可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置及制作方法.pdf

本发明涉及一种可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置，其特征在于，包括：一LED显示屏，用于显示2D或3D的图像或视频信号；一微孔阵列，设置于所述LED显示屏前方，用于保证所述LED显示屏的发光子像素在水平和垂直方向上均匀发光；一液晶光栅模组，设置于所述微孔阵列前方；以及一控制模块，连接于所述液晶光栅模组。本发明还提供一种2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置的制作方法，该装置和方法能提高LED显示屏的发光子像素在水平和垂直方向上发光均匀性，同时，能根据显示内容在2D和3D显示模式实现切换，而且制作工艺简单，易于实现大面积LED裸眼立体显示的生产制造。

权利要求书一种可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置，其特征在于，包括：
一LED显示屏，用于显示2D或3D模式的图像或视频信号；
一微孔阵列，设置于所述LED显示屏前方，用于保证所述LED显示屏发光子像素在水平和垂直方向上均匀发光，提高LED显示屏三维自由立体显示质量；
一液晶光栅模组，设置于所述微孔阵列前方，用于实现所述可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置的2D/3D模式切换；以及
一控制模块，连接于所述液晶光栅模组，用于控制所述液晶光栅模组，驱动液晶光栅模组中的液晶分子偏转，以实现各种形状液晶光栅；
所述LED显示屏、微孔阵列、液晶光栅模组和控制模块封装成一整体；所述液晶光栅模组与所述LED显示屏之间的距离为d；
，
其中，D为用户最佳观看距离，为所述LED显示屏中相邻子像素点距；所述液晶光栅模组与所述LED显示屏之间的距离d大于所述LED显示屏中相邻子像素点距的10倍，即d≥10。
 根据权利要求1所述的一种可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置，其特征在于：所述液晶光栅模组包括：
一前基板，具有一寻址控制电极；
一后基板，相对于该前基板且具有一公共电极；
一取向层，设置于该后基板的公共电极表面，用于实现液晶分子取向偏转；以及
一液晶层，位于该前基板的该寻址控制电极与该取向层之间，用于控制光路偏转；
所述控制模块连接于所述寻址控制电极和公共电极之间，用于根据显示2D或3D模式来选择控制液晶光栅的“开”与“关”，从而实现LED裸眼立体显示的2D/3D切换。
 根据权利要求2所述的一种可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置，其特征在于：所述公共电极是在所述后基板上镀膜或印刷上一层透明导电薄膜，所述透明导电薄膜是ITO薄膜、AZO薄膜、FTO薄膜或石墨烯导电薄膜。
 根据权利要求2所述的一种可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置，其特征在于：所述寻址控制电极是在所述前基板上镀膜或印刷上一层透明导电薄膜，所述透明导电薄膜是ITO薄膜、AZO薄膜、FTO薄膜或石墨烯导电薄膜；所述寻址控制电极用光刻技术制作成直条形或阶梯形结构，所述寻址控制电极的排列方向是沿着LED显示屏列方向直线排列、或者沿着LED显示屏列方向按一定角度倾斜排列；
所述相邻寻址电极之间的中心距离，即所述寻址控制电极的周期b由所述LED显示屏中相邻的子像素之间的距离确定，
，
其中k为视点数（k≥2且k为整数），为所述LED显示屏中相邻的子像素点距，为人两眼之间的间距，取值为65毫米，为了平衡显示区域的大小和显示亮度, 所述寻址电极宽度和相邻寻址电极之间的距离之比为6：1‑8 : 1之间。
 根据权利要求2所述的一种可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置，其特征在于：所述液晶层包括一绝缘层和一液晶分子，其中所述绝缘层形状为圆形、锥形、柱形，高度小于或等于10um；所述液晶分子是正性液晶分子或者负性液晶分子，所述液晶层通过印刷或灌晶或滴注方法封装。
 根据权利要求2所述的一种可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置，其特征在于：所述取向层是一种各向同性的聚合物，所述聚合物的折射率与液晶分子的寻常光折射率相同，所述聚合物通过印刷或喷涂方式结合摩擦技术制备，摩擦取向的角度大于300。
 一种可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置的制作方法，其特征在于：
1）提供一LED显示屏；
2）提供一液晶光栅模组，具有一寻址控制电极和一公共电极；
3）提供一微孔阵列，将所述的微孔阵列直接加工在所述液晶光栅模组的后基板表面，所述微孔阵列与所述液晶光栅模组构成一整体；
4）提供一控制模块，将所述控制模块连接于所述液晶光栅模组的所述寻址控制电极和所述公共电极之间；
5）将所述LED显示屏、微孔阵列和液晶光栅模组对准固定。
 根据权利7所述的一种可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置的制作方法，其特征在于：所述的微孔阵列采用印刷技术直接加工在所述液晶光栅模组的后基板表面；或采用印刷、物理气相沉积、化学气相沉积、化学镀直接在所述液晶光栅模组的后基板表面上沉积不透光的膜料或膜层，再采用曝光和刻蚀技术制作微孔阵列；所述微孔阵列的透光区域形状为圆形、矩形、正方形、菱形或椭圆形，所述每个透光区域的中心点与所述LED显示屏上的每个LED子像素的中心点一一对应，且所述透光区域面积小于所述LED子像素的发光面积。
