立體圖像顯示裝置製造方法
2023-06-15 03:47:41 5
立體圖像顯示裝置製造方法
【專利摘要】公開了一種能實現2D/3D圖像輸出轉換的立體圖像顯示裝置。所述立體圖像顯示裝置包括：用於顯示圖像的顯示面板；和偏振透鏡面板，所述偏振透鏡面板設置在所述顯示面板上並用於根據圖像顯示模式照原樣透射從所述顯示面板提供的光或者將從所述顯示面板提供的光折射，其中所述偏振透鏡面板包括：第一基板和第二基板；形成在所述第一基板上的下電極；形成在所述第二基板上的上電極；和由聚合物液晶形成並設置在所述下電極與所述上電極之間的聚合物液晶層，其中在所述聚合物液晶中組合有聚合物和液晶。
【專利說明】立體圖像顯示裝置
[0001]本申請要求2012年12月4日提交的韓國專利申請N0.10-2012-0139914和10-2012-0139912的優先權，在此援引上述專利申請作為參考，如同在這裡完全闡述一樣。
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種立體圖像顯示裝置，尤其涉及一種使觀看者能夠不用眼鏡觀看立體圖像的立體圖像顯示裝置。
【背景技術】
[0003]立體(三維(3D))圖像顯示裝置是這樣的裝置:其向觀看者的左眼和右眼提供不同圖像，因而由於左眼與右眼之間的雙眼視差使觀看者能夠觀看立體圖像。
[0004]近來，正對用戶不佩戴立體眼鏡的無眼鏡技術進行積極研究。無眼鏡技術的例子包括通過使用柱狀透鏡陣列分離左圖像和右圖像的透鏡技術以及通過使用屏障分離左圖像和右圖像的屏障技術。
[0005]在使用屏障技術的立體圖像顯示裝置中，在顯示面板中以特定間隔布置多個屏障(在屏障中平行布置有具有狹縫形狀的多個開口)，左圖像和右圖像被屏障分離並分別輸入到觀看者的左眼和右眼。使用屏障技術的立體圖像顯示裝置很容易製造，但因為光被屏障阻擋，所以嚴重降低了屏幕的亮度。
[0006]在使用透鏡技術的立體圖像顯示裝置中，在顯示面板中設置具有半圓柱形狀的透明透鏡，左圖像和右圖像被透鏡分離並分別輸入到觀看者的左眼和右眼。
[0007]在使用透鏡技術的立體圖像顯示裝置中，與屏障技術不同，屏幕的亮度沒有降低，但不可能進行二維(2D)/3D圖像輸出轉換。
【發明內容】
[0008]因此，本發明旨在提供一種基本上克服了由於現有技術的限制和缺點而導致的一個或多個問題的立體圖像顯示裝置。
[0009]本發明的一個方面旨在提供一種能實現2D/3D圖像輸出轉換的立體圖像顯示裝置。
[0010]本發明的另一個方面旨在提供一種具有減小的厚度且纖薄的立體圖像顯示裝置。
[0011]除了本發明前述的目的之外，本發明的其他特徵和優點也將在下文描述，本領域技術人員從下面的描述將清楚地理解這些特徵和優點。此外，在本發明的範圍內可根據本發明的實施方式對本發明的其他特徵和效果給出新的理解。
[0012]在下面的描述中將部分列出本發明的附加優點和特徵，這些優點和特徵的一部分在研究下面的描述之後對於本領域普通技術人員來說將是顯而易見的，或者可通過本發明的實施領會到。通過說明書、權利要求書以及附圖中具體指出的結構可實現和獲得本發明的這些目的和其他優點。
[0013]為了實現這些和其他優點並根據本發明的意圖，如在此具體化和概括描述的，提供了一種立體圖像顯示裝置，包括:用於顯示圖像的顯示面板；和偏振透鏡面板，所述偏振透鏡面板設置在所述顯示面板上並用於根據圖像顯示模式照原樣透射從所述顯示面板提供的光或者將從所述顯示面板提供的光折射，其中所述偏振透鏡面板包括:第一基板和第二基板；形成在所述第一基板上的下電極；形成在所述第二基板上的上電極；和由聚合物液晶形成並設置在所述下電極與所述上電極之間的聚合物液晶層，其中在所述聚合物液晶中組合有聚合物和液晶。
[0014]在本發明的另一個方面中，提供了一種立體圖像顯示裝置，包括:用於顯示圖像的顯示面板；偏振透鏡面板，所述偏振透鏡面板設置在所述顯示面板上並用於根據圖像顯示模式照原樣透射從所述顯示面板提供的光或者將從所述顯示面板提供的光折射；和偏振透鏡控制面板，所述偏振透鏡控制面板設置在所述顯示面板與所述偏振透鏡面板之間並用於控制從所述顯示面板入射的光的偏振狀態，其中所述偏振透鏡控制面板包括:第一基板和第二基板；形成在所述第一基板上的下電極；形成在所述第二基板上的上電極；和由聚合物液晶形成並設置在所述下電極與所述上電極之間的聚合物液晶層，其中在所述聚合物液晶中組合有聚合物和液晶。
