LIQUID CRYSTAL GRATING AND DRIVING METHOD THEREOF, AND DISPLAY DEVICE

相关申请

本申请要求保护在2017年9月28日提交的申请号为201710897591.0的中国专利申请的优先权，该申请的全部内容以引用的方式结合到本文中。

本公开涉及显示技术领域，尤其涉及一种液晶光栅及其驱动方法、显示装置。

在使用常规的视差光栅实现三维显示的时候，视差光栅在横轴或纵轴方向对光线的透过状态进行控制；利用视差光栅，观察者的左眼和右眼分别获得了对应于左眼和右眼的不同图像，从而产生三维视觉。

公开内容

根据本公开的一方面，本公开实施例提供了一种液晶光栅的驱动方法。所述液晶光栅包括：公共电极、与所述公共电极相对设置的m个光栅电极组、以及布置在所述公共电极和所述m个光栅电极组之间的液晶层；每个光栅电极组包括n个光栅电极，其中m、n为正整数；并且每个光栅电极能够驱动对应的液晶层部分在初始光学状态和上电光学状态之间切换。所述方法包括：将公共电极电压施加至所述公共电极；将第一电压施加至对应于初始光学状态的光栅电极；以及将第二电压施加至所述m个光栅电极组中一部分对应于上电光学状态的光栅电极，并将第三电压施加至所述m个光栅电极组中其余对应于上电光学状态的光栅电极；所述第二电压和所述第三电压相对于所述公共电极电压相互反相，且所述第二电压与所述公共电极电压的差值和所述公共电极电压与所述第三电压的差值相等。

可选地，将第二电压施加至所述m个光栅电极组中一部分对应于上电光学状态的光栅电极，并将第三电压施加至所述m个光栅电极组中其余对应于上电光学状态的光栅电极的步骤包括：将所述第二电压 施加至第2a+1个光栅周期中对应于上电光学状态的光栅电极；并将所述第三电压施加至第2a+2个光栅周期中对应于上电光学状态的光栅电极；其中a为自然数。

可选地，将第二电压施加至所述m个光栅电极组中一部分对应于上电光学状态的光栅电极，并将第三电压施加至所述m个光栅电极组中其余对应于上电光学状态的光栅电极的步骤包括：将所述第二电压施加至每个光栅周期中对应于上电光学状态的第2b+1个光栅电极，并且将所述第三电压施加至每个光栅周期中对应于上电光学状态的第2b+2个光栅电极；其中b为自然数。

可选地，所述第一电压与所述公共电极电压相同。

可选地，所述液晶光栅为常白型液晶光栅，所述初始光学状态为透光状态，所述上电光学状态为遮光状态。

可选地，所述液晶光栅为常黑型液晶光栅，所述初始光学状态为遮光状态，所述上电光学状态为透光状态。

根据本公开的另一个方面，本公开实施例提供了一种液晶光栅。所述液晶光栅包括：公共电极、与所述公共电极相对设置的m个光栅电极组、以及布置在所述公共电极和所述m个光栅电极组之间的液晶层；每个光栅电极组包括n个光栅电极，其中m、n为正整数；并且每个光栅电极能够驱动对应的液晶层部分在初始光学状态和上电光学状态之间切换；其中，所述m个光栅电极组中一部分对应于上电光学状态的光栅电极直接相连，所述m个光栅电极组中其余对应于上电光学状态的光栅电极直接相连。

在一些实施例中，所述公共电极施加有公共电极电压。对应于初始光学状态的光栅电极施加有第一电压。并且其中，所述m个光栅电极组中一部分对应于上电光学状态的光栅电极施加有第二电压，所述m个光栅电极组中其余对应于上电光学状态的光栅电极施加有第三电压。所述第二电压和所述第三电压相对于所述公共电极电压相互反相，且所述第二电压与所述公共电极电压的差值和所述公共电极电压与所述第三电压的差值相等。

可选地，第2a+1个光栅周期中对应于上电光学状态的光栅电极直接相连；第2a+2个光栅周期中对应于上电光学状态的光栅电极直接相连；其中a为自然数。可替换地，第2a+1个光栅周期中对应于上电光 学状态的光栅电极施加有所述第二电压；第2a+2个光栅周期中对应于上电光学状态的光栅电极施加有所述第三电压；其中a为自然数。

