專利名稱：一種立體顯示用階梯格柵及應用該階梯格柵的立體顯示器的制作方法
技術領域：
本發明涉及立體顯示技術，具體是一種立體顯示用階梯格柵及應用該階梯格柵的立體顯示器。
背景技術：
液晶狹縫光柵的一個典型應用為3D顯示，配合顯示裝置，將顯示裝置顯示的視差畫面分光導向用戶的左右眼，從而使用戶形成立體視覺。如圖Ia及圖Ib所示，是液晶狹縫光柵3D顯示原理圖。如圖Ia所示，通過在2D顯示面板(如IXD，PDP，LED等)前置(或者后置)液晶狹縫光柵，3D顯示模式下，在液晶狹縫光柵條形電極上施加一定電壓形成黑白相間的條紋，使左眼只能看到左眼對應的影像，右眼只能看到右眼對應的影像，由于左右眼同時觀看到具有一定視差的影像而產生3D立體顯示效果。如圖Ib所示，當需要進行2D顯示時，只需要將液晶狹縫光柵條形電極上的電壓去除，此時液晶狹縫光柵不會產生黑色條紋，無論是左眼還是右眼，都同時觀察到2D液晶顯示面板所呈現的圖像，因此仍然觀看到2D顯示效果，在分辨率和亮度等方面基本上沒有明顯的影響，即通過前置(或者后置)液晶狹縫光柵可以實現2D與3D顯示模式的兼容。狹縫光柵3D顯示技術由于所使用的2D顯示面板具備周期性排列的子像素結構及周期性排列的黑色矩陣，產生的光場也具有周期性的矩陣結構。而光場與周期性的狹縫光柵發生干涉將產生莫爾條紋，嚴重影響顯示品質。為克服莫爾條紋的影響，通常將狹縫光柵與子像素之間傾斜一定的角度，但由此引入不同視差圖像之間的串擾，采用階梯格柵結構可以克服這一問題。使用菲林片之類的階梯狹縫光柵能較好實現3D，但不能同時做到2D與3D的兼容；若針對液晶狹縫光柵的每個子像素采用薄膜晶體管(TFT)進行控制實現階梯格柵，需要多增加幾道光罩與驅動IC的成本。綜上，現有技術存在如下缺點I、菲林狹縫光柵只能實現3D顯示，不能2D與3D同時兼容，應用受到一定限制；2、每個子像素采用薄膜晶體管(TFT)進行控制實現階梯格柵由于每個子像素都可以進行控制，可以形成很好的格柵結構，但制作TFT的成本高，此外需要額外的驅動IC費用，不經濟；3、如圖2所示，為視差圖像按照子像素傾斜的方式排列示意圖。100’為液晶狹縫光柵，1001表示狹縫光柵的傾斜方向。以四視點為例，當觀察視點I的影像時，不可避免的同時觀察到視點2與視點4的影像，即出現串擾現象，影響3D效果。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種可以實現2D與3D兼容且成本較低，并且能有效降低串擾的立體顯示用階梯光柵。本發明采用以下技術方案解決上述技術問題的一種立體顯示用階梯格柵，包括·依次層疊設置的上偏光片、上基板、上驅動電極結構、液晶層、下驅動電極結構、下基板以及下偏光片，所述上驅動電極結構配置在上基板下表面，下驅動電極結構配置在下基板的上表面，且上驅動電極結構與下驅動電極結構相同，所述上驅動電極結構包括在上基板周邊的金屬形成的周邊電路、用金 屬形成的位于有效顯示區域的垂直方向的金屬圖案，以及電極，所述金屬形成的周邊電路位于非有效顯示區域，垂直方向的金屬圖案自上基板的上側邊連續設置至上基板的下側邊，電極成豎長條形且成階梯分布，與沒有電極的區域形成階梯格柵結構，垂直方向的金屬圖案位于電極兩側的下部與上基板之間，被電極完全覆蓋，下驅動電極結構與上驅動電極結構完全相同，當上下基板組立后，電極位置相對應。