液晶狹縫光柵、立體顯示裝置及其驅動方法
【專利摘要】本發明公開一種液晶狹縫光柵、立體顯示裝置及其驅動方法，該驅動方法包括顯示面板顯示同一場景的具有視差的左眼圖像和右眼圖像，和確定用戶的立體觀看位置，以及檢測出所述顯示面板的顯示方位，檢測出所述顯示面板位于橫屏或豎屏，最后調節液晶狹縫光柵遮光狹縫和透光狹縫，從而使觀看者的左右眼分別對應觀看到左眼圖像和右眼圖像，本發明可以根據實際的立體顯示需要，調節液晶狹縫光柵如柵節、柵距等參數，達到實現在立體顯示裝置在橫屏方向和豎屏方向上時，也能夠根據用戶觀看位置的不同調整液晶狹縫，顯示裸眼可視的三維立體顯示圖像，更好的實現立體顯示，使用戶始終處于最佳的觀看位置，大大提升用戶的立體視覺體驗。
【專利說明】液晶狹縫光柵、立體顯示裝置及其驅動方法【技術領域】
[0001]本發明屬于立體顯示領域，尤其涉及一種液晶狹縫光柵，還涉及一種應用液晶狹縫光柵的立體顯示裝置及其驅動方法。
【背景技術】
[0002]人的左眼和右眼有間距，造成兩眼的視角存在細微的差別，這樣的差別會讓左眼和右眼分別觀察的景物有略微的視差，從而在人的大腦中形成立體圖像。 [0003]一般的立體顯示裝置在觀看時，需要佩戴立體眼鏡，使得本來就戴有眼鏡(如近視眼鏡、老花眼鏡等)的觀看者，為了獲得清晰的觀看效果，需要將兩付眼鏡重疊，使得立體顯示觀看較為不便。此外，由于立體眼鏡的兩鏡腳之間的寬度通常是固定的，這可能使得不同臉型的觀看者，在佩戴立體眼鏡時不能獲得較佳的體驗。因此，不需要佩戴立體眼鏡的裸眼立體顯示技術越來越為人們所關注。
[0004]裸眼式立體顯示裝置主要原理是在顯示面板前設置光柵，例如狹縫光柵或柱面光柵，所述光柵將顯示面板顯示的至少兩幅視差圖像分別提供給觀看者的左、右眼。
[0005]目前立體顯示裝置中應用的狹縫光柵一般為固定式光柵，即狹縫光柵的透光狹縫和遮光狹縫是固定的。這種固定是狹縫光柵在形成立體視覺時，其觀看區域有嚴格的限定，超過此限定的區域，不能形成良好的立體視覺，極大地降低了用戶的立體視覺體驗，不利于立體顯示技術的推廣應用。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題是提供一種液晶狹縫光柵、立體顯示裝置及其驅動方法。
[0007]本發明的目的在于提供一種液晶狹縫光柵，包括:
[0008]依次層疊設置的第一上偏光片、第一上基板、第一上電極結構、第一上配向層、第一液晶層、第一下配向層、第一下電極結構、第一下基板、第一下偏光片、第二上基板、第二上電極結構、第二上配向層、第二液晶層、第二下配向層、第二下電極結構、第二下基板及第二偏光片；
[0009]所述第一下電極結構包括至少兩層電極層，且每一電極層均包括多個沿同一方向延伸的條形電極，所述至少兩層電極層中的條形電極彼此相互平行、間隔且電氣絕緣設置，處于不同電極層的條形電極對應彼此之間的間隙而相互交替設置，使所述多個條形電極在所述第一下基板上的投影為無縫投影，完整覆蓋該投影區域對應的第一液晶層；
[0010]所述第二下電極結構包括至少兩層電極層，且每一電極層均包括多個沿同一方向延伸的條形電極，所述至少兩層電極層中的條形電極彼此相互平行、間隔且電氣絕緣設置，處于不同電極層的條形電極對應彼此之間的間隙而相互交替設置，使所述多個條形電極在所述第二下基板上的投影為無縫投影，完整覆蓋該投影區域對應的第二液晶層；
[0011]所述第一下電極結構所包括的條形電極的延伸方向與所述第二下電極結構所包括的條形電極的延伸方向相垂直。
[0012]其中，任意條形電極與其近鄰的另一層的條形電極的鄰邊對齊。
[0013]其中，任意條形電極與其近鄰的另一層的條形電極的鄰邊部分重疊。
[0014]其中，任意條形電極與其近鄰的另一層的條形電極的重疊區域為條形電極的寬度的十分之一至三分之一。
[0015]其中，處于同一電極層的條形電極的寬度相同，其同一電極層中相鄰的條形電極的間距相同。
[0016]其中，所述第一下電極結構包括兩層電極層，任意條形電極的寬度相等，且同一電極層的相鄰條形電極之間的間距等于所述條形電極的寬度，處于同一電極層的條形電極對應另一層條形電極之間的間隙而相互交替設置；
[0017]所述第二下電極結構包括兩層電極層，任意條形電極的寬度相等，且同一電極層的相鄰條形電極之間的間距等于所述條形電極的寬度，處于同一電極層的條形電極對應另一層條形電極之間的間隙而相互交替設置。
[0018]其中，所述第一下電極結構包括三層電極層，任意條形電極的寬度相等，且同一電極層的相鄰條形電極的間距等于所述條形電極的寬度的兩倍，處于同一層的條形電極對應其他電極層中的條形電極之間的間隙而相互交替設置；
[0019]所述第二下電極結構包括三層電極層，任意條形電極的寬度相等，且同一電極層的相鄰條形電極的間距等于所述條形電極的寬度的兩倍，處于同一層的條形電極對應其他電極層中的條形電極之間的間隙而相互交替設置。
[0020]其中，在檢測到立體顯示裝置位于橫屏或豎屏時，通過配置所述第一下電極結構所包括的條形電極與所述第一上電極結構之間的電場和配置所述第二下電極結構所包括的條形電極與所述第二上電極結構之間的電場，以調整液晶狹縫光柵所形成的遮光狹縫和透光狹縫的參數。
[0021]本發明的目的在于還提供一種立體顯示裝置，包括:
[0022]顯示面板，用于顯示同一場景的具有視差的左眼圖像和右眼圖像；
[0023]液晶狹縫光柵，設置在顯示面板的顯示面上，所述液晶狹縫光柵為權利要求1-8中任意一項所述的液晶狹縫光柵；
[0024]在檢測到立體顯示裝置位于橫屏或豎屏時，針對不同的觀看位置，調節所述液晶狹縫光柵的參數，從而使觀看者的左右眼對應觀看到顯示面板顯示的左眼圖像和右眼圖像。
