CN206757205U - 一种三维显示面板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于显示技术领域，具体涉及一种三维显示面板和显示装置。该三维显示面板划分为多个像素区，该所述三维显示面板包括发光单元和显示调节单元，其中：所述发光单元，设置于所述显示调节单元的下方，包括多个设置于所述像素区内的发光器件，所述发光器件用于根据显示数据提供相应的出光；所述显示调节单元，用于对所述发光器件的开闭状态进行调节，以实现所述发光器件出光方向的控制，从而实现三维显示。该三维显示面板通过结合uLED的快速响应以及液晶透镜的优异可控性，实现了无串扰、可控性优异的三维显示，从而能获得更好的3D体验。

Description

一种三维显示面板和显示装置
技术领域
本实用新型属于显示技术领域，具体涉及一种三维显示面板和显示装置。
背景技术
三维(3D)显示技术已成为目前显示领域的发展趋势。目前，3D显示技术一般是采用双目视差原理来实现，即将两幅视差图像(即左、右视差图像)显示在二维显示屏上，然后利用一定的技术使观看者的左、右眼分别只能看到显示屏上的左、右视差图像。
现有的3D显示器件有多种结构形式，然而，现有的基于LCD(Liquid CrystalDisplay，液晶显示)的3D显示器件由于物理器件的局限，左、右眼的视差图像存在串扰、可控性差等问题，大大影响了3D观看的体验效果。
可见，设计一种无串扰、可控性优异的三维显示面板成为目前亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种三维显示面板和显示装置，该三维显示面板无串扰、可控性优异，解决了现有的基于LCD的三维显示显示器件由于物理器件的局限，左、右眼的视差图像存在串扰、可控性差等问题。
解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该三维显示面板，划分为多个像素区，该所述三维显示面板包括发光单元和显示调节单元，其中：
所述发光单元，设置于所述显示调节单元的下方，包括多个设置于所述像素区内的发光器件，所述发光器件用于根据显示数据提供相应的出光；
所述显示调节单元，用于对所述发光器件的开闭状态进行调节，以实现所述发光器件出光方向的控制，从而实现三维显示。
优选的是，所述显示调节单元包括显示调节层和设置于所述显示调节层至少一侧的控制电极层，其中：
所述显示调节层为液晶层；
所述控制电极层包括多个间隔分布的控制电极，所述控制电极使得所述液晶层中的液晶在所述控制电极的电压驱动作用下形成液晶透镜，并通过控制所述控制电极的电压调节所述液晶透镜的大小及曲率。
优选的是，所述控制电极为条状，所述控制电极层对称设置于所述显示调节层两侧，所述控制电极和所述发光器件对应设置；
或者，所述控制电极为条状，所述控制电极层相离间隔设置于所述显示调节层同侧，至少部分所述控制电极和所述发光器件对应设置。
优选的是，所述控制电极通过电极线引到面板边缘并与控制器相连，以控制相邻所述像素区内的所述液晶透镜形成明暗相间的光栅形式。
优选的是，所述液晶层形成扭曲排列型液晶显示模式，或者形成双折射型液晶显示模式。
优选的是，还包括在相邻所述像素区之间交叉设置的栅线和数据线，所述发光器件与所述栅线和所述数据线分别连接。
优选的是，所述发光器件为微发光二极管器件，所述微发光二极管器件为单色，不同颜色的所述微发光二极管器件在行方向和列方向上分别依次循环排列；
或者，所述发光器件为微发光二极管器件，所述微发光二极管器件为彩色。
优选的是，所述微发光二极管器件采用转印方式形成。
优选的是，所述微发光二极管器件形成在玻璃基板、聚酯薄膜基板或印刷电路板任一种的上方。
一种显示装置，包括上述的三维显示面板。
本实用新型的有益效果是：该三维显示面板通过结合uLED的快速响应以及液晶透镜的优异可控性，实现了无串扰、可控性优异的三维显示，从而能获得更好的3D体验。
