二维与三维显示切换装置及其制造方法和液晶显示器的制作方法

专利名称：二维与三维显示切换装置及其制造方法和液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器及其制造方法，特别是涉及一种二维与三维显示切换
装置及其制造方法和液晶显示器。
背景技术：
目前，三维显示技术分为电子全息术、方向多路显示和体块三维显示几大类，每大 类又可细分为若干种。电子全息术能完美记录和重现光波，处于初期研究阶段，需巨大的存 储和传输空间。方向多路显示技术采用回射屏来分离左、右眼图像光，使其分别进入人的 左、右眼，包括基于开关方法的隔离栅显示、视差显示和移动细缝显示。体块三维显示是指 图像显示在一个真实的立体空间中，这个立体空间可以是透明的发光体，可以是旋转的显 示屏形成的立体空间，或是二维图像通过移动镜子或变焦透镜，通过产生深度效果实现三 维显示。体块三维显示能够提供满足人体对立体深度的所有暗示，类似于人对自然物体的 立体感，因此不会造成人的视疲劳。由于三维显示需要相应的三维媒体内容，而日常大量的 媒体内容都是二维的，所以目前需要的三维显示器应能够在二维与三维之间进行切换。虽 然已经研究出多种能够实现二维/三维切换的自由立体显示技术，但目前看来，最有可能 形成大规模商业化的技术主要是视差技术和微透镜投射技术，正因为这点，这两种技术成 为目前三维显示器研究的主流。 视差技术是通过控制附加液晶盒上电极的电压，控制电极所在处液晶的状态转 换，从而可以控制光的透过与不透过，在光无法通过电极所在位置时，进入人两眼的图像具 有差异，能够形成三维图像；在光可以通过电极所在位置时，进入人两眼的图像没有差异， 形成的图像就是二维的。微透镜投射技术是通过透镜控制光线的出射线路，使得人的左眼 和右眼接收到不同的图像，形成三维图像。目前主流的切换方法是在显示屏与背光源之间 加上一层聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal,简称PDLC)膜，PDLC膜可 以起到散射作用，使背光源入射到液晶屏的光的方向杂乱无序，因此从液晶屏出射到微透 镜上的光也是无序的，这样，经过PDLC膜和微透镜后的光无法形成三维图像。PDLC膜可以 通过施加电压来控制内部液晶分子的状态，成为PDLC膜开关，以实现显示器在二维显示与 三维显示之间的切换。 目前，作为主流的微透镜投射技术中，PDLC膜技术还不够完善，一方面成本高，另 一方面该技术只能在显示器前一定距离才能观察到三维图像。

发明内容
本发明的目的是提供一种二维与三维显示切换装置及其制造方法和液晶显示器， 具有结构简洁、易于实现和成本低等优点。 为了实现上述目的，本发明提供了一种二维与三维显示切换装置，包括数个以矩 阵方式排列的液晶透镜单元，每个液晶透镜单元包括第一单元、第二单元和设置在所述第 一单元与第二单元之间的弹性电极，所述第一单元与弹性电极之间填充有液晶，每个液晶透镜单元还设置有驱动所述弹性电极变形以形成液晶透镜的控制电极。 所述第一单元包括第一基板、第一取向膜和第一支架，所述第一取向膜和第一支架形成在第一基板上，所述第一支架与所述弹性电极之间形成将液晶容置其间的液晶透镜空间和液晶存储空间，所述液晶透镜空间与液晶存储空间之间设置有供液晶流动的液晶通道。进一步地，所述第一支架包括第一外壁和第一内壁，所述第一外壁形成在所述液晶透镜单元的边缘，所述第一内壁设置在第一外壁内，一个第一外壁与第一内壁之间形成所述液晶透镜空间，另一个第一外壁与第一内壁之间形成所述液晶存储空间，所述液晶通道形成在所述第一内壁上。 所述第二单元包括第二基板和第二支架，所述第二支架形成在第二基板上，所述
第二支架与所述弹性电极形成将气体容置其间的薄膜变形空间和气体存储空间，所述薄膜
变形空间与气体存储空间之间设置有供气体流动的气体通道。进一步地，所述第二支架包
括第二外壁和第二内壁，所述第二外壁形成在所述液晶透镜单元的边缘，所述第二内壁设
置在第二外壁内，一个第二外壁与第二内壁之间形成所述薄膜变形空间，另一个第二外壁
与第二内壁之间形成所述气体存储空间，所述气体通道形成在所述第二内壁上。 所述弹性电极包括弹性薄膜、第二取向膜和透明导电薄膜，所述第二取向膜和透
明导电薄膜形成在弹性薄膜表面上。进一步地，所述弹性薄膜为热塑性聚氨酯弹性体薄膜。
所述第二取向膜形成在弹性薄膜朝向所述第一单元的表面上，所述透明导电薄膜形成在弹
性薄膜朝向所述第二单元的表面上。 所述控制电极设置在所述第一基板对应所述液晶透镜空间的表面上，或所述控制电极设置在所述第一基板对应所述液晶存储空间的表面上。所述第一基板对应所述液晶存储空间的表面上还设置有用于遮挡光线的光阻。 所述控制电极设置在所述第二基板对应所述薄膜变形空间的表面上，或所述控制电极设置在所述第二基板对应所述气体存储空间的表面上。所述第二基板对应所述气体存储空间的表面上还设置有用于遮挡光线的光阻。 为了实现上述目的，本发明还提供了一种二维与三维显示切换装置的制造方法，
包括在第一基板上制作第一取向膜和第一支架，形成数个以矩阵方式排列的第一单元；
在第二基板上制作第二支架，形成数个以矩阵方式排列的第二单元；在弹性薄膜的表面制
作第二取向膜和透明导电薄膜，形成弹性电极；在所述数个第一单元内滴注液晶，将所述弹
性电极覆盖在数个第一单元的第一支架上，涂有第一取向层的一侧表面朝向第一单元，通
过封框胶使所述第一基板和第二基板粘结在一起并将所述弹性电极固定，形成数个以矩阵
方式排列的液晶透镜单元。 其中，在第一基板上制作第一取向膜和第一支架包括在第一基板的表面涂布第一取向膜并进行摩擦取向处理；在涂布第一取向膜并进行摩擦取向后的第一基板上，采用树脂材料形成数个第一支架，每个第一支架包括第一外壁和第一内壁，一个第一外壁与第一内壁之间形成液晶透镜空间，另一个第一外壁与第一内壁之间形成液晶存储空间，所述第一内壁上形成有供液晶流动的液晶通道。进一步地还包括在第一基板上制作控制电极，所述控制电极设置在第一基板对应液晶透镜空间的表面上，或所述控制电极设置在第一基板对应液晶存储空间的表面上。进一步地还包括在第一基板上制作光阻，所述光阻设置在第一基板对应液晶存储空间的表面上。
