CN106990544B - 显示面板及立体显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种显示面板及立体显示装置，属于显示技术领域。所述像素结构包括第一像素结构和第二像素结构。第一像素结构包括的每个像素单元中的第一子像素、第二子像素和第三子像素沿第一方向并排设置，第二像素结构包括的每个像素单元中的第一子像素、第二子像素和第三子像素沿第二方向并排设置，第一方向和第二方向相互垂直。所述立体显示装置包括上述显示面板以及与上述显示面板层叠设置的双折射光学器件。本发明提供的立体显示装置既可以横屏显示，又可以竖屏显示，并能够有效地保证横屏显示和竖屏显示时的立体显示效果，有利于满足互联网、广告传媒、展览及更多领域的应用要求。

Description

显示面板及立体显示装置

技术领域

本发明属于显示技术领域，具体而言，涉及一种显示面板及立体显示装置。

背景技术

视觉是人类获取外部信息的主要来源，通过显示装置还原真实、清晰、直观的世界是人们一直追求的目标，显示技术的发展真切地表现了这一过程：从静态到动态，从黑白到彩色，从标清到高清，从平面到立体，再到裸眼3D显示。

裸眼3D无需借助附加装置就可以直接观看沉浸逼真的3D效果而成为新型显示技术的主要发展方向，得到广泛运用。光栅式裸眼3D显示作为目前主流的技术，已经越来越被市场接受。特别是柱镜式光栅，其透光率＞90％，远优于狭缝式光栅，成为目前市场研发和生产的主流。所述的柱镜式光栅技术是利用透镜的分光折射原理，通过光栅形状的设计和显示器精密耦合，使通过显示平面的各像素的光线分别只进入人的左眼或右眼，双眼看到不同的画面，而立体融像产生空间感。

目前，市场上的裸眼3D显示产品只能有一种显示方式，主要为横屏显示或少量的竖屏显示，显示方式较单一，不能完全满足互联网、广告传媒、展览及更多领域的应用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显示面板及立体显示装置，既能够实现裸眼3D显示的横屏显示方式，又能够实现裸眼3D显示的竖屏显示方式。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种显示面板，所述第一像素结构与所述第二像素结构均包括呈阵列排布的多个像素单元，每个所述像素单元包括第一子像素、第二子像素和第三子像素。所述第一像素结构包括的每个像素单元中的第一子像素、第二子像素和第三子像素沿第一方向并排设置，所述第二像素结构包括的每个像素单元中的第一子像素、第二子像素和第三子像素沿第二方向并排设置，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。

在本发明较佳实施例中，所述第一子像素、所述第二子像素以及所述第三子像素的形状均为直条状。

第二方面，本发明还提供了一种立体显示装置，包括双折射光学器件和上述的显示面板，所述双折射光学器件和所述显示面板层叠设置，所述双折射光学器件包括第一双折射透镜光栅和第二双折射透镜光栅，所述第一双折射透镜光栅以第一预设倾角覆盖所述显示面板的第一像素结构，所述第二双折射透镜光栅以第二预设倾角覆盖所述显示面板的第二像素结构。

在本发明较佳实施例中，上述立体显示装置还包括液晶光阀，所述双折射光学器件、所述液晶光阀以及所述显示面板层叠设置，所述液晶光阀夹设于所述显示面板与所述双折射光学器件之间。

在本发明较佳实施例中，所述第一像素结构和所述第二像素结构沿所述第一方向并列排布或沿所述第二方向并列排布。

在本发明较佳实施例中，上述立体显示装置还包括壳体和支架，所述双折射光学器件和所述显示面板均设置于所述壳体内，所述支架与所述壳体连接。

在本发明较佳实施例中，所述支架与所述壳体可拆卸连接，所述支架上设置有用于使所述壳体横向安装于所述支架上的第一连接机构和用于使所述壳体纵向安装于所述支架上的第二连接机构。

在本发明较佳实施例中，所述壳体与所述支架通过转动机构连接，所述转动机构用于驱动所述壳体相对于所述支架转动，以实现横屏显示方式和竖屏显示方式的切换。

在本发明较佳实施例中，所述第一双折射透镜光栅和所述第二双折射透镜光栅均为柱镜式光栅。

在本发明较佳实施例中，所述第一双折射透镜光栅和所述第二双折射透镜光栅由高精密模具压印一次成型。

相比于现有技术，本发明实施例提供的显示面板及立体显示装置，通过设置第一像素结构和第二像素结构，且第一像素结构包括的每个像素单元中的第一子像素、第二子像素和第三子像素沿第一方向排列，第二像素结构包括的每个像素单元中的第一子像素、第二子像素和第三子像素沿第二方向排列，且第一方向和第二方向相互垂直。这样设计的立体显示装置既可以横屏显示，又可以竖屏显示，并能够有效地保证横屏显示和竖屏显示时的立体显示效果，有利于满足互联网、广告传媒、展览及更多领域的应用要求。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的显示面板中第一像素结构和第二像素结构的结构示意图；

