一种液晶光栅、显示装置及其显示方法与流程

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种液晶光栅、显示装置及其显示方法。

背景技术：

由于全球信息社会的兴起，越来越多的人增加了对各种显示装置的需求。而人们日常生活中使用的显示装置一般都采用二维显示，不能直观地表现场景的景深信息。随着计算机信息技术及显示技术的发展，三维显示技术已成为显示领域的一个研究重点。三维(3d)显示技术的工作原理是：针对同一场景，使观看者的左眼与右眼分别接收图像，由观看者两眼之间的瞳距产生的位置差异，在观看者的左眼与右眼的视网膜上会呈现出两幅稍有差异的图像，这个差异被称为“双眼视差”，而该两副有差异的图像构成一对“立体图像对”，“立体图像对”在经过大脑视觉皮层的融合后，就形成了立体效果。

一般的，3d显示装置在通过2d显示装置上增加已经制作好的光栅，来实现3d显示效果。但是，现有的光栅，在与2d显示装置贴合的时候，对贴合精度的要求比较高，并且光栅一旦制作好之后，可视范围就已经固定，一般，只有在正前方中央的区域中才会有比较好的3d视觉效果，而用户换了位置，超出对应的中央区域之后3d效果就会明显下降。

技术实现要素：

鉴于此，有必要提供一种液晶光栅、显示装置及其显示方法，以解决现有的液晶光栅与2d显示装置的贴合精度要求高，3d可视范围固定且范围较小，3d显示效果差的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种液晶光栅，所述液晶光栅包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板以及位于第一基板和第二基板之间的液晶层，所述液晶光栅还包括设置于所述第一基板上的第一电极和设置于所述第二基板上的第二电极，所述液晶层中的液晶能够在所述第一电极和所述第二电极之间产生的电场驱动下偏转，所述第一电极包括至少两层子电极层，不同层的子电极层之间绝缘设置，每一子电极层包括位于同一层的间隔排列、相互平行的多个子电极，不同层的子电极的延伸方向均相同，其中一层子电极层中的每相邻两个子电极之间的间隙，能够被其他子电极层中的子电极在所述其中一层子电极层上的投影的总和所覆盖。

本发明还提供一种显示装置，所述显示装置包括一液晶光栅，所述液晶光栅包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板以及位于第一基板和第二基板之间的液晶层，所述液晶光栅还包括设置于所述第一基板上的第一电极和设置于所述第二基板上的第二电极，所述液晶层中的液晶能够在所述第一电极和所述第二电极之间产生的电场驱动下偏转，所述第一电极包括至少两层子电极层，不同层的子电极层之间绝缘设置，每一子电极层包括位于同一层的间隔排列、相互平行的多个子电极，不同层的子电极的延伸方向均相同，其中一层子电极层中的每相邻两个子电极之间的间隙，能够被其他子电极层中的子电极在所述其中一层子电极层上的投影的总和所覆盖。

本发明还提供一种上述显示装置的显示方法，所述方法包括：

获取用户的位置；

基于用户的位置，计算液晶光栅的遮光图形的位置；

基于所述液晶光栅的遮光图形的位置，确定所述第一电极中待加电的子电极；

对所述第一电极中待加电的子电极加电。

本发明实施例提供的液晶光栅、显示装置及其显示方法，所述液晶光栅包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板以及位于第一基板和第二基板之间的液晶层，所述液晶光栅还包括设置于所述第一基板上的第一电极和设置于所述第二基板上的第二电极，所述液晶层中的液晶能够在所述第一电极和所述第二电极之间产生的电场驱动下偏转，所述第一电极包括至少两层子电极层，不同层的子电极层之间绝缘设置，每一子电极层包括位于同一层的间隔排列、相互平行的多个子电极，不同层的子电极的延伸方向均相同，其中一层子电极层中的每相邻两个子电极之间的间隙，能够被其他子电极层中的子电极在所述其中一层子电极层上的投影的总和所覆盖。这样，将液晶光栅的其中一侧的电极设置为多层子电极层，并且每层子电极层划分为多个并列的子电极，降低贴合时贴合精度的需求，并且多层子电极层互补，以调整液晶光栅的遮光图形的位置，以此来随时调整3d显示的区域，扩大3d显示区域的范围。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例提供的一种显示装置的立体图；