其中，在第二基板上制作第二支架包括在第二基板上，采用树脂材料形成数个第二支架，每个第二支架包括第二外壁和第二内壁，一个第二外壁与第二内壁之间形成薄膜变形空间，另一个第二外壁与第二内壁之间形成气体存储空间，所述第二内壁上形成有供气体流动的气体通道。进一步地还包括在第二基板上制作控制电极，所述控制电极设置在第二基板对应薄膜变形空间的表面上，或所述控制电极设置在第二基板对应气体存储空间的表面上。进一步地还包括在第二基板上制作光阻，所述光阻设置在第二基板对应气体存储空间的表面上。 在上述技术方案基础上，在弹性薄膜的表面制作第二取向膜和透明导电薄膜包括在弹性薄膜的一侧表面上涂布第二取向膜并进行摩擦取向处理；在弹性薄膜的另一侧表面上采用溶胶_凝胶法形成透明导电薄膜。 通过封框胶使所述第一基板和第二基板粘结在一起并将所述弹性电极固定包括在保护性气体的氛围下，将数个第二单元的第二支架扣设在数个第一单元的第一支架上并压紧弹性电极，通过涂覆在第二基板上的封框胶将所述第一基板和第二基板粘结在一起，对所述封框胶进行固化处理。 为了实现上述目的，本发明还提供了一种液晶显示器，包括液晶显示面板，所述二维与三维显示切换装置设置在所述液晶显示面板的前方。 本发明提供了一种全新结构的二维与三维显示切换装置及其制造方法和液晶显示器，采用弹性电极内置液晶形成液晶透镜单元的结构形式。当需要进行三维显示时，通过向控制电极和弹性电极加载电压，使弹性电极形变，弹性电极及其内置的液晶构成液晶透镜，就可以实现三维显示，取消施加在控制电极和弹性电极上的电压，弹性电极恢复到原始的无形变状态，就可以使显示转换至二维状态，便利地实现了二维显示与三维显示之间的切换。通过控制施加在控制电极和弹性电极上电压的大小来控制弹性电极变形的形状，本发明不仅可以实现准确的三维图像，而且显示的三维图像没有观看距离的限制。进一步地，本发明二维与三维显示切换装置还具有结构简洁、控制方法简单、三维图像观看距离可调、易于实现和成本低等优点。


图1为本发明二维与三维显示切换装置第一实施例的平面结构示意图； 图2为图1中A-A向的剖视图； 图3为本发明第一实施例在第一基板上制作第一取向膜后的示意图； 图4为本发明第一实施例在第一基板上制作第一支架后的示意图； 图5为本发明第一实施例在弹性薄膜上制作第二取向膜后的示意图； 图6为本发明第一实施例在弹性薄膜上形成透明导电薄膜后的示意图； 图7为本发明第一实施例在第二基板上制作控制电极和光阻后的示意图； 图8为本发明第一实施例在第二基板上制作第二支架后的示意图； 图9为本发明第一实施例对盒处理后的示意图； 图10为本发明第一实施例二维与三维显示切换装置的工作示意图 图11为本发明二维与三维显示切换装置第二实施例的结构示意图 图12为本发明二维与三维显示切换装置第三实施例的结构示意图
图13为本发明二维与三维显示切换装置第四实施例的结构示意图14为本发明二维与三维显示切换装置的制造方法的流程图15为本发明二维与三维显示切换装置的制造方法第一-实施例的流程图；图16为本发明二维与三维显示切换装置的制造方法第二.实施例的流程图；图17为本发明液晶显示器的结构示意图。附图标记说明1-第一单元；2-第二单元；3-弹性电极；4_液晶；5_封框胶；ll-第一基板；12-第一取向膜；13-第一支架；14-液晶透镜空间；15-液晶存储空间；21-第二基板；22-控制电极；23-光阻；24-第二支架；25-薄膜变形空间；26-气体存储空间；31-弹性薄膜；32-第二取向膜；33-透明导电薄膜；131-第一外壁；132-第一内壁；241-第二外壁；242-第二内壁；100-液晶透镜单元；200-子像素;300- 二维与三维显示切换装置;400-液晶显示面板。
具体实施例方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明二维与三维显示切换装置第一实施例的平面结构示意图，图2为图1中A-A向的剖视图。如图1、图2所示，本实施例二维与三维显示切换装置由数个液晶透镜单元100组成，数个液晶透镜单元100以矩阵方式排列，其排列方式与液晶显示面板上矩阵方式排列的子像素200相同，每个液晶透镜单元100与液晶显示面板的至少一个子像素相对应。实际使用中，一个液晶透镜单元还可以与液晶显示面板中的二个、三个或四个子像素相对应，即一个液晶透镜单元覆盖二个、三个或四个子像素，也可以像本实施例图1所示， 一个液晶透镜单元100与液晶显示面板中的一个子像素200相对应，即一个液晶透镜单元100覆盖一个子像素200，另一个液晶透镜单元100覆盖另一个子像素200，再一个液晶透镜单元100覆盖再一个子像素200。每个液晶透镜单元包括相对设置的第一单元1和第二单元2，第一单元1与第二单元2之间设置有弹性电极3，弹性电极3用于形成液晶透镜，以实现二维显示与三维显示之间的切换。具体地，第一单元1包括第一基板U、第一取向膜12和第一支架13，第一取向膜12和第一支架13形成在第一基板11上，第一支架13用于固定弹性电极3 (弹性电极3包括弹性薄膜31、第二取向膜32和透明导电薄膜33)，并与弹性电极3形成将液晶4容置其间的液晶透镜空间14和液晶存储空间15，液晶透镜空间14与液晶存储空间15之间设置有供液晶流动的液晶通道。第二单元2包括第二基板21、控制电极22和第二支架24，控制电极22和第二支架24形成在第二基板21上，第二支架24用于与第一支架13 —起固定弹性电极3，并与弹性电极3形成将气体容置其间的薄膜变形空间25和气体存储空间26，薄膜变形空间25与气体存储空间26之间设置有供气体流动的气体通道。设置在第二基板21上的控制电极22与弹性电极3相对设置，用于驱动弹性电极3变形以形成液晶透镜。弹性电极3包括弹性薄膜31、第二取向膜32和透明导电薄膜33，第二取向膜32和透明导电薄膜33形成在弹性薄膜31表面上，第二取向膜32 —侧的表面
8朝向第一单元1，使弹性电极3的第二取向膜32与第一单元1上的第一取向膜12相对设置。本实施例工作时，将本实施例二维与三维显示切换装置设置在液晶显示面板的前面，当需要进行三维显示时，对本实施例二维与三维显示切换装置中弹性电极3上的透明导电薄膜透明导电薄膜33和每个第二单元2的控制电极22加载极性相反的电压，弹性电极3受到每个第二单元2上控制电极22的吸引而发生形变，向上凸起，使弹性电极3以及夹设在弹性电极3与第一单元1之间的液晶4 一起形成液晶透镜，液晶显示面板的显示则转换至三维显示状态。当需要进行二维显示时，取消施加在透明导电薄膜33和控制电极22的电压，弹性电极3则会恢复到原始的无形变状态，液晶透镜不能形成，便使液晶显示面板的显示转换至二维状态。由于液晶分子具备晶体的折射特征，可以高效地对光线进行折射，同时液晶可以随意形变，可以实现三维和二维之间的切换。 本实施例中，第二取向膜32和透明导电薄膜33既可以分别形成在弹性电极3 二侧的表面上，也可以形成在相同的一侧。