CN202486462U - 一种液晶光栅和使用该液晶光栅的显示装置 - Google Patents

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赵秀强
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Abstract

本实用新型涉及光学元件制造领域,尤其是一种液晶光栅和使用该液晶光栅的显示装置。其中,液晶光栅包括两层玻璃基板,导电层,液晶层驱动控制芯片,其中一个导电层包括叠加在一起的第一光栅数据线层和第二光栅数据线层,本实用新型提出的液晶光栅,将两层玻璃基板上的其中一个导电层设置成第一光栅数据线层和第二光栅数据线层叠加的结构,并且每条第一光栅数据线和第二光栅数据线都可以被驱动控制芯片控制加电或断电,此种设计方式可以根据具体需求灵活调整形成光栅的数量、宽度以及位置,避免了使用沉积光刻技术制作好栅栏状的图形后无法进行修改的弊端,省去了针对不同需求制作不同光栅的开销,避免了重新开发产品的麻烦,节约了成本。

Description

一种液晶光栅和使用该液晶光栅的显示装置
技术领域
本实用新型涉及光学元件制造领域,尤其是一种液晶光栅和使用该液晶光栅的显示装置。
背景技术
光栅也称衍射光栅,是利用多缝衍射原理使光发生色散的光学元件。视差栅栏式立体显示技术上,通过光栅来实现立体显示,让奇数列像素和偶数列像素分别通过光栅进入左眼和右眼,通过左眼和右眼图像的结合形成景深,带来立体显示效果。光栅式3D显示产品由于其和LCD工艺兼容、原理简单、成本较低,已经逐渐成为目前3D显示领域主流的产品。其中,光栅部分对3D显示的影响最大、起到核心作用的组件,而在设计过程中,单条光栅的宽度是最重要的参数,由于需要考虑到和下方LCD面板的匹配性,栅栏的宽度需要设计的非常精确,但实际上由于工艺的稳定性及对盒精度等客观条件的影响,很难做到非常合适,从而影响到最终3D显示屏的效果。目前3D显示产品的光栅部分都是使用两层玻璃基板,分别使用沉积光刻技术制作好栅栏状的图形,然后在两层玻璃板间充满液晶,通过上下基板栅栏处金属的电场作用影响液晶偏转,从而实现条状光学栅栏的效果,然后和下面的LCD面板匹配完成3D显示。这样的设计一旦栅栏图形制作好,就无法进行修改,如果出现栅栏屏蔽宽度和下方LCD出现不匹配的情况,则需要重新进行设计和制作,整个过程不仅时间长而且费用高,不能进行即时的模拟和评价。
实用新型内容
为改进现有技术中存在的问题,本实用新型提出一种液晶光栅和使用该液晶光栅的液晶显示装置,用以改善栅栏图形不可修改以及栅栏图形与LCD面板的匹配不可调的弊端。
本实用新型提出的液晶光栅,包括相对面上分别设置有透明导电层的两层玻璃基板,夹在两层玻璃基板之间的液晶层,控制每个导电层加电或断电的驱动控制芯片,其中一个导电层包括叠加在一起的第一光栅数据线层和第二光栅数据线层,第一光栅数据线层包括多条相互平行的第一光栅数据线,相邻的第一光栅数据线之间间隔限定距离,第二光栅数据线层包括多条相互平行的第二光栅数据线,相邻的第二光栅数据线之间间隔限定距离,第一光栅数据线与第二光栅数据线呈可遮挡对方间隔处的交错排列,每条第一光栅数据线和每条第二光栅数据线与驱动控制芯片连接,并由驱动控制芯片控制加电或断电。
通过设置叠加的第一光栅数据线层和第二光栅数据线层,可以根据需要对第一光栅数据线和第二光栅数据线分别加电,使形成的光栅宽度以及位置更便于调节。
相邻的所述第一光栅数据线之间的限定距离等于一条所述第二光栅数据线的宽度,相邻的所述第二光栅数据线之间的限定距离等于一条所述第一光栅数据线的宽度。
