CN103246123B - 基于电子墨的动态光栅及控制方法和立体显示装置 - Google Patents
基于电子墨的动态光栅及控制方法和立体显示装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及显示技术领域，特别是一种基于电子墨的动态光栅及控制方法和立体显示装置。该电子墨动态光栅包括第一控制层、第二控制层和电子墨层；所述第一控制层包括第一透明基板、复数个第一透明电极、第一透明绝缘层、复数个第二透明电极;所述第二控制层包括第二透明基板、第三透明电极；本发明通过一控制模块控制电子墨光栅，不仅能通过控制电子墨光栅中的黑态区域和透光区域的变化，实现显示内容在2D显示模式和3D显示模式之间切换，提高显示器件的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是一种基于电子墨动态光栅及其控制方法。
背景技术
目前普遍使用的显示器都是二维的，不能直观地表现场景的纵深信息，立体显示器将场景中的三维信息完全再现出来，显示具有纵深感的图像，观察者可以直接看出图像中各物体的远近、纵深和图像的现实分布，获得更加全面的信息，因此，立体显示技术将成为未来显示的主流。立体显示技术主要可分为戴眼镜式和裸眼式。戴眼镜式立体显示可通过主动式的快门眼镜和被动式的偏光眼镜两种方法实现；无需佩戴眼镜的裸眼式立体显示技术使得用户在观看立体图像时眼镜不受限制，且观看范围较大，是当前显示技术的重要研究对象。
裸眼式立体显示可分为视差遮屏式的光栅、柱状透镜式和方向性背光源式等。其中，视差遮屏式的光栅式立体显示装置由于其结构简单，易于实现，成本低廉以及立体显示效果良好等优点，是最有可能实现商业化的技术。
所谓视差，是指人的两眼间有一定的瞳距，在观看物体时左眼和右眼所接收到的视觉图像略有差异，大脑将含有细微差别的左、右眼图像融合，产生有空间感的立体景物。。光栅式立体显示技术就是通过人为的手段来制造人的左右眼的视差，给左、右眼分别送去有视差的两幅图像，使大脑在获取了左右眼看到的不同图像之后，产生观察真实三维物体的感觉。目前，光栅式立体显示装置普遍存在着分辨率严重损失、图像间相互串扰等原理上的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于电子墨的动态光栅，能实现光栅中的遮光区域和透光区域的错位移动，提高3D显示分辨率；并且能够降低电子墨中荷电粒子粒子的移动时间，尤其是缩短电子墨中荷电粒子恢复到原有状态的时间，减轻3D显示时窜扰，提高3D显示效果。
本发明采用以下方案实现：一种基于电子墨的动态光栅，其特征在于：包括第一控制层、第二控制层和电子墨层；
所述第一控制层包括第一透明基板、复数个第一透明电极、第一透明绝缘层和复数个第二透明电极；
所述第二控制层包括第二透明基板和第三透明电极；
所述的复数个第一透明电极彼此间隔且平行排列于所述第一透明基板下表面；所述第一透明绝缘层覆盖于所述第一透明电极上，所述复数个第二透明电极彼此间隔排列于所述第一透明绝缘层的下表面，且所述第二透明电极的排列方向平行于所述第一透明电极的排列方向；所述第二透明电极的中心点与所述第一透明电极的间隙中心点重合，所述第三透明电极为面电极，所述第三透明电极设置于第二透明基板的上表面；所述第二透明基板与所述第一透明基板相互平行，所述的电子墨层设置于所述第一透明绝缘层和第三透明电极之间。
在本发明一实施例中，所述第一透明电极的宽度为a，相邻的两个第一透明电极的间隙距离为b；所述第二透明电极的宽度为c，相邻的两个第二透明电极的间距为d，其中a=c，b=d。
在本发明一实施例中，所述第一透明电极为条状、锯齿状或阶梯状。
在本发明一实施例中，所述第二透明电极为条状、锯齿状或阶梯状。