[0015]在本發明的又一個方面中，提供了一種立體圖像顯示裝置，包括:用於顯示圖像的顯示面板；以及偏振透鏡集成面板，所述偏振透鏡集成面板設置在所述顯示面板上並用於根據圖像顯示模式照原樣透射從所述顯示面板入射的光或者將從所述顯示面板入射的光折射，其中所述偏振透鏡集成面板包括:第一基板、第二基板和第三基板；形成在所述第一基板上的下電極；形成在所述第二基板上的上電極；由聚合物液晶形成並設置在所述下電極與所述上電極之間的聚合物液晶層，其中在所述聚合物液晶中組合有聚合物和液晶；和液晶層，所述液晶層由具有光學各向異性的材料形成並設置在所述第二基板和第三基板之間。
[0016]應當理解，本發明前面的大體描述和下面的詳細描述都是例示性的和解釋性的，意在對要求保護的本發明提供進一步的解釋。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]給本發明提供進一步理解並且併入本申請中組成本申請一部分的附圖圖解了本發明的實施方式，並與說明書一起用於說明本發明的原理。在附圖中:
[0018]圖1示意性圖解根據本發明一個實施方式的立體圖像顯示裝置的示圖；
[0019]圖2是示意性圖解在平面圖像顯示模式中的偏振透鏡控制面板和第一偏振透鏡面板的示圖；
[0020]圖3是示意性圖解在立體圖像顯示模式中的偏振透鏡控制面板和第一偏振透鏡面板的示圖；
[0021]圖4是顯示相對於聚合物和液晶的組合比率，混濁度和透明度的示圖；
[0022]圖5是示意性圖解根據本發明另一個實施方式的立體圖像顯示裝置的示圖；
[0023]圖6是示意性圖解在平面圖像顯示模式中的第二偏振透鏡面板的示圖；
[0024]圖7是示意性圖解在立體圖像顯示模式中的第二偏振透鏡面板的示圖；
[0025]圖8是示意性圖解根據本發明另一個實施方式的立體圖像顯示裝置的示圖；
[0026]圖9是示意性圖解在平面圖像顯示模式中的偏振透鏡集成面板的示圖；以及[0027]圖10是示意性圖解在立體圖像顯示模式中的偏振透鏡集成面板的示圖。
【具體實施方式】
[0028]現在將詳細描述本發明的典型實施方式，附圖中圖解了這些實施方式的一些例子。儘可能地在整個附圖中使用相同的參考標記表示相同或相似的部件。
[0029]下文，將參照附圖詳細描述本發明的實施方式。
[0030]在本發明實施方式的描述中，當描述一結構形成在另一結構的上部/下部或者另一結構上方/下方時，該描述應當理解為包括結構彼此接觸的情形以及其間設置第三結構的情形。然而，當使用術語「緊接在上方」或「緊接在下方」時，應當限制性解釋為結構彼此接觸。
[0031]第一個實施方式
[0032]圖1是示意性圖解根據本發明一個實施方式的立體圖像顯示裝置100的示圖。
[0033]參照圖1，根據本發明一個實施方式的立體圖像顯示裝置100包括顯示面板120、設置在顯示面板120的下方以向顯示面板120提供光的背光單元110、偏振透鏡控制面板130和第一偏振透鏡面板140。在此，如果顯示面板120是自發光元件，則可不設置背光單元 110。
[0034]首先，顯示面板120可在平面(2D)圖像顯示模式與立體(3D)圖像顯示模式之間切換。顯示面板120可根據平面圖像顯示模式顯示平面圖像，或可根據立體圖像顯示模式在一個屏幕上交替顯示左圖像和右圖像。
[0035]顯示面板120可應用於平板顯示裝置，如液晶顯示(IXD)裝置、等離子體顯示面板(PDP)、場發射顯示(FED)裝置、發光二極體(LED)顯示裝置等。
[0036]當顯示面板120應用於IXD裝置時，不管液晶模式如何，即不管扭曲向列(TN)模式、面內切換(IPS)模式和垂直取向(VA)模式，都可應用顯示面板120。
[0037]當顯示面板120是應用於IXD裝置的面板時，儘管未示出，但顯示面板120可包括下偏振器(未不出)、上偏振器(未不出)和設置在下偏振器與上偏振器之間的液晶層(未不出)。
[0038]在這種情形中，在從背光單元110入射到顯示面板120上的光之中，只有與下偏振器(未示出)的透射軸平行的光經由下偏振器(未示出)穿過液晶層(未示出)。此外，光通過穿過液晶層(未不出)在一方向(相對於下偏振器的透射軸扭曲90度)上被線性偏振,並且線性偏振光穿過上偏振器的偏振層。
