CN101344642A - 电驱动液晶透镜及使用该电驱动液晶透镜的立体显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电驱动液晶透镜及使用该电驱动液晶透镜的立体显示装置，该电驱动液晶透镜用于通过在每个观看区使用增加数目的视点来改善视角并减小在多视点立体显示方式下在电极中心处出现的串扰。所述显示装置包括：显示板，其具有排列成矩阵图案的多个子像素以发射2维图像信号；以及位于所述显示板的上表面处并包括多个透镜区域的电驱动液晶透镜，每个所述透镜区域具有单个子像素的横向宽度的m倍的横向宽度，和所述子像素的纵向宽度的n倍的纵向宽度，当在列方向上观看时，一行的透镜区域相比于下一行的透镜区域偏移了距离a。

Description

电驱动液晶透镜及使用该电驱动液晶透镜的立体显示装置

技术领域

本发明涉及电驱动液晶透镜，更具体地涉及电驱动液晶透镜以及使用它的立体显示装置，所述电驱动液晶透镜可以通过在每个观看区使用增加数目的视点(view)来改善视角并减小与多视点立体显示方式相关的在电极中心处导致的串扰。

背景技术

当前，将基于高速信息通信网络构建的用于快速传播信息的业务，已经从诸如目前电话的简单“听说”业务发展到基于用于高速处理字符、语音和图像的数字终端进行的“视听”多媒体型业务，并且期望最终发展为实现虚拟现实和立体观看的信息空间真实3维立体信息通信业务。

一般来说，通过观看者的眼睛基于立体视觉原理来实现表示3维的立体图像。然而，因为观看者的眼睛相互分开约65mm，即具有双眼视差，所以左眼和右眼因它们之间的位置差别而感知略微不同的图像。这种由于双眼的位置差别造成的图像的差异称为双眼像差。并且，基于双眼像差设计3维立体图像显示装置，允许左眼仅观看针对左眼的图像，而右眼仅观看针对右眼的图像。

具体地说，左眼和右眼分别观看不同的二维图像。如果两幅图像通过视网膜传输到大脑，则大脑准确地融合这两幅图像，给出重现真实三维图像的印象。习惯上称这种能力为立体摄影，并且把利用这种能力的显示装置称为立体显示装置。

同时，可以根据3维重现透镜的组件来对立体显示装置进行分类。例如，把使用液晶层构建的透镜称为液晶透镜，所述液晶透镜由电场驱动。后文中，把这种透镜称为电驱动液晶透镜。

常规上，液晶显示装置包括彼此相对的两个电极，和形成在这两个电极之间的液晶层。通过在向这两个电极施加电压时生成的电场来驱动液晶层的液晶分子。液晶分子具有极性和光学各向异性。这里，极性是指当液晶分子被置于电场内时，液晶分子中的电荷被聚集到该液晶分子的相对两侧，由此根据施加的电场来转换分子排列方向。光学各向异性是指，由于液晶分子的拉长结构和上述分子排列方向，所以根据极化状态改变入射光的入射方向，或者改变要发射的光的路径或极化程度。

因此，液晶层因施加给两个电极的电压而具有透光性差别，从而可以利用像素的透光性差别来显示图像。

近来，已经开发出电驱动液晶透镜，其中液晶层用作利用上述液晶分子属性的透镜。

具体地说，透镜利用透镜组成材料和空气之间的折射率差而根据指定位置来控制入射光的路径。如果将不同电压施加给液晶层的不同位置以通过不同电场驱动液晶层，则进入液晶层的入射光将经历不同的相位变化，由此液晶层可以像真实透镜一样控制入射光的路径。

下面，将参照附图描述常规电驱动液晶透镜。

图1是例示常规电驱动液晶透镜的截面图，图2是例示入射光依赖于光穿过常规电驱动液晶透镜时的位置的相位变化的曲线图。

如图1和2中所示，常规电驱动液晶透镜包括彼此相对布置的第一衬底10和第二衬底20，以及插入在第一衬底10和第二衬底20之间的液晶层30。

这里，多个第一电极11形成在第一衬底10上，并且第一电极11彼此之间隔开第一间隔。在这些相邻的第一电极11中，从一个第一电极11的中心到下一个第一电极11的中心的距离称为节距(pitch)。对每个第一电极11重复相同的节距形成了图案。

