CN102620179A - 偏振态电可控的led光源、led显示面板及3d显示器 - Google Patents

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谢明璞
吴涵渠
吴振志
王昊翔
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Abstract

本发明适用于LED显示领域，提供了偏振态电可控的LED光源，所述LED光源包括LED芯片和将LED芯片封装在内的透明外壳，在透明外壳上沿其出射光的中心轴方向依次叠层设有线偏振片和液晶膜，液晶膜的光入射面和光出射面分别设有第一透明电节板和第二透明电节板；LED芯片、第一透明电节板和第二透明电节板分别与LED光源的控制电路相连接。本发明中的LED光源可以出射两种偏振方向相互垂直的线偏振光。将这种出光偏振态可控的LED光源用于LED显示面板中，可以分时控制LED光源的偏振态来分时显示左、右眼图像，与传统的隔行、隔列或邻点间隔的LED显示面板相比，其显示分辨率可以提高一倍，实现了全分辨率的3D显示。

Description

偏振态电可控的LED光源、LED显示面板及3D显示器
技术领域
本发明属于LED显示领域，尤其涉及一种偏振态电可控的LED光源、LED显示面板及3D显示器。
背景技术
偏振光是实现3D显示的主要条件之一。如今，在LED显示领域，使用偏振光实现3D显示时，采用的方式为，在显示屏的面罩上覆盖两组偏振方向正交垂直的线偏振片或两组旋转方向不同的圆偏振片，这两组偏振片采用隔行间隔、隔列间隔或相邻点间隔方式分布，两组偏振片下方的LED分别显示左、右眼图像，观看时采用相应的偏振眼镜，从而达到左右眼看到不同图像的效果。但因左、右眼分别只能看到屏幕上一半的像素点，因此屏幕的显示分辨率降低了一半，观看效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种偏振态电可控的LED光源，旨在解决目前3D显示领域采用现有LED光源的LED显示屏显示分辨率低的问题。
本发明是这样实现的，偏振态电可控的LED光源，所述LED光源包括LED芯片和将所述LED芯片封装在内的透明外壳，在所述透明外壳上沿其出射光的中心轴方向依次叠层设有线偏振片和液晶膜，所述液晶膜的光入射面和光出射面分别设有第一透明电节板和第二透明电节板；所述LED芯片、第一透明电节板和第二透明电节板分别与所述LED光源的控制电路相连接。
本发明的另一目的在于提供一种LED显示面板，包括由若干个LED光源组成的用于显示图像的LED光源阵列，所述LED光源为上述的偏振态电可控的LED光源。
本发明的另一目的在于提供一种3D显示器，包括一显示面板，所述显示面板为上述的LED显示面板。
本发明在LED光源的透明外壳上沿其出射光的中心轴方向依次叠层设置线偏振片和液晶膜，并在液晶膜的光入射面和光出射面分别设置第一透明电节板和第二透明电节板，线偏振片使自LED光源的透明外壳射出的光变为线偏振光，然后射入液晶膜，通过控制液晶膜两侧的透明电节板之间的电压可以控制液晶膜的通光状态，使入射线偏振光保持或改变偏振方向，最终获得两种偏振方向相互垂直的线偏振光。将这种出光偏振态可控的LED光源用于LED显示面板中，可以分时控制LED光源的偏振态来分时显示左、右眼图像，与传统的隔行、隔列或邻点间隔的LED显示面板相比，其显示分辨率可以提高一倍，实现了全分辨率的3D显示。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的偏振态电可控的LED光源的结构示意图；
图2是本发明第三实施例提供的偏振态电可控的LED光源出射光的偏振态示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种偏振态电可控的LED光源，包括LED芯片和将LED芯片封装在内的透明外壳，在透明外壳上沿其出射光的中心轴方向依次叠层设有线偏振片和液晶膜，液晶膜的光入射面和光出射面分别设有第一透明电节板和第二透明电节板；LED芯片、第一透明电节板和第二透明电节板分别与LED光源的控制电路相连接。