 一种可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置的制作方法，其特征在于：
1）提供一LED显示屏；
2）提供一微孔阵列，将所述的微孔阵列直接封装在所述LED显示屏表面；
3）提供一液晶光栅模组，具有一寻址控制电极和一公共电极；
4）提供一控制模块，将所述控制模块连接于所述液晶光栅模组的所述寻址控制电极和所述公共电极之间；
5）将所述LED显示屏、微孔阵列和液晶光栅模组对准固定。
根据权利9所述的一种可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置的制作方法，其特征在于：所述的微孔阵列采用机械法或激光钻孔法在不透明金属板材表面加工而成；或采用印刷技术在透明基板上制作而成；或采用激光绘图技术在透明基片上制作而成；或采用印刷、物理气相沉积、化学气相沉积、化学镀在透明基板上沉积不透光的膜料或膜层，再采用曝光和刻蚀技术制作而成；所述微孔阵列的透光区域形状为圆形、矩形、正方形、菱形或椭圆形，所述每个透光区域的中心点与所述LED显示屏上的每个LED子像素的中心点一一对应，且所述透光区域面积小于所述LED子像素的发光面积。

说明书可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置及制作方法
技术领域
本发明涉及一种LED裸眼立体显示装置及制作方法，尤其涉及一种可在2D显示模式和3D显示模式之间切换显示模式的LED裸眼立体显示装置及制作方法。
背景技术
3D（Three‑dimensional）显示在国民经济和发展中具有重要意义和可观的商业前景。当今全球的显示市场达到数百亿美元，具有3D显示功能的显示器价格大大高于相应规格的2D显示器，如果3D显示逐步取代2D显示，全球将增加数百亿美元的显示市场。3D显示技术应用前景广阔，可以用在广告、游戏、电视、医疗、科技、教育、制造、建筑和军事诸多领域。
裸眼3D显示器因不需要观看者佩戴眼镜或者头盔等助视设备就能观看到3D影像，成为现阶段显示领域研究热点。目前，均采用LCD显示屏来改装成裸眼立体显示器，其尺寸受到LCD显示屏本身尺寸大小的限制，无法提供更大尺寸的裸眼立体显示器，同时由于基于狭缝光栅的裸眼立体显示器在显示平面图像时会产生光线衰弱和不易实现2D/3D模式切换等问题。
随着光电技术的发展，LED显示技术已经得到了普遍的应用，LED显示技术具有高亮度、环保节能、响应速度快、耐冲击和性能稳定等优点，LED显示屏作为显示器、展示板、公告板等目的在需要大尺寸、高亮度的场合被广泛使用。此外，LED显示技术可以根据需要任意地拼接显示单元，以形成不同尺寸、不同分辨率和不同形状的显示屏，在广告宣传、文化娱乐和科研教学等领域有着其它显示技术无法取代的优点。随着显示技术的发展，3D‑LED显示技术也成为各位领域的研究热点。然而，LED显示器的分辨率低、大尺寸LED显示器经多个显示模块拼接而成，很难保证各个发光单元在水平和垂直方向上一致，从而限制了3D‑LED显示技术的发展。
因此，需要研发出一种可实现大尺寸显示，水平和垂直方向上均匀发光、观看距离大、并且能够根据显示内容在2D显示模式和3D显示模式之间实现切换显示模式的LED裸眼立体显示装置。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种可实现2D/3D模式切换的LED裸眼立体显示装置。本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可实现2D/3D模式切换的LED裸眼立体显示装置，该装置不仅可以使LED显示屏直接具备了三维立体显示的功能，并且能够根据显示内容在2D显示模式和3D显示模式之间实现切换显示模式，而且制作工艺极其简单，易于实现大面积LED裸眼立体显示器的生产制造。
本发明采用以下方案实现：一种可实现2D/3D模式切换的LED裸眼立体显示装置，其特征在于，包括：
一LED显示屏，用于显示2D或3D模式的图像或视频信号；
一微孔阵列基板，设置于所述LED显示屏前方，用于保证所述LED显示屏中的发光子像素在水平和垂直方向上均匀发光，提高LED显示屏三维自由立体显示质量；
一液晶光栅模组，设置于所述微孔阵列基板前方，用于实现所述可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置的2D/3D模式切换；以及
一控制模块，连接于所述液晶光栅模组，用于控制所述液晶光栅模组以实现各种形状光栅并驱动液晶分子偏转；
所述LED显示屏、微孔阵列基板、液晶光栅模组和控制模块封装成一整体；所述液晶光栅模组与所述LED显示屏之间的距离为d；
，
其中，D为用户最佳观看距离，为所述LED显示屏中相邻的子像素点距；所述液晶光栅模组与所述LED显示屏之间的距离d大于所述LED显示屏中相邻的相邻的子像素点距的10倍，即d≥10。
在本发明一实施例中，所述液晶光栅模组包括：
一前基板，具有一寻址控制电极；
一后基板，相对于该前基板且具有一公共电极；
一取向层，设置于该后基板的该公共电极表面，用于实现液晶分子取向偏转；以及
一液晶层，位于该前基板的该寻址控制电极与该取向层之间，用于控制光路偏转；
所述控制模块连接于所述寻址控制电极和公共电极之间，用于根据显示2D或3D模式来选择控制液晶光栅的“开”与“关”，从而实现LED裸眼立体显示的2D/3D切换。
在本发明一实施例中，所述的前基板和后基板为一透明基板，该透明基板包括玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）；所述公共电极是在所述后基板上镀膜或印刷上一层透明导电薄膜，所述透明导电薄膜是ITO薄膜、AZO薄膜、FTO薄膜或石墨烯导电薄膜；所述寻址控制电极是在所述前基板上镀膜或印刷上一层透明导电薄膜，所述透明导电薄膜是ITO薄膜、AZO薄膜、FTO薄膜或石墨烯导电薄膜。
