CN203858381U - 光栅及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光栅及显示装置，所述光栅呈周期性循环设置；该光栅的第1周期作为最小循环周期，其包括两行光栅结构，每行光栅结构具有相同的栅距和光栅开口宽度；所述第二行光栅结构比第一行光栅结构向右错开c距离；c的计算方法：c=b；b为显示面板中亚像素的宽度；其中，第i周期的第一行光栅结构比第1周期的第一行光栅结构向右错开d距离；d的计算方法：d=2(i-1)b；i为整数，且i≥2；b为显示面板中亚像素的宽度。本实用新型的光栅及显示装置，减小了显示面板上像素阵列发出的光通过黑矩阵与光栅阵列时干涉形成明暗条纹的宽度，使明暗条纹宽度减小到人眼识别能力之外，从而有效地减轻了莫尔纹现象。

Description

光栅及显示装置

技术领域

本实用新型涉及3D显示技术领域，尤其涉及一种光栅及显示装置。

背景技术

现有技术的裸眼3D显示时，狭缝光栅式3D显示装置是将显示面板的像素按列交替显示左眼图像和右眼图像，并在显示面板的前面或液晶显示面板与背光源之间平行设置狭缝光栅。利用狭缝光栅的光栅片的遮挡作用使左眼和右眼分别看到显示面板的像素显示的左眼图像和右眼图像。具体地，一帧3D图像包括二个图像，分别是左眼图像和右眼图像。裸眼3D显示装置在显示3D图像时，一般采用一部分像素显示左眼图像，另一部分像素显示右眼图像，左、右眼图像分别投射到左右眼视区，观看者左右眼分别看到左、右眼图像，从而产生立体显示图像。

现有技术中，使用的裸眼3D挡板式显示器主要采用条状光栅。如图1所示，光栅采用条状光栅结构。由于黑矩阵和光栅矩阵因其栅距不同，显示装置的每个亚像素发出的光通过黑矩阵和光栅阵列时，叠加在一起后会发生干涉，出现如图1所示的明暗相间的条纹，即莫尔纹，因此观看者会看到较严重的莫尔纹现象，影响立体显示效果。

实用新型内容

（一）要解决的技术问题

本实用新型提供一种光栅及显示装置，以解决现有光栅结构在3D显示时莫尔纹现象严重的问题。

（二）技术方案

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种光栅，所述光栅呈周期性循环设置；该光栅的第1周期作为最小循环周期，其包括两行光栅结构，每行光栅结构具有相同的栅距和光栅开口宽度；所述第二行光栅结构比第一行光栅结构向右错开c距离；

c的计算方法：c=b；b为显示面板中亚像素的宽度；

其中，第i周期的第一行光栅结构比第1周期的第一行光栅结构向右错开d距离；

d的计算方法：d=2(i-1)b；i为整数，且i≥2；b为显示面板中亚像素的宽度；

或者，所述第二行光栅结构比第一行光栅结构向左错开c距离；c的计算方法：c=b；b为显示面板中亚像素的宽度；第i周期的第一行光栅结构比第1周期的第一行光栅结构向左错开d距离；d的计算方法：d=2(i-1)b；i为整数，且i≥2；b为显示面板中亚像素的宽度。

优选地，所述最小循环周期中，所述第一行光栅结构的高度是第二行光栅结构的高度的二分之一；或所述第一行光栅结构的高度是第二行光栅结构的高度的二倍。

其中，所述光栅的栅距p的计算方法如下；

其中，n为3D显示的视图数；b为显示面板中亚像素的宽度；s为人眼到光栅的距离；h为光栅与显示面板上像素阵列之间的距离。

进一步，所述光栅的光栅开口宽度k的计算方法如下：

其中，b为显示面板中亚像素的宽度；s为人眼到光栅的距离；h为光栅距离显示面板上像素阵列的距离。

具体地，所述光栅开口宽度k的取值范围是：0≤k≤p；其中p为光栅的栅距。

本实用新型还提供一种显示装置，包括如上所述的光栅和与该光栅相匹配的像素阵列。

其中，当3D显示偶数视图的情况下，即n取偶数时，所述光栅靠近中央位置的光栅开口沿数据线方向的中心线与像素阵列中央位置的位于n/2与n/2+1视图之间的亚像素黑矩阵中心线重合；其中，n为3D显示的视图数。

进一步，当3D显示奇数视图的情况下，即n取奇数时，所述光栅靠近中央位置的光栅开口沿数据线方向的中心线与像素阵列中央位置的位于(n+1)/2视图的亚像素中心线重合；其中，n为3D显示的视图数。

（三）有益效果

与现有技术和产品相比，本实用新型有如下优点：

本实用新型的光栅及显示装置，通过光栅的结构设置，减小了显示面板上像素阵列发出的光通过黑矩阵与光栅阵列时干涉形成明暗条纹的宽度，使明暗条纹宽度减小到人眼识别能力之外，从而有效地减轻了莫尔纹现象。

