一种快门眼镜及3D显示系统
阅读：1027发布：2020-09-11
专利汇可以提供一种快门眼镜及3D显示系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种快 门 眼镜和3D显示系统。该 快门眼镜 包括第一偏光片、第二偏光片、常白型 液晶 面板和常黑型液晶面板，其中，常黑型液晶面板的厚度不等于常白型液晶面板的厚度，并且在第一偏光片与常黑型液晶面板的液晶层之间和/或第二偏光片与常黑型液晶面板的液晶层之间设置有光学补偿膜，以补偿常黑型液晶面板的液晶层在暗态时的色散。通过上述方式，本发明一方面能够缩短快门眼镜的反应时间，从而达到降低耗电成本的目的，另一方面能够降低3D串扰。，下面是一种快门眼镜及3D显示系统专利的具体信息内容。
1.一种快门眼镜，所述快门眼镜包括镜框、设置在所述镜框内的液晶面板以及第一偏光片和第二偏光片，其特征在于，所述液晶面板包括层叠设置的常白型液晶面板和常黑型液晶面板，其中，所述常黑型液晶面板的厚度不等于所述常白型液晶面板的厚度，所述第一偏光片设置在所述常白型液晶面板和所述常黑型液晶面板之间，所述常黑型液晶面板的液晶层设置在所述第一偏光片和所述第二偏光片之间，并且在所述第一偏光片与所述常黑型液晶面板的液晶层之间和/或所述第二偏光片与所述常黑型液晶面板的液晶层之间设置有光学补偿膜，以补偿所述常黑型液晶面板的液晶层在暗态时的色散。
2.根据权利要求1所述的快门眼镜，其特征在于，根据所述常黑型液晶面板的液晶层的色散的变化趋势设置所述光学补偿膜的厚度，所述常黑型液晶面板的液晶层的色散的变化趋势越大，其光学补偿膜的厚度越厚。
3.根据权利要求1所述的快门眼镜，其特征在于，所述常黑型液晶面板包括第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板夹持所述液晶层，并且所述第一基板靠近所述第一偏光片，所述第二基板靠近所述第二偏光片，其中，所述光学补偿膜设置在所述第一偏光片与所述第一基板之间和/或所述第二偏光片与所述第二基板之间。
4.根据权利要求1所述的快门眼镜，其特征在于，所述常黑型液晶面板包括第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板夹持所述液晶层，并且所述第一基板靠近所述第一偏光片，所述第二基板靠近所述第二偏光片，其中，所述光学补偿膜设置在所述第一基板与所述液晶层之间和/或所述第二基板与所述液晶层之间。
5.根据权利要求1所述的快门眼镜，其特征在于，所述快门眼镜包括第三偏光片，其中，所述第三偏光片和所述第一偏光片夹持所述常白型液晶面板，其中，所述第二偏光片的光轴与所述第一偏光片的光轴平行，所述第三偏光片的光轴与所述第一偏光片的光轴垂直。
6.根据权利要求1所述的快门眼镜，其特征在于，所述光学补偿膜的材质包括三醋酸纤维素、环烯烃共聚物、环烯烃聚合物或热可塑性聚酯的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的快门眼镜，其特征在于，所述快门眼镜包括入光侧和出光侧，所述常黑型液晶面板设置在所述入光侧，所述常白型液晶面板设置在所述出光侧。
8.根据权利要求1所述的快门眼镜，其特征在于，所述快门眼镜包括入光侧和出光侧，所述常白型液晶面板设置在所述入光侧，所述常黑型液晶面板设置在所述出光侧。
9.根据权利要求1所述的快门眼镜，其特征在于，所述快门眼镜还包括驱动电路，所述驱动电路用于产生驱动所述液晶面板的信号。
10.一种3D显示系统，其特征在于，所述3D显示系统包括如权利要求1-9任一项所述的快门眼镜。
一种快门眼镜及3D显示系统
技术领域
背景技术
[0002] 在高清电视已成为市场主流产品的时代，加载3D模式已是大尺寸电视必须有的功能。3D电视通常是使用眼镜观赏3D效果，现有的3D电视通常为快门式3D电视和偏光式3D电视两大类。
[0003] 快门式3D电视需要使用设置了120Hz或以上的刷新频率的液晶面板的快门眼镜来观赏3D效果。快门眼镜的原理为：当显示左眼画面时，则关闭快门眼镜的右眼；同理，当显示右眼画面时，则关闭快门眼镜的左眼，由此分开左右眼画面，从而使观赏者感受到3D效果。