在本发明一实施例中，所述透明寻址控制电极用光刻技术制作成直条形或阶梯形结构，所述寻址控制电极的排列方向是沿着LED显示屏列方向直线排列、或者沿着LED显示屏列方向按一定角度倾斜排列；
所述相邻寻址电极之间的中心距离，即所述寻址控制电极的周期b由所述LED显示屏中相邻的子像素之间的距离确定，
，
其中k为视点数（k≥2且k为整数），为所述LED显示屏中相邻的子像素之间的距离，为人两眼之间的间距，取值为65毫米，为了平衡显示区域的大小和显示亮度, 所述寻址电极宽度和两个相邻的寻址电极之间的距离的比例取6：1‑8 : 1之间。
在本发明一实施例中，所述液晶层包括一绝缘层和一液晶分子，其中所述绝缘层形状为圆形、锥形、柱形，高度小于或等于10um；所述液晶分子是正性液晶分子或者负性液晶分子，所述液晶层通过印刷或灌晶或滴注方法封装。
在本发明一实施例中，所述聚合物是各向同性的聚合物，所述聚合物的折射率与液晶分子的寻常光折射率相同，所述聚合物通过印刷或喷涂方式结合摩擦技术制备，摩擦取向的角度大于300。
在本发明一实施例中，所述微孔阵列由一个与所述LED显示屏尺寸一致的基板构成，或者由多个与所述的构成LED显示屏的显示模块尺寸一致的基板拼接构成，基板厚度小于d。
在本发明一实施例中，所述微孔阵列的透光区域形状为圆形、矩形、正方形、菱形或椭圆形，所述每个透光区域的中心点与所述LED显示屏上的每个LED子像素的中心点一一对应，且所述透光区域面积小于所述LED子像素的发光面积。
在本发明一实施例中，所述的微孔阵列是在一不透明的钢板、铝板、铬钢板、铬板、镍板、钽板或钛板上加工而成。
在本发明一实施例中，所述的微孔阵列是在一透明基板上敷上不透光的膜料，该透明基板包括玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），该不透光的膜料包括感光型油墨和印刷型油墨，不透光的膜层包括Cu，W，Co，Ni，Ta，TaN，Ti，Zn，Al，Cr一种或者两种及其以上的组合的复合膜层。
在本发明一实施例中，所述LED显示屏由阵列排列的显示模块组成；所述显示模块上封装红LED发光元件、绿LED发光元件和蓝LED发光元件，即R、G、B的LED发光元件；所述R、G、B的LED发光元件像素排列方式是将水平方向上的子像素为R、G、B的同一色排布并由在垂直方向上的一组R、G、B子像素构成一个完整像素，或者是将R、G、B的LED发光元件在水平和垂直方向上按三角形方式紧密排列封装构成一个完整像素，或者是将R、G、B的LED发光元件在水平和垂直方向上按矩形方式紧密排列封装构成一个完整像素；所述LED显示屏的完整像素之间在水平和垂直方向等间距；所述LED显示屏的相邻子像素点距的范围为0.05mm至20mm。
在本发明一实施例中，所述显示模块上还设置用于驱动LED发光元件进行工作的驱动系统，所述驱动系统是用于室内近距离控制所述LED显示屏的单板控制系统或用于户外远距离控制所述LED显示屏的双板控制系统。
在本发明一实施例中，所述显示模块上还设置用于向该装置输送电能的电源接口和用于向该装置输送信号源的信号接口；所述信号源是通过3D相机拍摄或通过2D/3D信号转换获取的具有视差序列的图像或视频，或者是2D的图像或视频信号；所述显示模块通过对所述具有视差序列的图像或视频子像素点对点路径寻址来合成得到具有立体效果的图像或视频。
本发明还提供一种可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置的制作方法，为实现上述方法，本发明的采用的第一方案是：
一种可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置的制作方法，其特征在于：
1）提供一LED显示屏；
2）提供一液晶光栅模组，具有一寻址控制电极和一公共电极；
3）提供一微孔阵列，将所述的微孔阵列直接加工在所述液晶光栅模组的后基板表面，所述微孔阵列与所述液晶光栅模组构成一整体；
4）提供一控制模块，将所述控制模块连接于所述液晶光栅模组的所述寻址控制电极和所述公共电极之间；
5）将所述LED显示屏、微孔阵列和液晶光栅模组对准固定。
所述的微孔阵列可采用印刷技术直接加工在所述液晶光栅模组的后基板表面；或采用印刷、物理气相沉积、化学气相沉积、化学镀直接在所述液晶光栅模组的后基板表面上沉积不透光的膜料或膜层，再采用曝光和刻蚀技术制作微孔阵列。
为实现上述方法，本发明的采用的第二方案是：
一种可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置的制作方法，其特征在于：
1）提供一LED显示屏；
2）提供一微孔阵列，将所述的微孔阵列直接封装在所述LED显示屏表面；
3）提供一液晶光栅模组，具有一寻址控制电极和一公共电极；
4）提供一控制模块，将所述控制模块连接于所述液晶光栅模组的所述寻址控制电极和所述公共电极之间；
5）将所述LED显示屏、微孔阵列和液晶光栅模组对准固定。
所述的微孔阵列可采用机械法或激光钻孔法在不透明金属板材表面加工而成；或采用印刷技术在透明基板上制作而成；或采用激光绘图技术在透明基片上制作而成；或采用印刷、物理气相沉积、化学气相沉积、化学镀在透明基板上沉积不透光的膜料或膜层，再采用曝光和刻蚀技术制作而成。
本发明公开的一种可实现2D/3D模式切换的LED裸眼立体显示装置及其制作方法，该装置不仅可以使LED显示屏直接具备了三维立体显示的功能，并且能够根据显示内容在2D显示模式和3D显示模式之间实现切换显示模式，而且制作工艺极其简单，易于实现大面积LED裸眼立体显示器的生产制造。
附图说明
