CN103995403A - 液晶狭缝光栅、立体显示装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液晶狭缝光栅、立体显示装置及其驱动方法，该驱动方法包括显示面板显示同一场景的具有视差的左眼图像和右眼图像，和确定用户的立体观看位置，以及检测出所述显示面板的显示方位，检测出所述显示面板位于横屏或竖屏，最后调节液晶狭缝光栅遮光狭缝和透光狭缝，从而使观看者的左右眼分别对应观看到左眼图像和右眼图像，本发明可以根据实际的立体显示需要，调节液晶狭缝光栅如栅节、栅距等参数，达到实现在立体显示装置在横屏方向和竖屏方向上时，也能够根据用户观看位置的不同调整液晶狭缝，显示裸眼可视的三维立体显示图像，更好的实现立体显示，使用户始终处于最佳的观看位置，大大提升用户的立体视觉体验。

Description

液晶狭缝光栅、立体显示装置及其驱动方法

技术领域

本发明属于立体显示领域，尤其涉及一种液晶狭缝光栅，还涉及一种应用液晶狭缝光栅的立体显示装置及其驱动方法。

背景技术

人的左眼和右眼有间距，造成两眼的视角存在细微的差别，这样的差别会让左眼和右眼分别观察的景物有略微的视差，从而在人的大脑中形成立体图像。

一般的立体显示装置在观看时，需要佩戴立体眼镜，使得本来就戴有眼镜（如近视眼镜、老花眼镜等）的观看者，为了获得清晰的观看效果，需要将两付眼镜重叠，使得立体显示观看较为不便。此外，由于立体眼镜的两镜脚之间的宽度通常是固定的，这可能使得不同脸型的观看者，在佩戴立体眼镜时不能获得较佳的体验。因此，不需要佩戴立体眼镜的裸眼立体显示技术越来越为人们所关注。

裸眼式立体显示装置主要原理是在显示面板前设置光栅，例如狭缝光栅或柱面光栅，所述光栅将显示面板显示的至少两幅视差图像分别提供给观看者的左、右眼。

目前立体显示装置中应用的狭缝光栅一般为固定式光栅，即狭缝光栅的透光狭缝和遮光狭缝是固定的。这种固定是狭缝光栅在形成立体视觉时，其观看区域有严格的限定，超过此限定的区域，不能形成良好的立体视觉，极大地降低了用户的立体视觉体验，不利于立体显示技术的推广应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种液晶狭缝光栅、立体显示装置及其驱动方法。

本发明的目的在于提供一种液晶狭缝光栅，包括：

依次层叠设置的第一上偏光片、第一上基板、第一上电极结构、第一上配向层、第一液晶层、第一下配向层、第一下电极结构、第一下基板、第一下偏光片、第二上基板、第二上电极结构、第二上配向层、第二液晶层、第二下配向层、第二下电极结构、第二下基板及第二偏光片；

所述第一下电极结构包括至少两层电极层，且每一电极层均包括多个沿同一方向延伸的条形电极，所述至少两层电极层中的条形电极彼此相互平行、间隔且电气绝缘设置，处于不同电极层的条形电极对应彼此之间的间隙而相互交替设置，使所述多个条形电极在所述第一下基板上的投影为无缝投影，完整覆盖该投影区域对应的第一液晶层；

所述第二下电极结构包括至少两层电极层，且每一电极层均包括多个沿同一方向延伸的条形电极，所述至少两层电极层中的条形电极彼此相互平行、间隔且电气绝缘设置，处于不同电极层的条形电极对应彼此之间的间隙而相互交替设置，使所述多个条形电极在所述第二下基板上的投影为无缝投影，完整覆盖该投影区域对应的第二液晶层；

所述第一下电极结构所包括的条形电极的延伸方向与所述第二下电极结构所包括的条形电极的延伸方向相垂直。

其中，任意条形电极与其近邻的另一层的条形电极的邻边对齐。

其中，任意条形电极与其近邻的另一层的条形电极的邻边部分重叠。

其中，任意条形电极与其近邻的另一层的条形电极的重叠区域为条形电极的宽度的十分之一至三分之一。

其中，处于同一电极层的条形电极的宽度相同，其同一电极层中相邻的条形电极的间距相同。

其中，所述第一下电极结构包括两层电极层，任意条形电极的宽度相等，且同一电极层的相邻条形电极之间的间距等于所述条形电极的宽度，处于同一电极层的条形电极对应另一层条形电极之间的间隙而相互交替设置；

所述第二下电极结构包括两层电极层，任意条形电极的宽度相等，且同一电极层的相邻条形电极之间的间距等于所述条形电极的宽度，处于同一电极层的条形电极对应另一层条形电极之间的间隙而相互交替设置。

其中，所述第一下电极结构包括三层电极层，任意条形电极的宽度相等，且同一电极层的相邻条形电极的间距等于所述条形电极的宽度的两倍，处于同一层的条形电极对应其他电极层中的条形电极之间的间隙而相互交替设置；

所述第二下电极结构包括三层电极层，任意条形电极的宽度相等，且同一电极层的相邻条形电极的间距等于所述条形电极的宽度的两倍，处于同一层的条形电极对应其他电极层中的条形电极之间的间隙而相互交替设置。

其中，在检测到立体显示装置位于横屏或竖屏时，通过配置所述第一下电极结构所包括的条形电极与所述第一上电极结构之间的电场和配置所述第二下电极结构所包括的条形电极与所述第二上电极结构之间的电场，以调整液晶狭缝光栅所形成的遮光狭缝和透光狭缝的参数。

