CN106200053A - 立体显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于立体显示技术领域，提供了一种立体显示装置，包括显示面板、液晶透镜、驱动电路和电压模块，液晶透镜位于显示面板的显示侧，电压模块向驱动电路提供初始电压，当立体显示装置用于3D显示时，初始电压经驱动电路处理后输出液晶透镜工作所需的多组驱动电压，当立体显示装置用于2D显示时，驱动电路对各组驱动电压处理后输出偏转电压，偏转电压大于液晶分子的阈值电压，且小于或等于初始电压，在偏转电压的作用下，液晶层内的液晶分子发生偏转，降低液晶分子与间隙子之间的折射率差，以消除间隙子对显示面板出光的影响。与现有技术相比，提高立体显示装置在2D显示状态下的观看效果和观看舒适度。

Description

立体显示装置
技术领域
本发明属于立体显示技术领域，尤其涉及立体显示装置。
背景技术
随着立体显示技术的发展，人们要求立体显示装置不仅可以显示立体图像，也可以根据观看者的需求显示2D图像，如显示文字或图片。如图1所示，现有的立体显示装置，包括显示面板2＇和设于显示面板2＇出光侧的液晶透镜1＇。显示面板2＇提供具有图像差异的左视图与右视图，通过液晶透镜1＇的分光作用，使得左视图进入观看者的左眼，右视图进入观看者的右眼，观看者的大脑基于所感知的图像差异形成立体图像。
如图1与图2所示，液晶透镜1＇包括相对设置的第一基板11＇和第二基板12＇，第一基板11＇与第二基板12＇之间设有液晶层和用于支撑液晶层厚度的间隙子14＇，第一基板11＇上设有相互平行的多个第一电极15＇，相邻两个第一电极15＇之间均间隔一定距离，第二基板12＇上设有相互平行的多个第二电极16＇，相邻两个第二电极16＇之间均间隔一定距离，对第一电极15＇、第二电极16＇分别提供第一电压及第二电压，继而，第一电压与第二电压之间的压差在第一基板11＇与第二基板12＇之间产生驱动电场，驱动电场驱动液晶层内的液晶分子13＇发生不同程度的偏转，从而在第一基板11＇与第二基板12＇内形成阵列排布的液晶透镜单元17＇，显示面板2＇出射的偏振光藉由液晶透镜单元17＇的分光作用，左视图被左眼识别，右视图被右眼识别，从而进行三维显示。
如图3所示，当立体显示装置用于2D显示时，将液晶透镜1＇进行断电处理，此时，第一基板11＇与第二基板12＇之间无电场产生，显示面板2＇发出的偏振光经过间隙子14＇，由于间隙子14＇与液晶分子13＇之间的折射率差较大，光线在间隙子14＇处发生折射，导致人眼在观看立体显示装置时，在间隙子14＇处存在亮点，影响观看者的观看效果和观看舒适度。
现有技术还公开了一种立体显示装置，包括显示面板和液晶透镜光栅，显示面板包括多个像素单元以及设置在多个像素单元之间的黑矩阵，液晶透镜光栅包括间隙子，间隙子的位置对应于显示面板中黑矩阵的位置，在显示面板中设置黑矩阵，不仅影响显示面板的显示效果，而且黑矩阵未能完全覆盖间隙子，导致人眼观看时，在间隙子处仍然存在亮点现象。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种立体显示装置，旨在解决现有技术存在局限或缺陷引起的上述一个或多个的问题。
本发明实施方式是这样实现的，立体显示装置，包括显示面板、液晶透镜、驱动电路和电压模块，所述液晶透镜位于所述显示面板的显示侧，所述液晶透镜包括相对设置的第一基板与第二基板，所述第一基板与所述第二基板之间设有液晶层和间隙子，所述第一基板上设有多个第一电极，所述第二基板上设有第二电极，各所述第一电极、所述第二电极分别与所述驱动电路的输出端电性连接，所述电压模块向所述驱动电路提供初始电压，当所述立体显示装置用于3D显示时，所述初始电压经所述驱动电路处理后输出所述液晶透镜工作所需的多组驱动电压，当所述立体显示装置用于2D显示时，所述驱动电路对各组所述驱动电压处理后输出偏转电压，所述偏转电压大于所述液晶分子的阈值电压，且小于或等于所述初始电压，在所述偏转电压的作用下，所述液晶层内的液晶分子发生偏转，降低所述液晶分子与所述间隙子之间的折射率差，以消除所述间隙子对所述显示面板出光的影响。
进一步地，所述第二电极为条形电极且设置有多个，或者所述第二电极为面电极。
具体地，所述驱动电压路包括信号发生模块和电压切换模块，当所述立体显示装置用于2D显示时，所述信号发生模块产生控制信号，所述控制信号控制所述电压切换模块将各组所述驱动电压切换成所述偏转电压。
进一步地，所述电压切换模块包括切换单元，所述切换单元接收所述控制信号，将各所述驱动电压切换成所述偏转电压。
进一步地，所述电压切换模块还包括调压单元，所述调压单元与所述电压模块的输出端串联连接，通过调节所述调压单元获取各组所述驱动电压，所述调压单元与所述切换单元并联连接。
进一步地，所述电压切换模块还包括稳压单元，用于对所述偏转电压进行稳压处理，所述稳压单元与所述调压单元串联连接，所述稳压单元的输出端与各所述第一电极、所述第二电极电性连接。