[0039]第一偏振透鏡面板140在平面圖像顯示模式中照原樣透射由顯示面板120顯示的圖像。在立體圖像顯示模式中，第一偏振透鏡面板140分離左圖像和右圖像，由此向觀看者提供平面圖像或立體圖像。
[0040]偏振透鏡控制面板130設置在顯示面板120與第一偏振透鏡面板140之間，並控制從顯示面板120入射到第一偏振透鏡面板140上的光的偏振方向。
[0041]下文，將參照圖2到4更詳細地描述偏振透鏡控制面板130和第一偏振透鏡面板140。
[0042]圖2是示意性圖解在平面圖像顯示模式中的偏振透鏡控制面板130和第一偏振透鏡面板140的示圖。圖3是示意性圖解在立體圖像顯示模式中的偏振透鏡控制面板130和第一偏振透鏡面板140的不圖。
[0043]參照圖2和3,第一偏振透鏡面板140包括第一基板142a、第二基板142b以及形成在第一基板142a與第二基板142b之間的折射層146和液晶層144。
[0044]第一和第二基板142a和142b可由能透射光的透明材料的膜形成。
[0045]折射層146設置在第二基板142b的下方，並具有倒半圓柱形凹透鏡的形狀。折射層146可由紫外線(UV)硬化聚合物材料形成。
[0046]液晶層144形成在第一基板142a與折射層146之間，並且由於折射層146的形狀，液晶層144具有凸透鏡的形狀。液晶層144包括具有光學各向異性的液晶145和反應性液晶元(RM)化合物。
[0047]RM是光反應性化合物，並通過與諸如UV這樣的光反應而被硬化在第一基板142a上。在這種情形中，通過硬化RM，化合物中包含的液晶145被固定在初始取向方向上。
[0048]由於液晶145的光學各向異性,液晶層144具有液晶145的長軸折射率(ne)和短
軸折射率(η。)。與液晶145的長軸折射率(?)和短軸折射率(η。)之--致地形成折射層
146。
[0049]因此，由於折射層146的折射率被識別為與液晶層144的折射率不同，所以在折射層146的軸方向上振動的光在折射層146與液晶層144之間的邊界被折射；另一方面，由於折射層146的折 射率被識別為與液晶層144的折射率相同，所以在垂直於折射層146的軸的方向上振動的光在折射層146與液晶層144之間的邊界沒有被折射。通過利用這種特性，第一偏振透鏡面板140可選擇性地向觀看者顯示平面圖像和立體圖像。
[0050]偏振透鏡控制面板130選擇是顯示平面圖像還是顯示立體圖像。偏振透鏡控制面板130包括第三基板132a、第四基板132b、下電極134a、上電極134b和形成在下電極134a與上電極134b之間的聚合物液晶層136。
[0051]第三和第四基板132a和132b可由能透射光的透明材料的膜形成。
[0052]下電極134a設置在第三基板132a上，並由能透射光的透明導電材料(例如氧化銦錫(ΙΤ0)、氧化銦鋅(IZO)等)形成。
[0053]上電極134b設置在第四基板134b的下方，並由能透射光的透明導電材料(例如氧化銦錫(ΙΤ0)、氧化銦鋅(IZO)等)形成。
[0054]當被提供外部電壓時，下電極134a和上電極134b產生垂直電場。
[0055]聚合物液晶層136設置在下電極134a與上電極134b之間，並由聚合物液晶形成，其中在聚合物液晶中組合有液晶和聚合物，也即聚合物液晶層136可由液晶和聚合物的化合物形成。聚合物是光反應性化合物，當照射偏振UV時，聚合物確定液晶的取向方向並固定液晶。
[0056]由於聚合物液晶層136的特性，根據本發明實施方式的偏振透鏡控制面板130的第三和第四基板132a和132b可形成為膜形式。
[0057]當使用向列液晶時，由於向列液晶的流動性，很難將偏振透鏡控制面板130的第三和第四基板132a和132b製成膜，因而使用玻璃基板。由於此原因，偏振透鏡控制面板130厚度較厚且重量較重。
[0058]另一方面，當使用聚合物液晶時，由於上述原因，可將偏振透鏡控制面板130的第三和第四基板132a和132b製成膜，因而偏振透鏡控制面板130厚度較薄且重量較輕。[0059]聚合物液晶層136的液晶取向狀態可實現扭曲向列(TN)模式、面內切換(IPS)模式和垂直取向(VA)模式。
