CN106773447B - 液晶透镜及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了液晶透镜及显示装置，该液晶透镜包括：具有间隔设置的多个子电极，用于驱动显示液晶透镜的第一电极；与第一电极相对设置，用于复位液晶透镜的第二电极；设置于第一电极和第二电极之间的液晶层；设置于第一电极远离液晶层一侧的第三电极；设置于第二电极远离液晶层一侧的透光率检测装置；和与第二电极和透光率检测装置相连，用于控制第二电极工作时间的控制装置。通过设置透光率检测装置和控制装置，可以实时监控液晶的偏转情况，避免复位电压施加不足及复位电压施加过大带来的复位不到或液晶复位过大带来的显示问题，提高用户体验。

Description

液晶透镜及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体的，涉及液晶透镜及显示装置。
背景技术
液晶透镜应用于显示领域，具有控制简单，可靠性强及驱动电压低等优点，具有巨大的潜在应用性。但是在设计过程中由于液晶透镜液晶层厚度较大，在工作电压驱动下要快速地回复到初始状态，存在切换延迟的问题，影响观看者的正常观看，用户观看体验不好。
为了改善以上的不良，有人提出使用两个电极进行驱动和电位的复位，减小延迟的问题，但是在电位复位的时候无法确定液晶偏转情况，不知道何时应该停止对复位电压的施加，从而存在电压施加过小而复位不到或电压施加过大而复位过大的问题。
因而，目前的液晶透镜仍有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
本发明是基于发明人的以下发现而完成的：
针对现有液晶透镜无法实时确定液晶复位情况而不知道何时停止复位电压施加的问题，发明人提出如果能够引入可以实时监控液晶偏转情况的装置，则可随时根据液晶偏转情况决定施加复位电压和停止施加复位电压的时间。有鉴于此，发明人经过大量探索和实验验证，发现可以使用透光率检测装置进行液晶透镜透过率的实时监控，主要在液晶透镜要求复位时进行，当达到特定的透过率时，即这时液晶转向满足特定的需求，则停止复位电压的施加，避免电压施加不足及电压施加过大带来的复位不到或液晶复位过大带来的显示问题。
为此，本发明的一个目的在于提出一种具有实时监控功能的液晶透镜。
在本发明的一个方面，本发明提供了一种液晶透镜。根据本发明的实施例，该液晶透镜包括：第一电极，所述第一电极包括间隔设置的多个子电极，用于驱动显示所述液晶透镜；第二电极，所述第二电极与所述第一电极相对设置，用于复位所述液晶透镜；液晶层，所述液晶层设置于所述第一电极和第二电极之间；第三电极，所述第三电极设置于所述第一电极远离所述液晶层的一侧；透光率检测装置，所述透光率检测装置设置于所述第二电极远离所述液晶层的一侧；控制装置，所述控制装置与所述第二电极和透光率检测装置相连，用于控制所述第二电极的工作时间。发明人发现，通过设置透光率检测装置和控制装置，可以实时监控液晶的偏转情况，进而可以在需要复位时控制第二电极开始工作，对液晶层施加复位电压，在透过率达到一定要求(即液晶转向达到复位要求)时控制第二电极停止工作，避免复位电压施加不足及复位电压施加过大带来的复位不到或液晶复位过大带来的显示问题，提高用户体验。
根据本发明的实施例，该液晶透镜进一步包括上基板和下基板，所述第一电极和第三电极设置于所述下基板靠近所述液晶层的一侧，且所述第一电极和第三电极之间设置有第一绝缘层，所述第二电极和透光率检测装置设置于所述上基板靠近所述液晶层的一侧，且所述第二电极和透光率检测装置之间设置有第二绝缘层。
根据本发明的实施例，该液晶透镜进一步包括上基板和下基板，所述第一电极和第三电极由上至下设置于所述下基板靠近所述液晶层的一侧，且所述第一电极和第三电极之间设置有第一绝缘层，所述第二电极设置于所述上基板靠近所述液晶层的一侧，所述透光率检测装置设置于所述上基板远离所述液晶层的一侧。
根据本发明的实施例，所述透光率检测装置包括多个间隔设置的子测试单元。
