CN203422540U - 一种裸眼立体液晶显示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种裸眼立体液晶显示系统，该系统包括液晶屏与3D柱状透镜膜，所述液晶屏包括自下至上依次设置的彩色滤光片、扩散玻璃板以及上偏光片，所述扩散玻璃板包括玻璃基体以及设置于所述玻璃基体内的光扩散微粒，所述彩色滤光片、扩散玻璃板与上偏光片依次固定。通过采用玻璃基体与设置于玻璃基体内的光扩散微粒组成扩散玻璃板代替原有的玻璃基板，光线通过彩色滤光片再经过扩散玻璃板后会产生扩散，即发光像素会得到雾化，轮廓变大，不发光区域较小，发光像素会变大变模糊，黑纹因此减少，从而起到消除暗区影响的目的，观察者可以观看到较柔和的画面，提高观赏效果。

Description

一种裸眼立体液晶显示系统

技术领域

本实用新型属于立体显示设备技术领域，具体涉及一种裸眼立体液晶显示系统。

背景技术

裸眼3D原理。

依据聚光及折射原理改变光行进方向，观赏者左、右眼在影像光线集中的设定区域分别看到不同画面，达到立体视觉感受。

扩散膜原理。

扩散膜主要是在扩散膜基材中，加入一颗颗折射率与基材材质不同的微小颗粒，作为散射粒子，而现有扩散板其微粒子分散在树脂层间，所以光线在经过扩散层时，会不断于两个折射率相异的介质中穿过，故光线就会发生许多折射、反射与散射的现象，如此便造成了光学扩散的效果。

彩色滤光片原理。

彩色滤光片为液晶平面显示器彩色化关键零组件。液晶平面显示器为非主动发光之组件，其色彩显示必需透过内部的背光模块或外部的环境入射光提供光源，再搭配驱动与液晶控制形成灰阶显示而后透过彩色滤光片的R，G，B彩色层提供色相形成彩色显示画面。

彩色滤光片基本结构。

彩色滤光片基本结构是由玻璃基板，黑色矩阵，彩色层，保护层，ITO导电膜组成。彩色滤光片成型于玻璃基板上，黑矩阵沉积在三基色图案之间的不透光部分，起防止混色作用。含有RGB三基色的滤色层用染料或颜料制成，滤色层制成后再沉积上一层保护层，起平整滤色片和在后续工艺中对滤色层的保护作用。最后在低温下沉积ITO膜（200℃）。

现有柱状透镜式或狭缝光栅式裸眼立体液晶显示器中，其基本结构如图1所示，从下到上依次为背板、反射膜、导光板、扩散膜、增亮膜、扩散膜、液晶屏、3D柱状透镜膜，其中液晶屏（见图2）从下到上包括下偏光片、下玻璃基板、像素电极、液晶分子、公共电极、彩色滤光片、上玻璃基板、上偏光片。

液晶显示器中由于彩色滤光片中存在有不透光的黑色矩阵且所述黑色矩阵分布于三基色图案之间，导致液晶显示器中子像素R、G、B间隔之间存在有不发光的暗区（BM区）。而3D柱状透镜膜的柱镜焦点一般设置于R、G、B像素附近，现有裸眼3D液晶显示器一般为普通2D液晶显示器结合柱状透镜光学膜或板，或是普通2D液晶显示器结合狭缝光栅膜或板而制成，其功能是可通过准确的光学设计，将液晶面板上指定的两个或多个像素分别投射到不同的观察者所在空间区域内，所说的指定的两个或多个像素加载着具有视差的图像，观察者在观看区域内双眼接收到不同的图像，这些图像具有视差，因而可在大脑中合成一幅立体影像。但是由于液晶像素间具有不发光的间隔区域，这些不发光的暗区亦会透过柱状透镜或狭缝光栅投射出去，使人眼感觉画面中有黑纹存在，一般而言，不发光区域与单视点单元像素比值较大（约大于1/4时），会造成明显的视觉不良。

现有技术仍为普通2D液晶显示器结合3D膜组成裸眼3D显示器，暂无可调节暗区的裸眼3D液晶显示器技术。

因此，鉴于以上问题，有必要提出一种显示系统，有效的解决暗区问题，提高观赏效果。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种裸眼立体液晶显示系统，通过设置扩散玻璃板取代原有的玻璃基板，光线通过彩色滤光片再经过扩散玻璃板后会产生扩散，即发光像素会得到雾化的效果，发光像素会变大变模糊从而起到消除暗区影响的目的，提高观赏效果。

根据本实用新型的目的提出的一种裸眼立体液晶显示系统，包括液晶屏与3D柱状透镜膜，所述液晶屏包括自下至上依次设置的彩色滤光片、扩散玻璃板以及上偏光片，所述扩散玻璃板包括玻璃基体以及设置于所述玻璃基体内的光扩散微粒，所述彩色滤光片、扩散玻璃板与上偏光片依次固定。