[0060]聚合物液晶層136根據是否施加電壓控制液晶137的取向方向，由此調整從顯示面板120入射的光的偏振方向。
[0061]在一個實施方式中，聚合物液晶層136可調整聚合物含量比率，從而不管是否施加電壓，都保持透明度。立體圖像顯示裝置100應使觀看者能夠觀看由顯示面板120顯示的清晰的平面圖像或立體圖像。為此，不管是否施加電壓，聚合物液晶層136應總是透明的。
[0062]對一個例子提供描述如下:當相對於聚合物和液晶的組合比率來說混濁度和透明度如圖4中所示時，聚合物液晶層136可具有40%或更大的聚合物含量比率。如果聚合物含量比率為40%或更大，因為具有0%的混濁度，所以聚合物液晶層136是透明的。然而，如果聚合物含量比率小於40%，因為混濁度增加，所以聚合物液晶層136是不清晰的，致使提供給觀看者的平面圖像或立體圖像的質量降低。
[0063]聚合物液晶層136中包含的聚合物和液晶的組合比率可根據聚合物或液晶的種類和物理特性而變化。
[0064]下面將描述根據是否施加電壓實現平面圖像或立體圖像的一個例子。
[0065]假定由於液晶145的光學各向異性,第一偏振透鏡面板140中包含的液晶層144具有液晶145的長軸折射率(?)和短軸折射率(n。)，且與液晶層144中包含的液晶145的短軸折射率(η。)一致地形成折射層146。
[0066]如圖2中所示，當不向下電極134a和上電極134b施加電壓時，從顯示面板120入射的光的偏振狀態通過偏振透鏡控制面板130改變90度。
[0067]在這種情形中，入射到第一偏振透鏡面板140上的光具有與液晶層144中包含的液晶145的短軸方向相同的方向，並經歷液晶145的短軸折射率(η。)的折射。
[0068]液晶145的短軸折射率(η。)大致與折射層146的折射率(η)相同，因而，由於液晶層144和折射層146被光識別為同一介質，所以光在不被折射的情形下傳播，由此實現平面圖像。
[0069]另一方面，如圖3中所示，當向下電極134a和上電極134b施加電壓時，從顯示面板120入射的光入射到第一偏振透鏡控制面板140上,其中光的偏振狀態沒有改變。
[0070]在這種情形中，入射到第一偏振透鏡面板140上的光具有與液晶層144中包含的液晶145的長軸方向相同的方向，並經歷液晶145的長軸折射率(?)的折射。
[0071]因為液晶145的長軸折射率(ne)大於折射層146的折射率(n)，所以光被折射。因此，具有凸透鏡形狀的液晶層144用作凸透鏡，分離由顯示面板120顯示的左圖像和右圖像，以向觀看者提供分離的左、右圖像，由此實現立體圖像。
[0072]第二個實施方式
[0073]圖5是示意性圖解根據本發明另一個實施方式的立體圖像顯示裝置200的示圖。
[0074]參照圖5，根據本發明另一個實施方式的立體圖像顯示裝置200包括顯示面板220、設置在顯示面板220的下方以向顯示面板220提供光的背光單元210和第二偏振透鏡面板230。在此，如果顯示面板220是自發光元件，則可不設置背光單元210。
[0075]背光單元210和顯示面板220具有與根據第一個實施方式相同的構造，因而不再提供對它們的詳細描述。[0076]第二偏振透鏡面板230控制從顯示面板220入射的光的偏振方向，以在平面圖像顯示模式中照原樣透射由顯示面板220顯示的圖像並在立體圖像顯示模式中分離左圖像和右圖像。因此，第二偏振透鏡面板230向觀看者選擇性提供平面圖像和立體圖像。
[0077]第二偏振透鏡面板230根據是否施加電壓實現平面圖像或立體圖像。作為一個例子，當施加電壓時，第二偏振透鏡面板230實現立體圖像；當不施加電壓時，第二偏振透鏡面板230實現平面圖像。此外，可以與上述操作相反地驅動第二偏振透鏡面板230。
[0078]下文，將參照圖6和7詳細地描述第二偏振透鏡面板230。
[0079]圖6是示意性圖解在平面圖像顯示模式中的第二偏振透鏡面板的示圖。圖7是示意性圖解在立體圖像顯示模式中的第二偏振透鏡面板的示圖。
[0080]參照圖6和7，第二偏振透鏡面板230包括第一基板232a、第二基板232b、上電極234b、下電極234a以及形成在上電極234b與下電極234a之間的折射層238和聚合物液晶層 236。
