可切换型显示装置及其驱动方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种可切换型显示装置，更具体地讲，涉及一种包括使用纳米液晶的膜型透镜面板的可在2D图像与3D图像之间切换的显示装置。
【背景技术】
[0002]近来，已提出了选择性地显示二维(2D)图像或三维(3D)图像的可切换型显示装置。在该可切换型显示装置中，凹透镜层与基板之间的液晶层利用液晶分子的光学各向异性根据电场的施加而选择性地用作透镜。
[0003]图1A和图1B是示出根据现有技术的分别在2D模式和3D模式下的可切换型显示装置的光路的横截面图。
[0004]在图1A和图1B中，可切换型显示装置10包括显示面板20和透镜面板30。显示面板20利用包括第一像素Pl至第三像素P3的多个像素显示图像。从显示面板20发射的光可在穿过偏振板44的同时具有沿着预定方向的偏振态。例如，光可具有垂直于横截表面的方向上的偏振态。
[0005]透镜面板30设置在显示面板20上方并且选择性地折射或透射从显示面板20发射的光。透镜面板30包括彼此面对并且彼此间隔开的第一基板40和第二基板50以及在第一基板40与第二基板50之间的液晶层60。第一电极42和第二电极52分别形成在第一基板40和第二基板50的内表面上。另外，透明凹透镜层54形成在第二电极52上。
[0006]凹透镜层54在其底表面上具有多个凹面部分，多个凹面部分中的每一个具有半圆柱形状。液晶层60设置在凹透镜层54与第一电极42之间的多个凹面部分中。
[0007]液晶层60包括多个液晶分子60a，多个液晶分子60a中的每一个具有双折射特性，其根据光的方向而呈现寻常折射率(ordinary refractive index，η。)或非常折射率(extraordinary refractive index，ne)。在液晶层60中，多个液晶分子60a可水平地排列，使得液晶分子60a的长轴垂直于横截表面。另外，凹透镜层54可包括折射率与各个液晶分子60a的寻常折射率(η。)相同的材料。
[0008]可切换型显示装置10根据液晶层60的排列状态而选择性地显示2D图像或3D图像。在显示2D图像的2D模式下，如图1A所示，电压被施加到第一电极42和第二电极52 (闭合)，并且在第一电极42与第二电极52之间生成电场。结果，液晶层60重新排列，使得液晶分子60a的长轴平行于电场的方向。
[0009]穿过偏振板44的光具有方向垂直于横截表面并且平行于液晶分子60a的短轴的偏振态，并且感觉液晶层60具有寻常折射率(η。)。结果，光在具有寻常折射率(η。)的液晶层60与具有寻常折射率(η。)的凹透镜层54之间的界面处不会感觉到折射率差异。因此，具有方向垂直于横截表面的偏振态的光在没有折射的情况下完好地穿过透镜面板30，可切换型显示装置10显示2D图像。
[0010]在显示3D图像的3D模式下，如图1B所示，电压没有施加到第一电极42和第二电极52 (断开)，在第一电极42与第二电极52之间没有生成电场。结果，液晶层60保持液晶分子60a的长轴垂直于横截表面的初始排列状态。
[0011]穿过偏振板44的光具有方向垂直于横截表面并且平行于液晶分子60a的长轴的偏振态，并且感觉液晶层60具有非常折射率00。结果，光在具有非常折射率OO的液晶层60与具有寻常折射率(η。)的凹透镜层54之间的界面处感觉到折射率差异。因此，具有方向垂直于横截表面的偏振态的光在穿过透镜面板30的同时被折射，可切换型显示装置10显示3D图像。
[0012]在根据现有技术的可切换型显示装置10中，由于通过用流态的液晶分子60a填充第一基板40与第二基板50之间的空间来形成液晶层60，所以可切换型显示装置10的厚度增加，并且将透镜面板30制造成膜型存在局限。因此，可切换型显示装置10的制造成本增加。另外，由于即使在透镜面板30被制造之后，由于重力，液晶层60的液晶分子60a也松垂并且单元间隙没有保持均匀，所以2D图像与3D图像之间的可切换特性劣化。
【发明内容】