附图说明

图1是现有技术中3D显示时产生莫尔纹的原理示意图；

图2是裸眼3D显示的原理示意图；

图3为本实用新型中四视图像素排布规律的示意图；

图4是本实用新型实施例一的光栅与像素阵列的位置关系示意图一；

图5是本实用新型实施例一的光栅与像素阵列的位置关系示意图二；

图6是图4中Ⅰ的局部放大图；

图7是图4中Ⅱ的局部放大图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步描述。

本实施例提供一种光栅，所述光栅呈周期性循环设置；该光栅的第1周期作为最小循环周期，其包括两行光栅结构，每行光栅结构具有相同的栅距和光栅开口宽度；所述第二行光栅结构比第一行光栅结构向右错开c距离；

c的计算方法如下：c=b；b为显示面板中亚像素的宽度；第i周期的第一行光栅结构比第1周期的第一行光栅结构向右错开d距离；

d的计算公式如下：d=2(i-1)b；i为整数，且i≥2；b为显示面板中亚像素的宽度。

或者，所述第二行光栅结构比第一行光栅结构向左错开c距离；c的计算方法：c=b；b为显示面板中亚像素的宽度；第i周期的第一行光栅结构比第1周期的第一行光栅结构向左错开d距离；d的计算方法：d=2(i-1)b；i为整数，且i≥2；b为显示面板中亚像素的宽度。

其中，光栅可采用多种方法制成。例如，可采用印刷式薄膜结构形成光栅，或通过构图工艺利用黑矩阵胶形成光栅；此外，还可采用多种液晶显示器件，如扭曲向列型液晶显示器件，在静态驱动下显示若干黑色条纹，形成光栅。

本实施例中提供的阶梯状的光栅，可与像素阵列相配合，减小了显示面板上亚像素发出的光通过黑矩阵和光栅阵列时干涉形成明暗条纹的宽度，使宽度减小到人眼识别能力之外，从而有效地减轻了莫尔纹现象。

优选地，所述最小循环周期中，所述第一行光栅结构的高度是第二行光栅结构的高度的二分之一；或所述第一行光栅结构的高度是第二行光栅结构的高度的二倍。

具体结合像素阵列来说，所述第一行光栅结构与显示面板上的一行亚像素相对应设置，所述第二行光栅结构与该显示面板上的另外相邻的两行亚像素相对应设置；

或所述第一行光栅结构与显示面板上相邻两行亚像素相对应设置；所述第二行光栅结构与该显示面板上另外的一行亚像素相对应设置。

如图2所示，光栅200与彩膜基板100上的像素阵列相配合使用。根据三角形定律， $\frac{k}{b}=\frac{s}{s+h};$

$\frac{p}{\mathrm{nb}}=\frac{s}{s+h};$

$\frac{b}{l}=\frac{h}{s};$

从而推算出， $p=\frac{\mathrm{nbs}}{s+h};$

也可推算出，其中，n为3D显示的视图数；b为显示面板中亚像素的宽度；s为人眼到光栅的距离；h为光栅与显示面板上像素阵列之间的距离；l为人眼瞳孔间的距离。

进一步，光栅的光栅开口宽度k虽由计算方法算得，但其数值也可改变，所述光栅开口宽度k的取值范围是：0≤k≤p；其中p为光栅的栅距。

本实用新型实施例还提供一种显示装置，包括如上所述的光栅和与该光栅相匹配的像素阵列。

其中，当3D显示偶数视图的情况下，即n取偶数时，所述光栅靠近中央位置的光栅开口沿数据线方向的中心线与像素阵列中央位置的位于n/2与n/2+1视图之间的亚像素黑矩阵中心线重合；

此外，当3D显示奇数视图的情况下，即n取奇数时，所述光栅靠近中央位置的光栅开口沿数据线方向的中心线与像素阵列中央位置的位于(n+1)/2视图的亚像素中心线重合；

其中，光栅的中央位置就是指整个光栅的两条对角线的交叉点位置；n为3D显示的视图数。

实施例一

如图3和图4所示，本实施例以3D显示四视图像素排布为例，说明本实用新型提供的光栅及包括该光栅的显示装置。图3是本实用新型实施例一的像素阵列排布规律的示意图，标号为“1”、“2”、“3”或“4”的每个矩形是代表着显示面板亚像素显示的子视图。

