CN103197469B - 光学补偿弯曲型液晶显示屏及3d液晶显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学补偿弯曲型液晶显示屏，包括面透明基板、底透明基板和液晶层;所述面透明基板的内侧面设有面电极，面电极的内侧面设有面排列涂层;所述底透明基板的内侧面设有底电极，底电极的内侧面设有底排列涂层;所述液晶层设于面排列涂层和底排列涂层之间;且所述面透明基板的外侧面设有面偏光片，底透明基板的外侧面没有底偏光片；所述面偏光片与面透明基板之间设有补偿膜；所述液晶层的液晶分子为对称的曲列排列结构，且所述面透明基板/底透明基板的擦膜方向一致,且为45°/45°。本发明还公开了一种3D液晶显示系统。

Description

光学补偿弯曲型液晶显示屏及3D液晶显示系统

技术领域

本发明涉及显示器技术领域，尤其涉及一种光学补偿弯曲型液晶显示屏及3D液晶显示系统。

背景技术

近年来，LCD ( Liquid Crystal Display,液晶显示器)已经替代CRT成为主流，在商业或消费者使用上渐趋普遍，光学补偿弯曲型液晶显示屏大多用于如桌上型屏幕、家庭式3D投影机, 电影院3D投影机等。

通常LCD器件通过用电场控制液晶的透光率的方法显示图像。为此，液晶显示器包括: LCD面板（显示屏），提供按阵列结构排列的液晶单元; 驱动电路，用来驱动LCD面板; 以及背光，用来向LCD面板发射光。随着显示屏技术的发展，扭曲向列型（TN）的使用越来越广泛，例如使用于3D立体显示器中。

但是，扭曲向列型（TN）的最快反应速度只有2.5毫秒以上, 并不足够做出优质的立体画面, 同时扭曲向列型液晶的串扰比较严重 , 这个也是会影响到三维效果的一个要点。

因此，扭曲向列液晶显示屏只能适应一般的3D电影，即一秒24帧率乘以2(左眼画面+右眼画面)， 如要利用现有技术的扭曲向列液晶显示屏表现出更优质的三维效果（如，一秒144帧率规格的3D电影画面）则无法实现。

发明内容

本发明的实施例提供一种光学补偿弯曲型液晶显示屏及3D液晶显示系统，能够将液晶显示屏的反应速度提升到有效配合一秒144帧率规格的3D电影画面，从而显示更优质的三维效果。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种光学补偿弯曲型液晶显示屏，包括面透明基板、底透明基板和液晶层; 所述面透明基板的内侧面设有面电极，面电极的内侧面设有面排列涂层; 所述底透明基板的内侧面设有底电极，底电极的内侧面设有底排列涂层;所述液晶层设于面排列涂层和底排列涂层之间; 且所述面透明基板的外侧面设有面偏光片，而底透明基板的外侧面没有偏光片；所述面偏光片与面透明基板之间设有补偿膜；所述液晶层的液晶分子为对称的曲列排列结构，且所述面透明基板/底透明基板的擦膜方向一致, 且为45°/45°。

作为上述实施例的改进方案，所述面排列涂层和底排列涂层为高透过率排列涂层，且通过擦膜使液晶层在所述面排列涂层和底排列涂层表面有4~5度的预倾角。

作为上述实施例的改进方案，所述面排列涂层和底排列涂层的表面颜色呈淡黄。

作为上述实施例的改进方案，所述液晶层中的液晶分子的介电各向异性为正性。

作为上述实施例的改进方案，所述液晶层的液晶分子的双折射率∆n 的范围为0.19 至 0.21；显示屏的盒厚D的范围为3.0um至6.0um；从而使显示屏的延迟量为570nm至1260nm。