当分别形成在二侧表面上时，第二取向膜32—侧的表面朝向第一单元1，透明导电薄膜33—侧的表面朝向第二单元2，使弹性电极3的透明导电薄膜33与第二单元2的控制电极22相对设置；当形成在相同一侧的表面上时，透明导电薄膜33形成在弹性薄膜31上，第二取向膜32形成在透明导电薄膜33上，第二取向膜32和透明导电薄膜33—侧的表面朝向第一单元1，也可以使弹性电极3的透明导电薄膜33与第二单元2的控制电极22相对设置。实际应用中，二维与三维显示切换装置内还形成有光阻23，光阻23用于遮挡液晶透镜以外区域的光线，因此光阻23只要设置在液晶存储空间15或气体存储空间26相对应的位置即可，既可以设置在第一基板11上，也可以如本实施例所示，设置在第二基板21上。此外，薄膜变形空间25和气体存储空间26中的气体优选为保护性气体，保护性气体可以起到保护作用，延长弹性电极的使用寿命。保护性气体可以采用氮气或氦气等，优选采用氮气。 下面通过本实施例二维与三维显示切换装置的制造过程进一步详细说明本实施例的技术方案，为简洁起见，说明制造过程的结构示意图只示意了一个液晶透镜单元的结构，这些结构示意图为图1中A-A向的剖视图。 首先进行数个第一单元的制作。数个第一单元的制作主要包括第一取向膜的制作和数个第一支架的制作。图3为本发明第一实施例在第一基板上制作第一取向膜后的示意图，具体包括在第一基板11 (如玻璃基板或石英基板)的表面涂布第一取向膜12并进行摩擦取向，第一取向膜12可以使用可溶性聚酰亚胺(Soluble Polyimid，简称SPI)型、聚酰亚酸(Polyimid Acid，简称PA)型或复合(Hybrid)型取向膜等，优选地采用SPI型取向膜，如图3所示。在没有取向的情况下，液晶分子的方向处于一种相对混乱的状态，液晶有序性较差，折射率在各个方向上不同，难以在各个方向上均一地控制光线，影响三维图像的效果，为了能够达到光线调节并形成三维图像，本发明对第一取向膜进行摩擦取向可以使液晶有一个稳定均匀的折射率，实际使用中，摩擦取向方向可以根据设计需要设置成任何角度，本发明优选地将摩擦取向方向设置成水平方向，水平方向的摩擦取向方向可以使向列型液晶长轴方向与摩擦取向方向一致，而液晶长轴方向的折射率最大，因此在使用同种液晶的情况下，水平方向的摩擦取向方向可以有效地降低本发明二维与三维显示切换装置中液晶层的厚度。图4为本发明第一实施例在第一基板上制作第一支架后的示意图，具体包括在涂布有第一取向膜12并进行摩擦取向后的第一基板11上，采用树脂材料形成数个第一支架13，数个第一支架13的制作方法与现有技术液晶显示器中柱状隔垫物(PS)的制 作方法完全相同，这里不再赘述。第一支架13用于固定弹性电极，每个第一支架13包括设 置在第一基板11上形成一个液晶透镜单元轮廓的第一外壁131和设置在第一外壁131内 的第一内壁132，第一外壁131形成在液晶透镜单元的边缘位置，一个第一外壁131 (如图4 所示的左侧)与第一内壁132之间形成液晶透镜空间14，另一个第一外壁131 (如图4所 示的右侧)与第一内壁132之间形成液晶存储空间15。每个第一内壁132为不连续的隔 断结构，其上形成有液晶通道，液晶通道用于使液晶存储空间15内的液晶通过该液晶通道 向液晶透镜空间14内流动，或使液晶透镜空间14内的液晶通过该液晶通道向液晶存储空 间15内流动。具体地，第一内壁132可以是垂直设置在第一基板11表面上的数个板体，板 体与板体之间间隔一定距离，使第一内壁132起到支撑作用的同时，板体与板体之间的间 隔形成供液晶通过的液晶通道，如图4所示。实际应用中，第一内壁132也可以是几个间隔 设置的类似柱状隔垫物的支撑柱。上述技术方案中，本发明二维与三维显示切换装置中的 第一单元可以分成二部分位于中部的第一单元和位于边缘的第一单元，位于中部的第一 单元是指其四周有相邻的第一单元，位于边缘的第一单元是指其至少一侧没有相邻的第一 单元。对于中部的第一单元，形成液晶透镜单元轮廓的第一外壁为不连续的隔断结构，使液 晶可以在相邻的第一单元中流动，同时两个相邻第一单元的第一外壁为共用的，例如，一个 第一单元左侧的第一外壁与左侧相邻第一单元右侧的第一外壁为同一外壁，一个第一单元 右侧的第一外壁与右侧相邻第一单元左侧的第一外壁为同一外壁；对于边缘的第一单元， 没有相邻第一单元一侧的第一外壁为整体结构，保证液晶不会从本发明二维与三维显示切 换装置中漏出。显然，数个第一外壁的高度决定了第一单元的盒厚，第一单元的盒厚可以参 照液晶显示面板液晶盒的厚度，并参考液晶的延迟量，可以设置成小于或等于lOym，优选 地设置成6ym lOym。考虑到本发明二维与三维显示切换装置与液晶显示面板配合使 用，为保证液晶显示面板的开口率，本发明液晶透镜空间14所占面积为二维与三维显示切 换装置总面积的60% 70%。 然后进行弹性电极的制作。弹性电极的制作主要包括第二取向膜的制作和形成透 明导电薄膜，本实施例采用先在弹性薄膜的一侧表面涂布第二取向膜并进行摩擦取向，后 在弹性薄膜的另一侧表面形成透明导电薄膜。本实施例中，弹性薄膜优选地使用技术成熟 的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)薄膜，热塑性聚氨酯弹性体薄膜具有卓越的高张力、高拉力、 强韧和耐老化的特性，是一种成熟的环保材料，在170。下可以保持不变性。第二取向膜可 以使用SPI型、PA型或Hybrid型等取向膜，优选地采用SPI型取向膜。透明导电薄膜可以 使用氧化铟锡(ITO)薄膜或氧化锌锡(IZO)薄膜等，优选地采用氧化铟锡薄膜。图5为本 发明第一实施例在弹性薄膜上制作第二取向膜后的示意图，具体包括先将弹性薄膜31铺 在一张平整的平台上，以真空进行吸附保证表面平整，在弹性薄膜31表面涂布第二取向膜 32，对第二取向膜32进行烘烤成型，烘烤成型后进行摩擦取向处理，摩擦取向方向与第一 基板上第一取向膜的摩擦取向方向相同，如图5所示。本发明中，在弹性薄膜表面形成透明 导电薄膜优选地采用溶胶_凝胶法，溶胶_凝胶法的优点是生产设备简单，工艺过程温度 低，易实现制备多组元且掺杂均匀的材料，目前已有采用该方法在弹性薄膜表面形成透明 导电薄膜的使用记载。同时，溶胶-凝胶法对温度的适用性比较广，在150。左右即可成膜。 下面以采用溶胶_凝胶法在TPU薄膜上形成ITO薄膜为例，说明本实施例在弹性薄膜表面