图2示出了本发明另一实施例提供的显示面板中第一像素结构和第二像素结构的结构示意图；

图3示出了本发明实施例提供的立体显示装置的结构示意图；

图4示出了本发明另一实施例提供的立体显示装置的剖面示意图；

图5示出了本发明实施例提供的横屏显示的立体显示装置的结构示意图；

图6示出了图5所示的立体显示装置切换为竖屏显示时的结构示意图；

图7示出了本发明实施例提供的竖屏显示的立体显示装置的结构示意图；

图8示出了本发明又一实施例提供的立体显示装置的结构示意图。

图中：1-立体显示装置；10-显示面板；100-第一像素结构；200-第二像素结构；110，210-像素单元；101，201-第一子像素；102，202-第二子像素；103，203-第三子像素；20-双折射光学器件；21-第一双折射透镜光栅；22-第二双折射透镜光栅；30-液晶光阀；31-第一基板；32-液晶层；33-第二基板；341，342-电极层；351-第一取向层；352-第二取向层；40-偏光片；50-壳体；60-支架；70-滚轮。

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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“前”、“后”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，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。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。

如图1所示，本发明实施例提供了一种显示面板10，包括第一像素结构100和第二像素结构200。所述第一像素结构100与所述第二像素结构200均包括呈阵列排布的多个像素单元。每个所述像素单元包括第一子像素、第二子像素和第三子像素。具体的，第一子像素、第二子像素和第三子像素分别为红色子像素(R)、绿色子像素(G)和蓝色子像素(B)。需要说明的是，像素单元除了包括上述单色子像素外，还可以包括白色子像素(图中未示出)，在像素单元中引入白色子像素能够提高显示面板10的透过率。

需要说明的是，本实施例并不限定显示面板10所包括的第一像素结构100和第二像素结构200的个数和尺寸，具体实施时，第一像素结构100和第二像素结构200的个数和尺寸可以根据用户的显示需求设置。

所述第一像素结构100包括的每个像素单元110中的第一子像素101、第二子像素102和第三子像素103沿第一方向并排设置。所述第二像素结构200包括的每个像素单元210中的第一子像素201、第二子像素202和第三子像素203沿第二方向并排设置。其中，第一方向和第二方向相互垂直。如图1所示，以任意一点为原点，以像素单元阵列的行方向为X轴方向，像素单元阵列的列方向为Y轴方向建立直角坐标系。此时，当第一方向为像素单元阵列的行方向(X轴方向)时，第二方向则为像素单元矩阵的列方向(Y轴方向)；当第一方向为像素单元阵列的列方向(Y轴方向)时，第二方向则为像素单元矩阵的行方向(X轴方向)。

如图1所示，第一像素结构100包括呈矩阵排布的多个重复的像素单元110。每个像素单元110包括的红色子像素(R)、绿色子像素(G)和蓝色子像素(B)沿X轴方向排布。第二像素结构200也包括呈矩阵排布的多个重复的像素单元210，每个像素单元210包括的红色子像素(R)、绿色子像素(G)和蓝色子像素(B)沿Y轴方向排布。需要说明的是，在本实施例的一种具体方案中，图1中的空白矩形块可以表示红色子像素(R)，加点状填充的矩形块可以表示绿色子像素(G)，加斜线状填充的矩形块可以表示蓝色子像素(B)。

本实施例中，第一像素结构100与第二像素结构200可以沿上述第一方向上并排设置，或者也可以沿上述第二方向上并排设置，又或者，也可以不并排设置。当第一像素结构100与第二像素结构200并排设置，且第一方向为X轴方向时，第一像素结构100与第二像素结构200可以在X轴方向上并排设置，如图1所示，或者也可以在Y轴方向上并排设置，如图2所示。需要说明的是，第一像素结构100与第二像素结构200可以是紧邻设置，也可以是距离一定的间隔设置。此外，并排设置的第一像素结构100和第二像素结构200可以是将第一像素结构100和第二像素结构200拼接而成，也可以是通过设计对应结构的掩膜版，直接通过像素结构制作工艺制作而成。当然，除了上述两组设置方式之外，根据用户对显示面板10的显示区域的具体要求，显示面板10中的第一像素结构100与所述第二像素结构200也可以采用其他排布方式。

