CN205210485U - 电控液晶透镜面板及其立体显示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电控液晶透镜面板及其立体显示器。所述电控液晶透镜面板包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板、设于第一基板与第二基板之间的液晶层、设置于所述第一基板的内侧面第一电极、设于所述第二基板的内侧面第二电极及设于所述第一基板的外侧面透镜组件，所述第一电极包括平行且间隔设置的多个条状电极，所述第二电极覆盖整个所述第二基板，所述透镜组件包括依次连接的多个条状的柱面透镜，且所述柱面透镜以同一角度的中心轴排列，所述条状电极的轴向与所述柱面透镜的轴向之间形成的夹角介于0～135度之间。本实用新型的立体显示器横向和竖向均能裸眼观看3D效果且具厚度薄、重量轻、透过率高的优点。

Description

电控液晶透镜面板及其立体显示器

技术领域

本实用新型涉及显示器技术领域，具体地，涉及一种电控液晶透镜面板及其立体显示器。

背景技术

当前，3D显示装置已越来越为人所熟知，所述3D显示装置主要包括眼镜3D模式和祼眼3D模式。所述眼镜3D模式的显示装置需要佩戴特殊的眼镜，左眼镜片和右眼镜片分别允许不同偏振方向的线偏光透过，从而左眼和右眼观看到的图像为不同偏振方向的线偏光形成的图像，大脑将左眼图像和右眼图像进行整合呈立体图像。由于人们在观看眼镜3D显示的图像时需要佩戴专用眼镜，否则图像就会变得模糊，使得眼镜3D模式的应用范围受到了局限。因此，祼眼3D模式受到越来越多人的追捧。

祼眼3D模式的显示装置主要有两种，一种包括光栅和输出2D图像的显示面板；另一种包括透镜和输出2D图像的显示面板。而为了实现2D显示模式与3D显示模式的兼容，使得显示装置既可以显示2D图像，也可以显示3D图像，常用的方法是使用电控液晶光栅或电控液晶透镜。

对于电控液晶透镜的作用原理，具体而言，透镜利用透镜组成材料和空气的折射率之差根据给定位装置来控制入射光的路径。如果将不同电压施加于液晶层的不同位置来通过不同的电场驱动液晶层，则进入液晶层的入射光经历不同的相位变化，由此，液晶层可以像真实透镜一样控制入射光的路径。

现有的电控液晶透镜面板由于入射到电控液晶透镜的偏振方向有固定要求，不能同时满足横向和竖向两个方向上都能观察到好的3D画面，而在裸眼3D显示的产品应用中，特别是手持便携式产品，消费者希望在产品横向设置和竖向设置时都能观察好的3D画面。在公开文件US7345654B2中公开了一种液晶透镜式裸眼3D显示器，通过在图像显示模块与电控液晶透镜之间增设一个偏振方向可调控的液晶LCD，同时配合液晶的电极设计可实现两个方向均可观看到3D效果，但是，这个偏振方向调控的LCD会带来一些不利的影响，如增加模组的厚度/重量、降低整体模组的透过率等。

因此，需要一种立体显示器，在不增加模组的厚度/重量的情况下能同时实现横向和竖向均能观看到3D效果。

实用新型内容

为解决上述裸眼3D显示器存在厚度高、重量大及透过率低的技术问题，本实用新型提供一种横向和竖向均能裸眼观看到3D效果且厚度薄、重量轻及透过率高的立体显示器。

本实用新型提供一种电控液晶透镜面板，包括第一基板、第二基板、液晶层、第一电极、第二电极及透镜组件，所述第一基板与所述第二基板相对间隔设置，所述液晶层设于所述第一基板与所述第二基板之间，所述第一电极设置于所述第一基板的内侧面，所述第一电极包括平行且间隔设置的多个条状电极，所述第二电极设于所述第二基板的内侧面，且覆盖整个所述第二基板，所述透镜组件设于所述第一基板的外侧面，所述透镜组件包括依次连接的多个条状的柱面透镜，且所述柱面透镜以同一角度的中心轴排列，所述条状电极的轴向与所述柱面透镜的轴向之间形成的夹角介于0～135度之间。

