例的2dlcd的操作。首先，當(dāng)來(lái)自背光層11的均勻背光透射到彩色子像素層22時(shí)，光被plncs吸收以激發(fā)其顏色發(fā)射。具體地，紅色子像素26發(fā)射紅色光，綠色子像素25發(fā)射綠色光，藍(lán)紫色子像素24(或藍(lán)色子像素27)分別發(fā)射藍(lán)紫色光(或藍(lán)色光)。透射的uv光被第二雙向色層反射，以再次激發(fā)圖案化的彩色子像素層22，從而提高光利用效率。發(fā)射的可見光在所有方向上，且都不偏振。第一雙向色層21的發(fā)射光被反射回來(lái)，繼續(xù)向第二雙色層23的方向傳播，從而提高光利用效率。所組合的可見光被設(shè)置為可以通過第一線性偏光層31，光變成在0°或45°偏振的直線偏振光束。因此，在光通過偏振方向旋轉(zhuǎn)了90°的液晶層32之后，觀看者可以看到透過具有90°或135°偏振方向的第二線性偏光層33的圖像。

在3d觀看模式中，觀看者可以佩戴一副主動(dòng)快門眼鏡，其與plnc-2d/3d-lcd顯示器的刷新率同步，間歇地阻擋左眼觀看和右眼觀看，從而使得在一個(gè)短時(shí)間內(nèi)有左眼圖像，以及在另一短時(shí)間內(nèi)有右眼圖像。

在實(shí)施例2中，將藍(lán)紫色子像素24變?yōu)樗{(lán)色子像素27，將顯示的三原色模式變?yōu)閞+g+b211。

實(shí)施例3到實(shí)施例7

實(shí)施例3到實(shí)施例7中的2dplnc-2d-lcds的基本結(jié)構(gòu)與本發(fā)明實(shí)施例1中的相同。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有四個(gè)子像素，因此所得到的顯示器具有不同的四原色模式。實(shí)施例3到實(shí)施例7分別具有r+g+b+v212，r+g+c+b213，r+g+c+v214，r+y+g+v215，以及r+y+g+b216的四原色模式(如圖10)。

實(shí)施例8到實(shí)施例11

實(shí)施例8到實(shí)施例11中的2dplnc-2d-lcds的基本結(jié)構(gòu)與本發(fā)明實(shí)施例1中的相同。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有五個(gè)子像素，因此所得到的顯示器具有不同的五原色模式。實(shí)施例8到實(shí)施例11分別具有r+g+c+b+v217，r+y+g+c+b218，r+y+g+b+v219，以及r+y+g+c+b220的五原色模式(如圖10)。

實(shí)施例12

實(shí)施例12中的2dplnc-2d-lcd的基本結(jié)構(gòu)與本發(fā)明實(shí)施例1中的相同。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有六個(gè)子像素，因此得到的顯示器具有r+y+g+c+b+v221的六原色模式(如圖10)。

實(shí)施例13和14

圖15和圖16示出了本發(fā)明實(shí)施例13的plnc-2d/3d-lcd。其基本結(jié)構(gòu)與本發(fā)明實(shí)施例1的類似。與實(shí)施例1中相同的結(jié)構(gòu)將不再贅述。附加的線圖案化的1/2相位延遲層150設(shè)置在第二線性偏光層33和抗反射層190之間。線圖案化的1/2相位延遲層150由交替的1/2相位延遲條帶152和透明介質(zhì)條帶153組成。優(yōu)選地，每個(gè)條帶的寬度與圖案化的彩色子像素層22的子像素的高度相同。如圖16和圖17所示，線圖案化的1/2相位延遲層150被放置為可以使得每個(gè)條帶都可以疊加在圖案化的彩色子像素層22的一排像素上，以及可以疊加在tft層3的一排子像素9上。1/2相位延遲條帶152和透明介質(zhì)條帶153以交替的形式覆蓋在一排像素上。