进一步地，所述立体显示装置还包括侦测模块，用于侦测观看者是否在预设观看范围内，当所述观看者不在所述预设观看范围内，所述侦测模块发出侦测信号，所述驱动电路接收所述侦测信号，控制所述立体显示装置用于2D显示。
具体地，当所述立体显示装置用于2D显示时，所述电压模块通过所述驱动电路向各所述第一电极提供第一电压，向各所述第二电极提供第二电压，所述第一电压与所述第二电压之间的差值即为所述偏转电压。
进一步地，所述液晶透镜还包括第三电极，所述第三电极设置于各所述第一电极与所述第一基板之间，当所述立体显示装置用于2D显示时，所述电压模块通过所述驱动电路向各所述第一电极提供第三电压，向各所述第二电极提供第四电压，向所述第三电极提供第五电压，所述第四电压与所述第五电压之间的差值即为所述偏转电压。
具体地，所述偏转电压在所述第一基板与所述第二基板之间产生电场强度相等的均匀电场，在所述均匀电场的作用下，所述液晶分子发生相同程度的偏转，偏转后的所述液晶分子与所述间隙子之间的折射率差在预设范围内。
进一步地，各所述第二电极间隔设置，所述液晶层的配向方向为水平方向，所述第二电极的延伸方向与所述液晶层的配向方向之间的夹角为锐角，所述偏转电压在所述第一基板与所述第二基板之间产生横向电场，所述横向电场驱动所述液晶层内的液晶分子发生不同程度的偏转。
进一步地，于所述第一电极与所述第二电极的交叉位置处的所述横向电场为强电场区域，位于所述强电场区域内的所述液晶分子偏转角度为n1,远离所述强电场区域的所述液晶分子的偏转角度为n2，且n1＞n2。
进一步地，位于所述强电场区域内的所述液晶分子沿第一方向偏转，所述第一方向垂直于所述第二电极的延伸方向。
优选地，所述第一电压为接地电压，所述第二电压为交流电压，且相邻两所述第二电极对应的两所述第二电压在同时刻大小相等，极性相反。
优选地，所述第一电极的延伸方向与所述第二电极的延伸方向之间的夹角为α1，所述α1为锐角，所述第二电极的延伸方向与所述液晶层的配向方向之间的夹角为β1，且45°≤β1＜90°。
或者，优选地，所述第一电极的延伸方向与所述第二电极的延伸方向之间的夹角为α2，所述α2为钝角，所述第二电极的延伸方向与所述液晶层的配向方向之间的夹角为β2，且0°＜β2＜45°。
本发明实施方式提供的立体显示装置，当立体显示装置用于2D显示时，信号发生模块产生控制信号，切换单元接收控制信号，将各组驱动电压切换成偏转电压，在偏转电压的作用下，液晶分子发生偏转，偏转后的液晶分子对光的折射率也发生了改变，降低液晶分子与间隙子之间的折射率差。削弱间隙子对显示面板出光的折射，消除人眼在观看立体显示装置时，在间隙子处存在亮点现象。与现有技术相比，在本实施方式中，间隙子的位置不需要对应于显示面板中黑矩阵的位置，降低液晶透镜的制造难度。
附图说明
图1是现有技术提供的2D/3D可切换立体显示装置的结构示意图；
图2是图1中的液晶透镜的结构示意图；
图3是图1中的液晶透镜的另一结构示意图；
图4是本发明实施方式一提供的立体显示装置用于2D显示时的结构示意图；
图5是图4提供的立体显示装置用于3D显示时的结构示意图；
图6是图4提供的立体显示装置的又一结构示意图；
图7是图6提供的驱动电路的结构示意图；
图8是图7提供的电压切换模块的结构示意图；
图9是本发明实施方式二提供的立体显示装置结构示意图；
图10是本发明实施方式三提供的立体显示装置结构示意图；
图11是图10提供的液晶透镜的结构示意图；；
图12是图10提供的液晶层的分布示意图；
图13是图10提供的第二电极与液晶层配向方向相交的示意图；
图14是本发明实施方式四提供的第二电极与液晶层配向方向相交的示意图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，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方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施方式一
如图4至图6所示，本发明实施方式提供的立体显示装置(图中未示出)，包括液晶透镜1、显示面板2、驱动电路3和电压模块4，液晶透镜1设置于显示面板2的显示侧。液晶透镜1包括相对设置的第一基板11与第二基板12，第二基板12设置于第一基板11的上方。第一基板11与第二基板12之间设有液晶层(图中未示出)和间隙子14，间隙子14用于支撑液晶层的厚度。如图4与图6所示，第一基板11上设有多个第一电极15，各第一电极15的延伸方向保持一致，即各第一电极15之间相互平行，相邻两个第一电极15之间均间隔一定距离。第二基板12上设有第二电极16，各第一电极15、第二电极16分别与驱动电路3输出端电性连接。
在本实施例中，第一基板11上设有多个第一电极15，各第一电极15的延伸方向保持一致，即各第一电极15之间相互平行，相邻两个第一电极15之间均间隔一定距离。
