CN107505716A - 一种显示装置及显示装置的工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示技术领域，公开一种显示装置及显示装置的工作方法，显示装置包括显示面板和位于显示面板出光侧的液晶透镜阵列，液晶透镜阵列由液晶微透镜组成；每个液晶微透镜包括沿其轴心线方向设置的第一电极层、第二电极层，以及位于第一电极层和第二电极层之间的液晶层，第一电极层和第二电极层均具有圆形轮廓；当显示装置为2D显示时，液晶层在第一电极层和第二电极层所形成的电场的作用下呈现平面玻璃作用；当显示装置为3D显示时，液晶层在第一电极层和第二电极层所形成的电场的作用下呈现凸透镜作用。上述显示装置可以实现2D和3D显示切换工作，且其3D显示不会出现观看视疲劳。

Description

一种显示装置及显示装置的工作方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种显示装置及显示装置的工作方法。

背景技术

随着三维(3D)立体显示技术的发展，3D立体显示设备有了越来越大的需求；根据是否需要佩戴助视设备，3D显示技术可分为助视3D显示和裸视3D显示。其中,裸视3D显示由于无需助视设备的优势而备受消费者青睐。

裸视3D显示可以分为光栅3D显示、集成成像3D显示、全息3D显示和体3D显示；其中，光栅3D显示是目前最成熟的裸视3D显示技术，已应用于手机、电脑和电视机等显示产品上；然而，由于光栅3D显示是利用双目视差来实现三维立体显示效果的，因此，其很容易导致用户产生观看视疲劳。

发明内容

本发明公开了一种显示装置及显示装置的工作方法，用于提供一种能够避免观看视疲劳、且2D和3D显示可切换的显示装置。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种显示装置，包括显示面板和位于所述显示面板出光侧的液晶透镜阵列，其中：

所述液晶透镜阵列由液晶微透镜组成；每个所述液晶微透镜包括沿其轴心线方向设置的第一电极层、第二电极层，以及位于所述第一电极层和所述第二电极层之间的液晶层，所述第一电极层和所述第二电极层均具有圆形轮廓；

当所述显示装置为2D显示时，所述液晶层在所述第一电极层和所述第二电极层所形成的电场的作用下呈现平面玻璃作用；当所述显示装置为3D显示时，所述液晶层在所述第一电极层和所述第二电极层所形成的电场的作用下呈现凸透镜作用。

上述显示装置中，液晶透镜阵列由液晶微透镜组成；每个液晶微透镜中，液晶层的液晶分子可以在第一电极层和第二电极层所形成的电场的控制下形成不同的排列方式，进而使该液晶层产生相当于平面玻璃的光学作用或者相当于凸透镜的光学作用，因此，通过变换第一电极层和第二电极层之间的电场形式，即可以控制液晶微透镜切换呈现不同的光学作用；具体地，在显示装置为2D显示时，液晶透镜阵列中的每个液晶微透镜可以切换为平面玻璃作用；在显示装置为3D显示时，液晶透镜阵列中的每个液晶微透镜可以切换为凸透镜作用；即，显示装置进行2D显示时，每个液晶微透镜相当于一个平面透镜，由该液晶微透镜组成的液晶透镜阵列不会影响显示面板的画面显示效果，因此此时，显示装置的显示效果仍为显示面板的2D画面显示效果；而在显示装置进行3D显示时，每个液晶微透镜相当于一个凸透镜，整个液晶透镜阵列则相当于一个圆形凸透镜阵列，显示面板的2D显示画面经过该圆形凸透镜阵列后可以形成多个集成平面，进而此时，显示装置的显示效果为集成成像3D立体显示效果。

