CN114690469A - 3d显示器 - Google Patents

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温海龙
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Guangzhou China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co Ltd
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Abstract

本申请提供一种3D显示器，包括液晶显示膜，液晶显示膜包括衬底层、导电层、PI层和液晶层。导电层贴合在衬底层。当3D显示器获取的数据发生改变时，3D显示器调控导电层的电量输入。PI层贴合在导电层，并且导电层位于衬底层和PI层之间。液晶层贴合在PI层，并且PI层位于导电层和液晶层之间。本申请提供的3D显示器，通过导电层的电场变化，控制液晶层内的液晶偏转，以实现液晶显示膜的出光光线角度可控效果。

Description

3D显示器
技术领域
本申请属于显示设备领域，尤其涉及一种3D显示器。
背景技术
现有裸眼3D显示技术通过柱状透镜技术，利用每个柱面对光的折射作用，把两幅不同平面图像分别导向用户双眼对应的视域，由此产生立体视觉。但由于柱状透镜的尺寸和折射率固定，因此作用视域的光线折射角度固定，在用户距离变动后，图像的光线折射角度不变。
发明内容
本申请实施例提供一种3D显示器，以解决现有的3D显示器的出光角度无法改变的问题。
本申请实施例提供一种3D显示器，包括液晶显示膜，所述液晶显示膜包括：
衬底层；
导电层，所述导电层贴合在所述衬底层上；当所述3D显示器获取的数据发生改变时，所述3D显示器调控所述导电层的电量输入；
PI层，所述PI层贴合在所述导电层上，并且所述导电层位于所述衬底层和所述PI层之间；
液晶层，所述液晶层贴合在所述PI层上，并且所述PI层位于所述导电层和所述液晶层之间。
可选的，所述3D显示器还包括检测装置和控制器；
所述检测装置与所述控制器电性连接，所述控制器还与所述导电层的供电源电性连接；
所述3D显示器通过所述检测装置进行数据获取，所述控制器用以当所获取的数据发生改变时，调控所述导电层的电量输入。
可选的，所述导电层采用ITO层和/或IZO层。
可选的，所述导电层通过掩膜版技术，进行图案化后形成在所述衬底层上。
可选的，所述导电层呈鱼骨层状设计。
可选的，所述液晶对应分布在所述导电层的镂空位置。
可选的，所述PI层通过喷墨方法而涂覆在所述导电层；和/或所述液晶层通过喷墨方法而涂覆在所述PI层。
可选的，所述导电层的厚度设置在0.4微米～0.6微米。
可选的，所述检测装置用以在所述3D显示器使用过程中，获取所述3D显示器与用户眼部间的距离数据。
可选的，所述检测装置还用以在所述3D显示器使用过程中，获取所述3D显示器与用户眼部间的角度数据。
可选的，所述检测装置为红外检测设备、磁性检测设备光源检测设备或者超声检测设备。
本申请实施例提供的3D显示器，通过PI层的配向以及导电层的电场控制，使得光线在通过液晶显示膜时折射成两束不同偏转角度的光分别导向用户双眼，实现裸眼3D效果。同时，可配合检测装置和控制器使用，检测装置监控用户(如用户双眼)与显示器的距离和/或角度，计算并对应调控导电层的电量输入。不同电量输入的导电层所产生的电场强度不同，不同的电场强度相应控制液晶进行偏转，以调控出光光线角度，实现光线折射角度与用户眼部距离匹配，改善用户头部移动带来的眩晕感。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域技术人员来说，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。
为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。
图1为本申请实施例提供的3D显示器的剖面结构示意图。
图2为本申请实施例提供的3D显示器中液晶显示膜的剖面结构示意图。
