CN108761878B - 一种立体显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种立体显示设备，包括：触控显示面板，触控显示面板中设置有触控结构；位于触控显示面板上的立体显示盒，立体显示盒包括相对设置的第一基板和第二基板、以及设置在第一基板和第二基板之间的电光材料层，第一基板的面向第二基板的一侧表面设置有第一电极层，第二基板的面向第一基板的一侧表面设置有第二电极层，第一电极层和第二电极层均采用高阻抗材料形成，第一电极层包括多个第一子电极。本发明实施例中，使用高阻抗材料做电极的立体显示盒不会隔绝手指信号也不会影响手指信号的穿透性，因此手指信号可穿透立体显示盒并传输到触控显示面板中，则立体显示设备能够实现触控功能，同时还不影响立体显示效果。

Description

一种立体显示设备
技术领域
本发明实施例涉及立体显示技术，尤其涉及一种立体显示设备。
背景技术
随着立体显示技术的快速发展，立体显示设备也有了越来越大量的需求，在实现三维立体显示的众多技术当中，祼眼立体显示由于无需观看者戴眼镜的优点使得它在三维立体显示领域中备受青睐。
实现祼眼立体显示技术的主要方式是通过在显示面板前或后设置光栅，在水平方向上将显示面板的像素单元分割为奇数列像素和偶数列像素，从而为观看者的左右眼分别提供两幅不同的图像，利用观看者左眼图像和右眼图像的视差效应形成景深，进而产生立体显示效果。光栅又包括遮挡式和分光式两种，遮挡式又分为黑白视差障碍光栅和液晶狭缝光栅，分光式分为柱状物理透镜和可切换的液晶透镜等。
目前，裸眼立体显示设备的发展趋势是2D/3D可切换立体显示技术，该2D/3D可切换立体显示技术具有立体液晶盒结构，并采用液晶狭缝光栅或液晶透镜，其中，立体液晶盒中设置有透明导电层结构和两层或两层以上的膜材或玻璃。然而，2D/3D可切换立体液晶盒中透明导电层结构的存在，隔绝了手指与2D/3D可切换裸眼立体显示设备中显示面板的触控层的相互作用，使得2D/3D可切换裸眼立体显示设备的触控功能失去作用。
发明内容
本发明实施例提供一种立体显示设备，以实现2D/3D可切换裸眼立体显示设备的触控功能。
本发明实施例提供了一种立体显示设备，包括：
触控显示面板，所述触控显示面板中设置有触控结构；
位于所述触控显示面板上的立体显示盒，所述立体显示盒包括相对设置的第一基板和第二基板、以及设置在所述第一基板和所述第二基板之间的电光材料层，所述第一基板的面向所述第二基板的一侧表面设置有第一电极层，所述第二基板的面向所述第一基板的一侧表面设置有第二电极层，所述第一电极层和所述第二电极层均采用高阻抗材料形成，所述第一电极层包括多个第一子电极。
进一步地，所述高阻抗材料的阻抗范围为107Ω～1014Ω。
进一步地，所述高阻抗材料的介电常数范围为2～20。
进一步地，所述高阻抗材料为五氧化二铌或氧化铟镓锌。
进一步地，所述第一电极层和所述第二电极层的膜层厚度范围均为10nm～1000nm。
进一步地，所述第一电极层包括呈阵列排布的多个块状所述第一子电极；或者，
所述第一电极层包括沿第一方向延伸、以及沿第二方向排布的多条条状所述第一子电极，其中，所述第一方向和所述第二方向交叉。
进一步地，对于块状所述第一子电极，在第一阵列方向上，任意相邻两个所述第一子电极的间距等于所述第一子电极沿所述第一阵列方向的宽度，所述第一阵列方向为阵列行方向或阵列列方向；
对于条状所述第一子电极，在所述第二方向上，任意相邻两个所述第一子电极的间距等于所述第一子电极沿所述第二方向的宽度。
进一步地，所述第一电极层包括第一中间行子电极、分布在所述第一中间行子电极的第一侧的m行第一侧部子电极、以及分布在所述第一中间行子电极的第二侧的m行第二侧部子电极，m为正整数；
所述第一中间行子电极的电压小于其他任意一行子电极的电压，任意两行所述第一侧部子电极中靠近所述第一中间行子电极的一行所述第一侧部子电极的电压小于远离所述第一中间行子电极的一行所述第一侧部子电极的电压。