在本实用新型提供的电控液晶透镜面板一较佳实施例中，所述条状电极的轴向与所述柱面透镜的轴向之间形成的夹角介于45～115度之间。

在本实用新型提供的电控液晶透镜面板一较佳实施例中，所述条状电极的轴向与所述柱面透镜的轴向之间形成的夹角介于85～95度之间。

在本实用新型提供的电控液晶透镜面板一较佳实施例中，所述条状电极的轴向与所述柱面透镜的轴向之间形成的夹角为90度。

在本实用新型提供的电控液晶透镜面板一较佳实施例中，当所述第一电极及所述第二电极通电时，所述第一电极与所述第二电极形成的电场驱动所述液晶层的液晶分子形成凸透镜。

在本实用新型提供的电控液晶透镜面板一较佳实施例中，多个所述条状电极等间距设置。

在本实用新型提供的电控液晶透镜面板一较佳实施例中，所述透镜组件与所述第一基板固定连接。

在本实用新型提供的电控液晶透镜面板一较佳实施例中，还包括驱动电源，所述驱动电源包括第一驱动电源与第二驱动电源，所述第一电极由所述第一驱动电源供电，所述第二电极由所述第二驱电源供电。

本实用新型提供一种立体显示器，包括图像显示模块和电控液晶透镜面板，所述电控液晶透镜面板贴附于所述图像显示模块的表面，所述电控液晶透镜面板为上述任意一项所述的电控液晶透镜面板。

在本实用新型提供的立体显示器一较佳实施例中，所述图像显示模块为薄膜场效应晶体管显示模块、有机电激光显示模块、等离子显示屏显示模块及电致发光显示模块中的任意一种。

相较于现有技术，本实用新型提供的电控液晶透镜面板及其立体显示器具有以下有益效果：

一、当竖向手持便携式电子产品时，第一电极和第二电极未通电，第一电极、第二电极及设于之间的液晶层形成的液晶透镜可等效为平面透镜，不改变出射光的方向，通过在第一基板外面设计的柱面透镜来进行分光，实现竖向观看3D效果；当横向手持便携式电子产品时，第一电极和第二电极通电，第一电极、第二电极及设于之间的液晶层形成的液晶透镜为凸透镜，通过该凸透镜进行分光，条状电极的轴向与柱面透镜的轴向之间形成的夹角ɑ介于0～135度之间时，柱面透镜对液晶透镜分光呈现的3D效果的影响不是很明显，实现横向观看3D效果，从而使本实用新型的立体显示器能同时实现横向和竖向观看3D效果。

二、条状电极的轴向与柱面透镜的轴向之间形成的夹角介于45～115度之间，优选85-95度之间，更优选90度，横向观看电子产品的3D效果时，柱面透镜对液晶透镜分光实现3D效果的干扰作用小，左眼影像及右眼影像的间隔更加明显，使观赏者接受到更好的立体视觉效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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它的附图，其中：

图1是本实用新型提供的立体显示器的结构示意图；

图2是图1所示立体显示器从竖向观看3D效果时的立体显示器的结构示意图；

图3是图1所示立体显示器从横向观看3D效果时的立体显示器的结构示意图；

图4是图1所示立体显示器从横向和竖向分别观看到的3D效果示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，是本实用新型提供的立体显示器的结构示意图。

所述立体显示器1为裸眼三维显示器，包括电控液晶透镜面板11、图像显示模块13及驱动电源15，所述电控液晶透镜面板11贴附于所述图像显示模块13的表面。

所述电控液晶透镜面板11包括第一基板111、第二基板112、液晶层113、第一电极114、第二电极115及透镜组件117。所述第一基板111和所述第二基板112相对间隔设置。所述液晶层113设于所述第一基板111与所述第二基板112之间。所述第一基板111与所述第二基板112可以是玻璃基板或高分子基板。所述液晶层113可以是扭转向型液晶、垂直配向型液晶或平面切换型液晶。

所述第一基板111的内侧面是指所述第一基板111临近所述液晶层113的表面，所述第一基板111的外侧面是指所述第一基板111远离所述液晶层113的表面，所述第二基板112的内侧面是指所述第二基板112临近所述液晶层113的表面。所述第一电极114设置于所述第一基板111的内侧面，其包括多个平行且间隔设置的条状电极1141，所述第二电极115设于所述第二基板112的内侧面，且覆盖整个所述第二基板112，所述第一电极114、所述第二电极115以及二者之间的所述液晶层113形成液晶透镜。