图3(a)为本申请实施例提供的3D显示器中部分结构的示意图，此时用户距离液晶显示膜间的距离为L1。
图3(b)为本申请实施例提供的3D显示器中部分结构的示意图，此时用户距离液晶显示膜间的距离为L2。
图4为本申请实施例提供的3D显示器中，衬底层与导电层的平面结构示意图。
图5(a)为图4中导电层的另一代替结构示意图。
图5(b)为图4中导电层的又一代替结构示意图。
图5(c)为图4中导电层的再一代替结构示意图。
图6为本申请实施例提供的3D显示器中液晶显示膜的平面结构示意图，图中液晶处于初始位置。
图7为图6中液晶进行角度偏转后的结构示意图。
图8为申请实施例提供的3D显示器中，一个单元组导电层的平面结构示意图。
图9为申请实施例提供的3D显示器中，检测装置、控制器和导电层的供电源之间的电性连接关系。
附图标号说明：
10-3D显示器，20-液晶显示膜，21-衬底层，22-导电层，23-PI层，
24-液晶层，241-液晶，30-主体，a-右眼图像，b-左眼图像。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供一种3D显示器，以解决现有的3D显示器的的出光角度无法改变的问题。以下将结合附图对进行说明。
本申请实施例提供的3D显示器可用于裸眼3D观看使用，3D显示器运用的场景不做限定，例如：大型显示器，如大型LED显示屏；或者，小型显示器，如电脑显示器，电视显示器，手机/平板显示器等；以及其他未一一例举但具有显示作用的设备。
示例性的，请参阅图1，图1为本申请实施例提供的3D显示器10的结构示意图。3D显示器10包括液晶显示膜20和用于装配所述液晶显示膜20的主体30。3D显示器10能够产生裸眼3D效果，主要工作原理在于：3D显示器10的结构把两幅不同平面图像分别导向用户双眼对应的视域，使左眼图像聚焦于观看者左眼，右眼图像聚焦于观看者右眼，由此产生立体视觉。请参阅图3(a)，不同的平面图像分为左眼图像a和右眼图像b(带阴影)，图像光线通过液晶显示膜20后折射成两束不同偏转角度的光分别导向双眼，如图左眼图像导向用户左眼，右眼图像导线用户右眼，由此实现裸眼3D效果。
为了更清楚的说明液晶显示膜20，以下将结合附图对其进行介绍。
示例性的，请参阅图2，图2示出了3D显示器中液晶显示膜的剖面结构示意图，为方便示意，液晶241的结构轮廓采用虚线显示，其他图示相同。液晶显示膜20包括衬底层21、导电层22、PI层23和液晶层24。导电层22贴合在衬底层21，此处的贴合可以理解为导电层22直接形成在衬底层21上，或者导电层22成型后通过粘合剂贴合在衬底层21上。PI层23贴合在导电层22，贴合的解释与前述同理，PI层23贴合在导电层22后，导电层22位于衬底层21和PI层23之间。液晶层24贴合在PI层23，贴合的解释与前述同理，PI层23位于导电层22和液晶层24之间。
关于衬底层21，主要作为基板，承载其他结构层。其中，作为显示器内的结构，要求衬底层21具有透光性。透光性可以根据光线强度需求，采用透光强度不同的材质，不限定全透光或是半透光等。在本申请中，优选透明玻璃材质作为衬底层21。
关于导电层22，具有导电性质并可以形成电场，通过给与导电层22不同强度的电场以控制液晶层24内液晶241的旋转角度，实现液晶显示膜20的旋光效应。其中，导电层22的电量输入调控，具体根据3D显示器10在使用过程中获取的数据发生改变而触发，3D显示器10的获取数据类型和数据获取实现方式在后述具有详细描述。本申请中，为保证导电层22能够形成理想的电场，优选将导电层22作镂空层设置，具体镂空结构不做限定，只需在通电后能够形成对液晶241进行偏转排布的电场即可。为便于理解，本申请给出如图4至5(c)的多种导电层22示意结构进行解释，但不仅限于下述几种方式。请参阅图4，图4示出了衬底层21与导电层22的平面结构示意图，为方便示意，导电层的结构轮廓采用双点画线显示，其他图示相同。图4中，示意为导电层22的单元镂空结构，该单元结构中，导电层22呈鱼骨层状贴合在衬底层21上，结合图6，图中具有液晶的结构示意，液晶可根据鱼骨层状的导电层22所形成的电场进行控制排布。进一步的，导电层22包括多个单元组，如图8，示意一个单元组的结构示意图，单元组包括多个单元镂空结构。