[0025]本發明的目的在于還提供一種上述立體顯示裝置的驅動方法，采用所述驅動方法的立體顯示裝置，包括:
[0026]顯示面板，用于顯示同一場景的具有視差的左眼圖像和右眼圖像；
[0027]液晶狹縫光柵，所述液晶狹縫光柵為權利要求1-8中任意一項所述的液晶狹縫光柵；
[0028]所述驅動方法包括:
[0029]顯示面板顯示同一場景的具有視差的左眼圖像和右眼圖像；
[0030]確定用戶的立體觀看位置；
[0031]調節液晶狹縫光柵遮光狹縫和透光狹縫，從而使觀看者的左右眼分別對應觀看到左眼圖像和右眼圖像。
[0032]其中，所述液晶狹縫光柵的參數至少包括柵距、透光狹縫的寬度、透光狹縫的位置中的一個。
[0033]其中，調節所述透光狹縫的位置的移動方向與觀看者的觀看位置的移動方向一致。
[0034]其中，所述顯示面板顯示同一場景的具有視差的左眼圖像和右眼圖像的過程之后，所述確定用戶的立體觀看位置之前，還包括:
[0035]檢測出所述顯示面板的顯示方位，檢測出所述顯示面板位于橫屏或豎屏。
[0036]相較于現有技術，第一下電極結構包括多個電極層，每個電極層包括多個平行設置的條形電極，不同電極層上的條形電極可互相彌補彼此之間的間隙，在第一下基板的平面投影上覆蓋完整的區域，從而不必在條形電極之間設置遮光帶，也能避免在遮光狹縫或是透光狹縫上的漏光現象，進一步提升液晶狹縫光柵的品質。
[0037]相較于現有技術，第二下電極結構包括多個電極層，每個電極層包括多個平行設置的條形電極，不同電極層上的條形電極可互相彌補彼此之間的間隙，在第二下基板的平面投影上覆蓋完整的區域，從而不必在條形電極之間設置遮光帶，也能避免在遮光狹縫或是透光狹縫上的漏光現象，進一步提升液晶狹縫光柵的品質。
[0038]采用上述的配置和操作的立體顯示裝置，當立體顯示裝置的顯示圖像或用戶的位置發生改變時，可以通過調節液晶狹縫光柵的柵距、透光狹縫的寬度、透光狹縫的位置等具體參數，能夠使用戶始終處于最佳的觀看位置，提高用戶的立體觀看體驗，推動立體顯示技術的推廣及應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0039]圖1，為本發明提供的立體顯示裝置的一實施例的結構示意圖；
[0040]圖2，為本發明提供的立體顯示裝置的一實施例另一種工作狀態示意圖；
[0041]圖3，為本發明提供的立體顯示裝置的一實施例另一種工作狀態示意圖；
[0042]圖4，為本發明提供的液晶狹縫光柵的一實施例的結構示意圖；
[0043]圖5，為圖4所示液晶狹縫光柵的第一上電極結構和第一下電極結構的平面結構示意圖；
[0044]圖6，為圖4所示液晶狹縫光柵的第二上電極結構和第二下電極結構的平面結構示意圖；
[0045]圖7，為圖4所示的液晶狹縫光柵在立體顯示裝置位于橫屏方向時所形成的四種工作狀態示意圖；
[0046]圖8，為圖4所示的液晶狹縫光柵在立體顯示裝置位于豎屏方向時所形成的四種工作狀態示意圖；
[0047]圖9，為本發明提供的液晶狹縫光柵另一實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0048]下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。
[0049]請參見圖1，圖1為本發明提供的立體顯示裝置的一實施例的結構示意圖，該立體顯示裝置100包括顯示面板101以及設置在顯示面板101顯示面的可控狹縫光柵102。
[0050]顯示面板101為平面顯示裝置，用于產生同一場景的具有視差的左眼圖像L和右眼圖像R，其中左眼圖像L和右眼圖像R例如可以分別為條形圖像，并在水平方向相互交替的顯示在顯示面板101上。顯示面板101例如可以是液晶顯示裝置、等離子顯示裝置、有機發光二極管顯示裝置、電致發光顯示裝置等，此處不再一一列舉。
[0051]可控狹縫光柵102為狹縫式光柵，其可以受控制的在其特定位置形成遮光狹縫和透光狹縫，一般地可形成交替結構的透光狹縫和遮光狹縫，從而使觀看者的左眼經過透光狹縫后，只能看到顯示面板101上顯示的左眼圖像L，右眼只能看到顯示面板101上顯示的右眼圖像R。由于左眼圖像L和右眼圖像R為同一場景的具有視差的圖像，觀看者根據左右眼接收到的不同的視差圖像，產生立體視覺。
[0052]當觀看者相對立體顯示裝置100移動一定的距離，例如在第一時刻，觀看者在圖1所示的位置，在第二時刻，觀看者相對顯示裝置100向其中部移動一定距離，如圖2所示的位置。此時，如果可控狹縫光柵102保持圖1所示的透光狹縫和遮光狹縫，左右眼將不能看到對應的左眼圖像L和右眼圖像R，造成視覺混亂，無法形成立體視覺。此時通過調整可控狹縫光柵102的透光狹縫和遮光狹縫的位置，例如調整為圖2所示的位置，即，可控狹縫光柵102的透光狹縫相對于顯示面板101向其中部位置移動。經過調整，可以使當前位置的觀看者的左眼仍然能夠通過透光狹縫只看到顯示面板101上顯示的左眼圖像L，同時右眼只能看到顯示面板101上顯示的右眼圖像R。則此時，根據觀看者的位置(即眼睛的位置)變化，相應改變可控狹縫光柵102的遮光狹縫和透光狹縫的位置，仍然能夠保證觀看者左右眼看到具有視差的左眼圖像L和右眼圖像R，保持較好的立體視覺。
[0053]同樣的，如果此時觀看者的眼睛繼續移動的如圖3所示的位置，可以繼續調整可控狹縫光柵102的透光狹縫的位置向圖2所示的右方向移動，仍然保持觀看者左右眼看到具有視差的左眼圖像L和右眼圖像R，保持較好的立體視覺，提高觀看者的立體觀看體驗。