在本发明一实施例中，所述电子墨中存在荷电的黑色颗粒；黑色颗粒所带的电荷种类可为正电荷或者负电荷；黑色颗粒的直径为1-1000 nm；黑色颗粒在电子墨中的含量为30－70％,电子墨中黑色颗粒的总面积应远大于第一透明电极面积或第二透明电极面积。
本发明的另一目的是提供一种上述基于电子墨的动态光栅的控制方法，其特征在于：提供一控制模块，
所述的控制模块与第一透明电极、第二透明电极和第三透明电极连接，控制该电子墨光栅具备第一状态第二状态和第三状态；
所述第一状态是使得第一透明电极、第二透明电极和第三透明电极之间等电位形成无电压差或者小电场，电子墨中的黑色颗粒均匀分散，整个动态光栅无变色；
所述第二状态是使得第一透明电极和第三透明电极不等电位形成电压差来产生第一电场，所述电压差包括使所述电子墨中的黑色颗粒发生移动的过驱动电压差以及使电子墨层中黑色颗粒保持稳定附着在第一透明电极表面稳定电压差，其中所述过驱动电压大于所述稳定电压，该第一透明电极表面区域的电子墨层呈现黑态；使得第一透明电极和第二透明电极不等电位形成电势差来产生第二电场，所述第二电场用于在所述电子墨中带正电或带负电的黑色颗粒不会运动到第二透明电极表面而是均匀分散在电子墨中，该第二电场区域电子墨层体现透光，整体动态光栅呈现黑态区域与透光区域交替相间；
所述第三状态是使得第二透明电极和第三透明电极不等电位形成电压差来产生第三电场，所述电压差包括使所述电子墨中的黑色颗粒发生移动的过驱动电压差以及使电子墨层中黑色颗粒保持稳定附着在第二透明电极表面的稳定电压差，其中所述过驱动电压大于所述稳定电压，所述第二透明电极表面区域电子墨层呈现黑态；使得第一透明电极和第三透明电极等电位，并使得第二透明电极和第一透明电极不等电位形成电势差来产生第四电场，所述第四电场用于在所述电子墨中带正电或带负电的黑色颗粒不会运动到第二透明电极表面而是均匀分散在电子墨中，所述第四电场区域电子墨层体现透光，整体动态光栅呈现黑态区域与透光区域交替相间。
本发明的再一目的是提供一种立体显示装置，其特征在于：包括上述的动态电子墨光栅以及用于提供图像的显示模块；所述的显示模块设置于所述第二透明基板的下方。
本发明通过控制模块分时段控制电子墨光栅中的第一透明电极、第二透明电极和第三透明电极，不仅能实现电子墨光栅中的黑态区域和透光区域的错位移动，提高3D显示分辨率和亮度，并且能够降低电子墨光栅动态移位的响应时间，尤其是缩短电子墨中荷电粒子集聚恢复到原有分散状态的时间，减轻3D显示时窜扰，提高3D显示效果；同时，还能够根据显示内容在2D显示模式和3D显示模式之间实现切换显示模式。
附图说明
图1是本发明实施例动态电子墨光栅的结构示意图。
图2是本发明实施例的立体显示装置的结构示意图。
图3是本发明实施例的第二状态电子墨光栅的结构示意图。
图4是本发明实施例的第三状态电子墨光栅的结构示意图。
其中，201—第一透明基板；202—第一透明电极；203—第二透明电极；204—第一透明绝缘层；205—第二透明基板；206—第三透明电极；207—电子墨层；208—封胶框； 209—显示模块。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明实施例提供一种动态电子墨光栅，其特征在于：包括第一控制层、第二控制层和电子墨层；
所述第一控制层包括第一透明基板201、复数个第一透明电极202、复数个第二透明电极203和第一绝缘层204；
所述第二控制层包括第二透明基板205和第三透明电极206；
所述的复数个第一透明电极202彼此间隔且平行排列于所述第一透明基板201下表面；所述第一绝缘层205覆盖于所述第一透明电极202上，所述复数个第二透明电极203彼此间隔排列于所述第一绝缘层204的下表面，且所述第二透明电极203的排列方向平行于所述第一透明电极202的排列方向；所述第二透明电极203的中心点与所述第一透明电极202的间隙中心点重合，所述第三透明电极207为面电极，所述第三透明电极207设置于第二透明基板206的上表面；所述第二透明基板206与所述第一透明基板201相互平行，所述的电子墨层207设置于所述第一绝缘层202和第三透明电极206之间。
