CN106019761B - 一种液晶透镜、显示装置及显示装置的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶透镜、显示装置及显示装置的驱动方法，以实现可调节的曲面显示，并降低显示装置制造成本和工艺难度，减小显示装置占用的物理空间。所述液晶透镜，包括上基板和下基板，还包括设置于上基板和下基板之间的驱动电极层和蓝相液晶；驱动电极层包括至少一个驱动电极，每一个驱动电极包括至少两个电极对，电极对包括两个相对设置且可以单独施加电压的子电极，同一驱动电极所包括的各个子电极之间彼此绝缘；子电极的延伸方向与驱动电极层延伸方向垂直，且属于同一驱动电极的不同电极对的子电极不平行；不同位置的蓝相液晶在不同子电极产生的不同强度的电场作用下发生不同程度的形变，使液晶透镜的成像距离按预定的曲线平滑变化。

Description

一种液晶透镜、显示装置及显示装置的驱动方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种液晶透镜、显示装置及显示装置的驱动方法。
背景技术
传统的曲面显示技术中，是将显示面板做成物理上的弧度状或弯曲状从而形成曲面显示面板。使曲面显示面板的不同位置均正对人眼，曲面显示面板的各位置发出的直射光汇聚于其正前方，以期获得最佳的视角体验。但是由于这种弯折的设计仅能使得处于中心观察位置的用户视角体验得到改善，其他观看位置无法达到类似效果，且中心观察位置一般不可随需要调节。另外，将显示面板做成弧度状或弯曲状，需要占用较大的物理空间，实际应用中受到一定限制，同时制造成本、工艺难度也更高。
发明内容
本发明的目的是提供一种液晶透镜、显示装置及显示装置的驱动方法，以实现可调节的曲面显示，并降低显示装置制造成本和工艺难度，减小显示装置占用的物理空间。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明实施例提供一种液晶透镜，包括上基板和下基板，还包括设置于所述上基板和所述下基板之间的驱动电极层和蓝相液晶；
所述驱动电极层包括至少一个驱动电极，每一个所述驱动电极包括至少两个电极对，所述电极对包括两个相对设置且可以单独施加电压的子电极，同一所述驱动电极所包括的各个所述子电极之间彼此绝缘；
所述子电极的延伸方向与所述驱动电极层延伸方向垂直，且属于同一所述驱动电极的不同所述电极对的所述子电极不平行；
不同位置的所述蓝相液晶在不同所述电极对产生的不同强度的电场作用下发生不同程度的形变，使所述液晶透镜的成像距离按预定的曲线平滑变化。
本实施例中，所述电极对的所述子电极能够单独施加电压，因此每个所述电极对之间的电场强度均可以按要求进行调整，而一个所述驱动电极的不同所述电极对的所述子电极不平行，可以按需要选择所述电极对驱动所述蓝相液晶，从而使蓝相液晶发生形变，使得所述液晶透镜应用于显示装置时，不需要物理弯曲即可以实现可调节的曲面显示，且降低制造成本和工艺难度；同时，由于蓝相液晶不会受入射光的偏振态的影响，因此所述液晶透镜能够适用于任何偏振态的入射光；进一步的，可以通过选择所述电极对使所述液晶透镜对应多个方向的入射光。
优选的，所述驱动电极层设置于所述上基板朝向所述下基板的一面，所述蓝相液晶位于所述驱动电极层和所述下基板之间；或者，所述驱动电极层设置于所述下基板朝向所述上基板的一面，所述蓝相液晶位于所述驱动电极层和所述上基板之间。本实施例中，可以灵活的设置所述驱动电极层。
优选的，每一个所述驱动电极所包括的各个所述子电极在所述驱动电极层所在平面上的垂直投影组合成N边形，所N为大于或等于4的偶数。本实施例中，使所述电极对对应多个方向的入射光。
优选的，所述驱动电极层包括两个或两个以上的所述驱动电极，所述驱动电极在所述驱动电极层所在平面上的垂直投影沿列方向或沿行方向延伸，全部所述驱动电极并排的平行排列。
优选的，所述驱动电极层包括两个或两个以上的所述驱动电极，全部所述驱动电极呈矩阵排列。
优选的，各个所述驱动电极在所述驱动电极层所在平面上的垂直投影图形的形状相同且大小相等。
优选的，各个所述子电极的形状相同且大小相等。
本发明实施例提供一种显示装置，包括如上实施例提供的所述液晶透镜。
优选的，还包括显示面板，所述液晶透镜设置于所述显示面板的出光侧，且所述下基板靠近所述显示面板的出光侧。
优选的，所述显示面板为液晶显示面板或有机电致发光显示面板。