本发明的目的在于还提供一种立体显示装置，包括：

显示面板，用于显示同一场景的具有视差的左眼图像和右眼图像；

液晶狭缝光栅，设置在显示面板的显示面上，所述液晶狭缝光栅为权利要求1-8中任意一项所述的液晶狭缝光栅；

在检测到立体显示装置位于横屏或竖屏时，针对不同的观看位置，调节所述液晶狭缝光栅的参数，从而使观看者的左右眼对应观看到显示面板显示的左眼图像和右眼图像。

本发明的目的在于还提供一种上述立体显示装置的驱动方法，采用所述驱动方法的立体显示装置，包括：

显示面板，用于显示同一场景的具有视差的左眼图像和右眼图像；

液晶狭缝光栅，所述液晶狭缝光栅为权利要求1-8中任意一项所述的液晶狭缝光栅；

所述驱动方法包括：

显示面板显示同一场景的具有视差的左眼图像和右眼图像；

确定用户的立体观看位置；

调节液晶狭缝光栅遮光狭缝和透光狭缝，从而使观看者的左右眼分别对应观看到左眼图像和右眼图像。

其中，所述液晶狭缝光栅的参数至少包括栅距、透光狭缝的宽度、透光狭缝的位置中的一个。

其中，调节所述透光狭缝的位置的移动方向与观看者的观看位置的移动方向一致。

其中，所述显示面板显示同一场景的具有视差的左眼图像和右眼图像的过程之后，所述确定用户的立体观看位置之前，还包括：

检测出所述显示面板的显示方位，检测出所述显示面板位于横屏或竖屏。

相较于现有技术，第一下电极结构包括多个电极层，每个电极层包括多个平行设置的条形电极，不同电极层上的条形电极可互相弥补彼此之间的间隙，在第一下基板的平面投影上覆盖完整的区域，从而不必在条形电极之间设置遮光带，也能避免在遮光狭缝或是透光狭缝上的漏光现象，进一步提升液晶狭缝光栅的品质。

相较于现有技术，第二下电极结构包括多个电极层，每个电极层包括多个平行设置的条形电极，不同电极层上的条形电极可互相弥补彼此之间的间隙，在第二下基板的平面投影上覆盖完整的区域，从而不必在条形电极之间设置遮光带，也能避免在遮光狭缝或是透光狭缝上的漏光现象，进一步提升液晶狭缝光栅的品质。

采用上述的配置和操作的立体显示装置，当立体显示装置的显示图像或用户的位置发生改变时，可以通过调节液晶狭缝光栅的栅距、透光狭缝的宽度、透光狭缝的位置等具体参数，能够使用户始终处于最佳的观看位置，提高用户的立体观看体验，推动立体显示技术的推广及应用。

附图说明

图1，为本发明提供的立体显示装置的一实施例的结构示意图；

图2，为本发明提供的立体显示装置的一实施例另一种工作状态示意图；

图3，为本发明提供的立体显示装置的一实施例另一种工作状态示意图；

图4，为本发明提供的液晶狭缝光栅的一实施例的结构示意图；

图5，为图4所示液晶狭缝光栅的第一上电极结构和第一下电极结构的平面结构示意图；

图6，为图4所示液晶狭缝光栅的第二上电极结构和第二下电极结构的平面结构示意图；

图7，为图4所示的液晶狭缝光栅在立体显示装置位于横屏方向时所形成的四种工作状态示意图；

图8，为图4所示的液晶狭缝光栅在立体显示装置位于竖屏方向时所形成的四种工作状态示意图；

图9，为本发明提供的液晶狭缝光栅另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

请参见图1，图1为本发明提供的立体显示装置的一实施例的结构示意图，该立体显示装置100包括显示面板101以及设置在显示面板101显示面的可控狭缝光栅102。

显示面板101为平面显示装置，用于产生同一场景的具有视差的左眼图像L和右眼图像R，其中左眼图像L和右眼图像R例如可以分别为条形图像，并在水平方向相互交替的显示在显示面板101上。显示面板101例如可以是液晶显示装置、等离子显示装置、有机发光二极管显示装置、电致发光显示装置等，此处不再一一列举。

可控狭缝光栅102为狭缝式光栅，其可以受控制的在其特定位置形成遮光狭缝和透光狭缝，一般地可形成交替结构的透光狭缝和遮光狭缝，从而使观看者的左眼经过透光狭缝后，只能看到显示面板101上显示的左眼图像L，右眼只能看到显示面板101上显示的右眼图像R。由于左眼图像L和右眼图像R为同一场景的具有视差的图像，观看者根据左右眼接收到的不同的视差图像，产生立体视觉。

当观看者相对立体显示装置100移动一定的距离，例如在第一时刻，观看者在图1所示的位置，在第二时刻，观看者相对显示装置100向其中部移动一定距离，如图2所示的位置。此时，如果可控狭缝光栅102保持图1所示的透光狭缝和遮光狭缝，左右眼将不能看到对应的左眼图像L和右眼图像R，造成视觉混乱，无法形成立体视觉。此时通过调整可控狭缝光栅102的透光狭缝和遮光狭缝的位置，例如调整为图2所示的位置，即，可控狭缝光栅102的透光狭缝相对于显示面板101向其中部位置移动。经过调整，可以使当前位置的观看者的左眼仍然能够通过透光狭缝只看到显示面板101上显示的左眼图像L，同时右眼只能看到显示面板101上显示的右眼图像R。则此时，根据观看者的位置（即眼睛的位置）变化，相应改变可控狭缝光栅102的遮光狭缝和透光狭缝的位置，仍然能够保证观看者左右眼看到具有视差的左眼图像L和右眼图像R，保持较好的立体视觉。

同样的，如果此时观看者的眼睛继续移动的如图3所示的位置，可以继续调整可控狭缝光栅102的透光狭缝的位置向图2所示的右方向移动，仍然保持观看者左右眼看到具有视差的左眼图像L和右眼图像R，保持较好的立体视觉，提高观看者的立体观看体验。