10形成透明导电薄膜的制作过程。图6为本发明第一实施例在弹性薄膜上形成透明导电薄膜 后的示意图，具体包括完成第二取向膜32制作后，将弹性薄膜31翻转，仍铺在平台上。按 一定比例称取适量的前驱物溶于乙醇中，并加入适量的蒸馏水，后加入透明导电溶液混合， 经过搅拌配成均相溶液，将均相溶液静置后形成透明溶胶。上述过程中，前驱物可以采用 InCl3. 4H20和SnCl4. 5H20 ;前驱物与透明导电溶液混合时，可以取水与氧化铟锡的摩尔比R 为20 30，优选为25 ;均相溶液的静置可采用在15°C 25t:下静置40h 60h，优选为在 2(TC下静置48h形成透明溶胶。将弹性薄膜用异丙醇(IPA)溶液进行超声清洗，再用去离 子水多次超声清洗，并进行干燥处理。制膜时可以采用甩膜法，将透明溶胶甩设在弹性薄膜 31的表面上，甩膜后进行热处理，在透明的弹性薄膜31表面上镀上一层透明导电薄膜33， 形成本发明具有弹性导电薄膜特性的弹性电极，如图6所示。甩膜过程中，甩膜速率可以设 置为1000r/min 2000r/min，优选设置为1500r/min，甩膜时间可以设置为20s 30s，优 选设置为25s。进行热处理的温度与透明导电薄膜的电阻直接相关，但是本发明二维与三维 显示切换装置中使用的镀在TPU薄膜上的ITO薄膜不需要很高的电阻率，因此可以使用低 温热处理，如将热处理温度设定为120° 160° ，热处理温度低于保证TPU薄膜不变性的 170° ，可保证TPU薄膜不会熔融，热处理温度优选为150° 。实际应用中，将第二取向膜和 透明导电薄膜形成在相同一侧表面上的制备方法是先形成透明导电薄膜，然后涂布第二取 向膜并进行摩擦取向，具体方法与前述方法相近，不再赘述。 之后进行数个第二单元的制作。数个第二单元的制作主要包括控制电极、光阻和 第二支架的制作。图7为本发明第一实施例在第二基板上制作控制电极和光阻后的示意 图，具体包括在第二基板21(如玻璃基板或石英基板)的一部分表面上制作数个控制电极 22，在第二基板21的另一部分表面上制作数个光阻23，如图7所示。控制电极22作为与 弹性电极上的透明导电薄膜相对应的电极，用于在二者间形成电场，使每个液晶透镜单元 内弹性电极在该电场的作用下变形，形成液晶透镜。本实施例中，每个控制电极22设置在 第二基板对应液晶透镜空间的表面上，其尺寸与每个第一单元的液晶透镜空间的尺寸相适 应。光阻23用于遮挡光线，每个光阻23设置在第二基板对应液晶存储空间的表面上，其尺
寸与每个第一单元的液晶存储空间的尺寸相适应。本实施例中，控制电极可以使用氧化铟 锡(ITO)或氧化锌锡(IZO)等，优选地采用氧化铟锡，光阻可以使用金属铬等材料，控制电 极和光阻的制作方法与现有技术液晶显示器中公共电极和黑矩阵的制作方法完全相同，这 里不再赘述。图8为本发明第一实施例在第二基板上制作第二支架后的示意图，具体包括 在形成有控制电极22和光阻23的第二基板21上，采用树脂材料形成数个第二支架24，数 个第二支架24的制作方法与第一单元的数个第一支架的制作方法相同，即与现有技术液 晶显示器中制作柱状隔垫物(PS)的方法完全相同。第二支架24的结构和位置与第一单元 第一支架的结构和位置相对应，用于与第一支架一起固定弹性电极。每个第二支架24包括 设置在第二基板21上形成一个液晶透镜单元轮廓的第二外壁241和设置在第二外壁241 内的第二内壁242，第二外壁241形成在液晶透镜单元的边缘， 一个第二外壁241 (如图8所 示的左侧)与第二内壁242之间形成与第一单元液晶透镜空间相对应的薄膜变形空间25， 另一个第二外壁241 (如图8所示的右侧)与第二内壁242之间形成与第一单元液晶存储 空间相对应的气体存储空间26。每个第二内壁242为不连续的隔断结构，其上形成有气体 通道，气体通道用于使薄膜变形空间25内的气体通过该气体通道向气体存储空间26内流动，或使气体存储空间26内的气体通过该气体通道向薄膜变形空间25内流动。具体地，第
二内壁242可以是垂直设置在第二基板21表面上的数个板体，板体与板体之间间隔一定距
离，使第二内壁242起到支撑作用的同时，板体与板体之间的间隔形成供气体通过的气体
通道，如图8所示。实际应用中，第二内壁242也可以是几个间隔设置的类似柱状隔垫物的
支撑柱。上述技术方案中，本发明二维与三维显示切换装置中的第二单元可以分成二部分
位于中部的第二单元和位于边缘的第二单元，位于中部的第二单元是指其四周有相邻的第
二单元，位于边缘的第二单元是指其至少一侧没有相邻的第二单元。对于中部的第二单元，
形成液晶透镜单元轮廓的第二外壁为不连续的隔断结构，使气体可以在相邻的第二单元中
流动，同时两个相邻第二单元的第二外壁为共用的，例如，一个第二单元左侧的第二外壁与
左侧相邻第二单元右侧的第二外壁为同一外壁，一个第二单元右侧的第二外壁与右侧相邻
第二单元左侧的第二外壁为同一外壁；对于边缘的第二单元，没有相邻第二单元一侧的第
二外壁为整体结构，保证气体不会从本发明二维与三维显示切换装置中漏出。第二外壁的
高度可以根据实际需要的弹性电极的变形量决定，可以设置成小于或等于lOym，优选地设
置成6 ii m 10 ii m。显然，第一基板、第一外壁、弹性电极、第二外壁和第二基板的高度参数
决定了本发明二维与三维显示切换装置的厚度。气体存储空间与薄膜变形空间的面积比值
等于液晶存储空间与液晶透镜空间的面积比值。实际使用中，当第一内壁和第二外壁为板
体结构时，可以将第二内壁形成气体通道的板体与板体之间的间隔距离设置成小于第一内
壁形成液晶通道的板体与板体之间的间隔距离，这样既能保证液晶通道的尺寸，保证液晶
的顺利流通，也可以降低后续对盒时的对位要求。 最后进行对盒封装。图9为本发明第一实施例对盒处理后的示意图，具体包括首 先在数个第一单元1的第一支架内滴注液晶4，使液晶4充满数个第一单元1的液晶透镜 空间和液晶存储空间。将弹性电极3覆盖在数个第一单元1的第一支架的端部，涂有第二 取向层的一侧表面朝向第一单元l，与第一单元1上的第一取向层相对设置，这样液晶4就 被容置在弹性电极和第一基板形成的空间内。在保护性气体的氛围下，将数个第二单元2 的第二支架扣设在数个第一单元1的第一支架上，每个第二支架的第二外壁的端部与第一 支架的第一外壁的端部对齐，第二支架第二内壁的端部与第一支架第一内壁的端部对齐， 将弹性电极3压紧在对齐的端部之间。此时，数个第二单元2的控制电极朝向弹性电极3， 使数个第二单元2的控制电极与弹性电极3的透明导电薄膜相对设置。通过涂敷在第二基 板周边表面的封框胶5将第一基板和第二基板粘结在一起。此时，弹性电极3和第二基板 之间形成的数个薄膜变形空间和气体存储空间内充满保护性气体，保护性气体可以起到保 护作用，延长弹性电极的使用寿命。最后，对封框胶5进行固化处理，使第一基板和第二基 板固接在一起，并将弹性电极3固定在每个第一单元1的第一支架与每个第二单元2的第 二支架之间，最后通过类似现有技术中对盒工艺后切割液晶显示屏的等后续工艺形成二维 与三维显示切换装置，完成本发明制作，如图9所示。本实施例对盒封装过程中，可以将保 护性气体氛围的气压设置成小于标准大气压。这样，当第一基板和第二基板粘结在一起后， 在标准大气压环境下有利于增加第一支架与第二支架之间的压力，使弹性电极在第一支架 与第二支架的压力下得到压紧和固定，有利于工艺的可实现性和结构的可靠性。本实施例 中，液晶滴注在第一基板上，封框胶涂覆在第二基板的周边表面，其实本领域技术人员可以 想见，具体液晶滴注和封框胶涂覆的位置可按照液晶显示屏生产的规律随意变换。
