CN102193240A

CN102193240A - 显示装置及其形成方法

Info

Publication number: CN102193240A
Application number: CN2010106009035A
Authority: CN
Inventors: 金辉; 辈智贤; 郑炅浩; 李承勋; 金熙燮
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2030-12-17
Also published as: KR101707607B1; JP5681468B2; KR20110100498A; CN102193240B; JP2011186431A; US8520062B2; US20110216169A1

Abstract

本发明提供了一种显示装置及其形成方法。所述显示装置包括显示面板和光学构件。所述显示面板包括多个像素并显示2D图像。所述光学构件包括多个透镜，每个透镜具有多个焦点，并且构造每个透镜以使显示面板的至少两个像素与一个3D像素对应。光学构件通过使用光学构件的透镜将该2D图像分成左眼图像和右眼图像。

Description

显示装置及其形成方法

本申请要求于2010年3月4日提交的第2010-19536号韩国专利申请的优先权，其内容通过引用全部包含于此。

技术领域

本发明涉及一种显示装置及其形成方法。更具体地说，本发明涉及一种显示3D图像的显示装置。

背景技术

通常，3D图像显示装置通过透镜模式(lenticular scheme)或屏障模式(barrier scheme)将2D图像分成左眼图像和右眼图像。

屏障模式通过使用视差屏障(parallax barrier)阻挡或透射光穿过右像素和左像素来将2D图像分成左眼图像和右眼图像。透镜模式通过使用透镜(lenticular lens)将2D图像分成左眼图像和右眼图像。

根据屏障模式，由于一部分光被阻挡，所以亮度降低，从而显示质量会降低。相反，根据透镜模式，由于大部分光穿过透镜，所以亮度降低小于屏障模式的亮度降低。近来，开发了采用透镜模式的各种3D图像显示装置。

发明内容

本发明提供一种通过改善3D图像的亮度分布的均匀性来改善3D图像的图像质量的显示装置。

在一个示例性实施例中，显示装置包括显示面板和光学构件。显示面板包括布置成矩阵形式的多个像素并显示2D图像。光学构件设置在显示面板上并包括多个透镜。每个透镜具有多个焦点，并且构造每个透镜以使至少两个像素与一个3D像素对应。光学构件通过使用透镜将2D图像分成左眼图像和右眼图像。光学构件还包括基片，透镜可设置在所述基片上。

每个透镜包括沿第二方向的J个区域，并且所述J个区域分别包括J个子透镜的一部分。子透镜具有相同的弧线并沿第二方向顺序布置，同时彼此部分地叠置。所述J个区域中的第L区域包括所述J个子透镜中的第L子透镜的一部分，其中，L是在1至J范围内的自然数。

光学构件可包括液晶电场透镜。液晶电场透镜包括第一基底、第二基底和介于第一基底与第二基底之间的液晶层。第一基底包括第一基体基底和在第一基体基底上彼此分开的多个第一电极。第二基底包括与第一基底相对的第二基体基底和在第二基体基底上的第二电极。液晶电场透镜包括因施加到第一电极和第二电极的电压形成的多个内部透镜。内部透镜具有根据施加到形成内部透镜的第一电极的电压值的多个焦点。

