CN101957523B - 液晶光栅模组及平面/立体可切换型液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶光栅模组及应用该液晶光栅模组的平面/立体可切换型液晶显示装置。该液晶光栅模组包括间隔设置的第一透明电极层与第二透明电极层，该第一透明电极层包括多个横向电极条，该第二透明层包括多个竖向电极条，该横向电极条与该竖向电极条相互间隔叠置形成光栅结构，该横向电极条沿平行于液晶显示器像素方向包括两种相异的宽度，该竖向电极条沿垂直于该液晶显示器像素方向包括三种相异的宽度。本发明该液晶光栅模组及应用该液晶光栅模组的平面/立体可切换型液晶显示装置具有避免发生偏色现象的优点。

Description

液晶光栅模组及平面/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光栅模组及应用该液晶光栅模组的平面/立体(2D/3D)可切换型液晶显示装置(liquid crystal display，LCD)。
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。利用此原理，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开关液晶屏、一偏振膜和一高分子液晶层，利用一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，本发明提供一种不仅可以从水平及垂直方向观察立体图像且可避免发生偏色现象的液晶光栅模组，以及应用该液晶光栅模组的平面/立体可切换型液晶显示装置。
一种液晶光栅模组，应用于平面/立体可切换型液晶显示装置。该液晶光栅模组包括间隔设置的第一透明电极层与第二透明电极层，该第一透明电极层包括多个横向电极条，该第二透明层包括多个竖向电极条，该横向电极条与该竖向电极条相互间隔叠置形成光栅结构，该横向电极条沿平行于液晶显示器像素方向包括两种相异的宽度，该竖向电极条沿垂直于该液晶显示器像素方向包括三种相异的宽度。
优选地，该竖向电极条包括第一竖向电极条，该第一竖向电极条沿垂直于该液晶显示器像素方向包括两种相异的宽度。
优选地，该竖向电极条还包括第二竖向电极条，该第一竖向电极条与第二竖向电极条相互交错设置。
优选地，该第一竖向电极条夹设于相邻两第二竖向电极条之间。
优选地，该横向电极条包括第一横向电极条与第二横向电极条，该第一横向电极条与第二横向电极条相互交错设置。
优选地，该第一横向电极条与该第二横向电极条呈梳条状，且该第一横向电极条夹设于相邻两第二横向电极条之间。
优选地，该第一横向电极条与该第二横向电极条沿平行于该液晶显示器像素方向包括两种相异的宽度。
优选地，该第一横向电极条的宽度大于该第二横向电极条的宽度。
优选地，该液晶光栅模组进一步包括横向电极导线与竖向电极导线，该横向电极导线连接该横向电极条，该竖向电极导线连接该竖向电极条。
优选地，该横向电极导线包括第一横向电极导线与第二横向电极导线，该第一横向电极导线并联连接该第一横向电极条，该第二横向电极导线并联连接该第二横向电极条。
优选地，该竖向电极导线包括第一竖向电极导线与第二竖向电极导线，该第一竖向电极导线并联连接该第一竖向电极条，该第二竖向电极导线并联连接该第二竖向电极条。
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光栅模组，该液晶光栅模组包括间隔设置的第一透明电极层与第二透明电极层，该第一透明电极层包括多个横向电极条，该第二透明层包括多个竖向电极条，该横向电极条与该竖向电极条相互间隔叠置形成光栅结构，该横向电极条沿平行于该液晶显示器像素方向包括两种相异的宽度，该竖向电极条沿垂直于该液晶显示器像素方向包括三种相异的宽度。
优选地，该竖向电极条包括第一竖向电极条，该第一竖向电极条沿垂直于该液晶显示器像素方向包括两种相异的宽度。
优选地，该竖向电极条还包括第二竖向电极条，该第一竖向电极条与第二竖向电极条相互交错设置。
优选地，该第一竖向电极条夹设于相邻两第二竖向电极条之间。
优选地，该横向电极条包括第一横向电极条与第二横向电极条，该第一横向电极条与第二横向电极条相互交错设置。
优选地，该第一横向电极条与该第二横向电极条呈梳条状，且该第一横向电极条夹设于相邻两第二横向电极条之间。
优选地，该第一横向电极条与该第二横向电极条沿平行于该液晶显示器像素方向包括两种相异的宽度。
优选地，该第一横向电极条的宽度大于该第二横向电极条的宽度。
本发明该液晶光栅模组及应用该液晶光栅模组的平面/立体可切换型液晶显示装置，由于该竖向电极条沿垂直于该液晶显示器的像素方向设有三种相异的宽度，观察者沿垂直于该液晶显示器的像素方向观察到的子像素区域相等，避免发生偏色现象。
附图说明
图1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所示液晶光栅模组的第一透明电极层的平面示意图。
图3是图1所示液晶光栅模组的第二透明电极层的平面示意图。
图4是该液晶光栅模组的显示图案示意图。
图5是图4虚线V部分的局部放大图。
图6是该液晶光栅模组中横向电极导线的布线示意图。