[0054]由上述內容可知，一般的，在顯示面板101上顯示的左眼圖像L和右眼圖像R的位置未發生變化的時候，經過調整可控狹縫光柵102的透光狹縫和遮光狹縫的位置，能夠一直保持觀看者具有良好的立體視覺。一般地，透光狹縫的移動方向與觀看者眼睛移動的方向是一致的，當然，如果顯示面板101顯示的左眼圖像L和右眼圖像R的產生了重新排列，也可能使透光狹縫的移動方向與觀看者眼睛移動的移動方向不一致，甚至相反。總而言之，在具體的設計中，應當考慮到左、右眼圖像的變化，合理地調整可控狹縫光柵102的透光狹縫和遮光狹縫位置，以觀看者左右眼分別能夠實時的觀看到左眼圖像L和右眼圖像R為準。
[0055]另外，可控狹縫光柵102除了能夠調整透光狹縫和遮光狹縫的位置，還可以調整透光狹縫和遮光狹縫的柵節、柵距、狹縫寬度等參數，以觀看者左右眼分別能夠實時的觀看到左眼圖像L和右眼圖像R為準。
[0056]可控狹縫光柵102可以是液晶狹縫光柵、電泳狹縫光柵、電潤濕狹縫光柵等，在此不做具體限制。為了能夠更好的說明本發明，本發明還提供一種電可控的液晶狹縫光柵。
[0057]液晶狹縫光柵可以包括兩個間隔設置的電極結構以及液晶層。其中，液晶層設置于兩個電極結構之間，液晶層包括多個液晶分子。
[0058]在具體實施過程中，通過配置，該兩個電極結構之間形成電場，電場使得液晶分子處于預定的排列狀態，以形成具有狹縫作用的液晶狹縫光柵。[0059]請參見圖4，圖4為本發明提供的液晶狹縫光柵的一實施例的結構示意圖。在本實施例中，液晶狹縫光柵200按照圖4所示的從上到下的順序依次包括層疊設置的第一上偏光片21、第一上基板22、第一上電極結構23、第一上配向層24、第一液晶層25、第一下配向層26、第一下電極結構27、第一下基板28、第一下偏光片29、第二上基板32、第二上電極結構33、第二上配向層34、第二液晶層35、第二下配向層36、第二下電極結構37、第二下基板38及第二偏光片39，具體結構和功能如下所述。
[0060]第一上基板22、第一下基板28、第二上基板32和第二下基板38相對平行設置，第一上電極結構23 (也稱第一公共電極)設置于第一上基板22內側,第一下電極結構27 (驅動電極)設置于第一下基板28內側,從而使第一上電極結構23與第一下電極結構27相對設置，二者之間可形成電控電場；第二上電極結構33 (也稱第二公共電極)設置于第二上基板32內側，第二下電極結構37 (驅動電極)設置于第二下基板38內側，從而使第二上電極結構33與第二下電極結構37相對設置，二者之間可形成電控電場。
[0061]第一液晶層25設置于第一上電極結構23和第一下電極結構27之間,其內包括棒狀液晶分子251 ;第二液晶層35設置于第二上電極結構33和第二下電極結構37之間，其內包括棒狀液晶分子351。
[0062]第一上配向層24設置于第一液晶層25與第一上電極結構23之間，第一下配向層26設置于第一液晶層25與第一下電極結構27之間。第一上配向層24與第一下配向層26的配向方向垂直或根據實際需要設定特定的角度(例如小于90度或大于90度)，從而可以對第一液晶層25內的液晶分子251按照實際需要進行配向作用。
[0063]第二上配向層34設置于第二液晶層35與第二上電極結構33之間，第二下配向層36設置于第二液晶層35與第二下電極結構37之間。第二上配向層34與第二下配向層36的配向方向垂直或根據實際需要設定特定的角度(例如小于90度或大于90度)，從而可以對第二液晶層35內的液晶分子351按照實際需要進行配向作用。第一下配向層26與第二上配向層34的配向方向垂直或相同。
[0064]請同時參見圖5,圖5為圖4所不液晶狹縫光柵200的第一上電極結構23和第一下電極結構27的平面結構示意圖。其中，第一上電極結構23可以是面狀電極，也可以根據實際需求制作成其他形狀、多個分區設置等，本實施例以第一上電極結構23為面狀電極舉例說明。
[0065]第一下電極結構27包括至少兩層電極層，本實施例以包含兩個電極層舉例說明，且兩電極層分別記為第一電極層271和第二電極層272，其中第一電極層271臨近第一液晶層25設置，第二電極層272臨近第一下基板28內側設置。
[0066]第一電極層271包括多個平行設置的第一條形電極271a，多個第一條形電極271a交替間隔設置且相互電氣隔離，并均沿第一延伸方向Dl (即圖4中垂直于紙面的方向)延伸。
[0067]第二電極層272包括多個平行設置的第二條形電極272a，多個第二條形電極272a交替間隔設置且相互電氣隔離，并均沿第一延伸方向Dl (即圖4中垂直于紙面的方向)延伸。且第二條形電極272a所在的位置處于多個第一條形電極271a的間隔區間內，從而使多個第一條形電極271a和多個第二條形電極272a形成互補的關系，二者在第一下基板28的形成一個完整的無間隙(無縫)的投影面，可以完整覆蓋該區域內的第一液晶層25。[0068]一般的，第一條形電極271a與相鄰的第二條形電極272a的鄰邊為對齊結構，這樣盡量減少二者之間的電信號干擾，又可以使二者完整覆蓋該區域內的第一液晶層25，避免形成液晶狹縫時的漏光現象發生。同時由于制作工藝的限制，還可以使第一條形電極271a與相鄰的第二條形電極272a相鄰的邊緣產生一定的重疊，例如重疊區域可以為第一條形電極271a或第二條形電極272a寬度的十分之一至三分之一。
[0069]進一步地，為使第一電極層271的第一條形電極271a之間和第二電極層272的第二條形電極272a彼此保持電氣絕緣，第一電極層271和第二電極層272之間還設置有平坦化的絕緣層273，填充第一條形電極271a和第二條形電極272a之間的空間。絕緣層273可以由氮化硅或氧化硅或其他透明材料制成。