图2为图1中ii-ii处所示的液晶光栅的截面图；

图3为本发明另一实施方式提供的一种显示方法。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

请参阅图1，图1为本发明一较佳实施例提供的一种显示装置的立体图。如图1所示，所述显示装置100包括液晶光栅10及显示模组20，所述液晶光栅10与所述显示模组20层叠设置，所述液晶光栅10位于所述显示模组20上。所述显示装置100还包括一显示区101及围绕所述显示区101的周边区102，所述显示区101用于实现所述显示装置的显示功能，并且由于设置有液晶光栅10，本发明实施例的显示装置100可以实现3d显示效果。

请同时参阅图2，图2为图1中ii-ii处所示的液晶光栅的截面图。如图2所示，所述液晶光栅10包括第一基板11、第二基板12、液晶层13、第一电极14、第二电极15、第一配向膜16、第二配向膜17及胶框18。所述第一基板11与所述第二基板12相对设置，所述液晶层13位于所述第一基板11与所述第二基板12之间，并收容于所述第一基板11、所述第二基板12及所述胶框18围成的收容腔中，所述液晶层13中的液晶能够在所述第一电极14和所述第二电极15之间产生的电场驱动下偏转。所述胶框18位于所述第一基板11与所述第二基板12之间，并对应设置于所述显示装置100的周边区102中，所述胶框18与所述第一基板11和所述第二基板12共同围成一收容腔，以收容所述液晶层13。

所述第一电极14设置于所述第一基板11上，并位于所述第一基板11靠近所述液晶层的一侧，所述第一配向膜16设置于所述第一基板11上，并位于所述第一电极14靠近所述液晶层13的一侧。所述第二电极15设置于所述第二基板12上，并位于所述第二基板12靠近所述液晶层13的一侧，所述第二配向膜17设置于所述第二基板12上，并位于所述第二电极靠近所述液晶层13的一侧。

所述第一电极14包括第一子电极层141和第二子电极层142，所述第一子电极层141位于所述第二子电极层142与所述第一基板11之间，所述第二子电极层142位于所述第一子电极层141与所述第一配向膜16之间，所述第一子电极层141与所述第二子电极层142之间绝缘设置。

所述第一子电极层141包括多个第一子电极1411及第一保护层1412，多个所述第一子电极1411彼此间隔排列并且相互平行，每相邻的连个所述第一子电极1411之间的间距相等，多个所述第一子电极1411位于所述第一保护层1412与所述第一基板之间，所述第一保护层1412覆盖多个所述第一子电极1411，并填充于每相邻的两个所述第一子电极1411之间，以使每相邻的两个所述第一子电极1411彼此绝缘。

所述第二子电极层142包括多个第二子电极1421及第二保护层1422，多个所述第二子电极1421彼此间隔排列并且相互平行，每相邻的连个所述第二子电极1421之间的间距相等，多个所述第二子电极1421位于所述第一保护层1412与所述第二保护层1422中间，所述第二保护层1422位于所述第一配向膜16远离所述液晶层13的一侧，所述第二保护层1422覆盖多个所述第二子电极1421，并填充于每相邻的两个所述第二子电极1421之间，以使每相邻的两个所述第二子电极1421彼此绝缘。

位于不同层的所述第一子电极1411与所述第二子电极1421彼此交错设置，每一个所述第二子电极1421在所述第一子电极层141上的投影，覆盖两个相邻的所述第一子电极1411之间的间隙。优选的，为了得到更佳的效果，可以使第二子电极1421在所述第一子电极层141上的投影与所述第一子电极1411有部分的重叠。

所述液晶光栅10还包括多个遮光图形19，多个所述遮光图形19彼此间隔排列且平行设置。

由于传统的液晶光栅中，遮光图形均是一块完整的电极图案，因此，当液晶光栅制作完成后，液晶光栅的遮光图形的位置就已经确定，所以在将液晶光栅与显示模组贴合的时候，贴合的精度要求就比较高，又由于遮光图形的位置确定，液晶光栅的视角范围也就相应的确定下来，导致只有在显示装置的正前方一定区域中才可能获得最佳的3d显示效果，当观看者处于显示装置的边缘时，3d效果明显变差，视线交错，图像重叠。

而本发明实施方式中，将传统的液晶光栅中的电极图案进行分割，分割成若干份，再通过彼此互补的形式组成需要使用的完整的遮光图形。

本发明实施方式中，每个所述遮光图形19由相邻且连续的多个第一子电极1411及与所述相邻且连续的多个第一子电极1411相对应的相邻且连续的多个第二子电极1421组成。

