[发明专利]透光模式切换装置及二维/三维可切换显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种透光模式切换装置及具有该透光模式切换装置的二维/三维可切换显示设备。

背景技术

随着显示技术的不断发展，人们愈加追求更加真实的显示画面。近年来，出现了利用不同技术实现的三维(3D)显示(又称为立体显示)，3D显示相较于二维(2D)显示，可以给观察者带来更逼真的立体效果，因此，受到了人们的欢迎和青睐。

人之所以看到的物体是三维的，是因为人有两只眼睛，并且两只眼睛具有一定的间距，物体在两眼视网膜上产生两幅具有细微差别的图像，经大脑处理后合成为一幅三维图像。立体显示技术是利用人眼的立体成像原理，人眼看物体时是从不同角度看到两幅稍有差别的图像，大脑将这两幅具有视差的图像合成后形成立体视觉。目前，常用的立体显示方法是采用偏振镜法，其原理就是利用光的不同偏振角度，让两个镜片分别透过不同偏振状态的光，将两幅具有细微差别的图像分别投射到左右眼中，从而给人以三维立体感。但是，这种立体显示方法需要观察者配戴配套的立体偏振眼镜才能观看到三维图像，配戴立体眼镜常常会造成观察者的观看不舒适，特别是对于自身已经配戴着眼镜的观察者来说，观看立体影像则较为困难。因此，出现了不必配戴立体眼镜就能观看立体影像的方法，即裸眼立体显示方法，以满足观察者的需求。

图1a和图1b揭示了现有的一种二维/三维可切换显示设备的局部截面示意图。如图1a和图1b所示，该二维/三维可切换显示设备包括液晶显示面板2以及设置在液晶显示面板2的靠近观察者一侧的液晶棱镜3。液晶显示面板2具有第一像素21(图1a和图1b中黑色填充的像素)和第二像素22(图1a和图1b中未填充的像素)。液晶棱镜3包括靠近观察者的第一基板31、远离观察者的第二基板32、以及设置在第一基板31与第二基板32之间的介质层33。在第一基板31的靠近第二基板32的一侧上设置第一透明电极311，在第二基板32的靠近第一基板31的一侧上设置第二透明电极321，第一透明电极311和第二透明电极321通常均由氧化铟锡(ITO)形成。在介质层33的靠近第二基板32的一侧具有多个呈纵长状的拱形空间34，在拱形空间34中填充有液晶36，液晶36是具有各向异性光学性质的物质，并且，介质层33的折射率n₁与液晶36的长轴折射率n_e及短轴折射率n_o之间满足：

n₁＝n_o＜n_e

拱形空间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，在拱形空间34的弧形表面和平坦表面上均具有配向层35，并且，配向层35的配向方向与其所对应的液晶显示面板2的出光偏光片的透过轴方向相同，如图1a所示，位于拱形空间34内部各表面的配向层35的配向方向垂直于纸面。通过变换位于液晶棱镜3中的第一透明电极311和第二透明电极321之间的电压，该二维/三维可切换显示设备可以实现二维显示与三维显示的相互切换。

如图1a所示，当未对第一透明电极311与第二透明电极321之间施加电压时，位于拱形空间34内的液晶36的长轴沿着平行于配向方向排列，即如图1a所示的垂直于纸面排列，此时液晶36的折射率表现为n_e，由于n_e＞n₁，因此，液晶棱镜3处于折射模式，液晶棱镜3对从第二基板32方向入射进来的光线具有汇聚作用，在这种情况下，液晶显示面板2上的第一像素21和第二像素22发出的光线分别沿着不同的传播路径选择性地分别进入观察者的右眼和左眼，因第一像素21和第二像素22显示的是两幅具有视差的图像，因此，进入观察者的右眼和左眼的也将是两幅具有视差的图像，经大脑对这两幅具有视差的图像合成后形成立体视觉，从而呈现3D显示模式。

如图1b所示，当在第一透明电极311与第二透明电极321之间施加一定电压时，在第一透明电极311与第二透明电极321之间形成电场，位于拱形空间34内的液晶36的长轴沿着电场的方向排列，即如图1b所示的垂直于第一基板31和第二基板32排列，此时液晶36的折射率表现为n_o，由于n_o＝n₁，因此，液晶棱镜3处于非折射模式，从第二基板32方向入射进来的光线通过液晶36及介质层33后并不发生折射，而仍然保持原来的传播方向，在这种情况下，液晶显示面板2上的第一像素21和第二像素22发出的光线透过液晶棱镜3后均可以同时进入观察者的右眼和左眼，右眼和左眼将看到液晶显示面板2上显示的相同图像，从而呈现2D显示模式。