專利名稱：用于二維和三維可切換顯示器的開關液晶面板的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種實現三維顯示的液晶器件，尤其涉及一種實現二維與三維 顯示模式可以切換的顯示器件的開關液晶面板。
技術背景人的兩個眼睛由于分開一定的距離，觀察事物的角度不同，因而同一物體 在人的左眼和右眼中形成的圖像通常有細微差別，即所謂"視差"。大腦根據兩 個不同的圖像進行處理，形成深度和立體的感覺，產生出三維圖像，如圖l。通 過二維畫面實現立體顯示的顯示器件的工作原理是為要顯示的立體圖像生成兩 張圖像，并通過特別的光學設計，使左眼只看到供給左眼看的圖像(左圖像)， 右眼只看到供給右眼看的圖像(右圖像)。使圖像限定傳送給左眼或者右眼有多 種實現的方式。對于頭戴式顯示器非常直接地將兩幅不同圖像供給左眼和右眼 即可。其他的顯示方式，需要作光學設計，控制特定圖像的光線傳輸路徑。利 用光柵控制光線的傳輸方向，或者利用雙色眼鏡，都可以實現左眼與右眼看到不同的圖像。需要帶眼鏡的顯示方式通常被稱為立體顯示(StereoScopic)，不 需要帶眼鏡的三維顯示實現方式通常被稱為自動立體顯示 (Auto-StereoScopic)。夏普公司(Sharp Corporation)提出過一種利用兩個液晶屏(LCD Panel) 實現二維三維顯示可切換的顯示方法[參見Adrian Jacobs, et al. 2D/3D Switchable Displays, Sharp Technical Journal No.4， April 2003]。在普通的顯示液晶 面板前面增加一個開關液晶面板，在開關液晶面板上形成與光柵對應的電極圖
案，可以控制開關面板部分透光部分不透光，起光柵作用，觀察者可以看到三 維圖像。在開關液晶面板全部透光時，顯示系統以二維模式工作，與普通的二 維顯示效果幾乎相同。這種三維顯示方式由于將一部分光遮住，降低了光的利 用效率，在三維顯示模式下，光的透過率明顯下降。并且，這種顯示器件對最 佳觀看區域有限制，限定了觀察者的觀察區域。美國專利7227568B2與中國專利200580010287. 5提供了 一種雙偏振光濾光 器，配合顯示器件可以實現二維三維可切換的液晶立體顯示器件。工作在三維 顯示模式下，觀察者需要配戴偏光眼鏡。根據該專利的實現思路，在顯示液晶 面板朝向觀察者的一面，加置一塊開關液晶面板，來選擇性的對顯示液晶面板 發出的光改變偏振方向。背光源的光線經過顯示液晶面板后變為帶有色彩與亮 度信息的偏振光。在正常二維顯示模式下，顯示液晶面板正常顯示，像素信號 不作左眼與右眼信號的區分，開關液晶面板對從顯示液晶面板入射的光不改變 其偏光方向，或者不加區別地對所有顯示液晶面板像素出射的光作偏光方向改 變。由于人眼對偏光不能區分，觀察者看到的就是顯示液晶面板各像素發出的 光，跟沒有開關液晶面板一樣。在三維顯示模式下，顯示液晶面板的像素分為 兩類，分別顯示左圖像與右圖像。開關液晶面板在對應這兩類像素的對應區域 施加電信號使得左圖像與右圖像之一的光的偏振方向發生90度角偏轉。這樣， 顯示液晶面板顯示左圖像與右圖像的出射光在經過開關液晶面板之后，將以方 向相互垂直的偏振光的形式傳播。偏光眼鏡的左右鏡片的偏光方向與上述傳播 的兩個偏振光的方向分別平行，這樣，觀察者左眼和右眼看到的分別是左圖像 與右圖像，經過大腦處理，形成立體圖像的感覺，如圖2所示。