由上述内容可知，一般的，在显示面板101上显示的左眼图像L和右眼图像R的位置未发生变化的时候，经过调整可控狭缝光栅102的透光狭缝和遮光狭缝的位置，能够一直保持观看者具有良好的立体视觉。一般地，透光狭缝的移动方向与观看者眼睛移动的方向是一致的，当然，如果显示面板101显示的左眼图像L和右眼图像R的产生了重新排列，也可能使透光狭缝的移动方向与观看者眼睛移动的移动方向不一致，甚至相反。总而言之，在具体的设计中，应当考虑到左、右眼图像的变化，合理地调整可控狭缝光栅102的透光狭缝和遮光狭缝位置，以观看者左右眼分别能够实时的观看到左眼图像L和右眼图像R为准。

另外，可控狭缝光栅102除了能够调整透光狭缝和遮光狭缝的位置，还可以调整透光狭缝和遮光狭缝的栅节、栅距、狭缝宽度等参数，以观看者左右眼分别能够实时的观看到左眼图像L和右眼图像R为准。

可控狭缝光栅102可以是液晶狭缝光栅、电泳狭缝光栅、电润湿狭缝光栅等，在此不做具体限制。为了能够更好的说明本发明，本发明还提供一种电可控的液晶狭缝光栅。

液晶狭缝光栅可以包括两个间隔设置的电极结构以及液晶层。其中，液晶层设置于两个电极结构之间，液晶层包括多个液晶分子。

在具体实施过程中，通过配置，该两个电极结构之间形成电场，电场使得液晶分子处于预定的排列状态，以形成具有狭缝作用的液晶狭缝光栅。

请参见图4，图4为本发明提供的液晶狭缝光栅的一实施例的结构示意图。在本实施例中，液晶狭缝光栅200按照图4所示的从上到下的顺序依次包括层叠设置的第一上偏光片21、第一上基板22、第一上电极结构23、第一上配向层24、第一液晶层25、第一下配向层26、第一下电极结构27、第一下基板28、第一下偏光片29、第二上基板32、第二上电极结构33、第二上配向层34、第二液晶层35、第二下配向层36、第二下电极结构37、第二下基板38及第二偏光片39，具体结构和功能如下所述。

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相对平行设置，第一上电极结构23（也称第一公共电极）设置于第一上基板22内侧，第一下电极结构27（驱动电极）设置于第一下基板28内侧，从而使第一上电极结构23与第一下电极结构27相对设置，二者之间可形成电控电场；第二上电极结构33（也称第二公共电极）设置于第二上基板32内侧，第二下电极结构37（驱动电极）设置于第二下基板38内侧，从而使第二上电极结构33与第二下电极结构37相对设置，二者之间可形成电控电场。

第一液晶层25设置于第一上电极结构23和第一下电极结构27之间，其内包括棒状液晶分子251；第二液晶层35设置于第二上电极结构33和第二下电极结构37之间，其内包括棒状液晶分子351。

第一上配向层24设置于第一液晶层25与第一上电极结构23之间，第一下配向层26设置于第一液晶层25与第一下电极结构27之间。第一上配向层24与第一下配向层26的配向方向垂直或根据实际需要设定特定的角度（例如小于90度或大于90度），从而可以对第一液晶层25内的液晶分子251按照实际需要进行配向作用。

第二上配向层34设置于第二液晶层35与第二上电极结构33之间，第二下配向层36设置于第二液晶层35与第二下电极结构37之间。第二上配向层34与第二下配向层36的配向方向垂直或根据实际需要设定特定的角度（例如小于90度或大于90度），从而可以对第二液晶层35内的液晶分子351按照实际需要进行配向作用。第一下配向层26与第二上配向层34的配向方向垂直或相同。

请同时参见图5，图5为图4所示液晶狭缝光栅200的第一上电极结构23和第一下电极结构27的平面结构示意图。其中，第一上电极结构23可以是面状电极，也可以根据实际需求制作成其他形状、多个分区设置等,本实施例以第一上电极结构23为面状电极举例说明。

第一下电极结构27包括至少两层电极层，本实施例以包含两个电极层举例说明,且两电极层分别记为第一电极层271和第二电极层272，其中第一电极层271临近第一液晶层25设置，第二电极层272临近第一下基板28内侧设置。

第一电极层271包括多个平行设置的第一条形电极271a，多个第一条形电极271a交替间隔设置且相互电气隔离，并均沿第一延伸方向D1（即图4中垂直于纸面的方向）延伸。

第二电极层272包括多个平行设置的第二条形电极272a，多个第二条形电极272a交替间隔设置且相互电气隔离，并均沿第一延伸方向D1（即图4中垂直于纸面的方向）延伸。且第二条形电极272a所在的位置处于多个第一条形电极271a的间隔区间内，从而使多个第一条形电极271a和多个第二条形电极272a形成互补的关系，二者在第一下基板28的形成一个完整的无间隙（无缝）的投影面，可以完整覆盖该区域内的第一液晶层25。

一般的，第一条形电极271a与相邻的第二条形电极272a的邻边为对齐结构，这样尽量减少二者之间的电信号干扰，又可以使二者完整覆盖该区域内的第一液晶层25，避免形成液晶狭缝时的漏光现象发生。同时由于制作工艺的限制，还可以使第一条形电极271a与相邻的第二条形电极272a相邻的边缘产生一定的重叠，例如重叠区域可以为第一条形电极271a或第二条形电极272a宽度的十分之一至三分之一。

进一步地，为使第一电极层271的第一条形电极271a之间和第二电极层272的第二条形电极272a彼此保持电气绝缘，第一电极层271和第二电极层272之间还设置有平坦化的绝缘层273，填充第一条形电极271a和第二条形电极272a之间的空间。绝缘层273可以由氮化硅或氧化硅或其他透明材料制成。

