立体图像显示装置制造方法
【专利摘要】公开了一种能实现2D/3D图像输出转换的立体图像显示装置。所述立体图像显示装置包括：用于显示图像的显示面板；和偏振透镜面板，所述偏振透镜面板设置在所述显示面板上并用于根据图像显示模式照原样透射从所述显示面板提供的光或者将从所述显示面板提供的光折射，其中所述偏振透镜面板包括：第一基板和第二基板；形成在所述第一基板上的下电极；形成在所述第二基板上的上电极；和由聚合物液晶形成并设置在所述下电极与所述上电极之间的聚合物液晶层，其中在所述聚合物液晶中组合有聚合物和液晶。
【专利说明】立体图像显示装置
[0001]本申请要求2012年12月4日提交的韩国专利申请N0.10-2012-0139914和10-2012-0139912的优先权，在此援引上述专利申请作为参考，如同在这里完全阐述一样。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种立体图像显示装置，尤其涉及一种使观看者能够不用眼镜观看立体图像的立体图像显示装置。
【背景技术】
[0003]立体(三维(3D))图像显示装置是这样的装置:其向观看者的左眼和右眼提供不同图像，因而由于左眼与右眼之间的双眼视差使观看者能够观看立体图像。
[0004]近来，正对用户不佩戴立体眼镜的无眼镜技术进行积极研究。无眼镜技术的例子包括通过使用柱状透镜阵列分离左图像和右图像的透镜技术以及通过使用屏障分离左图像和右图像的屏障技术。
[0005]在使用屏障技术的立体图像显示装置中，在显示面板中以特定间隔布置多个屏障(在屏障中平行布置有具有狭缝形状的多个开口)，左图像和右图像被屏障分离并分别输入到观看者的左眼和右眼。使用屏障技术的立体图像显示装置很容易制造，但因为光被屏障阻挡，所以严重降低了屏幕的亮度。
[0006]在使用透镜技术的立体图像显示装置中，在显示面板中设置具有半圆柱形状的透明透镜，左图像和右图像被透镜分离并分别输入到观看者的左眼和右眼。
[0007]在使用透镜技术的立体图像显示装置中，与屏障技术不同，屏幕的亮度没有降低，但不可能进行二维(2D)/3D图像输出转换。
【发明内容】
[0008]因此，本发明旨在提供一种基本上克服了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题的立体图像显示装置。
[0009]本发明的一个方面旨在提供一种能实现2D/3D图像输出转换的立体图像显示装置。
[0010]本发明的另一个方面旨在提供一种具有减小的厚度且纤薄的立体图像显示装置。
[0011]除了本发明前述的目的之外，本发明的其他特征和优点也将在下文描述，本领域技术人员从下面的描述将清楚地理解这些特征和优点。此外，在本发明的范围内可根据本发明的实施方式对本发明的其他特征和效果给出新的理解。
[0012]在下面的描述中将部分列出本发明的附加优点和特征，这些优点和特征的一部分在研究下面的描述之后对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的，或者可通过本发明的实施领会到。通过说明书、权利要求书以及附图中具体指出的结构可实现和获得本发明的这些目的和其他优点。
[0013]为了实现这些和其他优点并根据本发明的意图，如在此具体化和概括描述的，提供了一种立体图像显示装置，包括:用于显示图像的显示面板；和偏振透镜面板，所述偏振透镜面板设置在所述显示面板上并用于根据图像显示模式照原样透射从所述显示面板提供的光或者将从所述显示面板提供的光折射，其中所述偏振透镜面板包括:第一基板和第二基板；形成在所述第一基板上的下电极；形成在所述第二基板上的上电极；和由聚合物液晶形成并设置在所述下电极与所述上电极之间的聚合物液晶层，其中在所述聚合物液晶中组合有聚合物和液晶。
[0014]在本发明的另一个方面中，提供了一种立体图像显示装置，包括:用于显示图像的显示面板；偏振透镜面板，所述偏振透镜面板设置在所述显示面板上并用于根据图像显示模式照原样透射从所述显示面板提供的光或者将从所述显示面板提供的光折射；和偏振透镜控制面板，所述偏振透镜控制面板设置在所述显示面板与所述偏振透镜面板之间并用于控制从所述显示面板入射的光的偏振状态，其中所述偏振透镜控制面板包括:第一基板和第二基板；形成在所述第一基板上的下电极；形成在所述第二基板上的上电极；和由聚合物液晶形成并设置在所述下电极与所述上电极之间的聚合物液晶层，其中在所述聚合物液晶中组合有聚合物和液晶。