[0070]一般的，多個第一條形電極271a與多個第二條形電極272a具有相同的結構，為長、寬相同、間距相等的矩形條形電極，從而在形成遮光狹縫和透光狹縫的過程中具有更多的靈活性。例如在第一上電極結構23施加零電壓VO或參考電壓Vref，可以周期性的在相鄰的若干條形電極27la/272a上施加驅動電壓Vl，用于形成遮光狹縫，在其它的條形電極271a/272a上施加零電壓VO或參考電壓Vref，用于形成透光狹縫。通過改變形成遮光狹縫和透光狹縫的條形電極271a/272a的個數，可以改變遮光狹縫和透光狹縫的比例和寬度，從而調節液晶狹縫光柵的柵節和柵距，實現電可控的動態液晶狹縫光柵，此方法后文做詳細描述。遮光狹縫與透光狹縫的寬度和比例需要根據具體的立體顯示裝置的參數配置來調整，在此不做贅述。
[0071]第一上偏光片21設置在第一上基板22的外側，即與第一配向層24相對的一側。第一下偏光片29設置在第一下基板28的外側，即與第二配向層26相對的一側。當然，在某些改進型的設計中，第一上偏光片21與第一下偏光片29也可設置在第一上基板22和第一下基板28的內側，在此不做具體限定。一般的，第一上偏光片21的偏振方向與第一上配向層24的配向方向相同；第一下偏光片29的偏振方向與第一下配向層26的配向方向相同。
[0072]在圖4、圖5所示的實施例中，第一上配向層24的配向方向、第一上偏光片21的偏振方向均沿第二延伸方向D2延伸；第一下配向層26的配向方向、第一下偏光片29的偏振方向均沿第一延伸方向Dl延伸。優選的，第一延伸方向Dl和第二延伸方向D2相互垂直。第一上配向層24和第一下配向層26可以通過摩擦配向或輻射配向等方式進行配向。
[0073]第一液晶層25內包括有液晶分子251，在第一上配向層24和第一下配向層26的配向作用下，液晶分子251形成如圖4所示的扭曲排列結構.[0074]優選的，第一液晶層25可以是聚合物分散(PDLC)型第一液晶層，或向列曲線誘導相(NCAP)型第一液晶層，或非均勻高分子分散(NPD-1XD)型第一液晶層。
[0075]優選的，第一上基板22和第一下基板28可以是由透明玻璃、石英等硬質透明材料，也可以是由塑料等軟質透明材料制成，只要使得光線能夠透過即可，此處不一一列舉。
[0076]優選的，第一上電極結構23和第一下電極結構27均為透明導電材料制成，譬如可為銦錫氧化物(Indium Tin Oxide, ITO)或銦鋒氧化物(Indium Zinc Oxide, IZO),此處不
列舉。
[0077]請同時參見圖6，圖6是圖4所示液晶狹縫光柵200的第二上電極結構33和第二下電極結構37的平面結構示意圖。其中，第二上電極結構33可以是面狀電極，也可以根據實際需求制作成其他形狀、多個分區設置等，本實施例以第二上電極結構33為面狀電極舉例說明。
[0078]第二下電極結構37包括至少兩層電極層，本實施例以包含兩個電極層舉例說明，且兩電極層分別記為第三電極層371和第四電極層372，其中第三電極層371臨近第二液晶層35設置，第四電極層372臨近第二下基板38內側設置。
[0079]第三電極層371包括多個平行設置的第三條形電極371a，多個第三條形電極371a交替間隔設置且相互電氣隔離，并均沿第一延伸方向Dl (即圖4中垂直于紙面的方向)延伸。
[0080]第四電極層372包括多個平行設置的第四條形電極372a，多個第四條形電極372a交替間隔設置且相互電氣隔離，并均沿第一延伸方向Dl (即圖4中垂直于紙面的方向)延伸。且第四條形電極372a所在的位置處于多個第三條形電極371a的間隔區間內，從而使多個第三條形電極371a和多個第四條形電極372a形成互補的關系，二者在第二下基板38的形成一個完整的無間隙(無縫)的投影面，可以完整覆蓋該區域內的第二液晶層35。
[0081 ] 一般的，第三條形電極37Ia與相鄰的第四條形電極372a的鄰邊為對齊結構，這樣盡量減少二者之間的電信號干擾，又可以使二者完整覆蓋該區域內的第二液晶層35，避免形成液晶狹縫時的漏光現象發生。同時由于制作工藝的限制，還可以使第三條形電極371a與相鄰的第四條形電極372a相鄰的邊緣產生一定的重疊，例如重疊區域可以為第三條形電極371a或第四條形電極372a寬度的十分之一至三分之一。
[0082]進一步地，為使第三電極層371的第三條形電極371a之間和第四電極層372的第四條形電極372a彼此保持電氣絕緣，第三電極層371和第四電極層372之間還設置有平坦化的絕緣層373，填充第三條形電極371a和第四條形電極372a之間的空間。絕緣層273可以由氮化硅或氧化硅或其他透明材料制成。
[0083]一般的，多個第三條形電極371a與多個第四條形電極372a具有相同的結構，為長、寬相同、間距相等的矩形條形電極，從而在形成遮光狹縫和透光狹縫的過程中具有更多的靈活性。例如在第二上電極結構33施加零電壓VO或參考電壓Vref，可以周期性的在相鄰的若干條形電極371a/372a上施加驅動電壓Vl，用于形成遮光狹縫，在其它的條形電極371a/372a上施加零電壓VO或參考電壓Vref，用于形成透光狹縫。通過改變形成遮光狹縫和透光狹縫的條形電極371a/372a的個數，可以改變遮光狹縫和透光狹縫的比例和寬度，從而調節液晶狹縫光柵的柵節和柵距，實現電可控的動態液晶狹縫光柵，此方法后文做詳細描述。遮光狹縫與透光狹縫的寬度和比例需要根據具體的立體顯示裝置的參數配置來調整，在此不做贅述。
[0084]第一下偏光片29設置在第二上基板32的外側，即與第二上配向層34相對的一偵U。第二偏光片39設置在第二下基板38的外側，即與第二下配向層36相對的一側。當然，在某些改進型的設計中，第一下偏光片29與第二偏光片39也可設置在第二上基板32和第二下基板38的內側，在此不做具體限定。一般的，第一下偏光片29的偏振方向與第二上配向層34的配向方向相同；第二偏光片39的偏振方向與第二下配向層36的配向方向相同。