可选地，所述液晶光栅还包括2n条光栅电极引线。第2a+1个光栅周期和第2a+2个光栅周期中的2n个光栅电极按顺序分别地连接至所述2n条光栅电极引线。

可选地，每个光栅周期中对应于上电光学状态的第2b+1个光栅电极施加有所述第二电压，并且每个光栅周期中对应于上电光学状态的第2b+2个光栅电极施加有所述第三电压；其中b为自然数。

可选地，所述液晶光栅还包括n条光栅电极引线。每个光栅周期中的n个光栅电极按顺序分别地连接至所述n条光栅电极引线。

可选地，所述第一电压与所述公共电极电压相同。

可选地，所述液晶光栅为常白型液晶光栅，所述初始光学状态为透光状态，所述上电光学状态为遮光状态。

可选地，所述液晶光栅为常黑型液晶光栅，所述初始光学状态为遮光状态，所述上电光学状态为透光状态。

根据本公开的另一方面，本公开实施例还提供了一种显示装置。所述显示装置包括显示面板和如以上实施例所述的液晶光栅，所述液晶光栅布置在所述显示面板的出光侧或入光侧。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术的液晶光栅的结构示意图；

图2为图1所示的液晶光栅加载电压的示意图；

图3为根据本公开实施例的液晶光栅的示意图；

图4为根据本公开实施例的液晶光栅加载电压的示意图；

图5为根据本公开另一实施例的液晶光栅的示意图；

图6为根据本公开又一实施例的液晶光栅的示意图；

图7(a)和图7(b)为根据本公开实施例的显示装置的结构示意 图；以及

图8为根据本公开实施例的液晶光栅的驱动方法的流程图。

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

如图1所示，相关技术中，用于三维显示的液晶光栅包括多个光栅电极1、公共电极2以及布置在光栅电极1和公共电极2之间的液晶层3。每个光栅电极1可以是条状的。在进行三维显示时，所述多个光栅电极1被分组为多个光栅周期4。其中，如图2所示，例如对于常白型液晶光栅来说，每个光栅周期4中的遮光部41对应的光栅电极1施加了电压V1，每个光栅周期4中的透光部42对应的光栅电极1施加了电压V2，并且通常V2与公共电极2的电压Vcom近似相等(如图2所示，V2和Vcom的差值ΔV2可以忽略不计)。当V1和Vcom的差值ΔV1大于预定的工作电压时，遮光部41对应的液晶被偏转，从而形成遮光部41。

发明人发现，由于液晶电容的存在，公共电极电压会随着光栅电极电压的变化而变化。特别的，如图2所示，当光栅周期4的开口率小于50％(即，光栅周期4中的遮光部41面积大于光栅周期面积的50％)时，对应遮光部41的光栅电极施加有电压V1。在此情况下，公共电极的电压Vcom将被显著向上拉升至Vcom′。对于遮光部41对应的液晶来说，加载在液晶两侧的电压差ΔV1′相对于预定的ΔV1显著变小，该区域透明度将显著提高。因此预定的遮光部会失效，甚至变为透光部。相反地，对于透光部42对应的液晶来说，加载在液晶两侧的电压差ΔV2′相对于ΔV2显著变大，该区域透明度将显著下降。因此预定的透光部会失效，甚至变为遮光部。在此情况下，液晶光栅中的遮光部41和透光部42可能发生混乱并导致液晶光栅失效。

有鉴于此，本公开的实施例提供一种液晶光栅及其驱动方法、显示装置，稳定了公共电极上的电压，有效地避免了液晶光栅的失效。

根据本公开的一个方面，本公开实施例提供了一种液晶光栅。如图3所示，所述液晶光栅300包括：公共电极301、与所述公共电极相对设置的m个光栅电极组302、以及布置在所述公共电极301和所述m个光栅电极组302之间的液晶层303。每个光栅电极组302包括n个光栅电极304，其中m、n为正整数。每个光栅电极304能够驱动对应的液晶层部分在初始光学状态和上电光学状态之间切换。所述m个光栅电极组302中一部分对应于上电光学状态的光栅电极304直接相连，所述m个光栅电极组302中其余对应于上电光学状态的光栅电极304直接相连