第一光栅数据线与第二光栅数据线在交错排列后正好可以相互遮挡彼此的间隔处,从而在通电后形成光栅效应。
相邻的所述第一光栅数据线之间的限定距离小于一条所述第二光栅数据线的宽度,相邻的所述第二光栅数据线之间的限定距离小于一条所述第一光栅数据线的宽度,所述第一光栅数据线与第二光栅数据线在相互交错的边缘处部分交叠。
将对应空位的宽度设置得较小,目的是使第一光栅数据线与第二光栅数据线在对应空位处相互叠加时,边沿处的局部范围可以重合,这样可以保证在第一光栅数据线层与第二光栅数据线层叠加后不会出现空白区域,从而保证形成的光栅不出现漏光。
所述两层玻璃基板分别设有偏光片,两个所述偏光片的偏光方向相互垂直。
所述导电层为氧化铟锡材料。
氧化铟锡材料是透明材料,附着在玻璃基板表面后,不会影响透光率。
本实用新型的另一个实施例,还提供了一种显示装置,包括上述技术方案中的液晶光栅。
本实用新型提出的液晶光栅,将两层玻璃基板上的其中一个导电层设置成第一光栅数据线层和第二光栅数据线层叠加的结构,并且每条第一光栅数据线和第二光栅数据线都可以被驱动控制芯片控制加电或断电,此种设计方式可以根据具体需求灵活调整形成光栅的数量、宽度以及位置,避免了使用沉积光刻技术制作好栅栏状的图形后无法进行修改的弊端,省去了针对不同需求制作不同光栅的开销,避免了重新开发产品的麻烦,节约了成本。
附图说明
为清楚描述本实用新型及其有益效果,结合以下附图对实施例的进行详细描述,其中:
图1是本实用新型实施例提供的液晶光栅的剖视结构示意图;
图2是本实用新型实施例提供的第一光栅数据线与第二光栅数据线交错排列的结构示意图;
图3是本实用新型实施例提供的液晶光栅的第一种变化效果示意图;
图4是本实用新型实施例提供的液晶光栅的第二种变化效果示意图;
图5是本实用新型实施例提供的液晶光栅的第三种变化效果示意图;
图6是本实用新型实施例提供的第一光栅数据线与第二光栅数据线加电后形成光栅的效果示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能解释为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,术语“上部”、“下部”“上方”、“下方”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实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
本实用新型提出的液晶光栅,如图1所示,包括相对面上分别设置有透明导电层2的两层玻璃基板1,夹在两层玻璃基板1之间的液晶层4,控制每个导电层2加电或断电的驱动控制芯片3,其中一个导电层2包括叠加在一起的第一光栅数据线层和第二光栅数据线层,第一光栅数据线层包括多条相互平行的第一光栅数据线5,相邻的第一光栅数据线5之间间隔限定距离,第二光栅数据线层包括多条相互平行的第二光栅数据线6,相邻的第二光栅数据线6之间间隔限定距离,多条第一光栅数据线5与多条第二光栅数据线6呈可遮挡对方的间隔处的交错排列,每条第一光栅数据线5和每条第二光栅数据线6与驱动控制芯片3连接,并由驱动控制芯片3控制加电或断电。
现有技术中的导电层2是一层完整的结构,通过沉积光刻技术形成光栅结构,形成后的结构不能调节,若与液晶屏搭配,在出现不匹配的状况后只能重新制作,不可再次利用。因此造成了一定的材料的浪费,并且增加了加工的成本。