下面將描述本發(fā)明實(shí)施例13中可切換的2d/3dlcds的操作。首先，光通過從背光源11到第二線性偏光層33之間的層，這一部分與實(shí)施例1中的相同，將不再贅述。線性偏振并從第二線性偏光層33出射的圖像光，通過線圖案化的1/2相位延遲層150，并分裂成左眼圖像和右眼圖像。通過1/2相位延遲條帶152條帶的光，將偏振方向從90°或135°改變?yōu)?°或45°，而通過透明介質(zhì)條帶153的光保持它們的偏振方向?yàn)?0°或135°不變。當(dāng)觀看者沒有佩戴分析眼鏡時(shí)，觀看者的雙眼從顯示器上感知到相同的圖像，此時(shí)圖像被顯示為2d效果。當(dāng)觀看者佩戴分析眼鏡時(shí)，顯示則是3d效果的。左眼分析鏡片202是偏振方向角為0°或45°的線性偏光層，右眼分析鏡片201是偏振方向角為90°或135°的線性偏光層。因此，從1/2相位延遲條帶152條帶出射的光，只能通過左眼分析鏡片202，并可以被觀看者感知為左眼圖像。從透明介質(zhì)條帶153出射的光，只能通過右眼分析鏡片201，并可以被觀看者感知為右眼圖像。因此，左眼圖像和右眼圖像同時(shí)被觀看到，使得觀看者可以感知到3d圖像。

在實(shí)施例14中，將藍(lán)紫色子像素24變?yōu)樗{(lán)色子像素27，將3d顯示的三原色模式從r+g+v210變?yōu)閞+g+b211。

實(shí)施例15到實(shí)施例19

實(shí)施例15到實(shí)施例19中的2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd，具有與本發(fā)明實(shí)施例13相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有四個(gè)子像素，因此所得到的顯示器具有不同的四原色模式。實(shí)施例15到實(shí)施例19分別具有r+g+b+v212，r+g+c+b213，r+g+c+v214，r+y+g+v215，以及r+y+g+b216的四原色模式(如圖10)。

實(shí)施例20到實(shí)施例23

實(shí)施例20到實(shí)施例23中的2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd，具有與本發(fā)明實(shí)施例13相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有五個(gè)子像素，因此所得到的顯示器具有不同的五原色模式。實(shí)施例20到實(shí)施例23分別具有r+g+c+b+v217，r+y+g+c+b218，r+y+g+b+v219，以及r+y+g+c+b220的五原色模式(如圖10)。

實(shí)施例24

實(shí)施例24中的2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd，具有與本發(fā)明實(shí)施例13相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有六個(gè)子像素，因此得到的顯示器具有r+y+g+c+b+v221的六原色模式(如圖10)。

實(shí)施例25和實(shí)施例26

圖18和圖19示出了本發(fā)明實(shí)施例25的plnc-2d/3d-lcd。其基本結(jié)構(gòu)與本發(fā)明實(shí)施例13的類似。與實(shí)施例13中相同的結(jié)構(gòu)將不再贅述。附加的1/4波片層160設(shè)置在線圖案化的1/2相位延遲層150的前面，抗反射層190的下面。1/4波片層160是光軸在45°或90°的膜。入射的線偏振光具有與1/4波片層160的光軸成45°的偏振方向角，透射過板并以線性到圓形的偏振變化射出。

下面將描述本發(fā)明實(shí)施例25中可切換的2d/3dlcds的操作。首先，光通過從背光源11到線圖案化的1/2相位延遲層150之間的層，這一部分與實(shí)施例11中的相同，將不再贅述。第二步，用于以0°或45°偏振的左眼圖像的線偏振光透過具有45°或90°光軸的1/4波片層160，并以左圓偏振光的形式射出。第三步，用于以90°或135°偏振的右眼圖像的線性偏振光透過具有45°或90°光軸的1/4波片層160，并以右圓偏振光的形式射出。在3d觀看模式中，觀看者佩戴一副分析眼鏡207。左眼分析眼鏡206可以使左圓偏振光通過，吸收右圓偏振光。右眼分析眼鏡205可以使右圓偏振光通過，吸收左圓偏振光。按照這樣的方式，左圓偏振的左圖像可以被左眼看到，右圓偏振的左圖像可以被右眼看到。因此，左眼圖像和右眼圖像同時(shí)被觀看到，使得觀看者可以感知到3d圖像。在這個(gè)實(shí)施例中，觀看者的頭部可以向左或向右方向傾斜，而不會(huì)失去圖像。因此，本實(shí)施例中的plnc-2d/3d-lcd具有一個(gè)大的視角。