本发明通过设置在LED光源的透明外壳上的线偏振片使出射光变为线偏振光，通过液晶膜两侧的电节板控制液晶膜的通光状态，使入射线偏振光保持或改变偏振方向，获得两种偏振方向相互垂直的线偏振光。将这种出光偏振态可控的LED光源用于LED显示面板中，可以分时控制LED光源的偏振态来分时显示左、右眼图像，与传统的隔行、隔列或邻点间隔的LED显示面板相比，其显示分辨率可以提高一倍，实现了全分辨率的3D显示。
本发明还提供了一种LED显示面板，包括由若干个LED光源组成的用于显示图像的LED光源阵列，该LED光源为上述的偏振态电可控的LED光源。
本发明还提供了一种3D显示器，包括一显示面板，该显示面板为上述的LED显示面板。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：
实施例一：
图1示出了本发明第一实施例提供的偏振态电可控的LED光源的结构示意图，图2示出了本发明第一实施例提供的偏振态电可控的LED光源出射光的偏振态示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。
请结合附图1所示，该偏振态电可控的LED光源包括LED发光体1，该LED发光体1主要包括LED芯片和将该芯片封装在内的透明外壳，在LED发光体1的外部(透明外壳之上)沿着出射光的中心轴方向叠层设有线偏振片2和液晶膜3。在液晶膜3的光入射面和出射面分别设有第一透明电节板4和第二透明电节板5。其中，LED芯片、第一透明电节板4和第二透明电节板5与该LED光源的控制电路6相连接，进而控制LED发光体1的发光状态和液晶膜3的通光状态。
该结构的LED光源可以出射两种偏振态的光，具体的，LED发光体1的出射光通过线偏振片2后变为线偏振光，然后射入液晶膜3，通过控制第一透明电节板4和第二透明电节板5之间的电压，可以控制液晶膜3的通光状态，保持或改变射入线偏振光的偏振方向，获得两种偏振方向相互垂直的线偏振光。该偏振态电可控的LED光源可以用于LED显示面板，作为3D显示器的显示屏，即由若干个这种LED光源组成LED光源阵列，用于显示图像，通过分时控制LED光源的偏振状态来分时显示左、右眼图像，可实现全分辨率的3D显示。
实施例二：
本发明实施例对上述实施例进行进一步的细化说明，其控制电路6可以包括LED正极输入端子61、公共参考地输入端子(简称“GND端子”)62以及偏振态控制信号输入端子63。其中的第一透明电节板4可接GND端子62，第二透明电节板5可接偏振态控制信号输入端子63，通过向偏振态控制信号输入端子63加载电压控制信号，可以控制第一和第二透明电节板之间的电压，进而控制液晶膜3的通光状态，改变或保持入射线偏振光的偏振方向。
在本发明实施例中，LED发光体1可以是在单颗LED芯片外封装透明外壳的结构；也可以是在多颗LED芯片外封装同一透明外壳的结构，多颗LED芯片可以包括红、绿、蓝LED芯片，当然LED发光体1不局限于上述结构。其中，各LED芯片的阴极接GND端子62，阳极接LED正极输入端子61，当LED芯片包括红、绿、蓝LED芯片时，LED正极输入端子61也包括有R、G、B正极输入端子，分别与红、绿、蓝LED芯片的阳极相连接。进而控制LED发光体1的发光与否及发光强度。
实施例三：
在3D显示领域，通过水平及垂直方向的线偏振光分别显示左、右眼图像时，观看者需要佩戴相应的偏光眼镜以观看到3D效果，但是当观察者头部扭动时，又会产生图像失真，影响观看。因此本发明实施例对上述实施例一或二进行了进一步的改进，在液晶膜3的出光方向进一步设置一四分之一波片7，其快轴方向71与垂直方向的线偏振光32和水平方向的线偏振光31的偏振方向分别成正、负45度角。自液晶膜3出射的垂直方向的线偏振光32经过四分之一波片7后，变为左旋圆偏振光；自液晶膜3出射的水平方向的线偏振光31经过四分之一波片7后，变为右旋圆偏振光。这样采用这种LED光源进行3D显示时，观看者佩戴相应的圆偏光眼镜，即可以消除因头部转动引起的图像失真现象。
实施例四：