在本实施例中，第二基板12上设有多个第二电极16，各个第二电极16的延伸方向保持一致，即各个第二电极16之间相互平行，相邻两个第二电极16之间均间隔一定距离。在本实施例中第二电极16可以是条形电极，驱动电路3向第二电极16提供公共电压或接地电压。可以理解的是，在本实施例中，第二电极16也不限于条形电极，可以为面电极，采用面电极和条形电极对于本领域的技术人员来说是常规选择。
当液晶透镜1用于3D显示时，驱动电路3向各个第一电极15提供驱动电压，以及向第二电极16提供公共电压或接地电压，驱动电压与公共电压之间的压差在第一基板11与第二基板12之间形成电场，液晶分子13在电场的作用下发生偏转。
如图5所示，当立体显示装置用于3D显示时，电压模块4向驱动电路3提供初始电压，驱动电路3对初始电压进行处理后输出液晶透镜1工作所需的多组驱动电压，在多组驱动电压的作用下，液晶层内的液晶分子13形成折射率渐变的液晶透镜单元L1，液晶透镜单元L1对显示面板2发出的光线进行分光，形成立体图像。为形成折射率呈梯度分布的液晶透镜单元L1，要求多组驱动电压相对于液晶透镜单元L1中心对称，各驱动电压的电压值由液晶透镜单元L1的两端至中心逐渐递减。驱动电路3对初始电压进行处理后输出液晶透镜1工作所需的多组驱动电压，本实施例中，驱动电路3对初始电压的处理方式包括切换或调整等本领域技术人员公知的电压处理方式，在此不再一一赘述。
在本实施方式中，初始电压可以是液晶透镜1的最大驱动电压，也可以大于液晶透镜1的最大驱动电压。当立体显示装置用于3D显示时，初始电压经过驱动电路3的处理，输出液晶透镜1工作所需的驱动电压，驱动电压驱动液晶分子13形成具有梯度折射率差的液晶透镜单元L1。显示面板2的出光经过液晶透镜1的分光作用，形成具有图像差异的左右视差图，进入观看者眼中，形成立体图像。
如图4所示，当立体显示装置用于2D显示时，驱动电路3对各组驱动电压处理后输出偏转电压，偏转电压大于液晶分子13的阈值电压，且小于或等于初始电压，在偏转电压的作用下，液晶分子13发生偏转，偏转后的液晶分子13对显示面板2出光的折射率发生改变，降低液晶分子13与间隙子14之间的折射率差，以消除间隙子14对显示面板2出光的影响。在本实施方式中，偏转后的液晶分子13与间隙子14b之间的折射率差较小，使得液晶分子13b与间隙子14b之间的折射率差在预设范围内，本实施方式中的预设范围是指液晶分子13b与间隙子14b之间的折射率差小于0.1，当然并不限于这一数值，可以根据需要限定折射率差值，通过上述设置提升了立体显示装置在2D显示状态下的观看效果和观看舒适度，改善显示清晰度。本发明可解决如图3所示的立体显示装置，当观看者在观看立体显示装置呈现的2D画面时，对液晶透镜1＇进行的断电处理，导致液晶分子13＇与间隙子14＇之间的折射率差较大，显示面板2＇发出的光线在间隙子14＇处发生折射现象的问题。
在本实施方式中，间隙子14的位置不需要对应于显示面板2中黑矩阵的位置，降低液晶透镜1的制造难度。而且，本实施方式提供的驱动电路3结构简单，不会增加立体显示装置的额外成本。
第二基板12上设有多个第二电极16，各个第二电极16的延伸方向保持一致，即各个第二电极16之间相互平行，相邻两个第二电极16之间均间隔一定距离。在本实施例中第二电极16可以是条形电极，驱动电路3向第二电极16提供公共电压或接地电压。
如图7所示，驱动电路3包括信号发生模块31和电压切换模块32，当立体显示装置用于2D显示时，信号发生模块31产生控制信号，控制信号控制电压切换模块32将各组驱动电压切换成偏转电压，信号发生模块31与电压切换模块32电性连接。电压切换模块32将驱动电压切换成偏转电压，由于偏转电压大于液晶分子13的阈值电压，并且偏转后的液晶分子13与间隙子14折射率差较小，降低间隙子13对显示面板2出光的影响。使得液晶分子13与间隙子14之间的折射率差在预设范围内，削弱显示面板2出光在间隙子14处发生折射的影响。提升立体显示装置在2D显示状态下的观看效果和观看舒适度，改善显示清晰度。
在本实施方式中，根据信号发生模块31产生的控制信号，电压切换模块32将液晶透镜1的驱动电压切换至偏转电压，液晶透镜1响应速度快，显示效果良好，且结构简单，无需增加过多的器件，操作方便。
作为上述实施方式的进一步改进，如图5与图8所示，电压切换模块32包括切换单元321，切换单元321接收控制信号，将各驱动电压切换成偏转电压，信号发生模块31与切换单元321电性连接。切换单元321可以是二值触发器，当控制信号为1时，切换单元321闭合，当控制信号为0时，切换单元321断开。具体地，当立体显示装置用于3D显示时，控制信号为0，则切换单元321断开，驱动电路3对初始电压处理后输出驱动电压，驱动电压驱动液晶分子13形成液晶透镜单元L1。当立体显示装置用于2D显示时，控制信号为1，则切换单元321闭合，将驱动电压切换成偏转电压。在电压切换过程采用信号控制，提高切换单元321的可靠性。