如上所述，根据本发明的显示装置，由于通过具有多个焦点的透镜总是能够以相同的比例看到黑矩阵和像素，所以能够改善亮度分布的均匀性，从而能够改善3D图像的质量。

附图说明

通过下面结合附图考虑的详细描述，本发明的上述和其他优点将会变得容易清楚，附图中：

图1是示意性示出根据本发明的显示装置的示例性实施例的分解透视图；

图2是示出根据本发明的显示装置的又一示例性实施例的分解透视图；

图3A是部分地示出在图2中示出的显示装置的显示面板和光学构件的平面图；

图3B是示出图3A的显示面板的一部分的放大平面图；

图4A是出于说明透镜结构的目的沿图2的I-I’线截取的剖视图；

图4B是示出图4A的透镜的操作原理的视图；

图5A是示出设置在根据本发明的显示装置中的透镜结构的可选示例性实施例的剖视图；

图5B是示出穿过图5A的透镜的光的路径的示例性实施例的视图；

图6是示出根据本发明的显示装置的又一示例性实施例的分解透视图；

图7是沿图6的II-II’线截取的液晶电场透镜的剖视图；

图8是示出设置在根据本发明的显示装置中的液晶电场透镜的可选示例性实施例的剖视图；

图9A和图10A是示出施加到形成图7的液晶电场透镜的内部透镜的第一电极的电压的曲线图；

图9B和图10B是示出因图9A和图10A的电压形成的内部透镜的焦点的图示。

具体实施方式

在下文中，将参照示出本发明的示例性实施例的附图来更加充分地描述本发明。然而，可以用各种不同的方式实施本发明，并且本发明不应被解释为限于这里所阐述的示例性实施例。相反，提供这些实施例将使得本公开是彻底的和完全的，并且本发明的范围将被充分地传达给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，可以夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。

应该理解的是，当元件或层被称作“在”另一元件或层“上”时，该元件或层可以直接在该另一元件或层上或者也可以存在中间元件或层。相反，当元件或层被称作“直接在”另一元件或层“上”时，不存在中间元件或层。相同的标号表示始终相同的元件。如这里所使用的，术语“和/或”包括相关的所列术语的一个或多个的任意和全部组合。

应该理解的是，尽管这里可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应该受这些术语的限制。这些术语仅是用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被称作第二元件、组件、区域、层或部分。

为了方便描述，这里可使用诸如“下面的”、“在……上方”、“上面的”等空间相对术语来描述如在图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应该理解的是，空间相对术语意在包含除了在附图中描述的方位之外的装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则描述为“在”其它元件或特征“下面”的元件随后将被定位为“在”其它元件或特征“上方”。因而，示例性术语“在……下方”可包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。所述装置可被另外定位(旋转90度或者在其它方位)，并对在这里使用的空间相对描述符做出相应的解释。

这里使用的术语仅为了描述特定实施例的目的，而不意图限制本发明。如这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。还应理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

在此参照作为本发明的理想实施例(和中间结构)的示意图的剖视图来描述本发明的实施例。这样，预计会出现例如由制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此，本发明的实施例不应该被解释为局限于在此示出的区域的具体形状，而将包括例如由制造导致的形状偏差。

除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里如此明确定义，否则术语(诸如在通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与相关领域的上下文中它们的意思一致的意思，而将不以理想的或者过于僵化的含义来解释它们。

除非这里另外指出或者上下文另外清楚地否定，否则可以用适合的顺序来实施这里描述的全部方法。任何的和全部的示例或示例性语言(如，“诸如”)的使用仅意图更好地解释本发明，并且除非另外声明，否则不造成对本发明的范围的限制。如这里使用的，说明书中的语言不应被解释为表明任何未声明的元件对本发明的实施是必要的。

在下文中，将参照附图更加详细地描述本发明。

图1是示意性示出根据本发明的显示装置的示例性实施例的分解透视图。

参照图1，显示装置1包括显示面板10和光学构件20。显示面板10包括以矩阵形式布置的多个像素11并显示2D图像。在一个示例性实施例中，例如，显示面板10可包括等离子显示面板(PDP)或液晶显示面板。每个像素11包括多个子像素11x，黑矩阵12介于形成每个像素11的多个子像素11x之间。黑矩阵12也介于多个像素11之间。子像素11x可包括红色、绿色和蓝色子像素中的一个。

光学构件20包括与至少两个像素11对应的多个透镜200。即，每个透镜200与至少两个像素11叠置，如图1中所示。透镜200总体形成了单个整体不可分割的构件。每个透镜200被构造为使至少两个像素11与一个3D像素对应，并且光学构件20使用透镜200将2D图像分成左眼图像和右眼图像。透镜200可具有物理透镜形状或包括液晶电场透镜。

光学构件20与显示面板10分开，并距显示面板10透镜200的焦距。支撑件(未示出)可介于显示面板10和光学构件20之间以保持该焦距。如这里所使用的，“对应”是指相对于另一元件在数量、形状、尺寸或定位布局方面相同或对齐(或对准)。