本發明還提供了一種立體顯示用階梯格柵，包括依次層疊設置的上偏光片、上基板、上驅動電極結構、液晶層、下驅動電極結構、下基板以及下偏光片，所述上驅動電極結構配置在上基板下表面，下驅動電極結構配置在下基板的上表面，且上驅動電極結構與下驅動電極結構相同，所述上驅動電極結構包括在上基板周邊的金屬形成的周邊電路、用金屬形成的位于有效顯示區域的水平方向的金屬圖案，以及電極，所述金屬形成的周邊電路位于非有效顯示區域，水平方向的金屬圖案自上基板的左側邊連續設置至上基板的右側邊，電極與沒有電極的區域形成階梯格柵結構，水平方向的金屬圖案位于上下兩排電極之間，處于電極的下部與上基板之間，被電極完全覆蓋，下驅動電極結構與上驅動電極結構完全相同，當上下基板組立后，電極位置相對應，此種結構適用于較多視點的3D顯示。本發明還提供了一種立體顯示用階梯格柵，包括依次層疊設置的上偏光片、上基板、上驅動電極結構、液晶層、下驅動電極結構、下基板以及下偏光片，所述上驅動電極結構配置在上基板下表面，下驅動電極結構配置在下基板的上表面，且上驅動電極結構與下驅動電極結構相同，所述上驅動電極結構包括在上基板周邊的金屬形成的周邊電路、用金屬形成的位于有效顯示區域的水平和垂直方向的金屬圖案，以及電極，所述金屬形成的周邊電路位于非有效顯示區域，水平方向的金屬圖案自上基板的左側邊連續設置至上基板的右側邊，垂直方向的金屬圖案自上基板的上側邊連續設置至上基板的下側邊，電極與沒有電極的區域形成階梯格柵結構，水平方向的金屬圖案位于上下兩排電極之間，垂直方向的金屬圖案位于電極兩側，水平及垂直方向的金屬圖案均處于電極的下部與上基板之間，被電極完全覆蓋，下驅動電極結構與上驅動電極結構完全相同，當上下基板組立后，電極位置相對應，此種結構可以更好的減小液晶狹縫光柵面內的壓降，實現電壓的均一性分布。上述幾種方案中，所述上下兩排相鄰且接觸的電極只在拐角接觸。或者，當液晶狹縫光柵的開口率較小時，所述上下兩排相鄰且接觸的電極交錯排列，此時，垂直方向的金屬圖案形成一定的彎折。上述幾種方案中，金屬形成的周邊電路以及水平或者垂直方向的金屬圖案所用的金屬為低電阻率的金屬材料。上述中，所述電極為導電玻璃形成的電極，更優化的，為銦錫氧化物(ITO)導電玻璃形成的電極。本發明還提供了一種應用上述任一種方案所述的立體顯示用階梯格柵的立體顯示器。本發明的優點在于I、可以實現2D與3D兼容，且由于液晶狹縫光柵形成了階梯格柵結構，可以有效地降低串擾，改善3D顯示品質，提高觀看舒適度；2、由于在周邊區域沉積金屬電極及在有效顯示區域制作水平方向(和/或垂直方向)的金屬圖形，利用金屬電極實現電信導通，可以極大的改善面內的電壓分布的均一性，同時降低液晶光柵的驅動電壓。相比使用TFT控制實現階梯格柵，可以很大程度上減少成本。以金屬鋁為例，若膜厚為200(Γ3000埃左右，方塊電阻約O. 1Ω/口，ITO膜厚為1500埃時方塊電阻約2(Γ30 Ω / □，因此兩者膜厚相當時方塊電阻值差異100倍以上，因此在液晶狹縫光柵非有效區域先沉積一層金屬可以有效地降低狹縫光柵面內的壓降，并降低液晶狹縫光柵的驅動電壓。3、金屬層可以制作液晶狹縫光柵上下玻璃基板位于四角上的對位mark或者液晶狹縫光柵與2D顯示屏貼合時的對位mark，工藝兼容。


圖Ia及圖Ib所示是液晶狹縫光柵3D顯示原理圖。圖2所示為視差圖像按照子像素傾斜的方式排列示意圖。圖3顯示了本發明立體顯示用階梯格柵周邊及有效顯示區域電極圖案。圖4表示了沿著圖3中A-A’方向的剖面結構示意圖。圖5是3D模式下液晶狹縫光柵形成的階梯格柵。圖6是液晶狹縫光柵開口率較小時垂直方向金屬圖形。圖7是液晶狹縫光柵開口率較小時3D模式下形成的階梯格柵結構。圖8是多視點水平方向形成的金屬圖案。圖9表示了沿著圖8中B-B’方向的剖面結構示意圖。圖10是水平金屬電極液晶光柵在3D模式下形成的階梯格柵圖11是雙視點在水平及垂直方向形成的金屬圖案。