图5(a)至图5(c)是单元镂空结构延展方案，请参阅图5(a)，图中示意为导电层22的单元镂空结构，该单元结构中，导电层22呈具有S形的结构贴合在衬底层21上。请参阅图5(b)，图中示意为导电层22的单元镂空结构，该单元结构中，导电层22呈具有椭圆形的结构贴合在衬底层21上。请参阅图5(c)，图中示意为导电层22的单元镂空结构，该单元结构中，导电层22呈具有矩形的结构贴合在衬底层21上。除上述结构外，例如单元镂空结构采用三角组合形状、菱形组合形状或者多边形组合形状均可达到相同目的。同时，经过反复试验、计算和复核，当导电层22采用鱼骨层状排布时，能够提供更大的显示视角。故本申请优选采用鱼骨层状设置的导电层22结构。
示例性的，上述导电层22优选镂空结构，镂空结构的形成可通过掩膜版技术，进行pattern(图案)化后形成在所述衬底层21。该技术可精确将镂空结构进行成型，并有效附着在衬底层21，在易于制作的同时提高成品率。
示例性的，导电层22的材质选择固然重要，在起到导电作用的同时还需具有透光效果。本申请优选提供ITO(Indium-Tin Oxide,氧化铟锡)层和/或IZO(Indium ZincOxide，氧化铟锌)层进行实例使用。此处应该解释，“和/或”的定义应该解释为，导电层22的材质可以全选ITO层，或者导电层22的材质可以全选IZO层，或者导电层22的材质可以同时选择ITO层和IZO层的不同比例组合。上述两种材质能够完美符合特性所需，并且是显示器领域内容易得到的工业产物。另外，导电层22的厚度对控制液晶241的排布具有重大影响。当导电层22的厚度设置过薄，则导电层22在贴合衬底层21时可能出现分布不均的状态，进而存在电场的不稳定性而影响液晶241的精确转动。当导电层22的厚度设置过厚，则在浪费材料的基础上伴随成本的增加。所以在更优的示例中，本申请优选导电层22的厚度设置在4000A～6000A，即0.4微米～0.6微米。
关于PI层23，PI(polyimide，聚酰亚胺)层的主要作用在于对液晶241的角度进行初始配向，但同时不干涉导电层22对液晶241的偏转控制。示例如图6，在PI层23的配向作用下，液晶241的初始角度与鱼骨状的斜线呈大致平行位置，当然该位置为非特定参数，根据不同需求可任意配向液晶241的初始位置呈横向、纵向，或者具有一定倾斜角度等。当导电层22通电形成电场后，对液晶241进行控制排布后，请参阅图7，液晶241进行了一定角度的偏转呈大致横向位置。PI层23的形成方式有多种，例如采用喷墨方式将其喷在导电层22上，或者采用涂覆的方式形成在导电层22上，或者通过粘贴方式贴合在导电层22上。此处应该解释，PI层23可以为完整层膜设置，也可以为镂空层设置。PI可以完全覆盖导电层22，也可以部分覆盖导电层22。在不同需求下，可做适当调整。
关于液晶层24，液晶层24的作用主要在于对光线进行传导，使得平面图像光线通过液晶层24后折射成两束不同偏转角度的光分别导向用户双眼，即左眼图像导向用户左眼，右眼图像导线用户右眼，由此实现裸眼3D效果。液晶的转动角度范围与导电层22形成的电场线方向有关，例如最大转动角度为90°等。液晶层24的形成，采用喷墨方法的喷涂方式，贴合在PI层23上。当让，液晶层24可以完全覆盖PI层23，也可以部分覆盖PI层23，在不同需求下，可做适当调整。
示例性的，请参阅图6，所为了更精确地控制液晶241的偏转，优选将液晶241对应分布在所述导电层22的镂空位置。当然，在其他方案中，例如液晶241与导电层22在平面投影上具有重叠，也是本申请所保护的方案。
下面对液晶显示膜20如何调控出光光线角度进行详细描述。
示例性的，请参阅图2，液晶显示膜20初始状态下，PI层23对液晶241进行配向，此时液晶241的动态偏转角度为0°，即液晶241初始未偏转。当用户出现在距离液晶显示膜20长度为L1的位置时，如图3(a)所示，导电层22会被施加电压产生电场，以通过电场控制液晶241产生α角度的偏转，进而调控出光光线角度，实现光线折射角度与用户眼部位置匹配。使得不同的平面图像光线通过液晶显示膜20后折射成两束不同偏转角度的光分别导向双眼，左眼图像(未带阴影)导向用户左眼，右眼图像(带阴影)导线用户右眼，由此实现裸眼3D效果。同理的，当用户位置发生变动，如图3(b)所示，用户与液晶显示膜20之间的距离变为L2(L2≠L1)时，导电层22被施加的电压产生变化进而改变电场强度，以通过不同的电场控制液晶241产生β角度的偏转，进而调控出光光线角度，实现光线折射角度与用户眼部位置匹配。保证不同的平面图像光线通过液晶显示膜20后，同样折射成两束不同偏转角度的光分别导向双眼，达成实时裸眼3D效果，避免眩晕感。