图2是示出根据本发明的显示装置的又一示例性实施例的分解透视图。

参照图2，与图1中示出的显示装置1相似，显示装置2包括显示面板10和光学构件21。由于显示装置2的显示面板10与图1中示出的显示面板10相同，所以将省略其细节。

光学构件21包括基片250和设置在基片250上的一个或多个透镜210。透镜210可以作为单个整体不可分割的构件独立于基片250制造，然后，附着到自身作为单个整体不可分割的构件的基片250上。可选地，透镜210可与基片250一体形成，使得透镜210和基片250共同形成单个整体不可分割的构件。基片250可包括聚合材料。

多个透镜210沿第一方向D1纵向地延伸，并沿与第一方向D1垂直的第二方向D2布置在基片250上。

图3A是部分地示出在图2中示出的显示装置2的显示面板10和光学构件21的平面图，图3B是示出图3A的显示面板10的一部分的放大平面图。

详细地讲，图3A是示出图2的显示装置2的一部分SR1的放大平面图，图3B是示出图3A的显示面板10的一部分PX1的放大平面图。此外，图3A示出除基片250之外的显示面板10的一部分和每个透镜210的一部分。

参照图3A和图3B，每个像素11分别包括沿第一方向D1布置的红色子像素11a、绿色子像素11b和蓝色子像素11c。在红色子像素11a、绿色子像素11b和蓝色子像素11c中，沿第一方向D1和第二方向D2中的至少一个方向彼此相邻的子像素具有不同颜色。黑矩阵12设置在子像素11a、11b和11c中的两个相邻的子像素之间。更详细地讲，如图3A中所示，红色子像素11a沿第一方向D1和第二方向D2与绿色子像素11b相邻，红色子像素11a沿相对于第一方向D1和第二方向D2倾斜的方向(例如，对角线方向)与蓝色子像素11c相邻。

每个子像素11a、11b或11c沿第二方向D2的宽度Wc和黑矩阵12沿第二方向D2的宽度Wb具有Wc∶Wb或M∶N(M和N是大于或等于1的数)的最简比。在一个示例性实施例中，例如，宽度比M∶N可以是2∶1或4∶1。子像素11x的宽度基本相同。

由于透镜210与至少两个像素11对应，所以每个透镜210沿第二方向D2的宽度T是子像素11a、11b或11c沿第二方向D2的宽度Wc与设置在子像素11a、11b和11c中的相邻的两个子像素之间的黑矩阵12沿第二方向D2的宽度Wb之和Wt的至少两倍。

参照图3A，每个透镜210与沿第二方向D2的9个子像素11a、11b和11c对应(例如，叠置)。因此，沿第二方向D2的宽度T为子像素11a、11b或11c沿第二方向D2的宽度Wc与黑矩阵12沿第二方向D2的宽度Wb之和Wt的至少9倍。

图4A是出于说明透镜结构的目的沿图2的I-I’线截取的剖视图。尽管显示装置2包括多个透镜210，但多个透镜210具有相同的结构。因此，在下文中，将仅代表性地描述一个透镜210。

参照图3A、图3B和图4A，每个透镜210包括J个区域，其中，J是小于或等于M+N的自然数。在一个示例性实施例中，例如，如果M∶N为2∶1，则每个透镜210包括三个区域RE1、RE2和RE3。该三个区域RE1、RE2和RE3具有沿第二方向D2相同的宽度LR1。详细地，该三个区域RE1、RE2和RE3的宽度与每个透镜210沿第二方向D2的宽度T除以区域的数目J(例如，在示出的实施例中为3)得到的值对应。

每个透镜210的三个区域RE1、RE2和RE3包括三个子透镜21sa、21sb和21sc的部分。三个子透镜21sa、21sb和21sc具有相同的弧线，并且沿第二方向D2顺序布置在同一平面上，同时在三个子透镜21sa、21sb和21sc弧线的末端保持预定间隔Δs。即，具有相同的弧线的三个子透镜21sa、21sb和21sc可沿第二方向D2分开设置以限定预定的间隔Δs。因此，三个子透镜21sa、21sb和21sc彼此部分地叠置。

