一种3d显示用视差屏障模组的制作方法
【专利摘要】一种3D显示用视差屏障模组，属于图像显示【技术领域】。本发明采用经表面改性处理使得表面带负电的炭黑粒子作为视差屏障材料，表面带负电的炭黑粒子在电场作用下发生电泳现象从而聚集于高电位透明电极表面形成视差屏障，适应3D显示；撤销偏置电压后，表面带负电的炭黑粒子由于相互排斥而均匀分散于分散液中，从而不影响2D图像的显示。本发明具有结构简单、成本低廉和操作方便的特点，且能适应3D图像与2D图像之间的相互转换。
【专利说明】-种3D显示用视差屏障模组
【技术领域】
[0001] 本发明属于图像显示【技术领域】，涉及裸眼3D显示技术，尤其是涉及裸眼3D显示技 术中的视差屏障模组。
【背景技术】
[0002] 现今大部分的平板显示器件属于二维显示器件，只能显示平面图像。二维显示的 场景与物体的立体感、层次感不强，观众很难有身临其境的感觉。随着人们生活的进步，对 于显示技术画面观感的需求也随之提高，简单的二维显示已经不能满足人们的要求。显示 技术的发展就是为了带给人们更自然、更逼真的画面感受。而3D显示技术正是可以让人 们在观赏中有着仿佛置身其中的逼真感和二维显示不可比拟的立体观感，3D显示技术在影 视娱乐生活、工业建筑设计、卫生医疗、视频通信以及军事等多个方面都有着广阔的应用前 旦 -5^ 〇
[0003] 3D显示技术的基本原理如图1所示，是依靠人眼和大脑的协调立体图像识别分 析，主要分为助视3D技术和裸眼3D技术。助视3D技术主要通过外在的特制设备来将左、右 眼的立体图像信息分别送入人的左、右眼从而实现3D效果；而裸眼3D技术则主要是通过屏 幕上的视差屏障模组来调节光的角度从而使左、右眼图像分别送入人的左、右眼来实现3D 显示效果。其中助视3D技术发展较早，但是助视3D技术需要观看者佩戴专用眼镜，这样就 限制了视野和视角，同时也降低了画面的亮度和分辨率，部分用户甚至还会出现头晕等症 状；而裸眼3D技术不需要借助其他佩戴的辅助设备，而是让经过屏幕端处理后的光线进入 用户的眼睛就能直接获得3D显示的图像，对于观看用户十分的舒适便利，因此成为3D显示 技术研究的主要方向。
[0004] 虽然可以实现裸眼3D显示的原理途径种类众多，但是在目前已上市的这些设备 中，大多数运用的是视差屏障模组。视差屏障模组是一种紧贴在二维显示器件屏幕表面的 一种结构材料，其工作原理如图1所示，是在平板显示器屏幕前方（人眼与屏幕之间）形成 一个光栅式的视差屏障，该视差屏障使得3D显示图像中的左眼图像只能进入观众的左眼， 而3D显示图像中的右眼图像只能进入观众的右眼，从而在观众大脑中产生立体效果。
[0005] 最原始的3D视差屏障模组是一种固定式的视差屏障模组，这种固定式的视差屏 障模组所形成的视差屏障是固定不变的，只能用于显示3D图像，而不能在3D图像与2D图 像之间转换。通常视差屏障模组的使用希望不影响2D图像的显示，因此视差屏障模组应当 能够适应3D图像与2D图像之间进行转换。现有能够适应3D图像与2D图像之间进行转换 的视差屏障模组多采用高分子液晶层来形成视差屏障，但这样的视差屏障模组存在电极结 构复杂、且液晶材料成本较高的不足之处。
[0006] 炭黑颗粒表面几乎呈现出纯黑色的特性，具有较强的遮光性，满足作为视差屏障 材料的基本要求，且炭黑成本低廉，但炭黑颗粒之间的凝聚力较强，表面自由能高，极易形 成较大的团聚体，不宜分散。利用炭黑作为视差屏障材料面临着如何适应3D图像与2D图 像之间进行转换的问题。
【发明内容】
[0007] 本发明提供一种3D显示用视差屏障模组，该视差屏障模组能够适应3D图像与2D 图像之间的相互转换，且具有结构简单、成本低廉和操作方便的特点。
[0008] 本发明技术方案如下：
[0009] 一种3D显示用视差屏障模组，包括第一透明基板10、第二透明基板11、第一透明 电极20、第二透明电极21，其中第一透明电极20附着于第一透明基板10表面，第二透明电 极21附着于第二透明基板11表面；第一透明电极20和第二透明电极21之间具有若干相 互平行的透明介质材料30,所有透明介质材料30固定粘接与第一透明电极20和第二透明 电极21之间，并将第一透明电极20和第二透明电极21之间的空间分成若干平行分布且等 间距的子空间31 ;在所有子空间31中灌注表面带负电的炭黑粒子的分散体系，然后整体封 装。