[0081]第一和第二基板232a和232b可由能透射光的透明材料的膜形成。
[0082]下電極234a設置在第一基板232a上，並由能透射光的透明導電材料(例如氧化銦錫(ΙΤ0)、氧化銦鋅(IZO)等)形成。
[0083]上電極234b設置在第二基板232b的下方，並由能透射光的透明導電材料(例如氧化銦錫(ΙΤ0)、氧化銦鋅(IZO)等)形成。
[0084]當被提供外部電壓時，下電極234a和上電極234b產生垂直電場。
[0085]折射層238設置在第二基板232b的下方，並具有倒半圓柱形凹透鏡的形狀。折射層238可由紫外線(UV)硬化聚合物材料形成。
[0086]聚合物液晶層236形成在第一基板232a與折射層238之間，並且由於折射層238的形狀，聚合物液晶層236具有凸透鏡的形狀。聚合物液晶層236由液晶和聚合物的化合物形成。聚合物是光反應性化合物，當照射偏振UV時，聚合物確定液晶237的取向方向並固定液晶237。
[0087]聚合物液晶層236的液晶取向狀態可實現扭曲向列(TN)模式、面內切換(IPS)模式和垂直取向(VA)模式。
[0088]在一個實施方式中，聚合物液晶層236可調整聚合物含量比率，從而不管是否施加電壓，都保持透明度。立體圖像顯示裝置200應使觀看者能夠觀看由顯示面板220顯示的清晰的平面圖像或立體圖像。為此，不管是否施加電壓，聚合物液晶層236應總是透明的。
[0089]聚合物液晶層236中包含的聚合物和液晶的組合比率可根據聚合物或液晶的種類和物理特性而變化。
[0090]由於液晶237的光學各向異性，聚合物液晶層236具有液晶237的長軸折射率(ne)
和短軸折射率(η。)。與液晶237的長軸折射率(?)和短軸折射率(η。)之--致地形成折射
層 238。
[0091]因此，由於折射層238的折射率被識別為與聚合物液晶層236的折射率不同，所以在折射層238的軸方向上振動的光在折射層238與聚合物液晶層236之間的邊界被折射；另一方面，由於折射層238的折射率被識別為與聚合物液晶層236的折射率相同，所以在垂直於折射層238的軸的方向上振動的光在折射層238與聚合物液晶層236之間的邊界沒有被折射。通過利用這種特性，第二偏振透鏡面板230可選擇性地向觀看者顯示平面圖像和立體圖像。
[0092]聚合物液晶層236根據在下電極234a與上電極234b之間是否產生垂直電場，控制液晶237的取向方向，由此調整從顯示面板220入射的光的偏振方向。
[0093]下面將描述根據是否施加電壓實現平面圖像或立體圖像的一個例子。
[0094]假定由於液晶237的光學各向異性，第二偏振透鏡面板230中包含的聚合物液晶層236具有液晶237的長軸折射率(ne)和短軸折射率(n。)，且與液晶237的短軸折射率(η。)一致地形成折射層238。此外，假定聚合物液晶層236的摩擦方向與顯示面板220的上偏振器的透射軸一致。
[0095]如圖6中所示，當不向下電極234a和上電極234b施加電壓時，聚合物液晶層236中包含的液晶237的短軸排列在與從顯示面板220入射的光的偏振方向相同的方向上。因此，入射到第二偏振透鏡面板230上的光經歷液晶237的短軸折射率(η。)的折射。
[0096]液晶237的短軸折射率(η。)大致與折射層238的折射率(η)相同，因而，由於聚合物液晶層236和折射層238被光識別為同一介質，所以光在沒有被折射的情形下進行傳播，由此實現平面圖像。
[0097]另一方面，當向下電極234a和上電極234b施加電壓時，根據電場方向驅動聚合物液晶層236中包含的液晶237。因此，入射到第二偏振透鏡面板230上的光經歷液晶237的長軸折射率(?)的折射。
[0098]因為液晶237的長軸折射率(ne)大於折射層238的折射率(n)，所以光被折射。因此，具有凸透鏡形狀的聚合物液晶層236用作凸透鏡，分離由顯示面板220顯示的左圖像和右圖像，以向觀看者提供分離的左、右圖像，由此實現立體圖像。
·[0099]儘管圖6和7中未示出，但第二偏振透鏡面板230可進一步包括沿聚合物液晶層236的外部形成的取向層(未不出)。取向層(未不出)將聚合物液晶層236中包含的液晶237的分子排列在確定方向上。