在實(shí)施例26中，將藍(lán)紫色子像素24變?yōu)樗{(lán)色子像素27，將3d顯示的三原色模式從r+g+v210變?yōu)閞+g+b211。

實(shí)施例27到實(shí)施例31

實(shí)施例27到實(shí)施例31中的2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd，具有與本發(fā)明實(shí)施例25相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有四個(gè)子像素，因此所得到的顯示器具有不同的四原色模式。實(shí)施例27到實(shí)施例31分別具有r+g+b+v212，r+g+c+b213，r+g+c+v214，r+y+g+v215，以及r+y+g+b216的四原色模式(如圖10)。

實(shí)施例32到實(shí)施例35

實(shí)施例32到實(shí)施例35中的2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd，具有與本發(fā)明實(shí)施例25相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有五個(gè)子像素，因此所得到的顯示器具有不同的五原色模式。實(shí)施例32到實(shí)施例35分別具有r+g+c+b+v217，r+y+g+c+b218，r+y+g+b+v219，以及r+y+g+c+b220的五原色模式(如圖10)。

實(shí)施例36

實(shí)施例36中的2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd，具有與本發(fā)明實(shí)施例25相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有六個(gè)子像素，因此得到的顯示器具有r+y+g+c+b+v221的六原色模式(如圖10)。

實(shí)施例37和實(shí)施例38

圖20和圖21示出了本發(fā)明實(shí)施例37的plnc-2d/3d-lcd。其基本結(jié)構(gòu)與本發(fā)明實(shí)施例1的類似。與實(shí)施例1中相同的結(jié)構(gòu)將不再贅述。附加的線圖案化的1/4波片層161設(shè)置在第二線性偏光層33的前面，抗反射層190的下面。線圖案化的1/4波片層161由1/4波片條帶154和155組成，其中，條帶間可替代的光軸為90°(對(duì)于1/4波片條帶155)和180°(對(duì)于1/4波片條帶154)，或者45°(對(duì)于1/4波片條帶155)和135°(對(duì)于1/4波片條帶154)。如圖22所示，這些條帶被放置為可以使得可替代的條帶疊加在圖案化的彩色子像素層22的一排像素上，以及可以疊加在tft層3的一排子像素9上。

下面將描述本發(fā)明實(shí)施例37中可切換的2d/3dlcds的操作。首先，光通過從背光源11到第二線性偏光層層33之間的層，這一部分與實(shí)施例1中的相同，將不再贅述。第二步，出射的線偏振光透過線圖案化的1/4波片層161。偏振方向?yàn)?35°或90°的左眼圖像的入射線偏振光，在通過具有90°或者45°光軸的1/4波片條帶155后，變?yōu)樽髨A偏振光。偏振方向?yàn)?35°或90°的左眼圖像的入射線偏振光，在通過具有180°或者135°光軸的1/4波片條帶154后，變?yōu)橛覉A偏振光。在3d觀看模式中，觀看者佩戴一副分析眼鏡207。左眼分析眼鏡206可以使左圓偏振光通過，吸收右圓偏振光。因此，左眼圖像和右眼圖像同時(shí)被觀看到，使得觀看者可以感知到3d圖像。在這個(gè)實(shí)施例中，觀看者的頭部可以向左或向右方向傾斜，而不會(huì)失去圖像。因此，本實(shí)施例中的plnc-2d/3d-lcd具有一個(gè)大的視角。