图4是本实用新型实施例的一种光栅与像素阵列的位置关系示意图。其中，光栅200呈周期性循环设置，如第1周期、第2周期……第i周期，i为整数，且i≥2。

其中，光栅200的第1周期，即最小循环周期中，包括两行光栅结构。每行光栅结构具有相同的光栅栅距p和光栅开口宽度k。

如图6所示，第二行光栅结构比第一行光栅结构要向右错开c距离。c=b；b为显示面板中亚像素的宽度。

如图7所示，第2周期的第一行光栅结构比第1周期的第一行光栅结构向右错开d距离；d=2b；

第3周期的第一行光栅结构比第1周期的第一行光栅结构向右错开d距离；d=4b；

第4周期的第一行光栅结构比第1周期的第一行光栅结构向右错开d距离d=6b;

依次类推，第i周期的第一行光栅结构比第1周期的第一行光栅结构向右错开d距离d=2(i-1)b；i为整数，且i≥2。

如图4所示，每个周期的第一行光栅结构与显示面板上一行亚像素相对应设置；第二行光栅结构与该显示面板上的相邻两行亚像素相对应设置。第一行光栅结构高度是第二行光栅结构的高度的二分之一。

其中，所述光栅的栅距p的计算方法：

所述光栅的光栅开口宽度k的计算方法，其中，b为显示面板中亚像素的宽度；s为人眼到光栅的距离；h为光栅距显示面板上像素阵列的距离。其中，所述光栅开口宽度k的取值范围是：0≤k≤p；其中p为光栅的栅距。

此外，本实施例中提供另一种光栅，光栅200的第1周期，即最小循环周期中，第二行光栅结构比第一行光栅结构要向左错开c距离。c=b；b为显示面板中亚像素的宽度。第2周期的第一行光栅结构比第1周期的第一行光栅结构向左错开d距离；d=2b；依次类推，第i周期的第一行光栅结构比第1周期的第一行光栅结构向左错开d距离d=2(i-1)b；i为整数，且i≥2。如图5所示，与该种光栅配合的显示面板的亚像素排列矩阵，需要与第一种光栅对应的亚像素排列具有相反的排列顺序即可，能够具有与第一种光栅相同的功能。

实施例二

该实施例提供的一种显示装置，显示装置可为笔记本电脑、手机、电视、平板电脑、液晶面板等，其包括上述的光栅和阵列基板，该阵列基板上的视图为四视图模式。所述光栅靠近中央位置的光栅开口沿数据线方向的中心线与像素阵列中央位置的位于“2”与“3”视图之间的亚像素黑矩阵中心线重合。

以上仅为本实用新型的优选实施例，当然，本实用新型还可以有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种光栅，其特征在于，所述光栅呈周期性循环设置；所述光栅的第1周期作为最小循环周期，其包括两行光栅结构，每行光栅结构具有相同的栅距和光栅开口宽度； 

其中，所述第二行光栅结构比第一行光栅结构向右错开c距离；所述c距离为显示面板中亚像素的宽度；第i周期的第一行光栅结构比第1周期的第一行光栅结构向右错开d距离；所述d距离为2(i-1)倍的显示面板中亚像素的宽度；i为整数，且i≥2； 

或者，所述第二行光栅结构比第一行光栅结构向左错开c距离；所述c距离为显示面板中亚像素的宽度；第i周期的第一行光栅结构比第1周期的第一行光栅结构向左错开d距离；所述d距离为2(i-1)倍的显示面板中亚像素的宽度；i为整数，且i≥2。 

2.根据权利要求1所述的光栅，其特征在于，所述最小循环周期中，所述第一行光栅结构的高度是第二行光栅结构的高度的二分之一；或所述第一行光栅结构的高度是第二行光栅结构的高度的二倍。 

3.根据权利要求1或2所述的光栅，其特征在于，所述光栅的栅距p为： 

其中，n为3D显示的视图数；b为显示面板中亚像素的宽度；s为人眼到光栅的距离；h为光栅与显示面板上像素阵列之间的距离。 

4.根据权利要求3所述的光栅，其特征在于，所述光栅的光栅开口宽度k为： 

其中，b为显示面板中亚像素的宽度；s为人眼到光栅的距离；h为光栅距离显示面板上像素阵列的距离。 

5.根据权利要求4所述的光栅，其特征在于，所述光栅开口宽度 k的取值范围是：0≤k≤p；其中p为光栅的栅距。 

6.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1～5任一项所述的光栅和与所述光栅相匹配的像素阵列。 

7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，当3D显示偶数视图的情况下，即n取偶数时，所述光栅靠近中央位置的光栅开口沿数据线方向的中心线与像素阵列中央位置的位于n/2与n/2+1视图之间的亚像素黑矩阵中心线重合；其中，n为3D显示的视图数。 

8.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，当3D显示奇数视图的情况下，即n取奇数时，所述光栅靠近中央位置的光栅开口沿数据线方向的中心线与像素阵列中央位置的位于(n+1)/2视图的亚像素中心线重合；其中，n为3D显示的视图数。