CN101900884B - 平面/立体可切换型液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种平面/立体可切换型液晶显示装置，用以对液晶显示装置进行平面/立体切换，该液晶视差屏障包括第一透明电极层，该第一透明电极层设有电极孔，该电极孔对应该液晶显示器的子像素设置。本发明平面/立体可切换型液晶显示装置不仅能从两个方向观察立体图像，且可避免发生偏色现象。

Description

平面/立体可切换型液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置，尤其涉及一种平面/立体(2D/3D)可切换型液晶显示装置。
背景技术
现实世界是三维立体世界，它为人的双眼提供了两幅具有位相差的图像，映入双眼后即形成立体视觉所需的视差，这样经视神经中枢的融合反射，以及视觉心理反应便产生了三维立体感觉。利用这个原理，通过显示器将两幅具有位相差的左图像和右图像分别呈现给左眼和右眼，就能获得立体感觉。
随着立体显示技术的不断发展，出现一种能在平面/立体模式间转换的自动立体液晶显示器，并称此项技术为视差障技术。视差障技术的实现方法是使用一个开关液晶屏、一个偏振膜和一个高分子液晶层，利用一个液晶层和一层偏振膜制造出一系列的旋光方向成90°的垂直条纹。这些条纹宽几十微米，通过这些条纹的光就形成了垂直的细条栅模式，称之为“视差障栅”。在立体显示模式时，哪只眼睛能看到液晶显示屏上的哪些像素就由这些视差障栅来控制。应该由左眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡右眼；同理，应该由右眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡左眼。如果把液晶开关关掉，显示器就能成为普通的二维显示器。
然而，上述自动立体液晶显示器存在以下问题：只有在双眼连线与条纹方向垂直时才符合视差障栅原理，从而观察到立体图像，而当双眼连线与条纹方向平行时，由于不符合视差障栅原理，故无法观察到立体图像。
发明内容
针对现有技术平面/立体可切换型液晶显示装置仅能从单方向观察立体图像的问题，本发明提供一种可以从水平及垂直方向观察立体图像的平面/立体可切换型液晶显示装置。
一种平面/立体可切换型液晶显示装置，其包括液晶显示器和设于该液晶显示器的液晶视差屏障，该液晶视差屏障包括第一透明电极层，该第一透明电极层设有间隔设置的多组电极孔，每组电极孔中包括相邻设置的三个电极孔，且同一组中的相邻两个该电极孔与该液晶显示器的同一像素中的相邻两个子像素一一对应设置。
优选地，该电极孔组沿该液晶显示器像素宽度方向间隔设置。
优选地，该电极孔组沿该液晶显示器像素长度方向间隔设置。
优选地，该液晶显示器的子像素的长度与宽度分别设为n和m，人两眼瞳孔的间距设为l，每组电极孔中相邻两个电极孔之间的中心间距设为a，沿该液晶显示器像素长度方向的相邻两组电极孔的中心间距设为b，沿该液晶显示器像素宽度方向的相邻两组电极孔的中心间距设为c，则a、b和c之间关系满足以下公式：a=(l*m)/(l+3*m)，b=(l*2*n)/(l+n)，c=4a。
优选地，该液晶视差屏障进一步包括第二透明电极层，该第二透明电极层设有与该第一透明电极层的电极孔对应的电极孔。
优选地，该第二透明电极层的电极孔小于该第一透明电极层的电极孔。
一种平面/立体可切换型液晶显示装置，其包括液晶显示器和设于该液晶显示器的液晶视差屏障，其特征在于：该液晶视差屏障包括第一透明电极层，该第一透明电极层设有间隔设置的多组电极孔，每组电极孔中包括相邻设置的三个电极孔，且同一组中的相邻两个该电极孔与该液晶显示器的同一像素中的相邻两个子像素一一对应设置。
优选地，该电极孔组沿该液晶显示器像素宽度方向间隔设置。