[0015]在本发明的又一个方面中，提供了一种立体图像显示装置，包括:用于显示图像的显示面板；以及偏振透镜集成面板，所述偏振透镜集成面板设置在所述显示面板上并用于根据图像显示模式照原样透射从所述显示面板入射的光或者将从所述显示面板入射的光折射，其中所述偏振透镜集成面板包括:第一基板、第二基板和第三基板；形成在所述第一基板上的下电极；形成在所述第二基板上的上电极；由聚合物液晶形成并设置在所述下电极与所述上电极之间的聚合物液晶层，其中在所述聚合物液晶中组合有聚合物和液晶；和液晶层，所述液晶层由具有光学各向异性的材料形成并设置在所述第二基板和第三基板之间。
[0016]应当理解，本发明前面的大体描述和下面的详细描述都是例示性的和解释性的，意在对要求保护的本发明提供进一步的解释。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]给本发明提供进一步理解并且并入本申请中组成本申请一部分的附图图解了本发明的实施方式，并与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中:
[0018]图1示意性图解根据本发明一个实施方式的立体图像显示装置的示图；
[0019]图2是示意性图解在平面图像显示模式中的偏振透镜控制面板和第一偏振透镜面板的示图；
[0020]图3是示意性图解在立体图像显示模式中的偏振透镜控制面板和第一偏振透镜面板的示图；
[0021]图4是显示相对于聚合物和液晶的组合比率，混浊度和透明度的示图；
[0022]图5是示意性图解根据本发明另一个实施方式的立体图像显示装置的示图；
[0023]图6是示意性图解在平面图像显示模式中的第二偏振透镜面板的示图；
[0024]图7是示意性图解在立体图像显示模式中的第二偏振透镜面板的示图；
[0025]图8是示意性图解根据本发明另一个实施方式的立体图像显示装置的示图；
[0026]图9是示意性图解在平面图像显示模式中的偏振透镜集成面板的示图；以及[0027]图10是示意性图解在立体图像显示模式中的偏振透镜集成面板的示图。
【具体实施方式】
[0028]现在将详细描述本发明的典型实施方式，附图中图解了这些实施方式的一些例子。尽可能地在整个附图中使用相同的参考标记表示相同或相似的部件。
[0029]下文，将参照附图详细描述本发明的实施方式。
[0030]在本发明实施方式的描述中，当描述一结构形成在另一结构的上部/下部或者另一结构上方/下方时，该描述应当理解为包括结构彼此接触的情形以及其间设置第三结构的情形。然而，当使用术语“紧接在上方”或“紧接在下方”时，应当限制性解释为结构彼此接触。
[0031]第一个实施方式
[0032]图1是示意性图解根据本发明一个实施方式的立体图像显示装置100的示图。
[0033]参照图1，根据本发明一个实施方式的立体图像显示装置100包括显示面板120、设置在显示面板120的下方以向显示面板120提供光的背光单元110、偏振透镜控制面板130和第一偏振透镜面板140。在此，如果显示面板120是自发光元件，则可不设置背光单元 110。
[0034]首先，显示面板120可在平面(2D)图像显示模式与立体(3D)图像显示模式之间切换。显示面板120可根据平面图像显示模式显示平面图像，或可根据立体图像显示模式在一个屏幕上交替显示左图像和右图像。
[0035]显示面板120可应用于平板显示装置，如液晶显示(IXD)装置、等离子体显示面板(PDP)、场发射显示(FED)装置、发光二极管(LED)显示装置等。
[0036]当显示面板120应用于IXD装置时，不管液晶模式如何，即不管扭曲向列(TN)模式、面内切换(IPS)模式和垂直取向(VA)模式，都可应用显示面板120。
[0037]当显示面板120是应用于IXD装置的面板时，尽管未示出，但显示面板120可包括下偏振器(未不出)、上偏振器(未不出)和设置在下偏振器与上偏振器之间的液晶层(未不出)。
