[發明專利]透光模式切換裝置及二維/三維可切換顯示設備

有效

• 申請號: 201110080815.1
• 申請日: 2011-03-30
• 公開（公告）號: CN102141707A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 陳超平
• 申請（專利權）人: 昆山龍騰光電有限公司
• 主分類號: G02F1/1343
• 分類號: G02F1/1343;G02F1/1337;G02F1/133;G02B27/22
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李鵬松;譚祐祥

技術領域

本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種透光模式切換裝置及具有該透光模式切換裝置的二維/三維可切換顯示設備。

背景技術

隨著顯示技術的不斷發展，人們愈加追求更加真實的顯示畫面。近年來，出現了利用不同技術實現的三維(3D)顯示(又稱為立體顯示)，3D顯示相較于二維(2D)顯示，可以給觀察者帶來更逼真的立體效果，因此，受到了人們的歡迎和青睞。

人之所以看到的物體是三維的，是因為人有兩只眼睛，并且兩只眼睛具有一定的間距，物體在兩眼視網膜上產生兩幅具有細微差別的圖像，經大腦處理后合成為一幅三維圖像。立體顯示技術是利用人眼的立體成像原理，人眼看物體時是從不同角度看到兩幅稍有差別的圖像，大腦將這兩幅具有視差的圖像合成后形成立體視覺。目前，常用的立體顯示方法是采用偏振鏡法，其原理就是利用光的不同偏振角度，讓兩個鏡片分別透過不同偏振狀態的光，將兩幅具有細微差別的圖像分別投射到左右眼中，從而給人以三維立體感。但是，這種立體顯示方法需要觀察者配戴配套的立體偏振眼鏡才能觀看到三維圖像，配戴立體眼鏡常常會造成觀察者的觀看不舒適，特別是對于自身已經配戴著眼鏡的觀察者來說，觀看立體影像則較為困難。因此，出現了不必配戴立體眼鏡就能觀看立體影像的方法，即裸眼立體顯示方法，以滿足觀察者的需求。

圖1a和圖1b揭示了現有的一種二維/三維可切換顯示設備的局部截面示意圖。如圖1a和圖1b所示，該二維/三維可切換顯示設備包括液晶顯示面板2以及設置在液晶顯示面板2的靠近觀察者一側的液晶棱鏡3。液晶顯示面板2具有第一像素21(圖1a和圖1b中黑色填充的像素)和第二像素22(圖1a和圖1b中未填充的像素)。液晶棱鏡3包括靠近觀察者的第一基板31、遠離觀察者的第二基板32、以及設置在第一基板31與第二基板32之間的介質層33。在第一基板31的靠近第二基板32的一側上設置第一透明電極311，在第二基板32的靠近第一基板31的一側上設置第二透明電極321，第一透明電極311和第二透明電極321通常均由氧化銦錫(ITO)形成。在介質層33的靠近第二基板32的一側具有多個呈縱長狀的拱形空間34，在拱形空間34中填充有液晶36，液晶36是具有各向異性光學性質的物質，并且，介質層33的折射率n₁與液晶36的長軸折射率n_e及短軸折射率n_o之間滿足：

n₁＝n_o＜n_e

拱形空間34具有靠近第一基板31的弧形表面及靠近第二基板32的平坦表面，在拱形空間34的弧形表面和平坦表面上均具有配向層35，并且，配向層35的配向方向與其所對應的液晶顯示面板2的出光偏光片的透過軸方向相同，如圖1a所示，位于拱形空間34內部各表面的配向層35的配向方向垂直于紙面。通過變換位于液晶棱鏡3中的第一透明電極311和第二透明電極321之間的電壓，該二維/三維可切換顯示設備可以實現二維顯示與三維顯示的相互切換。

如圖1a所示，當未對第一透明電極311與第二透明電極321之間施加電壓時，位于拱形空間34內的液晶36的長軸沿著平行于配向方向排列，即如圖1a所示的垂直于紙面排列，此時液晶36的折射率表現為n_e，由于n_e＞n₁，因此，液晶棱鏡3處于折射模式，液晶棱鏡3對從第二基板32方向入射進來的光線具有匯聚作用，在這種情況下，液晶顯示面板2上的第一像素21和第二像素22發出的光線分別沿著不同的傳播路徑選擇性地分別進入觀察者的右眼和左眼，因第一像素21和第二像素22顯示的是兩幅具有視差的圖像，因此，進入觀察者的右眼和左眼的也將是兩幅具有視差的圖像，經大腦對這兩幅具有視差的圖像合成后形成立體視覺，從而呈現3D顯示模式。

如圖1b所示，當在第一透明電極311與第二透明電極321之間施加一定電壓時，在第一透明電極311與第二透明電極321之間形成電場，位于拱形空間34內的液晶36的長軸沿著電場的方向排列，即如圖1b所示的垂直于第一基板31和第二基板32排列，此時液晶36的折射率表現為n_o，由于n_o＝n₁，因此，液晶棱鏡3處于非折射模式，從第二基板32方向入射進來的光線通過液晶36及介質層33后并不發生折射，而仍然保持原來的傳播方向，在這種情況下，液晶顯示面板2上的第一像素21和第二像素22發出的光線透過液晶棱鏡3后均可以同時進入觀察者的右眼和左眼，右眼和左眼將看到液晶顯示面板2上顯示的相同圖像，從而呈現2D顯示模式。