间隔Δs是通过图3B中示出的黑矩阵12沿第二方向D2的宽度Wb与子像素11a、11b或11c沿第二方向D2的宽度Wc之和除以区域的数目J(例如，在示出的实施例中为3)得到的值。

第L区域包括第L子透镜的一部分，其中，L是1至J范围中的自然数。换言之，第一区域RE1包括第一子透镜21sa的一部分，第二区域RE2包括第二子透镜21sb的一部分。第三区域RE3包括第三子透镜21sc的一部分。因此，每个透镜210具有图3中所示的弧线，从而每个透镜210具有多个焦点。

图4B是示出图4A的透镜210的操作原理的视图。

图4B示出显示面板10、设置在显示面板10上的透镜210和由透镜210放大的图像100。尽管图2的显示装置2包括多个透镜210，但是出于解释的目的，图4B仅示出一个透镜210的操作原理。此外，彼此平行的光可沿相同的方向入射到透镜210上。

每个透镜210被构造为使9个像素11与一个3D像素对应。具体地讲，每个透镜210与沿第二方向D2截取的一个单独的行中的9个子像素11a、11b和11c或者沿第二方向的9组子像素11a、11b和11c对应。一组子像素沿第一方向D1布置成列。

入射到每个透镜210的光被每个透镜210的弧线折射。在示出的实施例中，根据光入射的区域，光被会聚在不同的点。具体地，入射到第一区域RE1中的光被会聚在第一焦点f1a，该第一焦点f1a是第一子透镜21sa的焦点，入射到第二区域RE2中的光被会聚在第二焦点f1b，该第二焦点f1b是第二子透镜21sb的焦点，入射到第三区域RE3中的光被会聚在第三焦点f1c，该第三焦点f1c是第三子透镜21sc的焦点。每个透镜210存在的三个焦点f1a、f1b和f1c与三个区域RE1、RE2和RE3各自的子透镜21sa、21sb和21sc的弧线一一对应。

在示出的实施例中，三个焦点f1a、f1b和f1c中的两个焦点f1a和f1b与子像素11a、11b和11c叠置，剩余的一个焦点f1c与和子像素11a、11b和11c相邻的黑矩阵12叠置。因此，聚焦的子像素11a、11b和11c以及与子像素11a、11b和11c相邻的黑矩阵12被每个透镜210放大并被看到(见标号100)。即使视点改变使得焦点移动，子像素11a、11b和11c以及与子像素11a、11b和11c相邻的黑矩阵12也总是以相同的比例被看到。因此，能够减少或有效地防止根据使用者的视点仅看到黑矩阵的黑矩阵云纹现象。因此，显示装置2的亮度分布均匀性增加，从而能够改善3D图像的图像质量。

图5A是示出设置在根据本发明的显示装置2中的透镜结构的可选示例性实施例的剖视图。在下文中，将描述示出的实施例，同时该描述集中在图4A和图4B中的实施例与图5A和图5B中的实施例之间的差异上，以避免赘述。将参照图2的实施例作出以下描述，相同的标号将用于表示相同的元件。

参照图2，显示装置2包括显示面板10和光学构件21，光学构件21包括基片250和设置在基片250上的多个透镜220。与图4A和图4B的透镜210相似，多个透镜220沿第二方向D2布置，同时沿第一方向D1延伸。

参照图5A，每个透镜220包括J个区域，其中，J是小于或等于M+N的自然数。在一个示例性实施例中，例如，如果M∶N为4∶1，则每个透镜220包括五个区域RA1、RA2、RA3、RA4和RA5。

五个区域RA1、RA2、RA3、RA4和RA5具有沿第二方向D2相同的宽度LR2。具体地，五个区域RA1、RA2、RA3、RA4和RA5具有与每个透镜220沿第二方向D2的宽度T2除以区域的数目J(例如，示出的实施例中的5)得到的值对应的宽度。

