CN101419351B - 显示装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种显示装置，其适用于选择性显示常规图像、立体图像、多视角图像和立体多视角图像。该显示装置包括：显示图像的液晶面板；位于液晶面板上的偏光器；位于偏光器上的液晶透镜；以及插置在液晶透镜与液晶面板之间的偏光部件，用于使透射过液晶透镜的光的轴与偏光器的光轴一致。因此，显示装置能够选择性显示常规图像、立体图像、多视角图像和立体多视角图像，且同时改善图像质量和亮度。

Description

显示装置

相关申请的交叉参考

本申请要求享有于2007年10月24日提交的申请号为10-2007-107241的韩国专利申请的优先权，其全部内容在此引为参考。

技术领域

本发明涉及一种显示装置，更特别地涉及一种适用于选择性显示常规图像、立体图像和多视角图像的显示装置。

背景技术

现在，随着人们生活水准的迅速提高，对人们使用的电子设备功能的多样化要求也提高了。尤其是，显示图像的显示装置需要具有能够显示3D图像的立体图像功能，或者能够通过一个屏幕在不同视角显示其它图像的多视角功能。在诸如广告、教育培训、娱乐、导航等等的各种领域广泛需要立体图像功能或多视角功能。

为了使显示装置具有立体图像功能或多视角功能，显示装置包括显示图像的显示面板，以及将显示面板提供的图像分成至少第一和第二图像的挡板。

显示面板可以是轻且薄并且功耗低的液晶面板。液晶面板包括第一和第二基板，插置在两个基板之间的液晶层，以及粘附在第一和第二基板中至少一个的外侧表面的偏光器。

挡板包括阻光的遮光部以及透射光的透光部。因此，当使用挡板时，具有只能显示立体图像或多视角图像的缺点。

为了实现能选择性显示立体图像与多视角图像中的一种以及常规图像的显示装置，发展了通过液晶透镜使折射率按照电场改变的技术来取代挡板。

液晶透镜包括第一和第二基板以及插置在两个基板之间的液晶。第一和第二基板的每一个都包括第一和第二电极。

为了显示多视角图像，将这种液晶透镜相对于液晶面板的垂直方向倾斜固定的角度。由此，液晶面板的偏光器的光轴可能与通过液晶透镜的光的轴产生很大的不同。随着偏光器的光轴与液晶透镜的光轴之间的角度差变大，会产生串扰，此外图像质量也会劣化。

此外，因为按照液晶透镜的对准方向液晶透镜的光轴和液晶面板的光轴变得彼此不同，所以存在立体图像或双视角图像的图像质量会进一步劣化的另一个缺点。

结果，通过使用液晶透镜可以选择性显示立体图像、多视角图像以及立体多视角图像中的一种以及常规图像，但由于液晶透镜的光学性会产生使其图像质量劣化的问题。

发明内容

因此，本发明的实施方式旨在提供一种基本避免了由现有技术的局限性和缺点导致的一个或多个问题的显示装置。

本发明实施方式的目的在于提供一种适用于选择性显示常规图像、立体图像、多视角图像以及立体多视角图像的显示装置，其能够解决图像质量劣化的问题。

关于实施方式另外的特征和优点，一部分将在下面的说明中阐明，一部分从说明书中将变得显而易，或者可以通过对实施方式的实践而获知。通过在书面的说明书和权利要求以及附图中特别指出的结构，将认识并且获得这些实施方式的优点。

按照本发明实施方式的一个方面，显示装置包括：显示图像的液晶面板；位于液晶面板上的偏光器；位于偏光器上的液晶透镜；以及位于液晶透镜上的偏光部件，用于使透射过液晶透镜的光的轴与偏光器的光轴一致。

优选地，液晶透镜设置为距偏光器恒定的距离。

优选地，偏光部件可包括偏光膜。

优选地，偏光部件可包括补偿膜。

优选地，补偿膜可以是a板型。

优选地，偏光部件可以具有约2/λ的相位延迟，偏光器与液晶透镜的光轴之间的角度差可对应于角度“2a”，且偏光器与偏光部件的光轴之间的角度差可对应于角度“a”。

关于其它的系统、方法、特征和优点，本领域技术人员将通过研究附图以及具体描述而变得显而易见。所有这些另外的系统、方法、特征和优点都应涵盖在该说明书中，落入本发明的范畴内，并且被所附的权利要求书保护。此部分的描述不应有任何内容被视为是对权利要求的限制。更多的方面和优点将在下面结合实施方式讨论。应当理解，本发明公开的前述概括说明和下列详细说明是示例性和解释性的，是为了对所要求保护的本发明提供进一步的解释。

附图说明

附图包括在申请中并构成本申请的一部分，用以提供对实施方式的进一步理解，附图示出了本发明的实施方式且与说明书一起用以解释本发明的公开范围。在附图中：

图1是显示按照本发明公开的实施方式的显示装置的横截面图。

图2是显示图1中液晶透镜的横截面图；以及

图3是说明按照本发明公开的实施方式的显示装置中某些元件的光轴的图。

具体实施方式

现在将详细参照本发明公开的多个实施方式，其实例在附图中示出。以下介绍的这些实施方式只是例子，用以向本领域的普通技术人员传达其精神。因此，这些实施方式可以以不同形态实施，而并不是局限于此处描述的这些实施方式。为了方便在附图中观察，可能在附图中夸张表示器件的尺寸和厚度。尽可能地，在包括附图的整个公开内容中使用相同的参考标号来表示相同或类似的部分。