附图说明
图1为本实用新型实施例1中三维显示面板的剖面结构示意图；
图2为图1中三维显示面板的平面示意图；
图3为图1中微发光二极管器件的剖面结构示意图；
图4A和图4B为本实用新型实施例1中三维显示面板一种观看方式示意图；
图5A和图5B为本实用新型实施例1中三维显示面板一种观看方式示意图；
图6A和图6B为本实用新型实施例1中三维显示面板一种观看方式示意图；
图7A和图7B为本实用新型实施例1中三维显示面板一种观看方式示意图；
图8为本实用新型实施例1中三维显示面板中调节液晶透镜光栅状态的连接示意图；
附图标记中：
1－基板；2－发光器件；3－液晶层；31－液晶透镜；4－控制电极；5－像素区；6－关态效果；7－控制器；8－电极线；
21－衬底；22－N型电极；23－N型辐射复合载流子层；24－发光层；25－P型辐射复合载流子层；26－欧姆接触层；27－P型电极。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型三维显示面板和显示装置作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种三维显示面板，该三维显示面板无串扰、可控性优异，解决了现有的基于LCD的三维显示显示器件由于物理器件的局限，左、右眼的视差图像存在串扰、可控性差等问题。
该三维显示面板，划分为多个像素区，该三维显示面板包括发光单元和显示调节单元，其中：
发光单元，设置于显示调节单元的下方，包括多个设置于像素区内的发光器件，发光器件用于根据显示数据提供相应的出光；
显示调节单元，用于对发光器件的开闭状态进行调节，以实现发光器件出光方向的控制，从而实现三维显示。
该三维显示面板通过液晶透镜调节微发光二极管器件的发光，无串扰、可控性好，能实现更好的3D体验。
如图1所示，该三维显示面板包括设置于基板1上方的发光单元和显示调节单元，其中，显示调节单元包括显示调节层和设置于显示调节层至少一侧的控制电极层，其中：
显示调节层为液晶层3；
控制电极层包括多个间隔分布的控制电极4，控制电极4使得液晶层3中的液晶在控制电极4的电压驱动作用下形成液晶透镜，并通过控制控制电极的电压调节液晶透镜的大小及曲率。
本实施例中以对称设置于显示调节层两侧的控制电极层作为示例。如图2所示，控制电极4为条状，控制电极4和发光器件2对应设置，以使得形成的液晶透镜31(液晶透镜31请参考图4A)与发光器件2一一对应设置。同时请参考图8，控制电极4通过电极线8引到面板边缘并与控制器7相连，以控制相邻像素区5内的液晶透镜31形成明暗相间的光栅。通过控制电极4的驱动电压形成液晶透镜31和调节液晶透镜31，简言之，即通过电极控制液晶取向，在液晶盒中可以形成不同折射率，就可以形成液晶透镜功能。
其中，液晶层3形成扭曲排列型(Twisted Nematic，简称TN)液晶显示模式，或者形成双折射型(Electrically Controlled Birefringence，简称ECB)液晶显示模式。形成液晶透镜31的液晶层3的类型可根据需要灵活选择，这里不做限定。
容易理解的是，该三维显示面板还包括在相邻像素区5之间交叉设置的栅线和数据线，发光器件2与栅线和数据线分别连接，通过栅线和数据线实现对发光器件2的控制。
优选的是，发光器件2为微发光二极管器件(uLED)，微发光二极管器件组成uLED阵列。uLED阵列器件是在外延生长的同一发光二极管芯片上集成高密度微小尺寸的二维阵列，或者在同一外延基片材料上进行高密度集成排列的微小尺寸的高亮度发光二极管管芯的二维阵列，厚度仅维持在几百微米。微发光二极管具有响应快(刷新率可达到几kHz)，且易控制的特点，从而保证了本实施例中三维显示面板良好的可控性能。