在一些实施例中，所述公共电极301施加有公共电极电压Vcom。对应于初始光学状态的光栅电极304施加有第一电压V1。并且其中，所述m个光栅电极组302中一部分对应于上电光学状态的光栅电极304施加有第二电压V2，所述m个光栅电极组302中其余对应于上电光学状态的光栅电极304施加有第三电压V3。所述第二电压V2和所述第三电压V3相对于所述公共电极电压Vcom相互反相，且所述第二电压V2与所述公共电极电压Vcom的差值ΔV2和所述公共电极电压与所述第三电压的差值ΔV3相等，如图4所示。

在本公开实施例中，所述公共电极施加有公共电极电压，对应于初始光学状态的光栅电极施加有第一电压。所述m个光栅电极组中一部分对应于上电光学状态的光栅电极施加有第二电压，所述m个光栅电极组中其余对应于上电光学状态的光栅电极施加有第三电压；所述第二电压和所述第三电压相对于所述公共电极电压相互反相，且所述第二电压与所述公共电极电压的差值和所述公共电极电压与所述第三电压的差值相等。相比于传统的驱动方式，本公开实施例利用相对于所述公共电极电压相互反相的所述第二电压和所述第三电压，避免了对所有对应于上电光学状态的光栅电极施加单一极性的电压。由于液晶电容的存在，所述第二电压对公共电极电压产生的影响和所述第三电压对公共电极电压产生的影响相互抵消。由此，能够有效地减小或消除液晶电容导致的公共电极电压波动，避免液晶光栅失效。

在本公开的上下文中，“相互反相”指的是两个电压相对于参考电压(例如，公共电极电压)来说分别具有正值和负值，并且该两个电压并不必须相对于参考电压具有相同的绝对值。

在本公开提供的实例中，所述液晶光栅为常白型液晶光栅，所述初始光学状态为透光状态，所述上电光学状态为遮光状态。本领域技术人员能够理解，所述液晶光栅也可以为常黑型液晶光栅，相应地，所述初始光学状态为遮光状态，所述上电光学状态为透光状态。

利用每个光栅周期中的n个光栅电极，液晶光栅的遮光部和透光部的宽度可以根据显示的需要进行调整。并且，也可以调整光栅周期(对应于光栅电极的数量n)，从而针对不同的距离和位置来实现三维显示。因此本公开实施例提供的液晶光栅还可以是可调液晶光栅。

可选地，如图3所示，第2a+1个光栅周期302中对应于上电光学状态的光栅电极304直接相连；第2a+2个光栅周期302中对应于上电光学状态的光栅电极304直接相连；其中a为自然数。可替换地，如图5所示，第2a+1个光栅周期302中对应于上电光学状态的光栅电极304施加有所述第二电压V2；第2a+2个光栅周期302中对应于上电光学状态的光栅电极304施加有所述第三电压V3；其中a为自然数。

在一些实施例中，第奇数个光栅周期中对应于上电光学状态的光栅电极施加有所述第二电压；第偶数个光栅周期中对应于上电光学状态的光栅电极施加有所述第三电压。即，所述第二电压和第三电压分别施加到直接相邻的两个光栅周期中。这样的空间分布使得直接相邻的两个光栅周期相对于公共电极电压具有相反的电压极性。因此该液晶光栅中，所述第二电压对公共电极电压产生的影响几乎完全抵消了所述第三电压对公共电极电压产生的影响，从而进一步稳定了公共电极电压。

可选地，如图5所示，所述液晶光栅300还包括2n条光栅电极引线305-1～305-2n。第2a+1个光栅周期302和第2a+2个光栅周期302中的2n个光栅电极304按顺序分别地连接至所述2n条光栅电极引线305-1～305-2n。尽管在本公开中以n＝4为实例进行了描述，然而n还可以是其他正整数，例如3、5、6、7、8等。