每个透镜220与沿第二方向D2截取的单独的行中的9个子像素11a、11b和11c对应。因此，每个透镜220沿第二方向D2的宽度T2为子像素11a、11b或11c沿第二方向D2的宽度Wc与设置在子像素11a、11b和11c中的两个相邻的子像素之间的黑矩阵12沿第二方向D2的宽度Wb之和Wt的9倍。

每个透镜220的五个区域RA1、RA2、RA3、RA4和RA5包括五个子透镜22sa、22sb、22sc、22sd和22se的部分。五个子透镜22sa、22sb、22sc、22sd和22se具有相同的弧线，并且沿第二方向D2顺序布置在同一平面上，同时在五个子透镜22sa、22sb、22sc、22sd和22se弧线的末端保持预定的间隔Δs2。即，具有相同的弧线的五个子透镜22sa、22sb、22sc、22sd和22se可设置为沿第二方向D2彼此分开以限定预定的间隔Δs2。

间隔Δs2是通过黑矩阵12沿第二方向D2的宽度Wb与子像素11a、11b或11c的宽度Wc之和除以区域的数目J(例如，在示出的实施例中为5)得到的值。

第一区域RA1包括第一子透镜22sa的一部分，第二区域RA2包括第二子透镜22sb的一部分，第三区域RA3包括第三子透镜22sc的一部分。相似地，第四区域RA4包括第四子透镜22sd的一部分，第五区域RA5包括第五子透镜22se的一部分。因此，透镜220具有图5A中示出的弧线，从而每个透镜220具有多个焦点。

图5B是示出穿过图5A的透镜220的光的路径的视图。

图5B示出了显示面板10、设置在显示面板10上的透镜220和由透镜220放大的图像101。根据示出的实施例，尽管显示装置2包括多个透镜220，但是出于解释的目的，图5B仅示出了一个透镜220的操作原理。此外，彼此平行的光可沿相同的方向入射到透镜220上。

参照图5B，入射到每个透镜220的光被每个透镜220的弧线折射。在示出的实施例中，根据五个区域RA1、RA2、RA3、RA4和RA5中的光入射的区域，光被会聚在不同的点。具体地，入射到第一区域RA1中的光被会聚在第一焦点f2a，该第一焦点f2a是第一子透镜22sa的焦点，入射到第二区域RA2中的光被会聚在第二焦点f2b，该第二焦点f2b是第二子透镜22sb的焦点，入射到第三区域RA3中的光被会聚在第三焦点f2c，该第三焦点f2c是第三子透镜22sc的焦点。入射到第四区域RA4中的光被会聚在第四焦点f2d，该第四焦点f2d是第四子透镜22sd的焦点，入射到第五区域RA5中的光被会聚在第五焦点f2e，该第五焦点f2e是第五子透镜22se的焦点。具体地，每个透镜220存在的五个焦点f2a、f2b、f2c、f2d和f2e与五个区域RA1、RA2、RA3、RA4和RA5各自的子透镜22sa、22sb、22sc、22sd和22se的弧线一一对应。换言之，每个透镜220具有五个焦点。

在示出的实施例中，五个焦点f2a、f2b、f2c、f2d和f2e中的四个焦点f2a、f2b、f2c和f2d与子像素11a、11b和11c叠置，剩余的一个焦点f2e与和子像素11a、11b和11c相邻的黑矩阵12叠置。因此，聚焦的子像素11a、11b和11c以及与子像素11a、11b和11c相邻的黑矩阵12被每个透镜220放大并被看到(见标号101)。即使改变光入射到透镜220上的入射方向使得焦点移动，子像素11a、11b和11c以及与子像素11a、11b和11c相邻的黑矩阵12也总是以相同的比例被看到。因此，能够减少或有效地防止根据使用者的视点仅看到黑矩阵的黑矩阵云纹现象。