一般的，多个第一条形电极271a与多个第二条形电极272a具有相同的结构，为长、宽相同、间距相等的矩形条形电极，从而在形成遮光狭缝和透光狭缝的过程中具有更多的灵活性。例如在第一上电极结构23施加零电压V0或参考电压Vref，可以周期性的在相邻的若干条形电极271a/272a上施加驱动电压V1，用于形成遮光狭缝，在其它的条形电极271a/272a上施加零电压V0或参考电压Vref，用于形成透光狭缝。通过改变形成遮光狭缝和透光狭缝的条形电极271a/272a的个数，可以改变遮光狭缝和透光狭缝的比例和宽度，从而调节液晶狭缝光栅的栅节和栅距，实现电可控的动态液晶狭缝光栅，此方法后文做详细描述。遮光狭缝与透光狭缝的宽度和比例需要根据具体的立体显示装置的参数配置来调整，在此不做赘述。

第一上偏光片21设置在第一上基板22的外侧，即与第一配向层24相对的一侧。第一下偏光片29设置在第一下基板28的外侧，即与第二配向层26相对的一侧。当然，在某些改进型的设计中，第一上偏光片21与第一下偏光片29也可设置在第一上基板22和第一下基板28的内侧，在此不做具体限定。一般的，第一上偏光片21的偏振方向与第一上配向层24的配向方向相同；第一下偏光片29的偏振方向与第一下配向层26的配向方向相同。

在图4、图5所示的实施例中，第一上配向层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；第一下配向层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D1延伸。优选的，第一延伸方向D1和第二延伸方向D2相互垂直。第一上配向层24和第一下配向层26可以通过摩擦配向或辐射配向等方式进行配向。

第一液晶层25内包括有液晶分子251，在第一上配向层24和第一下配向层26的配向作用下，液晶分子251形成如图4所示的扭曲排列结构.

优选的，第一液晶层25可以是聚合物分散（PDLC）型第一液晶层，或向列曲线诱导相（NCAP）型第一液晶层，或非均匀高分子分散（NPD-LCD）型第一液晶层。

优选的，第一上基板22和第一下基板28可以是由透明玻璃、石英等硬质透明材料，也可以是由塑料等软质透明材料制成，只要使得光线能够透过即可，此处不一一列举。

优选的，第一上电极结构23和第一下电极结构27均为透明导电材料制成，譬如可为铟锡氧化物（Indium Tin Oxide,ITO）或铟锌氧化物（Indium Zinc Oxide,IZO），此处不一一列举。

请同时参见图6，图6是图4所示液晶狭缝光栅200的第二上电极结构33和第二下电极结构37的平面结构示意图。其中，第二上电极结构33可以是面状电极，也可以根据实际需求制作成其他形状、多个分区设置等,本实施例以第二上电极结构33为面状电极举例说明。

第二下电极结构37包括至少两层电极层，本实施例以包含两个电极层举例说明,且两电极层分别记为第三电极层371和第四电极层372，其中第三电极层371临近第二液晶层35设置，第四电极层372临近第二下基板38内侧设置。

第三电极层371包括多个平行设置的第三条形电极371a，多个第三条形电极371a交替间隔设置且相互电气隔离，并均沿第一延伸方向D1（即图4中垂直于纸面的方向）延伸。

第四电极层372包括多个平行设置的第四条形电极372a，多个第四条形电极372a交替间隔设置且相互电气隔离，并均沿第一延伸方向D1（即图4中垂直于纸面的方向）延伸。且第四条形电极372a所在的位置处于多个第三条形电极371a的间隔区间内，从而使多个第三条形电极371a和多个第四条形电极372a形成互补的关系，二者在第二下基板38的形成一个完整的无间隙（无缝）的投影面，可以完整覆盖该区域内的第二液晶层35。

一般的，第三条形电极371a与相邻的第四条形电极372a的邻边为对齐结构，这样尽量减少二者之间的电信号干扰，又可以使二者完整覆盖该区域内的第二液晶层35，避免形成液晶狭缝时的漏光现象发生。同时由于制作工艺的限制，还可以使第三条形电极371a与相邻的第四条形电极372a相邻的边缘产生一定的重叠，例如重叠区域可以为第三条形电极371a或第四条形电极372a宽度的十分之一至三分之一。

进一步地，为使第三电极层371的第三条形电极371a之间和第四电极层372的第四条形电极372a彼此保持电气绝缘，第三电极层371和第四电极层372之间还设置有平坦化的绝缘层373，填充第三条形电极371a和第四条形电极372a之间的空间。绝缘层273可以由氮化硅或氧化硅或其他透明材料制成。

一般的，多个第三条形电极371a与多个第四条形电极372a具有相同的结构，为长、宽相同、间距相等的矩形条形电极，从而在形成遮光狭缝和透光狭缝的过程中具有更多的灵活性。例如在第二上电极结构33施加零电压V0或参考电压Vref，可以周期性的在相邻的若干条形电极371a/372a上施加驱动电压V1，用于形成遮光狭缝，在其它的条形电极371a/372a上施加零电压V0或参考电压Vref，用于形成透光狭缝。通过改变形成遮光狭缝和透光狭缝的条形电极371a/372a的个数，可以改变遮光狭缝和透光狭缝的比例和宽度，从而调节液晶狭缝光栅的栅节和栅距，实现电可控的动态液晶狭缝光栅，此方法后文做详细描述。遮光狭缝与透光狭缝的宽度和比例需要根据具体的立体显示装置的参数配置来调整，在此不做赘述。

第一下偏光片29设置在第二上基板32的外侧，即与第二上配向层34相对的一侧。第二偏光片39设置在第二下基板38的外侧，即与第二下配向层36相对的一侧。当然，在某些改进型的设计中，第一下偏光片29与第二偏光片39也可设置在第二上基板32和第二下基板38的内侧，在此不做具体限定。一般的，第一下偏光片29的偏振方向与第二上配向层34的配向方向相同；第二偏光片39的偏振方向与第二下配向层36的配向方向相同。

在图4、图6所示的实施例中，第二上配向层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；第二下配向层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D1延伸。优选的，第一延伸方向D1和第二延伸方向D2相互垂直。第二上配向层34和第二下配向层36可以通过摩擦配向或辐射配向等方式进行配向。

第二液晶层35内包括有液晶分子351，在第二上配向层34和第二下配向层36的配向作用下，液晶分子351形成如图4所示的扭曲排列结构.