[0085]在圖4、圖6所示的實施例中，第二上配向層34的配向方向、第一下偏光片29的偏振方向均沿第二延伸方向D2延伸；第二下配向層36的配向方向、第一下偏光片29的偏振方向均沿第一延伸方向Dl延伸。優選的，第一延伸方向Dl和第二延伸方向D2相互垂直。第二上配向層34和第二下配向層36可以通過摩擦配向或輻射配向等方式進行配向。[0086]第二液晶層35內包括有液晶分子351，在第二上配向層34和第二下配向層36的配向作用下，液晶分子351形成如圖4所示的扭曲排列結構.[0087]優選的，第二液晶層35可以是聚合物分散TOLC型第一液晶層，或向列曲線誘導相NCAP型第一液晶層，或非均勻高分子分散NPD-LCD型第一液晶層。
[0088]優選的，第一上基板22和第一下基板28可以是由透明玻璃、石英等硬質透明材料，也可以是由塑料等軟質透明材料制成，只要使得光線能夠透過即可，此處不一一列舉。
[0089]優選的，第二上電極結構33和第二下電極結構37均為透明導電材料制成，譬如可為銦錫氧化物或銦鋅氧化物，此處不一一列舉。
[0090]優選的，第一條形電極271a的延伸方向與第二條形電極272a的延伸方向相平行；第三條形電極371a的延伸方向與第四條形電極372a的延伸方向相平行；第二條形電極272a的延伸方向與第三條形電極371a的延伸方向相垂直或根據實際需要設定特定的角度(例如小于90度或大于90度)，從而達到實現在本發明的立體顯示裝置100在橫屏方向和豎屏方向上時，也能夠根據用戶觀看位置的不同調整液晶狹縫，顯示裸眼可視的三維立體顯示圖像，使用戶始終能夠得到良好的立體視覺體驗。
[0091 ] 以下具體介紹動態液晶狹縫光柵功能的實現方法。
[0092]對于液晶狹縫光柵200，當逐一相隔的多個條形電極如全部第一條形電極271a上同時施加驅動電壓Vl，在另外逐一相隔的多個條形電極如全部第二條形電極272a以及第一上電極結構23上同時施加相同的零電壓VO或參考電壓Vref。這樣在逐一相隔的多個第一條形電極271a與第一上電極結構23之間產生一較強電場,該區域的電場驅動對應該區域的液晶分子251長軸按照電場方向排列；另外逐一相隔的多個第二條形電極272a與第一上電極結構23之間無電場，液晶分子251仍然按照扭曲方式排列。
[0093]對于液晶狹縫光柵200，當逐一相隔的多個條形電極如全部第三條形電極371a上同時施加驅動電壓Vl，在另外逐一相隔的多個條形電極如全部第四條形電極372a以及第三上電極結構23上同時施加相同的零電壓VO或參考電壓Vref。這樣在逐一相隔的多個第三條形電極371a與第三上電極結構23之間產生一較強電場，該區域的電場驅動對應該區域的液晶分子351長軸按照電場方向排列；另外逐一相隔的多個第四條形電極372a與第三上電極結構23之間無電場，液晶分子351仍然按照扭曲方式排列。
[0094]檢測到立體顯示裝置100位于橫屏方向時，且當偏振方向與第二偏光片39的偏振方向相同的偏振光由第二下基板38向第一上基板22方向傳播時,在全部第四條形電極372a、全部第三條形電極371a、全部第二條形電極272a上同時施加驅動電壓Vl以及在第二上電極結構33、第一上電極結構23上同時施加相同的零電壓VO或參考電壓Vref。這樣在逐一相隔的多個第三條形電極371a與第二上電極結構33之間產生一較強電場,該區域的電場驅動對應該區域的液晶分子351長軸按照電場方向排列，在逐一相隔的多個第四條形電極372a與第二上電極結構33之間產生一較強電場，該區域的電場驅動對應該區域的液晶分子351長軸按照電場方向排列，使得第二液晶層35中所有的液晶分子351長軸都按照電場方向排列，在逐一相隔的多個第二條形電極272a與第一上電極結構23之間產生一較強電場，該區域的電場驅動對應該區域的液晶分子251長軸按照電場方向排列，該偏振光依次透過第二下基板38、第二下電極結構37、第二下配向層36、第二液晶層35、第二上配向層34、第二上電極結構33、第二上基板32,在偏振光向第一下基板28傳播時,在逐一相隔的第一條形電極271a對應的條形區域，偏振光可以穿過第一下基板28，同時液晶分子251不改變偏振光的偏振方向，則偏振光無法通過第一上偏光片21,在第一上基板22外形成遮光狹縫；在另外逐一相隔的多個第二條形電極272a對應的條形區域，偏振光穿過第一下基板28,在扭曲排列的液晶分子251的作用下,偏振光的偏振方向逐漸改變為與第一上偏光片21偏振方向相同的偏振光，則偏振光可以通過第一上偏光片21,在第一上基板22外形成透光狹縫。遮光狹縫與透光狹縫交替排列，作用與常見的狹縫光柵相似，從而形成如圖7a所示的遮光狹縫與透光狹縫比例為1:1的狹縫光柵。
[0095]液晶狹縫光柵配合顯示面板實現立體顯示的方法已為共公眾所知，在此不做贅述。
[0096]另外，在逐一相隔的全部第二條形電極272a上同時施加驅動電壓VI，在另外逐一相隔的全部第一條形電極271a以及第一上電極結構23上同時施加相同的零電壓VO或參考電壓Vref。這樣在逐一相隔的多個第二條形電極272a與第一上電極結構23之間產生一較強電場，該區域的電場驅動對應該區域的液晶分子251長軸按照電場方向排列；另外逐一相隔的多個第一條形電極271a與第一上電極結構23之間無電場,液晶分子251仍然按照扭曲方式排列。