图1是本发明可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置第一实施例的结构示意图。
图2是本发明可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置第一实施例的液晶光栅模组的截面结构示意图。
图3是本发明可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置第一实施例的LED显示屏的结构示意图。
图4是本发明可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置第二实施例的结构示意图。
图5是本发明可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置第二实施例的液晶光栅模组的截面结构示意图。
图6是本发明可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置第二实施例的LED显示屏的结构示意图。
图7是本发明可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置的微孔阵列结构示意图。
图8是本发明可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置的2D/3D模式切换的控制流程图。
注：11—LED显示屏；12—微孔阵列；13—液晶光栅模组；14—控制模块；111—显示模块；112—完整像素；113—子像素；121—微孔阵列中的透光区域；122—微孔阵列中的不透光区域；131—前基板；132—后基板；133—液晶层；134—公共电极；135—寻址控制电极；136—取向层。 
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
本发明提供一种可实现2D/3D模式切换的LED裸眼立体显示装置，其特征在于，包括：
一LED显示屏，用于显示2D或3D模式的图像或视频信号；
一微孔阵列，设置于所述LED显示屏前方，用于保证所述LED显示屏中的发光子像素在水平和垂直方向上均匀发光；
一液晶光栅模组，设置于所述微孔阵列基板前方，用于实现所述可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置的2D/3D模式切换；以及
一控制模块，连接于所述液晶光栅模组，用于控制所述液晶光栅模组以实现各种形状光栅并驱动液晶分子偏转；
所述LED显示屏、微孔阵列、液晶光栅模组和控制模块封装成一整体；所述液晶光栅模组与所述LED显示屏之间的距离为d；
，
其中，D为用户最佳观看距离，为所述LED显示屏中相邻子像素点距；所述液晶光栅模组与所述LED显示屏之间的距离d大于所述LED显示屏中相邻子像素点距的10倍，即d≥10。
图1是本发明可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置第一实施例的结构示意图；图2是本发明可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置第一实施例的液晶光栅模组的截面结构示意图；图3是本发明可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置第一实施例的LED显示屏的结构示意图；图7是本发明可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置的微孔阵列结构示意图。
请参照图1、图2、图3和图7，本发明第一实施例所提供的可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置，由LED显示屏11、微孔阵列12、液晶光栅模组13和可控模块14组成。所述的LED显示屏11由LED显示模块111、驱动LED显示屏发光的驱动系统、向该装置输送电能的电源接口和用于向该装置输送信号源的信号接口组成；所述的微孔阵列12包括透光区域121和不透光区域122，设置于液晶光栅模组13的后基板132表面，靠近于LED显示屏11；所述的液晶光栅模组13由前基板131、寻址控制电极135、后基板132、公共电极134、取向层136和液晶层133构成；还包括一控制模块14，连接于所述液晶光栅模组13的寻址控制电极135和公共电极134，用于驱动液晶分子偏转，实现各种形状液晶光栅。
在该实施例中，采用以下方法制作该立体显示装置，其包括以下步骤：
1）提供一LED显示屏11；
2）提供一液晶光栅模组13，具有一寻址控制电极135和一公共电极134；
3）提供一微孔阵列12，将所述的微孔阵列12直接加工在所述液晶光栅模组13的后基板132表面，所述微孔阵列12与所述液晶光栅模组13构成一整体；
4）提供一控制模块14，将所述控制模块14连接于所述液晶光栅模组13的所述寻址控制电极135和所述公共电极134之间；
5）将所述LED显示屏11与微孔阵列12或液晶光栅模组13对准固定。
其中，所述的微孔阵列12直接加工在所述液晶光栅模组13的后基板132表面，采用印刷技术在透明基板上制作微孔阵列；或采用印刷、物理气相沉积、化学气相沉积、化学镀在透明基板上沉积不透光的膜料或膜层，再采用曝光和刻蚀技术制作微孔阵列。
为了让一般技术人员更好的理解本发明上述的步骤，本实施例以优选的方案对制作工艺做进一步具体的介绍，具体制作过程包括如下步骤：
（S11）提供一LED显示屏11