如图2所示，微发光二极管器件为单色，不同颜色的微发光二极管器件在行方向和列方向上分别依次循环排列，在该三维显示面板中横向和纵向分别形成红、绿、蓝(RGB)依次排列的结构，当然也可以包括RGBW、RGBY等以RGB为核心的排列结构，这里不做限定；而且，RGB的排列方式可以为条形、三角形、马赛克形等形式，这里不做限制。
另外，发光器件2也可以为微发光二极管器件，微发光二极管器件为彩色显示。
如图3所示为微发光二极管器件的结构示意图，其包括衬底21、N型电极22、N型辐射复合载流子层23、发光层24、P型辐射复合载流子层25、欧姆接触层26和P型电极27，N型辐射复合载流子层23和P型辐射复合载流子层25提供的辐射复合载流子主要在发光层24辐射复合发光，uLED的发光波长和强度由发光层24来决定，对产品的各项性能都有较大影响。对于微发光二极管器件，可采用转印方式形成在玻璃基板、聚酯薄膜基板或印刷电路板任一种的上方。uLED芯片生长成之后，利用转印方法转印到玻璃或者PET以及PCB板等基板，基板上有布线及控制电路。这里的基板为泛指，根据技术的选择，可以任意一个基板。
该三维显示面板中，实现3D显示时每个发光器件2对应一个液晶透镜31，微发光二极管器件的尺寸范围为几十μm级别。基于微发光二极管器件uLED显示，通过微发光二极管器件实现微量级控制，使得3D效果大为改善，实现更好的3D体验。
由上述内容可知，液晶透镜31主要由液晶以及控制电极4的结构决定，而液晶透镜31(含控制电极4和液晶控制)的工艺和设计是微米工艺精度，可以对应到微发光二极管器件uLED的精度，因此可方便的通过控制电极4改变电压使液晶形成不同的折射率，获得合适的液晶透镜31的大小及曲率，实现出光方向的控制。液晶透镜31是基于液晶单光轴双折射性质制作的，在确定可视角焦距和视角数的条件下，选择液晶使得折射率差△n越大越好。通过多个控制电极4提供电压拟合折射率差△n为理想抛物线，从而实现根据偏振光线与液晶分子长轴方向共面时液晶的折射率的调节，从而实现液晶透镜31的大小及曲率的调节。
本实施例三维显示面板中采用RGB三色uLED说明3D显示原理。在横屏观看时,包括如图4A、4B所示的横屏横看形式和如图6A、6B所示的竖屏横看形式，控制电极4对uLED阵列逐列驱动，液晶透镜31形成视差挡板，使得三维显示面板中各像素区5的uLED形成开态和关态效果相间的结构，其中图示的关态效果6以虚线方框示出，关态效果6的uLED以黑色示出。关态效果6的uLED阵列起到黑矩阵BM遮光的作用，配合开态uLED阵列，从而形成光栅(Barrier)，实现3D显示；同理，在竖屏观看时，包括如图5A、5B所示的横屏竖看形式和如图7A、7B所示的竖屏竖看形式，控制电极4对uLED阵列逐行驱动，液晶透镜31形成视差挡板，使得三维显示面板中各像素区5的uLED形成开态效果和关态效果相间的结构。关态效果6的uLED阵列起到黑矩阵BM遮光的作用，配合开态uLED阵列，从而形成光栅(Barrier)，实现3D显示，人左眼和右眼分别接收不同画面，然后经大脑进行叠加重生，构成一个具有前-后、上-下、左-右、远-近等立体方向效果的影像。
在本实施例的三维显示面板中，其中的微发光二极管器件uLED具有很高的刷新率(可以达到几kHz)，实际的3D显示通常刷新频率在120Hz以上即可很好的将左右眼的3D图像在时间上隔开，因此，结合uLED的快速响应以及液晶透镜的优异可控性，可以消除左右眼图像的相互串扰，而且可控性好，使得3D效果大大改善。
实施例2:
本实施例提供一种三维显示面板，该三维显示面板无串扰、可控性优异，解决了现有的基于LCD的三维显示显示器件由于物理器件的局限，左、右眼的视差图像存在串扰、可控性差等问题。