优选的，第二液晶层35可以是聚合物分散PDLC型第一液晶层，或向列曲线诱导相NCAP型第一液晶层，或非均匀高分子分散NPD-LCD型第一液晶层。

优选的，第一上基板22和第一下基板28可以是由透明玻璃、石英等硬质透明材料，也可以是由塑料等软质透明材料制成，只要使得光线能够透过即可，此处不一一列举。

优选的，第二上电极结构33和第二下电极结构37均为透明导电材料制成，譬如可为铟锡氧化物或铟锌氧化物，此处不一一列举。

优选的，第一条形电极271a的延伸方向与第二条形电极272a的延伸方向相平行；第三条形电极371a的延伸方向与第四条形电极372a的延伸方向相平行；第二条形电极272a的延伸方向与第三条形电极371a的延伸方向相垂直或根据实际需要设定特定的角度（例如小于90度或大于90度），从而达到实现在本发明的立体显示装置100在横屏方向和竖屏方向上时，也能够根据用户观看位置的不同调整液晶狭缝，显示裸眼可视的三维立体显示图像，使用户始终能够得到良好的立体视觉体验。

以下具体介绍动态液晶狭缝光栅功能的实现方法。

对于液晶狭缝光栅200，当逐一相隔的多个条形电极如全部第一条形电极271a上同时施加驱动电压V1，在另外逐一相隔的多个条形电极如全部第二条形电极272a以及第一上电极结构23上同时施加相同的零电压V0或参考电压Vref。这样在逐一相隔的多个第一条形电极271a与第一上电极结构23之间产生一较强电场，该区域的电场驱动对应该区域的液晶分子251长轴按照电场方向排列；另外逐一相隔的多个第二条形电极272a与第一上电极结构23之间无电场，液晶分子251仍然按照扭曲方式排列。

对于液晶狭缝光栅200，当逐一相隔的多个条形电极如全部第三条形电极371a上同时施加驱动电压V1，在另外逐一相隔的多个条形电极如全部第四条形电极372a以及第三上电极结构23上同时施加相同的零电压V0或参考电压Vref。这样在逐一相隔的多个第三条形电极371a与第三上电极结构23之间产生一较强电场，该区域的电场驱动对应该区域的液晶分子351长轴按照电场方向排列；另外逐一相隔的多个第四条形电极372a与第三上电极结构23之间无电场，液晶分子351仍然按照扭曲方式排列。

检测到立体显示装置100位于横屏方向时，且当偏振方向与第二偏光片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方向传播时，在全部第四条形电极372a、全部第三条形电极371a、全部第二条形电极272a上同时施加驱动电压V1以及在第二上电极结构33、第一上电极结构23上同时施加相同的零电压V0或参考电压Vref。这样在逐一相隔的多个第三条形电极371a与第二上电极结构33之间产生一较强电场，该区域的电场驱动对应该区域的液晶分子351长轴按照电场方向排列，在逐一相隔的多个第四条形电极372a与第二上电极结构33之间产生一较强电场，该区域的电场驱动对应该区域的液晶分子351长轴按照电场方向排列，使得第二液晶层35中所有的液晶分子351长轴都按照电场方向排列，在逐一相隔的多个第二条形电极272a与第一上电极结构23之间产生一较强电场，该区域的电场驱动对应该区域的液晶分子251长轴按照电场方向排列，该偏振光依次透过第二下基板38、第二下电极结构37、第二下配向层36、第二液晶层35、第二上配向层34、第二上电极结构33、第二上基板32，在偏振光向第一下基板28传播时，在逐一相隔的第一条形电极271a对应的条形区域，偏振光可以穿过第一下基板28，同时液晶分子251不改变偏振光的偏振方向，则偏振光无法通过第一上偏光片21，在第一上基板22外形成遮光狭缝；在另外逐一相隔的多个第二条形电极272a对应的条形区域，偏振光穿过第一下基板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渐改变为与第一上偏光片21偏振方向相同的偏振光，则偏振光可以通过第一上偏光片21，在第一上基板22外形成透光狭缝。遮光狭缝与透光狭缝交替排列，作用与常见的狭缝光栅相似，从而形成如图7a所示的遮光狭缝与透光狭缝比例为1：1的狭缝光栅。

液晶狭缝光栅配合显示面板实现立体显示的方法已为共公众所知，在此不做赘述。

另外，在逐一相隔的全部第二条形电极272a上同时施加驱动电压V1，在另外逐一相隔的全部第一条形电极271a以及第一上电极结构23上同时施加相同的零电压V0或参考电压Vref。这样在逐一相隔的多个第二条形电极272a与第一上电极结构23之间产生一较强电场，该区域的电场驱动对应该区域的液晶分子251长轴按照电场方向排列；另外逐一相隔的多个第一条形电极271a与第一上电极结构23之间无电场，液晶分子251仍然按照扭曲方式排列。

根据上述相同的光学原理，可以形成如图7b所示的遮光狭缝与透光狭缝比例为1：1的狭缝光栅，其特点在于，图7b所示的狭缝光栅相当于图7a所示的狭缝光栅产生了向右移动半个栅距的位移。通过类似方法，调节施加驱动电压的条形电极的位置，还可以使遮光狭缝和透光狭缝向左或向右移动任意多个栅距，在此不做赘述。