图6是示出根据本发明的显示装置的又一示例性实施例的分解透视图，图7是沿图6的II-II’线截取的液晶电场透镜22的剖视图。

参照图6和图7，显示装置3包括显示面板10、液晶电场透镜22和设置在液晶电场透镜22上方的偏振板40。可选地，当液晶电场透镜22不是菲涅尔透镜时，可省略偏振板40。

由于显示面板10具有与图2的显示面板10的结构相同的结构，所以相同的标号被分配给显示面板10，并且将省略对其细节的描述。

液晶电场透镜22包括第一基底310、第二基底320和介于第一基底310与第二基底320之间的液晶层330。

第一基底310包括第一基体基底311和多个第一电极313。多个第一电极313设置在第一基体基底311上并且沿第二方向D2彼此分开。

第二基底320包括与第一基底310相对的第二基体基底321和设置在第二基体基底321上的第二电极323。

通过第一电极313和第二电极323限定设置在本发明的液晶电场透镜22中的多个内部透镜230。详细地，如果接地电压施加到第二电极323，高电压施加到第一电极313，则根据施加的电压在第一基底310与第二基底320之间施加电场。由于电场强度在每个点不同，所以液晶透射率会在每个点不同。因此，内部透镜230形成在液晶电场透镜22中。

为了使液晶层330取向以使在未施加电压时2D图像穿过液晶层330，液晶电场透镜22可进一步包括在第一电极313和第二电极323上的取向层。

每个内部透镜230沿第二方向D2的预定宽度与显示面板10的沿第二方向D2对齐的子像素11x的数目成比例。换言之，每个内部透镜230沿第二方向D2的宽度是每个子像素11x沿第二方向D2的宽度与在子像素11x之间的黑矩阵12沿第二方向D2的宽度之和的倍数。在一个示例性实施例中，例如，如果每个内部透镜230与沿第二方向D2的9个子像素11x对应，则内部透镜230的宽度为每个子像素11x沿第二方向D2的宽度与在子像素11x之间的黑矩阵12沿第二方向D2的宽度之和的9倍。

根据示出的实施例，可通过第一电极313之间的间隔、构成一个内部透镜230(例如，与一个内部透镜230叠置)的第一电极313的数目和施加到第一电极313的电压值来确定每个内部透镜230的宽度。根据示出的实施例，每个内部透镜230包括35个第一电极313。

图8是示出设置在根据本发明的显示装置中的液晶电场透镜23的可选示例性实施例的剖视图。在下文中，相同的标号将被分配给与图7中的元件相同的元件，并且将省略对其细节的描述。

参照图8，液晶电场透镜23包括与图7中的液晶电场透镜22的元件相同的元件，还包括多个第三电极314。第三电极314在第一基体基底311上沿第二方向D2与第一电极313交替地排列。在示出的实施例中，绝缘层312设置在第三电极314上，并接触第三电极314的上表面和侧表面。第一电极313设置在绝缘层312上，以使绝缘层312设置在第一电极313与第三电极314之间。由于在液晶电场透镜23中包括第三电极314，所以与图7中的仅包括第一电极313的液晶电场透镜22的结构相比，在液晶电场透镜23的结构中能够更容易地调节电场。

图9A和图10A是示出施加到形成图7的液晶电场透镜22的每个内部透镜230的第一电极313的电压的曲线图，图9B和图10B是示出由图9A和图10A的电压形成的每个内部透镜230的焦点的图示。每个内部透镜230的焦点的数目根据施加到第一电极313的电压值来确定。

在图7示出的实施例中，每个内部透镜230包括35个第一电极313。参照图9A和10A，曲线图的X轴表示在每个内部透镜230内的第一电极313的数目，曲线图的Y轴表示施加到第一电极313的电压值。第一电极313被沿第二方向D2顺序编号。能够通过盒间隙(cell gap)和焦距来调节施加到第一电极313的电压值。

如果在将图9的电压值施加到第一电极313之后，光沿相同的方向彼此平行入射到液晶电场透镜22上，则光在穿过每个内部透镜230的同时被折射，从而如图9B中所示形成三个焦点f13。