图10为本发明第一实施例二维与三维显示切换装置的工作示意图。如图10所 示，本实施例二维与三维显示切换装置实现三维显示的原理与现有技术的微透镜投射技术 相同，但本实施例采用弹性电极内置液晶的微透镜结构形式以及二维与三维显示切换的实 现结构完全不同于现有技术。实际使用时，将本实施例二维与三维显示切换装置设置在液 晶显示面板的前面。当需要进行三维显示时，对透明导电薄膜和控制电极加载极性相反的 电压，每个液晶透镜单元内的弹性电极3受到每个控制电极的吸引而发生形变，向上凸起。 由于每个液晶透镜单元内只有薄膜变形空间25内相对的表面上设置有相对且形成吸引力 的控制电极和透明导电薄膜，气体存储空间26内没有形成相对的电极，因此只使每个液晶 透镜单元中薄膜变形空间25内的弹性电极3形变，弹性电极3的形变程度与加载在弹性电 极和控制电极上的电压大小有关。每个液晶透镜单元内液晶透镜空间14对应的弹性电极3 向上凸起使液晶透镜空间14的体积增大，使液晶存储空间15内的液晶4通过液晶通道流 向液晶透镜空间14，同时薄膜变形空间25的体积减小，使薄膜变形空间25内的气体通过气 体通道流向气体存储空间26。这样就使每个液晶透镜空间14对应的弹性电极3形成一个 液晶透镜，使液晶显示面板的显示转换至三维显示状态。当需要进行二维显示时，取消施加 在透明导电薄膜和控制电极的电压，弹性电极3则会恢复到原始的无形变状态，液晶透镜 不能形成，便使液晶显示面板的显示转换至二维状态。由于需要使每个液晶透镜单元内的 弹性电极3向上凸起，所以在控制电极上施加的电压与弹性电极3上施加的电压的极性相 反，这样在相互吸引的电场作用下，每个液晶透镜单元内的弹性电极3受到第二单元2的吸 引力，该吸引力与第二单元2和弹性电极3上所施加的电压有关，同时该吸引力需要与制作 弹性电极时所使用的弹性薄膜的弹性相对应。由于液晶处在电场中会发生偏转，影响折射 效果，因此控制电极与弹性电极上施加的电压不仅要满足弹性电极的形变要求，而且要考 虑液晶的折射特性。实际应用中，需要根据实际的折射规律进行统一测试后确定电压。
从上述技术方案可以看出，本实施例采用数个液晶透镜单元的结构形式，且液晶 透镜单元由弹性电极内置液晶构成，具有结构简洁的特点；本实施例制造过程采用现有的 成熟工艺，可以直接利用现有技术液晶显示面板的生产线，降低了生产投资，具有易于实现 的特点；本实施例采用的原材料与生产液晶显示面板所用的材料相近，具有成本低的特点。 相对于现有技术，本实施例通过在控制电极和弹性电极上施加电压与否就可以便利地实现 二维显示与三维显示之间的切换，通过控制施加在控制电极和弹性电极上电压的大小来控 制液晶透镜的形状，本实施例不仅可以实现准确的三维图像，控制方法简单，而且通过改变 弹性电极的形状使显示的三维图像可以适应不同的观看距离，因此没有观看距离的限制， 这是目前所有现有技术都不具备的优点。 图11为本发明二维与三维显示切换装置第二实施例的结构示意图，只示意了一 个液晶透镜单元的结构，为图1中A-A向的剖视图。如图11所示，本实施例二维与三维显 示切换装置由数个液晶透镜单元组成，数个液晶透镜单元以矩阵方式排列，其排列方式与 液晶显示面板上矩阵方式排列的子像素相同，每个液晶透镜单元与液晶显示面板的至少一 个子像素相对应。每个液晶透镜单元包括相对设置的第一单元1和第二单元2，第一单元1 与第二单元2之间设置有弹性电极3，弹性电极3用于形成液晶透镜，以实现二维显示与三 维显示之间的切换。具体地，第一单元1包括形成在第一基板11上的控制电极22、第一取 向膜12和第一支架13，第一支架13用于固定弹性电极3，并与弹性电极3形成将液晶4容置其间的液晶透镜空间14和液晶存储空间15，液晶透镜空间14与液晶存储空间15之间 设置有供液晶流动的液晶通道。设置在第一基板11上的控制电极22与弹性电极3相对设 置，用于驱动弹性电极3变形以形成液晶透镜。第二单元2包括形成在第二基板21上第二 支架24，第二支架24用于与第一支架13 —起固定弹性电极3，并与弹性电极3形成将气体 容置其间的薄膜变形空间25和气体存储空间26，薄膜变形空间25与气体存储空间26之间 设置有供气体流动的气体通道。弹性电极3包括形成在弹性薄膜31表面上的第二取向膜 32和透明导电薄膜33，第二取向膜32 —侧的表面朝向第一单元l，使弹性电极3的第二取 向膜32与第一单元1上的第一取向膜12相对设置。本实施例工作时，将本实施例二维与 三维显示切换装置设置在液晶显示面板的前面，当需要进行三维显示时，对本实施例二维 与三维显示切换装置中透明导电薄膜33和控制电极22加载极性相同的电压，弹性电极3 受到每个第一单元1上控制电极22的排斥而发生形变，向上凸起，使弹性电极3以及夹设 在弹性电极3与第一单元1之间的液晶4 一起形成液晶透镜，液晶显示面板的显示则转换 至三维显示状态。当需要进行二维显示时，取消施加在透明导电薄膜33和控制电极22的 电压，弹性电极3则会恢复到原始的无形变状态，液晶透镜不能形成，便使液晶显示面板的 显示转换至二维状态。 从本实施例上述技术方案可以看出，本实施例是前述第一实施例的一种结构变 形，主要区别在于，本实施例将控制电极22设置在第一基板上，通过控制电极22与弹性电 极3的排斥作用使弹性电极3形成液晶透镜。具体地，数个控制电极22直接形成在第一基 板11的一部分表面上，其位置与液晶透镜空间14对应，数个光阻23也直接形成在第一基 板11的另一部分表面上，与液晶存储空间15对应，第一取向膜12则形成在控制电极22和 光阻23上。本实施例中，第一取向膜、第一支架、第二支架以及弹性电极的结构形式以及制 备过程与第一实施例基本相同，不再赘述。 图12为本发明二维与三维显示切换装置第三实施例的结构示意图，只示意了一 个液晶透镜单元的结构，为图1中A-A向的剖视图。如图12所示，本实施例二维与三维显 示切换装置是前述第一实施例的一种结构变形，主体结构及制备过程与第一实施例基本相 同，不同之处在于，本实施例数个控制电极22形成在第二基板21的部分表面上，其位置与 气体存储空间26相对应，数个光阻23形成在第一基板11的部分表面上，其位置与液晶存 储空间15相对应。