美國專利7227568B2與中國專利200580010287. 5提供了 一種雙偏振光濾光 器，選擇性地實現偏光方向改變。雙偏振光濾光器有兩個相對的基板構成，其 中 一個基板上形成透明的公共電極，另外 一個基板上有形成有多個透明電極， 通過包括了其他導體層與薄膜晶體管的電導體實施控制。透明電極上施加的電 壓信號決定了濾光器是否改變入射光的偏振方向。上述實現方法是一種成本較高的制造方法，體現在需要多層導電層的薄膜 生長和多次圖形化工藝，還需要絕緣層的薄膜生長與圖像化工藝。上述實現方法是 一種成本較高的制造方法，還體現在薄膜晶體管的制造是 一種非常復雜的半導體工藝，對制造的設備，生產潔凈環境，原材料與化學處 理藥品，以及工藝參數控制要求非常苛刻，工藝流程繁瑣。上述實現方法除制造成本較高外，成品率也受到限制。這體現在薄膜晶體 管的工藝存在一定的成品率限制。更多層的導電層連接可能發生短路或者斷路， 也是一個降低成品率的因素。在基板上形成多個可以獨立控制的透明電極，需要用另一層導電層供驅動 電路作信號連接。導電層連線上存在寄生電容，在保持多個透明電極的情況下， 為減小信號延時，電極需要用低電阻率的金屬導電層連接。因此必然需要除透 明電極之外的另外至少一層較低電阻率的導電層。此外，還需要在上述兩層導 電層之間形成絕緣層，并在合適的位置去除絕緣層，以使兩層導電層在電氣上 隔絕開來并在需要的位置連接起來。這樣，如果在基板上形成多個分立的透明 電極，該濾光器制造成本降低的空間有限。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種實現二維與三維顯示模式可以切換 的顯示器件的開關液晶面板，該開關液晶面板結構更為簡單、合理，制造成品 率更高、工作更為穩定，其制造成本也更為'低廉。為了解決上述技術問題本發明的一種可以在二維和三維顯示間切換的液晶 顯示器，包括背光源、顯示液晶面板、開關液晶面板，開關液晶面板包括第一 基板與第二基板，在第一基板上設置有公共透明電極層，在第二基板上設置有 透明電極層，所述的透明電極層的一部分形成與顯示液晶面板的左圖像像素或 右圖像像素對應的像素電極，而另一部分為鏤空部分，并且所述的像素電極為 連在一起的一個整體，在電氣上形成單個電極。所述的圖形化透明電極層的透明電極可以有以下各種方式所述的透明電 極層的像素電極部分與顯示液晶面板上的左圖像像素或右圖像像素一一相對 應、所述的透明電極層的像素電極部分與顯示液晶面板上的左圖像像素行或右 圖像像素行的整行像素相對應、所述的透明電極層的像素電極部分與顯示液晶 面板上的左圖像像素列或右圖像像素列的整列像素相對應、所述的透明電極層 的像素電極部分與顯示液晶面板上的左圖像像素或右圖像像素一一對應形成品 字形圖案并且品字形像素電極之間可以在縱向與橫向上都進行連接形成網絡狀 連接圖案。本發明提供了一種可以通過電信號的控制實現二維與三維顯示模式之間的 轉換的顯示器件中的開關液晶面板，不采用薄膜晶體管，僅釆用一層經過圖案 化的透明導電層(透明電極)，使工藝得到簡化，并降低了實現成本。同時，沒 有半導體層，透明導電層形成的電極圖案一部分區域與顯示液晶面板上一個或
多個像素對應，與顯示液晶面板像素對應的電極圖案區域(開關液晶面板上的 像素電極區域)之間的連接點超出一個，與只有一個連接路徑的情況相比，多 個連接路徑同時發生失效可能性降低，可以提高成品率。同時，連接路徑的增 加與整個圖形化了的透明電極在電氣上相互連接形成一個電氣單電極，解決了 透明電極電阻率高的問題，從而不必要在透明電極之外另加一層金屬導電層與 絕緣層的制作工藝。
圖1表示了三維顯示在左眼中看到的圖像10與右眼中看到的圖像11存在的細微差別；圖2(a)表示了偏振立體顯示器件結構示意圖；圖2(b)表示了偏振立體顯示器光傳輸中的偏振方向變化情況的示意圖； 其中21背光源 22 顯示液晶面板221左圖像顯示像素 222右圖像顯示像素223顯示液晶面板第一玻璃基板224顯示液晶面板第二玻璃基板23開關液晶面板 231開關液晶面板對應左圖像像素的區域232開關液晶面板對應右圖像像素的區域(像素電極區域)233開關液晶面板的第一基板234開關液晶面板的第二基板24偏光眼鏡241左眼鏡片 242右眼鏡片
