CN102759805A - 3d显示装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3D显示装置及系统，涉及3D显示技术领域。液晶装置包括显示面板，所述显示面板包括阵列基板、与阵列基板相对的彩膜基板以及所述阵列基板与所述彩膜基板之间填充的液晶；该装置通过驱动电压控制液晶分子旋转，在一个立体图像对的显示周期内，左眼图像显示时刻，驱动液晶分子偏转至第一角度，使得由阵列基板入射的线性偏振光的偏振方向旋转为所述第一角度，在右眼图像显示时刻，驱动液晶分子偏转至第二角度，使得由阵列基板入射的线性偏振光的偏振方向旋转为所述第二角度，所述第一角度与所述第二角度间存在设定差值。本发明的装置及系统生产工艺简单、工艺精度要求低、且成本降低，提高了显示分辨率。

Description

3D显示装置及系统
技术领域
本发明涉及3D显示技术领域，尤其涉及一种3D显示装置及系统。
背景技术
三维（3D）液晶显示已经成为显示领域的一种趋势，3D液晶显示的根本原理是视差产生立体，即使人的左眼看到左眼图像，右眼看到右眼图像。其中左右眼图像为有视差的一对立体图像对。
基于偏光眼镜的3D液晶显示技术是较常用的一种3D液晶显示技术。由显示器投射出左右两幅图像，用户使用于显示器配套的偏光眼镜，将左右图像分别分配到左右眼睛上。偏光眼镜使用不同偏振方向的镜片，使显示器发出的光线产生和画面对应的不同角度的偏振方向。
传统的基于偏光眼镜的3D液晶显示器通过在显示面板的彩膜基板朝向人眼一侧设置相位差板，以调节不同像素出射光偏光方向，将左眼图像和右眼图像调制为偏振方向正交的线偏振光。这样，左眼所对镜片的偏振轴与左眼图像线偏振光的偏振方向相同，右眼所对镜片的偏振轴与右眼图像线偏振光的偏振方向相同，人的左眼只能观察到左眼图像，右眼只能观察到右眼图像，双眼就感受到图像的视差，经过大脑的作用即可产生立体感。该相位差板的常用的基本结构是在显示面板上精确对位后，通过粘合剂将偏光膜（相位差板）贴附在在彩膜基板上的偏光片上，利用偏光膜上不同区域可以产生不同的相位延迟，从而使不同像素的光以不同偏振方向出射，观看者佩戴偏光眼镜就可以看到3D效果。
将相位差板对位贴附到显示面板上时，难以对位精确，精确度很低，造成这种方式制造的3D产品良品率很低，串扰严重；同时，由于多了一层粘合剂和相位差板，会造成光线的损失；增加了发光点（显示基板上的红绿蓝发光点）到相位差板的距离，降低了可视角度。这些问题已经严重阻碍了相位差板式3D显示的发展。
此外，上述传统的基于偏光眼镜的3D液晶显示器只能采用隔行扫描的方式驱动，使图像在亚像素级被组合。即在同一时刻，显示器上一部分像素显示左眼图像的内容，一部分像素显示右眼图像的内容，通过偏光眼镜使一部分像素的显示只能被右眼看到，另一部分只能被左眼看到，从而产生立体的感觉。这样的驱动方式会降低了一半的分辨率。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：提供一种生产工艺简单、工艺精度要求降低、且成本也降低的3D显示装置及系统。
（二）技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种3D显示装置，所述装置包括显示面板，所述显示面板包括阵列基板、与阵列基板相对的彩膜基板以及所述阵列基板与所述彩膜基板之间填充的液晶；该装置通过驱动电压控制液晶分子旋转，在一个立体图像对的显示周期内，右眼图像显示时刻，驱动液晶分子偏转至第一角度，使得由阵列基板入射的线性偏振光的偏振方向旋转为所述第一角度，在左眼图像显示时刻，驱动液晶分子偏转至第二角度，使得由阵列基板入射的线性偏振光的偏振方向旋转为所述第二角度，所述第一角度与所述第二角度间存在设定差值。
优选地，所述显示面板还包括背光源，自所述背光源出射的光为线性偏振光。
优选地，所述显示面板还包括背光源，自所述背光源出射的光为非线性偏振光，所述阵列基板上设置有偏光片。
优选地，所述偏光片设置在所述阵列基板朝向所述背光源的一侧，或所述偏光片设置在所述阵列基板朝向所述彩膜基板的一侧。
优选地，所述设定差值为±90°。
优选地，所述显示面板的刷新频率不低于120Hz。
本发明还提供了一种3D显示系统，包括上述3D显示装置以及偏光眼镜。
优选地，所述偏光眼镜的右眼偏振片的光轴角度与所述第一角度平行，左眼偏振片的光轴角度与所述第二角度平行。
（三）有益效果
本发明的3D显示装置及系统生产工艺简单、工艺精度要求降低、且成本也降低；此外，由于不仅限于隔行扫描的驱动方式，提高了显示分辨率。
附图说明
图1为依照本发明一种实施方式的3D显示装置及系统中右眼图像的显示原理示意图；
图2为依照本发明一种实施方式的3D显示装置及系统中左眼图像的显示原理示意图。
具体实施方式
本发明提出的3D显示装置及系统，结合附图及实施例详细说明如下。
液晶显示是依据信号电压控制液晶分子偏转，从而控制偏振光通过显示面板的透过率，从而实现各种灰阶的彩色显示图像。