在本实用新型中,和原有的条状设计不同,使用本实用新型制作的液晶盒的上下两层玻璃基板1上的导电层2全部由透明金属线来组成,例如ITO,氧化铟锡,在玻璃基板1上使用两层ITO交叠布线,如图2所示,也就是第一光栅数据线层与第二光栅数据线层交叠,其中,第一光栅数据线5与第二光栅数据线6之间相互交错排列,遮盖住彼此的间隔处,并且每根第一光栅数据线5与第二光栅数据线6都能单独控制。如图6所示,两层玻璃基板1间充满液晶,采用常白模式工作,即不加电时全屏透过率最高,当给第一光栅数据线层与第二光栅数据线层全部加足够的电压时,对应区域的液晶分子发生旋转,该区域变黑,和相邻的透过率高的区域形成条状的栅栏效果。
以具体产品为实例,若整个屏幕上共有1024条第一光栅数据线5和第二光栅数据线6,其中第一光栅数据线5与第二光栅数据线6的总数各512条,所有的第一光栅数据线5与第二光栅数据线6通过1024根引线连接到驱动控制芯片3上,如图6所示,驱动控制芯片3通过COG(Chip on Glass)绑定在玻璃基板1上,驱动控制芯片3使用普通的LCD面板源极驱动芯片即可,可以方便地实现将来自外部电路的各种数据及控制信号转换为每一根第一光栅数据线5与第二光栅数据线6上的模拟电压信号的功能,实现对每一根第一光栅数据线5与第二光栅数据线6加电和不加电的控制,进而通过液晶分子的旋光作用,使液晶盒上的每一根第一光栅数据线5与第二光栅数据线6所对应的区域都能实现变黑和变白的视觉效果,形成光栅。采用此种结构解决了现有技术中光栅结构与实际需求不匹配时不可调节的问题,针对不同要求的液晶面板都可以实现匹配。
进一步,在第一光栅数据线5与第二光栅数据线6的交叠结构上可以有如下设置方式:相邻的第一光栅数据线5之间的限定距离等于一条第二光栅数据线6的宽度,相邻的第二光栅数据线6之间的限定距离等于一条第一光栅数据线5的宽度。此种设计的目的是使第一光栅数据线5与第二光栅数据线6可以正好遮挡住彼此的间隔处,从垂直正面的角度看,形成一个完整的全面覆盖玻璃基板1的导电层2,在对所有的第一光栅数据线5和第二光栅数据线6通电后,可以使被覆盖的区域完全不透光。
除了以上实施例中的覆盖方式,还可以有另一种第一光栅数据线5和第二光栅数据线6的匹配方式:相邻的第一光栅数据线5之间的限定距离小于一条第二光栅数据线6的宽度,相邻的第二光栅数据线6之间的限定距离小于一条第一光栅数据线5的宽度,第一光栅数据线5与第二光栅数据线6在相互交错的边缘处部分交叠。此种设计方式是在第一光栅数据线5和第二光栅数据线6相互交叠在一起时,每条第一光栅数据线5的两个边缘与相交错的两个第二光栅数据线6的边缘处有一部分是重叠的,每条第二光栅数据线6也是如此。交错排列后形成的整体导电层,从垂直正面的角度看,不仅全面覆盖玻璃基板1,而且在对所有的第一光栅数据线5和第二光栅数据线6加电后,可以更好的达到不漏光的目的。
具体举例说明,光栅的栅栏效果由第一光栅数据线层与第二光栅数据线层共同控制而实现,如图1所示,其中第一光栅数据线5与第二光栅数据线6在边缘处一定区域内存在交叠,若形成的光栅条遮光和透过部分的总和为340个单位,1个单位通常为1μm,则此实施例中的每条第一光栅数据线5与第二光栅数据线6的宽度可以设计为6个单位,交叠部分为1.5个单位,相邻的第一光栅数据线5之间和相邻的第二光栅数据线6之间的距离为3个单位,根据叠加效果,则这样设计出的光栅的宽度可以精确到4.5个单位,即可以控制到整个光栅条(包括遮光和透过部分之和)的约1.3%(4.5/340),在此精度上实现遮光部分和透光部分的任意比例的调整。