设定所述遮光图形19的宽度为a，每相邻两个所述遮光图形19之间的间距为b，所述第一子电极1411的宽度为x，每相邻两个所述第一子电极1411之间的间隙为y，所述第一子电极1411的宽度与所述遮光图形19的宽度之间的对应关系，满足a＝n*x，其中，n为大于1的整数，每相邻两个所述第一子电极1411之间的间隙与每相邻两个所述遮光图形19之间的间隙的对应关系，满足b＝n*y，其中，n为大于1的整数。

设定所述第二子电极1421的宽度为z，每相邻两个所述第二子电极1421之间的间隙为r，所述第二子电极1421的宽度与所述遮光图形19的宽度之间的对应关系，满足a＝m*z，其中，m为大于1的整数，每相邻两个所述第二子电极1421之间的间隙与每相邻两个所述遮光图形19之间的间隙的对应关系，满足b＝m*r，其中，m为大于1的整数。

本发明实施方式中，是将每个电极图案和相邻两个电极图案件的间隙都平均分成了相同的等份，但并不局限于此，在其他实施方式中，每个电极图案分割的份数也可以与相邻两个电极图案件的间隙分割的份数不同，对此并不做任何限定。

这样，可以通过计算，从任意的位置起对连续的多个所述第一子电极1411及多个所述第二子电极1421进行组合，来得到所述遮光图形19以及与所述遮光图形19交错设置的相邻两个所述遮光图形19之间的间距。

其中，n和m的具体数字，可以是根据需要的液晶光栅的调整精度来进行设置，也可以根据能将电极制作成的大小的工艺来设置，对此不做任何限定。

具体的，当所述液晶光栅10工作时，可以向所述第一子电极层141中，连续相邻的k个所述第一子电极1411组成的第一电极块加电，并使得k*x+k*y＝a，其中，k为大于1的整数，同时向所述第二子电极层142中，连续相邻的k个所述第二子电极1421组成的第二电极块加电，使得k*z+k*r＝a，其中，k为大于1的整数。这样，就可以得到所述液晶光栅10的遮光图形19，也就是说，所述第一电极块与所述第二电极块组合起来，共同构成了所述遮光图形19。

其中，在向所述第一电极块和第二电极块同时加电的时候，需要保证，所述第二电极块中起始加电的第二子电极1421为与所述第一电极块中初始加电的第一个第一子电极1411和第二第一子电极1411相对应的子电极，也就是说，第二电极块中起始加电的第二子电极1421，其在所述第一子电极层141上的投影，覆盖所述第二电极块中初始加电的第一个第一子电极1411和第二第一子电极1411。

在向第一个所述第一电极块及所述第二电极块加电之后，同时使得每相邻的两个所述第一电极块之间的间距为b，每相邻的两个所述第二电极块之间的间距也为b，就可以得到由宽度为a的遮光图形19和间距为b的相邻两个遮光图形19的间距组成的所述液晶光栅10。

具体的，在对所述第一子电极层141中，连续相邻的k个所述第一子电极1411组成的第一电极块加电之后，对接下来的连续的f个第一子电极1411不加电，使得f*x+f*y＝b，其中，f为大于1的整数，同时，在对所述第二子电极层142中，连续相邻的k个所述第二子电极1421组成的第二电极块加电之后，对接下来的连续f个第二子电极1421不加电，使得f*z+f*r＝b，其中，f为大于1的整数。这样，就可以得到所述液晶光栅10上的每相邻两个遮光图形19之间的间隙。

举例来讲，比如当连续相邻的6个所述第一子电极1411组成的第一电极块，和对应的连续相邻的6个相邻的所述第二子电极1421组成的第二电极块，可以共同组成所述遮光图形19；然后，接下来的连续相邻的3个所述第一子电极1411，和对应的连续相邻的3个所述第二子电极1421组成每相邻两个遮光图形19之间的间隙；再向后数连续相邻的6个所述第一子电极1411组成的第一电极块，和对应的连续相邻的6个相邻的所述第二子电极1421组成的第二电极块，可以共同组成下一个遮光图形19；在接下来的连续相邻的3个所述第一子电极1411，和对应的连续相邻的3个所述第二子电极1421组成每相邻两个遮光图形19之间的下一个间隙。如此反复循环，即形成了液晶光栅10的间隔设置的遮光图形和遮光图形之间的间隙。以上数字仅是为了更清晰的举例来说明遮光图形和相邻遮光图形间的间隙的形成，并不做限定一定会是上述数字个数的第一子电极和第二子电极才能组成遮光图形和遮光图形件的间隙。