作为上述实施例的改进方案，所述液晶层的液晶分子的介电常数∆ɛ 范围为6.7 ~ 9.6。

作为上述实施例的改进方案，还包括用于将所述液晶层的液晶分子封闭在所述面排列涂层和底排列涂层之间的密封胶框。

作为上述实施例的改进方案，显示屏的总开合时间少于2ms。

一种3D液晶显示系统，包括立体影像转换器、数码投影机、相对设置的反射棱镜和半透式反射棱镜、与所述反射棱镜和半透式反射棱镜对应的上液晶显示屏和下液晶显示屏、被动式圆偏振眼镜以及银幕；其中，所述上液晶显示屏和下液晶显示屏为上述实施例的光学补偿弯曲型液晶显示屏；所述上液晶显示屏和下液晶显示屏与所述数码投影机的播放速度同步，且控制所述上液晶显示屏和下液晶显示屏错开开合；影片通过所述立体影像转换器转换后同时输出左、右眼影像到所述数码投影机，所述数码投影机将所述左、右眼影像以每秒144帧率的速度播放并将左、右眼影像依次循环传输到所述半透式反射棱镜和反射棱镜上，从而传射到所述上液晶显示屏和下液晶显示屏上，并形成左旋、右旋影像，并通过所述银幕反射到所述被动式圆偏振眼镜上。

本发明实施例提供的一种光学补偿弯曲型液晶显示屏及3D液晶显示系统，通过使光学补偿弯曲型液晶显示屏的面透明基板/底透明基板的擦膜方向一致（为45°/45°）以及配合低预倾角可有效维持显示屏的高反应速度，使显示屏的总开合时间少于2ms。从而将液晶显示屏的反应速度提升到有效配合一秒144帧率规格的3D电影画面，以显示更优质的三维效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1中一种光学补偿弯曲型液晶显示屏的结构示意图；

图2是本发明实施例1中一种显示屏的侧面剖视结构示意图；

图3a是本发明实施例1中显示屏的第一状态图，显示了液晶分子在断电状态下的排列；

图3b是本发明实施例1中显示屏的第二状态图，显示了液晶分子在亮态状态下的排列；

图3c是本发明实施例1中显示屏的第三状态图，显示了液晶分子在暗态状态下的排列；

图4是本发明实施例2中一种3D液晶显示系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例 1

本发明实施例提供一种光学补偿弯曲型液晶显示屏，如图1、2和3a~3c所示，本发明实施例的光学补偿弯曲型液晶显示屏300包括面透明基板1、底透明基板2和液晶层5，该面透明基板1的内侧面设有面驱动电路电极6，面驱动电路电极6的内侧面设有面排列涂层8。底透明基板2的内侧面设有底驱动电路电极7，底驱动电路电极7的内侧面设有底排列涂层9。液晶层5设于面排列涂层8和底排列涂层9之间; 面透明基板1的外侧面设有面偏光片3，底透明基板2 则没有底偏光片。在面偏光片3与面透明基板1之间设置1/4波长补偿膜4。

上述内侧面是指朝向液晶层5的一面，外侧面是指远离液晶层5的一面。

所述液晶层5的液晶分子的介电各向异性为正性, 且液晶分子为对称的曲列排列结构。另外，对称的曲列排列结构的液晶层5的上下表面分别由上胶框10和下胶框11进行封闭。

液晶显示器平面上能够控制光线通断的区域称为活动区。活动区的剖面上具有由上述依次排列的面偏光片3、面透明基板1、面驱动电路电极6、面排列涂层8、负性液晶层5、底排列涂层9、底驱动电路电极7、和底透明基板2构成的层状结构。

其中，所述面驱动电路电极6、底驱动电路电极9都为由透光导电材料(如ITO)制成的薄膜，分别附着于上透明基板1、底透明基板2的内侧面。

面偏光片2贴附于面透明基板1。

面排列涂层8、底排列涂层9分别附着于面驱动电路电极6、底驱动电路电极7的内侧面，具有使液晶层5的液晶分子（参考图3a~3c）按照预倾角进行排列的配向作用。

其中，液晶层5中的液晶分子排列的方式为曲列排列，液晶层5与面排列涂层8和底排列涂层9形成一夹角(预倾角)，以保证外加电场时液晶分子以一致的方式倾斜。液晶分子的介电各向异性为正性，所述液晶层的液晶分子的双折射率∆n 的范围为0.19 至 0.21，介电常数∆ɛ的范围为6.7至9.6，显示屏的盒厚D的范围为3.0um至6.0um。因此，显示屏的液晶延迟量(液晶双折射率*盒厚)约为570nm至1260nm。本实施例的显示屏通过调整液晶的双折射率∆n 、介电常数∆ɛ和显示屏的盒厚D的范围在一定程度上可以调整显示屏的反应速度。