若第一光栅数据线5与第二光栅数据线6的宽度如上例所述,则第一光栅数据线层与第二光栅数据线层共74条线(每个层分别有37条线),如图1所示,黑色部分的第一光栅数据线5与第二光栅数据线6的总数量为X,白色部分的第一光栅数据线5与第二光栅数据线6的总数量为Y,只要保证X+Y=74,同时X和Y均为正整数,则任意的组合都可以实现。在进行具体的光栅设计时,将本实用新型的产品放置于一款LCD上方进行3D显示观察,如图4所示,可以先一般性地调整光栅开口率为50%,即黑和白色各占一半,则X=37,Y=37,若发现此时光栅的3D效果不理想,则仅需通过驱动控制芯片3的控制调整即可实现栅栏开口率的变化,再一次观察3D效果是否有改善,非常便捷和快速,图3、图5所示的两个示意图是开口率分别调整为30%和70%的情况。
上述实施例中的液晶光栅可以单独地作为光栅宽度可调的高端3D光栅产品来应用,它可以适应各种LCD面板,由于不同的LCD面板像素尺寸差异较大,对于普通的光栅产品来说无法做到一对多的匹配应用,只能进行定制化设计,本实用新型的液晶光栅可以完全克服以前一对一的应用限制,真正实现一对多。同时,此产品也可以作为开发阶段验证光栅宽度的实验品使用,在进行正式的开发品制作之前,首先用本产品对不同的LCD面板进行匹配性实验,精确确定好每个产品的光栅宽度后,再进行条式光栅产品的大批量制作,从而可以节省大量成本,避免风险。
本使用新型的另一个实施例,还包括一种使用上述实施例中的液晶光栅的显示装置。
本实用新型提出的液晶光栅和使用该液晶光栅的显示装置,其中,液晶光栅将两层玻璃基板上的其中一个导电层设置成第一光栅数据线层和第二光栅数据线层叠加的结构,并且每条第一光栅数据线和第二光栅数据线都可以被驱动控制芯片控制加电或断电,此种设计方式可以根据具体需求灵活调整形成光栅的数量、宽度以及位置,避免了使用沉积光刻技术制作好栅栏状的图形后无法进行修改的弊端,省去了针对不同需求制作不同光栅的开销,避免了重新开发产品的麻烦,节约了成本。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下,可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种液晶光栅,包括相对面上分别设置有透明导电层的两层玻璃基板,夹在两层玻璃基板之间的液晶层,控制每个导电层加电或断电的驱动控制芯片,其特征在于,其中一个导电层包括叠加在一起的第一光栅数据线层和第二光栅数据线层,第一光栅数据线层包括多条相互平行的第一光栅数据线,相邻的第一光栅数据线之间间隔限定距离,第二光栅数据线层包括多条相互平行的第二光栅数据线,相邻的第二光栅数据线之间间隔限定距离,第一光栅数据线与第二光栅数据线呈可遮挡对方间隔处的交错排列,每条第一光栅数据线和每条第二光栅数据线与驱动控制芯片连接,并由驱动控制芯片控制加电或断电。
2.如权利要求1所述的液晶光栅,其特征在于,相邻的所述第一光栅数据线之间的限定距离等于一条所述第二光栅数据线的宽度,相邻的所述第二光栅数据线之间的限定距离等于一条所述第一光栅数据线的宽度。
3.如权利要求1所述的液晶光栅,其特征在于,相邻的所述第一光栅数据线之间的限定距离小于一条所述第二光栅数据线的宽度,相邻的所述第二光栅数据线之间的限定距离小于一条所述第一光栅数据线的宽度,所述第一光栅数据线与第二光栅数据线在相互交错的边缘处部分交叠。
4.如权利要求1所述的液晶光栅,其特征在于,所述两层玻璃基板分别设有偏光片,两个所述偏光片的偏光方向相互垂直。
5.如权利要求1所述的液晶光栅,其特征在于,所述导电层为氧化铟锡材料。
6.一种显示装置,其特征在于,包括如权利要求1~5任一所述的液晶光栅。
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