在一些实施例中，利用2n条光栅电极引线，可以将所述公共电极电压、第一电压、第二电压和第三电压分别施加至相应的光栅电极。

可选地，如图6所示，每个光栅周期302中对应于上电光学状态的第2b+1个光栅电极304施加有所述第二电压V2，并且每个光栅周期302中对应于上电光学状态的第2b+2个光栅电极304施加有所述第 三电压V3；其中b为自然数。

在一些实施例中，每个光栅周期中对应于上电光学状态的第奇数个光栅电极施加有所述第二电压，并且每个光栅周期中对应于上电光学状态的第偶数个光栅电极施加有所述第三电压。即，所述第二电压和第三电压分别施加至同一光栅周期中直接相邻的两个对应于上电光学状态的光栅电极。这样的空间分布使得同一光栅周期内部相对于公共电极电压具有相反的电压极性。因此该液晶光栅中，所述第二电压对公共电极电压产生的影响几乎完全抵消了所述第三电压对公共电极电压产生的影响，从而进一步稳定了公共电极电压。

可选地，如图6所示，所述液晶光栅还包括n条光栅电极引线305-1～305-n。每个光栅周期302中的n个光栅电极304按顺序分别地连接至所述n条光栅电极引线305-1～305-n。

在一些实施例中，利用n条光栅电极引线，可以将所述公共电极电压、第一电压、第二电压和第三电压分别施加至相应的光栅电极。这样的布线方案还进一步简化了液晶光栅的外围电路。

本领域技术人员能够理解，在本公开实施例中，当所有光栅电极的形状和面积都相同时，施加第二电压的光栅电极的数目可以等于施加第三电压的光栅电极的数目，从而完全抵消所述第二电压和第三电压对公共电极电压产生的影响。然而，当施加第二电压的光栅电极的数目和施加第三电压的光栅电极的数目之比在1∶1～1∶5的范围内时，也能获得理想的效果。并且，本公开实施例也不受限于附图中示出的第二电压和第三电压的施加方式。例如，在图3所示的实施例中，可以将所述第二电压和第三电压分别施加到直接相邻的两个光栅周期中，也可以将所述第二电压和第三电压分别施加至同一光栅周期中直接相邻的两个对应于上电光学状态的光栅电极。

可选地，所述第一电压V1与所述公共电极电压Vcom相同。

在一些实施例中，所述第一电压与所述公共电极电压相同，由此消除了所述第一电压对公共电极电压产生的影响，从而进一步稳定了公共电极电压。

可选地，所述液晶光栅为常白型液晶光栅，所述初始光学状态为透光状态，所述上电光学状态为遮光状态。

在一些实施例中，所述液晶光栅为常白型液晶光栅，所述初始光 学状态为透光状态，所述上电光学状态为遮光状态。每个光栅周期中，对应于所述上电光学状态的若干个光栅电极形成遮光部，对应于初始光学状态的若干个光栅电极形成透光部，从而形成液晶光栅的条纹结构。

可选地，所述液晶光栅为常黑型液晶光栅，所述初始光学状态为遮光状态，所述上电光学状态为透光状态。

在一些实施例中，所述液晶光栅为常黑型液晶光栅，所述初始光学状态为遮光状态，所述上电光学状态为透光状态。每个光栅周期中，对应于所述上电光学状态的若干个光栅电极形成透光部，对应于初始光学状态的若干个光栅电极形成遮光部，从而形成液晶光栅的条纹结构。

根据本公开的另一方面，本公开实施例还提供了一种显示装置。如图7(a)所示，所述显示装置700包括显示面板701和如以上实施例所述的液晶光栅300，所述液晶光栅300布置在所述显示面板701的出光侧。在该实施例中，显示面板701可以是液晶显示面板或OLED显示面板。可替换地，如图7(b)所示，在本公开另一实施例中，所述液晶光栅300也可以布置在所述显示面板701入光侧。在该实施例中，显示面板701可以是液晶显示面板。该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。该显示装置的实施可以参见上述液晶光栅的实施例，重复之处不再赘述。