所述LED显示屏11由阵列排列的的显示模块111组成；所述显示模块111上封装红LED发光元件、绿LED发光元件和蓝LED发光元件，即R、G、B的LED发光元件；所述R、G、B的LED发光元件像素排列方式是将水平方向上的子像素113为R、G、B的同一色排布并由在垂直方向上的一组R、G、B子像素113构成一个完整像素112，或者是将R、G、B的LED发光元件在水平和垂直方向上按三角形方式紧密排列封装构成一个完整像素112，或者是将R、G、B和R、G、B中的任一子像素113的LED发光元件在水平和垂直方向上按矩形方式紧密排列封装构成一个完整像素112。所述LED显示屏11的完整像素112之间在水平和垂直方向等间距；所述LED显示屏11的相邻子像素点距的范围为0.05mm至20mm。
本实施例优选R、G、B的LED发光元件在水平和垂直方向上按三角形方式紧密排列封装构成一个完整像素112，具体排列方式如图3所示。所述LED显示屏11由阵列排列的的显示模块111组成；所述显示模块111上封装红LED发光元件R、绿LED发光元件G和蓝LED发光元件B，即LED发光元件的R、G、B 子像素113，将子像素R、G、B的LED发光元件在水平和垂直方向上按三角形方式紧密排列封装构成一个完整像素112；所述显示模块上还设置用于驱动LED发光元件进行工作的驱动系统，所述驱动系统是用于室内近距离控制所述LED显示屏的单板控制系统。所述显示模块上还设置用于向该装置输送电能的电源接口和用于向该装置输送信号源的信号接口；所述信号源是通过3D相机拍摄或通过2D/3D信号转换获取的具有视差序列的图像或视频，或者是2D的图像或视频信号；所述显示模块通过对所述具有视差序列的图像或视频子像素点对点路径寻址来合成得到具有立体效果的图像或视频。
（S12）提供一液晶光栅模组13
所述的液晶光栅模组13由前基板131、后基板132和液晶层133构成，前基板131表面设置了透明寻址控制电极135，后基板132表面设置了透明公共电极134，取向层136设置在公共电极134的表面，液晶层133设置在前基板131和后基板132之间，具体组成如图2所示。详细制作过程如下：
（S121）前基板131制作。前基板131为一透明基板，该透明基板包括玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。本实施例优选取一块所需厚度的透明玻璃基板按所需尺寸进行划片，将前基板131置于按体积比为Win‑10 : DI水 = 3 : 97清洗液中，利用频率为32KHz的超声机清洗15min，喷淋2min后，经循环自来水喷淋漂洗2min后，再利用频率为28KHz的超声机在DI纯净水中清洗10min，经氮气枪吹干后置于50℃洁净烘箱中保温30min。
（S122）透明寻址控制电极135制作。透明寻址控制电极135的导电薄膜包括ITO薄膜、AZO薄膜、FTO薄膜或石墨烯导电薄膜，其形状为直条形或阶梯形结构，排列方向是沿着LED显示屏列方向直线排列、或者沿着LED显示屏列方向按一定角度倾斜排列，寻址电极宽度和相邻寻址电极之间的距离之比为6:1‑8 : 1之间。本实施例优选沿着LED显示屏列方向直线排列的阶梯形AZO透明寻址控制电极，寻址电极宽度和相邻寻址电极之间的距离之比为8 : 1，具体制作过程包括：
采用磁控溅射在前基板131玻璃表面镀制一层AZO透明导电薄膜，利用旋涂工艺将RZJ‑304光刻胶涂覆至带有AZO透明导电薄膜的前基板131玻璃表面，并在110℃保温25min。预烘干的光刻胶膜层自然冷却至室温后进行曝光，将打印好的掩膜版遮盖在光刻胶膜层上，在光强为4.4mW/cm2光刻机上曝光11秒，光刻胶的光敏剂呈正性，所以受紫外光照的图形被光溶解，不受紫外光照的图形保持不变。用浓度为3%的RZX‑3038溶液显影，被光固化的光刻胶被RZX‑3038溶液除去，留下所需的图形。用3毫升硝酸和100毫升水所组成的混合溶液在25℃水浴中刻蚀。将湿法刻蚀后的基片浸泡丙酮溶液中，电极表面的光刻胶因溶于丙酮而脱落，形成寻址控制电极135。
（S123）后基板132制作。将带有微孔阵列12的后基板132置于按体积比为Win‑10 : DI水 = 3 : 97清洗液中，利用频率为32KHz的超声机清洗15min，喷淋2min后，再置于体积比为Win‑41 : DI水 = 5 : 95清洗液中，利用频率为40KHz的超声机清洗10min，经循环自来水喷淋漂洗2min后，再利用频率为28KHz的超声机在DI纯净水中清洗10min，经氮气枪吹干后置于50℃洁净烘箱中保温30min。
（S124）公共电极134制作。公共电极134的导电薄膜包括ITO薄膜、AZO薄膜、FTO薄膜或石墨烯导电薄膜，其形状为直条形或面形结构，本实施例优选面形结构的AZO公共电极，具体制作过程包括：
采用磁控溅射在后基板132玻璃表面镀制一层AZO透明导电薄膜，利用旋涂工艺将RZJ‑304光刻胶涂覆至带有AZO透明导电薄膜的后基板132玻璃表面，并在110℃保温25min。预烘干的光刻胶膜层自然冷却至室温后进行曝光，将打印好的掩膜版遮盖在光刻胶膜层上，在光强为4.4mW/cm2光刻机上曝光11秒，光刻胶的光敏剂呈正性，所以受紫外光照的图形被光溶解，不受紫外光照的图形保持不变。用浓度为3%的RZX‑3038溶液显影，被光固化的光刻胶被RZX‑3038溶液除去，留下所需的图形。用3毫升硝酸和100毫升水所组成的混合溶液在25℃水浴中刻蚀。将湿法刻蚀后的基片浸泡丙酮溶液中，电极表面的光刻胶因溶于丙酮而脱落，形成公共电极134。
（S125）取向层136制作。取向层136是一种各向同性的聚合物，所述聚合物的折射率与液晶分子的寻常光折射率相同，所述聚合物通过印刷、旋涂或喷涂方式结合摩擦技术制备，摩擦取向的角度大于300。本实施例优选聚酰亚胺薄膜作为取向层136，通过旋涂方式涂覆在公共电极134表面，摩擦角度为450。具体实施过程如下：