图7是该液晶光栅模组中竖向电极导线的布线示意图。
图8是沿该平面/立体可切换型液晶显示装置像素的竖直方向该液晶光栅模组显示状态的示意图。
图9是沿图8所示方向该液晶光栅模组的遮挡原理图。
图10是图9所示观察者单眼观察到的像素区域示意图。
图11是沿该平面/立体可切换型液晶显示装置像素的水平方向该液晶光栅模组显示状态的示意图。
图12是沿图11所示方向该液晶光栅模组的遮挡原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明液晶显示模组及平面/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2和设于该液晶显示器2一侧表面的液晶光栅模组3。使用该平面/立体可切换型液晶显示装置时，借助该液晶光栅模组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。
该液晶光栅模组3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。
该第一透明电极层20形成于该第一玻璃基板10邻近该第二玻璃基板60一侧表面，该第一配向膜30形成于该第一透明电极层20。该第二透明电极层50形成于该第二玻璃基板60邻近该第一玻璃基板20一侧表面，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，该液晶层80密封收容于该封闭空间内。
请参阅图2，图2是该第一透明电极层20的结构示意图。该第一透明电极层20包括梳条状第一横向电极条202与第二横向电极条204，且第一、第二横向电极条电极202、204相互交错形成于该第一透明电极层20，即相邻两第一横向电极条202之间夹设该第二横向电极条204，相邻两第二横向电极条204之间夹设该第一横向电极条202。该第一横向电极条202设置在该第二横向电极条204最外侧，该第二横向电极条204设置在该第一横向电极条202内侧，该第二横向电极条204与该第一横向电极条202之间设有间隙。该第一横向电极条202的宽度设为d，该第二横向电极条204的宽度设为e，且宽度d大于宽度e。该第二横向电极条204与该第一横向电极条202之间的缝隙宽度远小于宽度e。
请参阅图3，图3是该第二透明电极层50的结构示意图。该第二透明电极层50包括梳条状第一竖向电极条502与第二竖向电极条504，且第一、第二竖向电极条电极502、504相互交错形成于该第二透明电极层50，即相邻两第一竖向电极条502之间夹设该第二竖向电极条504，相邻两第二竖向电极条504之间夹设该第一竖向电极条502。该第一竖向电极条502设置在该第二竖向电极条504最外侧，该第二竖向电极条504位于该第一竖向电极条502内侧。该第一竖向电极条502与该第二竖向电极条504分别对应该液晶显示器2的子像素设置。该第一竖向电极条502依图4中由左到右设有三种宽度a、和c，其中，宽度c小于宽度a。该第二竖向电极条504的竖向电极条宽度是b，且宽度b小于宽度a。宽度a、b和c不等。即该第一竖向电极条502与该第二竖向电极条504沿垂直于该液晶显示器2的像素方向设有三种相异的宽度a、b和c。该第一、第二横向电极条202、204与第一、第二竖向电极条502、504间隔叠置形成网格光栅结构。
请参阅图4和图5，图4是该液晶光栅模组3的显示图案示意图，图5是图4中虚线部分的局部放大图。该液晶光栅模组3中该第一透明电极层20与该第二透明电极层50上下间隔叠置形成网格状排列方式，即沿水平方向设有三种宽度a、b和c，沿竖直方向设有两种宽度d和e。
请参阅图6，该液晶光栅模组3进一步包括第一横向电极导线202a与第二横向电极导线204a。该第一横向电极导线202a将位于该第一透明电极层20外侧的该第一横向电极条202并联连接，该第二横向电极导线204a将位于该第一透明电极层20内侧的该第二横向电极条204并联连接。
请参阅图7，该液晶光栅模组3进一步包括第一竖向电极导线502a与第二竖向电极导线504a。该第一竖向电极导线502a并联连接位于该第二透明电极层50外侧的该第一竖向电极条502，该第二竖向电极导线504a并联连接位于该第二透明电极层50内侧的该第二竖向电极条504。
请参阅图8，图8是沿该平面/立体可切换型液晶显示装置像素的竖直方向该液晶光栅模组3显示状态的示意图。当对第一、第二横向电极条202、204及第一竖向电极条502施加驱动电压时，该液晶光栅模组3显示状态如图8所示。
请参阅图9与图10，图9是沿图8所示方向该液晶光栅模组3的遮挡原理图，图10是图9所示观察者单眼观察到该液晶显示器2的像素区域的示意图。由图10可知，观察者沿垂直于该液晶显示器2的像素方向观察到的子像素区域相等，因此，避免发生偏色现象。
图11是沿该平面/立体可切换型液晶显示装置像素的水平方向该液晶光栅模组3显示状态的示意图，当对该第二透明电极层50的第一、第二竖向电极条502、504及该第一透明电极层20的第一横向电极条202施加驱动电压时，得到如图11所示该液晶光栅模组3显示状态示意图。图12是沿图11所示方向该液晶光栅模组3的遮挡原理图。