[0010] 所述3D显示用视差屏障模组贴装于平板显示器屏幕表面，用于3D显示时，在第一 透明电极20和第二透明电极之间施加偏置电压，表面带负电的炭黑粒子在电场作用下发 生电泳现象从而聚集于高电位透明电极表面形成视差屏障，所形成的视差屏障能够使左眼 图像只进入观察者左眼而右眼图像只进入观察者右眼；当第一透明电极20和第二透明电 极之间不施加偏置电压时，表面带负电的炭黑粒子由于相互排斥而均匀分散于分散液中， 从而不影响2D图像的显示。
[0011] 上述3D显示用视差屏障模组中，所述表面带负电的炭黑粒子的分散体系由表面 带负电的炭黑粒子分散于分散液中得到，所述分散液为四氯乙烯或四氯乙烯的有机溶液。 为了提高表面带负电的炭黑粒子在分散液中的分散效果，可在分散体系中适当添加表面 活性剂，如：山梨醇酐单油酸酯（Span-80)或十二烷基磺酸钠（SDS)。所述表面带负电的 炭黑粒子由炭黑颗粒经浓硝酸氧化改性处理得到，具体过程为：首先对市售炭黑颗粒进行 200°C下的烘烤处理，以除去炭黑中吸附的水分和部分油脂杂质；然后将烘烤处理后的炭黑 颗粒分散于质量百分比浓度为67%的浓硝酸溶液中，在120°C下恒温磁力搅拌8小时，整个 过程采用冷凝回流装置以保证硝酸的浓度；最后将浓硝酸处理后的炭黑颗粒过滤、清洗后 进行球磨处理，球磨料烘干后得到表面带负电的炭黑粒子。
[0012] 另外，无需特别说明，本领域技术人员应当知道：上述技术方案中，所述透明基板 材料宜采用玻璃，所述透明电极宜采用ΙΤ0电极，所述透明介质材料30宜采用玻璃。
[0013] 本发明的实质是采用经表面改性处理使得表面带负电的炭黑粒子作为视差屏障 材料。通常在炭黑生成过程中炭黑颗粒聚集连接在一起，颗粒之间的凝聚力较强，表面自由 能高，极易形成较大的团聚体，不宜分散。然而在工业生产和研究应用中，为了保证炭黑材 料的优良性能，一般需要炭黑颗粒可以在溶剂形成均匀稳定的分散体系。所以需要对炭黑 进行表面改性。硝酸是一种强氧化性溶液，可以在炭黑表面引入以羧基、酚羟基为主的多种 含氧官能团，并且随着反应温度的升高，炭黑表面氧化程度加深。本发明采用浓硝酸作为液 相法的氧化剂对炭黑表面进行深度氧化改性。在氧化改性开始时首先在炭黑表面产生呈弱 酸性的酚羟基，随着氧化改性的进行，氧化程度逐渐加深，弱酸性的羟基逐渐被更深一步氧 化成强酸性的羧基。浓硝酸具有挥发性，在氧化改性后比较容易去除，不会在炭黑中残留杂 质。在氧化改性的过程中，炭黑表面含氧官能团的数目会逐渐增加，炭黑中的氧含量也会逐 渐提高，这些酸性含氧官能团使得炭黑表面负电荷量增加，成为局部极性，炭黑颗粒之间的 静电斥力可以很好的阻碍炭黑颗粒的聚集结合从而增强炭黑颗粒的分散稳定性。
[0014] 本发明在利用经表面改性处理使得表面带负电的炭黑粒子作为视差屏障材料的 同时，对3D显示用视差屏障模组的结构进行了改进，使其结构更加简单、操作更加方便。、
[0015] 总之，本发明提供的3D显示用视差屏障模组，具有结构简单、成本低廉和操作方 便的特点，且能适应3D图像与2D图像之间的相互转换。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为裸眼3D显示基本原理示意图。
[0017] 图2为本发明提供的3D显示用视差屏障模组的剖面结构示意图（不加电）。
[0018] 图3为本发明提供的3D显示用视差屏障模组的剖面结构示意图（加电）。
[0019] 图4为本发明中炭黑颗粒经浓硝酸氧化改性处理得到表面带负电的炭黑粒子的 工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0020] 以下结合附图和【具体实施方式】对本发明专利进一步说明。
[0021] 一种3D显示用视差屏障模组，如图2所示，包括第一透明基板10、第二透明基板 11、第一透明电极20、第二透明电极21，其中第一透明电极20附着于第一透明基板10表 面，第二透明电极21附着于第二透明基板11表面；第一透明电极20和第二透明电极21之 间具有若干相互平行的透明介质材料30,所有透明介质材料30固定粘接与第一透明电极 20和第二透明电极21之间，并将第一透明电极20和第二透明电极21之间的空间分成若干 平行分布且等间距的子空间31 ;在所有子空间31中灌注表面带负电的炭黑粒子的分散体 系，然后整体封装。