所述第一电极114和所述第二电极115为透明导电层，所述透明导电层的材料为铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)，使得所述第一电极114和所述第二电极115不会影响所述电控液晶透镜面板11的光线透射能力。

所述第一电极114设于所述第一基板111的内侧面，所述第二电极115设于所述第二基板112的内侧面，即所述第一基板111、所述第一电极114、所述液晶层113、所述第二电极115及所述第二基板112从上至下依次设置。

所述透镜组件117设于所述第一基板111的外侧面，与所述第一基板111固定连接，包括依次连接的多个条状的柱面透镜1171，且所述柱面透镜1171以同一角度的中心轴排列，所述柱面透镜1171为凸透镜。

所述条状电极1141的轴向是指图1所示D1方向，所述柱面透镜1171的轴向是指图1所示D2方向。所述条状电极1141的轴向与所述柱面透镜1171的轴向之间形成的夹角ɑ介于0～135度之间，优选45～115度之间，更优选85-95度之间，更优选的，当夹角ɑ为90度时，在液晶透镜成像时，使左眼影像及右眼影像的间隔更加明显，使观赏者接受到更好的立体视觉效果。

所述图像显示模块13用于生成图像信号光线，可以为薄膜场效应晶体管(ThinFilmTransistor，TFT)显示模块、有机电激光(OrganicLight-EmittingDiode，OLED)显示模块、等离子显示屏(PlasmaDisplayPanel，PDP)显示模块及电致发光(ElectroLuminesence，EL)显示模块中的任意一种。

所述驱动电源15包括第一驱动电源151及第二驱动电源153，所述第一驱动电源151用于为所述第一电极114供电，所述第二驱动电源153用于为所述第二电极115供电。在本实施例中，所述第一驱电源151和所述第二驱动电源153为驱动电路，可以分开设置，也可以集成在同一个电路中。

请参阅图2、图3及图4，图2是图1所示立体显示器从竖向观看3D效果时的立体显示器的结构示意图，图3是图1所示立体显示器从横向观看3D效果时的立体显示器的结构示意图，图4是图1所示立体显示器从横向和竖向分别观看到的3D效果示意图。

当观察者竖向观看3D时，所述图像显示模块13提供沿竖向交错排布的内容，所述第一电极114未与所述第一驱动电源151连接，所述第二电极115未与所述第二驱动电源153连接，所述液晶层113的液晶分子是不被驱动的，所述第一电极114、所述第二电极115及设于之间的所述液晶层113形成的液晶透镜可等效为平面透镜，不改变所述图像显示模块13的出射光的方向，设于所述第一基板111的外侧面的所述透镜组件117进行分光，将入射的图像分成左眼图像和右眼图像，实现3D效果；

当观察者横向观看3D时，所述图像显示模块13提供沿横向交错排布的内容，所述第一电极114和所述第一驱动电源151连接，所述第二电极115和所述第二驱动电源153连接，且所述第一驱动电源151与所述第二驱动电源153提供的电压不相等，由于加上所述第一电极114和所述第二电极115上的电压不相等，所述液晶层113的液晶分子会随着电场线的分布发生扭转，呈现凸透镜的形状，对光线实现会聚作用，即设于所述第一基板111的内侧面的所述第一电极114和设于所述第二基板112的内侧面的所述第二电极115形成电场，驱动所述液晶层113的液晶分子形成液晶透镜进行分光，使得所述图像显示模块13发出的光线聚焦，将所述图像显示模块13入射的图像分成左眼图像和右眼图像，左右眼产生视差，产生观察真实三维物体的感觉，此时所述立体显示器1呈现3D效果。在液晶透镜成像时，所述条状电极1141的轴向与所述柱面透镜1171的轴向之间形成的夹角ɑ介于0～135度之间时，所述透镜组件117对其成像产生的干扰作用不是很明显，当所述条状电极1141的轴向与所述柱面透镜1171的轴向之间形成的夹角为90度时，不会产生干扰，实现的3D效果最好。