[0038]在这种情形中，在从背光单元110入射到显示面板120上的光之中，只有与下偏振器(未示出)的透射轴平行的光经由下偏振器(未示出)穿过液晶层(未示出)。此外，光通过穿过液晶层(未不出)在一方向(相对于下偏振器的透射轴扭曲90度)上被线性偏振,并且线性偏振光穿过上偏振器的偏振层。
[0039]第一偏振透镜面板140在平面图像显示模式中照原样透射由显示面板120显示的图像。在立体图像显示模式中，第一偏振透镜面板140分离左图像和右图像，由此向观看者提供平面图像或立体图像。
[0040]偏振透镜控制面板130设置在显示面板120与第一偏振透镜面板140之间，并控制从显示面板120入射到第一偏振透镜面板140上的光的偏振方向。
[0041]下文，将参照图2到4更详细地描述偏振透镜控制面板130和第一偏振透镜面板140。
[0042]图2是示意性图解在平面图像显示模式中的偏振透镜控制面板130和第一偏振透镜面板140的示图。图3是示意性图解在立体图像显示模式中的偏振透镜控制面板130和第一偏振透镜面板140的不图。
[0043]参照图2和3,第一偏振透镜面板140包括第一基板142a、第二基板142b以及形成在第一基板142a与第二基板142b之间的折射层146和液晶层144。
[0044]第一和第二基板142a和142b可由能透射光的透明材料的膜形成。
[0045]折射层146设置在第二基板142b的下方，并具有倒半圆柱形凹透镜的形状。折射层146可由紫外线(UV)硬化聚合物材料形成。
[0046]液晶层144形成在第一基板142a与折射层146之间，并且由于折射层146的形状，液晶层144具有凸透镜的形状。液晶层144包括具有光学各向异性的液晶145和反应性液晶元(RM)化合物。
[0047]RM是光反应性化合物，并通过与诸如UV这样的光反应而被硬化在第一基板142a上。在这种情形中，通过硬化RM，化合物中包含的液晶145被固定在初始取向方向上。
[0048]由于液晶145的光学各向异性,液晶层144具有液晶145的长轴折射率(ne)和短
轴折射率(η。)。与液晶145的长轴折射率(?)和短轴折射率(η。)之--致地形成折射层
146。
[0049]因此，由于折射层146的折射率被识别为与液晶层144的折射率不同，所以在折射层146的轴方向上振动的光在折射层146与液晶层144之间的边界被折射；另一方面，由于折射层146的折 射率被识别为与液晶层144的折射率相同，所以在垂直于折射层146的轴的方向上振动的光在折射层146与液晶层144之间的边界没有被折射。通过利用这种特性，第一偏振透镜面板140可选择性地向观看者显示平面图像和立体图像。
[0050]偏振透镜控制面板130选择是显示平面图像还是显示立体图像。偏振透镜控制面板130包括第三基板132a、第四基板132b、下电极134a、上电极134b和形成在下电极134a与上电极134b之间的聚合物液晶层136。
[0051]第三和第四基板132a和132b可由能透射光的透明材料的膜形成。
[0052]下电极134a设置在第三基板132a上，并由能透射光的透明导电材料(例如氧化铟锡(ΙΤ0)、氧化铟锌(IZO)等)形成。
[0053]上电极134b设置在第四基板134b的下方，并由能透射光的透明导电材料(例如氧化铟锡(ΙΤ0)、氧化铟锌(IZO)等)形成。
[0054]当被提供外部电压时，下电极134a和上电极134b产生垂直电场。
[0055]聚合物液晶层136设置在下电极134a与上电极134b之间，并由聚合物液晶形成，其中在聚合物液晶中组合有液晶和聚合物，也即聚合物液晶层136可由液晶和聚合物的化合物形成。聚合物是光反应性化合物，当照射偏振UV时，聚合物确定液晶的取向方向并固定液晶。
[0056]由于聚合物液晶层136的特性，根据本发明实施方式的偏振透镜控制面板130的第三和第四基板132a和132b可形成为膜形式。
[0057]当使用向列液晶时，由于向列液晶的流动性，很难将偏振透镜控制面板130的第三和第四基板132a和132b制成膜，因而使用玻璃基板。由于此原因，偏振透镜控制面板130厚度较厚且重量较重。