[0022] 所述3D显示用视差屏障模组贴装于平板显示器屏幕表面，用于3D显示时，在第一 透明电极20和第二透明电极之间施加偏置电压，如图3所示，表面带负电的炭黑粒子在电 场作用下发生电泳现象从而聚集于高电位透明电极表面形成视差屏障，所形成的视差屏障 能够使左眼图像只进入观察者左眼而右眼图像只进入观察者右眼；当第一透明电极20和 第二透明电极之间不施加偏置电压时，表面带负电的炭黑粒子由于相互排斥而均匀分散于 分散液中，从而不影响2D图像的显示。
[0023] 上述3D显示用视差屏障模组中，所述表面带负电的炭黑粒子的分散体系由表面 带负电的炭黑粒子分散于分散液中得到，所述分散液为四氯乙烯或四氯乙烯的有机溶液。 为了提高表面带负电的炭黑粒子在分散液中的分散效果，可在分散体系中适当添加表面 活性剂，如：山梨醇酐单油酸酯（Span-80)或十二烷基磺酸钠（SDS)。所述表面带负电的 炭黑粒子由炭黑颗粒经浓硝酸氧化改性处理得到，具体过程为：首先对市售炭黑颗粒进行 200°C下的烘烤处理，以除去炭黑中吸附的水分和部分油脂杂质；然后将烘烤处理后的炭黑 颗粒分散于质量百分比浓度为67%的浓硝酸溶液中，在120°C下恒温磁力搅拌8小时，整个 过程采用冷凝回流装置以保证硝酸的浓度；最后将浓硝酸处理后的炭黑颗粒过滤、清洗后 进行球磨处理，球磨料烘干后得到表面带负电的炭黑粒子。
[0024] 另外，无需特别说明，本领域技术人员应当知道：上述技术方案中，所述透明基板 材料宜采用玻璃，所述透明电极宜采用ITO电极，所述透明介质材料30宜采用玻璃。
【权利要求】
1. 一种3D显示用视差屏障模组，包括第一透明基板（10)、第二透明基板（11)、第一 透明电极（20)、第二透明电极（21)，其中第一透明电极（20)附着于第一透明基板（10)表 面，第二透明电极（21)附着于第二透明基板（11)表面；第一透明电极（20)和第二透明电 极（21)之间具有若干相互平行的透明介质材料（30)，所有透明介质材料（30)固定粘接与 第一透明电极（20)和第二透明电极（21)之间，并将第一透明电极（20)和第二透明电极 (21)之间的空间分成若干平行分布且等间距的子空间（31);在所有子空间（31)中灌注表 面带负电的炭黑粒子的分散体系，然后整体封装；所述3D显示用视差屏障模组贴装于平板 显示器屏幕表面，用于3D显示时，在第一透明电极20和第二透明电极之间施加偏置电压， 表面带负电的炭黑粒子在电场作用下发生电泳现象从而聚集于高电位透明电极表面形成 视差屏障，所形成的视差屏障能够使左眼图像只进入观察者左眼而右眼图像只进入观察者 右眼；当第一透明电极20和第二透明电极之间不施加偏置电压时，表面带负电的炭黑粒子 由于相互排斥而均匀分散于分散液中，从而不影响2D图像的显示。
2. 根据权利要求1所述的3D显示用视差屏障模组，其特征在于，所述表面带负电的炭 黑粒子的分散体系由表面带负电的炭黑粒子分散于分散液中得到，所述分散液为四氯乙烯 或四氯乙烯的有机溶液。
3. 根据权利要求2所述的3D显示用视差屏障模组，其特征在于，为了提高表面带负电 的炭黑粒子在分散液中的分散效果，再分散体系中适当添加表面活性剂。
4. 根据权利要求3所述的3D显示用视差屏障模组，其特征在于，所述表面活性剂为山 梨醇酐单油酸酯或十二烷基磺酸钠。
5. 根据权利要求1所述的3D显示用视差屏障模组，其特征在于，所述表面带负电的 炭黑粒子由炭黑颗粒经浓硝酸氧化改性处理得到，具体过程为：首先对市售炭黑颗粒进行 200°C下的烘烤处理，以除去炭黑中吸附的水分和部分油脂杂质；然后将烘烤处理后的炭黑 颗粒分散于质量百分比浓度为67%的浓硝酸溶液中，在120°C下恒温磁力搅拌8小时，整个 过程采用冷凝回流装置以保证硝酸的浓度；最后将浓硝酸处理后的炭黑颗粒过滤、清洗后 进行球磨处理，球磨料烘干后得到表面带负电的炭黑粒子。
6. 根据权利要求1所述的3D显示用视差屏障模组，其特征在于，所述透明基板材料采 用玻璃，所述透明电极宜采用ITO电极，所述透明介质材料（30)采用玻璃。
【文档编号】G02B27/22GK104049371SQ201410279963
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】王小菊, 苏方才, 林祖伦, 祁康成, 曹贵川, 邓江, 荣孟欣 申请人:电子科技大学