[0097]根據上述相同的光學原理，可以形成如圖7b所示的遮光狹縫與透光狹縫比例為I:1的狹縫光柵，其特點在于，圖7b所示的狹縫光柵相當于圖7a所示的狹縫光柵產生了向右移動半個柵距的位移。通過類似方法，調節施加驅動電壓的條形電極的位置，還可以使遮光狹縫和透光狹縫向左或向右移動任意多個柵距，在此不做贅述。
[0098]進一步地，如圖7c所示，可以周期性的選擇在相鄰的兩條條形電極(即一條第一條形電極271a和近鄰的一條第二條形電極272a)施加驅動電壓Vl，在相鄰的另一條條形電極(即一條第一條形電極271a或一條第二條形電極272a)施加參考電壓VO或Vref，這樣形成的圖7c所示的遮光狹縫和透光狹縫的寬度比為2:1的狹縫光柵。
[0099]采用同樣的方法，通過施加調整驅動電壓Vl的條形電極的數量，還可以產生如圖圖7d所示的遮光狹縫和透光狹縫的寬度比為3:1或其他任意比例的狹縫光柵，在此不做贅述。
[0100]檢測到立體顯示裝置100位于豎屏方向時，且當偏振方向與第二偏光片39的偏振方向相同的偏振光由第二下基板38向第一上基板22方向傳播時,在全部第四條形電極372a、全部第二條形電極272a、全部第一條形電極271a以及在第二上電極結構33、第一上電極結構23上同時施加相同的零電壓VO或參考電壓Vref。
[0101]這樣在逐一相隔的多個第一條形電極271a與第一上電極結構23之間產生一較強電場，該區域的電場驅動對應該區域的液晶分子251長軸按照電場方向排列，在逐一相隔的多個第二條形電極272a與第一上電極結構23之間產生一較強電場,該區域的電場驅動對應該區域的液晶分子251長軸按照電場方向排列，使得第一液晶層25中所有的液晶分子251長軸都按照電場方向排列，
[0102]在逐一相隔的多個第四條形電極372a與第二上電極結構33之間產生一較強電場，該區域的電場驅動對應該區域的液晶分子351長軸按照電場方向排列，
[0103]在逐一相隔的第三條形電極371a對應的條形區域，偏振光可以穿過第二下基板38,同時液晶分子351不改變偏振光的偏振方向，則偏振光無法透過第一下偏光片29,在第二上基板32外形成遮光狹縫；在另外逐一相隔的多個第四條形電極372a對應的條形區域，偏振光透過第二下基板38，在扭曲排列的液晶分子351的作用下，偏振光的偏振方向逐漸改變為與第一下偏光片29偏振方向相同的偏振光,則偏振光可以透過第一下偏光片29,在第二上基板32外形成透光狹縫，遮光狹縫與透光狹縫交替排列，作用與常見的狹縫光柵相似，
[0104]該透過第一下偏光片29的偏振光接著依次透過第一下基板28、第一下電極結構27、第一下配向層26、第一液晶層25、第一上配向層24、第一上電極結構23、第一上基板22、第一上偏光片21，遮光狹縫與透光狹縫交替排列，形成狹縫光柵，從而形成如圖8a所示的遮光狹縫與透光狹縫比例為1:1的狹縫光柵。
[0105]液晶狹縫光柵配合顯示面板實現立體顯示的方法已為共公眾所知，在此不做贅述。
[0106]另外，在逐一相隔的全部第四條形電極372a上同時施加驅動電壓VI，在另外逐一相隔的全部第三條形電極371a以及第二上電極結構33上同時施加相同的零電壓VO或參考電壓Vref。這樣在逐一相隔的多個第四條形電極372a與第二上電極結構33之間產生一較強電場，該區域的電場驅動對應該區域的液晶分子351長軸按照電場方向排列；另外逐一相隔的多個第三條形電極371a與第二上電極結構33之間無電場，液晶分子351仍然按照扭曲方式排列。
[0107]根據上述相同的光學原理，可以形成如圖Sb所示的遮光狹縫與透光狹縫比例為I:1的狹縫光柵，其特點在于，圖8b所示的狹縫光柵相當于圖8a所示的狹縫光柵產生了向右移動半個柵距的位移。通過類似方法，調節施加驅動電壓的條形電極的位置，還可以使遮光狹縫和透光狹縫向左或向右移動任意多個柵距，在此不做贅述。
[0108]進一步地，如圖Sc所示，可以周期性的選擇在相鄰的兩條條形電極(即一條第三條形電極371a和近鄰的一條第四條形電極372a)施加驅動電壓VI，在相鄰的另一條條形電極(即一條第三條形電極371a或一條第四條形電極372a)施加參考電壓VO或Vref，這樣形成的圖8c所示的遮光狹縫和透光狹縫的寬度比為2:1的狹縫光柵。
[0109]采用同樣的方法，通過施加調整驅動電壓Vl的條形電極的數量，還可以產生如圖圖8d所示的遮光狹縫和透光狹縫的寬度比為3:1或其他任意比例的狹縫光柵，在此不做贅述。
[0110]采用上述的配置和操作，在立體顯示中具有很重要的應用，S卩，當立體顯示裝置的顯示圖像或用戶的位置發生改變時，可以通過調節可控狹縫光柵102的遮光狹縫和透光狹縫的具體參數，能夠使用戶始終處于最佳的觀看位置，提高用戶的立體觀看體驗。
[0111]同時，采用動態掃描的方法控制液晶狹縫光柵200的形成，配合時間分割和空間分割的顯示驅動方法，可以提高立體顯示的分辨率，即，立體圖像的分辨率可以和顯示器的分辨率一致，減少立體圖像的分辨率損失，大大提升立體顯示品質和用戶體驗。
[0112]綜上所述，通過調節施加驅動電壓Vl和參考電壓Vref的第一條形電極27la、第二條形電極272a、第三條形電極371a和第四條形電極372a的個數和位置，可以根據實際的立體顯示需要，調節液晶狹縫光柵200如柵節、柵距、周期、狹縫寬度等參數，從而達到實現在本發明的立體顯示裝置100在橫屏方向和豎屏方向上時，也能夠根據用戶觀看位置的不同調整液晶狹縫，顯示裸眼可視的三維立體顯示圖像，更好的實現立體顯示，使用戶始終處于最佳的觀看位置，大大提升了用戶的立體視覺體驗。
[0113]請參見圖9，圖9為本發明提供的液晶狹縫光柵另一實施例的結構示意圖。由于本實施例的液晶狹縫光柵400與圖4所示的第一實施例中的液晶狹縫光柵200結構類似，圖9僅對其主要不同之處進行標示和說明。與圖4所示的液晶狹縫光柵200相比，液晶狹縫光柵400主要不同之處在于:
[0114]第一下電極結構47包括層疊設置的三層電極層，分別記為第一電極層471、第二電極層472和第三電極層473。其中第一電極層471臨近第一液晶層45設置，第三電極層473臨近第一下基板48內側設置,第二電極層472設置于第一電極層471和第三電極層473之間。進一步的，為使第一電極層471、第二電極層472和第三電極層473之間保持電氣絕緣，第一電極層471和第二電極層472之間設置有平坦化的第一絕緣層474，第二電極層472和第三電極層473之間設置有平坦化的第二絕緣層475。第一絕緣層474和第二絕緣層475可以由氮化硅或氧化硅或其他透明材料制成。
[0115]第二下電極結構57包括層疊設置的三層電極層，分別記為第四電極層571、第五電極層572和第六電極層573。其中第四電極層571臨近第二液晶層55設置，第六電極層573臨近第一下基板48內側設置,第五電極層572設置于第四電極層571和第六電極層573之間。進一步的，為使第四電極層571、第五電極層572和第六電極層573之間保持電氣絕緣，第四電極層571和第五電極層572之間設置有平坦化的第三絕緣層574，第五電極層572和第六電極層573之間設置有平坦化的第四絕緣層575。第三絕緣層574和第四絕緣層575可以由氮化硅或氧化硅或其他透明材料制成。
[0116]同樣的，第一電極層471包括多個平行且間隔設置的第一條形電極471a，第二電極層472包括多個平行且間隔設置的第二條形電極472a，第三電極層473包括多個平行且間隔設置的第三條形電極473a。
[0117]同樣的，第四電極層571包括多個平行且間隔設置的第四條形電極571a，第五電極層572包括多個平行且間隔設置的第五條形電極572a，第六電極層573包括多個平行且間隔設置的第六條形電極573a。
[0118]一般的，第一條形電極471a、第二條形電極472a、第三條形電極473a具有相同的寬度，且沿同一方向延伸。且任意相鄰的第一條形電極471a之間或第二條形電極472a之間或第三條形電極473a之間間距兩個條形電極寬度，且第二條形電極472a和第三條形電極473a分別相對第一條形電極471a向右移動一個條形電極寬度和兩個條形電極的距離，使其邊緣對齊，從而彼此互相彌補電極之間的間隙同時不造成彼此之間的重疊，避免在形成遮光狹縫或透光狹縫時的漏光現象。
[0119]一般的，第四條形電極571a、第五條形電極572a、第六條形電極573a具有相同的寬度，且沿同一方向延伸。且任意相鄰的第四條形電極571a之間或第五條形電極572a之間或第六條形電極573a之間間距兩個條形電極寬度，且第五條形電極572a和第六條形電極573a分別相對第四條形電極571a向右移動一個條形電極寬度和兩個條形電極的距離，使其邊緣對齊，從而彼此互相彌補電極之間的間隙同時不造成彼此之間的重疊，避免在形成遮光狹縫或透光狹縫時的漏光現象。
[0120]優選的，第一條形電極471a的延伸方向與第二條形電極472a的延伸方向與第三條形電極473a的延伸方向相平行；第四條形電極571a的延伸方向與第五條形電極572a的延伸方向與第六條形電極573a的延伸方向相平行；第三條形電極473a的延伸方向與第四條形電極571a的延伸方向相垂直或根據實際需要設定特定的角度(例如小于90度或大于90度)，從而達到實現在本發明的立體顯示裝置100在橫屏方向和豎屏方向上時，也能夠根據用戶觀看位置的不同調整液晶狹縫，顯示裸眼可視的三維立體顯示圖像，使用戶始終能夠得到良好的立體視覺體驗。
[0121]可以理解的是，第一下電極結構47還可以根據需要分為四層、五層等多層類似上述結構，在此不受限制；第二下電極結構57也可以根據需要分為四層、五層等多層類似上述結構，在此不受限制。
[0122]液晶狹縫光柵400的驅動方法與上述液晶透鏡200的驅動方法相似，在此不再贅述。
[0123]與圖4所示的液晶狹縫光柵200功能類似，第一條形電極471a、第二條形電極472a、第三條形電極473a具有相同或相似的結構和參數，彼此相互平行設置，且鄰邊對齊或有部分重疊。由于處于不同的層上，第一條形電極471a、第二條形電極472a、第三條形電極473a可互相彌補彼此之間的間隙，在平面投影上覆蓋完整的區域，從而不必在第一條形電極471a、第二條形電極472a、第三條形電極473a之間設置遮光帶，也能避免在遮光狹縫或是透光狹縫上的漏光現象，同時，三者相同或相似的結構和參數為調節液晶狹縫光柵400的柵節和柵距等參數提供更多的操作空間，進一步提升液晶狹縫光柵以及與其配合使用的立體顯示裝置的品質。
[0124]與圖4所示的液晶狹縫光柵200功能類似，第四條形電極571a、第五條形電極572a、第六條形電極573a具有相同或相似的結構和參數，彼此相互平行設置，且鄰邊對齊或有部分重疊。由于處于不同的層上，第四條形電極571a、第五條形電極572a、第六條形電極573a可互相彌補彼此之間的間隙，在平面投影上覆蓋完整的區域，從而不必在第四條形電極571a、第五條形電極572a、第六條形電極573a之間設置遮光帶，也能避免在遮光狹縫或是透光狹縫上的漏光現象，同時，三者相同或相似的結構和參數為調節液晶狹縫光柵400的柵節和柵距等參數提供更多的操作空間，進一步提升液晶狹縫光柵以及與其配合使用的立體顯示裝置的品質。