参照图9B，三个焦点f13与图4B中示出的焦点f1a、f1b和f1c相同。换言之，每个内部透镜230执行与图4A和图4B中示出的透镜210的功能相同的功能。

在一个示例性实施例中，例如，与图4B中示出的实施例类似，如果每个子像素11x的宽度与在子像素11x之间的黑矩阵12的宽度之比是2∶1，则在图9B中的入射到液晶电场透镜22的光被会聚到的三个焦点f13中的两个位于子像素11x中的一个上，剩余的一个焦点位于与具有所述两个焦点的子像素11x相邻的黑矩阵上。因此，使用者能够辨识焦点f13所处的子像素11x和黑矩阵12。在示出的实施例中，即使使用者的视点改变使得焦点f13移动，子像素11x和黑矩阵12也总是被以相同的比例辨识。因此，能够减少或有效地防止根据使用者的视点仅看到黑矩阵的黑矩阵云纹现象。

图10A中的电压不同于图9中的电压。由于每个内部透镜230的焦点的数目根据施加到第一电极313的电压值确定，所以如果在图10A中示出的电压值施加到第一电极313之后光入射到液晶电场透镜22，则如图10B中所示形成五个焦点f15。参照图10B，五个焦点f15与图5B中示出的焦点f2a、f2b、f2c、f2d和f2e相同，并且每个透镜230执行与图5A和图5B中示出的透镜220的功能相同的功能。

换言之，与图5B中示出的实施例相似，如果图6中示出的每个子像素11x的宽度与在子像素11x之间的黑矩阵12的宽度之比为4∶1，则图10B中的入射到液晶电场透镜22的光会聚到的五个焦点f15中的四个位于子像素11x中的一个上，并且剩余的一个焦点位于与具有四个焦点的子像素11x相邻的黑矩阵12上。因此，使用者能够辨识焦点f13所处的子像素11x和黑矩阵12。在示出的实施例中，即使使用者的视点改变使得焦点移动，子像素11x和黑矩阵12也总是被以相同的比例辨识。因此，能够减少或有效地防止根据使用者的视点仅黑矩阵被辨识的黑矩阵云纹现象。

每个内部透镜230可作为菲涅尔透镜。在菲涅尔透镜中，用作凹透镜或凸透镜的透镜表面被划分并且被划分开的透镜表面以预定高度布置。其中的内部透镜230用作菲涅尔透镜的液晶电场透镜被称为液晶菲涅尔透镜。

与传统的需要大约50微米(μm)的盒间隙的液晶电场透镜不同，由于液晶菲涅尔透镜需要在大约10μm至50μm范围内的盒间隙，所以能够减小液晶电场透镜的厚度。然而，在液晶菲涅尔透镜中，会因光透射穿过与彼此相邻的被划分开的透镜表面对应的区域而发生光泄漏。如果图6的内部透镜230是在图6中示出的结构内的菲涅尔透镜，则具有与液晶电场透镜22的第一电极313垂直或平行的偏振轴的偏振板40设置在液晶电场透镜22的上方，从而防止光泄漏。

尽管已经描述了本发明的示例性实施例，但是应该理解，本发明不应限于这些示例性实施例，而是本领域普通技术人员可以在本发明的精神和范围内作出各种改变和修改。

Claims

1.一种显示装置，所述显示装置包括：

显示面板，包括布置成矩阵的多个像素并显示2D图像；

在显示面板上的光学构件，包括多个透镜，每个透镜包括多个焦点，并且构造每个透镜以使显示面板的至少两个像素与一个3D像素对应，并且光学构件通过使用所述多个透镜将显示面板的2D图像分成左眼图像和右眼图像。