所述面排列涂层和底排列涂层为高透过率排列涂层，且通过擦膜使液晶层在所述面排列涂层和底排列涂层表面有4~5度的预倾角。所述面排列涂层和底排列涂层的表面颜色呈淡黄。 现有技术的排列涂层的颜色一般是呈淡黄至黄色的, 而它本身的颜色深浅是会直接影响到显示屏的透过率和成像出来的颜色亦会受到影响。在本发明实施例中，选用淡黄色的面排列涂层和底排列涂层, 使达至对画面的影响降至最低, 同时亦兼具高透过率和低预倾角的特性。

传统的液晶显示屏， 以扭曲向列TN型液晶显示屏为例, 一般以90°扭曲的, 擦膜方向为0°/90°或是45°/135°。这种传统的结构导致液晶显示屏的串扰严重，且反应速度低（反应时间大于2.5ms）。而本发明实施例的所述面透明基板/底透明基板的擦膜方向一致, 且为45°/45°，这样，如图3a~3c所示，液晶层5的液晶分子是一致性地朝同一个方向移动的。本发明实施例的光学补偿弯曲型液晶显示屏通过使面透明基板/底透明基板的擦膜方向一致（为45°/45°）以及配合低预倾角可有效维持显示屏的高反应速度，总开合时间少于2ms。

本发明实施例的液晶显示屏的驱动方式为双稳态显示，有亮态(低电压)或暗态(高电压)。参考图3a~3c，在断电状态下（图3a），液晶层5的液晶分子的排列不是最理想的, 贴上偏光片后底色呈粉红色。在通电后（图3b）, 液晶层5的液晶分子的排列会随着电压增加而改变, 而亮态会出现在低电压值范围, 液晶层5的液晶分子变成倾斜状态, 此状态下液晶层5(此时为倾斜排列)会对入射光线的偏光状态作出改变。而在高电压范围值时（图3c）, 液晶层5的液晶分子变成接近垂直状态, 电压越高, 液晶层5的液晶分子越接近垂直状态，此状态下液晶层5不会对入射光线的偏光状态作出改变。

实施例 2

参考图4，本发明实施例提供一种3D液晶显示系统，包括立体影像转换器101、数码投影机102、相对设置的反射棱镜103和半透式反射棱镜104、与所述反射棱镜103和半透式反射棱镜104对应的上液晶显示屏105和下液晶显示屏106、被动式圆偏振眼镜107以及银幕108；其中，所述上液晶显示屏105和下液晶显示屏106均为实施例1所述的光学补偿弯曲型液晶显示屏，其具体结构在此不再重复描述。

所述上液晶显示屏105和下液晶显示屏106与所述数码投影机的播放速度（每秒144帧率的速度播放）同步，且控制所述上液晶显示屏105和下液晶显示屏106开合有序, 不会同时开或同时关闭。

结合图2，在本实施例中，上液晶显示屏105的面透明基板1外侧设有1/4波长补偿膜4, 在1/4波长补偿膜4之上设有面偏光片3, 其补偿膜4的角度为135度, 跟液晶层的擦膜方向形成90度夹角, 而上液晶显示屏105的面偏光片3的角度为90度, 画面通过面偏光片3、1/4波长补偿膜4后, 会转换成带左旋的圆偏振光, 而液晶层5在高电压时不会对圆偏振光产生任何改变, 直至画面从银幕108反射到被动式眼镜107上后, 左旋的圆偏振光会通过左眼的圆偏振偏光片, 让我们接收到左眼的画面，在低电压时，液晶层对入射光作出调整，令左眼接收不到画面; 同样地, 下液晶显示屏106跟上液晶显示屏105的结构一样, 分别在于下液晶显示屏106的面偏光片3的角度为0度, 画面通过面偏光片3、1/4波长补偿膜4后, 会转换成带右旋的圆偏振光, 而液晶层5在高电压时不会对圆偏振光产生任何改变, 直至画面从银幕108反射到被动式眼镜107上后, 右旋的圆偏振光会通过右眼的圆偏振偏光片, 让我们接收到右眼的画面，在低电压时，液晶层对入射光作出调整，令右眼接收不到画面。