如图1-2所示，依照本发明一种实施方式的3D显示装置包括显示面板，显示面板包括背光源（未示出）、阵列基板1、与阵列基板1相对的彩膜基板2以及阵列基板1与彩膜基板2之间填充的液晶3，本发明的显示装置通过驱动电压控制液晶显示面板的液晶分子旋转，在一个存在相位差的立体图像对的显示周期内，右眼图像显示时刻，驱动液晶分子偏转至第一角度A1，使得由阵列基板入射的线性偏振光的偏振方向旋转为所述第一角度A1，在左眼图像显示时刻，驱动液晶分子偏转至第二角度A2，使得由阵列基板入射的线性偏振光的偏振方向旋转为所述第二角度A2，第一角度A1与第二角度A2间存在设定差值。为了达到更好的立体显示效果，该差异优选为A1-A2=±90°。
此外，本发明还提供了一种包括上述显示装置的3D显示系统，该系统包括图1-2中所示的偏光眼镜4，该偏光眼镜设置在显示面板与人眼之间，且为实现3D显示，偏光眼镜4的右眼偏振片的光轴角度与该第一角度A1平行，左眼偏振片的光轴角度与该第二角度A2平行。在观察者佩戴偏光眼镜4观看时，由于右眼偏振片光轴与A1平行，左眼偏振片主光轴与A2平行，从而使得在图像显示时右眼只能看到右眼图像而看不到左眼图像，左眼只能看到左眼图像而看不到右眼图像，从而实现3D显示。
本发明的3D显示装置及系统中，自阵列基板1入射的光（朝向彩膜基板2）为线性偏振光，当由背光源出射的光为非线性偏振光时，本发明的装置及系统通过在阵列基板1上设置偏光片来实现此目的，且优选地，仅在阵列基板1朝向光源一侧设置该偏光片（图中未示出），彩膜基板2上不设置偏光片，这样的结构使得生产工艺简单，不仅降低了成本，且降低了对工艺精度的要求，当然根据实际设计需要，也可以将偏光片设置在阵列基板1朝向彩膜基板2一侧，且彩膜基板2上不设置偏光片；或者，当由背光源出射的光为线性偏振光时，此时，阵列基板1和彩膜基板2中均不需要设置偏光片
此外，在本发明的3D显示装置及系统中可以不采用隔行扫描的驱动方式，而通过驱动电压的驱动，使得右眼图像的偏振光在第一时刻通过彩膜基板2（如图1所示），左眼图像的偏振光在第二时刻通过彩膜基板2（如图2所示），或者使得左眼图像的偏振光第一时刻通过彩膜基板2，右眼图像的偏振光第二时刻通过彩膜基板2。这样，较传统的3D显示装置及系统，分辨率更高。
由于刷新频率在120Hz以下时观察者会不同程度的感觉到闪烁存在。因此，为了解决闪烁问题，提高观看者的舒适感，本发明的装置及系统中，显示面板的刷新频率不低于120Hz。
下面通过具体的实施例来说明本发明的3D显示装置及系统。
在3D显示过程中，假使观察者在某一像素点P1上，左眼应该看到一个红点（灰阶：R255，G0，B0），右眼应该看到一个绿点（灰阶：R0，G255，B0）。那么，本发明的3D显示装置及系统，在图像显示的第一时刻，使左眼图像的偏振光通过彩膜基板此时P1-R对应的（对应R亚像素）液晶偏转角度A2，偏光眼左眼偏振片光轴角度与A2平行，能完全透过P1-R的偏振光；P1-G（对应G亚像素）、P1-B（对应B亚像素）对应的液晶不透光，这样，左眼看到P1像素为红点；在图像显示的第二时刻，使右眼图像偏振光通过彩膜基板时P1-G液晶偏转角度A1，偏光眼镜右眼偏振片光轴角度与A1平行，能完全透过P1-G的偏振光，P1-R、P1-B对应的液晶不透光，右眼看到P1像素为绿点。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种3D显示装置，所述装置包括显示面板，其特征在于，所述显示面板包括阵列基板、与阵列基板相对的彩膜基板以及所述阵列基板与所述彩膜基板之间填充的液晶；该装置通过驱动电压控制液晶分子旋转，在一个立体图像对的显示周期内，驱动右眼图像显示时刻，液晶分子偏转至第一角度，使得由阵列基板入射的线性偏振光的偏振方向旋转为所述第一角度，在左眼图像显示时刻，驱动液晶分子偏转至第二角度，使得由阵列基板入射的线性偏振光的偏振方向旋转为所述第二角度，所述第一角度与所述第二角度间存在设定差值。
2.如权利要求1所述的3D显示装置，其特征在于，所述显示面板还包括背光源，自所述背光源出射的光为线性偏振光。
3.如权利要求1所述的3D显示装置，其特征在于，所述显示面板还包括背光源，自所述背光源出射的光为非线性偏振光，所述阵列基板上设置有偏光片。
4.如权利要求3所述的3D显示装置，其特征在于，所述偏光片设置在所述阵列基板朝向背光源的一侧，或所述偏光片设置在所述阵列基板朝向彩膜基板的一侧。
5.如权利要求1所述的3D显示装置，其特征在于，所述设定差值为±90°。
6.如权利要求1-5任一项所述的3D显示装置，其特征在于，所述显示面板的刷新频率不低于120Hz。
7.一种3D显示系统，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的3D显示装置以及偏光眼镜。
8.如权利要求7所述的3D显示系统，其特征在于，所述偏光眼镜的右眼偏振片的光轴角度与所述第一角度平行，左眼偏振片的光轴角度与所述第二角度平行。
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