[0058]另一方面，当使用聚合物液晶时，由于上述原因，可将偏振透镜控制面板130的第三和第四基板132a和132b制成膜，因而偏振透镜控制面板130厚度较薄且重量较轻。[0059]聚合物液晶层136的液晶取向状态可实现扭曲向列(TN)模式、面内切换(IPS)模式和垂直取向(VA)模式。
[0060]聚合物液晶层136根据是否施加电压控制液晶137的取向方向，由此调整从显示面板120入射的光的偏振方向。
[0061]在一个实施方式中，聚合物液晶层136可调整聚合物含量比率，从而不管是否施加电压，都保持透明度。立体图像显示装置100应使观看者能够观看由显示面板120显示的清晰的平面图像或立体图像。为此，不管是否施加电压，聚合物液晶层136应总是透明的。
[0062]对一个例子提供描述如下:当相对于聚合物和液晶的组合比率来说混浊度和透明度如图4中所示时，聚合物液晶层136可具有40%或更大的聚合物含量比率。如果聚合物含量比率为40%或更大，因为具有0%的混浊度，所以聚合物液晶层136是透明的。然而，如果聚合物含量比率小于40%，因为混浊度增加，所以聚合物液晶层136是不清晰的，致使提供给观看者的平面图像或立体图像的质量降低。
[0063]聚合物液晶层136中包含的聚合物和液晶的组合比率可根据聚合物或液晶的种类和物理特性而变化。
[0064]下面将描述根据是否施加电压实现平面图像或立体图像的一个例子。
[0065]假定由于液晶145的光学各向异性,第一偏振透镜面板140中包含的液晶层144具有液晶145的长轴折射率(?)和短轴折射率(n。)，且与液晶层144中包含的液晶145的短轴折射率(η。)一致地形成折射层146。
[0066]如图2中所示，当不向下电极134a和上电极134b施加电压时，从显示面板120入射的光的偏振状态通过偏振透镜控制面板130改变90度。
[0067]在这种情形中，入射到第一偏振透镜面板140上的光具有与液晶层144中包含的液晶145的短轴方向相同的方向，并经历液晶145的短轴折射率(η。)的折射。
[0068]液晶145的短轴折射率(η。)大致与折射层146的折射率(η)相同，因而，由于液晶层144和折射层146被光识别为同一介质，所以光在不被折射的情形下传播，由此实现平面图像。
[0069]另一方面，如图3中所示，当向下电极134a和上电极134b施加电压时，从显示面板120入射的光入射到第一偏振透镜控制面板140上,其中光的偏振状态没有改变。
[0070]在这种情形中，入射到第一偏振透镜面板140上的光具有与液晶层144中包含的液晶145的长轴方向相同的方向，并经历液晶145的长轴折射率(?)的折射。
[0071]因为液晶145的长轴折射率(ne)大于折射层146的折射率(n)，所以光被折射。因此，具有凸透镜形状的液晶层144用作凸透镜，分离由显示面板120显示的左图像和右图像，以向观看者提供分离的左、右图像，由此实现立体图像。
[0072]第二个实施方式
[0073]图5是示意性图解根据本发明另一个实施方式的立体图像显示装置200的示图。
[0074]参照图5，根据本发明另一个实施方式的立体图像显示装置200包括显示面板220、设置在显示面板220的下方以向显示面板220提供光的背光单元210和第二偏振透镜面板230。在此，如果显示面板220是自发光元件，则可不设置背光单元210。
[0075]背光单元210和显示面板220具有与根据第一个实施方式相同的构造，因而不再提供对它们的详细描述。[0076]第二偏振透镜面板230控制从显示面板220入射的光的偏振方向，以在平面图像显示模式中照原样透射由显示面板220显示的图像并在立体图像显示模式中分离左图像和右图像。因此，第二偏振透镜面板230向观看者选择性提供平面图像和立体图像。
[0077]第二偏振透镜面板230根据是否施加电压实现平面图像或立体图像。作为一个例子，当施加电压时，第二偏振透镜面板230实现立体图像；当不施加电压时，第二偏振透镜面板230实现平面图像。此外，可以与上述操作相反地驱动第二偏振透镜面板230。