如图8所示，电压切换模块32还包括调压单元322，调压单元322与电压模块4的输出端串联连接，通过调节调压单元322获取各组驱动电压。调压单元322可以是可调节阻值大小的电阻。调压单元322与切换单元321并联连接，当切换单元321闭合时，将调压单元322短接，将各驱动电压切换成偏转电压。当切换单元321处于断开状态，通过设定电阻的阻值，获得相应的驱动电压。通过控制信号控制切换单元321的通断，不需要观看者手动操作，简化立体显示装置操作步骤，通过根据观看者的需求，自由切换立体显示装置用于3D显示或2D显示，提升了观看者的观看体验。
如图4与图8所示，电压切换模块32还包括稳压单元323，稳压单元323用于对偏转电压进行稳压处理，稳压单元323与调压单元串联连接，各第一电极15、第二电极16分别与稳压单元323的输出端电性连接。初始电压经过调压单元5的调节后输出驱动电压，或经切换单元321处理后输出偏转电压，此时驱动电压或偏转电压存在较大的波动，无法满足液晶透镜1工作的需要。采用稳压单元33对驱动电压或偏转电压进行稳压处理，经处理后的驱动电压或偏转电压驱动液晶分子13发生相应的偏转，确保液晶透镜1正常工作所需的驱动电压或偏转电压。
如图6所示，立体显示装置还包括侦测模块5，侦测模块5用于侦测观看者是否在预设观看范围内，当观看者不在预设观看范围内，侦测模块5发出侦测信号，驱动电路3接收侦测信号，控制立体显示装置用于2D显示。在本实施方式中，预设观看范围是指立体显示设备在默认的(或者说初始设置的)显示单元排列周期下，由多个离散的分光单元宽度确定的多个离散的适看距离称为预设观看范围，在此范围内，观看者在观看立体显示装置时，观看效果好。侦测模块5可以包括人眼跟踪单元，人眼跟踪单元跟踪观看者的人眼，当人眼跟踪单元未检测到人眼，则侦测模块5发出侦测信号，驱动电路3接收侦测信号，控制立体显示装置用于2D显示。或者，侦测模块5包括图像识别单元，当图像识别单元识别图像数据源包括2D图像，则侦测模块5发出侦测信号，驱动电路3接收侦测信号，控制立体显示装置用于2D显示，实现2D/3D共融。提升立体显示装置的观看效果和观看舒适度，
如图5与图6所示，当立体显示装置用于3D显示时，本实施方式提供的电压模块4通过驱动电路3向各第一电极15提供驱动电压，向各第二电极16提供接地电压，驱动电压在第一基板11与第二基板12之间产生电场强度不等的驱动电场。在驱动电场的作用下，液晶分子13随电场强度的变化发生偏转，使得第一基板11和第二基板12之间液晶层的折射率呈梯度分布，形成阵列排布的液晶透镜单元(图中未示出)，确保立体显示装置将显示面板2提供的具有图像差异的左视图、右视图呈现给观看者，不会影响3D显示效果。
具体操作方法：立体显示装置用于3D显示时，对各第一电极提供对称的驱动电压，对第二电极16提供接地电压，以使液晶分子13发生偏转，形成阵列排布且折射率渐变的液晶透镜单元L1。以图5为例，在液晶透镜单元L1中，对各个条形电极如S11,S12,S13,S14,S15,S16提供对称的电压。具体地V(S11)＝V(S16)>V(S12)＝V(S15)>V(S13)＝V(S14),其中，V(S11)＝V(S16)＝Vseg0，V(S12)＝V(S15)＝Vseg1，V(S13)＝V(S14)＝Vseg2，液晶透镜单元L1的电压由两端到中心呈现递减的趋势且电压呈现对称分布。这样在每个液晶透镜单元L1内电场会呈现出一种更加平滑变换的状态，显示面板2发出的光线，经过液晶透镜1分光作用，呈现立体图像。
具体地，如图4至图7所示，立体显示装置在2D显示时，切换单元321将Vseg1、Vseg2、…都切换成偏转电压U0，偏转电压U0在第一基板11与第二基板12之间产生偏转电场，偏转电场驱动液晶层内的全部液晶分子13发生偏转，且偏转后的液晶分子13与间隙子14之间的折射率差在预设范围内，预设范围是指根据间隙子14与液晶分子13之间的折射率差小于0.1的范围，解决现有技术中，如图3所示，观看者在观看2D显示时，对液晶透镜1＇进行断电处理，导致液晶分子13＇与间隙子14＇之间的折射率差较大，显示面板2＇的出光在间隙子14＇出发生折射，当观看者观看立体显示装置时，在间隙子14＇处出现亮点现象。与现有技术相比，提高立体显示装置在2D显示状态下的观看效果和观看舒适度，且无漏光现象。