示例性的，上述对用户眼部距离的测量，以及控制导电层22的电场强度变化，可通过检测装置和控制器的配合加以实现。但需要说明，检测装置可以作为3D显示器10的部分结构，即3D显示器10自身包含有检测装置，整体出售。或者，检测装置独立于3D显示器10，即3D显示器10自身未包含有检测装置，检测装置需用户另行获取(如另行购买)后再配合3D显示器10使用。同理，控制器可以作为3D显示器10的部分结构，或独立于3D显示器10。为方便阐释，本申请优选3D显示器10包括检测装置(图中未示出)和控制器(图中未示出)进行描述。
示例性的，请参阅图9，检测装置与所述控制器电性连接，控制器还与导电层22的供电源电性连接。其中，电性连接可以理解为有线连接也可以是无线连接，有线连接例如导线连接，无线连接例如蓝牙连接或WIFI连接等。所述控制器用以当所述检测装置获取的数据发生改变时(即3D显示器10获取的数据发生改变时)，对应控制所述导电层22的电量输入。具体的，检测装置用以检测用户的位置或者用户某部位的位置，然后将位置数据传输至控制器，若检测装置获取的位置数据发生变化，则控制器会自动根据变化值控制导电层22的供电源，以调配导电层22形成的电场对液晶241进行偏转。其中，用户的部位不做限定，例如用户的眼部位置、耳部位置、脸部两侧位置或者其他部位。
本申请中，举例检测装置用以检测用户眼部位置进行实例解释。请参阅图3(a)，用户的眼部位置距离3D显示器10的长度为L1，当用户延X方向移动，眼部位置变化至距离3D显示器10呈L2长度时，检测装置检测到的数据发生变化。此时，检测装置将变化的数据传输至控制器后，控制器根据数据详情对导电层22的电量输入进行调整，以改变导电层22产生的电场强度控制液晶241的偏转。此方案阐述了，检测装置用以在所述3D显示器10使用过程中，获取用户眼部与3D显示器10间的距离数据。
在另一情形中，检测装置还用以在所述3D显示器10使用过程中，获取用户眼部与3D显示器10间的角度数据。具体的，请参继续阅图3(a)，用户的眼部位置距离3D显示器10的长度为L1，当用户延Y方向移动，X方向距离不变，促使用户眼部与3D显示器10之间的夹角产生变化。此时，检测装置将变化的数据传输至控制器后，控制器根据数据详情对导电层22的电量输入进行调整，以改变导电层22产生的电场强度控制液晶241的偏转。
在另一情形中，检测装置还用以在所述3D显示器10使用过程中，同时获取用户眼部与3D显示器10之间的距离数据和角度数据。具体的，请参继续阅图3(a)，用户的眼部位置距离3D显示器10的长度为L1，当用户同时延X方向和Y方向移动，促使用户眼部与3D显示器10之间的距离和夹角均发生变化。此时，检测装置将变化的数据传输至控制器后，控制器根据数据详情对导电层22的电量输入进行调整，以改变导电层22产生的电场强度控制液晶241的偏转。
上述几种情形中，检测装置检测用户眼部，可以将用户的双眼作为一个整体进行检测，或者将用户双眼同时分别作为检测标的进行检测。
示例性的，检测装置的选类可以有多种，可以是红外检测设备，光源检测设备或者超声检测设备中的一种或者多种。但不管采用哪种设备，检测设备的主要作用在于定位用户的位置，甚至定位用户的某个部位，例如眼部位置。