根据本发明的实施例，所述多个子测试单元与所述多个子电极在垂直方向上的投影相互交错或部分重叠。
根据本发明的实施例，所述多个子测试单元在垂直方向上的投影覆盖所述多个子电极之间的空隙。
根据本发明的实施例，所述多个子测试单元为光敏传感器。
根据本发明的实施例，所述光敏传感器为光敏二极管。
根据本发明的实施例，所述控制装置包括：信号接收单元，与所述透光率检测装置相连，用于接收来自所述透光率检测装置的检测信号；判断单元，与所述信号接收单元相连，用于基于所述检测信号判断所述液晶透镜的透光率是否达到预定值；信号输出单元，与所述判断单元和第二电极相连，用于在所述液晶透镜的透光率未达到预定值时，使所述第二电极保持工作，在所述液晶透镜的透光率达到预定值时，使所述第二电极停止工作。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种显示装置。根据本发明的实施例，该显示装置包括：显示面板和前面所述的液晶透镜，所述液晶透镜设置于所述显示面板的出光侧。发明人发现，该显示装置不存在切换延迟的问题，显示效果理想，用户观看体验较佳。
附图说明
图1显示了根据本发明一个实施例的液晶透镜的结构示意图。
图2显示了根据本发明另一个实施例的液晶透镜的结构示意图。
图3显示了根据本发明再一个实施例的液晶透镜的结构示意图。
图4显示了根据本发明又一个实施例的液晶透镜的结构示意图。
图5显示了根据本发明另一个实施例的液晶透镜的结构示意图。
图6显示了根据本发明一个实施例的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面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。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在本发明的一个方面，本发明提供了一种液晶透镜。根据本发明的实施例，参照图1，该液晶透镜包括：第一电极10，所述第一电极10包括间隔设置的多个子电极11，用于驱动显示所述液晶透镜；第二电极20，所述第二电极20与所述第一电极10相对设置，用于复位所述液晶透镜；液晶层30，所述液晶层30设置于所述第一电极10和第二电极20之间；第三电极40，所述第三电极40设置于所述第一电极10远离所述液晶层30的一侧；透光率检测装置50，所述透光率检测装置50设置于所述第二电极20远离所述液晶层30的一侧；控制装置60，所述控制装置60与所述第二电极20和透光率检测装置50相连，用于控制所述第二电极20的工作时间。发明人发现，通过设置透光率检测装置和控制装置，可以实时监控液晶的偏转情况，进而可以在需要复位时控制第二电极开始工作，对液晶层施加复位电压，在透过率达到一定要求(即液晶转向达到复位要求)时控制第二电极停止工作，避免复位电压施加不足及复位电压施加过大带来的复位不到或液晶复位过大带来的显示问题，提高用户体验。
下面对液晶透镜的工作过程进行描述：液晶透镜的第一电极，用于液晶透镜的驱动显示，当液晶透镜处于显示状态时，第一电极和第三电极工作，第二电极不加电。第二电极用于进行液晶透镜复位使用，当液晶透镜处于复位状态时，第二电极和第三电极工作，第一电极不工作，同时通过透光率检测装置实时监控液晶透镜的透光率，通过光透过情况进行电阻的反馈，来决定第二电极是否断电，从而实时反应液晶复位情况。
根据本发明的实施例，形成第一电极、第二电极和第三电极的材料不受特别限制，可以为本领域任何已知的透明导电材料，例如包括但不限于氧化铟锡(ITO)、锑掺杂氧化锡(ATO)、氟掺杂锡氧化物(FTO)、铝掺杂氧化锌中的一种或多种。由此，具有较高的透过率和理想的导电性能，在保证导通效果良好的同时，有利于提高显示效果。
根据本发明的实施例，形成第一电极的多个子电极的形状和设置方式也没有特别限制，只要可以分别对不同区域的液晶进行独立控制以更好的实现显示效果即可。在本发明的一些实施例中，子电极的形状包括但不限于条形等，多个子电极可以在与液晶透镜出光方向垂直的平面内横向或纵向间隔设置。当然，本领域技术人员可以理解，多个子电极的形状和设置方式并不限于上述列举的情况，只要能够实现液晶透镜的功能，其它适当的改变或替换也包括在本发明的保护范围内。