如图4所示，作为上述实施方式的进一步改进，本实施方式提供的立体显示装置在2D显示时，偏转电压在第一基板11与第二基板12之间产生电场强度相等的均匀电场(图中未示出)。在均匀电场的作用下，液晶分子13的偏转角度相同，且偏转后的液晶分子13与间隙子14之间的折射率差在预设范围内，满足预设范围的条件是液晶分子13与间隙子14之间的折射率差小于0.1。因此，显示面板2发出的光线经过液晶分子13和间隙子14时，不会产生光的折射。解决了现有的立体显示装置处于2D显示时，如图3所示，因液晶分子13＇与间隙子14＇之间的折射率差较大，光线在经过间隙子14＇时发生折射，造成人眼观看立体显示装置时，在间隙子14＇处出现亮点的问题。本发明实施方式提供的电压切换模块32，将液晶透镜1的驱动电压切换成偏转电压，偏转电压在第一基板11与第二基板12之间产生偏转电场，在偏转电场的作用下，液晶分子13的与间隙子14之间的折射率差在预设范围内，降低液晶分子13与间隙子14之间的折射率差。消除显示面板2的出光在间隙子14处发生折射的现象，并且不会影响立体显示装置的显示效果，不会出现漏光的现象。
在本实施方式中，预设范围，是指根据间隙子14与液晶分子13之间的折射率差小于0.1的范围，通过偏转电场驱动液晶分子13发生偏转，改变液晶分子13对显示面板2出光的折射率，降低液晶分子13与间隙子14之间的折射率差。解决了现有技术提供立体显示装置在2D显示时，如图3所示，由于对液晶透镜1＇进行断电处理，导致液晶分子13＇与间隙子14＇之间的折射率差较大，继而显示面板2＇发出的光线在间隙子14＇发生折射，导致间隙子14＇处出现亮点或彩点现象，影响立体显示装置观看效果的问题。
具体地，如图4与图6所示，立体显示装置在2D显示时，电压模块4通过驱动电路3对多个第一电极15提供相等或相近的第一电压，对第二电极16提供第二电压，第一电压与第二电压之间的差值即为偏转电压，偏转电压产生电场强度相等的偏转电场。在偏转电场的作用下，液晶分子13的与间隙子14之间的折射率差在预设范围内，降低液晶分子13与间隙子14之间的折射率差，消除间隙子14亮点现象，并且不会影响立体显示装置的显示效果，不会出现漏光的现象。
优选地，如图4所示，第一电压与初始电压大小相等，第二电压为接地电压，这样形成的偏转电压驱动液晶层内的所有液晶分子13都发生相同程度的偏转，确保立体显示装置在2D显示时正常显示。
在本实施方式中，优选地，第一电极15、第二电极16可以是条形电极，当然能够实现本技术方案的其他形状电极也应在本申请文件的保护范围内。
实施方式二
如图9所示，本实施方式提供的立体显示装置和实施方式一提供立体显示装置的结构基本相同，不同之处在于，液晶透镜1a还包括第三电极18a，第三电极18a设置于各第一电极15a与第一基板11a之间，第三电极18a与第一电极15a之间设有绝缘层(图中未示出)，各第一电极15a设于绝缘层上。立体显示装置用于2D显示时，如图6所示，电压模块4通过驱动电路3向各第一电极15a提供第三电压，向各第二电极16a提供第四电压，向第三电极18a提供第五电压，第四电压与第五电压之间的差值即为偏转电压。偏转电压在第一基板11a与第二基板12a之间产生电场强度相等的均匀电场(图中未示出)，均匀电场驱动液晶分子13a发生相同程度的偏转。即液晶分子13a的偏转角度相同，液晶分子13a对显示面板2a出光的折射率相同，偏转后的液晶分子13a与间隙子14a之间的折射率差在预设范围内，满足预设范围的条件是间隙子14a与液晶分子13a之间的折射率差小于0.1。
如图9所示，当显示面板2a发出的光线经过液晶分子13a和间隙子14a时，在间隙子14a处不会产生光的折射。解决了现有的立体显示装置处于2D显示时，如图3所示，由于对液晶透镜1＇的断电处理，导致液晶分子13＇与间隙子14＇之间的折射率差较大，显示面板2＇发出的光线在经过间隙子14＇时发生折射，造成人眼观看立体显示装置时，在间隙子14a处出现亮点的问题。在本实施方式中，当立体显示装置用于2D显示时，需要对第一电极15a提供可以较小的第三电压，第三电压、第四电压以及第五电压相互配合，实现立体显示装置的正常显示。
如图9所示，第四电压为接地电压，第五电压与初始电压大小相等，形成的偏转电压驱动液晶层内的所有液晶分子13a都发生相同程度的偏转，确保立体显示装置在2D显示时正常显示。
在本实施方式中，第三电极18a可以是面电极或排布紧密的条形电极。
实施方式三
如图10至图12所示，本实施方式提供的立体显示装置与实施方式一提供的立体显示装置结构大体相同，液晶层10b的配向方向为水平方向，此处提及的水平方向为垂直于地球重力方向的矢量方向。不同之处在于，各第二电极16b间隔设置，第二电极16b的延伸方向与液晶层10b的配向方向之间的夹角为锐角。