进一步地，如图7c所示，可以周期性的选择在相邻的两条条形电极（即一条第一条形电极271a和近邻的一条第二条形电极272a）施加驱动电压V1，在相邻的另一条条形电极（即一条第一条形电极271a或一条第二条形电极272a）施加参考电压V0或Vref，这样形成的图7c所示的遮光狭缝和透光狭缝的宽度比为2：1的狭缝光栅。

采用同样的方法，通过施加调整驱动电压V1的条形电极的数量，还可以产生如图图7d所示的遮光狭缝和透光狭缝的宽度比为3：1或其他任意比例的狭缝光栅，在此不做赘述。

检测到立体显示装置100位于竖屏方向时，且当偏振方向与第二偏光片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方向传播时，在全部第四条形电极372a、全部第二条形电极272a、全部第一条形电极271a以及在第二上电极结构33、第一上电极结构23上同时施加相同的零电压V0或参考电压Vref。

这样在逐一相隔的多个第一条形电极271a与第一上电极结构23之间产生一较强电场，该区域的电场驱动对应该区域的液晶分子251长轴按照电场方向排列，在逐一相隔的多个第二条形电极272a与第一上电极结构23之间产生一较强电场，该区域的电场驱动对应该区域的液晶分子251长轴按照电场方向排列，使得第一液晶层25中所有的液晶分子251长轴都按照电场方向排列，

在逐一相隔的多个第四条形电极372a与第二上电极结构33之间产生一较强电场，该区域的电场驱动对应该区域的液晶分子351长轴按照电场方向排列，

在逐一相隔的第三条形电极371a对应的条形区域，偏振光可以穿过第二下基板38，同时液晶分子351不改变偏振光的偏振方向，则偏振光无法透过第一下偏光片29，在第二上基板32外形成遮光狭缝；在另外逐一相隔的多个第四条形电极372a对应的条形区域，偏振光透过第二下基板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渐改变为与第一下偏光片29偏振方向相同的偏振光，则偏振光可以透过第一下偏光片29，在第二上基板32外形成透光狭缝，遮光狭缝与透光狭缝交替排列，作用与常见的狭缝光栅相似，

该透过第一下偏光片29的偏振光接着依次透过第一下基板28、第一下电极结构27、第一下配向层26、第一液晶层25、第一上配向层24、第一上电极结构23、第一上基板22、第一上偏光片21，遮光狭缝与透光狭缝交替排列，形成狭缝光栅，从而形成如图8a所示的遮光狭缝与透光狭缝比例为1：1的狭缝光栅。

液晶狭缝光栅配合显示面板实现立体显示的方法已为共公众所知，在此不做赘述。

另外，在逐一相隔的全部第四条形电极372a上同时施加驱动电压V1，在另外逐一相隔的全部第三条形电极371a以及第二上电极结构33上同时施加相同的零电压V0或参考电压Vref。这样在逐一相隔的多个第四条形电极372a与第二上电极结构33之间产生一较强电场，该区域的电场驱动对应该区域的液晶分子351长轴按照电场方向排列；另外逐一相隔的多个第三条形电极371a与第二上电极结构33之间无电场，液晶分子351仍然按照扭曲方式排列。

根据上述相同的光学原理，可以形成如图8b所示的遮光狭缝与透光狭缝比例为1：1的狭缝光栅，其特点在于，图8b所示的狭缝光栅相当于图8a所示的狭缝光栅产生了向右移动半个栅距的位移。通过类似方法，调节施加驱动电压的条形电极的位置，还可以使遮光狭缝和透光狭缝向左或向右移动任意多个栅距，在此不做赘述。

进一步地，如图8c所示，可以周期性的选择在相邻的两条条形电极（即一条第三条形电极371a和近邻的一条第四条形电极372a）施加驱动电压V1，在相邻的另一条条形电极（即一条第三条形电极371a或一条第四条形电极372a）施加参考电压V0或Vref，这样形成的图8c所示的遮光狭缝和透光狭缝的宽度比为2：1的狭缝光栅。

采用同样的方法，通过施加调整驱动电压V1的条形电极的数量，还可以产生如图图8d所示的遮光狭缝和透光狭缝的宽度比为3：1或其他任意比例的狭缝光栅，在此不做赘述。

采用上述的配置和操作，在立体显示中具有很重要的应用，即，当立体显示装置的显示图像或用户的位置发生改变时，可以通过调节可控狭缝光栅102的遮光狭缝和透光狭缝的具体参数，能够使用户始终处于最佳的观看位置，提高用户的立体观看体验。

同时，采用动态扫描的方法控制液晶狭缝光栅200的形成，配合时间分割和空间分割的显示驱动方法，可以提高立体显示的分辨率，即，立体图像的分辨率可以和显示器的分辨率一致，减少立体图像的分辨率损失，大大提升立体显示品质和用户体验。

综上所述，通过调节施加驱动电压V1和参考电压Vref的第一条形电极271a、第二条形电极272a、第三条形电极371a和第四条形电极372a的个数和位置，可以根据实际的立体显示需要，调节液晶狭缝光栅200如栅节、栅距、周期、狭缝宽度等参数，从而达到实现在本发明的立体显示装置100在横屏方向和竖屏方向上时，也能够根据用户观看位置的不同调整液晶狭缝，显示裸眼可视的三维立体显示图像，更好的实现立体显示，使用户始终处于最佳的观看位置，大大提升了用户的立体视觉体验。

请参见图9，图9为本发明提供的液晶狭缝光栅另一实施例的结构示意图。由于本实施例的液晶狭缝光栅400与图4所示的第一实施例中的液晶狭缝光栅200结构类似，图9仅对其主要不同之处进行标示和说明。与图4所示的液晶狭缝光栅200相比，液晶狭缝光栅400主要不同之处在于：