本发明实施例有益效果如下：所述电极对的所述子电极能够单独施加电压，因此每个所述电极对之间的电场强度均可以按要求进行调整，而一个所述驱动电极的不同所述电极对的所述子电极不平行，可以按需要选择所述电极对驱动所述蓝相液晶，从而使蓝相液晶发生形变，使得所述液晶透镜应用于显示装置时，不需要物理弯曲即可以实现可调节的曲面显示，且降低制造成本和工艺难度；同时，由于蓝相液晶不会受入射光的偏振态的影响，因此所述液晶透镜能够适用于任何偏振态的入射光；进一步的，可以通过选择所述电极对使所述液晶透镜对应多个方向的入射光。
本发明实施例还提供一种显示装置的驱动方法，以驱动如上实施例提供的所述显示装置，包括：
对所述驱动电极层的所述驱动电极不施加电压，使所述显示装置进行平面显示；
对各个所述驱动电极中的所述电极对的各个所述子电极分别施加不同电压，使不同位置的所述蓝相液晶在不同强度的电场作用下发生不同程度的形变，所述液晶透镜的成像距离按预定的曲线平滑变化，从而所述显示装置进行曲面显示。
优选的，由所述液晶透镜中心的位置至远离所述液晶透镜中心的位置，对各个所述子电极施加的电压递增或递减。
优选的，还包括，根据入射光的偏振方向选择所述子电极施加电压。
本发明实施例有益效果如下：所述电极对的所述子电极能够单独施加电压，因此每个所述电极对之间的电场强度均可以按要求进行调整，而一个所述驱动电极的不同所述电极对的所述子电极不平行，可以按需要选择所述电极对驱动所述蓝相液晶，从而使蓝相液晶发生形变，使得所述液晶透镜应用于显示装置时，不需要物理弯曲即可以实现可调节的曲面显示，且降低制造成本和工艺难度；同时，由于蓝相液晶不会受入射光的偏振态的影响，因此所述液晶透镜能够适用于任何偏振态的入射光；进一步的，可以通过选择所述电极对使所述液晶透镜对应多个方向的入射光。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种液晶透镜的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的液晶透镜的电场强度的示意图；
图3为本发明实施例提供的第一种驱动电极的垂直投影示意图；
图4为本发明实施例提供的第二种驱动电极的垂直投影示意图；
图5为本发明实施例提供的第一种驱动电极的分布示意图；
图6为本发明实施例提供的第二种驱动电极的分布示意图；
图7为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图；
图8为本发明实施例提供显示装置的驱动方法的流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明实施例的实现过程进行详细说明。需要注意的是，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
参见图1，本发明实施例提供一种液晶透镜10，包括上基板1和下基板2，还包括设置于上基板1和下基板2之间的蓝相液晶3和驱动电极层4；
驱动电极层4包括至少一个驱动电极5，每一个驱动电极5包括至少两个电极对6，电极对6包括两个相对设置且可以单独施加电压的子电极7，同一驱动电极5所包括的各个子电极7之间彼此绝缘；
子电极7的延伸方向与驱动电极层4延伸方向垂直，且属于同一驱动电极5的不同电极对6的子电极7不平行；
不同位置的蓝相液晶3在不同电极对6产生的不同强度的电场作用下发生不同程度的形变，使液晶透镜的成像距离按预定的曲线平滑变化。
需要说明的是，由于需要不同电极对6的两个子电极7之间产生的电场可能不同，因此各电极对6之间优选绝缘。同时，图1所示的蓝相液晶3的光轴方向仅是为了说明蓝相液晶3的形变，虽然各个电极对6均产生平行电场，但是不同电极对6产生的电场方向仍然会有不同，而蓝相液晶3的光轴方向随电场的方向变化，在此不再赘述。
本实施例中，电极对6的两个子电极7能够单独施加电压，因此每个电极对6之间的电场强度均可以按要求进行调整，而一个驱动电极5的不同电极对6的子电极7不平行，可以按需要选择电极对6驱动蓝相液晶3，从而使蓝相液晶3发生形变，使得液晶透镜应用于显示装置时，不需要物理弯曲即可以实现可调节的曲面显示，且降低制造成本和工艺难度；同时，由于蓝相液晶3不会受入射光的偏振态的影响，因此液晶透镜能够适用于任何偏振态的入射光；进一步的，可以通过选择电极对6使液晶透镜对应多个方向的入射光。
为了更清楚的理解本发明，详细说明如下：
蓝相液晶3的工作原理是基于克尔效应，蓝相液晶3在电极对6的各个子电极7施加电压时变为光学上的单轴晶体，其光轴方向与电场方向平行。蓝相液晶5在电场作用下产生克尔效应产生双折射，双折射率Δn由公式1得到：