如图10与图11所示，当立体显示装置用于2D显示时，偏转电压在第一基板11b与第二基板12b之间产生横向电场，横向电场驱动液晶层10b内的液晶分子13b发生不同程度的偏转。具体地，第一基板11b上设有多个第一电极15b，第二基板12b上设有多个第二电极16b，对相邻两个第二电极16b在相同时刻施加极性相反，大小相等的交流电压，对各第一电极15b施加公共电压，相邻两个第二电极16b之间产生横向电场。由于位于第一基板11b、第二基板12b附近的液晶分子13b感应到的横向电场的电场强度较弱，而且此处的液晶分子13b受到液晶透镜1b的配向层(图中未示出)提供配向力的作用，因此，此处的液晶分子13b的偏转角度较小，而位于横向电场的电场强度较强处的液晶分子13b偏转角度较大。由此可知，在横向电场的作用下，液晶分子13b发生不同程度的偏转。显示面板2b发出的光线经过液晶透镜1b，受到不同偏转角度的液晶分子13b的影响，降低液晶分子13b与间隙子14b之间的折射率差，即液晶分子13b与间隙子14b之间的折射率差在预设范围内，本实施方式提供的预设范围是指液晶分子13b与间隙子14b之间的折射率差小于0.1。削弱显示面板2b出光在间隙子14b处发生折射的影响。提升立体显示装置在2D显示状态下的观看效果和观看舒适度，改善显示清晰度。本发明可解决如图3所示的立体显示装置，当观看者在观看立体显示装置呈现的2D画面时，对液晶透镜1＇进行的断电处理，导致液晶分子13＇与间隙子14＇之间的折射率差较大，显示面板2＇发出的光线在间隙子14＇处发生折射现象的问题。
如图10所示，为保证立体显示装置在3D显示时的成像效果，第一电极15b的延伸方向与第二电极16b的延伸方向之间存在夹角。偏转电压在第一基板11b与第二基板12b之间产生横向电场，通过这种驱动方式，第一电极15b与第二电极16b的交叉位置处产生较强的横向电场，交叉位置附近的液晶分子13b在电场力的作用下，会趋于横向电场的电场线方向分布，在本实施方式中，电场线方向垂直于第二电极16b的延伸方向。而远离交叉位置处的横向电场电场强度较弱，此处的液晶分子13b受到较弱的电场力作用，偏转角度较小。因此，显示面板2b发出的光线经过液晶透镜1b时，光线受到不同偏转程度的液晶分子13b的影响，减小间隙子14b对显示面板2b出光折射对显示的影响，提升立体显示装置的显示质量。
在本实施方式中，间隙子14b的位置不需要对应于显示面板2b中黑矩阵的位置，降低液晶透镜1b的制造难度。
如图11与图12所示，偏转电压于第一电极15b与第二电极16b的交叉位置处形成强电场区域，位于强电场区域内的液晶分子13b偏转角度为n1,远离强电场区域的液晶分子13b的偏转角度为n2，且n1＞n2。为保证立体显示装置在3D显示时，液晶透镜1b的分光作用，第一电极15b的延伸方向与第二电极16b的延伸方向相交，形成交叉区域。因此，偏转电压在交叉位置处产生电场强度较大的强电场区域。在强电场区域附近的液晶分子13b，在电场力的作用下会趋向电场线的方向分布，即液晶分子13b的偏转程度较大。而远离强电场区域的液晶分子13b由于感应到的电场力较弱，偏转角度较小，同时靠近第一基板11b、第二基板12b配向层附近的液晶分子13b受到配向力的作用，进一步限制液晶分子13b的偏转角度。因此，在横向电场力的作用下，液晶层10b内的液晶分子13b发生不同程度的偏转，降低液晶分子13b与间隙子14b的折射率差。显示面板2b发出的光线进入液晶透镜1b，受到不同偏转角度的液晶分子13b的影响，削弱了间隙子14b对显示面板2b出光的影响，提升立体显示装置在2D显示时的显示效果。
如图11所示，位于强电场区域内的液晶分子13b沿第一方向偏转，第一方向垂直于第二电极16b的延伸方向。在横向电场的作用下，液晶层10b内的液晶分子13b发生不同程度的偏转，使得液晶分子13b与间隙子14b之间的折射率差在预设范围内，显示面板2b的出光进入液晶透镜1b中，削弱间隙子14b对显示面板2b出光折射的影响，而且不同偏转程度的液晶分子13b也可以折射光进一步扩散，进一步削弱间隙子14b对显示效果的影响。提升立体显示装置在2D显示状态下的观看效果和观看舒适度，改善显示清晰度。如图3所示，现有技术提供的立体显示装置，用于2D显示时，通常对液晶透镜1＇进行断电处理，此时液晶分子13＇与间隙子14＇之间的折射率差较大，导致显示面板2＇的出光在间隙子14＇处发生折射，人眼观看立体显示装置，在间隙子14＇处出现亮点现象。本实施方式提供的立体显示装置与现有技术相比，提高立体显示装置在2D显示状态下的观看效果和观看舒适度。
如图12与图13所示，第一电极15b的延伸方向与第二电极16b的延伸方向之间的夹角为α1，在本实施方式中α1为锐角，第二电极16b的延伸方向与液晶层10b的配向方向之间的夹角为β1，且45°≤β1＜90°。当β1＝45°，即第二电极16b的延伸方向与液晶层10b的配向方向之间的夹角角度为45°。在横向电场的作用下，液晶层10b内的液晶分子13b发生不同程度的偏转，降低液晶分子13b与间隙子14b之间的折射率差，削弱间隙子14b对显示面板2b出光的折射，改善间隙子14b对显示效果的影响，提升立体显示装置在2D显示状态下的观看效果和观看舒适度。或者，当β1＝60°，即第二电极16b的延伸方向与液晶层10b的配向方向之间的夹角角度为60°。在横向电场的作用下，液晶层10b内的液晶分子13b发生不同程度的偏转，降低液晶分子13b与间隙子14b之间的折射率差，削弱间隙子14b对显示面板2b出光的折射，改善间隙子14b对显示效果的影响，提升立体显示装置在2D显示状态下的观看效果和观看舒适度。第一电极15b的延伸方向和第二电极16b的延伸方向之间的夹角α1，应考虑消除其相互叠加时所产生的摩尔纹效应的影响，提高显示效果。