与实施例1的三维显示面板不同的是，本实施例中的控制电极与实施例1的结构不同。本实施例三维显示面板中以设置于显示调节层同侧的控制电极层作为示例，控制电极4为条状，控制电极层中的两组控制电极4互相相离间隔设置于显示调节层同侧，且至少部分控制电极4和发光器件2对应设置。其中，与实施例1相同的是，控制电极4通过电极线8引到面板边缘并与控制器7相连，以控制相邻像素区5内的液晶透镜31形成明暗相间的光栅形式。通过控制电极4的驱动电压形成液晶透镜31和调节液晶透镜31，简言之，即通过电极控制液晶取向，在液晶盒中可以形成不同折射率，就可以形成液晶透镜功能。
本实施例中的三维显示面板，控制电极层仅仅位于下玻璃基板上，同层中相邻控制电极4之间形成电场，使得相对应的液晶材料发生偏转。
当观看方向改变后，驱动方式并不需变化，观看者可以横屏横看或者横屏竖看，成像原理具体可参考图4A、图4B和图6A、图6B；可以竖屏横看或者竖屏竖看，成像原理具体可参考图5A、图5B和图7A、图7B。
在本实施例的三维显示面板中，其中的微发光二极管器件uLED具有很高的刷新率(可以达到几kHz)，实际的3D显示通常刷新频率在120Hz以上即可很好的将左右眼的3D图像在时间上隔开，因此，结合uLED的快速响应以及液晶透镜的优异可控性，可以消除左右眼图像的相互串扰，而且可控性好，使得3D效果大大改善。
实施例3：
本实施例提供一种显示装置，该显示装置包括实施例1或实施例2中的三维显示面板。
该显示装置可以为电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
该显示装置能实现更好的3D体验。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种三维显示面板，划分为多个像素区，其特征在于，所述三维显示面板包括发光单元和显示调节单元，其中：
所述发光单元，设置于所述显示调节单元的下方，包括多个设置于所述像素区内的发光器件，所述发光器件用于根据显示数据提供相应的出光；
所述显示调节单元，用于对所述发光器件的开闭状态进行调节，以实现所述发光器件出光方向的控制，从而实现三维显示。
2.根据权利要求1所述的三维显示面板，其特征在于，所述显示调节单元包括显示调节层和设置于所述显示调节层至少一侧的控制电极层，其中：
所述显示调节层为液晶层；
所述控制电极层包括多个间隔分布的控制电极，所述控制电极使得所述液晶层中的液晶在所述控制电极的电压驱动作用下形成液晶透镜，并通过控制所述控制电极的电压调节所述液晶透镜的大小及曲率。
3.根据权利要求2所述的三维显示面板，其特征在于，所述控制电极为条状，所述控制电极层对称设置于所述显示调节层两侧，所述控制电极和所述发光器件对应设置；
或者，所述控制电极为条状，所述控制电极层相离间隔设置于所述显示调节层同侧，至少部分所述控制电极和所述发光器件对应设置。
4.根据权利要求2所述的三维显示面板，其特征在于，所述控制电极通过电极线引到面板边缘并与控制器相连，以控制相邻所述像素区内的所述液晶透镜形成明暗相间的光栅形式。
5.根据权利要求2所述的三维显示面板，其特征在于，所述液晶层形成扭曲排列型液晶显示模式，或者形成双折射型液晶显示模式。
6.根据权利要求1所述的三维显示面板，其特征在于，还包括在相邻所述像素区之间交叉设置的栅线和数据线，所述发光器件与所述栅线和所述数据线分别连接。
7.根据权利要求1所述的三维显示面板，其特征在于，所述发光器件为微发光二极管器件，所述微发光二极管器件为单色，不同颜色的所述微发光二极管器件在行方向和列方向上分别依次循环排列；
或者，所述发光器件为微发光二极管器件，所述微发光二极管器件为彩色。
8.根据权利要求7所述的三维显示面板，其特征在于，所述微发光二极管器件采用转印方式形成。
9.根据权利要求8所述的三维显示面板，其特征在于，所述微发光二极管器件形成在玻璃基板、聚酯薄膜基板或印刷电路板任一种的上方。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的三维显示面板。
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