[0004] 目前，快门眼镜通常使用扭曲向列型(Twisted Nematic type，TN type)液晶面板。请参阅图1，图1是现有技术的快门眼镜反应的波形示意图。如图1所示，该快门眼镜的亮度随着液晶面板输入电压的改变而改变，其中，电压上升时间（Rise time，Tr)与电压下降时间(Fall time，Tf)并不对称，由图1可得，Tr快于Tf，且Tr和Tf存在1~2倍的差异。因此，通常会导致产生3D残影和3D画面亮度不足的缺陷。为避免上述两种缺陷，现有技术通常采用以下方案：1.背光分时开关以避开液晶未反应完全的时间；2.提高液晶面板亮度，以提高3D画面下亮度不足的部份。
[0005] 但是，现有技术的方案会导致用电成本和液晶面板生产成本的增加。
发明内容
[0006] 本发明主要解决的技术问题是提供一种快门眼镜及3D显示系统，一方面能够缩短快门眼镜的反应时间，从而达到降低耗电成本的目的，另一方面能够降低3D串扰。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种快门眼镜，该快门眼镜包括镜框、设置在镜框内的液晶面板以及第一偏光片和第二偏光片，该液晶面板包括层叠设置的常白型液晶面板和常黑型液晶面板，其中，常黑型液晶面板的厚度不等于常白型液晶面板的厚度，第一偏光片设置在常白型液晶面板和常黑型液晶面板之间，常黑型液晶面板的液晶层设置在第一偏光片和第二偏光片之间，并且在第一偏光片与常黑型液晶面板的液晶层之间和/或第二偏光片与常黑型液晶面板的液晶层之间设置有光学补偿膜，以补偿常黑型液晶面板的液晶层在暗态时的色散。
[0008] 其中，根据常黑型液晶面板的液晶层的色散的变化趋势设置光学补偿膜的厚度，常黑型液晶面板的液晶层的色散的变化趋势越大，其光学补偿膜的厚度越厚。
[0009] 其中，常黑型液晶面板包括第一基板和第二基板，第一基板和第二基板夹持液晶层，并且第一基板靠近第一偏光片，第二基板靠近第二偏光片，其中，光学补偿膜设置在第一偏光片与第一基板之间和/或第二偏光片与第二基板之间。
[0010] 其中，常黑型液晶面板包括第一基板和第二基板，第一基板和第二基板夹持液晶层，并且第一基板靠近第一偏光片，第二基板靠近第二偏光片，其中，光学补偿膜设置在第一基板与液晶层之间和/或第二基板与液晶层之间。
[0011] 其中，快门眼镜包括第三偏光片，其中，第三偏光片和第一偏光片夹持常白型液晶面板，其中，第二偏光片的光轴与第一偏光片的光轴平行，第三偏光片的光轴与第一偏光片的光轴垂直。
[0013] 其中，快门眼镜包括入光侧和出光侧，常黑型液晶面板设置在入光侧，常白型液晶面板设置在出光侧。
[0014] 其中，快门眼镜包括入光侧和出光侧，常白型液晶面板设置在入光侧，常黑型液晶面板设置在出光侧。
[0016] 为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种3D显示系统，该3D显示系统包括如上所述的快门眼镜。
[0017] 本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明在快门眼镜中层叠设置厚度不同的常白型液晶面板和常黑型液晶面板，并且在第一偏光片与常黑型液晶面板的液晶层之间和/或第二偏光片与常黑型液晶面板的液晶层之间设置有光学补偿膜，以补偿常黑型液晶面板的液晶层在暗态时的色散，进而减低3D串扰。另一方面，本发明设置了厚度不同的常白型液晶面板和常黑型液晶面板，使得本发明的快门眼镜的反应时间分别是常白型液晶面板和常黑型液晶面板的电压上升时间，因此，缩短了快门眼镜的反应时间，从而达到降低耗电成本的目的。附图说明
[0018] 图1是现有技术的快门眼镜反应的波形示意图；
[0019] 图2是本发明第一实施例的快门眼镜的结构示意图；
[0020] 图3是图2所示的快门眼镜的局部结构示意图；
[0021] 图4是光的波长与色散趋势的关系图；
[0022] 图5是本发明第二实施例的快门眼镜的局部结构示意图；
[0023] 图6是本发明第三实施例的快门眼镜的局部结构示意图；
[0024] 图7是本发明第四实施例的快门眼镜的局部结构示意图；