圖3表示了中國專利200580010287. 5提供的雙偏振光濾光器多透明電極基板的 示意圖； 其中301薄膜晶體管 302透明電極303控制薄膜晶體管開關的信號線 304控制透明電極的信號的傳輸線 圖4表示了顯示液晶面板像素在三維顯示模式下左右圖像信號排布方式示意圖； 其中，每個像素由并排的三個分別顯示紅綠藍三顏色的子像素構成。(a) 表示了顯示液晶面板子像素的排列情況，以及在三維顯示模式下，左 右眼信號分別通過不同行的像素，不同列的像素，品字形排布的像素顯 示的方式；其中標有R的表示顯示右圖像的子像素，標有L的表示顯示 左圖像的子像素。(b) 表示了以行像素表示不同畫面時左右圖像示意圖。(c) 表示了以列像素表示不同畫面時左右圖像示意圖。(d) 表示了以三角排布像素表示不同畫面時左右圖像示意圖。 225顯示液晶面板上包括了左圖像與右圖像的部分顯示像素 2251顯示液晶面板液晶像素的排列形式示意圖2252左右圖像分別通過不同行的像素顯示時的像素分配示意圖 2253左右圖像分別通過不同列的像素顯示時的像素分配示意圖 2252左右圖像分別通過品字形排布的像素顯示時的像素分配示意圖 41以行像素表示不同畫面時左圖像示意圖 42以行像素表示不同畫面時右圖像示意圖43以列像素表示不同畫面時左圖像示意圖 44以列像素表示不同畫面時右圖像示意圖 45以品字形排布像素表示不同畫面時左圖像示意圖 46以品字形排布像素表示不同畫面時右圖像示意圖 圖5表示了本發明實施例的開關液晶面板第二基板上的像素電極形成的電極 圖案。其中，(a) 表示了實施例1與2在三維顯示模式下，左右圖像分別通過不同行的 像素顯示時，開關液晶面板像素電極的電極圖案。(b) 表示了實施例3與4在三維顯示模式下，左右圖像分別通過不同列的 像素顯示時，開關液晶面板像素電極的電極圖案。(c) 表示了實施例5在三維顯示模式下，左右圖像分別通過品字形排布的 不同像素顯示時，開關液晶面板像素電極的電極圖案。其中，511電極圖案與顯示面板某行像素的子像素一一對應且相互連接；512電極圖案與顯示面板像素整行對應且相互連接；521電極圖案與顯示面板某列像素的子像素一一對應且相互連接；522電極圖案與顯示面板像素整列對應且相互連接；531電極圖案與顯示面板像素對應成品字形圖案且網絡狀連接。
具體實施方式
以下結合附圖及具體實施例對本發明作進一步說明。一種可以在二維和三維顯示間切換的液晶顯示器，包括背光源21、顯示液 晶面板22、開關液晶面板23,開關液晶面板23包括相對且相互隔開的第一基 板233與第二基板234,在第一基板233上設置有公共透明電極層，在第二基板 上設置有能夠配合液晶層與公共透明電極選擇性地改變通過光線偏振方向的透 明電極層，圖2示出了該液晶顯示器的結構示意圖，其中顯示液晶面板包括有 第一玻璃基板223、第二玻璃基板224和顯示液晶面板像素22，在三維顯示模 式中，顯示液晶面板像素22分成兩類顯示左圖像221與右圖像222，并且按 行分割的方式排布，如圖4(a)中的2252所示，其對應的左圖像與右圖像顯示效 果分別如圖4(b)中41與42所示。而開關液晶面板第二基板234上的透明電極層的一部分形成與顯示液晶面 板22的以行排布的右圖像像素222 —一對應且相互連接的像素電極232，而另 一部分為鏤空部分231，從而相互連接的像素電極形成如圖5 (a)中511的電 極圖案，所述的像素電極在電氣上形成單個電極。這樣，本發明的液晶顯示器在開啟開關液晶面板后進入三維顯示模式，經 過透明電極層的鏤空部分231的左圖像的光線保持原來的偏振方向，而經過透 明電極層的像素電極部分232的右圖像的光線則改變90度的偏振方向，在觀看 者佩戴上相應的偏光眼鏡后，左右眼就能各自獲得左右圖像，從而看到立體三 維的圖像。