[0125]綜上所述，本發明實施例通過將液晶狹縫光柵200、400的第一下電極第一下電極結構27、第二下電極結構37、第一下電極結構47、第二下電極結構57設置為多層結構,且多層電極之間相互對其或部分重疊，從而使下電極完整的覆蓋所在區域的第一液晶層25、第二液晶層35、第一液晶層45、第二液晶層55。通過調節驅動電壓Vl和參考電壓Vref的條形電極數量和位置，根據實際的立體顯示需要，調節液晶狹縫光柵200、400的柵節、柵距、縫寬、位置等參數，從而達到實現在本發明的立體顯示裝置100在橫屏方向和豎屏方向上時，也能夠根據用戶觀看位置的不同調整液晶狹縫，顯示裸眼可視的三維立體顯示圖像，使用戶始終能夠得到良好的立體視覺體驗。
[0126]在上述實施例中，僅對本發明進行了示范性描述，但是本領域技術人員在閱讀本專利申請后可以在不脫離本發明的精神和范圍的情況下對本發明進行各種修改。
【權利要求】
1.一種液晶狹縫光柵，其特征在于，包括: 依次層疊設置的第一上偏光片、第一上基板、第一上電極結構、第一上配向層、第一液晶層、第一下配向層、第一下電極結構、第一下基板、第一下偏光片、第二上基板、第二上電極結構、第二上配向層、第二液晶層、第二下配向層、第二下電極結構、第二下基板及第二偏光片; 所述第一下電極結構包括至少兩層電極層，且每一電極層均包括多個沿同一方向延伸的條形電極，所述至少兩層電極層中的條形電極彼此相互平行、間隔且電氣絕緣設置，處于不同電極層的條形電極對應彼此之間的間隙而相互交替設置，使所述多個條形電極在所述第一下基板上的投影為無縫投影，完整覆蓋該投影區域對應的第一液晶層； 所述第二下電極結構包括至少兩層電極層，且每一電極層均包括多個沿同一方向延伸的條形電極，所述至少兩層電極層中的條形電極彼此相互平行、間隔且電氣絕緣設置，處于不同電極層的條形電極對應彼此之間的間隙而相互交替設置，使所述多個條形電極在所述第二下基板上的投影為無縫投影，完整覆蓋該投影區域對應的第二液晶層； 所述第一下電極結構所包括的條形電極的延伸方向與所述第二下電極結構所包括的條形電極的延伸方向相垂直。
2.如權利要求1所述的液晶狹縫光柵，其特征在于，任意條形電極與其近鄰的另一層的條形電極的鄰邊對齊。
3.如權利要求1所述的液晶狹縫光柵，其特征在于，任意條形電極與其近鄰的另一層的條形電極的鄰邊部分重疊。
4.如權利要求3所述的液晶狹縫光柵，其特征在于，任意條形電極與其近鄰的另一層的條形電極的重疊區域為條形電極的寬度的十分之一至三分之一。
5.如權利要求1所述的液晶狹縫光柵，其特征在于，處于同一電極層的條形電極的寬度相同，其同一電極層中相鄰的條形電極的間距相同。
6.如權利要求1所述的液晶狹縫光柵，其特征在于，所述第一下電極結構包括兩層電極層，任意條形電極的寬度相等，且同一電極層的相鄰條形電極之間的間距等于所述條形電極的寬度，處于同一電極層的條形電極對應另一層條形電極之間的間隙而相互交替設置； 所述第二下電極結構包括兩層電極層，任意條形電極的寬度相等，且同一電極層的相鄰條形電極之間的間距等于所述條形電極的寬度，處于同一電極層的條形電極對應另一層條形電極之間的間隙而相互交替設置。
7.如權利要求1所述的液晶狹縫光柵，其特征在于，所述第一下電極結構包括三層電極層，任意條形電極的寬度相等，且同一電極層的相鄰條形電極的間距等于所述條形電極的寬度的兩倍，處于同一層的條形電極對應其他電極層中的條形電極之間的間隙而相互交替設置； 所述第二下電極結構包括三層電極層，任意條形電極的寬度相等，且同一電極層的相鄰條形電極的間距等于所述條形電極的寬度的兩倍，處于同一層的條形電極對應其他電極層中的條形電極之間的間隙而相互交替設置。
8.如權利要求1所述的液晶狹縫光柵，其特征在于，在檢測到立體顯示裝置位于橫屏或豎屏時，通過配置所述第一下電極結構所包括的條形電極與所述第一上電極結構之間的電場和配置所述第二下電極結構所包括的條形電極與所述第二上電極結構之間的電場，以調整液晶狹縫光柵所形成的遮光狹縫和透光狹縫的參數。
9.一種立體顯示裝置，其特征在于，包括: 顯示面板，用于顯示同一場景的具有視差的左眼圖像和右眼圖像； 液晶狹縫光柵，設置在顯示面板的顯示面上，所述液晶狹縫光柵為權利要求1-8中任意一項所述的液晶狹縫光柵； 在檢測到立體顯示裝置位于橫屏或豎屏時，針對不同的觀看位置，調節所述液晶狹縫光柵的參數，從而使觀看者的左右眼對應觀看到顯示面板顯示的左眼圖像和右眼圖像。
10.一種立體顯示裝置的驅動方法，采用所述驅動方法的立體顯示裝置包括: 顯示面板，用于顯示同一場景的具有視差的左眼圖像和右眼圖像； 液晶狹縫光柵，所述液晶狹縫光柵為權利要求1-8中任意一項所述的液晶狹縫光柵； 所述驅動方法包括: 顯示面板顯示同一場景的具有視差的左眼圖像和右眼圖像； 確定用戶的立體觀 看位置； 調節液晶狹縫光柵遮光狹縫和透光狹縫，從而使觀看者的左右眼分別對應觀看到左眼圖像和右眼圖像。
11.如權利要求10所述的立體顯示裝置的驅動方法，其特征在于，所述液晶狹縫光柵的參數至少包括柵距、透光狹縫的寬度、透光狹縫的位置中的一個。
12.如權利要求11所述的立體顯示裝置的驅動方法，其特征在于，調節所述透光狹縫的位置的移動方向與觀看者的觀看位置的移動方向一致。
13.如權利要求10所述的立體顯示裝置的驅動方法，其特征在于，所述顯示面板顯示同一場景的具有視差的左眼圖像和右眼圖像的過程之后，所述確定用戶的立體觀看位置之前，還包括: 檢測出所述顯示面板的顯示方位，檢測出所述顯示面板位于橫屏或豎屏。
【文檔編號】G02F1/133GK103995403SQ201310309658
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2013年7月22日 優先權日:2013年7月22日
【發明者】劉美鴻, 母林 申請人:深圳市億思達顯示科技有限公司