具體實施例方式實施方案一在液晶狹縫光柵周邊電路(即非有效顯示區域)形成金屬圖案，并在有效顯示區域內形成垂直方向的金屬圖案。如圖3所示，100表示液晶狹縫光柵的玻璃基板，可以是上基板或者下基板。圖中101表示用金屬形成的周邊電路，位于非有效顯示區域。101’表示用金屬形成的位于有效顯示區域的垂直方向的金屬圖案，所用金屬為低電阻率的金屬材料比如鋁，102為銦錫氧化物ITO導電玻璃形成的電極，103為沒有ITO導電玻璃的區域。液晶狹縫光柵的上下玻璃基板在有效顯示區域的金屬圖案101’及ITO導電玻璃形成的電極102案完全相同，當上下玻璃基板組立后ITO導電玻璃形成的電極位置相對應。如圖4，表示了沿著圖3中A-A’方向的剖面結構示意圖，形象的表示了垂直方向的金屬圖案101’與ITO導電玻璃形成的電極102的相對位置。ITO導電玻璃形成的電極102完全覆蓋有效區域內垂直方向的金屬圖案101’，用于實現電性導通。如圖5，當進行3D顯示時，通過在ITO導電玻璃形成的電極102施加一定電壓，在有ITO導電玻璃形成的電極102區域,借助偏光方向相互垂直放置的上下偏光片，出現黑色條紋。如圖6所示，當液晶狹縫光柵的開口率較小時，ITO導電玻璃形成的電極102需要交錯排列。此時，垂直方向的金屬圖案101’形成一定的彎折，以便于階梯格柵結構的形成，TO導電玻璃形成的電極102與垂直方向的金屬圖案101’的相對位置同圖4所不。實施方案二對于較多視點的3D顯示，除了使用金屬形成周邊電路之外，通過在液晶狹縫光柵的有效顯示區域內水平方向形成金屬圖案更為適宜。如圖8所示，當視點較多時，如果仍然用實施方案一中所述的垂直方向的金屬圖案，將形成很多明顯的彎折，對金屬排線造成一些困難，同時彎折使金屬圖案整體長度變大，產生較大壓降；而通過形成水平方向的金屬圖形可以很容易解決這些問題。圖8中301表示在水平方向形成的金屬圖案，302表示ITO導電玻璃形成的電極，303表示沒有ITO導 電玻璃形成的電極的區域。圖8中，B-B’方向的具有如圖9所示的剖面結構當具有圖8所示電極結構的液晶狹縫光柵組立后,3D顯示模式下,在電極上施加一定的電壓后，即可形成如圖10所示的階梯格柵結構。當人眼在觀察視點I的影像時，可以排除視點2、4影像的干擾，起到減小串擾的目的。實施方案三如圖11所示，形成水平、垂直兩個方向的金屬圖案，可以更好的減小液晶狹縫光柵面內的壓降，實現電壓的均一性分布。圖中401是金屬形成的周邊電路，401’為垂直方向的金屬圖案，402為ITO導電玻璃形成的電極，403為無ITO導電玻璃形成的電極的區域。2D亮度損失分析以垂直金屬圖案為例，如圖3,假設pixel為100 x 300um,金屬圖形的線寬分別為Γ7ιιπι，則液晶光柵對應的開口率分別為96. 09Γ93. 0%，2D顯示模式下亮度損失都在10%以內，不會對2D顯示造成明顯的影響
權利要求
1.一種立體顯示用階梯格柵，包括依次層疊設置的上偏光片、上基板、上驅動電極結構、液晶層、下驅動電極結構、下基板以及下偏光片，所述上驅動電極結構配置在上基板下表面，下驅動電極結構配置在下基板的上表面，其特征在于所述上驅動電極結構包括在上基板周邊的金屬形成的周邊電路、用金屬形成的位于有效顯示區域的垂直方向的金屬圖案，以及電極，所述金屬形成的周邊電路位于非有效顯示區域，垂直方向的金屬圖案自上基板的上側邊連續設置至上基板的下側邊，電極成豎長條形且成階梯分布，與沒有電極的區域形成階梯格柵結構，垂直方向的金屬圖案位于電極兩側的下部與上基板之間，被電極完全覆蓋，下驅動電極結構與上驅動電極結構完全相同，當上下基板組立后，電極位置相對應。
