光栅装置、显示装置及其驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种光栅装置、显示装置及其驱动方法。
【背景技术】
[0002]在自由立体的显示技术发展中，实现2D/3D切换显示是重要内容之一。采用电控液晶透镜(ELC Lens)是实现2D/3D切换的重要方法，液晶透镜主要包括:相对设置的上基板和下基板；位于上基板朝向下基板一面上的上电极层与位于下基板朝向上基板一面上的下电极层；填充于上基板与下基板对盒所构成的容纳空间内的液晶。将液晶透镜与显示面板叠加，如图1所示，在需要进行3D显示时，调节施加在液晶透镜上下电极层的电压，从而改变液晶分子的转向，是液晶透镜不同区域能够产生不同的相位延迟，具有类似相位延迟光学透镜的效果；如图2所示，在需要进行2D显示时，撤去施加在液晶透镜上的电压，从而液晶分子保持初始取向状态，不产生相位延迟，液晶透镜仅作为一平面透镜允许经过的光线全部通过。然而采用液晶透镜实现2D/3D切换的方案中，往往需要较大的液晶盒厚，例如应用于13.3英寸笔记本的2D/3D切换的液晶透镜需要盒厚约30um，甚至更大，带来的主要问题是液晶透镜响应速度变慢，2D/3D切换出现较大的延迟，并且大的盒厚需要大的驱动电压，无疑增大了显示装置的整体功耗，此外大的盒厚需要大量的液晶，增大了制作工艺难度。
[0003]目前解决上述问题的方法如图3所示，在上基板的上方贴附有柱镜光栅，该柱镜光栅与液晶层之间的间隔为上电极层和上基板的厚度，由于上基板的存在，导致柱镜光栅与液晶层的纵向间隔较大，使得显示视角受到限制，影响了整个显示装置的视觉效果。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种光栅装置、显示装置及其驱动方法，在提高显示装置的响应速度，降低功耗的同时，提高了显示装置的视觉效果。
[0005]第一方面，本发明提供一种光栅装置，包括:第一基板、第二基板、以及设置在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，其特征在于，还包括设置在所述第一基板和所述液晶层之间的复合光栅膜；
[0006]其中，所述液晶层的厚度为进行2D或3D显示时所需要的最大相位延迟量与所述复合光栅膜所能够产生的最大相位延迟量之差所需要的厚度。
[0007]可选的，所述液晶层的厚度为进行2D或3D显示时所需要的最大相位延迟量的一半所需要的厚度。
[0008]可选的，在所述复合光栅膜和所述液晶层之间设置第一电极层，在所述液晶层和所述第二基板之间设置第二电极层。
[0009]可选的，所述第一基板为阵列基板或彩膜基板。
[0010]可选的，所述第一电极层为面状电极，所述第二电极层为栅状电极；或者所述第一电极层为栅状电极，所述第二电极层为面状电极。
[0011]可选的，所述复合光栅膜包括柱镜光栅以及形成在所述柱镜光栅上的平坦层。
[0012]可选的，所述柱镜光栅包括多个平行排列的条状凸面镜单元。
[0013]第二方面，本发明还提供了一种显示装置，包括如上述的光栅装置，以及与所述光栅装置叠加在一起的显示面板。
[0014]可选的，所述光栅装置中的第一基板与所述显示面板通过光学胶粘接，或者所述光栅装置与所述显示面板共用一片基板。
[0015]第三方面，本发明还提供了一种显示装置的驱动方法，该方法用于驱动上述的显示装置，所述驱动方法包括:
[0016]在进行3D显示时，向所述显示装置的液晶层施加第一组驱动电压，使同一区域内所述液晶层产生的相位延迟量与所述复合光栅膜产生的相位延迟量叠加为该区域所需要的相位延迟量，且从所述显示装置的一端至另一端叠加后的相位延迟量呈曲线变化；
[0017]在进行2D显示时，向所述液晶层施加第二组驱动电压，使同一区域内所述液晶层产生的相位延迟量与所述复合光栅膜产生的相位延迟量的叠加为该区域所需要的相位延迟量，且所述显示装置各个区域的叠加后的相位延迟量均相同。
[0018]可选的，从所述显示装置的一端至另一端所述第一组驱动电压的变化情况与所述第二组驱动电压的变化情况相反，以使从所述显示装置的一端至另一端所述液晶层在进行3D显示时产生的相位延迟量的变化情况与在进行2D显示时产生的相位延迟量的变化情况相反。
[0019]由上述技术方案可知，本发明提供的一种光栅装置、显示装置及其驱动方法，通过在一基板与液晶层之间设置复合光栅膜，并将液晶层的厚度设置为进行2D或3D显示时所需要的最大相位延迟量与所述复合光栅膜所能够产生的最大相位延迟量之差所需要的厚度，从而液晶层和复合光栅膜分别承担一部分的相位延迟量，二者相位延迟量叠加后为进行2D/3D显示时对应区域所需要的相位延迟量，实现2D/3D显示，由于复合光栅膜承担了一部分相位延迟量，因此液晶层的厚度变薄，从而提高了显示装置的响应速度，并且将复合光栅膜设置在其中的一个基板与液晶层之间，从而使得液晶层与复合光栅膜之间仅包含一个电极层的厚度，减少了液晶层和复合光栅膜之间的纵向间隔，提高了显示装置的视觉效果。
【附图说明】
[0020]图1为现有技术中显示装置进行3D显示时的结构示意图；
[0021]图2为现有技术中显示装置进行2D显示时的结构示意图；
