CN101169519A - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示装置，包括提供图像光源的装置和位于其前方的微透镜阵列，所述微透镜阵列由三角形棱柱镜构成，所述微透镜阵列将相邻的两列像素折射到不同的方向。还可以进一步包括用于控制电场的第一、第二透明电极、位于第一透明电极和第二透明电极之间的双折射材料；从所述提供图像光源的装置发出的光线在所述双折射材料所处区域存在电场或不存在电场的情况下直接透射或折射的穿过所述微透镜阵列和所述双折射材料，这样可控制地在不同方向显示两幅图像，也可以在同一方向显示同一幅图像，结构简单，应用广泛。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及显示领域，尤其涉及一种可在屏幕的不同方向显示不同图像的显示装置。

背景技术

随着显示技术的不断发展，图像的显示也越来越多样化，从平面图像的显示到立体图像的显示，还有双视角或多视角显示，其中双视角和多视角显示的应用通常为保密显示应用，主要视角为正面，侧面用于干扰他人窥视，如图1所示，在液晶显示面板部21的纵线21A上显示中心用图像，在纵线21B上显示旁侧用图像，将液晶屏蔽部22的每个开口22a设计为将中心用图像引导到中心位置(沿正面方向)，将旁侧用图像引导到旁侧位置，其中液晶屏蔽部可以是光栅或其他类似装置。上述装置虽然可以在不同方向观看不同的图像，但是在可视范围内看到的图像是交替的，稍微偏差一定的角度，就会出现不同的图像，同一幅图像的视觉范围很窄，这样的视觉效果显然不尽人意，在实际应用中不能稳定的为两个不同方向的人提供不同的图像。由于稍微偏移一个角度，也能看到另外一副图像，应用到保密显示上显然保密效果也欠佳。更多的具体内容可以参考中国专利公开文献CN1637515A。

发明内容

本发明的目的在于提供一种宽视角的能够同时显示两幅图像的显示装置，还提供一种可控制的从显示一幅图像到同时在不同方向显示两幅图像之间转换的显示装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种显示装置，包括提供图像光源的装置，还包括位于所述提供图像光源的装置前方的微透镜阵列，所述微透镜阵列由三角形棱柱镜构成，所述微透镜阵列将相邻的两列像素折射到不同的方向。

本发明还提供基于上述显示装置的进一步改进方案，紧邻所述微透镜阵列的曲面的第一透明电极，位于第一透明电极的与所述微透镜阵列相对的一侧的平板状第二透明电极，位于第一透明电极和第二透明电极之间的双折射材料；其中，所述第一透明电极和所述第二透明电极用于控制所述双折射材料所处区域的电场，所述提供图像光源的装置提供线性偏振光，所述微透镜阵列的平面部分为光线的入射部分，从所述提供图像光源的装置发出的光线在所述双折射材料所处区域存在电场的情况下直接透射的穿过所述微透镜阵列和所述双折射材料；从所述提供图像光源的装置发出的光线在所述双折射材料所处区域不存在电场的情况下会发生折射。

其中所述微透镜阵列的折射率为n_p，所述双折射材料为光学负性向列相液晶，具有寻常光折射率n_o和非寻常光折射率n_e，且n_e＜n_o，n_p＝n_o。

也可以是如下的改进方案，紧邻所述微透镜阵列的曲面的第一透明电极，位于第一透明电极的与所述微透镜阵列相对的一侧的平板状第二透明电极，位于第一透明电极和第二透明电极之间的双折射材料；其中，所述第一透明电极和所述第二透明电极用于控制所述双折射材料所处区域的电场，所述提供图像光源的装置提供线性偏振光，所述线性偏振光从所述第二透明电极射入，从所述微透镜阵列的平面部分射出；从所述提供图像光源的装置发出的光线在所述双折射材料所处区域存在电场的情况下直接透射的穿过所述微透镜阵列和所述双折射材料；从所述提供图像光源的装置发出的光线在所述双折射材料所处区域不存在电场的情况下会发生折射。

其中所述微透镜阵列的折射率为n_p，所述双折射材料为光学正性向列相液晶材料，具有寻常光折射率n_o和非寻常光折射率n_e，且n_e＞n_o，n_p＝n_o。

利用本发明的上述技术方案，可以方便的实现在两个不同方向同时观看不同的图像，还能实现显示一幅图和显示两幅图的自由转换。

附图说明

图1为传统显示装置结构和光路图；

图2为本发明第一个实施例的结构和光路图；

图3为本发明第二个实施例的其中一种情况下的结构和光路图；

图4为本发明第二个实施例的另外一种情况下的结构和光路图。

具体实施方式

实施例一：参见图2，本实施例中显示装置包括提供图像的显示面板1和微透镜阵列2，其中微透镜阵列的每一列为三角形的棱柱镜。从图中的光路图可以看出，紧紧相邻的两列像素发出的光线通过棱柱镜折射后，分别从两个方向射出，其中紧邻的两列像素属于不同的图像。