2.一種立體顯示用階梯格柵，包括依次層疊設置的上偏光片、上基板、上驅動電極結構、液晶層、下驅動電極結構、下基板以及下偏光片，所述上驅動電極結構配置在上基板下表面，下驅動電極結構配置在下基板的上表面，其特征在于所述上驅動電極結構包括在上基板周邊的金屬形成的周邊電路、用金屬形成的位于有效顯示區域的水平方向的金屬圖案，以及電極，所述金屬形成的周邊電路位于非有效顯示區域，水平方向的金屬圖案自上基板的左側邊連續設置至上基板的右側邊，電極與沒有電極的區域形成階梯格柵結構，水平方向的金屬圖案位于上下兩排電極之間，處于電極的下部與上基板之間，被電極完全覆蓋，下驅動電極結構與上驅動電極結構完全相同，當上下基板組立后，電極位置相對應。
3.一種立體顯示用階梯格柵，包括依次層疊設置的上偏光片、上基板、上驅動電極結構、液晶層、下驅動電極結構、下基板以及下偏光片，所述上驅動電極結構配置在上基板下表面，下驅動電極結構配置在下基板的上表面，其特征在于所述上驅動電極結構包括在上基板周邊的金屬形成的周邊電路、用金屬形成的位于有效顯示區域的水平和垂直方向的金屬圖案，以及電極，所述金屬形成的周邊電路位于非有效顯示區域，水平方向的金屬圖案自上基板的左側邊連續設置至上基板的右側邊，垂直方向的金屬圖案自上基板的上側邊連續設置至上基板的下側邊，電極與沒有電極的區域形成階梯格柵結構，水平方向的金屬圖案位于上下兩排電極之間，垂直方向的金屬圖案位于電極兩側，水平及垂直方向的金屬圖案均處于電極的下部與上基板之間，被電極完全覆蓋，下驅動電極結構與上驅動電極結構完全相同，當上下基板組立后，電極位置相對應。
4.如權利要求I至3任一項所述的一種立體顯示用階梯格柵，其特征在于所述上下兩排相鄰且接觸的電極只在拐角接觸。
5.如權利要求I至3任一項所述的一種立體顯示用階梯格柵，其特征在于所述上下兩排相鄰且接觸的電極交錯排列。
6.如權利要求I至3任一項所述的一種立體顯示用階梯格柵，其特征在于所用的金屬為低電阻率的金屬材料。
7.如權利要求I至3任一項所述的一種立體顯示用階梯格柵，其特征在于所述電極為導電玻璃形成的電極。
8.如權利要求7所述的一種立體顯示用階梯格柵，其特征在于所述電極為銦錫氧化物導電玻璃形成的電極。
9.一種應用如權利要求I至3任一項所述的立體顯示用階梯格柵的立體顯示器。
10.如權利要求9所述的立體顯示器，其特征在于所述立體顯示用階梯格柵的上下兩排相鄰且接觸的電極只在拐角接觸或者上下兩排相鄰且接觸的電極交錯排列。
全文摘要
本發明公開一種立體顯示用階梯格柵，其上驅動電極結構包括在上基板周邊的金屬形成的周邊電路、用金屬形成的位于有效顯示區域的垂直或水平或同時具有垂直及水平方向的金屬圖案及電極，水平方向的金屬圖案自上基板的左側邊連續至右側邊，垂直方向的金屬圖案自上基板的上側邊連續至下側邊，電極與沒有電極的區域形成階梯格柵結構，水平方向的金屬圖案位于上下兩排電極之間，垂直方向的金屬圖案位于電極兩側，且金屬圖案均被電極完全覆蓋在基板上，下驅動電極結構與上驅動電極結構完全相同，當上下基板組立后，電極位置相對應。本發明還提供了一種應用上述階梯格柵的立體顯示器。本發明的優點在于實現2D與3D兼容，且成本較低，且能有效降低串擾。
文檔編號G02F1/1343GK102929049SQ20121045687
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月14日 優先權日2012年11月14日
發明者向賢明, 董戴 申請人:中航華東光電有限公司