[0100]例如，可由聚醯亞胺形成薄膜並將其硬化，通過在硬化的薄膜表面上進行摩擦工藝可形成微槽，由此製成取向層(未示出)。
[0101]取向層(未示出)可包括形成在下電極234a上的第一取向層(未示出)和形成在聚合物液晶層236與折射層238之間的第二取向層(未示出)。
[0102]在圖6和7中，聚合物液晶層236顯示出具有凸透鏡形狀，但並不限於此。根據另一個實施方式，聚合物液晶層236可具有菲涅耳透鏡形狀。
[0103]與根據一個實施方式的立體圖像顯示裝置100相比，因為根據另一個實施方式的立體圖像顯示裝置200不需要偏振透鏡控制面板130，所以立體圖像顯示裝置200厚度變得更薄，製造成本降低且製造工藝簡化。
[0104]第三個實施方式
[0105]圖8是示意性圖解根據本發明另一個實施方式的立體圖像顯示裝置300的示圖。
[0106]參照圖8，根據本發明另一個實施方式的立體圖像顯示裝置300包括顯示面板320、設置在顯示面板320的下方以向顯示面板320提供光的背光單元310和偏振透鏡集成面板330。在此，如果顯示面板320是自發光元件，則可不設置背光單元310。
[0107]背光單元310和顯示面板320具有與根據第一個實施方式相同的構造，因而不再提供對它們的詳細描述。[0108]偏振透鏡集成面板330控制從顯示面板320入射的光的偏振方向，以在平面圖像顯示模式中照原樣透射由顯示面板320顯示的圖像並在立體圖像顯示模式中分離左圖像和右圖像。因此，偏振透鏡集成面板330向觀看者選擇性提供平面圖像和立體圖像。
[0109]偏振透鏡集成面板330根據是否施加電壓實現平面圖像或立體圖像。作為一個例子，當施加電壓時，偏振透鏡集成面板330實現立體圖像；當不施加電壓時，偏振透鏡集成面板330實現平面圖像。此外，可以與上述操作相反地驅動偏振透鏡集成面板330。
[0110]下文，將參照圖9和10詳細地描述偏振透鏡集成面板330。
[0111]圖9是示意性圖解在平面圖像顯示模式中的偏振透鏡集成面板的示圖。圖10是示意性圖解在立體圖像顯示模式中的偏振透鏡集成面板的示圖。
[0112]參照圖9和10，通過使用偏振透鏡集成面板330，一個單元實施偏振透鏡面板的功能和偏振透鏡控制面板的功能。
[0113]詳細地說，偏振透鏡集成面板330包括第一基板332a、第二基板332b、下電極334a、上電極334b以及形成在下電極334a與上電極334b之間的聚合物液晶層335。因此，偏振透鏡集成面板330實施偏振透鏡控制面板的功能。
[0114]此外，偏振透鏡集成面板330包括第三基板332c、液晶層336和折射層339。因此，偏振透鏡集成面板330實施偏振透鏡面板的功能。
[0115]第一和第二基板332a和332b可由能透射光的透明材料的膜形成。
[0116]下電極334a設置在第一基板332a上，並由能透射光的透明導電材料(例如氧化銦錫(ΙΤ0)、氧化銦鋅(IZO)等)形成。
[0117]上電極334b設置在第二基板332b的下方，並由能透射光的透明導電材料(例如氧化銦錫(ΙΤ0)、氧化銦鋅(IZO)等)形成。
[0118]當被提供外部電壓時，下電極334a和上電極334b產生垂直電場。
[0119]聚合物液晶層335設置在下電極334a與上電極334b之間，並由液晶和聚合物的化合物形成。聚合物是光反應性化合物，當照射偏振UV時，聚合物確定液晶的取向方向並固定液晶。
[0120]由於聚合物液晶層335的特性，根據本發明另一個實施方式的偏振透鏡集成面板330的第一和第二基板332a和332b可形成為膜形式。因此，偏振透鏡集成面板330厚薄較
薄且重量較輕。
[0121]聚合物液晶層335的液晶取向狀態可實現扭曲向列(TN)模式、面內切換(IPS)模式和垂直取向(VA)模式。
[0122]聚合物液晶層335根據是否施加電壓控制液晶的取向方向，由此調整從顯示面板320入射的光的偏振方向。
[0123]在一個實施方式中，聚合物液晶層335可調整聚合物含量比率，從而不管是否施加電壓，都保持透明度。立體圖像顯示裝置300應使觀看者能夠觀看由顯示面板320顯示的清晰的平面圖像或立體圖像。為此，不管是否施加電壓，聚合物液晶層335應總是透明的。