实施例二：作为对上述实施例一的进一步改进，参见图3，本实施例中显示装置包括提供图像的显示面板1、微透镜阵列(棱柱镜阵列)2、双折射材料3以及透明电极4和5，其中所述显示面板发出的光线为线性偏振光，如果显示面板发射的光线为自然光，则需要在显示面板和微透镜阵列之间放置一个偏振片，将所述显示面板发出的自然光线转变为线性偏振光，本实施例中双折射材料选用向列相液晶，所述向列相液晶经过取向处理，使得所述线性偏振光的偏振方向与在没有电场的情况下所述向列相液晶的液晶排列方向(指向失或光轴方向)相同，图中没有单独示出取向层，也可以在透明电极4和5的表面进行取向处理，如摩擦取向或涂覆取向层；透明电极可以是由ITO(氧化铟锡)材料构成。透明电极通过开关连接到电源。图3中所示的光路图为所述透明电极没有施加电场的情况，其中所述微透镜阵列的折射率为n_p，所述向列相液晶材料选用光学负性向列相液晶，具有寻常光折射率n_o和非寻常光折射率n_e，且n_e＜n_o，选取材料使得n_p＝n_o；当所述透明电极没有施加电场时，所述向列相液晶的指向失方向与入射到向列相液晶材料的偏振光的偏振方向平行，所述向列相液晶相对于该光线的折射率为n_e，由于n_p＞n_e，光线的折射方向如图3所示，相邻的两列像素发出的光线在通过棱柱镜时发生折射，分别从两个方向射出，这样，将两幅不同的图像显示到两个不同的方向。

图4为所述透明电极施加电场时的光路图，如图所示，当所述透明电极施加电场时，所述向列相液晶分子顺着电场方向排布，此时偏振光的偏振方向与液晶分子的指向失(光轴)方向垂直，该向列相液晶相对于偏振光的折射率为n_o，由于n_p＝n_o，光线通过所述微透镜阵列时不会发生折射，所有光线直接透射，这样，相邻的两列像素发出的光显示在同一个方向，此时用于显示一幅图像。

作为本发明的另一个优先实施例，将图3或图4中的向列相液晶3、透明电极4、5和微透镜阵列2作为一个整体，水平旋转180度，使得透明电极4为偏振光的入射端，微透镜阵列2的平面部分为偏振光线的出射端；此时选取向列相液晶材料为光学正性向列相液晶材料，具有寻常光折射率n_o和非寻常光折射率n_e，且n_e＞n_o，选取材料使得n_p＝n_o；在没有施加电场的情况下，向列相液晶分子的取向平行于偏振光的偏振方向，则在没有施加电场的情况下，光线通过向列相液晶时在其与微透镜阵列的交界面处发生折射，将属于两幅不同的图像的相邻的两列像素显示到两个不同的方向。当施加电场时，所有光线直接透射依次穿过向列相液晶和微透镜阵列，不发生折射，这样，相邻的两列像素发出的光显示在同一个方向，此时用于显示一幅图像。

本发明的上述显示装置，可以同时为不同方向的用户显示不同的图像，比如在出租车内，司机可以看地图，同时乘客可以欣赏电影等。

上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的技术人员在本方法的启示下，在不脱离本方法宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种显示装置，包括提供图像光源的装置，其特征在于，

还包括位于所述提供图像光源的装置前方的微透镜阵列，所述微透镜阵列由三角形棱柱镜构成，所述微透镜阵列将相邻的两列像素折射到不同的方向。

2.根据权利要求1所述的一种显示装置，其特征在于，还包括：

紧邻所述微透镜阵列的曲面的第一透明电极，位于第一透明电极的与所述微透镜阵列相对的一侧的平板状第二透明电极，位于第一透明电极和第二透明电极之间的双折射材料；其中，所述第一透明电极和所述第二透明电极用于控制所述双折射材料所处区域的电场，所述提供图像光源的装置提供线性偏振光，所述微透镜阵列的平面部分为光线的入射部分，从所述提供图像光源的装置发出的光线在所述双折射材料所处区域存在电场的情况下直接透射的穿过所述微透镜阵列和所述双折射材料；从所述提供图像光源的装置发出的光线在所述双折射材料所处区域不存在电场的情况下会发生折射。

3.根据权利要求2所述的一种显示装置，其特征在于，

其中所述微透镜阵列的折射率为n_p，所述双折射材料为光学负性向列相液晶，具有寻常光折射率n_o和非寻常光折射率n_e，且n_e＜n_o，n_p＝n_o。

4.根据权利要求1所述的一种显示装置，其特征在于，还包括：

紧邻所述微透镜阵列的曲面的第一透明电极，位于第一透明电极的与所述微透镜阵列相对的一侧的平板状第二透明电极，位于第一透明电极和第二透明电极之间的双折射材料；其中，所述第一透明电极和所述第二透明电极用于控制所述双折射材料所处区域的电场，所述提供图像光源的装置提供线性偏振光，所述线性偏振光从所述第二透明电极射入，从所述微透镜阵列的平面部分射出；从所述提供图像光源的装置发出的光线在所述双折射材料所处区域存在电场的情况下直接透射的穿过所述微透镜阵列和所述双折射材料；从所述提供图像光源的装置发出的光线在所述双折射材料所处区域不存在电场的情况下会发生折射。

5.根据权利要求4所述的一种显示装置，其特征在于，

其中所述微透镜阵列的折射率为n_p，所述双折射材料为光学正性向列相液晶材料，具有寻常光折射率n_o和非寻常光折射率n_e，且n_e＞n_o，n_p＝n_o。

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