基于TFT液晶技术的层叠式彩色3D显示器的制作方法

本发明属于显像设备领域，偏光技术，尤其是一种基于TFT液晶技术的层叠式彩色3D显示器。

背景技术：

液晶显示器已有近40年发展史。目前的液晶显示器已经能实现3D显示效果，但无论哪种3D显示技术，都是基于双眼效应而开发，即令观察者的双眼分别得到两个不同的二维画面，从而得到立体的观看体验。因此，要想观看到具有3D效果的影像，都需要观察者佩戴特制的眼镜。而裸眼3D技术能够避免佩戴式的辅助设备，但观察角度及距离都受到很大限制，用户体验远不如前者。而且，偏光式3D显示器的每一帧画面，只能让左右眼分别得到显示器一半的像素数，分辨率和画面亮度大打折扣；快门式3D显示器对画面刷新率的需求较高，左右眼分别得到一半的刷新率，容易造成视觉疲劳。而裸眼3D技术能够避免佩戴式的辅助设备，但观察角度及距离都受到很大限制，用户体验更逊于前者。

现有技术中，大多以“TN”或“STN”液晶技术为基础。目前仅应用于低端的电子设备上，如电子表或计算器，这种技术仅能显示单色的像素点，不能显示彩色图像。

经检索，发现一篇与本发明申请内容相关的专利文献，公开号为CN204143075U的中国专利提供了一种3DTFT液晶显示器，包括从上至下依次层叠设置的光栅式3D液晶显示器，光学胶层和TFT液晶显示器，光栅式3D液晶显示器包括从上至下依次层叠设置的上光学玻璃、中间的液晶及四周框胶层，下光学玻璃以及联接用的FPC，TFT液晶显示器由上偏光片，上滤色板基板,中间的TFT液晶及四周框胶层，下TFT基板，下偏光片，TFTDRIVERIC,FPC和背光源组成。该TFT液晶显示器模组具有结构简单、重量轻、厚度薄、产品集成度高、耐冲击、耐振动、透光度高、裸眼可视3D，加工工序少的优点，属前述裸眼3D技术。

经对比，本发明专利申请在背光结构上与上述专利文献有较大不同。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种结构清晰、具有较好的色彩呈现度的基于TFT液晶技术的层叠式彩色3D显示器。

本发明采用的技术方案是：

一种基于TFT液晶技术的层叠式彩色3D显示器，该显示器为层叠屏，其中层状结构包括上偏光层、显示体以及复合偏振光源，其中显示体上方设置上偏光层，显示体下方设置可形成复合偏振光的偏振光源。

而且，所述偏振光源包括平面光源、复合偏振片，平面光源可由均匀分布的白色点光源或条状光源组成，位于复合偏振片下方，复合偏振片为有序排列的红、绿、蓝三色偏振片拼接而成，且三种颜色偏振片的偏振方向各不同。

而且，所述偏振光源包括复合偏振光发射腔，所述复合偏振光发射腔位于显示层下方，复合偏振光发射腔内铺设有具有偏振光反射能力的材料，复合偏振光发射腔内圆周间隔均布设置有三组LED光源，三组LED光源分别为红色、绿色以及蓝色光源，在每组LED光源的前端上均安装有偏振片。

而且，所述上偏光层为窄视域偏光片，所述窄视域偏光片具有如下特性：当偏振光的偏振方向与窄视域偏光片方向轴夹角为60°-120°以内时，透射光强为0。

而且，所属显示体为多个叠加的显示层组成。

而且，所述显示层为层状结构，包括液晶层、上配向膜、下配向膜、基电极、TFT膜以及透明层，液晶层的上表面设置上配向膜，液晶层的下表面设置下配向膜，上配向膜上表面设置基电极，下配向膜下方设置TFT膜，TFT膜上设置有场效应管，在基电极上表面以及TFT下表面上均设置有透明层。

而且，所述液晶层所用液晶材料为Nn型负性液晶材料。

而且，所述上配向膜的配向方向与上偏光层的方向轴一致。

而且，所述下配向膜以红、绿、蓝三种不同颜色像素分成三个配向方向，并分别与复合偏振片相应颜色的偏振方向一致。

本发明优点和积极效果为：

1、本发明提供的基于TFT液晶技术的层叠式彩色3D显示器将偏光技术与TFT屏有效结合，替代了原来的TN或STN液晶技术，在显示速度、对比度、控制精度等方面均有了明显的提升。

2、本发明提供的基于TFT液晶技术的层叠式彩色3D显示器使用了全新的背光结构，实现层叠屏的彩色显示功能，新的背光将由三种不同的偏振光来组成，然后通过液晶层的筛选，和上偏光层的检偏，对观察者呈现出不同的颜色，具体原理会在后面做出详细描述。