[0124]聚合物液晶層335中包含的聚合物和液晶的組合比率可根據聚合物或液晶的種類和物理特性而變化。
[0125]第三基板332c可由能透射光的透明材料的膜形成。
[0126]折射層339設置在第三基板332c的下方，並具有倒半圓柱形凹透鏡的形狀。折射層339可由紫外線(UV)硬化聚合物材料形成。
[0127]液晶層336形成在第二基板332b與折射層339之間，並且由於折射層339的形狀，液晶層336具有凸透鏡的形狀。液晶層336包括具有光學各向異性的液晶337以及反應性液晶元(RM)化合物。在其它情形下，液晶層336也可具有凹透鏡形狀或菲涅耳透鏡形狀。
[0128]RM是光反應性化合物，並通過與諸如UV這樣的光反應而被硬化在第二基板332b上。在這種情形中，通過硬化RM，化合物中包含的液晶337被固定在初始取向方向上。
[0129]由於液晶337的光學各向異性，液晶層336具有液晶337的長軸折射率(ne)和短
軸折射率(η。)。與液晶337的長軸折射率(?)和短軸折射率(η。)之--致地形成折射層 339。
[0130]因此，由於折射層339的折射率被識別為與液晶層336的折射率不同，所以在折射層339的軸方向上振動的光在折射層339與液晶層336之間的邊界被折射；另一方面，由於折射層339的折射率被識別為與液晶層336的折射率相同，所以在垂直於折射層339的軸的方向上振動的光在折射層339與液晶層336之間的邊界沒有被折射。通過利用這種特性，偏振透鏡集成面板330可選擇性地向觀看者顯示平面圖像和立體圖像。
[0131]下面將描述根據是否施加電壓實現平面圖像或立體圖像的一個例子。
[0132]假定由於液晶337的光學各向異性，偏振透鏡集成面板330中包含的液晶層336可具有液晶337的長軸折射率(ne)和短軸折射率(η。)，且可與液晶層336中包含的液晶237的短軸折射率(η。)一致地形成折射層339。
[0133]如圖9中所示，當不向下電極334a和上電極334b施加電壓時，從顯示面板320入射的光的偏振狀態通過聚合物液晶層335改變90度。
[0134]在這種情形中，入射到液晶層336上的光具有與液晶337的短軸方向相同的方向，並經歷液晶337的短軸折射率(η。)的折射。
[0135]液晶337的短軸折射率(η。)大致與折射層339的折射率(η)相同，因而，由於液晶層336和折射層337被光識別為同一介質，所以光在沒有被折射的情形下進行傳播，由此實現平面圖像。
[0136]另一方面，如圖10中所示，當向下電極334a和上電極334b施加電壓時，從顯示面板320入射的光入射到液晶層336上，其中光的偏振狀態沒有改變。
[0137]在這種情形中，入射到液晶層336上的光具有與液晶337的長軸方向相同的方向，並經歷液晶337的長軸折射率(ηε)的折射。
[0138]因為液晶337的長軸折射率(ne)大於折射層339的折射率(n)，所以光被折射。因此，具有凸透鏡形狀的液晶層336用作凸透鏡，分離由顯示面板320顯示的左圖像和右圖像，以向觀看者提供分離的左、右圖像，由此實現立體圖像。
[0139]儘管未示出，但偏振透鏡集成面板330可進一步包括取向層(未示出)，並且可將聚合物液晶層335中包含的液晶分子排列在確定方向上。
[0140]例如，可由聚醯亞胺形成薄膜並將其硬化，並且可通過在硬化的薄膜表面上進行摩擦工藝形成微槽，由此製成取向層(未示出)。
[0141]取向層(未示出)可包括形成在下電極334a上的第一取向層(未示出)和形成在上電極334b的下方的第二取向層(未示出)。
[0142]此外，偏振透鏡集成面板330可進一步包括沿液晶層336的外部形成的取向層(未示出)，並且可將液晶層336中包含的液晶337的分子排列在確定方向上。
[0143]取向層(未示出)可包括形成在第二基板332b上的第三取向層(未示出)和形成液晶層336與折射層339之間的第四取向層(未示出)。
[0144]在附圖中，液晶層336顯示出具有凸透鏡形狀，但並不限於此。根據另一個實施方式，液晶層336可具有菲涅耳透鏡形狀。根據另一個實施方式，液晶層336可具有凸透鏡形狀。
[0145]與根據一個實施方式的立體圖像顯示裝置100相比，在根據另一個實施方式的立體圖像顯示裝置300中，偏振透鏡面板140和偏振透鏡控制面板130被實現為一個偏振透鏡集成面板330。