在本实施方式中，液晶层10b的配向方向为水平方向，电压控制模块控制各第一电极15b提供第一电压，向第二电极16b提供第二电压，第一电压与第二电压之间的差值即为偏转电压，偏转电压在第一基板11b与第二基板12b之间形成横向电场。由于第二电极16b的延伸方向与液晶层10b的配向方向夹角呈β1，因此，在横向电场的作用下，液晶层10b内的液晶分子13b发生不同程度的偏转，降低液晶分子13b与间隙子14b之间的折射率差，削弱间隙子14b对显示面板2b出光的折射，改善间隙子14b对显示效果的影响，提升立体显示装置在2D显示状态下的观看效果和观看舒适度。
如图12所示，相邻两个第二电极16b之间的间距大于第二电极16b的宽度,便于形成横向电场，液晶分子13b在横向电场的作用下，不同的偏转角度更加明显。因此，更加有利于降低液晶分子13b与间隙子14b的折射率差，改善间隙子14b对显示面板2b出光的影响，提高显示效果。
优选地，如图12所示，相邻两个第二电极16b之间的间距为L，第二电极16b的宽度为B，且L≤10B。由于要维持足够的横向电场的电场强度，因此，相邻两个第二电极16b之间的间距不应超多第二电极16b宽度的10倍。保证在横向电场的作用下，位于强电场区域内的液晶分子13b发生大角度偏转，有益于降低液晶分子13b与间隙子14b之间的折射率差，改善立体显示装置在2D显示时的显示效果。
如图11所示，当立体显示装置处于2D显示时，第一电压为公共电压，第二电压为交流电压，且相邻两个第二电极16b对应的两个第二电压在同时刻大小相等，极性相反。即电压控制模块对第一电极15b施加公共电压，对第二电极16b施加交流电压，第一电压与第二电压之间的差值即为偏转电压，偏转电压在第一电极15b与第二电极16b的交叉位置处产生强电场区域，位于强电场区域内的液晶分子13b偏转角度较大，远离强电场区域，如位于第一基板11b、第二基板12b附近的液晶分子13b偏转角度较小。因此，液晶层10b具有不同折射率，打乱间隙子14b的折射光，消除在间隙子14b处出现亮点现象，提升立体显示装置在2D显示时的显示效果。
如图10与图11所示，本发明实施例提供的立体显示装置，偏转电压大于液晶分子13b的阈值电压vth。偏转电压产生横向电场，液晶分子13b在横向电场的作用下发生偏转，降低液晶分子13b与间隙子14b之间的折射率差，因此，显示面板2b发出的光线在经过间隙子14b发生折射，液晶分子13b对折射光进一步扩散，消除了现有技术提供的立体显示装置用于2D显示状态时，对液晶透镜1b采用断电处理，导致液晶分子13b与间隙子14b的折射率差较大，光线经过间隙子14b时发生光的折射，导致人眼观看立体显示装置时，在间隙子14b处出现亮点的问题。
实施方式四
如图10与图14所示，本实施方式提供的立体显示装置和实施方式一提供立体显示装置的结构基本相同，不同之处在于，第一电极15c的延伸方向与第二电极16c的延伸方向之间的夹角为α2，在本实施方式中α2为钝角，第二电极16c的延伸方向与液晶层10b的配向方向之间的夹角为β2，且0°＜β2＜45°。
如图10、图12与图14所示，液晶层10b的配向方向为水平方向，电压切换模块32将各驱动电压切换成偏转电压，偏转电压在第一基板11b与第二基板12b之间形成横向电场。由于第二电极16c的延伸方向与液晶层10b的配向方向夹角呈β2，因此，在横向电场的作用下，液晶层10b内的液晶分子13b发生不同程度的偏转，降低液晶分子13b与间隙子14b之间的折射率差，削弱间隙子14b对显示面板2b出光的折射，改善间隙子14b对显示效果的影响，提升立体显示装置在2D显示状态下的观看效果和观看舒适度。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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 (16)

1.立体显示装置，包括显示面板、液晶透镜、驱动电路和电压模块，所述液晶透镜位于所述显示面板的显示侧，所述液晶透镜包括相对设置的第一基板与第二基板，所述第一基板与所述第二基板之间设有液晶层和间隙子，所述第一基板上设有多个第一电极，所述第二基板上设有第二电极，各所述第一电极、所述第二电极分别与所述驱动电路的输出端电性连接，所述电压模块向所述驱动电路提供初始电压，当所述立体显示装置用于3D显示时，所述初始电压经所述驱动电路处理后输出所述液晶透镜工作所需的多组驱动电压，其特征在于：当所述立体显示装置用于2D显示时，所述驱动电路对各组所述驱动电压处理后输出偏转电压，所述偏转电压大于所述液晶分子的阈值电压，且小于或等于所述初始电压，在所述偏转电压的作用下，所述液晶层内的液晶分子发生偏转，降低所述液晶分子与所述间隙子之间的折射率差，以消除所述间隙子对所述显示面板出光的影响。