Δn＝λKE2 (1)
其中，λ为波长，K为克尔系数，E为电场强度。
因此，电场强度越大，产生的双折射率Δn越大。
结合图2所示的液晶透镜10在进行曲面显示时的电场强度的示意图，在各个电极对6的和各个子电极7单独施加不同电压时，各个电极对6的和各个子电极7之间产生的平行电场，使得蓝相液晶5发生不同程度的形变，从而液晶透镜10的不同位置蓝相液晶5具有不同的双折射率，基于不同位置蓝相液晶5具有不同的双折射率的变化，使得液晶透镜10的成像距离按预定的曲线平滑。变化的电场强度可以如图2所示的b1，……bn-1，bn等，该些电场强度同样是按照规则的曲线变化，例如图2中的由中心向两侧递减。当然也可以通过调整施加于不同电极对6的和各个子电极7上的电压，使电场强度由中心向两侧递增。
而s光、p光和非偏振光经过上述的克尔盒之后的输出光谱是一致的，即与入射光的偏振态无关。因此本实施例的液晶透镜10能够适用于任何偏振态的入射光。
在选择对应不同方向的电极对6的情况下，该液晶透晶10显然可能对应不同入射方向的入射光。
而对于驱动电极层4的设置，可以灵活的实施。例如，驱动电极层4设置于上基板朝向下基板的一面，蓝相液晶3位于驱动电极层4和下基板之间；又例如，驱动电极层4设置于下基板朝向上基板的一面，蓝相液晶3位于驱动电极层4和上基板之间。本实施例中，可以灵活的设置驱动电极层4，在此不再赘述。
优选的，每一个驱动电极5所包括的各个子电极7在驱动电极层4所在平面上的垂直投影组合成N边形，所N为大于或等于4的偶数。本实施例中，使电极对6对应多个方向的入射光。例如，如图3所示，一个驱动电极5包括两个电极对6，两个电极对6的子电极7的垂直投影组合成四边形；例如，如图4所示，一个驱动电极5包括3个电极对6，两个电极对6的子电极7的垂直投影组合成六边形。
各个驱动电极5同样可以灵活排列。例如，如图5所示，驱动电极层4包括两个或两个以上的驱动电极5，驱动电极5在驱动电极层4所在平面上的垂直投影沿列方向或沿行方向延伸，全部驱动电极5并排的平行排列。又例如，如图6所示，驱动电极层4包括两个或两个以上的驱动电极5，全部驱动电极5呈矩阵排列。
优选的，各个驱动电极5在驱动电极层4所在平面上的垂直投影图形的形状相同且大小相等。
优选的，各个子电极7的形状相同且大小相等。
本发明实施例有益效果如下：电极对6的子电极7能够单独施加电压，因此每个电极对6之间的电场强度均可以按要求进行调整，而一个驱动电极5的不同电极对6的子电极7不平行，可以按需要选择电极对6驱动蓝相液晶3，从而使蓝相液晶3发生形变，使得液晶透镜10应用于显示装置时，不需要物理弯曲即可以实现可调节的曲面显示，且降低制造成本和工艺难度；同时，由于蓝相液晶3不会受入射光的偏振态的影响，因此液晶透镜10能够适用于任何偏振态的入射光；进一步的，可以通过选择电极对6使液晶透镜10对应多个方向的入射光。
参见图7，本发明实施例提供一种显示装置，包括如上实施例提供的液晶透镜10，还包括显示面板20，液晶透镜10设置于显示面板20的出光侧21，且液晶透镜10的下基板2靠近显示面板的出光侧21。
优选的，显示面板20为液晶显示面板或有机电致发光显示面板。
本发明实施例有益效果如下：电极对6的子电极7能够单独施加电压，因此每个电极对6之间的电场强度均可以按要求进行调整，而一个驱动电极5的不同电极对6的子电极7不平行，可以按需要选择电极对6驱动蓝相液晶3，从而使蓝相液晶3发生形变，使得液晶透镜10应用于显示装置时，不需要物理弯曲即可以实现可调节的曲面显示，且降低制造成本和工艺难度；同时，由于蓝相液晶3不会受入射光的偏振态的影响，因此液晶透镜10能够适用于任何偏振态的入射光；进一步的，可以通过选择电极对6使液晶透镜10对应多个方向的入射光。
参见图8，本发明实施例还提供一种显示装置的驱动方法，以驱动如上实施例提供的显示装置，包括：
801、对驱动电极层的驱动电极不施加电压，使显示装置进行平面显示；
802、对各个驱动电极中的电极对的各个子电极分别施加不同电压，使不同位置的蓝相液晶在不同强度的电场作用下发生不同程度的形变，液晶透镜的成像距离按预定的曲线平滑变化，从而显示装置进行曲面显示。
需要说明的是，对电极对的两个子电极施加的电压通常不相等，且同属于于个电极对的两个子电极之一可以施加公共电压，使该两个子电极之间产生电场。
优选的，由液晶透镜中心的位置至远离液晶透镜中心的位置，对各个子电极施加的电压递增或递减。