影片通过所述立体影像转换器101转换后同时输出左、右眼影像到所述数码投影机，此时所述数码投影机102将所述左、右眼影像以每秒144帧率的速度播放并将左、右眼影像依次循环（以有规律地左、右、左、右影像不间断地排列）传输到所述半透式反射棱镜104和反射棱镜103上，从而传射到所述上液晶显示屏105和下液晶显示屏106上，这样，传射到所述上液晶显示屏105的一组影像通过1/4波长补偿膜后变成左旋的影像, 相反, 传射到所述下液晶显示屏106的一组影像变成右旋的影像，并透过银幕108反射到观众所配戴的被动式偏光片眼镜107上。经由被动式偏光片眼镜107上的圆偏震偏光片(左眼的是左旋圆偏震偏光片, 而右眼的是右旋圆偏震偏光片) 去独立接收左旋影像或右旋影像。从而让人们的脑部连续地接收到一个个偏移了的画面, 令脑部错觉地做出了立体影像。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种光学补偿弯曲型液晶显示屏，其特征在于，包括面透明基板、底透明基板和液晶层; 所述面透明基板的内侧面设有面电极，面电极的内侧面设有面排列涂层; 所述底透明基板的内侧面设有底电极，底电极的内侧面设有底排列涂层;所述液晶层设于面排列涂层和底排列涂层之间; 且所述面透明基板的外侧面设有面偏光片；而底透明基板的外侧面没有偏光片；所述面偏光片与面透明基板之间设有1/4波长补偿膜；所述液晶层的液晶分子为对称的曲列排列结构，且所述面透明基板/底透明基板的擦膜方向一致, 且为45°/45°；所述面排列涂层和底排列涂层为高透过率排列涂层，且通过擦膜使液晶层在所述面排列涂层和底排列涂层表面有4~5度的预倾角，所述液晶层的液晶分子的介电常数∆ɛ范围为6.7 ~ 9.6；所述液晶层的液晶分子的双折射率∆n的范围为0.19 至 0.21；显示屏的盒厚D的范围为3.0um至6.0um；从而使显示屏的延迟量为570nm至1260nm。

2.如权利要求2所述的光学补偿弯曲型液晶显示屏，其特征在于，所述面排列涂层和底排列涂层的表面颜色呈淡黄。

3.如权利要求1所述的光学补偿弯曲型液晶显示屏，其特征在于，所述液晶层中的液晶分子的介电各向异性为正性。

4.如权利要求1所述的光学补偿弯曲型液晶显示屏，其特征在于，还包括用于将所述液晶层的液晶分子封闭在所述面排列涂层和底排列涂层之间的密封胶框。

5.如权利要求1所述的光学补偿弯曲型液晶显示屏，其特征在于，显示屏的总开合时间少于2ms。

6.一种3D液晶显示系统，其特征在于，包括立体影像转换器、数码投影机、相对设置的反射棱镜和半透式反射棱镜、与所述反射棱镜和半透式反射棱镜对应的上液晶显示屏和下液晶显示屏、被动式圆偏振眼镜以及银幕；其中，所述上液晶显示屏和下液晶显示屏为权利要求1~8中任一项所述的光学补偿弯曲型液晶显示屏；所述上液晶显示屏和下液晶显示屏与所述数码投影机的播放速度同步，且控制所述上液晶显示屏和下液晶显示屏错开开合；影片通过所述立体影像转换器转换后同时输出左、右眼影像到所述数码投影机，所述数码投影机将所述左、右眼影像以每秒144帧率的速度播放并将左、右眼影像依次循环传输到所述半透式反射棱镜和反射棱镜上，从而传射到所述上液晶显示屏和下液晶显示屏上，并形成左旋、右旋影像，并通过所述银幕反射到所述被动式圆偏振眼镜上。