在實(shí)施例38中，將藍(lán)紫色子像素24變?yōu)樗{(lán)色子像素27，將3d顯示的三原色模式從r+g+v210變?yōu)閞+g+b211。

實(shí)施例39到實(shí)施例43

實(shí)施例39到實(shí)施例43中的2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd，具有與本發(fā)明實(shí)施例37相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有四個(gè)子像素，因此所得到的顯示器具有不同的四原色模式。實(shí)施例39到實(shí)施例43分別具有r+g+b+v212，r+g+c+b213，r+g+c+v214，r+y+g+v215，以及r+y+g+b216的四原色模式(如圖10)。

實(shí)施例44到實(shí)施例47

實(shí)施例44到實(shí)施例47中的2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd，具有與本發(fā)明實(shí)施例37相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有五個(gè)子像素，因此所得到的顯示器具有不同的五原色模式。實(shí)施例44到實(shí)施例47分別具有r+g+c+b+v217，r+y+g+c+b218，r+y+g+b+v219，以及r+y+g+c+b220的五原色模式(如圖10)。

實(shí)施例48

實(shí)施例48中的2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd，具有與本發(fā)明實(shí)施例37相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有六個(gè)子像素，因此得到的顯示器具有r+y+g+c+b+v221的六原色模式(如圖10)。

實(shí)施例49和實(shí)施例50

本發(fā)明實(shí)施例49的plnc-2d/3d-lcd的基本結(jié)構(gòu)與本發(fā)明實(shí)施例37的類似。與實(shí)施例37中相同的結(jié)構(gòu)將不再贅述。然而，線圖案化的1/4波片層161由網(wǎng)格圖案化的1/4波片層162代替。網(wǎng)格圖案化的1/4波片由作為一個(gè)像素的每個(gè)網(wǎng)格都是相同尺寸的可替代的1/4波片條帶組成。其中，兩種網(wǎng)格間可替代的光軸為90°(對(duì)于1/4波片網(wǎng)格157)和180°(對(duì)于1/4波片條帶156)，或者45°(對(duì)于1/4波片條帶157)和135°(對(duì)于1/4波片條帶156)。如圖23所示，這些網(wǎng)格被放置為可以使得可替代的條帶疊加在圖案化的彩色子像素層22的一排像素上，以及可以疊加在tft層3的一排子像素9上。

下面將描述本發(fā)明實(shí)施例49中可切換的2d/3dlcds的操作。首先，光通過從背光源11到第二線性偏光層33之間的層，這一部分與實(shí)施例37中的相同，將不再贅述。第二步，從第二線性偏光層33射出的線性偏振光，透過網(wǎng)格圖案化的1/4波片162，使對(duì)于左眼的圖像變?yōu)樽髨A偏振，對(duì)于右眼的圖像變?yōu)橛覉A偏振，然后分別單獨(dú)的被佩戴一副具有圓偏振的分析眼鏡207的觀看者的左眼和右眼感知到。在這個(gè)實(shí)施例中，觀看者的頭部可以向左或向右方向傾斜，而不會(huì)失去圖像。因此，本實(shí)施例中的plnc-2d/3d-lcd具有一個(gè)大的視角。

在實(shí)施例50中，將藍(lán)紫色子像素24變?yōu)樗{(lán)色子像素27，將3d顯示的三原色模式從r+g+v210變?yōu)閞+g+b211。

實(shí)施例51到實(shí)施例55

實(shí)施例51到實(shí)施例55中的2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd，具有與本發(fā)明實(shí)施例49相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有四個(gè)子像素，因此所得到的顯示器具有不同的四原色模式。實(shí)施例51到實(shí)施例55分別具有r+g+b+v212，r+g+c+b213，r+g+c+v214，r+y+g+v215，以及r+y+g+b216的四原色模式(如圖10)。