本实施例工作时，将本实施例二维与三维显示切换装置设置在液晶显示 面板的前面，当需要进行三维显示时，对本实施例二维与三维显示切换装置中透明导电薄 膜33和控制电极22加载极性相同的电压，气体存储空间26内的弹性电极3受到每个第二 单元2上控制电极22的排斥而发生形变，向下凸起，液晶存储空间15内的液晶则向液晶透 镜空间14流动，使薄膜变形空间25内的弹性电极3发生形变，向上凸起，使弹性电极3以 及夹设在弹性电极3与第一单元1之间的液晶4 一起形成液晶透镜，液晶显示面板的显示 则转换至三维显示状态。当需要进行二维显示时，取消施加在透明导电薄膜33和控制电极 22的电压，弹性电极3则会恢复到原始的无形变状态，液晶透镜不能形成，便使液晶显示面 板的显示转换至二维状态。 图13为本发明二维与三维显示切换装置第四实施例的结构示意图。如图13所示， 本实施例二维与三维显示切换装置也是前述第一实施例的一种结构变形，主体结构及制备 过程与第一实施例基本相同，不同之处在于，本实施例数个控制电极22形成在第一基板11的部分表面上，其位置与液晶存储空间15相对应，数个光阻23形成在第二基板21的部分 表面上，其位置与气体存储空间26相对应。也可以说本实施例二维与三维显示切换装置是 前述第三实施例的一种结构变形，不同之处在于，本实施例数个控制电极22形成在第一基 板11上，数个光阻23形成在第二基板21上。本实施例工作时，将本实施例二维与三维显示 切换装置设置在液晶显示面板的前面，当需要进行三维显示时，对本实施例二维与三维显 示切换装置中透明导电薄膜33和控制电极22加载极性相反的电压，气体存储空间26内的 弹性电极3受到每个第一单元1上控制电极22的吸引而发生形变，向下凸起，液晶存储空 间15内的液晶则向液晶透镜空间14流动，使薄膜变形空间25内的弹性电极3发生形变， 向上凸起，使弹性电极3以及夹设在弹性电极3与第一单元1之间的液晶4 一起形成液晶 透镜，液晶显示面板的显示则转换至三维显示状态。当需要进行二维显示时，取消施加在透 明导电薄膜33和控制电极22的电压，弹性电极3则会恢复到原始的无形变状态，液晶透镜 不能形成，便使液晶显示面板的显示转换至二维状态。 以上三个实施例中，由于设置光阻的目的是遮挡光线，因此光阻只要设置在第一 基板相应的液晶存储空间或第二基板相应的气体存储空间即可，和其他要素的设置没有关 系。 图14为本发明二维与三维显示切换装置的制造方法的流程图，包括 步骤1、在第一基板上制作第一取向膜和第一支架，形成数个以矩阵方式排列的第
一单元； 步骤2、在第二基板上制作第二支架，形成数个以矩阵方式排列的第二单元；
步骤3、在弹性薄膜的表面制作第二取向膜和透明导电薄膜，形成弹性电极；
步骤4、在所述数个第一单元内滴注液晶，将所述弹性电极覆盖在数个第一单元的 第一支架上，涂有第一取向层的一侧表面朝向第一单元，通过封框胶使所述第一基板和第 二基板粘结在一起并将所述弹性电极固定，形成数个以矩阵方式排列的液晶透镜单元。
首先需要说明的是，本发明二维与三维显示切换装置的制造方法中，步骤1、步骤 2和步骤3是相互独立的制作工艺，三者之间没有任何时序关系，可以根据实际需要按照任 何次序执行步骤1、步骤2和步骤3。下面通过具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
图15为本发明二维与三维显示切换装置的制造方法第一实施例的流程图，包括 形成数个第一单元、形成数个第二单元和形成弹性电极的步骤，最后进行对盒封装的步骤， 其中形成数个第一单元、形成数个第二单元和形成弹性电极的次序可以根据需要调整。
步骤11、在第一基板的表面涂布第一取向膜并进行摩擦取向处理；
步骤12、在涂布第一取向膜并进行摩擦取向后的第一基板上，采用树脂材料形成 数个第一支架，每个第一支架包括第一外壁和第一内壁，一个第一外壁与第一内壁之间形 成液晶透镜空间，另一个第一外壁与第一内壁之间形成液晶存储空间，所述第一内壁上形 成有供液晶流动的液晶通道； 步骤13、在第二基板的一部分表面上制作控制电极，在第二基板的另一部分表面 上制作光阻； 步骤14、在制作有控制电极和光阻的第二基板上，采用树脂材料形成数个第二支 架，每个第二支架包括第二外壁和第二内壁，一个第二外壁与第二内壁之间形成薄膜变形 空间，另一个第二外壁与第二内壁之间形成气体存储空间，所述第二内壁上形成有供气体流动的气体通道； 步骤15、在弹性薄膜的一侧表面上涂布第二取向膜并进行摩擦取向处理；
步骤16、在弹性薄膜的另一侧表面上采用溶胶_凝胶法形成透明导电薄膜；
步骤17、在所述数个第一单元内滴注液晶，将所述弹性电极覆盖在数个第一单元 的第一支架上，涂有第一取向层的一侧表面朝向第一单元； 步骤18、在保护性气体的氛围下，将数个第二单元的第二支架扣设在数个第一单 元的第一支架上并压紧弹性电极，通过涂覆在第二基板周边表面上的封框胶将所述第一基 板和第二基板粘结在一起； 步骤19、对封框胶进行固化处理，使所述第一基板和第二基板固接在一起并将弹 性电极固定在第一支架与第二支架之间，形成数个以矩阵方式排列的液晶透镜单元。
本实施例中，步骤11和步骤12属于数个第一单元的制作过程，第一取向膜和第一 支架的制作过程、结构形式以及所采用材料与前述图3和图4所示方案相同；步骤13和步 骤14属于数个第二单元的制作过程，控制电极、光阻和第二支架的制作过程、结构形式以 及所采用材料与前述图7和图8所示方案相同；步骤15和步骤16属于弹性电极的制作过 程，第二取向膜和透明导电薄膜的制作过程、结构形式以及所采用材料与前述图5和图6所 示方案相同；步骤17 步骤19属于对盒封装过程，制作过程和结构形式与前述图9所示方 案相同，上述过程不再赘述。 图16为本发明二维与三维显示切换装置的制造方法第二实施例的流程图，包括 形成数个第一单元、形成数个第二单元和形成弹性电极的步骤，最后进行对盒封装的步骤， 其中形成数个第一单元、形成数个第二单元和形成弹性电极的次序可以根据需要调整。
步骤21、在第一基板的一部分表面上制作控制电极，在第一基板的另一部分表面 上制作光阻； 步骤22、在形成控制电极和光阻的第一基板上涂布第一取向膜并进行摩擦取向处 理； 步骤23、在涂布第一取向膜并进行摩擦取向后的第一基板上，采用树脂材料形成 数个第一支架，每个第一支架包括第一外壁和第一内壁，一个第一外壁与第一内壁之间形 成液晶透镜空间，另一个第一外壁与第一内壁之间形成液晶存储空间，所述第一内壁上形 成有供液晶流动的液晶通道； 步骤24、在第二基板上，采用树脂材料形成数个第二支架，每个第二支架包括第二 外壁和第二内壁，一个第二外壁与第二内壁之间形成薄膜变形空间，另一个第二外壁与第 二内壁之间形成气体存储空间，所述第二内壁上形成有供气体流动的气体通道；
步骤25、在弹性薄膜的一侧表面上涂布第二取向膜并进行摩擦取向处理；