[0013]本发明的实施方式涉及一种可切换型显示装置以及该可切换型显示装置的驱动方法。因此，一个示例性实施方式涉及一种可切换型显示装置，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或更多个问题。
[0014]一个示例性实施方式是一种可切换显示装置以及该可切换型显示装置的驱动方法，其中通过利用纳米液晶(其中聚合物纳米囊填充有液晶分子)形成膜型的透镜面板，减小了厚度并且降低了制造成本。
[0015]另外，一个示例性实施方式是一种可切换显示装置以及该可切换型显示装置的驱动方法，其中通过利用纳米液晶(其中聚合物纳米囊填充有液晶分子)形成透镜面板的液晶层，利用均匀单元间隙防止了液晶层的松垂并且改善了 2D图像与3D图像之间的可切换特性。
[0016]本公开的优点和特征将部分地在接下来的描述中阐述，并且部分地对于研宄了以下部分的本领域普通技术人员而言将变得显而易见，或者可从本发明的实践中学习。本文实施方式的其它优点和特征可通过在撰写的说明书及其权利要求书以及附图中所特别地指出的结构来实现和达到。
[0017]为了依据根据本发明的一个方面的目的实现其它优点和特征，一种示例性实施方式是可切换型显示装置，其包括显示图像的显示面板以及折射或透射从所述显示面板发射的光的透镜面板，所述透镜面板包括:彼此面对并且彼此间隔开的第一基板和第二基板；在所述第一基板和第二基板中的至少一个的内表面上的第一电极和第二电极；在所述第一基板与第二基板之间的透镜层；以及在所述透镜层与所述第一基板和第二基板中的一个之间的液晶层，所述液晶层包括具有纳米囊的纳米液晶，所述纳米囊填充有多个液晶分子。
[0018]应当理解的是，以上总体描述和以下具体描述均为示例性和说明性的，并且旨在提供对要求保护的本发明的进一步说明。
【附图说明】
[0019]附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被并入本说明书并构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实现方式并与说明书一起用于说明本发明的原理。
[0020]图1A和图1B是示出根据现有技术的分别在2D模式和3D模式下的可切换型显示装置的光路的横截面图。
[0021]图2A和图2B是示出根据本发明的第一实施方式的分别在2D模式和3D模式下的可切换型显示装置的光路的横截面图。
[0022]图3A和图3B是示出根据本发明的第二实施方式的分别在2D模式和3D模式下的可切换型显示装置的光路的横截面图。
[0023]图4A和图4B是示出根据本发明的第三实施方式的分别在2D模式和3D模式下的可切换型显示装置的光路的横截面图。
[0024]图5A和图5B是示出根据本发明的第四实施方式的分别在2D模式和3D模式下的可切换型显示装置的光路的横截面图。
[0025]图6A和图6B是示出根据本发明的第五实施方式的分别在2D模式和3D模式下的可切换型显示装置的光路的横截面图。
[0026]图7A和图7B是示出根据本发明的第六实施方式的分别在2D模式和3D模式下的可切换型显示装置的光路的横截面图。
[0027]图8A和图SB是示出根据本发明的第七实施方式的分别在2D模式和3D模式下的可切换型显示装置的光路的横截面图。
[0028]图9A和图9B是示出供应给分别根据本发明的第八和第九实施方式的可切换型显示装置的电压的示图。
【具体实施方式】
[0029]现在将详细参照本发明的实施方式，其示例例示于附图中。在以下描述中，当与此文献有关的熟知功能或配置的详细描述被确定为不必要地使本发明的主旨模糊时，其详细描述将被省略。所描述的一系列处理步骤和/或操作是示例；然而，步骤和/或操作的顺序不限于本文所阐述的顺序，而是除了必须按照特定顺序发生的步骤和/或操作以外，可如本领域已知那样改变。类似标号始终指代类似元件。以下说明中所使用的各个元件的名称仅是为了方便撰写说明书而选择的，因此可不同于实际产品中所使用的那些名称。
[0030]图2A和图2B是示出根据本发明的第一实施方式的分别在2D模式和3D模式下的可切换型显示装置的光路的横截面图。