优选的，还包括，根据入射光的偏振方向选择子电极施加电压。
本发明实施例有益效果如下：电极对的子电极能够单独施加电压，因此每个电极对之间的电场强度均可以按要求进行调整，而一个驱动电极的不同电极对的子电极不平行，可以按需要选择电极对驱动蓝相液晶，从而使蓝相液晶发生形变，使得液晶透镜应用于显示装置时，不需要物理弯曲即可以实现可调节的曲面显示，且降低制造成本和工艺难度；同时，由于蓝相液晶不会受入射光的偏振态的影响，因此液晶透镜能够适用于任何偏振态的入射光；进一步的，可以通过选择电极对使液晶透镜对应多个方向的入射光。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种液晶透镜，包括上基板和下基板，其特征在于，还包括设置于所述上基板和所述下基板之间的驱动电极层和蓝相液晶；
所述驱动电极层包括至少一个驱动电极，每一个所述驱动电极包括至少两个电极对，所述电极对包括两个相对设置且可以单独施加电压的子电极，同一所述驱动电极所包括的各个所述子电极之间彼此绝缘；
所述子电极的延伸方向与所述驱动电极层所在平面垂直，且属于同一所述驱动电极的不同所述电极对的所述子电极在所述驱动电极层所在平面上的投影不平行；
不同位置的所述蓝相液晶在不同所述电极对产生的不同强度的电场作用下发生不同程度的形变，使所述液晶透镜的成像距离按预定的曲线平滑变化。
2.如权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述驱动电极层设置于所述上基板朝向所述下基板的一面，所述蓝相液晶位于所述驱动电极层和所述下基板之间；或者，所述驱动电极层设置于所述下基板朝向所述上基板的一面，所述蓝相液晶位于所述驱动电极层和所述上基板之间。
3.如权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，每一个所述驱动电极所包括的各个所述子电极在所述驱动电极层所在平面上的垂直投影组合成N边形，所N为大于或等于4的偶数。
4.如权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述驱动电极层包括两个或两个以上的所述驱动电极，所述驱动电极在所述驱动电极层所在平面上的垂直投影沿列方向或沿行方向延伸，全部所述驱动电极并排的平行排列。
5.如权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述驱动电极层包括两个或两个以上的所述驱动电极，全部所述驱动电极呈矩阵排列。
6.如权利要求4或5所述的液晶透镜，其特征在于，各个所述驱动电极在所述驱动电极层所在平面上的垂直投影图形的形状相同且大小相等。
7.如权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，各个所述子电极的形状相同且大小相等。
8.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的液晶透镜。
9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，还包括显示面板，所述液晶透镜设置于所述显示面板的出光侧，且所述下基板靠近所述显示面板的出光侧。
10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板为液晶显示面板或有机电致发光显示面板。
11.一种显示装置的驱动方法，以驱动如权利要求8至10任一项所述的显示装置，其特征在于，包括：
对所述驱动电极层的所述驱动电极不施加电压，使所述显示装置进行平面显示；
对各个所述驱动电极中的所述电极对的各个所述子电极分别施加不同电压，使不同位置的所述蓝相液晶在不同强度的电场作用下发生不同程度的形变，所述液晶透镜的成像距离按预定的曲线平滑变化，从而所述显示装置进行曲面显示。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，由所述液晶透镜中心的位置至远离所述液晶透镜中心的位置，对各个所述子电极施加的电压递增或递减。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括，根据入射光的偏振方向选择所述子电极施加电压。
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