在与第一衬底10相对的第二衬底20的整个表面上形成有第二电极21。

第一电极11和第二电极21由透明金属制成。液晶层30形成在第一电极11和第二电极21之间的空间中。构成液晶层30的液晶分子具有对电场的强度和分布做出响应的属性，因此具有和图2中所示的电驱动液晶透镜类似的相位分布。

在对每个第一电极11施加高压并将第二电极21接地的条件下形成了上述电驱动液晶透镜。在这些电压条件下，垂直电场在第一电极11的中央处最强，并且垂直电场的强度随着远离第一电极11而降低。由此，当构成液晶层30的液晶分子具有正的介电常数各向异性时，液晶分子根据电场按这样的方式排列，即，液晶分子在第一电极11的中央处竖直而随着距第一电极11的距离增大就越倾斜得靠近水平面。因此，考虑到光传输，光程在第一电极11的中央处缩短，而随着距第一电极11的距离增大而变长。使用相位面表示光程的长度变化，图2中示出的电驱动液晶透镜表现出类似于具有抛物面的抛物型透镜的光传输效果。

可以通过分别在两个衬底上设置电极，在这两个衬底之间插入液晶，并向所述电极施加电压，来实现上述电驱动液晶透镜，从而消除对具有物理形成的抛物(凸)面的透镜的需要。

然而，参照图2，可以理解，当施加电压以实现成像时使用电驱动液晶透镜来取得与抛物面相同的相位面是很困难的，具体地说，相位面在对应于第一电极的中央的区域处，即在透镜边沿处，严重偏离抛物型透镜的分布剖面(profile)。相对于抛物型透镜的相位面偏离意味着在对应区域处以不同于抛物型透镜的方式进行光传输。这可能导致在实现3维画面时的失真图像。这里，第一电极的中央对应于透镜边沿，因此透镜分布剖面失真发生在透镜边沿处(即第一电极处)。这种分布剖面失真导致串扰，即非期望的信号，从而把这种信号失真区域称为边沿差错区。在这种情况下，作为每个透镜区域的横向宽度的节距越大，即透镜区越大，则由于远离第一电极的特定区域的电场作用减小使得在该特定区域处产生的透镜分布剖面失真越大。

这里，第一电极具有延伸至图面中的条形形状。通过第一电极和第二电极之间的垂直电场形成的液晶透镜具有如图2所示的横向方向上的抛物分布剖面。并且，对于第一电极的纵向方向(即在进入图面的方向上)，液晶层的液晶在相同电场影响下表现出相同的相位差。由此，以面对图面具有单抛物截面的圆柱形状形成了液晶透镜。

此外，液晶层的液晶在横向方向上具有抛物分布剖面的光程差，以提供和抛物型光学透镜相同的功能。然而，液晶在纵向方向上被以相同相位差驱动，由此具有相同的纵向取向。因此，常规电驱动液晶透镜仅在用户(即观看者)不移动时才可以向用户提供最优的立体显示可见性。然而，当用户向左或向右移动时，用户观看到液晶透镜的不同部分，这导致不准确的图像识别或失真的图像。

上述常规电驱动液晶透镜具有以下问题。

具体地说，在形成电驱动液晶透镜后，透镜区域的边沿相对于具有物理实现的抛物面或凸面的透镜的分布剖面存在严重偏离的相位，从而导致在实现3维图像时的折射率失真。这导致透镜区域的边沿处的串扰，使得不能显示正常的图像。

此外，液晶层的液晶在横向方向上具有抛物分布剖面的光程差，以提供和抛物型光学透镜相同的功能。然而，液晶在纵向方向上被以相同相位差驱动，由此具有相同的纵向取向。因此，该常规电驱动液晶透镜仅在用户(即观看者)不移动时才可以向用户提供最优的立体显示可见性。然而，当用户向左或向右移动时，用户观看到液晶透镜的不同部分，这导致不准确的图像识别或失真的图像。