[0031]在图2A和图2B中，根据本发明的第一实施方式的可切换型显示装置110包括显示面板120和透镜面板130。显示面板120利用包括第一像素Pl至第三像素P3的多个像素显示图像。当可切换显示装置110显示二维(2D)图像时，多个像素显示单个图像。当可切换显示装置110显示三维(3D)图像时，多个像素被分成与多个视区对应的多个组，并且各个组的像素显示与各个视区对应的单个图像。
[0032]例如，显示面板120可以是诸如液晶显示器(IXD)、有机发光二极管(OLED)和等离子体显示面板(I3DP)的平板显示器(Fro)。LCD可具有扭曲向列(TN)模式、面内切换(IPS)模式、垂直排列(VA)模式、电控双折射(ECB)模式和光学补偿弯曲(OCB)模式中的一个。
[0033]从显示面板120发射的光可利用偏振板(未示出)而具有沿着预定方向的偏振态。例如，光可具有方向垂直于横截表面的偏振态。偏振板可被设置在显不面板120的顶表面上，或者可设置在透镜面板130的底表面上。
[0034]透镜面板130设置在显示面板120上方，并且选择性地折射或透射从显示面板120发射的光。透镜面板130包括彼此面对并且彼此间隔开的第一基板140和第二基板150以及在第一基板140与第二基板150之间的液晶层160。第一基板140和第二基板150可包括诸如塑料的柔性材料。多个第一电极142和多个第二电极144形成在第一基板140的内表面上，并且透明凹透镜层152形成在第二基板150的内表面上。
[0035]多个第一电极142和多个第二电极144中的每一个可具有条形，并且多个第一电极142和多个第二电极144可交替设置。另外，多个第一电极142和多个第二电极144可由透明导电材料(诸如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、导电聚合物、碳纳米管(CNT)、石墨稀和银纳米线(AgNW))形成。
[0036]凹透镜层152可包括这样的材料，该材料的折射率基本上与液晶分子164的寻常折射率(n。)、液晶分子164的非常折射率OO和粘结剂聚合物的折射率(nbp)(在不影响光路的控制的范围内)的平均值(AVG(n。，ne, nbp))相同。例如，凹透镜层152可包括诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的树脂。
[0037]凹透镜层152可在其底表面上具有多个凹面部分，多个凹面部分中的每一个可具有半圆柱形状或者半椭圆柱形状。液晶层160设置在凹透镜层152与多个第一电极142和多个第二电极144之间的多个凹面部分中。由于多个凹面部分中的每一个具有半圆形状或者半椭圆形状的横截面，所以多个凹面部分中的每一个可构成球面凹透镜形状或非球面凹透镜形状。
[0038]尽管在第一实施方式中多个第一电极142和多个第二电极144平行于各个凹面部分的纵向方向形成，但是在另一实施方式中，多个第一电极142和多个第二电极144可垂直于各个凹面部分的纵向方向形成。另外，在另一实施方式中，多个第一电极142和多个第二电极144可按照预定角度倾斜于各个凹面部分的纵向方向形成以用于交叠视区的结构。
[0039]液晶层160可包括纳米液晶，所述纳米液晶包括聚合物的多个纳米囊162，各个纳米囊I62具有约I纳米至约999纳米的直径，并且多个纳米囊162中的每一个可填充有多个液晶分子164。多个液晶分子164可为具有正介电各向异性(Δ ε ( = ε e- ε。)> O)的正型。另外，多个液晶分子164可具有根据光的方向而呈现寻常折射率(η。)或非常折射率(ne)的双折射特性。另外，多个液晶分子164可具有寻常折射率(η。)小于非常折射率(?)(n0< n e)的向列液晶。
[0040]当没有施加电场时纳米液晶可具有各向同性，当施加电场时纳米液晶由于纳米囊162的重新排列而可具有各向异性。
[0041]具体地讲，纳米液晶可通过添加粘结剂聚合物而形成为膜型。例如，可在膜的第二基板150上形成凹透镜层152，可将具有粘结剂聚合物的纳米液晶涂敷在凹透镜层152上。接下来，可通过利用热或光使涂敷的纳米液晶固化来在凹透镜层152上形成液