综上所示，上述显示装置可以实现2D显示模式和3D显示模式切换工作，并且，其3D显示模式采用集成成像3D显示技术，不会出现观看视疲劳。

可选地，所述第一电极层包括沿其边缘设置的环形电极，以及位于所述环形电极内侧的中心电极。

可选地，所述环形电极呈圆环形、且所述环形电极的中心位于所述液晶微透镜的轴心线上；所述中心电极呈圆形，且所述中心电极的圆心与所述环形电极的中心重合。

可选地，所述第二电极层仅包括一圆形电极；所述圆形电极的中心位于所述液晶微透镜的轴心线上。

可选地，所述液晶层中的液晶分子为正性液晶分子。

可选地，

当所述显示装置为2D显示时，所述环形电极和所述第二电极层的电压不同，且所述中心电极和所述环形电极的电压相同；

当所述显示装置为3D显示时，所述环形电极和所述第二电极层的电压不同，且所述中心电极和所述第二电极层的电压相同。

可选地，所述液晶微透镜还包括分别位于所述液晶层两侧的两层配向膜，所述配向膜的配向方向平行于所述液晶层、且以所述液晶微透镜的轴心线为中心线向外辐射。

可选地，所述显示面板为液晶显示面板或者有机电致发光显示面板。

一种如上述任一技术方案中所述的显示装置的工作方法，该方法包括：

对所述环形电极和所述第二电极层施加不同的电压，且对所述中心电极和所述环形电极施加相同的电压，以实现2D显示；

对所述环形电极和所述第二电极层施加不同的电压、且对所述中心电极和所述第二电极层施加相同的电压，以实现3D显示。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种显示装置中的液晶透镜的切面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种显示装置中的液晶透镜在一种工作状态下的切面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种显示装置中的液晶透镜在另一种工作状态下的切面结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种显示装置中液晶透镜的第一电极层的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种显示装置中液晶透镜的液晶层在初始配向状态下的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种显示装置的工作方法流程图。

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做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。

请参考图1～图7。

如图1所示，本发明实施例提供的一种显示装置，该显示装置包括显示面板1和位于显示面板1出光侧的液晶透镜阵列2；该液晶透镜阵列2由液晶微透镜3组成；每个液晶微透镜3包括沿其轴心线o方向设置的第一电极层41、第二电极层42，以及位于第一电极层41和第二电极层42之间的液晶层5；其中，第一电极层41和第二电极层42均具有圆形轮廓；当显示装置为2D显示时，液晶层5在第一电极层41和第二电极层42所形成的电场的作用下能够呈现平面玻璃作用；当显示装置为3D显示时，液晶层5在第一电极层41和第二电极层42所形成的电场的作用下能够呈现凸透镜作用。

上述显示装置中，液晶透镜阵列2由液晶微透镜3组成；每个液晶微透镜3中，液晶层5的液晶分子51可以在第一电极层41和第二电极层42所形成的电场的控制下形成不同的排列方式，进而使该液晶层5产生相当于平面玻璃的光学作用或者相当于凸透镜的光学作用，因此，通过变换第一电极层41和第二电极层42之间的电场形式，即可以控制液晶微透镜3切换呈现不同的光学作用；具体地，在显示装置为2D显示时，液晶透镜阵列2中的每个液晶微透镜3可以切换为平面玻璃作用；在显示装置为3D显示时，液晶透镜阵列2中的每个液晶微透镜3可以切换为凸透镜作用；即，显示装置进行2D显示时，每个液晶微透镜3相当于一个平面透镜，由该液晶微透镜3组成的液晶透镜阵列2不会影响显示面板的画面显示效果，因此此时，显示装置的显示效果仍为显示面板1的2D画面显示效果；而在显示装置进行3D显示时，每个液晶微透镜3相当于一个凸透镜，整个液晶透镜阵列2则相当于一个圆形凸透镜阵列，显示面板1的2D显示画面经过该圆形凸透镜阵列2后可以形成多个集成平面，进而此时，显示装置的显示效果为集成成像3D立体显示效果。

综上所示，上述显示装置可以实现2D显示模式和3D显示模式切换工作，并且，其3D显示模式采用集成成像3D显示技术，不会出现观看视疲劳。

如图2～图5所示，一种具体的实施例中，本发明实施例提供的显示装置中，每个液晶微透镜3中，第一电极层41可以包括两部分电极，一部分为沿其边缘区域设置的环形电极411，另一部分为位于该环形电极411内侧的中心电极412。

一种优选的实施例中，第一电极层41中，环形电极411具体呈圆环形、且其中心位于液晶微透镜3的轴心线o上；中心电极412具体呈圆形，且其圆心与环形电极411的中心重合。

进一步地，上述液晶微透镜3的第二电极层42可以为整层连续的电极结构；即第二电极层42仅包括一圆形电极。

对于上述液晶微透镜3，可以通过对其环形电极411、中心电极412和第二电极层42的电压分别进行设置以形成所需的特定形式的电场，进而使得其液晶层5中不同区域的液晶分子51分别实现预期的倾斜角度和排列效果，即可以实现使该液晶微透镜3达到平面透镜或者圆形凸透镜相同的光学作用。

如图2～图4所示，在上述实施例的基础上，一种具体的实施例中，本发明实施例提供的显示装置中，每个液晶微透镜3中的液晶分子51可以为正性液晶分子，即其液晶分子51的长轴将沿着平行于电场线的方向排列。

在上述实施例的基础上，一种具体的实施例中，

如图2和图3所示，当进行显示装置的2D显示时，上述液晶微透镜3中，设置环形电极411和第二电极层42的电压不同、中心电极412和环形电极411的电压相同，此时，如图3中带箭头的虚线所示，液晶微透镜3中的电场线方向将垂直于电极层设置；在该电场的作用下，该液晶微透镜3中的液晶分子51将都垂直于电极层设置，进而，该液晶微透镜3即可以实现类似平面透镜的光学作用；因此此时，显示装置可以实现为2D显示；