上述與顯示液晶面板22的右圖像像素222 —一對應且相互連接的像素電極232也可以是整行連成一片從而形成如圖5 (a)中512所示的電極圖案。同樣的，當顯示液晶面板像素22中的左圖像221與右圖像222按列分割的 方式排布，如圖4(a)中的2253所示，其對應的左圖像與右圖像顯示效果分別如 圖4(c)中43與44所示；則第二基板234上的透明電極層的一部分形成與顯示 液晶面板22的以列排布的右圖像像素222 —一對應且相互連接的像素電極232, 而另一部分為鏤空部分231，從而相互連接詢像素電極形成如圖5 (b)中521 的電極圖案，所述的像素電極在電氣上形成單個電極。上述與列排布的右圖像像素222 —一對應的像素電極232可以整列連成一 片從而形成如圖5 (b)中522所示的電極圖案。另外，液晶面板像素22中的左圖像221與右圖像222也可以是交錯品字形 排布，如圖4(a)中的2254所示，其對應的左圖像與右圖像顯示效果分別如圖 4(d)中45與46所示；則第二基板234上的透明電極層的 一部分形成與顯示液 晶面板22的品字形排布的右圖像像素222 —一對應的像素電極232,而另一部 分為鏤空部分231,并且像素電極232之間在縱向與橫向上都進行連接，形成網 絡狀連接品字形圖案，如圖5 (c)中531的電極圖案，所述的像素電極在電氣 上形成單個電極。
權利要求
1.一種可以在二維和三維顯示間切換的液晶顯示器，包括背光源、顯示液晶面板、開關液晶面板，開關液晶面板包括第一基板與第二基板，在第一基板上設置有公共透明電極層，在第二基板上設置有透明電極層，其特征在于所述的透明電極層的一部分形成與顯示液晶面板的左圖像像素或右圖像像素對應的像素電極，而另一部分為鏤空部分，并且所述的像素電極為連在一起的一個整體，在電氣上形成單個電極。
2. 根據權利要求1所述的可以在二維和三維顯示間切換的液晶顯示器，其特征在于所述的透明電極層的像素電極部分與顯示液晶面板上的左圖像像素或 右圖像像素一一相對應。
3. 根據權利要求1所述的可以在二維和三維顯示間切換的液晶顯示器，其特征 在于所述的透明電極層的像素電極部分與顯示液晶面板上的左圖像像素行 或右圖像像素行的整行像素相對應。
4. 根據權利要求1所述的可以在二維和三維顯示間切換的液晶顯示器，其特征 在于所述的透明電極層的像素電極部分與顯示液晶面板上的左圖像像素列 或右圖像像素列的整列像素相對應。
5. 根據權利要求1所述的可以在二維和三維顯示間切換的液晶顯示器，其特征 在于所述的透明電極層的像素電極部分與顯示液晶面板上的左圖像像素或 右圖像像素一 一對應形成品字形圖案。
6.根據權利要求5所述的可以在二維和三維顯示間切換的液晶顯示器，其特征在于所述的品字形像素電極之間在縱向與橫向上都進行連接，形成網絡狀連沖妄圖案。
全文摘要
本發明公開了一種可以在二維和三維顯示間切換的液晶顯示器，包括背光源、顯示液晶面板、開關液晶面板，開關液晶面板包括第一基板與第二基板，在第一基板上設置有公共透明電極層，在第二基板上設置有透明電極層，所述的透明電極層的一部分形成與顯示液晶面板的左圖像像素或右圖像像素對應的像素電極，而另一部分為鏤空部分，并且所述的像素電極為連在一起的一個整體，在電氣上形成單個電極。本發明中的開關液晶面板不采用薄膜晶體管，僅采用一層經過圖案化的透明導電層，使工藝得到簡化、降低了實現成本，同時像素電極的失效可能性大大降低，成品率提高，整個圖形化的透明電極形成一個電氣單電極，也解決了透明電極電阻率高的問題。
文檔編號H04N13/00GK101118321SQ20071004463
公開日2008年2月6日 申請日期2007年8月7日 優先權日2007年8月7日
發明者張克然, 李俊峰 申請人:上海廣電光電子有限公司