根据本发明的实施例，参照图2和图3，该液晶透镜还可以包括上基板100和下基板200，以更好地支撑各电极、液晶层等部件和结构，以更好地发挥液晶透镜的功能。上基板和下基板与其他部件的设置方式没有特别限制，只要结构合理、满足液晶透镜的使用要求即可。
根据本发明的一些实施例，参照图2，所述第一电极10和第三电极40设置于所述下基板200靠近所述液晶层30的一侧，且所述第一电极10和第三电极40之间设置有第一绝缘层70，所述第二电极20和透光率检测装置50设置于所述上基板100靠近所述液晶层30的一侧，且所述第二电极20和透光率检测装置50之间设置有第二绝缘层80。由此，上基板和下基板能够很好的为第一电极、第二电极和第三电极等部件提供支撑作用。
根据本发明的另一些实施例，参照图3，所述第一电极10和第三电极40由上至下设置于所述下基板靠近所述液晶层30的一侧，且所述第一电极10和第三电极40之间设置有第一绝缘层70，所述第二电极20设置于所述上基板100靠近所述液晶层30的一侧，所述透光率检测装置50设置于所述上基板100远离所述液晶层30的一侧。由此，上基板和下基板能够很好的为第一电极、第二电极和第三电极等部件、结构提供支撑作用，有利于提高液晶透镜的使用效果。
根据本发明的实施例，形成上基板和下基板的具体材料不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要灵活选择。在本发明的一些实施例中，形成上基板和下基板的材料包括但不限于玻璃、聚合物或金属等。优选情况下，上基板和下基板均为玻璃基板，由此，具有良好的力学性能、透光性且绝缘，有利于提高液晶透镜的使用效果。
根据本发明的实施例，参照图1-图3，所述透光率检测装置50包括多个间隔设置的子测试单元51。由此，多个子测试单元可以各自独立工作，进而可以容易地实现对液晶透镜的各个区域进行分区控制，保证整个区域的性能均一性和稳定性。
根据本发明的实施例，所述多个子测试单元可以为透明的，也可以为不透明的。在本发明的一些实施例中，所述多个子测试单元为透明的，在此情况下，所述多个子测试单元设置的位置没有特别限制，由于其透明，可以设置于任何位置均不会对液晶透镜的显示功能造成负面影响。在本发明的一些实施例中，所述多个子测试单元可以为不透明的，参照图3和图4，所述多个子测试单元51与所述多个子电极11在垂直方向上的投影可以相互交错(图4)或部分重叠(图3)。由此，多个子测试单元可以尽可能少的对液晶透镜的显示功能造成影响，而且在多个子测试单元实时监控各区域透光率的同时，还可以部分或全部替代黑矩阵的功能，进而可以减少甚至不需要单独设置黑矩阵，简化液晶透镜的结构。根据本发明的一些实施例，参照图5，所述多个子测试单元51在垂直方向上的投影覆盖所述多个子电极之间的空隙。由此，多个子测试单元可以在实时监控各区域透光率的同时，发挥黑矩阵的功能，进而可以不需要单独设置黑矩阵，简化液晶透镜的结构，且不会对液晶透镜的显示功能产生负面影响。
根据本发明的实施例，所述多个子测试单元的具体种类不受特别限制，只要能够发挥测试液晶透明相应位置透过率的功能即可。在本发明的一些实施例中，所述多个子测试单元可以为光敏传感器。由此，可以有效将光信号转换为电信号，进而实现对液晶透镜光透过率的实时监控，从而可以自动控制复位电压的施加时间，避免切换延迟现象，提高用户观看体验。
根据本发明的实施例，所述光敏传感器的具体种类也不受特别限制，只要能够有效的将液晶透镜相应位置的透光率转化为电信号进行实时监控即可。在本发明的一些实施例中，所述光敏传感器可以为光敏二极管。由此，可以基于内光电效应，利用半导体的光电效应随入射光的强弱而改变，进而实时监控液晶透镜的透光率，实现复位情况的实时监控。