本实施例中，第一子像素、第二子像素和第三子像素的形状优选为直条状。当然，第一子像素、第二子像素和第三子像素也可以为其他形状。

本实施例中，该显示面板10可以应用于液晶显示面板，或者，也可以应用于有机电致发光显示面板，在此不做限定。

另外，如图3所示，本发明实施例还提供了一种立体显示装置1，包括双折射光学器件20和上述的显示面板10，双折射光学器件20和显示面板10层叠设置。所述双折射光学器件20包括第一双折射透镜光栅21和第二双折射透镜光栅22。所述第一双折射透镜光栅21以第一预设倾角α覆盖所述显示面板10的第一像素结构100，所述第二双折射透镜光栅22以第二预设倾角β覆盖所述显示面板10的第二像素结构200。其中，第一预设倾角α和第二预设倾角β不同，具体的，分别根据其对应的像素结构设置，以实现低串扰的立体显示效果。

由于显示面板10中的第一像素结构100包括的每个像素单元110中的第一子像素101、第二子像素102和第三子像素103沿第一方向(图3中的X轴方向)并排设置。第二像素结构200包括的每个像素单元210中的第一子像素201、第二子像素202和第三子像素203沿与上述第一方向相互垂直的第二方向(图3中的Y轴方向)并排设置。该立体显示装置1既可以实现横屏显示，又可以实现竖屏显示。当横屏显示时，图3中的左半部分显示区域即第一像素结构100对应的显示区域能够达到较好的3D显示效果；当竖屏显示时，相当于将图3所示的屏幕逆时针旋转90度，图3中的上半部分显示区域即第二像素结构200对应的显示区域能够达到较好的3D显示效果。这样就能够有效地保证横屏显示和竖屏显示时的立体显示效果，有利于满足互联网、广告传媒、展览及更多领域的应用要求。

在本发明较佳实施例中，为了便于实现立体显示装置1的2D/3D切换，上述立体显示装置1还包括液晶光阀30。如图4所示，所述双折射光学器件20、所述液晶光阀30以及所述显示面板10层叠设置，所述液晶光阀30夹设于所述显示面板10与所述双折射光学器件20之间。

具体的，如图4所示，液晶光阀30可以包括相对设置的第一基板31和第二基板33以及夹设于第一基板31和第二基板33之间的液晶层32。第一基板31和第二基板33相对的侧表面均设置有电极层。该电极层采用图案化透明导电层，其材质可以为铟锡氧化物(ITO)或者铟锌氧化物。第一基板31上的电极层341与所述液晶层32之间设置有第一取向层351，第二基板33上的电极层342与所述液晶层32之间设置有第二取向层352。第一取向层351和第二取向层352用于对液晶层32中的液晶分子进行配向。通过控制电极上施加的电压可以控制液晶层32中液晶分子的长轴方向，从而控制透过液晶光阀30的光束的偏振方向。

可以理解的是，本实施例中，显示面板10的与液晶光阀30靠近的表面设置有偏光片40，显示面板10发出的光束入射到偏光片40后输出的线偏振光。液晶光阀30的第二基板33上设置的第二取向层352的配向方向可以与偏光片40的偏光方向平行，或者，也可以与偏光片40的偏光方向垂直。

本实施例中，第一双折射透镜光栅21和第二双折射透镜光栅22优选可以采用柱镜光栅。当然，也可以采用其他机构的双折射透镜光栅。第一双折射透镜光栅21和第二双折射透镜光栅22的取向方向一致，即第一双折射透镜光栅21和第二双折射透镜光栅22中液晶分子的长轴方向一致。此外，第一双折射透镜光栅21和第二双折射透镜光栅22中液晶分子的长轴方向与偏光片40的偏光方向平行，或者，也可以与偏光片40的偏光方向垂直。第一双折射透镜光栅21和第二双折射透镜光栅22由双折射材料构成的凸透镜阵列和聚合物材料构成的凹透镜阵列构成。上述双折射材料具有两种折射率n_e和n_o，且满足n_e＞n_o，聚合物材料折射率为n_p，满足n_p＝n_o。本实施例中，双折射材料可以为液晶材料。在本发明较佳实施例中，所述第一双折射透镜光栅21和所述第二双折射透镜光栅22由高精密模具压印一次成型。