實(shí)施例56到實(shí)施例59

實(shí)施例56到實(shí)施例59中的2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd，具有與本發(fā)明實(shí)施例49相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有五個(gè)子像素，因此所得到的顯示器具有不同的五原色模式。實(shí)施例56到實(shí)施例59分別具有r+g+c+b+v217，r+y+g+c+b218，r+y+g+b+v219，以及r+y+g+c+b220的五原色模式(如圖10)。

實(shí)施例60

實(shí)施例60中的2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd，具有與本發(fā)明實(shí)施例49相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有六個(gè)子像素，因此得到的顯示器具有r+y+g+c+b+v221的六原色模式(如圖10)。

實(shí)施例61和實(shí)施例62

圖24和圖25示出了本發(fā)明實(shí)施例61中2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd的側(cè)視圖和俯視圖。圖26示出了顯示器中的光學(xué)和對(duì)準(zhǔn)特性。其基本結(jié)構(gòu)與本發(fā)明實(shí)施例1的類似，其相同的結(jié)構(gòu)將不再贅述。然而，實(shí)施例1中的第一線性偏光層31和第二線性偏光層32分別被第一線圖案化的線性偏光層35和第二線圖案化的線性偏光層36替代。每個(gè)線圖案化的線性偏光層都具有可替代的偏振方向?yàn)?°或45°的線性偏光線158，以及具有偏振方向?yàn)?0°或135°的線性偏光線59。如圖26所示，第一線圖案化的線性偏光層35和第二線圖案化的線性偏光層36被放置為可以使得一個(gè)層上的每個(gè)線性偏光線疊加在另一個(gè)層上的每個(gè)偏光線上，其偏振角之間具有90°的差值。每個(gè)線偏光線158或159還可以疊加在圖案化的彩色子像素層22或tft層3上的一排像素線上。

下面將描述本發(fā)明實(shí)施例61中可切換的2d/3dlcds的操作。首先，來(lái)自背光11的光透射通過第一線圖案化的線性偏光層35，以具有偏振方向?yàn)?°和90°或者45°和135°的可替代的像素線的形式成為線性偏振的光。接著，光被液晶層22旋轉(zhuǎn)并從第二線圖案化的線性偏光層36以相鄰兩條線的偏振方向差為90°的可替代的像素線的形式出射。使用一副觀看者眼鏡200，使得左眼可以從左分析鏡片202看到僅允許0°或45°線性偏振光通過的左眼圖像，右眼可以從右分析鏡片201看到僅允許90°或135°線性偏振光通過的右眼圖像。因此，觀看者可以感知到3d圖像。

在實(shí)施例62中，將藍(lán)紫色子像素24變?yōu)樗{(lán)色子像素27，將3d顯示的三原色模式從r+g+v210變?yōu)閞+g+b211。

實(shí)施例63到實(shí)施例67

實(shí)施例63到實(shí)施例67中的2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd，具有與本發(fā)明實(shí)施例61相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有四個(gè)子像素，因此所得到的顯示器具有不同的四原色模式。實(shí)施例63到實(shí)施例67分別具有r+g+b+v212，r+g+c+b213，r+g+c+v214，r+y+g+v215，以及r+y+g+b216的四原色模式(如圖10)。

實(shí)施例68到實(shí)施例71

實(shí)施例68到實(shí)施例71中的2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd，具有與本發(fā)明實(shí)施例61相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有五個(gè)子像素，因此所得到的顯示器具有不同的五原色模式。實(shí)施例68到實(shí)施例71分別具有r+g+c+b+v217，r+y+g+c+b218，r+y+g+b+v219，以及r+y+g+c+b220的五原色模式(如圖10)。

實(shí)施例72

實(shí)施例72中的2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd，具有與本發(fā)明實(shí)施例61相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有六個(gè)子像素，因此得到的顯示器具有r+y+g+c+b+v221的六原色模式(如圖10)。