根据本发明的实施例，控制装置的具体结构也没有特别限制，只要可以根据液晶透镜的透光率自动控制第二电极开始工作和停止工作的时间即可。在本发明的一些实施例中，参照图6，所述控制装置60包括：信号接收单元61，与所述透光率检测装置50相连，用于接收来自所述透光率检测装置50的检测信号；判断单元62，与所述信号接收单元61相连，用于基于所述检测信号判断所述液晶透镜的透光率是否达到预定值；信号输出单元63，与所述判断单元62和第二电极20相连，用于在所述液晶透镜的透光率未达到预定值时，使所述第二电极保持工作，在所述液晶透镜的透光率达到预定值时，使所述第二电极停止工作。由此，可以实现自动监控和自动控制。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种显示装置。根据本发明的实施例，该显示装置包括：显示面板和前面所述的液晶透镜，所述液晶透镜设置于所述显示面板的出光侧。发明人发现，该显示装置不存在切换延迟的问题，显示效果理想，用户观看体验较佳。本领域技术人员可以理解，该显示装置具有前面描述的液晶透镜的全部特征和优点，在此不再一一赘述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种液晶透镜，包括：第一电极，所述第一电极包括间隔设置的多个子电极，用于驱动显示所述液晶透镜；第二电极，所述第二电极与所述第一电极相对设置，用于复位所述液晶透镜；液晶层，所述液晶层设置于所述第一电极和第二电极之间；第三电极，所述第三电极设置于所述第一电极远离所述液晶层的一侧，其特征在于，还包括：
透光率检测装置，所述透光率检测装置设置于所述第二电极远离所述液晶层的一侧；
控制装置，所述控制装置与所述第二电极和透光率检测装置相连，用于控制所述第二电极的工作时间。
2.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，进一步包括上基板和下基板，所述第一电极和第三电极设置于所述下基板靠近所述液晶层的一侧，且所述第一电极和第三电极之间设置有第一绝缘层，所述第二电极和透光率检测装置设置于所述上基板靠近所述液晶层的一侧，且所述第二电极和透光率检测装置之间设置有第二绝缘层。
3.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，进一步包括上基板和下基板，所述第一电极和第三电极由上至下设置于所述下基板靠近所述液晶层的一侧，且所述第一电极和第三电极之间设置有第一绝缘层，所述第二电极设置于所述上基板靠近所述液晶层的一侧，所述透光率检测装置设置于所述上基板远离所述液晶层的一侧。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的液晶透镜，其特征在于，所述透光率检测装置包括多个间隔设置的子测试单元。
5.根据权利要求4所述的液晶透镜，其特征在于，所述多个子测试单元与所述多个子电极在垂直方向上的投影相互交错或部分重叠。
6.根据权利要求5所述的液晶透镜，其特征在于，所述多个子测试单元在垂直方向上的投影覆盖所述多个子电极之间的空隙。
7.根据权利要求4所述的液晶透镜，其特征在于，所述多个子测试单元为光敏传感器。
8.根据权利要求7所述的液晶透镜，其特征在于，所述光敏传感器为光敏二极管。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的液晶透镜，其特征在于，所述控制装置包括：
信号接收单元，与所述透光率检测装置相连，用于接收来自所述透光率检测装置的检测信号；
判断单元，与所述信号接收单元相连，用于基于所述检测信号判断所述液晶透镜的透光率是否达到预定值；
信号输出单元，与所述判断单元和第二电极相连，用于在所述液晶透镜的透光率未达到预定值时，使所述第二电极保持工作，在所述液晶透镜的透光率达到预定值时，使所述第二电极停止工作。
10.一种显示装置，其特征在于，包括：
显示面板；
权利要求1-9中任一项所述的液晶透镜，所述液晶透镜设置于所述显示面板的出光侧。
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