第一下电极结构47包括层叠设置的三层电极层，分别记为第一电极层471、第二电极层472和第三电极层473。其中第一电极层471临近第一液晶层45设置，第三电极层473临近第一下基板48内侧设置，第二电极层472设置于第一电极层471和第三电极层473之间。进一步的，为使第一电极层471、第二电极层472和第三电极层473之间保持电气绝缘，第一电极层471和第二电极层472之间设置有平坦化的第一绝缘层474，第二电极层472和第三电极层473之间设置有平坦化的第二绝缘层475。第一绝缘层474和第二绝缘层475可以由氮化硅或氧化硅或其他透明材料制成。

第二下电极结构57包括层叠设置的三层电极层，分别记为第四电极层571、第五电极层572和第六电极层573。其中第四电极层571临近第二液晶层55设置，第六电极层573临近第一下基板48内侧设置，第五电极层572设置于第四电极层571和第六电极层573之间。进一步的，为使第四电极层571、第五电极层572和第六电极层573之间保持电气绝缘，第四电极层571和第五电极层572之间设置有平坦化的第三绝缘层574，第五电极层572和第六电极层573之间设置有平坦化的第四绝缘层575。第三绝缘层574和第四绝缘层575可以由氮化硅或氧化硅或其他透明材料制成。

同样的，第一电极层471包括多个平行且间隔设置的第一条形电极471a，第二电极层472包括多个平行且间隔设置的第二条形电极472a，第三电极层473包括多个平行且间隔设置的第三条形电极473a。

同样的，第四电极层571包括多个平行且间隔设置的第四条形电极571a，第五电极层572包括多个平行且间隔设置的第五条形电极572a，第六电极层573包括多个平行且间隔设置的第六条形电极573a。

一般的，第一条形电极471a、第二条形电极472a、第三条形电极473a具有相同的宽度，且沿同一方向延伸。且任意相邻的第一条形电极471a之间或第二条形电极472a之间或第三条形电极473a之间间距两个条形电极宽度，且第二条形电极472a和第三条形电极473a分别相对第一条形电极471a向右移动一个条形电极宽度和两个条形电极的距离，使其边缘对齐，从而彼此互相弥补电极之间的间隙同时不造成彼此之间的重叠，避免在形成遮光狭缝或透光狭缝时的漏光现象。

一般的，第四条形电极571a、第五条形电极572a、第六条形电极573a具有相同的宽度，且沿同一方向延伸。且任意相邻的第四条形电极571a之间或第五条形电极572a之间或第六条形电极573a之间间距两个条形电极宽度，且第五条形电极572a和第六条形电极573a分别相对第四条形电极571a向右移动一个条形电极宽度和两个条形电极的距离，使其边缘对齐，从而彼此互相弥补电极之间的间隙同时不造成彼此之间的重叠，避免在形成遮光狭缝或透光狭缝时的漏光现象。

优选的，第一条形电极471a的延伸方向与第二条形电极472a的延伸方向与第三条形电极473a的延伸方向相平行；第四条形电极571a的延伸方向与第五条形电极572a的延伸方向与第六条形电极573a的延伸方向相平行；第三条形电极473a的延伸方向与第四条形电极571a的延伸方向相垂直或根据实际需要设定特定的角度（例如小于90度或大于90度），从而达到实现在本发明的立体显示装置100在横屏方向和竖屏方向上时，也能够根据用户观看位置的不同调整液晶狭缝，显示裸眼可视的三维立体显示图像，使用户始终能够得到良好的立体视觉体验。

可以理解的是，第一下电极结构47还可以根据需要分为四层、五层等多层类似上述结构，在此不受限制；第二下电极结构57也可以根据需要分为四层、五层等多层类似上述结构，在此不受限制。

液晶狭缝光栅400的驱动方法与上述液晶透镜200的驱动方法相似，在此不再赘述。

与图4所示的液晶狭缝光栅200功能类似，第一条形电极471a、第二条形电极472a、第三条形电极473a具有相同或相似的结构和参数，彼此相互平行设置，且邻边对齐或有部分重叠。由于处于不同的层上，第一条形电极471a、第二条形电极472a、第三条形电极473a可互相弥补彼此之间的间隙，在平面投影上覆盖完整的区域，从而不必在第一条形电极471a、第二条形电极472a、第三条形电极473a之间设置遮光带，也能避免在遮光狭缝或是透光狭缝上的漏光现象，同时，三者相同或相似的结构和参数为调节液晶狭缝光栅400的栅节和栅距等参数提供更多的操作空间，进一步提升液晶狭缝光栅以及与其配合使用的立体显示装置的品质。

与图4所示的液晶狭缝光栅200功能类似，第四条形电极571a、第五条形电极572a、第六条形电极573a具有相同或相似的结构和参数，彼此相互平行设置，且邻边对齐或有部分重叠。由于处于不同的层上，第四条形电极571a、第五条形电极572a、第六条形电极573a可互相弥补彼此之间的间隙，在平面投影上覆盖完整的区域，从而不必在第四条形电极571a、第五条形电极572a、第六条形电极573a之间设置遮光带，也能避免在遮光狭缝或是透光狭缝上的漏光现象，同时，三者相同或相似的结构和参数为调节液晶狭缝光栅400的栅节和栅距等参数提供更多的操作空间，进一步提升液晶狭缝光栅以及与其配合使用的立体显示装置的品质。