[0022]图3为现有技术中光栅装置的结构示意图；
[0023]图4为本发明一实施例提供的光栅装置的结构示意图；
[0024]图5为本发明一实施例提供的显示装置在进行3D显示时的结构示意图；
[0025]图6为本发明一实施例提供的显示装置在进行3D显示时相位延迟量随位置变化图；
[0026]图7为本发明一实施例提供的显示装置在进行2D显示时的结构示意图；
[0027]图8为本发明一实施例提供的显示装置在进行2D显示时相位延迟量随位置变化图；
[0028]其中附图标记说明:
[0029]1、光栅装置；2、光学胶；3、显示面板；11、第一基板；12、第二基板；13、液晶层；14、第一电极层；15、第二电极层；16、复合光栅膜；161、柱镜光栅；162、平坦层；31、第三基板。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图，对发明的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0031]图4示出了本发明实施例提供的光栅装置的结构示意图，如图4所示，该光栅装置I包括:第一基板11、第二基板12、以及设置在第一基板11和第二基板12之间的液晶层13，还包括设置在第一基板11和液晶层13之间的复合光栅膜16 ;
[0032]其中，液晶层13的厚度为进行2D或3D显示时所需要的最大相位延迟量与复合光栅膜16所能够产生的最大相位延迟量之差所需要的厚度。
[0033]上述复合光栅膜16对特定状态的偏振光可以实现不同的相位延迟，即具备一定的透镜功能。
[0034]本实施例中，复合光栅膜16各个区域能够使光线产生的相位延迟量是不变的，液晶层13各个区域能够使光线发生的相位延迟量是可以通过电压的调控实现不同的变化，整个光栅装置I能够使光线产生的总的相位延迟量为液晶层13与复合光栅膜16相位延迟量的叠加结果。通过将液晶层13的厚度设置为进行2D/3D显示时所需要的最大相位延迟量与复合光栅膜16所能够产生的最大相位延迟量之差所需要的厚度，能够满足进行2D/3D显示时对相位延迟量的需求。由于一部分延迟量被复合光栅膜16分担，因此液晶层需要产生的相位延迟量有所减少，根据相位延迟量=ΔηΧ(1(其中，Δη为液晶的折射率，d为液晶层的厚度)，可以得到液晶层13所能够产生的相位延迟量与其自身厚度成正比关系，因此本实施例中液晶层13的厚度能够设置的更薄，从而解决了液晶层厚度大所引起的响应速度慢、功耗大和制作工艺难度高的问题。
[0035]本实施例中对液晶层13的厚度的设置原则为:假设某一区域需要产生的相位延迟量为A，复合光栅膜16在该区域能够产生的相位延迟量为B，则液晶层13在该区域需要产生的相位延迟量为A-B，进而需要液晶层13在该区域具有(A-B) / Δ η的厚度，当A为需要产生最大相位延迟量时，(A-B)/An即为液晶层13实际所需要的盒厚。
[0036]需要说明的是，若实际对显示装置的响应速度、功耗和制作工艺难度的要求较高，则可令复合光栅膜16多分担相位延迟量，液晶层13少分担相位延迟量，即复合光栅膜16选择能够产生更大相位延迟量的类型，液晶层13的厚度设计的更薄；若实际对2D/3D显示效果的要求较高，则可令液晶层13多分担相位延迟量，复合光栅膜16少分担相位延迟量，即液晶层13的厚度设计仅适度减薄，复合光栅膜16选择能够产生较小相位延迟量的类型。优选的，可将液晶层13的厚度为进行2D或3D显示时所需要的最大相位延迟量的一半所需要的厚度。即液晶层13和复合光栅膜16各分担一半的相位延迟量，从而既保证较好的2D/3D的显示效果，又在一定程度上提高了装置的响应速度，减小了功耗和制作工艺难度。
[0037]本实施例中所提供的光栅装置I中的复合光栅膜16和液晶层13之间设置第一电极层14，在液晶层13和第二基板12之间设置第二电极层15。通过向第一电极层14和第二电极层15施加不同的电压，使两者之间产生电压差，能够使液晶层13中的液晶分子发生偏转，从而使经过的光线产生相位延迟，此时，若液晶层13的不同区域具有不同的电压差，则不同区域的液晶分子具有不同的偏转情况，从而不同区域能够使光线发生的相位延迟量也不同。
[0038]可理解的是，在第一电极层14和液晶层13以及第二电极层15与液晶层13之间均沉积有PI取向层，该PI取向层用于使液晶层内的液晶具有一定的取向。
[0039]上述第一基板11可以为阵列基板或彩膜基板，也就是说，上述复合光栅膜16可以设置在阵列基板与液晶层13之间，也可以设置在彩膜基板与液晶层之间，本实施例中均是以复合光栅膜设置在阵列基板与液晶层13之间进行说明的，当复合光栅膜16位于彩膜基板与液晶层13之间时，同样能够实现本实施例的效果，只是在于复合光栅膜16设置的位置不同，本实施例不再对复合光栅膜16位于彩膜基板和液晶层13之间的结构进行详细说明。
[0040]在具体应用中，设置在复合光栅膜16和液晶层13之间的第一电极层14为面状电极，设置在液晶层13和第二基板12之间的第二电极层15为栅状电极；或者第一电极层14为栅状电极，所述第二电极层15为面状电极。对于面状电极可施加同一个电压作为公共电压，对于栅状电极可向各个栅状电极分别施加相同或不同的电