2.如权利要求1所述的显示装置，

其中，显示面板的每个像素包括红色、绿色和蓝色子像素，

其中，显示面板还包括设置在彼此相邻的子像素之间的黑矩阵。

3.如权利要求2所述的显示装置，其中，沿第一方向和与第一方向垂直的第二方向中的至少一个方向彼此相邻的子像素具有彼此不同的颜色。

4.如权利要求2所述的显示装置，

其中，光学构件的所述多个透镜沿第一方向纵向地延伸，并沿与所述第一方向垂直的第二方向布置，

其中，每个透镜沿第二方向的宽度由一个子像素沿所述第二方向的宽度与设置在相邻的子像素之间的黑矩阵沿第二方向的宽度之和的至少两倍限定。

5.如权利要求4所述的显示装置，

其中，一个子像素沿所述第二方向的宽度与设置在相邻的子像素之间的黑矩阵沿第二方向的宽度具有M∶N的最简比，M和N是大于或等于1的数，

其中，每个透镜具有J个焦点，J是满足式J≤M+N的最大自然数。

6.如权利要求5所述的显示装置，其中，所述J个焦点的一部分与多个子像素中的一个子像素叠置，并且剩余的焦点与和多个子像素中的所述一个子像素相邻的黑矩阵叠置。

7.如权利要求6所述的显示装置，

其中，每个透镜包括沿第二方向的J个区域并且J个区域分别包括J个子透镜的一部分，

其中，子透镜具有相同的弧线并沿第二方向顺序布置，同时彼此部分地叠置，

其中，所述J个区域中的第L区域包括所述J个子透镜中的第L子透镜的一部分，L是在1至J范围内的自然数。

8.如权利要求7所述的显示装置，其中，子透镜布置在相同的平面上，沿第二方向彼此相邻的子透镜彼此分开预定的间隔，

其中，预定的间隔的值由所述黑矩阵的宽度与一个子像素的宽度之和除以J得到。

9.如权利要求7所述的显示装置，其中，J个焦点与所述J个区域的曲表面一一对应。

10.如权利要求7所述的显示装置，其中，所述J个区域具有在平面图中观察时沿第二方向相同的宽度。

11.如权利要求5所述的显示装置，其中，M∶N是2∶1。

12.如权利要求5所述的显示装置，其中，M∶N是4∶1。

13.如权利要求1所述的显示装置，所述光学构件还包括基片，并且所述多个透镜在所述基片上。

14.如权利要求1所述的显示装置，其中，所述光学构件包括液晶电场透镜，所述液晶电场透镜包括：

第一基底，包括第一基体基底和在第一基体基底上彼此分开的多个第一电极，

第二基底，包括与第一基底相对的第二基体基底和在第二基体基底上的第二电极，

液晶层，介于第一基底与第二基底之间，

其中，光学构件的所述多个透镜是液晶电场透镜中的因施加到第一电极和第二电极的电压导致的多个内部透镜。

15.如权利要求14所述的显示装置，所述显示装置还包括：

绝缘层，介于第一电极的下部和第一基体基底之间；

多个第三电极，沿第二方向与多个第一电极交替排列，并介于绝缘层与第一基体基底之间。

16.如权利要求14所述的显示装置，其中，每个内部透镜由第二电极和至少两个第一电极来限定，并且具有根据施加到所述至少两个第一电极的多个电压值的多个焦点。

17.如权利要求14所述的显示装置，其中，每个内部透镜包括菲涅尔透镜。

18.如权利要求17所述的显示装置，所述显示装置还包括在液晶电场透镜上方的偏振板。

19.一种形成显示装置的方法，所述方法包括以下步骤：

形成显示面板，所述显示面板包括布置成矩阵的多个像素和设置在所述多个像素之间的黑矩阵，每个像素包括多个子像素，显示面板显示2D图像；

形成光学构件，所述光学构件包括多个透镜，每个透镜包括多个焦点，并且构造每个透镜以使显示面板的至少两个像素与一个3D像素对应，所述光学构件通过使用所述多个透镜将显示面板的2D图像分成左眼图像和右眼图像；

在显示面板上设置所述光学构件。

20.如权利要求19所述的方法，

其中，形成显示面板的步骤包括将每个子像素沿第一方向的宽度与设置在相邻的子像素之间的黑矩阵沿第一方向的宽度的最简比限定为M∶N，M和N是大于或等于1的数，

其中，形成光学构件的步骤包括将每个透镜限定为具有J个焦点，J是满足式J≤M+N的最大自然数。