示例性的，检测装置的检测部件可以采用多种形式配合。例如：第一，检测装置包括发射器和处理器，当发射器向用户发射信息以获取反馈信号(例如热成像信息反馈信号、声波信息反馈信号或者生物信息反馈信号等)，处理器可直接根据所获用户反馈的信号数据来辨别用户的位置，甚至双眼位置。第二，检测装置包括发射器、接收器和处理器，接收器(例如红外线接收器，光源接收器，磁信号接收器或者声波接收器等)固定在用户身上、头部、眼部或者任一所需位置。当发射器向用户发射感应信号，接收器可对该发射信号进行接收并且向处理器反馈，处理器根据反馈信号定位用户的位置，甚至定位用户的双眼位置。第三，检测装置包括发射器、定位器和处理器，定位器(红外线定位器，光源定位器，磁信号定位器或者声波定位器等)可固定在用户身上、头部、眼部或者任一所需位置。当发射器向用户发射感应信号，可根据定位器的所在位置直接定位用户的位置，甚至定位用户的双眼位置。
示例性的，请参阅图1，图1为本申请实施例提供的3D显示器10的结构示意图。3D显示器10包括液晶显示膜20和用于装配所述液晶显示膜20的主体30。优选控制器安装在所述主体30，包括但不限于安装在主体30上，或者安装在主体30内，或者嵌设在主体30。当然，控制器与主体30之间可以是固定的，或者是可拆的；当设置可拆卸时，便于控制器的维修更换。同理，优选检测装置安装在所述主体30，包括但不限于安装在主体30上，或者安装在主体30内，或者嵌设在主体30。当然，检测装置与主体30之间可以是固定的，或者是可拆的；当设置可拆卸时，便于检测装置的维修更换。
本申请实施例提供的3D显示器10，通过PI层23的配向以及导电层22的电场控制，使得光线在通过液晶显示膜20时折射成两束不同偏转角度的光分别导向用户双眼，实现裸眼3D效果。同时，可配合检测装置和控制器使用，检测装置监控用户(如用户双眼)与显示器的距离和/或角度，计算并对应调控导电层22的电量输入。不同电量输入的导电层22所产生的电场强度不同，不同的电场强度相应控制液晶241进行偏转，以调控出光光线角度，实现光线折射角度与用户眼部距离匹配，改善用户头部移动带来的眩晕感。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请的描述中，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特征。以上对本申请实施例所提供的制冰装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (11)

1.一种3D显示器，包括液晶显示膜，其特征在于，所述液晶显示膜包括：
衬底层；
导电层，所述导电层贴合在所述衬底层上；当所述3D显示器获取的数据发生改变时，所述3D显示器调控所述导电层的电量输入；
PI层，所述PI层贴合在所述导电层上，并且所述导电层位于所述衬底层和所述PI层之间；
液晶层，所述液晶层贴合在所述PI层上，并且所述PI层位于所述导电层和所述液晶层之间。
2.根据权利要求1所述的3D显示器，其特征在于，所述3D显示器还包括检测装置和控制器；
所述检测装置与所述控制器电性连接，所述控制器还与所述导电层的供电源电性连接；
所述3D显示器通过所述检测装置进行数据获取，所述控制器用以当所获取的数据发生改变时，调控所述导电层的电量输入。
3.根据权利要求1所述的3D显示器，其特征在于，所述导电层采用ITO层和/或IZO层。
4.根据权利要求3所述的3D显示器，其特征在于，所述导电层通过掩膜版技术，进行图案化后形成在所述衬底层上。
5.根据权利要求3或4所述的3D显示器，其特征在于，所述导电层呈鱼骨层状设计。
6.根据权利要求5所述3D显示器，其特征在于，所述液晶对应分布在所述导电层的镂空位置。
7.根据权利要求1至4任意一项所述的3D显示器，其特征在于，所述PI层通过喷墨方法而涂覆在所述导电层；和/或所述液晶层通过喷墨方法而涂覆在所述PI层。
8.根据权利要求1所述的3D显示器，其特征在于，所述导电层的厚度设置在0.4微米～0.6微米。
9.根据权利要求2所述的3D显示器，其特征在于，所述检测装置用以在所述3D显示器使用过程中，获取所述3D显示器与用户眼部间的距离数据。
10.根据权利要求9所述的3D显示器，其特征在于，所述检测装置还用以在所述3D显示器使用过程中，获取所述3D显示器与用户眼部间的角度数据。
11.根据权利要求2所述的3D显示器，其特征在于，所述检测装置为红外检测设备、磁性检测设备、光源检测设备或者超声检测设备。
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