下面以具体示例对液晶光阀30的2D/3D切换原理进行说明。例如，液晶光阀30的第一基板31上的第一取向层351的配向方向与第二基板33上的第二取向层352的配向方向垂直，液晶光阀30的第二基板33上设置的取向层的配向方向与偏光片40的偏光方向平行，第一双折射透镜光栅21和第二双折射透镜光栅22中液晶分子的长轴方向与偏光片40的偏光方向平行。

这种情况下，当在液晶光阀30的透明电极上施加电压时，第一基板31和第二基板33间产生电场，液晶层32内的液晶分子的长轴方向沿电场方向排列，此时，经由偏光片40入射到液晶光阀30的第二基板33的线偏振光偏振方向不发生改变，直接通过液晶光阀30入射到第一双折射透镜光栅21和第二双折射透镜光栅22，该线偏振光的偏振方向与第一双折射透镜光栅21和第二双折射透镜光栅22中液晶分子的长轴方向一致，此时第一双折射透镜光栅21和第二双折射透镜光栅22中的液晶分子表现出长轴折射率n_e，由于n_e＞n_p，使得线偏振光在上述凸透镜阵列和凹透镜阵列的交界处发生折射，从而实现3D显示。

当液晶光阀30的透明电极上不加电时，由于第一取向层351和第二取向层352的配向方向相互垂直，液晶光阀30的液晶层32中的液晶分子被旋转90度，经由偏光片40入射到液晶光阀30的第二基板33的线偏振光通过液晶光阀30时偏振方向也旋转90度，该线偏振光继续入射到第一双折射透镜光栅21和第二双折射透镜光栅22，此时该线偏振光的偏振方向与第一双折射透镜光栅21和第二双折射透镜光栅22的液晶分子短轴方向一致，第一双折射透镜光栅21和第二双折射透镜光栅22中的液晶分子表现出短轴折射率n_p，由于n_p＝n_o，线偏振光在上述凸透镜阵列和凹透镜阵列的交界处传播方向不发生偏折，直接出射，实现2D显示。

还需要说明的是，可以通过控制液晶光阀30上施加的电压，单独控制第一像素结构100对应的显示区域和第二像素结构200对应的显示区域的显示效果。例如，如图5所示，当立体显示装置1横屏显示时，第一像素结构100包括的每个像素单元110中的第一子像素101、第二子像素102和第三子像素103沿X轴方向并排设置，第二像素结构200包括的每个像素单元210中的第一子像素201、第二子像素202和第三子像素203沿Y轴方向并排设置。此时，第一像素结构100对应的显示区域的3D显示效果较好，而第二像素结构200对应的显示区域的3D显示效果较差，可以通过液晶光阀30分别控制第一像素结构100对应的显示区域进行3D显示，控制第二像素结构200对应的显示区域进行2D显示，当然，也可以控制第一像素结构100对应的显示区域在3D显示和2D显示之间切换。

同理，当将图5所示的屏幕沿逆时针旋转90度时，立体显示装置1被切换为竖屏显示，如图6所示，此时第一像素结构100位于屏幕下方，第二像素结构200位于屏幕上方，第一像素结构100包括的每个像素单元110中的第一子像素101、第二子像素102和第三子像素103沿Y轴方向并排设置，第二像素结构200包括的每个像素单元210中的第一子像素201、第二子像素202和第三子像素203沿X轴方向并排设置。此时，第二像素结构200对应的显示区域的3D显示效果较好，而第一像素结构100对应的显示区域的3D显示效果较差，可以通过液晶光阀30分别控制第二像素结构200对应的显示区域进行3D显示，控制第一像素结构100对应的显示区域进行2D显示，当然，也可以控制第二像素结构200对应的显示区域在3D显示和2D显示之间切换。

因此，本发明实施例提供的立体显示装置1即能够实现横屏显示，又能够实现竖屏显示，且均能达到良好的3D显示效果；并且还能实现部分显示区域2D显示，部分显示区域3D显示；以及实现2D显示和3D显示的切换。不仅显示方式灵活，还能够实现分屏显示，具有多功能显示的优点。

在本发明其他实施例中，如图5所示，立体显示装置1还包括壳体50和支架60，显示面板10、液晶光阀30和上述双折射光学器件20均设置于壳体50内构成3D显示屏。支架60与壳体50连接，以支撑上述3D显示屏。根据用户的需要，3D显示屏可以横向设置于支架60上，如图5所示，也可以纵向设置于支架60上，如图7所示。