进一步地，所述第一电极层的电压范围为0.1V～15V。
进一步地，所述第二电极层包括呈阵列排布的多个块状第二子电极；或者，
所述第二电极层包括沿所述第一方向延伸、以及沿所述第二方向排布的多条条状第二子电极。
本发明实施例提供的立体显示设备，其立体显示盒的第一电极层和第二电极层均采用高阻抗材料形成，第一电极层分割为多个第一子电极，则高阻抗材料的半导体特性使得高阻抗材料制成的电极不会隔绝电容信号，相应的，使用高阻抗材料做电极的立体显示盒不会隔绝手指信号也不会影响手指信号的穿透性，因此手指信号可穿透立体显示盒并传输到触控显示面板中，无需在立体显示盒中设置触控结构，显示面板中集成有触控结构的立体显示设备也能够实现触控功能，同时还不影响立体显示效果，具有结构简单、易于制备和提高生产良率的优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是本发明实施例提供的一种立体显示设备的示意图；
图2是图1所示第一电极层的示意图；
图3是本发明实施例提供的另一种立体显示设备的示意图；
图4是具有ITO电极的立体显示盒的透镜效果示意图；
图5是具有ITO电极的立体显示盒的另一种透镜效果示意图；
图6是具有高阻抗材料电极的立体显示盒的透镜效果示意图；
图7是具有高阻抗材料电极的立体显示盒的另一种透镜效果示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，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。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。
参考图1所示，为本发明实施例提供的一种立体显示设备的示意图。本实施例的技术方案适用于2D/3D可切换裸眼立体显示设备。其中图2是图1所示第一电极层的示意图。
本实施例提供的立体显示设备包括：触控显示面板10，触控显示面板10中设置有触控结构(未示出)；位于触控显示面板10上的立体显示盒20，立体显示盒20包括相对设置的第一基板21和第二基板22、以及设置在第一基板21和第二基板22之间的电光材料层(未示出)，第一基板21的面向第二基板22的一侧表面设置有第一电极层23，第二基板22的面向第一基板21的一侧表面设置有第二电极层24，第一电极层23和第二电极层24均采用高阻抗材料形成，第一电极层23包括多个第一子电极23a。
本实施例的触控显示面板10为集成有触控结构的显示面板，即该触控显示面板10具有触控功能和显示功能，可选触控显示面板10为in-cell或on-cell，可选触控显示面板10为液晶显示面板或有机发光显示面板。本领域技术人员可以理解，本发明提供的触控显示面板包括但不限于以上示例，任意一种触控显示面板均落入本发明的保护范围。
本实施例的立体显示盒20设置在触控显示面板10上，可选立体显示盒20为前置式即立体显示盒20设置在触控显示面板10的出光面上，在其他实施例中还可选立体显示盒为后置式。立体显示盒20包括相对设置的第一基板21和第二基板22、以及设置在第一基板21和第二基板22之间的电光材料层(未示出)。可选电光材料层为液晶层。需要说明的是，本实施例中可选立体显示盒20的第一基板21与触控显示面板10接触，在其他实施例中还可选立体显示盒的第二基板与触控显示面板接触。
本实施例的第一基板21的面向第二基板22的一侧表面设置有第一电极层23，第二基板22的面向第一基板21的一侧表面设置有第二电极层24，第一电极层23包括多个第一子电极23a。具体的，该立体显示盒20通过控制第一电极层23和第二电极层24的电压以控制液晶分子长轴方向，以此来实现液晶透镜效果，并实现2D/3D切换，具体的立体显示盒20施加在第一电极层23中各第一子电极23a上的电压不同。第一电极层23包括多个第一子电极23a，立体显示盒20中第一电极层23分割为多个第一子电极23a，能够提高手指信号的穿透性，同时通过给第一电极层23中各第一子电极23a施加不同的电压信号使液晶层实现液晶透镜效果。