[0078]下文，将参照图6和7详细地描述第二偏振透镜面板230。
[0079]图6是示意性图解在平面图像显示模式中的第二偏振透镜面板的示图。图7是示意性图解在立体图像显示模式中的第二偏振透镜面板的示图。
[0080]参照图6和7，第二偏振透镜面板230包括第一基板232a、第二基板232b、上电极234b、下电极234a以及形成在上电极234b与下电极234a之间的折射层238和聚合物液晶层 236。
[0081]第一和第二基板232a和232b可由能透射光的透明材料的膜形成。
[0082]下电极234a设置在第一基板232a上，并由能透射光的透明导电材料(例如氧化铟锡(ΙΤ0)、氧化铟锌(IZO)等)形成。
[0083]上电极234b设置在第二基板232b的下方，并由能透射光的透明导电材料(例如氧化铟锡(ΙΤ0)、氧化铟锌(IZO)等)形成。
[0084]当被提供外部电压时，下电极234a和上电极234b产生垂直电场。
[0085]折射层238设置在第二基板232b的下方，并具有倒半圆柱形凹透镜的形状。折射层238可由紫外线(UV)硬化聚合物材料形成。
[0086]聚合物液晶层236形成在第一基板232a与折射层238之间，并且由于折射层238的形状，聚合物液晶层236具有凸透镜的形状。聚合物液晶层236由液晶和聚合物的化合物形成。聚合物是光反应性化合物，当照射偏振UV时，聚合物确定液晶237的取向方向并固定液晶237。
[0087]聚合物液晶层236的液晶取向状态可实现扭曲向列(TN)模式、面内切换(IPS)模式和垂直取向(VA)模式。
[0088]在一个实施方式中，聚合物液晶层236可调整聚合物含量比率，从而不管是否施加电压，都保持透明度。立体图像显示装置200应使观看者能够观看由显示面板220显示的清晰的平面图像或立体图像。为此，不管是否施加电压，聚合物液晶层236应总是透明的。
[0089]聚合物液晶层236中包含的聚合物和液晶的组合比率可根据聚合物或液晶的种类和物理特性而变化。
[0090]由于液晶237的光学各向异性，聚合物液晶层236具有液晶237的长轴折射率(ne)
和短轴折射率(η。)。与液晶237的长轴折射率(?)和短轴折射率(η。)之--致地形成折射
层 238。
[0091]因此，由于折射层238的折射率被识别为与聚合物液晶层236的折射率不同，所以在折射层238的轴方向上振动的光在折射层238与聚合物液晶层236之间的边界被折射；另一方面，由于折射层238的折射率被识别为与聚合物液晶层236的折射率相同，所以在垂直于折射层238的轴的方向上振动的光在折射层238与聚合物液晶层236之间的边界没有被折射。通过利用这种特性，第二偏振透镜面板230可选择性地向观看者显示平面图像和立体图像。
[0092]聚合物液晶层236根据在下电极234a与上电极234b之间是否产生垂直电场，控制液晶237的取向方向，由此调整从显示面板220入射的光的偏振方向。
[0093]下面将描述根据是否施加电压实现平面图像或立体图像的一个例子。
[0094]假定由于液晶237的光学各向异性，第二偏振透镜面板230中包含的聚合物液晶层236具有液晶237的长轴折射率(ne)和短轴折射率(n。)，且与液晶237的短轴折射率(η。)一致地形成折射层238。此外，假定聚合物液晶层236的摩擦方向与显示面板220的上偏振器的透射轴一致。
[0095]如图6中所示，当不向下电极234a和上电极234b施加电压时，聚合物液晶层236中包含的液晶237的短轴排列在与从显示面板220入射的光的偏振方向相同的方向上。因此，入射到第二偏振透镜面板230上的光经历液晶237的短轴折射率(η。)的折射。
[0096]液晶237的短轴折射率(η。)大致与折射层238的折射率(η)相同，因而，由于聚合物液晶层236和折射层238被光识别为同一介质，所以光在没有被折射的情形下进行传播，由此实现平面图像。
[0097]另一方面，当向下电极234a和上电极234b施加电压时，根据电场方向驱动聚合物液晶层236中包含的液晶237。因此，入射到第二偏振透镜面板230上的光经历液晶237的长轴折射率(?)的折射。