发明内容

因此，本发明致力于提供一种电驱动液晶透镜以及使用它的立体显示装置，其基本上克服了由于相关技术的限制和缺点而造成的一个或更多个问题。

本发明的一个目的在于提供一种电驱动液晶透镜以及使用它的立体显示装置，所述电驱动液晶透镜通过在每个观看区使用增加数目的视点来改善视角并减小针对多视点立体显示方式在电极中心处导致的串扰。

本发明的其它优点、目的和特征将部分地在下面的说明中加以阐述，并且部分地在本领域普通技术人员考查以下内容后变得清楚，或者可以从对本发明的实践来获知。通过在文字说明及其权利要求以及附图中具体指出的结构，可以实现并获得本发明的这些目的和其它优点。

为实现这些目的和其他优点并且根据本发明的用途，如这里实施和广泛描述的，提供一种立体显示装置，该立体显示装置包括：具有排列成矩阵图案的多个子像素并且适合于发射2维图像信号的显示板；以及位于所述显示板的上表面处并包括多个透镜区域的电驱动液晶透镜，每个所述透镜区域具有等于单个子像素的横向宽度的“m”倍的横向宽度，和等于所述子像素的纵向宽度的“n”倍的纵向宽度，当在列方向上观看时，一行的所述透镜区域与下一行的所述透镜区域相比偏移了偏移距离“a”，其中，所述电驱动液晶透镜包括：彼此相对布置的第一衬底和第二衬底；多个第一电极，所述第一电极对应于所述第一衬底上的相应的所述透镜区域的边沿而形成在所述第一衬底上；多个第二电极，所述第二电极在相应的所述第一电极周围以位于所述第一电极下方的方式形成在所述第一衬底上，并且置于相邻的左透镜区域的中心和右透镜区域的中心之间；黑底层，所述黑底层沿不同行的所述透镜区域的边界而形成；第三电极，所述第三电极形成在整个所述第二衬底上；以及液晶层，所述液晶层插入在所述第一衬底与所述第二衬底之间。

应当明白，本发明的以上一般性描述和以下详细描述都是示例性和说明性的，旨在提供对要求保护的本发明的进一步说明。

附图说明

所包括的附图用于提供对本发明的进一步理解，并且被并入且构成本申请一部分，示出了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是例示常规电驱动液晶透镜的截面图；

图2是例示常规电驱动液晶透镜的相位的曲线图；

图3是例示根据本发明的包括电驱动液晶透镜的立体显示装置的示意截面图；

图4是例示根据本发明的电驱动液晶透镜的下部衬底(即，第一衬底)的平面图；

图5是例示在图4中示出的台阶状透镜区域的各层处实现的透镜分布剖面的图；

图6是例示根据本发明的电驱动液晶透镜的上部衬底(即，第二衬底)的平面图；

图7是例示根据本发明的电驱动液晶透镜的相接合的上部衬底和下部衬底的平面图；

图8是沿图4中的线I-I’截取的结构截面图；

图9是沿图4中的线II-II’截取的结构截面图；以及

图10是根据本发明另一实施方式沿图4中的线II-II’截取的结构截面图。

具体实施方式

现在将详细说明根据本发明优选实施方式的电驱动液晶透镜以及使用它的立体显示装置，在附图中例示了它们的实施例。尽可能在所有附图中使用相同的标号来标示相同或类似的部分。

图3是例示根据本发明的包括电驱动液晶透镜的立体显示装置的示意截面图。

如图3中所示，采用根据本发明的电驱动液晶透镜的立体显示装置包括根据施加的电压而被驱动并用作透镜的电驱动液晶透镜1000、置于电驱动液晶透镜1000的下侧且用来发射2维图像信息的显示板2000，以及置于显示板2000的下侧且用来向显示板2000发射光的光源3000。

根据情况需要，如果显示板2000是自发光装置，则可以省掉光源3000。

显示板2000设有排成矩阵图案的多个子像素，并且顺序对每个单元列的各个子像素施加r、g和b图像信号。

可以从包括液晶显示器(LCD)、有机发光显示器(OLED)、等离子显示板(PDP)、场致发射显示器(FED)等的多种平板显示器中选择显示板2000。

电驱动液晶透镜1000用来根据施加的电压选择性地发射2维或3维图像。在未施加电压的状态下，电驱动液晶透镜1000用作透光层，直接发射从显示板2000施加的2维图像。另一方面，当向电驱动液晶透镜1000施加电压时，基于液晶的不同位置之间的光程差，电驱动液晶透镜1000类似于抛物型透镜进行动作。这里，抛物型透镜在行方向上具有抛物型分布剖面，并且在抛物型透镜的列方向上等同地重复产生的抛物型行部分，由此该抛物型透镜在其列方向上可以实现具有抛物相位的圆柱形状。