本实施例中第一电极层23和第二电极层24均采用高阻抗材料形成。高阻抗材料是半导体材料，既具有导电特性又具有绝缘特性，其绝缘特性使得高阻抗材料制成的电极不会隔绝电容信号。而手指按压在立体显示设备上时会产生电容信号，基于此使用高阻抗材料做电极的立体显示盒20不会隔绝手指信号也不会影响手指信号的穿透性，因此手指信号可穿透立体显示盒20并传输到触控显示面板10中，相应的触控显示面板10的触控结构获取手指信号并根据手指信号产生相应的触控信息，从而实现触控功能。
可选高阻抗材料的阻抗范围为107Ω～1014Ω。高阻抗材料的阻抗处于该范围内时，其导电性能和绝缘性能均较为良好，此时该高阻抗材料的导电性能适用于制成电极，同时该高阻抗材料的绝缘性能也使得制成的电极不会隔绝电容信号。若高阻抗材料的阻抗低于该范围的下限值，则其导电性能优异使得制成的电极容易隔绝电容信号，若高阻抗材料的阻抗超过该范围的上限值，则其导电较差。
可选高阻抗材料的介电常数范围为2～20。高阻抗材料的介电常数过高时容易影响第一电极层和第二电极层之间的电场强度，进而影响液晶分子的长轴方向，从而可能对显示效果产生影响。可选高阻抗材料的介电常数范围为2～10。
可选高阻抗材料为五氧化二铌或氧化铟镓锌。五氧化二铌或氧化铟镓锌均为半导体材料，其导电性能和绝缘性能均较为良好，不仅适用于制成电极，同时也不会隔绝电容信号。本领域技术人员可以理解，高阻抗材料包括但不限于上述示例，在不会隔绝电容信号还适用于制成电极的基础上，任意一种高阻抗材料均落入本发明的保护范围。
可选第一电极层和第二电极层的膜层厚度范围均为10nm～1000nm。在制作立体显示盒时，高阻抗材料制成的电极膜层厚度可选范围是10nm～1000nm之间。
可选第一电极层23包括呈阵列排布的多个块状第一子电极；或者，第一电极层23包括沿第一方向延伸、以及沿第二方向排布的多条条状第一子电极23a，其中，第一方向和第二方向交叉。第一电极层23包括多个分割的第一子电极，第一子电极可选为块状或条状，在其他实施例中还可选第一子电极为其他形状，在本发明中不进行具体限定。本实施例中可选第二电极层24为面电极。
需要说明的是，本实施例中可选立体显示盒20的第一基板21与触控显示面板10接触，则可选接触触控显示面板10的第一基板21上的第一电极层23分割为多个第一子电极23a，可选远离触控显示面板10的第二基板22上的第二电极层24为面电极；在其他实施例中还可选立体显示盒的第二基板与触控显示面板接触，则可选接触触控显示面板的第二基板上的第二电极层为面电极，可选远离触控显示面板的第一基板上的第一电极层分割为多个第一子电极。
可选对于块状第一子电极，在第一阵列方向上，任意相邻两个第一子电极的间距等于第一子电极沿第一阵列方向的宽度，第一阵列方向为阵列行方向或阵列列方向；对于条状第一子电极23a，在第二方向上，任意相邻两个第一子电极23a的间距等于第一子电极23a沿第二方向的宽度。第一子电极的间距和宽度按照如上方式设置，能够实现良好的2D/3D显示效果。
本实施例提供的立体显示设备，其立体显示盒的第一电极层和第二电极层均采用高阻抗材料形成，第一电极层分割为多个第一子电极，则高阻抗材料的半导体特性使得高阻抗材料制成的电极不会隔绝电容信号，相应的，使用高阻抗材料做电极的立体显示盒不会隔绝手指信号也不会影响手指信号的穿透性，因此手指信号可穿透立体显示盒并传输到触控显示面板中，无需在立体显示盒中设置触控结构，显示面板中集成有触控结构的立体显示设备也能够实现触控功能，同时还不影响立体显示效果，具有结构简单、易于制备和提高生产良率的优势。