本发明实施方式中，是以第一电极包括第一子电极层和第二子电极层为例进行说明，但并不局限于于此，可以预见，在其他实施方式中，所述第一电极还可以包括第三子电极层、第四子电极层甚至更多层子电极层，也就是说，所述第一电极只要包括至少两层子电极层即可。当所述第一电极包括多层子电极层时(大于等于两层)，同样的，每一子电极层都包括位于同一层的间隔排列、相互平行的多个子电极，不同层的子电极的延伸方向均相同，为了可以同样达到上述实施例中相同的技术效果，只要保证其中一层子电极层中的每相邻两个子电极之间的间隙，能够被其他子电极层中的子电极在所述其中一层子电极层上的投影的总和所覆盖即可，并且，使得每一层子电极层中连续相邻的多个子电极组成的电极块的宽度与液晶光栅的遮光图形的宽度相同，每一层中的电极块共同组成所述遮光图形。

这样，当所述液晶光栅10不加电时，位于所述第一电极14和所述第二电极15之间的液晶分子不发生偏转，所述液晶光栅10为长白状态，这样，所述显示装置100处于2d显示效果；当所述液晶光栅10加电时，位于所述第二电极15和所述第一电极块与所述第二电极块组成的遮光图形19之间的液晶层发生偏转，光线无法通过，位于所述第二电极15与相邻两个遮光图形19间的间隙之间的液晶分子不发生偏转，光线可以通过，所述液晶光栅10就形成了明暗相间的条纹，形成了光栅的作用，这时，所述显示装置100就处于3d显示效果。

本发明实施例提供的液晶光栅及显示装置，将液晶光栅其中一侧的电极设置为多层电极层，并且每层电极层划分为多个并列的子电极，降低贴合时贴合精度的需求，并且多层电极层互补，以调整液晶光栅的遮光图形的位置，以此来随时调整3d显示的区域，扩大3d显示区域的范围。

相应的，本发明另一实施例提供了一种显示方法，应用于上述实施例中的显示装置100。请参阅图3，图3为本发明另一实施方式提供的一种显示方法。如图3所示，所述方法包括：

步骤301、获取用户的位置。

其中，获取用户的位置，可以是通过显示装置上自带的摄像头等设备来获取显示装置前方的图像，在从图像上来分析用户的位置或者用户的视线方向；还可以是通过第三方的设备，如ccd图像传感器等，来获取显示装置前方的图像、直接获取用户的眼睛的位置或用户的视线方向等，来确定用户的观看位置。

步骤302、基于用户的位置，计算液晶光栅的遮光图形的位置。

该步骤中，当所述显示装置获取到用户的位置之后，基于用户的位置，可以通过计算来确定用户所处位置的最佳3d显示效果的区域，然后根据最佳3d显示效果的区域，来计算所述液晶光栅中遮光图形的位置。

步骤303、基于所述液晶光栅的遮光图形的位置，确定所述第一电极中待加电的子电极。

该步骤中，当所述显示装置确定了所述遮光图形的位置之后，所述显示装置可以基于所述遮光图形的位置，来确定所述第一电极中待加电的子电极，也就是组成遮光图形的第一子电极和第二子电极的。

步骤304、对所述第一电极中待加电的子电极加电。

该步骤中，当所述显示装置确定了所述第一电极中待加电的子电极之后，所述显示装置就可以对所述第一电极中待加电的子电极进行加电，以形成明暗相间的条纹，使液晶光栅体现光栅的功能，来实现所述显示装置的3d显示。

本发明实施例提供的显示方法，获取用户的位置；基于用户的位置，计算液晶光栅的遮光图形的位置；基于所述液晶光栅的遮光图形的位置，确定所述第一电极中待加电的子电极；对所述第一电极中待加电的子电极加电。显示装置通过获取用户的位置来调整液晶光栅中遮光图形的位置，使得液晶光栅的最佳3d显示效果的区域始终是对着用户所处的位置的，这样，无论用户在显示装置前方的中间还是边缘位置，显示装置都可以进行调整，呈现出完美的3d视觉效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。