[0025] 图8是本发明第五实施例的快门眼镜的局部结构示意图；
[0026] 图9是本发明的快门眼镜反应的波形示意图；
[0027] 图10是本发明的3D显示系统的结构示意图。
具体实施方式
[0028] 请参阅图2，图2是本发明第一实施例的快门眼镜的结构示意图。如图2所示，本发明的快门眼镜20包括镜框21、架脚22、液晶面板23和驱动电路27。其中，架脚22用于支撑镜框21。镜框21用于支撑并固定作为镜片的液晶面板23。驱动电路27设置在架脚22上，用于产生驱动液晶面板23的信号，并且该信号优选为矩形方波信号。
[0029] 请参阅图3，图3是图2所示的快门眼镜的局部结构示意图。如图3所示，本实施例的液晶面板23包括层叠设置的常白型液晶面板231和常黑型液晶面板232。其中，常黑型液晶面板232的厚度不等于常白型液晶面板231的厚度。
[0030] 本实施例中，快门眼镜20还包括第一偏光片24、第二偏光片25和第三偏光片26，常白型液晶面板231包括液晶层235，常黑型液晶面板232包括液晶层234。其中，第一偏光片24设置在常白型液晶面板231和常黑型液晶面板232之间，常黑型液晶面板232的液晶层234设在第二偏光片25与第一偏光片24之间，第三偏光片26和第一偏光片24夹持常白型液晶面板231。其中，在第二偏光片25与常黑型液晶面板232的液晶层234之间设置有光学补偿膜233，以补偿常黑型液晶面板232的液晶层234在暗态时的色散。
[0031] 具体而言，常黑型液晶面板232还包括第一基板236和第二基板237，其中，第一基板236靠近第一偏光片24，第二基板237靠近第二偏光片25，并且第一基板236和第二基板237夹持液晶层234。本实施例中，光学补偿膜233设置在第二偏光片25与第二基板237之间。
[0032] 本实施例中，根据常黑型液晶面板232的液晶层234的色散的变化趋势设置光学补偿膜233的厚度，具体而言，常黑型液晶面板232的液晶层234的色散的变化趋势越大，光学补偿膜233的色散的变化趋势也越大，因此，其厚度越厚。但只要液晶层234的材料确定后，其色散的趋势即确定。因此，在设计常黑型液晶面板232时，根据常黑型液晶面板232的液晶的材料计算出常黑型液晶面板232的液晶层234的色散趋势情况，然后根据液晶层234的色散的趋势对应设置光学补偿膜233的厚度，使得光学补偿膜233能够补偿色散。
[0033] 本实施例中，光学补偿膜233为多光轴结构补偿膜，在多个光轴的方向上具有不同的折射率，其主要材料包括三醋酸纤维素（TAC）、环烯烃共聚物（COC）、环烯烃聚合物（COP）或热可塑性聚酯（PET）的一种或多种。
[0034] 设置了光学补偿膜233后进一步对常黑型液晶面板232的厚度进行调整，具体调整过程为：直接向处于常态的常黑型液晶面板232提供复合光源，然后调整常黑型液晶面板232的厚度，直至光线通过常黑型液晶面板232和补偿膜233后，其相位差Δnd在不同的波长下能够保持定值，具体请参阅图4，图4是光的波长与色散趋势的关系图。如图4所示，因为光学补偿膜233对液晶层234在不同波长λ下的色散进行补偿，因此，使得光线的相位差Δnd始终保持定值，从而使不同波长λ的光经过常黑型液晶面板232后其偏振态均旋转90度。此时，常黑型液晶面板232的透光率为最低。应理解，常黑型液晶面板232处于常态时为暗态，而常白型液晶面板231处于常态时为亮态，因此，常黑型液晶面板232最低的透光率能够降低快门眼镜20的3D串扰。
[0035] 可以理解的是，快门眼镜20设置了光学补偿膜233后，因为要保证常黑型液晶面板232的最低透光率，因此经过厚度调整之后的常黑型的液晶面板232的厚度与常白型液晶面板231的厚度不同。并且常黑型液晶面板232的具体厚度以调整到其为最低透光率时的厚度为准，本发明对此不作限制。
[0036] 本实施例中，快门眼镜20还包括入光侧S1和出光侧S2，其中，常白型液晶面板231设置在入光侧S1，常黑型液晶面板232设置在出光侧S2。
[0037] 在其他实施例中，常黑型液晶面板232也可设置在入光侧S1，常白型液晶面板231则对应设置在出光侧S2。