本发明实施例还提供了一种立体显示设备，该立体显示设备与上述实施例的区别在于第二电极层包括呈阵列排布的多个块状第二子电极；或者，第二电极层包括沿第一方向延伸、以及沿第二方向排布的多条条状第二子电极。参考图3所示，第二电极层24包括沿第一方向延伸、以及沿第二方向排布的多条条状第二子电极24a。在此第一子电极23a和第二子电极24a可以一一对应设置也可以非对位设置，第一子电极23a和第二子电极24a的宽度也可以相同或不同。在其他实施例中还可选第一子电极和第二子电极的形状不同，例如第一子电极为块状，第二子电极为条状。
本实施例中第一子电极23a和第二子电极24a的设置形式不会影响立体显示设备的立体显示效果，同时第一子电极23a和第二子电极24a采用高阻抗材料形成，不会隔绝电容信号，能够实现立体显示设备的触控功能。
示例性的，在上述任意实施例的基础上，可选第一电极层包括第一中间行子电极、分布在第一中间行子电极的第一侧的m行第一侧部子电极、以及分布在第一中间行子电极的第二侧的m行第二侧部子电极，m为正整数；第一中间行子电极的电压小于其他任意一行子电极的电压，任意两行第一侧部子电极中靠近第一中间行子电极的一行第一侧部子电极的电压小于远离第一中间行子电极的一行第一侧部子电极的电压。可选第一电极层23的电压范围为0.1V～15V。需要说明的是，第一电极层23中任意一行第一子电极23a的电压范围均为0.1V～15V，立体显示盒20施加在第一电极层23中各第一子电极23a的电压不同，由此可实现液晶透镜效果。
参考图3所示，第二电极层24接收的电压信号恒定，例如第二电极层24接收的电压信号为0V。第一电极层23分割为多行第一子电极23a，其中位于最中间的一行子电极为第一中间行子电极，则从第一中间行子电极向两侧发散，则电压由小到大，即越外围的子电极的电压越大。此时，液晶分子在第一电极层23和第二电极层24的电场作用下发生不同程度的旋转，进而实现良好的梯度变化的液晶相位延迟曲线，形成有效的透镜效果，实现2D/3D显示切换。
为了清楚说明采用高阻抗材料制成立体显示盒的电极不影响立体显示盒的立体显示效果，在此以现有立体显示盒的ITO电极为例进行说明。其中立体显示盒的光栅结构可选为液晶透镜光栅结构。
具有ITO电极的立体显示盒和具有高阻抗材料电极的立体显示盒的结构参考图1所示。立体显示盒的设置参数均为：透镜栅距为137.6μm，第一电极层分割为9条第一子电极，第一子电极的电极宽度为8.6μm，第一子电极的电极间距8.6μm，第一电极层的电极厚度为20nm，液晶透镜光栅结构上涂覆的配向膜的厚度为70nm，液晶层厚度为28μm，第一基板和第二基板均为玻璃基板且厚度均为0.3mm。
参考图4所示是具有ITO电极的立体显示盒的透镜效果，立体显示盒的电极材料为ITO，电阻率是1.3*e-04Ω·cm，介电常数是3.72。施加在下电极层的9个电极上的电压(单位为V)依次为2.25、1.45、1.1、0.96、0.6、0.95、1.12、1.0、2.2，施加在上电极层的电压为0V。
参考图5所示是具有ITO电极的立体显示盒的透镜效果，与图4的区别在于，施加在下电极层的9个电极上的电压(单位为V)依次为2.35、1.5、1.22、0.97、0.6、1.0、1.15、1.18、2.35。
参考图6所示是具有高阻抗材料电极的立体显示盒的透镜效果，立体显示盒的电极材料为高阻抗材料，电阻率是3.1*e4Ω·cm，介电常数是5.67。施加在下电极层(第一电极层)的9个电极上的电压(单位为V)依次为3.1、1.95、1.57、1.37、0.5、1.4、1.55、1.65、3.2，施加在上电极层(第二电极层)的电压为0V。
参考图7所示是具有高阻抗材料电极的立体显示盒的透镜效果，与图6的区别在于，施加在下电极层的9个电极上的电压(单位为V)依次为3.2、2.2、1.7、1.4、0.5、1.4、1.65、1.85、3.3。