电驱动液晶透镜1000由多个单元透镜区域L组成，每个单元透镜区域L具有横向宽度p和纵向宽度q(见图6)。如图3中所示，由于在每个透镜区域L的行方向上出现抛物分布剖面的光程差，从而可以实现光学透镜。在显示板2000中对应于每个透镜区域L提供的数字1到9，表示单个透镜区域L中包括的视点的数目，即可以根据用户(即观看者)的移动而出现的观看点的数目。该图例示了视点总数为9的情况。这里，总共9个视点对应于4.5个垂直子像素和2个水平子像素的子像素排列。

视点数目不限于9，而可以根据透镜区域L的节距和显示板的子像素的尺寸增加或减少。

透镜区域L表示这样的区域，所述区域不具有诸如示出的凸透镜的物理形成透镜的分布剖面，但根据液晶随施加的电场而排列时导致的光程差而具有和透镜一样的光学效果。

下面将参照附图详细描述本发明的电驱动液晶透镜1000，其可以实现多个视点并实现2维/3维切换功能。

图4是例示根据本发明的电驱动液晶透镜的下部衬底(即，第一衬底)的平面图，图5是例示在图4中示出的台阶状透镜区域的各层处实现的透镜分布剖面的图。并且，图6是例示根据本发明的电驱动液晶透镜的上部衬底(即，第二衬底)的平面图，图7是例示根据本发明的电驱动液晶透镜的相接合的上部衬底和下部衬底的平面图。图8是沿图4中的线I-I’截取的结构截面图，图9是沿图4中的线II-II’截取的结构截面图。

如图4到9中所示，根据本发明的立体显示装置中包括的电驱动液晶透镜位于显示板的上表面，所述显示板包括排列成矩阵图案的多个子像素SP。电驱动液晶透镜的各单元透镜区域具有单个子像素的横向宽度的“m”倍的横向宽度，和该子像素的纵向宽度的“n”倍的纵向宽度。当在列方向上观看时，一行的透镜区域相比于下一行的透镜区域偏移了距离(a)。在这种情况下，通过“m”乘以“n”来确定视点数。

单元透镜区域L具有横向宽度p和纵向宽度q。作为“p”和“q”的乘积的透镜区域L的面积是通过用子像素的面积乘以包括在单元透镜区域L中的视点数而计算出的值。各个单元透镜区域L对应于相同数量的子像素。

当在列方向上观看时，透镜区域L具有台阶状形状。透镜区域L相对于相邻的两条线的偏移距离(a)是通过将透镜区域的横向宽度除以视点数而计算出的值，并且由表示。因此，偏移距离(a)是通过将子像素的横向宽度除以“n”(其中，n是透镜区域的纵向宽度与子像素的纵向宽度之比)而计算出的值。例如，假设透镜区域具有等于子像素的横向宽度4.5倍的横向宽度和等于子像素的纵向宽度2倍的纵向宽度，则偏移距离(a)等于通过将子像素的横向宽度除以2而计算出的值。此结果可以从图6和7中看出。

现在，将基于每一列描述电驱动液晶透镜的结构。对于彼此相对的第一衬底100和第二衬底200以及在第一衬底100上的各个透镜区域L1、L2、L3、L4……，电驱动液晶透镜还包括在对应于各个透镜区域L1、L2、L3、L4……的边沿E的位置处形成在第一衬底100上的第一电极105、围绕各个第一电极105在第一电极105的下侧位置处形成在第一衬底100上并置于相邻的左、右透镜区域L1、L2、L3、L4……的中心O之间的第二电极103、沿不同行的透镜区域L1、L2、L3、L4……的边界形成的黑底层101、在整个第二衬底200上形成的第三电极201，以及填充第一衬底100和第二衬底200之间的间隙的液晶层。

