[发明专利]一种2D/3D切换显示器的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于3D立体显示领域。

背景技术

科学技术的发展从未止步，电子产品的更新速度也是让人目不暇接。2010年随着电影《阿凡达》上映引起的轰动效应，3D显示技术被人们熟知并追捧，引领了电影工业的新潮流。与此同时，家电消费领域也不甘示弱，众多品牌相继推出了自己的3D电脑显示器、投影机或者液晶电视、3D手机。就目前3D技术应用看，无论是电影作品还是家电产品都有一个共同的特点就是必须佩带专业眼镜才能使用。然而，长时间佩戴3D眼睛会对人们的眼睛造成一定的伤害，尤其是眼睛尚未发育成熟的未成年人，使用3D眼睛可能造成斜视，弱视以及其他视力问题，其原因是3D电影使用两个镜头从不同方向同时拍摄影像，制成胶片。放映时，用两个放映机将两组胶片同步放映，使略有差别的两幅图像重叠在银幕上。这时如果用眼睛直接观看会有重影。戴上特制的3D眼镜后，左眼只能看到左像，右眼只能看到右像，双眼将左、右的影像重叠在眼底上，由大脑产生三维立体的视觉效果，这对大脑的刺激很大，时常会引发头疼等神经性反应。对人的健康产生了众多不良的影响。同时，有近视眼的观众因佩戴“双重”眼镜所带来的不便更是苦不堪言。因此，目前的眼镜式3D技术只能作为3D技术发展中的过渡产品，而最终将被裸眼3D技术所取代。

柱透镜裸眼显示的实现主要是通过在2D显示屏上贴上一片柱状透镜光栅，透镜光栅的焦平面贴在2D显示屏上。将多幅有左右视差的视频图像生成一幅合成后的视频图像，通过柱状透镜光栅的分光折射作用，将各有左右视差图像的光线沿着不同的方向传播至合适的位置，观看者站在可视区就有很好的3D显示效果。但是因为图像信息中会有一些没有3D效果的文字图像等，由于柱透镜的倾斜角度放置导致在显示屏上，使整个3D显示的分辨率下降，使的观看者有模糊、看不清楚的感觉，没有3D的显示效果好。在这种情况下2D/3D兼容切换的显示器应运而生。

参见图1和图2介绍2D/3D切换原理：2D/3D切换装置包括双折射透镜光栅1(柱透镜光栅)、液晶光阀2、偏光片3和取向玻璃4，双折射透镜光栅1的下表面贴取向玻璃4，取向玻璃4再贴液晶光阀2的上表面，液晶光阀2的下表面通过偏光片3贴2D显示屏。

2D显示屏发出的光线首先入射至偏光片3；其中双折射透镜光栅1由柱透镜凹光栅基板1-1通过填充固化型液晶材料1-2并进行高温配向及紫外固化制作得到，柱透镜凹光栅基板1-1是通过模具在PET薄膜1-3上制得的，对于正性液晶来说，液晶的非寻常光折射率n_e＞寻常光折射率n₀，透镜阵列基板折射率为n_p的单折射材料且n₀＝n_p。液晶光阀2包括两块TN盒取向玻璃2-1，两块TN盒取向玻璃2-1的内侧面均布设有ITO电极2-2，两块TN盒取向玻璃2-1之间填充液晶分子2-3。图1是给液晶光阀的ITO电极3供电情况，2D显示屏发出的光线首先入射至偏光片3输出线偏振光，液晶分子2-3在电场的作用下，该线偏振光在通过液晶光阀2时，其偏振方向不被改变。该线偏振光入射到柱透镜时，该线偏振光的偏振方向与双折射透镜光栅1中的液晶材料1-2的液晶分子的长轴方向一致，双折射透镜光栅1中的液晶分子1-2表现出长轴折射率，由于n_e＞n_p，使得线偏振光在液晶材料1-2和透镜阵列基板1-1的交界处发生折射，从而实现3D显示。图2是液晶光阀2不加电情况，2D显示屏1的线偏振光在通过液晶光阀2时，线偏振光的偏振方向被旋转了90°，当该光线入射到双折射透镜光栅1时，线偏振光的偏振方向与双折射透镜光栅1中液晶材料1-2的液晶分子短轴方向一致，双折射透镜光栅1中液晶表现出短轴的折射率n₀＝n_p，使得最后经过双折射透镜光栅1的出射光直射出光栅，实现2D显示。

2D/3D切换装置的重要部件之一是液晶光阀2，其工作原理如图3和图4，图中给出两块TN盒取向玻璃2-1及液晶分子2-3，略去ITO电极2-2，图3是加电的情况，液晶分子2-3沿电场方向排列，光束偏振方向不变，直接通过；图4是不加电情况，两块TN盒取向玻璃2-1的内侧导向凹槽走向互相垂直，液晶分2-3被旋转90°，光束通过时偏振方向也旋转90°。