其中，图4～图7中立体显示盒中上下电极之间的曲线为液晶相位延迟曲线。无论上电极层是整面结构还是条状或块状结构，均给上电极层施加0V电压。
结果显示，与ITO电极相比，使用高阻抗材料制成的电极驱动立体显示盒时，也能够很好地实现梯度变化的液晶相位延迟曲线，形成有效的液晶透镜效果，不影响立体显示盒的立体显示效果。同时高阻抗材料制成的电极还不会隔绝电容信号，不会影响手指信号穿透立体显示盒，使得集成有触控功能的立体显示设备能够有效运行触控功能。
需要说明的是，本发明任意实施例提供的立体显示盒，其中电极层可包括1层或多层设置，任意相邻两层电极层的高阻抗材料可以相同也可以不同。此外，为了获得良好的等梯度变化的液晶相位延迟曲线，立体显示盒中下电极层(其他实施例中可选上电极层)中每个子电极的电压可以灵活变化，依中心子电极左右对称的电极可以是同一个电压值或不同的电压值，以上列出的电压值是在理想条件设置下的组合，而在实际的产品应用中，或因工艺、材料、参数的区别也有差异，但最终仍可以获得良好梯度变化的液晶相位延迟曲线，由此可显示高阻抗材料制成的电极不影响立体显示盒的立体显示效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种立体显示设备，其特征在于，包括：
触控显示面板，所述触控显示面板中设置有触控结构；
位于所述触控显示面板上的立体显示盒，所述立体显示盒包括相对设置的第一基板和第二基板、以及设置在所述第一基板和所述第二基板之间的电光材料层，所述第一基板的面向所述第二基板的一侧表面设置有第一电极层，所述第二基板的面向所述第一基板的一侧表面设置有第二电极层，所述第一电极层和所述第二电极层均采用高阻抗材料形成，所述第一电极层包括多个第一子电极。
2.根据权利要求1所述的立体显示设备，其特征在于，所述高阻抗材料的阻抗范围为107Ω～1014Ω。
3.根据权利要求1所述的立体显示设备，其特征在于，所述高阻抗材料的介电常数范围为2～20。
4.根据权利要求1所述的立体显示设备，其特征在于，所述高阻抗材料为五氧化二铌或氧化铟镓锌。
5.根据权利要求1所述的立体显示设备，其特征在于，所述第一电极层和所述第二电极层的膜层厚度范围均为10nm～1000nm。
6.根据权利要求1所述的立体显示设备，其特征在于，所述第一电极层包括呈阵列排布的多个块状所述第一子电极；或者，
所述第一电极层包括沿第一方向延伸、以及沿第二方向排布的多条条状所述第一子电极，其中，所述第一方向和所述第二方向交叉。
7.根据权利要求6所述的立体显示设备，其特征在于，对于块状所述第一子电极，在第一阵列方向上，任意相邻两个所述第一子电极的间距等于所述第一子电极沿所述第一阵列方向的宽度，所述第一阵列方向为阵列行方向或阵列列方向；
对于条状所述第一子电极，在所述第二方向上，任意相邻两个所述第一子电极的间距等于所述第一子电极沿所述第二方向的宽度。
8.根据权利要求6所述的立体显示设备，其特征在于，所述第一电极层包括第一中间行子电极、分布在所述第一中间行子电极的第一侧的m行第一侧部子电极、以及分布在所述第一中间行子电极的第二侧的m行第二侧部子电极，m为正整数；
所述第一中间行子电极的电压小于其他任意一行子电极的电压，任意两行所述第一侧部子电极中靠近所述第一中间行子电极的一行所述第一侧部子电极的电压小于远离所述第一中间行子电极的一行所述第一侧部子电极的电压。
9.根据权利要求1所述的立体显示设备，其特征在于，所述第一电极层的电压范围为0.1V～15V。
10.根据权利要求6所述的立体显示设备，其特征在于，所述第二电极层包括呈阵列排布的多个块状第二子电极；或者，
所述第二电极层包括沿所述第一方向延伸、以及沿所述第二方向排布的多条条状第二子电极。
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