这里，第二电极103可以形成在整个第一衬底100上，或者可以形成在相邻的左、右透镜区域L1、L2、L3、L4……的中心O之间，以具有比如图所示的第一电极105的宽度更大的宽度。另外，第二电极103可以相对于相邻的左、右透镜区域L的中心O偏移一小距离。根据情况需要，第二电极103可以按使所述距离为零的方式形成在整个第一衬底100上。出于以下原因，第二电极103设有比第一电极105更大的宽度。常规上，为了操作液晶层300，分别向第一电极105和第二电极103施加高电压和阈值电压，并且对与第一电极105和第二电极103相对的第三电极201施加地电压。因此，因为施加给第二电极103的电压比施加给第一电极105的电压低，所以为了允许第二电极103协同第三电极201生成平滑的电场，并且还为了结合第一电极105对在液晶层300中限定的电驱动液晶透镜的凹度(sag)的调整产生作用，第二电极103必须比第一电极105宽。

黑底层101形成在第一衬底100上，第二电极103和第一电极105是通过分别插入第一绝缘层102和第二绝缘层104而顺序形成在黑底层101的上表面处的。

黑底层101由黑色树脂、铬(Cr)、钼(Mo)以及铝钕(AlNd)中的任一种制成。当黑底层101由黑色树脂制成时，可以省掉如图8和9中所示的第一绝缘层102。

并且，当显示板是液晶显示板时，在子像素的边界处形成额外的黑底层。形成在透镜区域L的边界处的黑底层101必须具有比子像素之间的黑底层的宽度更大的宽度。例如，如果子像素之间的黑底层的宽度在20μm到30μm的范围内，则电驱动液晶透镜的黑底层101必须具有40μm到60μm的宽度。

根据情况需要，即使子像素之间的黑底层和电驱动液晶透镜的黑底层101相互重叠，由于电驱动液晶透镜和显示板分开几毫米的事实，当从上侧或下侧而不是从前侧观看时或者当用期望的角度在左或右方向上观看时，电驱动液晶透镜的透镜区域的边界通常未被子像素之间的黑底层覆盖。在这种情况下，由于在电驱动液晶透镜内设置有黑底层，所以黑底层101可以用来覆盖从除前侧外的上述方向观察到的失真的透镜区域。

黑底层101位于透镜区域L1、L2、L3、L4……的边界处，因此可以覆盖在透镜区域L1、L2、L3、L4……的边界处导致的透镜分布剖面失真，从而改善用户(观看者)可见性。这里，因为液晶层的相位差在透镜区域L1、L2、L3、L4……的边界处快速变化，所以很难在透镜区域L1、L2、L3、L4……的边界处获得一致的空间相位差值。因此，优选的是覆盖透镜区域L1、L2、L3、L4……的边界。并且，即使考虑到电场，在透镜区域L1、L2、L3、L4……的边界中，也要在横向方向而不是纵向方向(即长度方向)上形成第一电极105和第二电极103，由此感生垂直电场。因此，存在这样的风险，即液晶层可能在透镜区域L1、L2、L3、L4……的边界处垂直旋转，导致通过液晶配向获得的透镜属性的劣化。本发明的电驱动液晶透镜覆盖出现电场失真的透镜区域L1、L2、L3、L4……的边界，从而防止光透过这些边界，由此改善电驱动液晶透镜的整体透镜效果。

同时，本发明的电驱动液晶透镜在未对各电极施加电压的断电状态下直接透射从位于透镜下侧的显示板2000发射的2维图像信号。这可以通过调整液晶层300的初始状态来实现。具体地说，这可以通过分别向第一衬底100和第二衬底200提供用来控制液晶层300的初始状态的第一配向层106和第二配向层202来实现。

更具体地说，第一配向层106可以形成在整个第二绝缘层104包括第一电极105上，而第二配向层202可以进一步形成在第三电极201上。在这种情况下，第一配向层106在第一电极105的纵向方向上经受摩擦，而第二配向层202在与第一配向层106经受摩擦的方向相交的方向上经受摩擦。

第二电极103和第三电极201由诸如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)等的透明金属制成。第一电极105优选地由诸如铬、钼等的不透光的不透明金属制成，以覆盖电驱动液晶透镜的边沿，来防止这些边沿处的串扰效应。