将质量为2.9422克联苯四酸二酐（BPDA）和质量为2.0024克4,4′‑二氨基二苯醚（ODA）溶解在98.9毫升无水N,N‑二甲基甲酰胺溶剂（DMF）中形成聚酰胺酸溶液（PAA），利用旋涂工艺（低速100转/min，旋转时间10s；高速1000转/min旋转时间30s）将PAA溶液均匀涂敷公共电极134表面，放置在80℃的加热板表面保温10min，重复上述工艺制备所需厚度的PPA薄膜，将上述基片置于洁净烘箱在250℃保温120min，完成热亚胺化，从而获得PI薄膜取向层136。在通过摩擦设备，以450方向摩擦PI薄膜，形成具有一定沟槽的取向层136。
（S126）后基板封框。在后基板132上点滴胶划线形成全封闭封框而不预留封口。封框胶为紫外光固化型环氧树脂胶与玻璃纤维的混合物。其中，环氧树脂胶固化前颜色呈绿色，固化后呈透明色；玻璃纤维可根据液晶层间隙不同选择不同的玻璃纤维直径，以一定比例掺加到紫外光固化型环氧树脂胶中，并通过CCD确认胶划线的精确位置。
（S127）液晶层133形成。液晶层133包括一绝缘层和一液晶分子，其中液晶分子是正性液晶分子或者负性液晶分子，液晶层通过印刷或灌晶或滴注方法封装。本实例优选正性液晶分子，采用灌晶技术，即液晶滴灌技术制作液晶层133，具体实施过程如下：在后基板132的封框内，用多个像针筒一样的点胶机定量大密度地滴下液晶，利用液晶的表面张力渗展使显示区内充满液晶，再在真空条件下前基板131对位叠加压合，在后基板132上形成液晶层133。
（S128）封框UV胶固化。利用光强为10mW/cm2紫外光固化环氧树脂胶，将前基板131和后基板132封装，形成液晶光栅模组13。
（S13）提供一微孔阵列12
    所述微孔阵列12直接加工在液晶光栅模组13的后基板132表面，靠近LED显示屏11。微孔阵列12与液晶光栅模13组构成一整体。所述后基板132为一透明基板，该透明基板包括玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。所述微孔阵列12的微孔阵列透光区域121形状为圆形、矩形、正方形、菱形或椭圆形，所述每个透光区域121的中心点与所述LED显示屏11上的每个LED子像素113的中心点一一对应，且所述透光区域121面积小于所述LED子像素113的发光面积。所述微孔阵列12是在后基板132表面（靠近LED显示屏11）敷上不透光的膜料，该不透光的膜料包括感光型油墨和印刷型油墨，不透光的膜层包括Cu，W，Co，Ni，Ta，TaN，Ti，Zn，Al，Cr一种或者两种及其以上的组合的复合膜层。所述微孔阵列12采用印刷技术在透明基板上制作而成；或采用印刷、物理气相沉积、化学气相沉积、化学镀在透明基板上沉积不透光的膜料或膜层，再采用曝光和刻蚀技术制作而成。本实施例优选在后基板132玻璃表面（靠近LED显示屏11），采用物理气相沉积沉积一层Cr/Ni不透光膜层，结合光刻技术制作一圆孔金属薄膜微孔阵列12，具体实施过程如下：
    选取一块所需厚度的透明玻璃基板按所需尺寸进行划片，将玻璃基板置于按体积比为Win‑10 : DI水 = 3 : 97清洗液中，利用频率为32KHz的超声机清洗15min，喷淋2min后，经循环自来水喷淋漂洗2min后，再利用频率为28KHz的超声机在DI纯净水中清洗10min，经氮气枪吹干后置于50℃洁净烘箱中保温30min。采用磁控溅射在后基板132玻璃表面镀制一层Cr/Ni，利用旋涂工艺将RZJ‑304光刻胶涂覆Cr/Ni膜层表面，并在110℃保温25min，预烘干的光刻胶膜层自然冷却至室温后进行曝光，将打印好的掩膜版遮盖在光刻胶膜层上，在光强为4.4mW/cm2光刻机上曝光11秒，光刻胶的光敏剂呈正性，所以受紫外光照的图形被光溶解，不受紫外光照的图形保持不变。用浓度为3%的RZX‑3038溶液显影，被光固化的光刻胶被RZX‑3038溶液除去，留下所需的图形。用15‑20克硝酸铈，5ml冰乙酸，100毫升水所组成的混合溶液刻蚀，将湿法刻蚀后的基片浸泡丙酮溶液中，电极表面的光刻胶因溶于丙酮而脱落，形成金属薄膜微孔阵列12中的圆孔透光区域121和非透光区域122。
（S14）提供一控制模块14
将所述控制模块14连接于所述寻址控制电极135和公共电极134之间。请继续参照图8，图8是本发明可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置的2D/3D模式切换的控制流程图，控制模块14根据LED显示屏11接收到的信号，判断其是否为3D模式的信号，如果是，则控制液晶光栅模组13使液晶分子133进行偏转，得以输出3D模式的图像或视频，否则，控制液晶光栅模组13使液晶分子133不偏转，得以输出2D模式的图像或视频。
（S15）将LED显示屏11、微孔阵列12和液晶光栅模组13对准固定
液晶光栅模组13与LED显示屏11对准，将液晶光栅模组13中后基板132与LED显示屏11紧密靠近，与LED显示屏11构成一整体。
至此，一种可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置制作形成。
图4是本发明可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置第二实施例的结构示意图；图5是本发明可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置第二实施例的液晶光栅模组的截面结构示意图；图6是本发明可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置第二实施例的LED显示屏的结构示意图；图7是本发明可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置的微孔阵列结构示意图。