步骤26、在弹性薄膜的另一侧表面上采用溶胶_凝胶法形成透明导电薄膜；
步骤27、在所述数个第一单元内滴注液晶，将所述弹性电极覆盖在数个第一单元 的第一支架上，涂有第一取向层的一侧表面朝向第一单元； 步骤28、在保护性气体的氛围下，将数个第二单元的第二支架扣设在数个第一单 元的第一支架上并压紧弹性电极，通过涂覆在第二基板周边表面上的封框胶将所述第一基 板和第二基板粘结在一起； 步骤29、对封框胶进行固化处理，使所述第一基板和第二基板固接在一起并将弹性电极固定在第一支架与第二支架之间，形成数个以矩阵方式排列的液晶透镜单元。
本实施例是前述本发明二维与三维显示切换装置的制造方法第一实施例的一种 方法变形，主要区别在于，在形成数个以矩阵方式排列的第一单元流程中，本实施例将控制 电极直接形成在第一基板的一部分表面上，其位置与液晶透镜空间对应，光阻也直接形成 在第一基板的另一部分表面上，与液晶存储空间对应，第一取向膜则形成在控制电极和光 阻上；在形成数个以矩阵方式排列的第二单元流程中，第二支架直接形成在第二基板上； 其它流程与第一实施例基本相同，不再赘述。 在本发明二维与三维显示切换装置的制造方法前述第一实施例和第二实施例技 术方案的基础上，还可以形成其它的技术方案。例如，在前述第一实施例中，形成数个以矩 阵方式排列的第二单元时可以将控制电极形成在气体存储空间对应的第二基板上，而光阻 既可以形成在第二基板上，也可以形成在第一基板上，形成本发明二维与三维显示切换装 置第三实施例的结构形式。又如，在前述第二实施例中，形成数个以矩阵方式排列的第一单 元时可以将控制电极形成在液晶存储空间对应的第一基板上，而光阻既可以形成在第二基 板上，也可以形成在第一基板上，形成本发明二维与三维显示切换装置第四实施例的结构 形式。由于设置光阻的目的是遮挡光线，因此光阻只要设置在第一基板相应的液晶存储空 间或第二基板相应的气体存储空间即可，和其他要素的设置没有关系。 本发明提供了一种全新结构的二维与三维显示切换装置及其制造方法，采用弹性 电极内置液晶形成液晶透镜单元的结构形式。当需要进行三维显示时，通过向控制电极和 弹性电极加载电压，使弹性电极形变，弹性电极及其内置的液晶构成液晶透镜，就可以实现 三维显示，取消施加在控制电极和弹性电极上的电压，弹性电极恢复到原始的无形变状态， 就可以使显示转换至二维状态，便利地实现了二维显示与三维显示之间的切换。通过控制 施加在控制电极和弹性电极上电压的大小来控制弹性电极变形的形状，本发明不仅可以实 现准确的三维图像，而且通过改变液晶透镜的形状使显示的三维图像可以适应不同的观看 距离，因此没有观看距离的限制。进一步地，本发明二维与三维显示切换装置还具有结构简 洁、控制方法简单、三维图像观看距离可调、易于实现和成本低等优点。 在前述技术方案的基础上，本发明还提供了一种采用本发明二维与三维显示切换 装置的液晶显示器，包括二维与三维显示切换装置和液晶显示面板，二维与三维显示切换 装置由数个液晶透镜单元组成，可以采用本发明图1 图13所示的结构，液晶显示面板可 以采用现有技术的结构，二维与三维显示切换装置设置在液晶显示面板的前方，背光源设 置在液晶显示面板的后方。当需要进行三维显示时，对二维与三维显示切换装置中弹性电 极和每个液晶透镜单元的控制电极加载电压，即可使二维与三维显示切换装置形成数个小 型的凸透镜，对来自液晶显示面板的光线的出射方向进行调节和再聚焦，形成三维图像，液 晶显示面板的显示则转换至三维显示状态。当需要进行二维显示时，取消施加的电压，二维 与三维显示切换装置仅仅作为一个透射层，不影响来自液晶显示面板的光线，液晶显示面 板的显示便转换至二维状态。 图17为本发明液晶显示器的结构示意图。如图17所示，本发明液晶显示器包括 液晶显示面板400和二维与三维显示切换装置300， 二维与三维显示切换装置300由数个液 晶透镜单元依次排列组成，液晶显示面板400由阵列基板和彩膜基板对盒形成，包括数个 子像素，二维与三维显示切换装置300中的一个液晶透镜单元与液晶显示面板400中的一个子像素相对应。二维与三维显示切换装置中取向膜的摩擦取向方向为水平方向，与液晶
显示面板中彩膜基板中取向膜的摩擦取向方向相同，这样二维与三维显示切换装置上不贴
附偏光片，不会形成开关作用。由于液晶显示面板的每个子像素可以划分成像素区域(即
像素电极显示区域)和边缘区域(即黑矩阵遮挡区域)，因此可以将每个液晶透镜单元中的
液晶透镜空间(或薄膜变形空间)与像素区域相对应，液晶存储空间(或气体存储空间)
与边缘区域相对应，也就是说，将不参加形成液晶透镜的液晶存储空间(或气体存储空间)
的位置设置在被黑矩阵遮挡的数据线或栅线的对应位置，这样液晶显示面板的显示区域不
会变小。目前液晶显示面板正常的开口率(像素显示区域占整个像素区域的比值)约为
60%，说明液晶存储空间(或气体存储空间)所占面积可以调整为液晶透镜单元总面积的
35%左右。实际使用中，一个液晶透镜单元还可以与液晶显示面板中的一个、二个、三个或
四个子像素相对应，即一个本发明液晶透镜覆盖一个、二个、三个或四个子像素。 最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照
较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的
技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
一种二维与三维显示切换装置，其特征在于，包括数个以矩阵方式排列的液晶透镜单元，每个液晶透镜单元包括第一单元、第二单元和设置在所述第一单元与第二单元之间的弹性电极，所述第一单元与弹性电极之间填充有液晶，每个液晶透镜单元还设置有驱动所述弹性电极变形以形成液晶透镜的控制电极。
2. 根据权利要求1所述的二维与三维显示切换装置，其特征在于，所述第一单元包括 第一基板、第一取向膜和第一支架，所述第一取向膜和第一支架形成在第一基板上，所述第 一支架与所述弹性电极之间形成将液晶容置其间的液晶透镜空间和液晶存储空间，所述液 晶透镜空间与液晶存储空间之间设置有供液晶流动的液晶通道。
3. 根据权利要求2所述的二维与三维显示切换装置，其特征在于，所述第一支架包括 第一外壁和第一内壁，所述第一外壁形成在所述液晶透镜单元的边缘，所述第一内壁设置 在第一外壁内，一个第一外壁与第一内壁之间形成所述液晶透镜空间，另一个第一外壁与 第一内壁之间形成所述液晶存储空间，所述液晶通道形成在所述第一内壁上。
4. 根据权利要求1所述的二维与三维显示切换装置，其特征在于，所述第二单元包括 第二基板和第二支架，所述第二支架形成在第二基板上，所述第二支架与所述弹性电极形 成将气体容置其间的薄膜变形空间和气体存储空间，所述薄膜变形空间与气体存储空间之 间设置有供气体流动的气体通道。