所述的第一透明基板和第二透明基板可为一玻璃基板、一塑料基板或一柔性基板，其中塑料基板与柔性基板可为一聚碳酸酯基板、一聚酯基板、一环烯共聚物基板或一金属络合物基材-环烯共聚物基板，且该透明基板的厚度约为0.1mm到约10mm；在所述第一透明基板下表面采用真空蒸镀法、溅射法或者离子镀法形成透明面电极，再采用光刻法形成所述第一透明电极；采用真空蒸镀法、溅射法制作所述第一绝缘层；在所述第一绝缘层下表面采用真空蒸镀法、溅射法或者离子镀法形成透明面电极，再采用光刻法形成所述第二透明电极；采用真空蒸镀法、溅射法制作所述第一绝缘层；在所述第二透明基板上表面采用真空蒸镀法、溅射法或者离子镀法形成所述第二透明电极；所述第一透明电极、第二透明电极的材质可为导电的金属（如Au、Ag、Al、Cr），氧化物半导体（如ITO、AZO、FTO、IMO），导电性氮化物（如TiN、HfN），导电性硼化物（如LaB4），碳材料（如碳纳米管、石墨烯），高分子聚合物（如聚苯胺、PPY）；；所述第一绝缘层、第一绝缘层的材质可为聚酰亚胺、金属氧化物（Al2O3、Ta2O3）或半导体氧化物（SiO2、Si3N4）；采用喷涂，注入法填充所述所述电子墨层，该电子墨层中带电的黑色颗粒可为Fe3O4、碳粉等。
请继续参见图1，本实施例中，所述第一透明电极的宽度为a，相邻的两个第一透明电极的间隙距离为b；所述第二透明电极的宽度为c，相邻的两个第二透明电极的间距为d，其中a=c，b=d；且a和b之间满足1/32≤b/(a+b)≤1/2，c和d之间满足1/32≤d/(c+d)≤1/2。所述第一透明电极可以是条状、锯齿状或阶梯状。所述第二透明电极也可以是条状、锯齿状或阶梯状。
请参照图1，在本实施例中，该动态电子墨光栅还包括用于将所述电子墨层封闭在所述第一绝缘层和第三透明电极之间的封胶框208。
此外，本实施例还提供一种上述动态电子墨光栅的控制方法，其提供一控制模块，
所述的控制模块与第一透明电极、第二透明电极和第三透明电极连接，控制该电子墨光栅具备第一状态、第二状态和第三状态；
所述第一状态是使得第一透明电极、第二透明电极和第三透明电极之间等电位形成无电压差或者小电场，电子墨中的黑色颗粒均匀分散，整个动态光栅无变色；
所述第二状态是使得第一透明电极和第三透明电极不等电位形成电压差来产生第一电场，所述电压差包括使所述电子墨中的黑色颗粒发生移动的过驱动电压差以及使电子墨层中黑色颗粒保持稳定附着在第一透明电极表面的稳定电压差，其中所述过驱动电压大于所述稳定电压，所述第一透明电极表面区域电子墨层呈现黑态；使得第一透明电极和第二透明电极不等电位形成电势差来产生第二电场，所述第二电场用于在所述电子墨中带正电或带负电的黑色颗粒不会运动到第二透明电极表面而是均匀分散在电子墨中，所述第二电场区域电子墨层体现透光，整体动态光栅呈现黑态区域与透光区域交替相间；
所述第三状态是使得第二透明电极和第三透明电极不等电位形成电压差来产生第三电场，所述电压差包括使所述电子墨中的黑色颗粒发生移动的过驱动电压差以及使电子墨层中黑色颗粒保持稳定附着在第二透明电极表面的稳定电压差，其中所述过驱动电压大于所述稳定电压，所述第二透明电极表面区域电子墨层呈现黑态；使得第一透明电极和第三透明电极等电位，并使得第二透明电极和第一透明电极不等电位形成电势差来产生第四电场，所述第四电场用于在所述电子墨中带正电或带负电的黑色颗粒不会运动到第二透明电极表面而是均匀分散在电子墨中，所述第四电场区域电子墨层体现透光，整体动态光栅呈现黑态区域与透光区域交替相间。
在本发明一实施例中，所述的电子墨光栅在第一状态和第二状态所保持的时间相等。
请参见图2，本实施例提供了一种立体显示装置，其特征在于：包括上述的动态电子墨光栅以及用于提供图像的显示模块209；所述的显示模块209设置于所述第二透明基板205的下方。