请参照图4,、图5、图6和图7，本发明第二实施例所提供的可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置，包括LED显示屏11、微孔阵列12、液晶光栅模组13和可控模块14组成。所述的LED显示屏11由LED显示模块111、驱动LED显示屏发光的驱动系统、向该装置输送电能的电源接口和用于向该装置输送信号源的信号接口组成；所述的微孔阵列12包括透光区域121和不透光区域122，设置在LED显示屏11表面，微孔阵列12与LED显示屏11构成一整体；所述的液晶光栅模组13由前基板131、后基板132及液晶分子133构成；还包括一控制模块14，连接于所述液晶光栅模组13，用于控制所述液晶光栅模组13以实现各种形状光栅并驱动液晶分子偏转。
在该实施例中，我们采用以下方法制作该立体显示装置，其包括以下步骤：
1）提供一LED显示屏；
2）提供一微孔阵列，将所述的微孔阵列直接封装在所述LED显示屏表面；
3）提供一液晶光栅模组，具有一寻址控制电极和一公共电极；
4）提供一控制模块，将所述控制模块连接于所述液晶光栅模组的所述寻址控制电极和所述公共电极之间；
5）将所述LED显示屏、微孔阵列和液晶光栅模组对准固定。
其中，所述的微孔阵列可采用机械法或激光钻孔法在不透明金属板材表面加工而成；或采用印刷技术在透明基板上制作而成；或采用激光绘图技术在透明基片上制作而成；或采用印刷、物理气相沉积、化学气相沉积、化学镀在透明基板上沉积不透光的膜料或膜层，再采用曝光和刻蚀技术制作而成。
为了让一般技术人员更好的理解本发明上述的步骤，本实施例以优选的方案对制作工艺做进一步具体的介绍，具体制作过程包括如下步骤：
（S21）提供一LED显示屏11
所述LED显示屏11由阵列排列的的显示模块111组成；所述显示模块111上封装红LED发光元件、绿LED发光元件和蓝LED发光元件，即R、G、B的LED发光元件；所述R、G、B的LED发光元件像素排列方式是将水平方向上的子像素113为R、G、B的同一色排布并由在垂直方向上的一组R、G、B子像素构成一个完整像素112，或者是将R、G、B的LED发光元件在水平和垂直方向上按三角形方式紧密排列封装构成一个完整像素112，或者是将R、G、B和R、G、B中的任一子像素113的LED发光元件在水平和垂直方向上按矩形方式紧密排列封装构成一个完整像素112。所述LED显示屏11的完整像素112之间在水平和垂直方向等间距；所述LED显示屏的相邻子像素113点距的范围为0.05mm至20mm。
本实施例优选R、G、B的LED发光元件将水平方向上的子像素113为R、G、B的同一色排布并由在垂直方向上的一组R、G、B子像素构成一个完整像素112，具体排列方式如图6所示。所述LED显示屏11由阵列排列的的显示模块111组成；所述显示模块111上封装红LED发光元件R、绿LED发光元件G和蓝LED发光元件B，即LED发光元件的R、G、B 子像素113，将子像素R、G、B的LED发光元件在水平方向为同一色排布，垂直方向上的一组R、G、B子像素构成一个完整像素112，所述显示模块111上还设置用于驱动LED发光元件进行工作的驱动系统，所述驱动系统是用于户外远距离控制所述LED显示屏的双板控制系统。所述显示模块111上还设置用于向该装置输送电能的电源接口和用于向该装置输送信号源的信号接口；所述信号源是通过3D相机拍摄或通过2D/3D信号转换获取的具有视差序列的图像或视频，或者是2D的图像或视频信号；所述显示模块111通过对所述具有视差序列的图像或视频子像素点对点路径寻址来合成得到具有立体效果的图像或视频。
（S22）提供一微孔阵列12
所述微孔阵列12可由一个与所述LED显示屏11尺寸一致的基板构成，或者由多个与所述的构成LED显示屏11的显示模块111尺寸一致的基板拼接构成，基板厚度小于d。所述微孔阵列12的微孔阵列透光区域121形状为圆形、矩形、正方形、菱形或椭圆形，所述每个透光区域的中心点与所述LED显示屏11上的每个LED子像素113的中心点一一对应，且所述透光区域121面积小于所述LED子像素113的发光面积。所述的微孔阵列12是在一不透明的钢板、铝板、铬钢板、铬板、镍板、钽板或钛板上加工而成。所述的微孔阵列12也可在一透明基板上敷上不透光的膜料，该透明基板包括玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），该不透光的膜料包括感光型油墨和印刷型油墨，不透光的膜层包括Cu，W，Co，Ni，Ta，TaN，Ti，Zn，Al，Cr一种或者两种及其以上的组合的复合膜层。所述的微孔阵列12可采用机械法或激光钻孔在不透明金属板材表面加工而成；或采用印刷技术在透明基板上制作而成；或采用激光绘图技术在透明基片上制作而成；或采用印刷、物理气相沉积、化学气相沉积、化学镀在透明基板上沉积不透光的膜料或膜层，再采用曝光和刻蚀技术制作而成。
本实施例优选一个与所述的LED显示屏11尺寸一致的不透明的金属铝板，通过激光钻孔形成一个由透光区域121和不透光区域122构成的金属圆孔微孔阵列12，并通过机械将微孔阵列12对准固定在LED显示屏11表面。
（S23）提供一液晶光栅模组13
所述的液晶光栅模组13由前基板131、后基板132和液晶层133构成，前基板131表面设置了透明寻址控制电极135，后基板132表面设置了透明公共电极134，聚合物136设置在公共电极134的表面，液晶层133设置在前基板131和后基板132之间。具体制作过程如下：
（S231）前基板131制作。选取一块所需厚度的透明玻璃基板按所需尺寸进行划片，将前基板131置于按体积比为Win‑10 : DI水 = 3 : 97清洗液中，利用频率为32KHz的超声机清洗15min，喷淋2min后，经循环自来水喷淋漂洗2min后，再利用频率为28KHz的超声机在DI纯净水中清洗10min，经氮气枪吹干后置于50℃洁净烘箱中保温30min。