优选地，该电极孔组沿该液晶显示器像素长度方向间隔设置。
优选地，该液晶显示器的子像素的长度与宽度分别设为n和m，人两眼瞳孔的间距设为l，每组电极孔中相邻两个电极孔之间的中心间距设为a，沿该液晶显示器像素长度方向的相邻两组电极孔的中心间距设为b，沿该液晶显示器像素宽度方向的相邻两组电极孔的中心间距设为c，则a、b和c之间关系满足以下公式：a=(l*m)/(l+3*m)，b=(l*2*n)/(l+n)，c=4a。
优选地，该液晶视差屏障进一步包括第二透明电极层，该第二透明电极层设有与该第一透明电极层的电极孔对应的电极孔。
优选地，该第二透明电极层的电极孔小于该第一透明电极层的电极孔。
优选地，该液晶视差屏障包括第一玻璃基板与第二玻璃基板，该第一玻璃基板与该第二玻璃基板相对设置，该第一透明电极层形成于该第一玻璃基板邻近该第二玻璃基板一侧的表面，该第二透明电极层形成于该第二玻璃基板邻近该第一玻璃基板一侧的表面。
优选地，该液晶视差屏障还包括形成于该第一透明电极层的第一配向膜、形成于该第二透明电极层的第二配向膜、液晶层及边框，该边框位于该第一透明电极层与该第二透明电极层之间，并与该第一配向膜与该第二配向膜围成一封闭空间，该液晶密封收容于该封闭空间内。
本发明平面/立体可切换型液晶显示装置，通过设于该液晶显示器面前的该液晶视差屏障以获得视差，从水平、垂直于该液晶显示器的像素长度方向观察立体图像；同时由于人眼观察到的像素区域相等，不会发生偏色现象。
附图说明
图1是本发明平面/立体可切换型液晶显示装置一较佳实施方式的结构示意图。
图2是图1所示液晶视差屏障中第一透明电极层的平面示意图。
图3是图1所示液晶视差屏障中第二透明电极层的平面示意图。
图4是图1所示液晶视差屏障沿一方向的遮挡原理图。
图5是图1所示液晶视差屏障沿另一方向的遮挡原理图。
图6是图1所示平面/立体可切换型液晶显示装置画面切分原理图。
图7是人眼通过孔在液晶显示器上观看到的区域示意图。
图8是图2的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明平面/立体可切换型液晶显示装置进行说明。
请参阅图1，图1是本发明平面/立体可切换型液晶显示装置的结构示意图。该平面/立体可切换型液晶显示装置包括背光源1、液晶显示器(liquid crystaldisplay，LCD)2和设于该液晶显示器2一侧表面的液晶视差屏障3。使用该平面/立体可切换型液晶显示装置时，借助该液晶视差屏障3，人眼可以从水平、垂直于该液晶显示器2的方向观察到立体图像。
该液晶视差屏障3包括包括第一玻璃基板10、第一透明电极层20、第一配向膜30、第二配向膜40、第二透明电极层50、第二玻璃基板60、偏光片70、液晶层80及边框90。该第一配向膜30形成于该第一透明电极层20，该第二配向膜40形成于该第二透明电极层50，该边框90位于该第一透明电极层20与该第二透明电极层50之间，并与该第一配向膜30与该第二配向膜40围成一封闭空间，该液晶80密封收容于该封闭空间内。
该第一玻璃基板10与该第二玻璃基板60，该第二玻璃基板60与该第一玻璃基板10相对设置。
该第一透明电极层20光刻形成在该第一玻璃基板10邻近该第二玻璃基板60一侧的表面，该第二透明电极层50光刻形成在该第二玻璃基板60邻近该第一玻璃基板10一侧的表面。第一、第二透明电极层20、50的材料为氧化铟锡(ITO)或者氧化铟锌(IZO)。
请参阅图2，该第一透明电极层20为呈网状分布的多组电极孔22，且多组电极孔22沿该液晶显示器2像素长度方向间隔设置。每组包括三个相互平行的条形电极孔22，且每一电极孔22对应该液晶显示器2的子像素设置，该电极孔22的孔口长度方向与对应的子像素长度方向一致。本发明实施方式中该电极孔22呈条形，可以理解的，该电极孔22的具体形状不受限制，如还可以是三角形，半圆形或是其他不规则的几何图案，只要满足每组电极孔22与该液晶显示器2的子像素对应即可。