[0038] 请参阅图5，图5是本发明第二实施例的快门眼镜的局部结构示意图。如图5所述，本实施例的快门眼镜50与第一实施例的快门眼镜20的不同之处在于：本实施例的快门眼镜50的光学补偿膜533设置在第一偏光片54和第一基板536之间。
[0039] 同理，图5所述的光线补偿膜533同样可以起到补偿常黑型液晶面板532的液晶层534在暗态时的色散。
[0040] 请参阅图6，图6是本发明第三实施例的快门眼镜的局部结构示意图。如图6所示，本实施例的快门眼镜60与第一实施例的快门眼镜20的不同之处在于：本实施例的快门眼镜60包括第一光学补偿膜633a和第二光学补偿膜633b。其中，第一光学补偿膜633a设置在第一偏光64和第一基板636之间，第二光学补偿膜633b设置在第二偏光65和第二基板637之间。
[0041] 值得注意的是，在制作光学补偿膜的材质和方法相同，并且运用到色散变化趋势相同的常黑型液晶面板的情况下，本实施例的第一光学膜片633a和第二光学膜片633b的厚度分别比第一实施例的光学补偿膜233的厚度小。
[0042] 同理，本实施例的第一光学补偿膜633a和第二光学补偿膜633b同样可以补偿常黑型液晶面板632的液晶层634在暗态时的色散。
[0043] 请参阅图7，图7是本发明第四实施例的快门眼镜的局部结构示意图。如图7所示，本实施例的快门眼镜70与第一实施例的快门眼镜20的不同之处在于：本实施例的快门眼镜70的光学补偿膜733设置在第二基板737与常黑型液晶面板732的液晶层734之间。具体而言，本实施例的常黑型液晶面板732还包括第一透明电极738和第二透明电极739。
其中，第一透明电极738设置在第一基板736和液晶层734之间，第二透明电极739设置在第二基板737和液晶层734之间。本实施例中，光学补偿膜733设置在第二基板737和第二透明电极739之间。
其中，第一透明电极738设置在第一基板736和液晶层734之间，第二透明电极739设置在第二基板737和液晶层734之间。本实施例中，光学补偿膜733设置在第二基板737和第二透明电极739之间。
[0044] 在其他优选实施例中，光学补偿膜733也可以设置在第一基板736和第一透明电极738之间。或者光学补偿膜733为两层，其分别设置在第一基板736和第一透明电极738之间以及第二基板737和第二透明电极739之间。
[0045] 请参阅图8，图8是本发明第五实施例的快门眼镜的局部结构示意图。如图8所示，本实施例的快门眼镜80与第四实施例的快门眼镜70的不同之处在于：光学补偿膜833和第二偏光片85均设置在第二基板837和第二透明电极839之间，并且光学补偿膜833靠近第二透明电极839设置，第二偏光片85靠近第二基板837设置。
[0046] 在其他优选实施例中，也可设置光学补偿膜833和第一偏光片84在第一基板836和第一透明电极838之间，并且光学补偿膜833靠近第一透明电极838设置，第一偏光片84靠近第一基板836设置。或者光学补偿膜833为两层，其中一层与第一偏光片84设置在第一基板836和第一透明电极838之间，另一层和第二偏光片85设置在第二基板837和第二透明电极839之间。
[0047] 以下将以图2和图3所示的第一实施例的快门眼镜20为例详细描述本发明的快门眼镜的工作原理：
[0048] 请一并参阅图3和图9，图9是本发明的快门眼镜反应的波形示意图。其中，驱动常白型液晶面板231的电压信号V0、V1和V2以及驱动常黑型液晶面板232的电压信号V3、V4和V5为图2所示的驱动电路27提供。
[0049] 本实施例中，第二偏光片25的光轴与第一偏光片24的光轴平行，第三偏光片26的光轴与第一偏光片24的光轴垂直，并且液晶面板23为TN型液晶面板。因此常白型液晶面板231在不加电压，即电压值为图6中的基准电压V0时，第二液晶层235对通过第三偏光片26的光线偏转90度，使得光线的方向与第一偏光片24的光轴方向平行，因此光线可顺利通过常白型液晶面板231，此时常白型液晶面板231为亮态。而在电压从V0变化到V1或V2时，常白型液晶面板231的液晶垂直排列，此时第二液晶层235对光线不偏转，因此此时的常白型液晶面板231为暗态。相应地，常黑型液晶面板232在不加电压，即电压值为图6中的基准电压V3时，第一液晶层234对通过第一偏光片24的光线偏转90度，使得光线的方向与第二偏光片25的光轴方向垂直，因此光线不能通过常黑型液晶面板232，此时常黑型液晶面板232是暗态。而在电压从V3变化到V4或V5时，常黑型液晶面板232的液晶垂直排列，此时第一液晶层234对光线不偏转，因此此时的常黑型液晶面板232是亮态。