优选的，所述3D柱状透镜膜为柱状阵列透镜或双凸透镜。

优选的，所述光扩散微粒均匀分布于所述玻璃基体中。

优选的，所述扩散玻璃板的雾度为15%-95%。

优选的，所述扩散玻璃板的雾度为55%。

优选的，所述彩色滤光片成型于所述扩散玻璃板上。

优选的，所述扩散玻璃板位于所述3D柱状透镜膜的焦点位置处。

与现有技术相比，本实用新型公开的裸眼立体液晶显示系统的优点是：通过采用玻璃基体与设置于玻璃基体内的光扩散微粒组成扩散玻璃板代替原有的玻璃基板，光线通过彩色滤光片再经过扩散玻璃板后会产生扩散，即发光像素会得到雾化，轮廓变大，不发光区域较小，发光像素会变大变模糊，黑纹因此减少，从而起到消除暗区影响的目的，观察者可以观看到较柔和的画面，提高观赏效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为裸眼立体显示器的结构示意图。

图2为现有技术中液晶屏的结构示意图。

图3为本实用新型公开的液晶屏的结构示意图。

图4为实施例1的出射光线效果图。

图5为实施例1中a处光线输出效果图。

图6为实施例1的观看区域效果图。

图7为实施例1中设置扩散玻璃板后的观看区域效果图。

图8为实施例2的出射光线效果图。

图9为实施例2中b处光线输出效果图。

图10为实施例2的观看区域效果图。

图11为实施例2中设置扩散玻璃板后的观看区域效果图。

图中的数字或字母所代表的相应部件的名称：

11、背板 12、反射膜 13、导光板 14、扩散膜 15、增亮膜 16、液晶屏 17、3D柱状透镜膜

21、下偏光片 22、下玻璃基板 23、像素电极 24、液晶分子 25、公共电极 26、彩色滤光片 27、上玻璃基板 28、上偏光片

31、扩散玻璃板

具体实施方式

由于传统的显示器液晶屏的液晶像素间具有不发光的间隔区域，这些不发光的暗区亦会透过柱状透镜或狭缝光栅投射出去，使人眼感觉画面中有黑纹存在，一般而言，不发光区域与单视点单元像素比值较大（约大于1/4时），会造成明显的视觉不良。现有技术仍为普通显示器，暂无可调节暗区的裸眼3D液晶显示器技术。

针对现有技术中的不足，本实用新型提供了一种裸眼立体液晶显示系统，通过设置扩散玻璃板取代原有的玻璃基板，光线通过彩色滤光片再经过扩散玻璃板后会产生扩散，即发光像素会得到雾化的效果，发光像素会变大变模糊从而起到消除暗区影响的目的，提高观赏效果。

如图1、3所示，一种裸眼立体液晶显示系统，包括由下至上依次设置的背板11、反射膜12、导光板13、扩散膜14、增亮膜15、扩散膜14、液晶屏16、3D柱状透镜膜17，液晶屏包括自下至上依次设置的下偏光片21、下玻璃基板22、像素电极23、液晶分子24、公共电极25、彩色滤光片26、扩散玻璃板31以及上偏光片28，扩散玻璃板31包括玻璃基体以及设置于玻璃基体内的光扩散微粒，彩色滤光片26、扩散玻璃板31与上偏光片28依次固定。通过将扩散玻璃板31紧贴于彩色滤光片26上方，且同时处于帖附在液晶屏上的3D柱状透镜膜17的焦点附近。光线通过彩色滤光片26再经过扩散玻璃板31后会产生扩散即发光像素会得到雾化的效果，发光像素会变大变模糊从而起到消除暗区影响的效果。观察者可以观看到较柔和的画面，提高观赏效果。

其中3D柱状透镜膜17为柱状阵列透镜或双凸透镜。

光扩散微粒均匀分布于玻璃基体中，实现液晶屏显示图像亮度一致。掺杂颗粒的多少对扩散效果有一定的影响，一般是通过在玻璃制造过程中按一定重量比例加入多种大小规格的光扩散颗粒，实现扩散效果，具体根据使用需要而定，在此不做限制。

扩散玻璃板的雾度为15%-95%。通过调节扩散玻璃板的雾度大小，实现液晶屏出射光线的柔和性，减少或避免黑纹存在影响视觉效果。但扩散玻璃板的雾度并非越大越好，雾度越大，很可能导致观看区域内图像不清晰等问题，所以一般扩散玻璃板的雾度取55%，除此之外，还可为25%、35%、45%、65%、75%、85%等，视具体情况而定，在此不做限制。

由于彩色滤光片26制作工艺的要求，可在制作彩色滤光片之前先制作扩散玻璃板31，扩散玻璃板有一定的光扩散效果，可在透明玻璃中掺夹微小颗粒方法来制得，并且可根据不同的使用要求来制备扩散效果不同的扩散玻璃板。然后再通过合适方法将彩色滤光片成型于扩散玻璃板上以固定。