[0098]因为液晶237的长轴折射率(ne)大于折射层238的折射率(n)，所以光被折射。因此，具有凸透镜形状的聚合物液晶层236用作凸透镜，分离由显示面板220显示的左图像和右图像，以向观看者提供分离的左、右图像，由此实现立体图像。
·[0099]尽管图6和7中未示出，但第二偏振透镜面板230可进一步包括沿聚合物液晶层236的外部形成的取向层(未不出)。取向层(未不出)将聚合物液晶层236中包含的液晶237的分子排列在确定方向上。
[0100]例如，可由聚酰亚胺形成薄膜并将其硬化，通过在硬化的薄膜表面上进行摩擦工艺可形成微槽，由此制成取向层(未示出)。
[0101]取向层(未示出)可包括形成在下电极234a上的第一取向层(未示出)和形成在聚合物液晶层236与折射层238之间的第二取向层(未示出)。
[0102]在图6和7中，聚合物液晶层236显示出具有凸透镜形状，但并不限于此。根据另一个实施方式，聚合物液晶层236可具有菲涅耳透镜形状。
[0103]与根据一个实施方式的立体图像显示装置100相比，因为根据另一个实施方式的立体图像显示装置200不需要偏振透镜控制面板130，所以立体图像显示装置200厚度变得更薄，制造成本降低且制造工艺简化。
[0104]第三个实施方式
[0105]图8是示意性图解根据本发明另一个实施方式的立体图像显示装置300的示图。
[0106]参照图8，根据本发明另一个实施方式的立体图像显示装置300包括显示面板320、设置在显示面板320的下方以向显示面板320提供光的背光单元310和偏振透镜集成面板330。在此，如果显示面板320是自发光元件，则可不设置背光单元310。
[0107]背光单元310和显示面板320具有与根据第一个实施方式相同的构造，因而不再提供对它们的详细描述。[0108]偏振透镜集成面板330控制从显示面板320入射的光的偏振方向，以在平面图像显示模式中照原样透射由显示面板320显示的图像并在立体图像显示模式中分离左图像和右图像。因此，偏振透镜集成面板330向观看者选择性提供平面图像和立体图像。
[0109]偏振透镜集成面板330根据是否施加电压实现平面图像或立体图像。作为一个例子，当施加电压时，偏振透镜集成面板330实现立体图像；当不施加电压时，偏振透镜集成面板330实现平面图像。此外，可以与上述操作相反地驱动偏振透镜集成面板330。
[0110]下文，将参照图9和10详细地描述偏振透镜集成面板330。
[0111]图9是示意性图解在平面图像显示模式中的偏振透镜集成面板的示图。图10是示意性图解在立体图像显示模式中的偏振透镜集成面板的示图。
[0112]参照图9和10，通过使用偏振透镜集成面板330，一个单元实施偏振透镜面板的功能和偏振透镜控制面板的功能。
[0113]详细地说，偏振透镜集成面板330包括第一基板332a、第二基板332b、下电极334a、上电极334b以及形成在下电极334a与上电极334b之间的聚合物液晶层335。因此，偏振透镜集成面板330实施偏振透镜控制面板的功能。
[0114]此外，偏振透镜集成面板330包括第三基板332c、液晶层336和折射层339。因此，偏振透镜集成面板330实施偏振透镜面板的功能。
[0115]第一和第二基板332a和332b可由能透射光的透明材料的膜形成。
[0116]下电极334a设置在第一基板332a上，并由能透射光的透明导电材料(例如氧化铟锡(ΙΤ0)、氧化铟锌(IZO)等)形成。
[0117]上电极334b设置在第二基板332b的下方，并由能透射光的透明导电材料(例如氧化铟锡(ΙΤ0)、氧化铟锌(IZO)等)形成。
[0118]当被提供外部电压时，下电极334a和上电极334b产生垂直电场。
[0119]聚合物液晶层335设置在下电极334a与上电极334b之间，并由液晶和聚合物的化合物形成。聚合物是光反应性化合物，当照射偏振UV时，聚合物确定液晶的取向方向并固定液晶。
[0120]由于聚合物液晶层335的特性，根据本发明另一个实施方式的偏振透镜集成面板330的第一和第二基板332a和332b可形成为膜形式。因此，偏振透镜集成面板330厚薄较
薄且重量较轻。