本发明实施例提供一种采用偏振态电可控的LED光源的LED显示面板。该LED显示面板主要用于3D显示器的显示屏，该LED显示面板包括用于显示图像的LED光源阵列，该LED光源阵列包括若干个LED光源，具体可以包括红、绿、蓝LED光源，一组红、绿、蓝LED光源构成一个像素。而这里的LED光源即采用了上述实施例一、二或三中的偏振态电可控的LED光源。在显示过程中，采用分时复用的方式，在某一时刻，使LED光源阵列输出同一种偏振状态的光，使所有像素均参与显示左眼或右眼图像，这样，与传统的隔行、隔列或邻点间隔的LED显示屏相比，其显示分辨率可以提高一倍，可实现全分辨率的3D显示。
进一步结合附图2，下面详细说明该LED显示面板的工作原理，假设通过偏振方向与线偏振片2的偏振光轴21平行(简称“水平方向”)的线偏振光显示左眼图像，通过偏振方向与偏振片的偏振光轴21垂直(简称“垂直方向”)的线偏振光显示右眼图像。在某一时刻(显示面板显示左眼图像)，所有LED发光体1发出的光首先经过线偏振片2，变为水平方向的线偏振光。线偏振光射入液晶膜3(该液晶膜可以为扭曲向列型液晶)，通过向偏振态控制信号输入端子63加载适当的电压控制信号，使第一和第二透明电节板间存在足够大的电压差，破坏液晶的旋光效应，从液晶膜3出射的偏振光偏振方向不变，仍然为水平方向的线偏振光31，该水平方向的线偏振光31形成了左眼图像。在下一时刻(显示面板显示右眼图像)，所有LED发光体1发出的光首先经过线偏振片2，变为水平方向的线偏振光。该线偏振光射入液晶膜3，通过向偏振态控制信号输入端子63加载适当的电压控制信号，使第一和第二透明电节板间的电压差为零，使得从液晶膜3出射的偏振光的偏振方向旋转90°，变成垂直方向的线偏振光32，该垂直方向的线偏振光32形成了右眼图像。这样便可以分时显示左、右眼图像，在任一时刻，显示面板的全部像素都参与显示一幅左眼或右眼图像，实现全分辨率的3D显示。
本发明在LED光源的透明外壳上沿其出射光的中心轴方向依次叠层设置线偏振片和液晶膜，并在液晶膜的光入射面和光出射面分别设置第一透明电节板和第二透明电节板，以控制液晶膜的通光状态，使LED光源可以出射两种偏振方向相互垂直的线偏振光。将这种出光偏振态可控的LED光源用于LED显示面板中，可以分时控制LED光源的偏振态来分时显示左、右眼图像，与传统的隔行、隔列或邻点间隔的LED显示面板相比，其显示分辨率可以提高一倍，实现了全分辨率的3D显示。在液晶膜的出光方向设置四分之一波片，还可以解决在观看者观看3D图像时由于头部扭动而产生图像失真的问题。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.偏振态电可控的LED光源，所述LED光源包括LED芯片和将所述LED芯片封装在内的透明外壳，其特征在于，在所述透明外壳上沿其出射光的中心轴方向依次叠层设有线偏振片和液晶膜，所述液晶膜的光入射面和光出射面分别设有第一透明电节板和第二透明电节板；所述LED芯片、第一透明电节板和第二透明电节板分别与所述LED光源的控制电路相连接。
2.如权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述控制电路含有LED正极输入端子、公共参考地输入端子以及偏振态控制信号输入端子；所述LED芯片的正极与LED正极输入端子相连接，负极与公共参考地输入端子相连接；所述第一透明电节板与公共参考地输入端子相连接，第二透明电节板与偏振态控制信号输入端子相连接。
3.如权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述LED芯片为红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片的组合。
4.如权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述LED芯片为单颗LED芯片。
5.如权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述液晶膜的出光方向设有将线偏振光转换为圆偏振光的四分之一波片。
6.一种LED显示面板，包括由若干个LED光源组成的用于显示图像的LED光源阵列，其特征在于，所述LED光源为权利要求1至5任一项所述的偏振态电可控的LED光源。
7.一种3D显示器，包括一显示面板，其特征在于，所述显示面板为权利要求6所述的LED显示面板。
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