2.如权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于：所述第二电极为条形电极且设置有多个，或者所述第二电极为面电极。
3.如权利要求2所述的立体显示装置，其特征在于：所述驱动电压路包括信号发生模块和电压切换模块，当所述立体显示装置用于2D显示时，所述信号发生模块产生控制信号，所述控制信号控制所述电压切换模块将各组所述驱动电压切换成所述偏转电压。
4.如权利要求3所述的立体显示装置，其特征在于：所述电压切换模块包括切换单元，所述切换单元接收所述控制信号，将各所述驱动电压切换成所述偏转电压。
5.如权利要求4所述的立体显示装置，其特征在于：所述电压切换模块还包括调压单元，所述调压单元与所述电压模块的输出端串联连接，通过调节所述调压单元获取各组所述驱动电压，所述调压单元与所述切换单元并联连接。
6.如权利要求5所述的立体显示装置，其特征在于：所述电压切换模块还包括稳压单元，用于对所述偏转电压进行稳压处理，所述稳压单元与所述调压单元串联连接，所述稳压单元的输出端与各所述第一电极、所述第二电极电性连接。
7.如权利要求1至6中任一项所述的立体显示装置，其特征在于：所述立体显示装置还包括侦测模块，用于侦测观看者是否在预设观看范围内，当所述观看者不在所述预设观看范围内，所述侦测模块发出侦测信号，所述驱动电路接收所述侦测信号，控制所述立体显示装置用于2D显示。
8.如权利要求2所述的立体显示装置，其特征在于：当所述立体显示装置用于2D显示时，所述电压模块通过所述驱动电路向各所述第一电极提供第一电压，向各所述第二电极提供第二电压，所述第一电压与所述第二电压之间的差值即为所述偏转电压。
9.如权利要求2所述的立体显示装置，其特征在于：所述液晶透镜还包括第三电极，所述第三电极设置于各所述第一电极与所述第一基板之间，当所述立体显示装置用于2D显示时，所述电压模块通过所述驱动电路向各所述第一电极提供第三电压，向各所述第二电极提供第四电压，向所述第三电极提供第五电压，所述第四电压与所述第五电压之间的差值即为所述偏转电压。
10.如权利要求8或9所述的立体显示装置，其特征在于：所述偏转电压在所述第一基板与所述第二基板之间产生电场强度相等的均匀电场，在所述均匀电场的作用下，所述液晶分子发生相同程度的偏转，偏转后的所述液晶分子与所述间隙子之间的折射率差在预设范围内。
11.如权利要求2所述的立体显示装置，其特征在于：各所述第二电极间隔设置，所述液晶层的配向方向为水平方向，所述第二电极的延伸方向与所述液晶层的配向方向之间的夹角为锐角，所述偏转电压在所述第一基板与所述第二基板之间产生横向电场，所述横向电场驱动所述液晶层内的液晶分子发生不同程度的偏转。
12.如权利要求11所述的立体显示装置，其特征在于：于所述第一电极与所述第二电极的交叉位置处的所述横向电场为强电场区域，位于所述强电场区域内的所述液晶分子偏转角度为n1,远离所述强电场区域的所述液晶分子的偏转角度为n2，且n1＞n2。
13.如权利要求12所述的立体显示装置，其特征在于：位于所述强电场区域内的所述液晶分子沿第一方向偏转，所述第一方向垂直于所述第二电极的延伸方向。
14.如权利要求11至13中任一项所述的立体显示装置，其特征在于：所述第一电压为接地电压，所述第二电压为交流电压，且相邻两所述第二电极对应的两所述第二电压在同时刻大小相等，极性相反。
15.如权利要求14所述的立体显示装置，其特征在于：所述第一电极的延伸方向与所述第二电极的延伸方向之间的夹角为α1，所述α1为锐角，所述第二电极的延伸方向与所述液晶层的配向方向之间的夹角为β1，且45°≤β1＜90°。
16.如权利要求14所述的立体显示装置，其特征在于：所述第一电极的延伸方向与所述第二电极的延伸方向之间的夹角为α2，所述α2为钝角，所述第二电极的延伸方向与所述液晶层的配向方向之间的夹角为β2，且0°＜β2＜45°。
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Patentee after: Shenzhen super Technology Co., Ltd.

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Patentee before: Shenzhen SuperD Photoelectronic Co., Ltd.

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Patentee after: Shenzhen SuperD Photoelectronic Co., Ltd.

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