请参阅图3，该第二透明电极层50的电极孔52对应该第一透明电极层20的电极孔22设置。本实施方式中该第二透明电极层50的电极孔52与该第一透明电极层20的电极孔22相同。然而，可以理解的，该第二透明电极层50的电极孔52也可设为其孔口小于该第一透明电极层20的电极孔22的孔口，或是，该第二透明电极层50上不设该电极孔52，即该第二透明电极层50是一完整平面，其上不设任何图案。
请参阅图7与图8，该液晶显示器2的子像素的长度与宽度分别设为n和m，而人眼瞳孔的间距设为l，取l=65mm。请参阅图8，每组电极孔22中相邻两个电极孔22之间的中心间距设为a，沿该液晶显示器2像素长度方向的相邻两组电极孔22的中心间距设为b，沿该液晶显示器2像素宽度方向的相邻两组电极孔22的中心间距设为c，则a、b和c之间关系满足以下计算公式：a=(l*m)/(l+3*m)，b=(l*2*n)/(l+n)，c=4a。
由上述计算公式得到该电极孔22在该第一透明电极层20的位置关系是最佳的。然而，可以理解的，该电极孔在该第一透明电极层20的位置不限于通过上述计算公式得到，只要该第一透明电极层20起到光栅作用，使透过该电极孔22的光线能在该液晶显示器2形成视差，呈现立体显示即可。
请参阅图4与图5，图4是人眼平行于该液晶显示器2像素长度方向时，通过该液晶视差屏障3所观看到的图像。其中，位于图4左侧的图是当该第一透明电极层20的电极孔22的孔口对应于该液晶显示器2中央处时，人眼观看到的显示图像；位于图4右侧的图是当该第一透明电极层20中未设该电极孔22的区域对应于该液晶显示器2中央处时，人眼观看到的显示图像。
请参阅图5，图5是人眼垂直于该液晶显示器2的像素长度方向时，通过该液晶视差屏障3所观察到的图像。其中，位于图5左侧的图是当该第一透明电极层20的电极孔22的孔口对应于该液晶显示器2中央处时，人眼观察到的显示图像；位于图5右侧的图是当该第一透明电极层20中未设该电极孔22的区域对应于该液晶显示器2中央处时，人眼观察到的显示图像。
当该平面/立体可切换型液晶显示装置需要进行立体显示时，需要对该第一透明电极层20及该第二透明电极层50施加高低脉冲电压，光线通过该电极孔22、52透出，形成视差；当该平面/立体可切换型液晶显示装置仅需要进行平面显示时，取消对该第一透明电极层20及第二透明电极层50的脉冲电压，则该液晶视差屏障3呈现透明状态，该液晶显示器2不会形成液晶视差，所以该平面/立体可切换型液晶显示装置此时仅可以呈现平面显示。
请参阅图6，图6是图1所示该平面/立体可切换型液晶显示装置画面切分原理图。其中，由位于图6上方的图可知，当人眼的观察方向平行于该液晶显示器2的像素长度方向时，由该液晶显示器2观察到两个不同的图像，以实现立体显示；由位于图6下方的图可知，将该液晶显示器2旋转90度，使人眼的观察方向垂直于该液晶显示器2的像素长度方向时，人眼即可从该液晶显示器2观察到不同于之前位置的图像，以实现立体显示。由于可使人眼沿平行、垂直于该液晶显示器2的像素长度方向的两个不同方向形成视差，故可以实现人眼从两个方向观察立体图像。
图7是人眼通过孔在液晶显示器上观看到的区域示意图。如图7所示，人眼观察到的像素区域相等，故不会发生偏色的现象。
本发明平面/立体可切换型液晶显示装置通过设于该液晶显示器2面前的该液晶视差屏障3以获得视差，从水平、垂直于该液晶显示器2的像素长度方向观察立体图像；同时由于人眼观察到的像素区域相等，不会发生偏色现象。
综上，本发明平面/立体可切换型液晶显示装置不仅能从两个方向观察立体图像，且可以避免发生偏色现象。
以上仅为本发明的优选实施案例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