實(shí)施例73和實(shí)施例74

圖27和圖28示出了本發(fā)明實(shí)施例73中2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd的側(cè)視圖和俯視圖。圖29示出了顯示器中的光學(xué)和對(duì)準(zhǔn)特性。其基本結(jié)構(gòu)與本發(fā)明實(shí)施例1的類似，其相同的結(jié)構(gòu)將不再贅述。然而，實(shí)施例1中的第一線性偏光層31和第二線性偏光層32分別被第一網(wǎng)格圖案化的線性偏光層37和第二網(wǎng)格圖案化的線性偏光層38替代。每個(gè)網(wǎng)格圖案化的線性偏光層都具有可替代的偏振方向?yàn)?°或45°的線性偏光網(wǎng)格170，以及具有偏振方向?yàn)?0°或135°的線性偏光網(wǎng)格171。如圖29所示，網(wǎng)格圖案化的線性偏光層37和38被放置為可以使得一個(gè)層上的每個(gè)線性偏光網(wǎng)格疊加在另一個(gè)層上的每個(gè)偏光網(wǎng)格上，其偏振角之間具有90°的差值。每個(gè)線偏光網(wǎng)格170或171還可以疊加在圖案化的彩色子像素層22或tft層3上的一排像素線上。

下面將描述本發(fā)明實(shí)施例73中可切換的2d/3dlcds的操作。首先，來(lái)自背光11的光透射通過第一網(wǎng)格圖案化的線性偏光層37，以具有偏振方向?yàn)?°和90°或者45°和135°的可替代的像素網(wǎng)格的形式成為線性偏振的光。接著，光被液晶層22旋轉(zhuǎn)并從第二網(wǎng)格圖案化的線性偏光層38以相鄰兩個(gè)網(wǎng)格的偏振方向差為90°的可替代的像素網(wǎng)格的形式出射。使用一副分析眼鏡200，使得左眼可以從左分析鏡片202看到僅允許0°或45°線性偏振光通過的左眼圖像，右眼可以從右分析鏡片201看到僅允許90°或135°線性偏振光通過的右眼圖像。因此，觀看者可以感知到3d圖像。

在實(shí)施例74中，將藍(lán)紫色子像素24變?yōu)樗{(lán)色子像素27，將3d顯示的三原色模式從r+g+v210變?yōu)閞+g+b211。

實(shí)施例75到實(shí)施例79

實(shí)施例75到實(shí)施例79中的2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd，具有與本發(fā)明實(shí)施例73相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有四個(gè)子像素，因此所得到的顯示器具有不同的四原色模式。實(shí)施例75到實(shí)施例79分別具有r+g+b+v212，r+g+c+b213，r+g+c+v214，r+y+g+v215，以及r+y+g+b216的四原色模式(如圖10)。

實(shí)施例80到實(shí)施例83

實(shí)施例80到實(shí)施例83中的2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd，具有與本發(fā)明實(shí)施例73相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有五個(gè)子像素，因此所得到的顯示器具有不同的五原色模式。實(shí)施例80到實(shí)施例83分別具有r+g+c+b+v217，r+y+g+c+b218，r+y+g+b+v219，以及r+y+g+c+b220的五原色模式(如圖10)。

實(shí)施例84

實(shí)施例84中的2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd，具有與本發(fā)明實(shí)施例73相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，它們?cè)跇?gòu)成每個(gè)像素的子像素的數(shù)量上有所不同。每個(gè)像素具有六個(gè)子像素，因此得到的顯示器具有r+y+g+c+b+v221的六原色模式(如圖10)。

實(shí)施例85到實(shí)施例108

實(shí)施例85到實(shí)施例108分別具有與實(shí)施例61到實(shí)施例84相類似的結(jié)構(gòu)，但是多了一個(gè)1/4相位波片160，直接設(shè)置在抗反射層190和其它所有下層的下面。在這些實(shí)施例中，觀看者可以佩戴一副分析眼鏡207來(lái)感知plnc-2d/3d-lcd的3d圖像，并且觀看者的頭部即時(shí)傾斜，也還是可以觀看到3d圖像，這是因?yàn)檫@些顯示器中出射的光都是圓偏振光。