[0146]偏振透鏡面板140不是簡單疊置在偏振透鏡控制面板130上，並且通過移除一個基板，實現了偏振透鏡集成面板330。因此，立體圖像顯示裝置300厚度變薄，製造成本降低且製造工藝簡化。
[0147]與現有的聚合物分散液晶(PDLC)相比，根據本發明的聚合物液晶層具有下面的表I列出的區別。
[0148][表 I]
[0149]
【權利要求】
1.一種立體圖像顯示裝置，包括: 用於顯示圖像的顯示面板；和 偏振透鏡面板，所述偏振透鏡面板設置在所述顯示面板上並用於根據圖像顯示模式照原樣透射從所述顯示面板提供的光或者將從所述顯示面板提供的光折射， 其中所述偏振透鏡面板包括: 第一基板和第二基板； 形成在所述第一基板上的下電極； 形成在所述第二基板上的上電極；和 由聚合物液晶形成並設置在所述下電極與所述上電極之間的聚合物液晶層，其中在所述聚合物液晶中組合有聚合物和液晶。
2.一種立體圖像顯示裝置，包括: 用於顯示圖像的顯示面板； 偏振透鏡面板，所述偏振透鏡面板設置在所述顯示面板上並用於根據圖像顯示模式照原樣透射從所述顯示面板提供的光或者將從所述顯示面板提供的光折射；和 偏振透鏡控制面板，所述偏振透鏡控制面板設置在所述顯示面板與所述偏振透鏡面板之間並用於控制從所述顯示面板入射的光的偏振狀態， 其中所述偏振透鏡 控制面板包括: 第一基板和第二基板； 形成在所述第一基板上的下電極； 形成在所述第二基板上的上電極；和 由聚合物液晶形成並設置在所述下電極與所述上電極之間的聚合物液晶層，其中在所述聚合物液晶中組合有聚合物和液晶。
3.一種立體圖像顯示裝置，包括: 用於顯示圖像的顯示面板；以及 偏振透鏡集成面板，所述偏振透鏡集成面板設置在所述顯示面板上並用於根據圖像顯示模式照原樣透射從所述顯示面板入射的光或者將從所述顯示面板入射的光折射， 其中所述偏振透鏡集成面板包括: 第一基板、第二基板和第三基板； 形成在所述第一基板上的下電極； 形成在所述第二基板上的上電極； 由聚合物液晶形成並設置在所述下電極與所述上電極之間的聚合物液晶層，其中在所述聚合物液晶中組合有聚合物和液晶；和 液晶層，所述液晶層由具有光學各向異性的材料形成並設置在所述第二基板和第三基板之間。
4.根據權利要求1所述的立體圖像顯示裝置，其中所述聚合物液晶層具有凸透鏡形狀或菲涅耳透鏡形狀。
5.根據權利要求1至3之一所述的立體圖像顯示裝置，其中所述聚合物液晶層的液晶的取向方向根據是否施加電壓而變化。
6.根據權利要求5所述的立體圖像顯示裝置，其中:當不施加電壓時，所述液晶的短軸排列在與從所述顯示面板入射的光的偏振方向相同的方向上，以及 當施加電壓時，所述液晶的長軸排列在與從所述顯示面板入射的光的偏振方向相同的方向上。
7.根據權利要求1至3之一所述的立體圖像顯示裝置，其中所述聚合物液晶層的液晶的取向狀態是扭曲向列(TN)模式、面內切換(IPS)模式和垂直取向(VA)模式之一。
8.根據權利要求1至3之一所述的立體圖像顯示裝置，其中通過向所述液晶照射偏振紫外線(UV)，所述液晶的分子排列在確定方向上以形成所述聚合物液晶層。
9.根據權利要求1至3之一所述的立體圖像顯示裝置，其中所述聚合物液晶層的摩擦方向與從所述顯示面板入射的光的偏振方向相同。
10.根據權利要求1所述的立體圖像顯示裝置，其中所述偏振透鏡面板還包括折射層，所述折射層設置在所述聚合物液晶層上並被構造成具有與所述聚合物液晶層中包含的液晶的短軸折射率相同的折射率。
11.根據權利要求1至3之一所述的立體圖像顯示裝置，其中所述第一基板和第二基板的每個都由能夠透射光的透明材料的膜形成。
12.根據權利要求3所述的立體圖像顯示裝置，其中所述液晶層具有凹透鏡形狀、凸透鏡形狀或菲涅耳透鏡形狀。
13.根據權利要求3所述的立體圖像顯示裝置，其中所述液晶層包括液晶和反應性液晶元(RM)的化合物。·
【文檔編號】H04N13/04GK103852936SQ201310642201
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月3日 優先權日:2012年12月4日
【發明者】尹娥羅, 金成祐 申請人:樂金顯示有限公司