图1是显示按照本发明公开的实施方式的显示装置的横截面图。参见图1，显示装置包括显示偏振光的单元。

以液晶面板100作为该单元的典型例子，液晶面板100可包括彼此面对的TFT基板120和滤色器基板110。液晶层130插置在TFT基板120和滤色器基板110之间。

TFT基板120包括：彼此交叉的栅极线和数据线；多个薄膜晶体管，每个薄膜晶体管位于栅极线与数据线的交叉部；以及与薄膜晶体管电连接的像素电极，虽然它们未显示在图中。

滤色器基板110包括与栅极线、数据线和薄膜晶体管相对应的黑矩阵，设置在由黑矩阵暴露的区域的滤色器图案，以及位于黑矩阵和滤色器图案上的公共电极。

在本发明公开的实施方式中，将液晶面板的模式解释为液晶分子扭转的TN(扭转相列)模式，但不局限于此。例如，液晶面板100可以是使得液晶分子垂直对准到TFT基板120的VA模式，或者是使得液晶分子水平对准到TFT基板120的IPS模式。

第一和第二偏光器150和140的每一个都具有彼此正交的光轴且分别位于滤色器基板110和TFT基板120的外侧表面。

液晶面板100包括由交叉的栅极线和数据线限定的多个像素。这些像素可具有彼此不同的第一和第二图像。例如，如果显示装置实现立体图像，则第一和第二图像可以是用于左眼和右眼的图像。另一方面，当双视角图像显示于显示装置上时，第一和第二图像可以是在彼此不同的第一和第二视角方向上显示的图像。

显示装置也包括位于液晶面板100后表面的背光组件400。背光组件400包括产生光的光源420，以及将光导向液晶面板100的导光板410。在此之外，背光组件400还可包括反射板和多个光学片，虽然它们未显示在图中。反射板位于导光板410的后表面且将在相反方向漏出的光反射到液晶面板100。光学片可包括位于导光板410的前表面且将自导光板410提供的光会聚到液晶面板100的棱镜片，以及位于棱镜片上且将来自棱镜片的会聚光均匀地提供到液晶面板100上的散射片。

显示装置还包括液晶透镜200，其将来自液晶面板100的图像分成第一和第二图像。

图2是显示图1中液晶透镜的横截面图。参见图1和2，液晶透镜200包括彼此面对的第一和第二基板210、220，以及插置在第一和第二基板210、220之间的液晶层260。

液晶透镜200利用电场按区域地控制折射率。

至此，液晶透镜200包括彼此分开设置在第一基板210上的多个像素电极240，位于包括像素电极240的第一基板210上的绝缘膜230，以及与像素电极240交替设置在绝缘膜230上的多个公共电极250。像素电极240包括接收第一电压的第一电极240a，以及位于第一电极240a的一侧且分别接收比第一电压低的第二电压和比第二电压低的第三电压的第二电极240b和第三电极和240c。此外，分别接收第二和第三电压的第四和第五电极240d、240e位于第一电极240a的另一侧。此时，将相同的电压施加到公共电极250上。在对像素电极240和公共电极分别施加不同电压的情况中，因为液晶透镜200的液晶分子可以排列成椭圆形，所以液晶透镜200可具有凸透镜的形状。换句话说，液晶透镜200将液晶层260的液晶分子排列成透镜形状，由此一个区域接着一个区域地改变通过液晶透镜的光的折射率。因此，产生了透射过液晶透镜200的光的视差，这样能够显示立体图像。与此相反，当不对液晶透镜200施加电压时，透射过液晶透镜200的光产生的图像可以显示为常规图像。

在此之外，通过将自液晶面板100提供的图像例如在第一和第二视角方向的至少两个方向上会聚的方式，液晶透镜200可在一个屏幕上显示具有不同的图像的双视角图像。

按照这些方式，液晶透镜200可将液晶面板100提供的图像选择性地显示为常规图像、立体图像、多视角图像和立体多视角图像。

在本发明的实施方式中，将液晶透镜200解释为具有在应用一个像素电极的基础上施加有对称电压的像素电极，但不局限于此，并且在像素电极240中液晶显示透镜200可具有各种形状。

液晶透镜200可包括形成在第一和第二基板210、220的内侧表面中的至少一个上的取向膜，用于初始对准液晶层260的液晶分子。

取决于液晶透镜200的取向膜的对准方向，液晶透镜200的光轴可以不同于液晶面板100上的第二偏光器140的光轴。在液晶透镜200的液晶取向图案不同于液晶面板100的液晶取向图案时，透射过液晶面板100的光的轴也可以不同于透射过液晶透镜200的光的轴。