为了实现立体显示装置1的横屏/竖屏切换，作为一种实施方式，所述支架60与所述壳体50可拆卸连接。支架60上设置有用于使所述壳体50横向安装于所述支架60上的第一连接机构和用于使所述壳体50纵向安装于所述支架60上的第二连接机构。例如，第一连接机构和第二连接机构可以为卡槽，上述3D显示屏的壳体50上设置有卡接件，可以通过卡接件与卡槽的卡接，将3D显示屏横向或纵向安装于支架60上。当然，除此之外，也可以采用其他可拆卸连接机构。此时，用户可以根据需要将3D显示屏横向或纵向安装于支架60上，当后续需要将横向显示更改为纵向显示或者是将纵向显示更改为横向显示时，可以自行将3D显示屏从支架60上拆下重新安装。

作为另一种实施方式，所述壳体50与所述支架60通过转动机构连接，所述转动机构用于驱动所述壳体50相对于所述支架60转动，以实现横屏显示方式和竖屏显示方式的切换。例如，初始状态下，安装于支架60上的3D显示屏为横屏显示，如图5所示，当需要更换为竖屏显示时，可以通过控制转动机构驱动3D显示屏沿逆时针方向转动90度，使得3D显示屏切换为竖屏显示，如图6所示。

此外，在本发明其他实施例中，支架60底部还可以设置滚轮70，如图8所示，以便于立体显示装置1的移动。

相比于现有技术，本发明实施例提供的显示面板10及立体显示装置1，通过设置第一像素结构100和第二像素结构200，且第一像素结构100包括的每个像素单元110中的第一子像素101、第二子像素102和第三子像素103沿第一方向排列，第二像素结构200包括的每个像素单元210中的第一子像素201、第二子像素202和第三子像素203沿与所述第一方向垂直的第二方向排列，这样设计的立体显示装置1既可以横屏显示，又可以竖屏显示，并能够有效地保证横屏显示和竖屏显示时的立体显示效果，有利于满足互联网、广告传媒、展览及更多领域的应用要求。此外，通过设置液晶光阀30，有效地实现了2D显示和3D显示的切换及分屏显示，使得本实施例提供的立体显示装置1具有多功能显示的优点。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种立体显示装置，其特征在于，包括双折射光学器件和显示面板，所述双折射光学器件和所述显示面板层叠设置，所述双折射光学器件包括第一双折射透镜光栅和第二双折射透镜光栅，所述第一双折射透镜光栅以第一预设倾角覆盖所述显示面板的第一像素结构，所述第二双折射透镜光栅以第二预设倾角覆盖所述显示面板的第二像素结构；

其中，所述显示面板包括第一像素结构和第二像素结构，所述第一像素结构与所述第二像素结构均包括呈阵列排布的多个像素单元，每个所述像素单元包括第一子像素、第二子像素和第三子像素；

所述第一像素结构包括的每个像素单元中的第一子像素、第二子像素和第三子像素沿第一方向并排设置，所述第二像素结构包括的每个像素单元中的第一子像素、第二子像素和第三子像素沿第二方向并排设置，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。

2.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述第一像素结构和所述第二像素结构包括的每个像素单元中的所述第一子像素、所述第二子像素以及所述第三子像素的形状均为直条状。

3.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，还包括液晶光阀，所述双折射光学器件、所述液晶光阀以及所述显示面板层叠设置，所述液晶光阀夹设于所述显示面板与所述双折射光学器件之间。

4.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述第一像素结构和所述第二像素结构沿所述第一方向并列排布或沿所述第二方向并列排布。

5.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，还包括壳体和支架，所述双折射光学器件和所述显示面板均设置于所述壳体内，所述支架与所述壳体连接。

6.根据权利要求5所述的立体显示装置，其特征在于，所述支架与所述壳体可拆卸连接，所述支架上设置有用于使所述壳体横向安装于所述支架上的第一连接机构和用于使所述壳体纵向安装于所述支架上的第二连接机构。

7.根据权利要求5所述的立体显示装置，其特征在于，所述壳体与所述支架通过转动机构连接，所述转动机构用于驱动所述壳体相对于所述支架转动，以实现横屏显示方式和竖屏显示方式的切换。

8.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述第一双折射透镜光栅和所述第二双折射透镜光栅均为柱镜式光栅。

9.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述第一双折射透镜光栅和所述第二双折射透镜光栅由高精密模具压印一次成型。