實(shí)施例109和實(shí)施例110

圖30和圖31示出了本發(fā)明實(shí)施例109中2d/3d可切換的plnc-2d/3d-lcd的側(cè)視圖和截面圖。其基本結(jié)構(gòu)與本發(fā)明實(shí)施例1的類似，其相同的結(jié)構(gòu)將不再贅述。其中的不同在于：將藍(lán)紫色plncs子像素24變?yōu)榍度胗兴{(lán)色濾色器的透明或半透明的藍(lán)紫色子像素40。來(lái)自背光的藍(lán)紫色光在顯示裝置中作為藍(lán)紫色原色。此外，如圖31和圖32所示，在該結(jié)構(gòu)中，第二雙向色層23被圖案化的藍(lán)紫色濾色器層41替代，藍(lán)紫色濾色器層41被設(shè)置為與圖案化的彩色子像素層22相對(duì)應(yīng)，使得藍(lán)紫色濾色器42僅吸收來(lái)自紅色plncs子像素26和綠色plncs子像素25所透射的藍(lán)紫色光，但是卻保留藍(lán)紫色子像素40。

實(shí)施例109中可切換的2d/3dlcd與實(shí)施例1中的操作相類似，這里將不再贅述。它們的不同之處在于，實(shí)施例109中是從背光源發(fā)射藍(lán)紫色的原色，而實(shí)施例1卻是藍(lán)紫色plncs發(fā)射的。

實(shí)施例110的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例109的相同，將藍(lán)紫色背光變?yōu)樗{(lán)色背光，將藍(lán)紫色子像素40變?yōu)樗{(lán)色子像素45，將藍(lán)紫色濾色器42變?yōu)樗{(lán)色濾色器60，將3d顯示的三原色模式從r+g+v210變?yōu)閞+g+b211。

實(shí)施例111到實(shí)施例126

實(shí)施例111到實(shí)施例118分別具有與實(shí)施例13，實(shí)施例25，實(shí)施例37，實(shí)施例49，實(shí)施例61，實(shí)施例73，實(shí)施例85和實(shí)施例97相類似的結(jié)構(gòu)，不同之處在于將藍(lán)紫色plncs子像素24換為藍(lán)紫色子像素40，將第二雙向色層23換為圖案化的藍(lán)紫色濾色器層41。

根據(jù)如上所述，可以實(shí)現(xiàn)能觀看2d和3d圖像卻不用給2d和3d圖像添加附加部件的lcd結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的光學(xué)結(jié)構(gòu)中，在液晶層32的下方，但不在液晶層32上方的圖案化的彩色子像素層22，使得可見光可以穿過液晶層32。此外，從液晶層32出射的可見光已經(jīng)被偏振。這與其中的圖案化的彩色子像素層22設(shè)置在液晶層32的上方的光學(xué)結(jié)構(gòu)相比有很大的差別，并且彩色光在液晶層32的前面產(chǎn)生，得到未偏振的發(fā)射光。

在本發(fā)明的光學(xué)結(jié)構(gòu)中，原色是高度飽和的，使得能夠?qū)崿F(xiàn)用于plnc-2d/3d-lcd的超寬色域。

在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，并沒有采用傳統(tǒng)lcd中的色彩過濾器層。這可以將光利用效率從該層的25-30％提高到圖案化的彩色子像素層22的60-90％，使得其獲得與常規(guī)lcd相比高達(dá)75％的功率的降低。

盡管發(fā)明人已經(jīng)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做了較詳細(xì)的闡述和列舉，應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說，對(duì)上述實(shí)施例作出修改和/或變通或者采用等同的替代方案是顯然的，都不能脫離本發(fā)明精神的實(shí)質(zhì)，凡是在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)的，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明中出現(xiàn)的術(shù)語(yǔ)用于對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的闡述和理解，并不能構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。