同时，在驱动液晶层300时，向第一电极105施加高电压，向第二电极103施加阈值电压，并向第三电极201施加地电压。由此，在第一衬底100和第二衬底200之间生成垂直电场，导致液晶层300的不同部分之间的光程差。在这种情况下，施加给第二电极103的阈值电压为具有用 $V=\mathrm{\π}\sqrt{\frac{K1}{\mathrm{\Δ\ϵ\ϵ}0}}$ (其中，Δε是液晶介电常数各向异性，K1是液晶层的弹性模量，而ε_o是真空介电常数)表示的峰值的AC方波电压。峰值在1.6V到2.0V的范围中。并且，施加给第一电极105的高电压为具有峰值2.6V到10V的AC方波电压。

图10是根据本发明另一实施方式的沿图4中的线II-II’截取的结构截面图。

参照例示根据本发明另一实施方式的电驱动液晶透镜的图10，在第二衬底200上形成有黑底层310。除黑底层310的位置之外，本实施方式的电驱动液晶透镜具有和图4到9中示出的上述电驱动液晶透镜相同的结构，因此，下面将省略其详细描述。

黑底层310形成在列方向上而对应于列上的透镜区域的边界，并且不太受在第一衬底100上形成或在第二衬底200上形成的影响。根据情况需要，沿第一衬底100的外缘形成有外周键(未示出)，分别用于要构图的层的对准。这里，如果与外周键的形成同时地形成黑底层310，则不需要准备单独的掩模。这提供了减少工序数的优点。

同时，尽管未示出，但是第一衬底100和第二衬底200的外缘区域设有密封图案(未示出)，以支承第一衬底100和第二衬底200。第一衬底100和第二衬底200之间的液晶层300必须具有约等于15μm到30μm的足够厚度用来形成具有足够相位的电驱动液晶透镜。为了稳定地维持液晶层300的厚度，还可以形成有球状间隔物或柱状间隔物以支承第一衬底100和第二衬底200之间的单元间隙(cell gap)。在这种情况下，有利的是，将所述间隔物定位成不使电驱动液晶透镜的相位失真。

尽管附图例示了构成液晶层300的液晶分子具有正介电常数各向异性的情况，但是即使需要不同于示出的电驱动液晶透镜偏移的电驱动液晶透镜，或者即使形成具有和示出的电驱动液晶透镜相同的效果的电驱动液晶透镜，也可以通过改变设置在第一衬底100上的电极的排列或者通过颠倒第一衬底100和第二衬底200的位置来使用具有负介电常数各向异性的材料。

根据本发明的电驱动液晶透镜可以用作用于3维成像的透镜，并且根据情况需要，可以位于具有2维成像功能的显示装置的上表面，从而用来将2维图像转换成3维图像以显示3维图像。并且，基于在未施加电压时透射光的属性，电驱动液晶透镜可以实现切换功能，以在未施加电压时显示2维图像而根据施加的电压显示3维图像。这种电驱动液晶透镜可以与位于透镜下侧的2维图像显示装置一起使用。具体地说，利用2维/3维成像之间的切换功能，电驱动液晶透镜可以根据施加的电压使用从位于透镜下侧的显示装置发射的2维图像信号来显示立体(3维)图像，而当未施加电压时可以通过直接透射从显示装置发射的2维图像来显示该2维图像。

尤其是，在本发明的电驱动液晶透镜中，通过使用不透光的不透明金属来覆盖呈现严重失真的透镜的边沿，并且通过使用黑底层来覆盖不同行的台阶状透镜区域的边界。因此，电驱动液晶透镜具有覆盖存在串扰和快速相位差变化风险的特殊区域的效果，由此改善用户可见性。

包括根据本发明的电驱动液晶透镜的立体显示装置具有以下效果。

本发明的电驱动液晶透镜可以通过使用不透光的不透明金属覆盖呈现严重失真的边沿差错区域来最小化串扰的生成，并且还可以通过向不同行的台阶状透镜区域的边界提供黑底层来防止垂直电场生成区域处的快速相位差变化。因此，该电驱动液晶透镜具有改善用户可见性的效果。