如图2和图4所示，当进行显示装置的3D显示时，上述液晶微透镜3中，设置环形电极411和第二电极层42的电压不同、中心电极412和第二电极层42的电压相同，此时，如图4中带箭头的虚线所示，液晶微透镜3中，中心区域的电场线的方向平行于电极层，环形边缘区域的电场线的方向垂直于电极层，其余区域的电场线的方向处于中间过渡状态；在该电场的作用下，该液晶微透镜3中心区域内的液晶分子51将平行于电极层设置、边缘环形区域内的液晶分子51将垂直于电极层设置，且从中心区域至边缘区域范围内的液晶分子51将均朝向中心区域倾斜过渡设置，此时，该液晶微透镜3即可以实现类似凸透镜的光学作用；因此此时，显示装置可以实现为3D显示。

如图2所示，在上述各实施例的基础上，一种具体的实施例中，本发明实施例提供的显示装置中，液晶透镜阵列2中的每个液晶微透镜3还可以包括分别位于液晶层5与第一电极层41之间、以及液晶层5与第二电极层42之间的两层配向膜6，具体地，该配向膜6的配向方向与电极层平行、且以液晶微透镜3的轴心线o为中心线向外辐射；由于液晶分子51在不受电场驱动的时候将沿配向膜6的配向方向排列设置，进而，在第一电极层41和第二电极层42上未施加电压的情况下，如图6所示，液晶分子51将沿液晶微透镜3的中心向边缘呈辐射状延伸排列；进而，当进行显示面板1的3D显示时，所有液晶分子51可以在电压的作用下快速实现朝向中心倾斜排列，因此，可以实现3D显示的快速切换。

如图2所示，在上述各实施例的基础上，具体地，该第一电极层41和第二电极层42均为透明电极层，如ITO电极；进一步地，液晶微透镜3还可以包括位于第一电极层41背离液晶层5一侧的第一透明基板71，以及位于第二电极层42背离液晶层5一侧的第二透明基板72。

如图1所示，在上述各实施例的基础上，一种具体的实施例中，本发明实施例提供的显示装置中，显示面板1可以为液晶显示面板1，也可以是有机电致发光显示面板1。

基于上述任一实施例所提供的显示装置，本发明实施例还提供了一种显示装置的工作方法，如图7所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101，对环形电极和第二电极层施加不同的电压，且对中心电极和环形电极施加相同的电压，以实现显示装置的2D显示；

步骤S102，对环形电极和第二电极层施加不同的电压、且对中心电极和第二电极层施加相同的电压，以实现显示装置的3D显示。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例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 (9)

1.一种显示装置，其特征在于，包括显示面板和位于所述显示面板出光侧的液晶透镜阵列，其中：

所述液晶透镜阵列由液晶微透镜组成；每个所述液晶微透镜包括沿其轴心线方向设置的第一电极层、第二电极层，以及位于所述第一电极层和所述第二电极层之间的液晶层，所述第一电极层和所述第二电极层均具有圆形轮廓；

当所述显示装置为2D显示时，所述液晶层在所述第一电极层和所述第二电极层所形成的电场的作用下呈现平面玻璃作用；当所述显示装置为3D显示时，所述液晶层在所述第一电极层和所述第二电极层所形成的电场的作用下呈现凸透镜作用。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一电极层包括沿其边缘设置的环形电极，以及位于所述环形电极内侧的中心电极。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，

所述环形电极呈圆环形、且所述环形电极的中心位于所述液晶微透镜的轴心线上；

所述中心电极呈圆形，且所述中心电极的圆心与所述环形电极的中心重合。

4.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述第二电极层仅包括一圆形电极；所述圆形电极的中心位于所述液晶微透镜的轴心线上。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述液晶层中的液晶分子为正性液晶分子。

6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，

当所述显示装置为2D显示时，所述环形电极和所述第二电极层的电压不同，且所述中心电极和所述环形电极的电压相同；

当所述显示装置为3D显示时，所述环形电极和所述第二电极层的电压不同，且所述中心电极和所述第二电极层的电压相同。

7.根据权利要求1～6任一项所述的显示装置，其特征在于，所述液晶微透镜还包括分别位于所述液晶层两侧的两层配向膜，所述配向膜的配向方向平行于所述液晶层、且以所述液晶微透镜的轴心线为中心线向外辐射。

8.根据权利要求1～6任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板为液晶显示面板或者有机电致发光显示面板。

9.一种如权利要求2～8任一项所述的显示装置的工作方法，其特征在于，包括：

对所述环形电极和所述第二电极层施加不同的电压，且对所述中心电极和所述环形电极施加相同的电压，以实现2D显示；

对所述环形电极和所述第二电极层施加不同的电压、且对所述中心电极和所述第二电极层施加相同的电压，以实现3D显示。