下面将通过具体实施方式对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请一并参见图4至图7，扩散玻璃板31到3D柱状透镜膜17的总厚度为1.25mm，柱状透镜的半径R为0.136mm，柱状透镜的栅距为0.126mm，在柱状透镜排列方向上每个子像素大小为0.014mm×0.063mm，每个子像素之间不发光暗区（BM区）大小为0.007mm×0.063mm，子像素短边与柱状透镜排列方向平行。两个相邻像素经过柱状透镜后分别以一定角度射向观看者空间，当两部分出射光线相距约65mm（人眼间距）时，此处位置距离柱状透镜约430mm。

当不加扩散玻璃板31时，像素经过彩色滤光片26后，子像素之间有明显黑色条纹且子像素轮廓较明显，此时的最佳观看区域为图4中所示A-B、C-D、E-F、G-H、I-J、K-L、N-M处，A-B、C-D、E-F、G-H、I-J、K-L、N-M之间间隔均约为65mm，即人左右眼分别位于A和B处、C和D处、E和F处、G和H处、I和J处、K和L处、N和M处时可以看到立体图像。由图6还可以看出在相邻视点区域之间有明显的黑纹，当观察者略微左右晃动时会看到有黑纹的画面，影响视觉效果。其中，Y坐标为观看者左右移动方向，X坐标为观看者上下移动的方向。

当加上扩散玻璃板31后，像素经过扩散玻璃板后边缘图形被扩散，不发光区域减小，由图7可以看出此时观看区域内黑纹现象明显减轻，观察者可以观看到较柔和的画面。

由上述图6、图7对比可知，若要有效解决液晶显示器的暗区的问题，可把彩色滤光片上的上玻璃基板改为扩散玻璃板。当不加扩散玻璃板时，观看者可看到较为锐利的图像，但会看见黑纹，影响视觉感受。当加了扩散玻璃板后，由于发光像素被扩散雾化而轮廓变大，不发光区域较小，黑纹也因此较少，可得到较佳显示效果。

实施例2

请一并参见图8至图11，其中，扩散玻璃板到3D柱状透镜膜的总厚度为1mm，柱状透镜的半径R为0.211mm，柱状透镜的栅距为0.146mm，在柱状透镜排列方向上每个子像素大小为0.0162mm×0.073mm，每个子像素之间不发光区域BM区大小为0.0081mm×0.073mm，子像素短边与柱状透镜排列方向平行，当两部分出射光线相距约65mm（人眼间距）时，此处位置距离柱状透镜约295mm。

当不加扩散玻璃板时，像素经过彩色滤光片后子像素之间有明显黑色条纹且子像素轮廓较明显，此时的最佳观看区域为图8中所示A-B、C-D处，A-B、C-D之间间隔均约为65mm，即人左右眼分别位于A和B处、C和D处处时可以看到立体图像。由图10可以看出在相邻视点区域之间有明显的黑纹，当观察者略微左右晃动时会看到有黑纹的画面，影响视觉效果。其中，Y坐标为观看者左右移动方向，X坐标为观看者上下移动的方向。

当加上扩散玻璃板后，像素经过扩散玻璃板后边缘图形被扩散，不发光区域减小，由图11可以看出此时观看区域内黑纹现象明显减轻，观察者可以观看到较柔和的画面。

通过上述对比可知，通过在彩色滤光片上设置扩散玻璃板，发光像素被扩散雾化而轮廓变大，不发光区域较小，黑纹也因此较少，可得到较佳显示效果。

本实用新型公开了一种裸眼立体液晶显示系统，通过采用玻璃基体与设置于玻璃基体内的光扩散微粒组成扩散玻璃板代替原有的玻璃基板，光线通过彩色滤光片再经过扩散玻璃板后会产生扩散，即发光像素会得到雾化，轮廓变大，不发光区域较小，发光像素会变大变模糊，黑纹因此减少，从而起到消除暗区影响的目的，观察者可以观看到较柔和的画面，提高观赏效果。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种裸眼立体液晶显示系统，包括液晶屏与3D柱状透镜膜，其特征在于，所述液晶屏包括自下至上依次设置的彩色滤光片、扩散玻璃板以及上偏光片，所述扩散玻璃板包括玻璃基体以及设置于所述玻璃基体内的光扩散微粒，所述彩色滤光片、扩散玻璃板与上偏光片依次固定。

2.如权利要求1所述的裸眼立体液晶显示系统，其特征在于，所述3D柱状透镜膜为柱状阵列透镜或双凸透镜。

3.如权利要求1所述的裸眼立体液晶显示系统，其特征在于，所述光扩散微粒均匀分布于所述玻璃基体中。

4.如权利要求1所述的裸眼立体液晶显示系统，其特征在于，所述扩散玻璃板的雾度为15%-95%。

5.如权利要求4所述的裸眼立体液晶显示系统，其特征在于，所述扩散玻璃板的雾度为55%。

6.如权利要求1所述的裸眼立体液晶显示系统，其特征在于，所述彩色滤光片成型于所述扩散玻璃板上。

7.如权利要求1所述的裸眼立体液晶显示系统，其特征在于，所述扩散玻璃板位于所述3D柱状透镜膜的焦点位置处。

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