根据本公开的又一方面，本公开实施例还提供了一种液晶光栅的驱动方法。所述液晶光栅包括：公共电极、与所述公共电极相对设置的m个光栅电极组、以及布置在所述公共电极和所述m个光栅电极组之间的液晶层；每个光栅电极组包括n个光栅电极，其中m、n为正整数；并且每个光栅电极能够驱动对应的液晶层部分在初始光学状态和上电光学状态之间切换。如图8所示，所述方法800包括以下步骤：S801，将公共电极电压施加至所述公共电极；S802，将第一电压施加至对应于初始光学状态的光栅电极；以及S803，将第二电压施加至所述m个光栅电极组中一部分对应于上电光学状态的光栅电极，并将第三电压施加至所述m个光栅电极组中其余对应于上电光学状态的光栅电极；所述第二电压和所述第三电压相对于所述公共电极电压相互反 相，且所述第二电压与所述公共电极电压的差值和所述公共电极电压与所述第三电压的差值相等。

相比于传统的驱动方式，本公开实施例利用相对于所述公共电极电压相互反相的所述第二电压和所述第三电压，避免了对所有对应于上电光学状态的光栅电极施加单一极性的电压。由于液晶电容的存在，所述第二电压对公共电极电压产生的影响和所述第三电压对公共电极电压产生的影响相互抵消。由此，能够有效地减小或消除液晶电容导致的公共电极电压波动，避免液晶光栅失效。

可选地，将第二电压施加至所述m个光栅电极组中一部分对应于上电光学状态的光栅电极，并将第三电压施加至所述m个光栅电极组中其余对应于上电光学状态的光栅电极的步骤S803包括：将所述第二电压施加至第2a+1个光栅周期中对应于上电光学状态的光栅电极；并将所述第三电压施加至第2a+2个光栅周期中对应于上电光学状态的光栅电极；其中a为自然数。

在一些实施例中，第奇数个光栅周期中对应于上电光学状态的光栅电极施加有所述第二电压；第偶数个光栅周期中对应于上电光学状态的光栅电极施加有所述第三电压。即，所述第二电压和第三电压分别施加到直接相邻的两个光栅周期中。这样的空间分布使得直接相邻的两个光栅周期相对于公共电极电压具有相反的电压极性。因此该液晶光栅中，所述第二电压对公共电极电压产生的影响几乎完全抵消了所述第三电压对公共电极电压产生的影响，从而进一步稳定了公共电极电压。

可选地，将第二电压施加至所述m个光栅电极组中一部分对应于上电光学状态的光栅电极，并将第三电压施加至所述m个光栅电极组中其余对应于上电光学状态的光栅电极的步骤S803包括：将所述第二电压施加至每个光栅周期中对应于上电光学状态的第2b+1个光栅电极，并且将所述第三电压施加至每个光栅周期中对应于上电光学状态的第2b+2个光栅电极；其中b为自然数。

在一些实施例中，每个光栅周期中对应于上电光学状态的第奇数个光栅电极施加有所述第二电压，并且每个光栅周期中对应于上电光学状态的第偶数个光栅电极施加有所述第三电压。即，所述第二电压和第三电压分别施加至同一光栅周期中直接相邻的两个对应于上电光 学状态的光栅电极。这样的空间分布使得同一光栅周期内部相对于公共电极电压具有相反的电压极性。因此该液晶光栅中，所述第二电压对公共电极电压产生的影响几乎完全抵消了所述第三电压对公共电极电压产生的影响，从而进一步稳定了公共电极电压。

可选地，所述第一电压与所述公共电极电压相同。

在一些实施例中，所述第一电压与所述公共电极电压相同，由此消除了所述第一电压对公共电极电压产生的影响，从而进一步稳定了公共电极电压。

可选地，所述液晶光栅为常白型液晶光栅，所述初始光学状态为透光状态，所述上电光学状态为遮光状态。可替换地，所述液晶光栅为常黑型液晶光栅，所述初始光学状态为遮光状态，所述上电光学状态为透光状态。

根据本公开实施例提供的液晶光栅及其驱动方法、显示装置，利用相对于所述公共电极电压相互反相的所述第二电压和所述第三电压，避免了对所有对应于上电光学状态的光栅电极施加单一极性的电压。由于液晶电容的存在，所述第二电压对公共电极电压产生的影响和所述第三电压对公共电极电压产生的影响相互抵消。由此，能够有效地减小或消除液晶电容导致的公共电极电压波动，避免液晶光栅失效。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。