在本发明一实施例中，该立体显示装置的动态电子墨光栅采用上述的控制方法。这里就不进行累述了。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (5)
1.一种基于电子墨的动态光栅的控制方法，其特征在于：所述基于电子墨的动态光栅包括第一控制层、第二控制层和电子墨层；
所述第一控制层包括第一透明基板、复数个第一透明电极、第一透明绝缘层和复数个第二透明电极；
所述第二控制层包括第二透明基板和第三透明电极；
所述的复数个第一透明电极彼此间隔且平行排列于所述第一透明基板下表面；所述第一透明绝缘层覆盖于所述第一透明电极上，所述复数个第二透明电极彼此间隔排列于所述第一透明绝缘层的下表面，且所述第二透明电极的排列方向平行于所述第一透明电极的排列方向；所述第二透明电极的中心点与所述第一透明电极的间隙中心点重合，所述第三透明电极为面电极，所述第三透明电极设置于第二透明基板的上表面；所述第二透明基板与所述第一透明基板相互平行，所述的电子墨层设置于所述第一透明绝缘层和第三透明电极之间；
该方法包括：提供一控制模块，
所述的控制模块与第一透明电极、第二透明电极和第三透明电极连接，控制该电子墨光栅具备第一状态第二状态和第三状态；
所述第一状态是使得第一透明电极、第二透明电极和第三透明电极之间等电位形成无电压差或者小电场，电子墨中的黑色颗粒均匀分散，整个动态光栅无变色；
所述第二状态是使得第一透明电极和第三透明电极不等电位形成电压差来产生第一电场，所述电压差包括使所述电子墨中的黑色颗粒发生移动的过驱动电压差以及使电子墨层中黑色颗粒保持稳定附着在第一透明电极表面稳定电压差，其中所述过驱动电压大于所述稳定电压，该第一透明电极表面区域的电子墨层呈现黑态；使得第一透明电极和第二透明电极不等电位形成电势差来产生第二电场，所述第二电场用于在所述电子墨中带正电或带负电的黑色颗粒不会运动到第二透明电极表面而是均匀分散在电子墨中，该第二电场区域电子墨层体现透光，整体动态光栅呈现黑态区域与透光区域交替相间；
所述第三状态是使得第二透明电极和第三透明电极不等电位形成电压差来产生第三电场，所述电压差包括使所述电子墨中的黑色颗粒发生移动的过驱动电压差以及使电子墨层中黑色颗粒保持稳定附着在第二透明电极表面的稳定电压差，其中所述过驱动电压大于所述稳定电压，所述第二透明电极表面区域电子墨层呈现黑态；使得第一透明电极和第三透明电极等电位，并使得第二透明电极和第一透明电极不等电位形成电势差来产生第四电场，所述第四电场用于在所述电子墨中带正电或带负电的黑色颗粒不会运动到第二透明电极表面而是均匀分散在电子墨中，所述第四电场区域电子墨层体现透光，整体动态光栅呈现黑态区域与透光区域交替相间。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述第一透明电极的宽度为a，相邻的两个第一透明电极的间隙距离为b；所述第二透明电极的宽度为c，相邻的两个第二透明电极的间距为d，其中a=c，b=d。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述第一透明电极为条状、锯齿状或阶梯状。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述第二透明电极为条状、锯齿状或阶梯状。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述电子墨中存在荷电的黑色颗粒；黑色颗粒所带的电荷种类可为正电荷或者负电荷；黑色颗粒的直径为1-1000 nm；黑色颗粒在电子墨中的含量为30－70％,电子墨中黑色颗粒的总面积应远大于第一透明电极面积或第二透明电极面积。
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