在其他情况下，也可以当观察者竖向观看3D时，可由所述第一电极114和所述第二电极115形成电场驱动所述液晶层113的液晶分子形成液晶透镜进行分光，实现3D效果，即所述柱面透镜1171的轴向为图1所示D1的方向，具体成像原理同上文描述的液晶透镜实现3D效果；当观察者横向观看3D时，由所述透镜组件117进行分光实现3D效果，即所述第一电极114的轴向为图1所示D2的方向，具体成像原理同上文描述的透镜组件117实现3D效果，具体根据实际的显示像素对的节距，贴合间距、观察距离来具体设计。

本实用新型提供的立体显示器1具有以下有益效果：

一、当竖向手持便携式电子产品时，所述第一电极114和所述第二电极115未通电，所述第一电极114、所述第二电极115及设于之间的所述液晶层113形成的液晶透镜可等效为平面透镜，不改变出射光的方向，通过在所述第一基板111外面设计的所述柱面透镜1171来进行分光，实现竖向观看3D效果；当横向手持便携式电子产品时，所述第一电极114和所述第二电极115通电，所述第一电极114、所述第二电极115及设于之间的所述液晶层113形成的液晶透镜为凸透镜，通过该凸透镜进行分光，所述条状电极1141的轴向与所述柱面透镜1171的轴向之间形成的夹角ɑ介于0～135度之间时，所述柱面透镜1171对液晶透镜分光呈现的3D效果的影响不是很明显，实现横向观看3D效果，从而使本实用新型的立体显示器1能同时实现横向和竖向观看3D效果。

二、所述条状电极1141的轴向与所述柱面透镜1171的轴向之间形成的夹角介于45～115度之间，优选85-95度之间，横向观看电子产品的3D效果时，所述柱面透镜1171对液晶透镜分光实现3D效果的干扰作用小，左眼影像及右眼影像的间隔更加明显，使观赏者接受到更好的立体视觉效果。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电控液晶透镜面板，其特征在于，包括：

第一基板；

第二基板，与所述第一基板相对间隔设置；

液晶层，设于所述第一基板与所述第二基板之间；

第一电极，设于所述第一基板的内侧面，包括平行且间隔设置的多个条状电极；

第二电极，设于所述第二基板的内侧面，且覆盖整个所述第二基板；

透镜组件，设于所述第一基板的外侧面，包括依次连接的多个条状的柱面透镜，且所述柱面透镜以同一角度的中心轴排列；

所述条状电极的轴向与所述柱面透镜的轴向之间形成的夹角介于0～135度之间。

2.根据权利要求1所述的电控液晶透镜面板，其特征在于，所述条状电极的轴向与所述柱面透镜的轴向之间形成的夹角介于45～115度之间。

3.根据权利要求2所述的电控液晶透镜面板，其特征在于，所述条状电极的轴向与所述柱面透镜的轴向之间形成的夹角介于85～95度之间。

4.根据权利要求3所述的电控液晶透镜面板，其特征在于，所述条状电极的轴向与所述柱面透镜的轴向之间形成的夹角为90度。

5.根据权利要求1所述的电控液晶透镜面板，其特征在于，当所述第一电极及所述第二电极通电时，所述第一电极与所述第二电极形成的电场驱动所述液晶层的液晶分子形成凸透镜。

6.根据权利要求1所述的电控液晶透镜面板，其特征在于，多个所述条状电极等间距设置。

7.根据权利要求1所述的电控液晶透镜面板，其特征在于，所述透镜组件与所述第一基板固定连接。

8.根据权利要求1所述的电控液晶透镜面板，其特征在于，还包括驱动电源，所述驱动电源包括第一驱动电源与第二驱动电源，所述第一电极由所述第一驱动电源供电，所述第二电极由所述第二驱电源供电。

9.一种立体显示器，包括图像显示模块和电控液晶透镜面板，所述电控液晶透镜面板贴附于所述图像显示模块的表面，其特征在于，所述电控液晶透镜面板为如权利要求1-8中任意一项所述的电控液晶透镜面板。

10.根据权利要求9所述的立体显示器，其特征在于，所述图像显示模块为薄膜场效应晶体管显示模块、有机电激光显示模块、等离子显示屏显示模块及电致发光显示模块中的任意一种。