综上所述，本发明实施例通过将液晶狭缝光栅200、400的第一下电极第一下电极结构27、第二下电极结构37、第一下电极结构47、第二下电极结构57设置为多层结构，且多层电极之间相互对其或部分重叠，从而使下电极完整的覆盖所在区域的第一液晶层25、第二液晶层35、第一液晶层45、第二液晶层55。通过调节驱动电压V1和参考电压Vref的条形电极数量和位置，根据实际的立体显示需要，调节液晶狭缝光栅200、400的栅节、栅距、缝宽、位置等参数，从而达到实现在本发明的立体显示装置100在横屏方向和竖屏方向上时，也能够根据用户观看位置的不同调整液晶狭缝，显示裸眼可视的三维立体显示图像，使用户始终能够得到良好的立体视觉体验。

在上述实施例中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。

Claims (13)

1.一种液晶狭缝光栅，其特征在于，包括：

依次层叠设置的第一上偏光片、第一上基板、第一上电极结构、第一上配向层、第一液晶层、第一下配向层、第一下电极结构、第一下基板、第一下偏光片、第二上基板、第二上电极结构、第二上配向层、第二液晶层、第二下配向层、第二下电极结构、第二下基板及第二偏光片；

所述第一下电极结构包括至少两层电极层，且每一电极层均包括多个沿同一方向延伸的条形电极，所述至少两层电极层中的条形电极彼此相互平行、间隔且电气绝缘设置，处于不同电极层的条形电极对应彼此之间的间隙而相互交替设置，使所述多个条形电极在所述第一下基板上的投影为无缝投影，完整覆盖该投影区域对应的第一液晶层；

所述第二下电极结构包括至少两层电极层，且每一电极层均包括多个沿同一方向延伸的条形电极，所述至少两层电极层中的条形电极彼此相互平行、间隔且电气绝缘设置，处于不同电极层的条形电极对应彼此之间的间隙而相互交替设置，使所述多个条形电极在所述第二下基板上的投影为无缝投影，完整覆盖该投影区域对应的第二液晶层；

所述第一下电极结构所包括的条形电极的延伸方向与所述第二下电极结构所包括的条形电极的延伸方向相垂直。

2.如权利要求1所述的液晶狭缝光栅，其特征在于，任意条形电极与其近邻的另一层的条形电极的邻边对齐。

3.如权利要求1所述的液晶狭缝光栅，其特征在于，任意条形电极与其近邻的另一层的条形电极的邻边部分重叠。

4.如权利要求3所述的液晶狭缝光栅，其特征在于，任意条形电极与其近邻的另一层的条形电极的重叠区域为条形电极的宽度的十分之一至三分之一。

5.如权利要求1所述的液晶狭缝光栅，其特征在于，处于同一电极层的条形电极的宽度相同，其同一电极层中相邻的条形电极的间距相同。

6.如权利要求1所述的液晶狭缝光栅，其特征在于，所述第一下电极结构包括两层电极层，任意条形电极的宽度相等，且同一电极层的相邻条形电极之间的间距等于所述条形电极的宽度，处于同一电极层的条形电极对应另一层条形电极之间的间隙而相互交替设置；

所述第二下电极结构包括两层电极层，任意条形电极的宽度相等，且同一电极层的相邻条形电极之间的间距等于所述条形电极的宽度，处于同一电极层的条形电极对应另一层条形电极之间的间隙而相互交替设置。

7.如权利要求1所述的液晶狭缝光栅，其特征在于，所述第一下电极结构包括三层电极层，任意条形电极的宽度相等，且同一电极层的相邻条形电极的间距等于所述条形电极的宽度的两倍，处于同一层的条形电极对应其他电极层中的条形电极之间的间隙而相互交替设置；

所述第二下电极结构包括三层电极层，任意条形电极的宽度相等，且同一电极层的相邻条形电极的间距等于所述条形电极的宽度的两倍，处于同一层的条形电极对应其他电极层中的条形电极之间的间隙而相互交替设置。

8.如权利要求1所述的液晶狭缝光栅，其特征在于，在检测到立体显示装置位于横屏或竖屏时，通过配置所述第一下电极结构所包括的条形电极与所述第一上电极结构之间的电场和配置所述第二下电极结构所包括的条形电极与所述第二上电极结构之间的电场，以调整液晶狭缝光栅所形成的遮光狭缝和透光狭缝的参数。

9.一种立体显示装置，其特征在于，包括：

显示面板，用于显示同一场景的具有视差的左眼图像和右眼图像；

液晶狭缝光栅，设置在显示面板的显示面上，所述液晶狭缝光栅为权利要求1-8中任意一项所述的液晶狭缝光栅；

在检测到立体显示装置位于横屏或竖屏时，针对不同的观看位置，调节所述液晶狭缝光栅的参数，从而使观看者的左右眼对应观看到显示面板显示的左眼图像和右眼图像。

10.一种立体显示装置的驱动方法，采用所述驱动方法的立体显示装置包括：

显示面板，用于显示同一场景的具有视差的左眼图像和右眼图像；

液晶狭缝光栅，所述液晶狭缝光栅为权利要求1-8中任意一项所述的液晶狭缝光栅；

所述驱动方法包括：

显示面板显示同一场景的具有视差的左眼图像和右眼图像；

确定用户的立体观看位置；

调节液晶狭缝光栅遮光狭缝和透光狭缝，从而使观看者的左右眼分别对应观看到左眼图像和右眼图像。

11.如权利要求10所述的立体显示装置的驱动方法，其特征在于，所述液晶狭缝光栅的参数至少包括栅距、透光狭缝的宽度、透光狭缝的位置中的一个。

12.如权利要求11所述的立体显示装置的驱动方法，其特征在于，调节所述透光狭缝的位置的移动方向与观看者的观看位置的移动方向一致。

13.如权利要求10所述的立体显示装置的驱动方法，其特征在于，所述显示面板显示同一场景的具有视差的左眼图像和右眼图像的过程之后，所述确定用户的立体观看位置之前，还包括：

检测出所述显示面板的显示方位，检测出所述显示面板位于横屏或竖屏。