[0050] 值得注意的是，在常黑型液晶面板232不加电压的状态下，光学补偿膜233对常黑型液晶面板232的光线进行色散的补偿，使得其在常黑型液晶面板232中的穿透率最低，进而减小3D串扰。
[0051] 本实施例中，快门眼镜20的亮暗状态是由常白型液晶面板231的电压和常黑型液晶面板232的电压共同决定的。以下将举例分析快门眼镜20一个周期的亮暗状态的原理：
[0052] 基准状态：常白型液晶面板231的电压为图6中的基准电压V0，常黑型液晶面板232的电压为图6中的基准电压V3，此时，光线通过常白型液晶面板231，但却不能通过常黑型液晶面板232，因此，此时的快门眼镜20为暗态。
[0053] 暗态变到亮态：常白型液晶面板231的电压仍然为基准电压V0，常白型液晶面板231为亮态。常黑型液晶面板232加电压，其电压由V3上升到V4，因此光线可通过常黑型液晶面板232，黑型液晶面板232为亮态。因此，快门眼镜20为亮态，并且此时快门眼镜20的反应时间Tr为常黑型液晶面板232的电压上升时间。
[0054] 亮态变到暗态：常白型液晶面板231加电压，其电压由V0上升到V1，与此同时，常黑型液晶面板232降电压，其电压由V4下降到V3。因此光线不可通过常白型液晶面板231和常黑型液晶面板232。因此，快门眼镜20变为暗态，并且此时快门眼镜20的反应时间Tf为常白型液晶面板231的电压上升时间。
[0055] 应理解，此时的常黑型液晶面板232电压下降时间慢于常白型液晶面板231电压上升时间，但是因为常白型液晶面板231是阻挡光线通过的，因此当常白型液晶面板231的电压上升时间结束后，光线就不能再通过，尽管此时常黑型液晶面板232的电压下降时间没有完全反应完，但因为常白型液晶面板231已经阻挡了光线通过，因此不再有光线通过常黑型液晶面板232。
[0056] 因为常白型液晶面板231和常黑型液晶面板232的电压上升时间是相同的，所以本发明的快门眼镜20状态变化时的反应时间也是相同的，即Tr=Tf，并且本发明的快门眼镜20一个周期的反应时间为常黑型液晶面板232和常白型液晶面板231的电压上升时间的和。因此，相对于现有技术的快门眼镜一个周期的反应时间为液晶面板的电压上升时间和电压下降时间的和，本发明的快门眼镜20所需的时间较少，因此本发明可以实现节省用电，从而降低成本。
[0057] 应理解，第二实施例到第五实施例的快门眼镜的工作原理与第一实施例的快门眼镜的工作原理也相同，在此不再赘述。
[0058] 请参阅图10，图10是本发明3D显示系统的结构示意图。如图10所示，本发明的3D显示系统100包括3D显示器101和快门眼镜102。其中，3D显示器101向快门眼镜102提供显示画面。快门眼镜102把显示画面转换为3D的效果，其中，本实施例中的快门眼镜
102为前述第一实施例到第五实施例所述的快门眼镜，在此不再赘述。
102为前述第一实施例到第五实施例所述的快门眼镜，在此不再赘述。
[0059] 综上所述，本发明在快门眼镜中层叠设置厚度不同的常白型液晶面板和常黑型液晶面板，并且在第一偏光片与常黑型液晶面板的液晶层之间和/或第二偏光片与常黑型液晶面板的液晶层之间设置有光学补偿膜，以补偿常黑型液晶面板的液晶层在暗态时的色散。在增加了光学补偿膜之后，调整常黑型液晶面板的厚度，使得常黑型液晶面板在暗态下的透过率最低，因此能降低快门眼镜的3D串扰。
[0060] 另外，本发明设置了厚度不同的常白型液晶面板和常黑型液晶面板，使得本发明的快门眼镜的反应时间分别是常白型液晶面板和常黑型液晶面板的电压上升时间，因此，缩短了快门眼镜的反应时间，从而达到降低耗电成本的目的。
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