3、本发明提供的基于TFT液晶技术的层叠式彩色3D显示器还可以采用“窄视域偏光片”。当偏振光的偏振方向与窄视域偏光片方向轴夹角为60°-120°以内时，透射光强为0。使用此偏光片的目的在于过滤掉更多“复合偏振光”中的杂色，使各像素点呈现的色彩更加纯净。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1中复合偏振片的层面结构示意图；

图3为本发明中显示体的层状结构示意图；

图4为本发明实施例2的结构示意图；

图5为本发明实施例2中复合偏振发光腔的结构示意图(俯视)。

具体实施方式

下面通过附图结合具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例1

一种基于TFT液晶技术的层叠式彩色3D显示器，该显示器为层叠屏，其中层状结构包括上偏光层1、显示体2以及复合偏振光源。其中显示体由50个显示层叠加组成，显示体上方设置上偏光层，显示体下方设置复合偏振光源，所述光源由均匀的平面光源14作为光源，结合复合偏振片13的偏振结构输出复合偏振光。

其结构为：

在平面光源上方显示体的下方设置有复合偏振片，均匀的平面光源位于复合偏振片下方作为光源输出，光线自下而上通过复合偏振片，复合偏振片可将均匀平面白光分为红绿蓝三色，且带有偏振功能，其示意图见图2，其中三个不同图样的方格分别表示为红绿蓝三色，复合偏振片上所有红色区域偏振方向均为0°，蓝色区域偏振方向均为60°，绿色区域偏振方向均为120°。当复合偏振光源打开时，应有三种带有不同偏振方向、不同颜色的偏振光均匀射出，但此时用肉眼观看，无法分辨偏振方向，视野中应为三色均匀混合得到的纯白光，即上述“复合偏振光”。若此时用另一块偏振片放在观察者前进行检偏，则可看到不同角度下的彩色光线，例如：当检偏偏光片成120°放置时，观察者将看到整个光源呈现蓝色；当检偏偏光片成90°放置时，观察者将看到整个光源呈现红色，以此类推。

上偏光层为窄视域偏光片，该窄视域偏光片的偏振方向为0°，阈值域为60°，即：当偏振光的偏振方向与窄视域偏光片方向轴夹角为60°-120°以内时，透射光强为0。使用此偏光片的目的在于过滤掉更多复合偏振光中的杂色，使各像素点呈现的色彩更加纯净。

上述显示体2由50个显示层叠加而成，显示层为层状结构，包括液晶层9、上配向膜8、下配向膜10、基电极7、TFT膜11以及透明层6，液晶层的上表面设置上配向膜，液晶层的下表面设置下配向膜，上配向膜上表面设置基电极，下配向膜下方设置TFT膜，TFT膜上设置有场效应管，在基电极上表面以及TFT下表面上均设置有透明层，液晶层所用液晶材料为Nn型负性液晶材料，上配向膜的配向方向与上偏光层的方向轴一致，下配向膜的配向方向分为红、绿、蓝三种不同颜色像素，并分别与复合偏振片的相应颜色的偏光方向一致，以俯视右侧为0°初始方向，逆时针为正向角度增量，红色像素配向方向为0°，蓝色像素配向方向为60°，绿色像素配向方向为120°，TFT膜为单个像素的控制层，其上所载有的场效应管12(或其他TFT元件)能够独立的控制每个对应液晶区域的明暗程度。

当“复合偏振光”到达显示体时，显示层中包含的液晶像素可根据信号进行偏转。当信号控制蓝色液晶像素(A)偏转时，经过此像素的“复合偏振光”将整体逆时针旋转120°；另一绿色液晶像素(B)接到控制信号偏转时，“复合偏振光”将整体逆时针旋转60°。光线继续向上传播，经过顶端的上偏光层检偏后，A像素点将呈现蓝色，而B像素点将呈现绿色。其他颜色以此类推。

在显示体与符合偏振片之间设置有一集光片3，用于增加亮度。

实施例2

本实施例与实施例1在偏光层、显示体的结构以及设置方式均相同，不同点是将“均匀的平面光源14作为光源，结合复合偏振片的偏振结构”替换为“复合偏振光发射腔内的红绿蓝三组LED光源结合偏振片的结构输出复合偏振光”的方式输出复合偏振光。

其结构为：

在显示体下方设置复合偏振光发射腔，显示体以及复合偏振光发射腔之间还可以设置有一集光片，复合偏振光发射腔内铺设有具有偏振光反射能力的材料(通常是采用漫反射率较好的磨砂金属材料)，复合偏振光发射腔内圆周间隔均布设置有三组LED光源4，三组LED光源分别为红色、绿色以及蓝色光源，在每组LED光源的前端上均安装有方向不同的偏振片，当三组光源同时开启时，在复合偏振光反射腔中应有三种带有不同角度的偏振光均匀射出，即前述“复合偏振光”。

以上实施方案，每个像素点均可独立显示某种指定颜色，实现在层叠式3D液晶显示器中的全色谱显示功能。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。