Claims (14)

1.一种液晶视差屏障，用以对液晶显示器进行平面/立体切换，其特征在于：该液晶视差屏障包括第一透明电极层，该第一透明电极层设有间隔设置的多组电极孔，每组电极孔中包括相邻设置的三个电极孔，且同一组中的相邻两个该电极孔与该液晶显示器的同一像素中的相邻两个子像素一一对应设置。
2.根据权利要求1所述的液晶视差屏障，其特征在于：该电极孔组沿该液晶显示器像素宽度方向间隔设置。
3.根据权利要求2所述的液晶视差屏障，其特征在于：该电极孔组沿该液晶显示器像素长度方向间隔设置。
4.根据权利要求1所述的液晶视差屏障，其特征在于：该液晶显示器的子像素的长度与宽度分别设为n和m，人两眼瞳孔的间距设为l，每组电极孔中相邻两个电极孔之间的中心间距设为a，沿该液晶显示器像素长度方向的相邻两组电极孔的中心间距设为b，沿该液晶显示器像素宽度方向的相邻两组电极孔的中心间距设为c，则a、b和c之间关系满足以下公式：a=(l*m)/(l+3*m)，b=(l*2*n)/(l+n)，c=4a。
5.根据权利要求1所述的液晶视差屏障，其特征在于：该液晶视差屏障进一步包括第二透明电极层，该第二透明电极层设有与该第一透明电极层的电极孔对应的电极孔或第二透明电极层无电极孔。
6.根据权利要求5所述的液晶视差屏障，其特征在于：该第二透明电极层的电极孔小于该第一透明电极层的电极孔。
7.一种平面/立体可切换型液晶显示装置，其包括液晶显示器和设于该液晶显示器一侧面的液晶视差屏障，其特征在于：该液晶视差屏障包括第一透明电极层，该第一透明电极层设有间隔设置的多组电极孔，每组电极孔中包括相邻设置的三个电极孔，且同一组中的相邻两个该电极孔与该液晶显示器的同一像素中的相邻两个子像素一一对应设置。
8.根据权利要求7所述的平面/立体可切换型液晶显示装置，其特征在于：该电极孔组沿该液晶显示器像素宽度方向间隔设置。
9.根据权利要求8所述的平面/立体可切换型液晶显示装置，其特征在于：该电极孔组沿该液晶显示器像素长度方向间隔设置。
10.根据权利要求7所述的平面/立体可切换型液晶显示装置，其特征在于：该液晶显示器的子像素的长度与宽度分别设为n和m，人两眼瞳孔的间距设为l，每组电极孔中相邻两个电极孔之间的中心间距设为a，沿该液晶显示器像素长度方向的相邻两组电极孔的中心间距设为b，沿该液晶显示器像素宽度方向的相邻两组电极孔的中心间距设为c，则a、b和c之间关系满足以下公式：a=(l*m)/(l+3*m)，b=(l*2*n)/(l+n)，c=4a。
11.根据权利要求7所述的平面/立体可切换型液晶显示装置，其特征在于：该液晶视差屏障进一步包括第二透明电极层，该第二透明电极层设有与该第一透明电极层的电极孔对应的电极孔或第二透明电极层无电极孔。
12.根据权利要求11所述的平面/立体可切换型液晶显示装置，其特征在于：该第二透明电极层的电极孔小于该第一透明电极层的电极孔或第二透明电极层无电极孔。
13.根据权利要求11所述的平面/立体可切换型液晶显示装置，其特征在于：该液晶视差屏障包括第一玻璃基板与第二玻璃基板，该第一玻璃基板与该第二玻璃基板相对设置，该第一透明电极层形成于该第一玻璃基板邻近该第二玻璃基板一侧的表面，该第二透明电极层形成于该第二玻璃基板邻近该第一玻璃基板一侧的表面。
14.根据权利要求13所述的平面/立体可切换型液晶显示装置，其特征在于：该液晶视差屏障还包括形成于该第一透明电极层的第一配向膜、形成于该第二透明电极层的第二配向膜、液晶层及边框，该边框位于该第一透明电极层与该第二透明电极层之间，并与该第一配向膜与该第二配向膜围成一封闭空间，该液晶密封收容于该封闭空间内。
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