此外，由于提供台阶状透镜区域而不是简单的线性透镜区域，在实现透镜区域之间的多视点显示方式的情况下，可以防止仅在水平方向上发生分辨率损失，此外，可以在垂直方向和水平方向上获得一致的分辨率，因此减小期望的特定方向上的分辨率损失。这导致用户可见性的改善。

除此之外，不同于偏光器一般具有0度或90度的光轴方向的常规大型液晶显示装置，本发明的电驱动液晶透镜用来控制线性偏光组件的光程，因此有利的是使液晶的排列和旋转与液晶显示板中提供的偏光器的光轴方向相重合。在提供本发明的台阶状透镜区域的情况下，透镜区域的排列可以与偏光器的光轴方向相重合，由此与常规倾斜结构相比可以实现图像质量的改善，在所述常规倾斜结构中，使透镜区域相对于偏光器倾斜，而导致液晶根据施加的电压非对称排列。

本领域技术人员应当清楚，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下对本发明做出各种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求书及其等同物的范围内的对本发明的这些修改和变化。

本申请要求2007年7月11日递交的韩国专利申请No.P2007-069839的优先权，通过引用将其并入于此，如同在本文中完整阐述一样。

Claims (13)

1、一种立体显示装置，该立体显示装置包括：具有排列成矩阵图案的多个子像素并且适于发射2维图像信号的显示板；以及位于所述显示板的上表面处并包括多个透镜区域的电驱动液晶透镜，每个所述透镜区域具有等于单个子像素的横向宽度的m倍的横向宽度，和等于所述子像素的纵向宽度的n倍的纵向宽度，当在列方向上观看时，一行的所述透镜区域与下一行的所述透镜区域相比偏移了偏移距离a，其中

所述电驱动液晶透镜包括：

彼此相对布置的第一衬底和第二衬底；

多个第一电极，所述第一电极对应于所述第一衬底上的相应的所述透镜区域的边沿而形成在所述第一衬底上；

多个第二电极，所述第二电极在相应的所述第一电极周围以位于所述第一电极下方的方式形成在所述第一衬底上，并且置于相邻的左透镜区域的中心和右透镜区域的中心之间；

黑底层，所述黑底层在列方向上沿不同行的所述透镜区域的边界而形成；

第三电极，所述第三电极形成在整个所述第二衬底上；以及

液晶层，所述液晶层插入在所述第一衬底与所述第二衬底之间。

2、根据权利要求1所述的立体显示装置，其中，所述偏移距离a等于通过将所述子像素的所述横向宽度除以n而计算出的值。

3、根据权利要求1所述的立体显示装置，其中，所述第二电极形成在整个所述第一衬底上，或者形成在相邻的左透镜区域的中心和右透镜区域的中心之间。

4、根据权利要求1所述的立体显示装置，其中，所述黑底层形成在所述第二衬底上。

5、根据权利要求1所述的立体显示装置，其中，所述黑底层形成在所述第一衬底上，并且

所述第一电极和所述第二电极顺序形成在所述黑底层的上表面处。

6、根据权利要求3所述的立体显示装置，其中，在整个所述第一衬底包括所述第一电极上形成有第一配向层，并且在所述第三电极上形成有第二配向层。

7、根据权利要求6所述的立体显示装置，其中，所述第一配向层在所述第一电极的纵向方向上经受摩擦，而所述第二配向层在与所述第一配向层被摩擦的方向相交的方向上经受摩擦。

8、根据权利要求1所述的立体显示装置，其中，所述第二电极和所述第三电极由透明金属制成。

9、根据权利要求7所述的立体显示装置，其中，所述第一电极由不透光的不透明金属制成。

10、根据权利要求1所述的立体显示装置，其中，所述黑底层由黑色树脂、铬、钼以及铝钕中的任一种制成。

11、根据权利要求1所述的立体显示装置，其中，在驱动所述液晶层时，向所述第一电极施加2.6到10V的电压，向所述第二电极施加1.6到2.0V的电压，并且将所述第三电极接地。

12、根据权利要求1所述的立体显示装置，其中，各个所述透镜区域对应于相同数量的子像素。

13、根据权利要求1所述的立体显示装置，其中，当在所述列方向上观看时，所述透镜区域具有台阶状排列。

Images