（S232）透明寻址控制电极135制作。透明寻址控制电极135的导电薄膜包括ITO薄膜、AZO薄膜、FTO薄膜或石墨烯导电薄膜，其形状为直条形或阶梯形结构，排列方向是沿着LED显示屏列方向直线排列、或者沿着LED显示屏列方向按一定角度倾斜排列，寻址电极宽度和相邻寻址电极之间的距离之比为6:1到8 : 1之间。本实施例优选沿着LED显示屏11列方向直线排列的阶梯形AZO透明寻址控制电极135，寻址电极宽度和相邻寻址电极之间的距离之比为8 : 1，具体制作工艺包括：
采用磁控溅射在前基板131玻璃表面镀制一层AZO透明导电薄膜，利用旋涂工艺将RZJ‑304光刻胶涂覆至带有AZO透明导电薄膜的前基板131玻璃表面，并在110℃保温25min。预烘干的光刻胶膜层自然冷却至室温后进行曝光，将打印好的掩膜版遮盖在光刻胶膜层上，在光强为4.4mW/cm2光刻机上曝光11秒，光刻胶的光敏剂呈正性，所以受紫外光照的图形被光溶解，不受紫外光照的图形保持不变。用浓度为3%的RZX‑3038溶液显影，被光固化的光刻胶被RZX‑3038溶液除去，留下所需的图形。用3毫升硝酸和100毫升水所组成的混合溶液在25℃水浴中刻蚀。将湿法刻蚀后的基片浸泡丙酮溶液中，电极表面的光刻胶因溶于丙酮而脱落，形成寻址控制电极135。
（S233）后基板132制作。选取一块所需厚度的透明玻璃基板按所需尺寸进行划片，将后基板132置于按体积比为Win‑10 : DI水 = 3 : 97清洗液中，利用频率为32KHz的超声机清洗15min，喷淋2min后，经循环自来水喷淋漂洗2min后，再利用频率为28KHz的超声机在DI纯净水中清洗10min，经氮气枪吹干后置于50℃洁净烘箱中保温30min。
（S234）公共电极134制作。公共电极的导电薄膜包括ITO薄膜、AZO薄膜、FTO薄膜或石墨烯导电薄膜，其形状为直条形或面形结构，本实施例优选面形结构的AZO公共电极，具体制作工艺包括：
采用磁控溅射在后基板132玻璃表面镀制一层AZO透明导电薄膜，利用旋涂工艺将RZJ‑304光刻胶涂覆至带有AZO透明导电薄膜的后基板132玻璃表面，并在110℃保温25min。预烘干的光刻胶膜层自然冷却至室温后进行曝光，将打印好的掩膜版遮盖在光刻胶膜层上，在光强为4.4mW/cm2光刻机上曝光11秒，光刻胶的光敏剂呈正性，所以受紫外光照的图形被光溶解，不受紫外光照的图形保持不变。用浓度为3%的RZX‑3038溶液显影，被光固化的光刻胶被RZX‑3038溶液除去，留下所需的图形。用3毫升硝酸和100毫升水所组成的混合溶液在25℃水浴中刻蚀。将湿法刻蚀后的基片浸泡丙酮溶液中，电极表面的光刻胶因溶于丙酮而脱落，形成公共电极134。
（S235）取向层136制作。取向层136是一种各向同性的聚合物，所述聚合物的折射率与液晶分子的寻常光折射率相同，所述聚合物通过印刷、旋涂或喷涂方式结合摩擦技术制备，摩擦取向的角度大于300。本实施例优选聚酰亚胺薄膜作为取向层136，通过旋涂方式涂覆在公共电极134表面，摩擦角度为450。具体制作工艺包括：
将质量为2.9422克联苯四酸二酐（BPDA）和质量为2.0024克4,4′‑二氨基二苯醚（ODA）溶解在98.9毫升无水N,N‑二甲基甲酰胺溶剂（DMF）中形成聚酰胺酸溶液（PAA），利用旋涂工艺（低速100转/min，旋转时间10s；高速1000转/min旋转时间30s）将PAA溶液均匀涂敷公共电极134表面，放置在80℃的加热板表面保温10min，重复上述工艺制备所需厚度的PPA薄膜，将上述基片置于洁净烘箱在250℃保温120min，完成热亚胺化，从而获得PI薄膜取向层136。在通过摩擦设备，以450方向摩擦PI薄膜，形成具有一定沟槽的取向层136。
（S236）后基板封框。在后基板132上点滴胶划线形成全封闭封框而不预留封口。封框胶为紫外光固化型环氧树脂胶与玻璃纤维的混合物。其中，环氧树脂胶固化前颜色呈绿色，固化后呈透明色；玻璃纤维可根据液晶层间隙不同选择不同的玻璃纤维直径，以一定比例掺加到紫外光固化型环氧树脂胶中，并通过CCD确认胶划线的精确位置。
（S237）液晶层133形成。液晶层133包括一绝缘层和一液晶分子，其中液晶分子是正性液晶分子或者负性液晶分子，液晶层通过印刷或灌晶或滴注方法封装。本实例优选正性液晶分子，采用灌晶技术，即液晶滴灌技术制作液晶层133，具体实施过程如下：在后基板132的封框内，用多个像针筒一样的点胶机定量大密度地滴下液晶，利用液晶的表面张力渗展使显示区内充满液晶，再在真空条件下前基板131对位叠加压合，在后基板132上形成液晶层133。
（S238）封框UV胶固化。利用光强为10mW/cm2紫外光固化环氧树脂胶，将前基板131和后基板132封装，形成液晶光栅模组13。
（S24）提供一控制模块14
将所述控制模块14连接于所述寻址控制电极135和公共电极134之间，请继续参照图8，图8是本发明可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置的2D/3D模式切换的控制流程图，控制模块14根据LED显示屏11接收到的信号，判断其是否为3D模式的信号，如果是，则控制液晶光栅模组13使液晶分子133进行偏转，得以输出3D模式的图像或视频，否则，控制液晶光栅模组13使液晶分子133不偏转，得以输出2D模式的图像或视频。
（S25）将LED显示屏11、微孔阵列12和液晶光栅模组13对准固定。
液晶光栅模组13与LED显示屏11对准，并通过机械方法将液晶光栅模组13与LED显示屏11构成一整体。
至此，一种可实现2D/3D切换的LED裸眼立体显示装置制作形成。
综上所述，本发明公开的一种可实现2D/3D模式切换的LED裸眼立体显示装置及其制作方法，该装置不仅可以使LED显示屏直接具备了三维立体显示的功能，并且能够根据显示内容在2D显示模式和3D显示模式之间实现切换显示模式，而且制作工艺极其简单，易于实现大面积LED裸眼立体显示器的生产制造。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。