此外，为了显示装置显示双视角图像且防止例如串扰缺陷的图像质量劣化，液晶透镜200具有相对于液晶面板100的第二偏光器140均匀倾斜的角度。据此，液晶透镜200的光轴可以不同于第二偏光器140的光轴。

以这种方式，在第二偏光器140的光轴不同于液晶透镜200的光轴时，存在图像质量劣化的问题。

为了解决这个问题，将偏光部件300插置在液晶透镜200和液晶面板100之间。偏光部件300可以是固定的偏光膜。偏光膜可具有与液晶透镜相同的透射轴。由此，偏光部件300使得自液晶面板100透射的光的轴与液晶透镜的光轴一致，因此可以防止显示装置的图像质量劣化。

用作偏光膜的材料可包括膨胀的聚乙烯醇基膜。

在将偏光部件300用作偏光膜时，可以改善显示装置的图像质量。但是，作为偏光膜的偏光部件300迫使来自液晶面板100的图像在偏光部件300处被第二次偏光之前在第二偏光器140处被第一次偏光，这样其亮度有可能减小到液晶面板100处亮度的至少50％。

为了改善显示装置的亮度，也改善显示装置的图像质量，偏光部件300可以是补偿膜。在偏光部件300是补偿膜时，补偿膜可以是能够改变光路的a板型。以这种方式，补偿膜改变光路，这样可以防止亮度变差。

如果补偿膜具有λ/2的相位差且相对光轴入射的线性偏振光的角度是θ°，则透射过补偿膜的线性偏振光旋转2θ°的角度。因此，补偿膜可具有这样的光轴角度，该光轴角度与液晶透镜200的光轴角度之间的角度差对应于液晶透镜200与液晶面板100的光轴之间的角度差的1/2。

补偿膜可以由高聚合物膜或UV固化型液晶膜制成。

在本发明公开的实施方式中，将偏光部件300解释为位于液晶透镜200的一侧表面，但不局限于此，且偏光部件300可以位于第二偏光器140中或粘附到第二偏光器140。

在此之外，将粘合层插置在偏光部件300和液晶透镜200之间，这样偏光部件300可以粘在面对第二偏光器140的液晶透镜200上，虽然其具体未显示在图中。

图3是说明按照本发明公开的实施方式的显示装置中某些元件的光轴的图。

参见图3，液晶透镜200的光轴A相对于X轴为0°且面板100上第二偏光器140的光轴B相对于X轴可倾斜“2a°”的角度。此时，如果补偿膜的光轴C相对于X轴倾斜“a°”的角度，则第二偏光器140的光轴B可以形成为与液晶透镜200的光轴A一致。这是因为在线性偏振光透射过补偿膜的情况下线性偏振光自θ°光轴旋转到20°光轴。

因此，对于通过使用液晶透镜选择性显现常规图像、立体图像、多视角图像和立体多视角图像，按照本发明公开的实施方式的显示装置包括使液晶面板和液晶透镜的光轴彼此一致偏光部件，由此解决由串扰引起的图像质量劣化问题。

在此之外，偏光部件形成为补偿膜，这样可同时改善图像质量劣化问题和改善显示装置的亮度。

如上所述，按照本发明公开的实施方式的显示装置包括液晶透镜，其可按照电场改变折射率，由此选择性显示常规图像、立体图像和多视角图像。此外，为了防止串扰缺陷，液晶透镜可包括偏光部件。而且，液晶透镜可包括补偿膜以增加亮度且防止串扰的产生，由此改善图像质量劣化问题。

对本领域技术人员，对本发明公开内容进行各种改型和变化是显而易见的。因此，本发明旨在涵盖对实施方式的所有改型和变化，只要它们落入所附权利要求及其等效范围内。

Claims (7)

1.一种显示装置，包括：

用于显示图像的液晶面板；

位于该液晶面板上的偏光器；

位于该偏光器上的液晶透镜；以及

插置在该液晶透镜与该液晶面板之间的偏光部件，用于使透射过该液晶透镜的光的轴与该偏光器的光轴一致，

其中，所述液晶透镜包括彼此分开设置在第一基板上的多个像素电极、位于所述第一基板上的绝缘膜、以及与所述像素电极交替设置在所述绝缘膜上的多个公共电极，

其中所述多个像素电极包括接收第一电压的第一电极，和位于所述第一电极的一侧并分别接收比所述第一电压低的第二电压以及比所述第二电压低的第三电压的第二和第三电极，

其中分别接收所述第二和第三电压的第四和第五电极位于所述第一电极的另一侧。

2.如权利要求1所述的显示装置，其中该偏光部件是补偿膜。

3.如权利要求2所述的显示装置，其中该补偿膜是a板型。

4.如权利要求2所述的显示装置，其中该偏光器的光轴与该液晶透镜的光轴之间的角度差为角度“2a”，且该补偿膜的光轴与该偏光器的光轴之间的角度差为角度“a”。

5.如权利要求1所述的显示装置，其中该偏光部件是偏光膜。

6.如权利要求1所述的显示装置，其中该偏光部件被粘附到面对该偏光器的液晶透镜上。

7.如权利要求1所述的显示装置，其中该偏光部件被粘附到该偏光器上。

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