5. 根据权利要求4所述的二维与三维显示切换装置，其特征在于，所述第二支架包括 第二外壁和第二内壁，所述第二外壁形成在所述液晶透镜单元的边缘，所述第二内壁设置 在第二外壁内，一个第二外壁与第二内壁之间形成所述薄膜变形空间，另一个第二外壁与 第二内壁之间形成所述气体存储空间，所述气体通道形成在所述第二内壁上。
6. 根据权利要求1所述的二维与三维显示切换装置，其特征在于，所述弹性电极包括 弹性薄膜、第二取向膜和透明导电薄膜，所述第二取向膜和透明导电薄膜形成在弹性薄膜表面上。
7. 根据权利要求6所述的二维与三维显示切换装置，其特征在于，所述弹性薄膜为热 塑性聚氨酯弹性体薄膜。
8. 根据权利要求6或7所述的二维与三维显示切换装置，其特征在于，所述第二取向膜 形成在弹性薄膜朝向所述第一单元的表面上，所述透明导电薄膜形成在弹性薄膜朝向所述 第二单元的表面上。
9. 根据权利要求2或3所述的二维与三维显示切换装置，其特征在于，所述控制电极设 置在所述第一基板对应所述液晶透镜空间的表面上，或所述控制电极设置在所述第一基板 对应所述液晶存储空间的表面上。
10. 根据权利要求2或3所述的二维与三维显示切换装置，其特征在于，所述第一基板 对应所述液晶存储空间的表面上还设置有用于遮挡光线的光阻。
11. 根据权利要求4或5所述的二维与三维显示切换装置，其特征在于，所述控制电极 设置在所述第二基板对应所述薄膜变形空间的表面上，或所述控制电极设置在所述第二基 板对应所述气体存储空间的表面上。
12. 根据权利要求4或5所述的二维与三维显示切换装置，其特征在于，所述第二基板 对应所述气体存储空间的表面上还设置有用于遮挡光线的光阻。
13. —种二维与三维显示切换装置的制造方法，其特征在于，包括在第一基板上制作第一取向膜和第一支架，形成数个以矩阵方式排列的第一单元； 在第二基板上制作第二支架，形成数个以矩阵方式排列的第二单元； 在弹性薄膜的表面制作第二取向膜和透明导电薄膜，形成弹性电极； 在所述数个第一单元内滴注液晶，将所述弹性电极覆盖在数个第一单元的第一支架 上，涂有第一取向层的一侧表面朝向第一单元，通过封框胶使所述第一基板和第二基板粘 结在一起并将所述弹性电极固定，形成数个以矩阵方式排列的液晶透镜单元。
14. 根据权利要求13所述的二维与三维显示切换装置的制造方法，其特征在于，在第 一基板上制作第一取向膜和第一支架包括在第一基板的表面涂布第一取向膜并进行摩擦取向处理；在涂布第一取向膜并进行摩擦取向后的第一基板上，采用树脂材料形成数个第一支 架，每个第一支架包括第一外壁和第一内壁，一个第一外壁与第一内壁之间形成液晶透镜 空间，另一个第一外壁与第一内壁之间形成液晶存储空间，所述第一内壁上形成有供液晶 流动的液晶通道。
15. 根据权利要求14所述的二维与三维显示切换装置的制造方法，其特征在于，所述 在第一基板上制作第一取向膜和第一支架还包括在第一基板上制作控制电极，所述控制 电极设置在第一基板对应液晶透镜空间的表面上，或所述控制电极设置在第一基板对应液 晶存储空间的表面上。
16. 根据权利要求14所述的二维与三维显示切换装置的制造方法，其特征在于，所述 在第一基板上制作第一取向膜和第一支架还包括在第一基板上制作光阻，所述光阻设置 在第一基板对应液晶存储空间的表面上。
17. 根据权利要求13所述的二维与三维显示切换装置的制造方法，其特征在于，在第 二基板上制作第二支架包括在第二基板上，采用树脂材料形成数个第二支架，每个第二支架包括第二外壁和第二 内壁，一个第二外壁与第二内壁之间形成薄膜变形空间，另一个第二外壁与第二内壁之间 形成气体存储空间，所述第二内壁上形成有供气体流动的气体通道。
18. 根据权利要求17所述的二维与三维显示切换装置的制造方法，其特征在于，所述 在第二基板上制作第二支架还包括在第二基板上制作控制电极，所述控制电极设置在第 二基板对应薄膜变形空间的表面上，或所述控制电极设置在第二基板对应气体存储空间的 表面上。
19. 根据权利要求17所述的二维与三维显示切换装置的制造方法，其特征在于，所述在第二基板上制作第二支架还包括在第二基板上制作光阻，所述光阻设置在第二基板对 应气体存储空间的表面上。
20. 根据权利要求13 19中任一权利要求所述的二维与三维显示切换装置的制造方法，其特征在于，在弹性薄膜的表面制作第二取向膜和透明导电薄膜包括 在弹性薄膜的一侧表面上涂布第二取向膜并进行摩擦取向处理； 在弹性薄膜的另一侧表面上采用溶胶_凝胶法形成透明导电薄膜。
21. 根据权利要求20所述的二维与三维显示切换装置的制造方法，其特征在于，在弹 性薄膜的另一侧表面上采用溶胶_凝胶法形成透明导电薄膜包括将前驱物溶于乙醇中，加入蒸馏水和透明导电溶液混合，经过搅拌配成均相溶液，对所述均相溶液进行静置，形成透明溶胶；将弹性薄膜进行清洗，并进行干燥处理；采用甩膜法，将所述透明溶胶甩设在所述弹性薄膜的表面上；进行热处理。
22. 根据权利要求13 19中任一权利要求所述的二维与三维显示切换装置的制造方法，其特征在于，通过封框胶使所述第一基板和第二基板粘结在一起并将所述弹性电极固定包括在保护性气体的氛围下，将数个第二单元的第二支架扣设在数个第一单元的第一支架上并压紧弹性电极，通过涂覆在第二基板上的封框胶将所述第一基板和第二基板粘结在一起，对所述封框胶进行固化处理。
23. —种包括权利要求1 12中任一权利要求所述二维与三维显示切换装置的液晶显示器，其特征在于，包括液晶显示面板，所述二维与三维显示切换装置设置在所述液晶显示面板的前方。
全文摘要
本发明涉及一种二维与三维显示切换装置及其制造方法和液晶显示器。二维与三维显示切换装置包括数个以矩阵方式排列的液晶透镜单元，每个液晶透镜单元包括第一单元、第二单元和设置在所述第一单元与第二单元之间的弹性电极，所述第一单元与弹性电极之间填充有液晶，每个液晶透镜单元还设置有驱动所述弹性电极变形以形成液晶透镜的控制电极。本发明采用弹性电极内置液晶形成液晶透镜单元的结构形式，可便利地实现二维显示与三维显示之间的切换。本发明不仅可以实现准确的三维图像，而且显示的三维图像没有观看距离的限制，同时具有结构简洁、控制方法简单、三维图像观看距离可调、易于实现和成本低等优点。
文档编号G02F1/1343GK101750775SQ20081024028
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月22日 优先权日2008年12月22日
发明者陈东 申请人:北京京东方光电科技有限公司