该平面/立体可切换型液晶显示装置工作时，当需要进行立体显示时，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，光线通过该液晶光栅模组3透出，形成视差；当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，则该液晶光栅模组3呈现透明状态，该液晶显示器2不会形成液晶视差，此时该平面/立体可切换型液晶显示装置即可以呈现平面显示。
本发明该液晶光栅模组3，由于该第一竖向电极条502与该第二竖向电极条504沿垂直于该液晶显示器2的像素方向设有三种相异的宽度，且对应子像素设置，观察者沿垂直于该液晶显示器2的像素方向观察到的子像素区域相等，避免发生偏色现象。
综上，本发明该液晶光栅模组3及应用该该液晶光栅模组3的平面/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，且有效避免发生偏色现象。
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 (19)

1.一种液晶光栅模组，应用于平面/立体可切换型液晶显示装置，其特征在于：该液晶光栅模组包括间隔设置的第一透明电极层与第二透明电极层，该第一透明电极层包括多个横向电极条，该第二透明电极层包括多个竖向电极条，该横向电极条与该竖向电极条相互间隔叠置形成光栅结构，该横向电极条沿平行于液晶显示器像素方向包括两种相异的宽度，该竖向电极条沿垂直于该液晶显示器像素方向包括三种相异的宽度。
2.根据权利要求1所述的液晶光栅模组，其特征在于：该竖向电极条包括第一竖向电极条，该第一竖向电极条沿垂直于该液晶显示器像素方向包括两种相异的宽度。
3.根据权利要求2所述的液晶光栅模组，其特征在于：该竖向电极条还包括第二竖向电极条，该第一竖向电极条与第二竖向电极条相互交错设置。
4.根据权利要求3所述的液晶光栅模组，其特征在于：该第一竖向电极条夹设于相邻两第二竖向电极条之间。
5.根据权利要求4所述的液晶光栅模组，其特征在于：该横向电极条包括第一横向电极条与第二横向电极条，该第一横向电极条与第二横向电极条相互交错设置。
6.根据权利要求5所述的液晶光栅模组，其特征在于：该第一横向电极条与该第二横向电极条呈梳条状，且该第一横向电极条夹设于相邻两第二横向电极条之间。
7.根据权利要求6所述的液晶光栅模组，其特征在于：该第一横向电极条与该第二横向电极条沿平行于该液晶显示器像素方向包括两种相异的宽度。
8.根据权利要求7所述的液晶光栅模组，其特征在于：该第一横向电极条的宽度大于该第二横向电极条的宽度。
9.根据权利要求5所述的液晶光栅模组，其特征在于：该液晶光栅模组进一步包括横向电极导线与竖向电极导线，该横向电极导线连接该横向电极条，该竖向电极导线连接该竖向电极条。
10.根据权利要求9所述的液晶光栅模组，其特征在于：该横向电极导线包括第一横向电极导线与第二横向电极导线，该第一横向电极导线并联连接该第一横向电极条，该第二横向电极导线并联连接该第二横向电极条。
11.根据权利要求9所述的液晶光栅模组，其特征在于：该竖向电极导线包括第一竖向电极导线与第二竖向电极导线，该第一竖向电极导线并联连接该第一竖向电极条，该第二竖向电极导线并联连接该第二竖向电极条。
12.一种平面/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光栅模组，其特征在于：该液晶光栅模组包括间隔设置的第一透明电极层与第二透明电极层，该第一透明电极层包括多个横向电极条，该第二透明电极层包括多个竖向电极条，该横向电极条与该竖向电极条相互间隔叠置形成光栅结构，该横向电极条沿平行于该液晶显示器像素方向包括两种相异的宽度，该竖向电极条沿垂直于该液晶显示器像素方向包括三种相异的宽度。
13.根据权利要求12所述的平面/立体可切换型液晶显示装置，其特征在于：该竖向电极条包括第一竖向电极条，该第一竖向电极条沿垂直于该液晶显示器像素方向包括两种相异的宽度。
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：该竖向电极条还包括第二竖向电极条，该第一竖向电极条与第二竖向电极条相互交错设置。
15.根据权利要求14所述的平面/立体可切换型液晶显示装置，其特征在于：该第一竖向电极条夹设于相邻两第二竖向电极条之间。
16.根据权利要求12所述的平面/立体可切换型液晶显示装置，其特征在于：该横向电极条包括第一横向电极条与第二横向电极条，该第一横向电极条与第二横向电极条相互交错设置。
17.根据权利要求16所述的平面/立体可切换型液晶显示装置，其特征在于：该第一横向电极条与该第二横向电极条呈梳条状，且该第一横向电极条夹设于相邻两第二横向电极条之间。
18.根据权利要求16所述的平面/立体可切换型液晶显示装置，其特征在于：该第一横向电极条与该第二横向电极条沿平行于该液晶显示器像素方向包括两种相异的宽度。
19.根据权利要求18所述的平面/立体可切换型液晶显示装置，其特征在于：该第一横向电极条的宽度大于该第二横向电极条的宽度。
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