[0121]聚合物液晶层335的液晶取向状态可实现扭曲向列(TN)模式、面内切换(IPS)模式和垂直取向(VA)模式。
[0122]聚合物液晶层335根据是否施加电压控制液晶的取向方向，由此调整从显示面板320入射的光的偏振方向。
[0123]在一个实施方式中，聚合物液晶层335可调整聚合物含量比率，从而不管是否施加电压，都保持透明度。立体图像显示装置300应使观看者能够观看由显示面板320显示的清晰的平面图像或立体图像。为此，不管是否施加电压，聚合物液晶层335应总是透明的。
[0124]聚合物液晶层335中包含的聚合物和液晶的组合比率可根据聚合物或液晶的种类和物理特性而变化。
[0125]第三基板332c可由能透射光的透明材料的膜形成。
[0126]折射层339设置在第三基板332c的下方，并具有倒半圆柱形凹透镜的形状。折射层339可由紫外线(UV)硬化聚合物材料形成。
[0127]液晶层336形成在第二基板332b与折射层339之间，并且由于折射层339的形状，液晶层336具有凸透镜的形状。液晶层336包括具有光学各向异性的液晶337以及反应性液晶元(RM)化合物。在其它情形下，液晶层336也可具有凹透镜形状或菲涅耳透镜形状。
[0128]RM是光反应性化合物，并通过与诸如UV这样的光反应而被硬化在第二基板332b上。在这种情形中，通过硬化RM，化合物中包含的液晶337被固定在初始取向方向上。
[0129]由于液晶337的光学各向异性，液晶层336具有液晶337的长轴折射率(ne)和短
轴折射率(η。)。与液晶337的长轴折射率(?)和短轴折射率(η。)之--致地形成折射层 339。
[0130]因此，由于折射层339的折射率被识别为与液晶层336的折射率不同，所以在折射层339的轴方向上振动的光在折射层339与液晶层336之间的边界被折射；另一方面，由于折射层339的折射率被识别为与液晶层336的折射率相同，所以在垂直于折射层339的轴的方向上振动的光在折射层339与液晶层336之间的边界没有被折射。通过利用这种特性，偏振透镜集成面板330可选择性地向观看者显示平面图像和立体图像。
[0131]下面将描述根据是否施加电压实现平面图像或立体图像的一个例子。
[0132]假定由于液晶337的光学各向异性，偏振透镜集成面板330中包含的液晶层336可具有液晶337的长轴折射率(ne)和短轴折射率(η。)，且可与液晶层336中包含的液晶237的短轴折射率(η。)一致地形成折射层339。
[0133]如图9中所示，当不向下电极334a和上电极334b施加电压时，从显示面板320入射的光的偏振状态通过聚合物液晶层335改变90度。
[0134]在这种情形中，入射到液晶层336上的光具有与液晶337的短轴方向相同的方向，并经历液晶337的短轴折射率(η。)的折射。
[0135]液晶337的短轴折射率(η。)大致与折射层339的折射率(η)相同，因而，由于液晶层336和折射层337被光识别为同一介质，所以光在没有被折射的情形下进行传播，由此实现平面图像。
[0136]另一方面，如图10中所示，当向下电极334a和上电极334b施加电压时，从显示面板320入射的光入射到液晶层336上，其中光的偏振状态没有改变。
[0137]在这种情形中，入射到液晶层336上的光具有与液晶337的长轴方向相同的方向，并经历液晶337的长轴折射率(ηε)的折射。
[0138]因为液晶337的长轴折射率(ne)大于折射层339的折射率(n)，所以光被折射。因此，具有凸透镜形状的液晶层336用作凸透镜，分离由显示面板320显示的左图像和右图像，以向观看者提供分离的左、右图像，由此实现立体图像。
[0139]尽管未示出，但偏振透镜集成面板330可进一步包括取向层(未示出)，并且可将聚合物液晶层335中包含的液晶分子排列在确定方向上。
[0140]例如，可由聚酰亚胺形成薄膜并将其硬化，并且可通过在硬化的薄膜表面上进行摩擦工艺形成微槽，由此制成取向层(未示出)。
[0141]取向层(未示出)可包括形成在下电极334a上的第一取向层(未示出)和形成在上电极334b的下方的第二取向层(未示出)。
[0142]此外，偏振透镜集成面板330可进一步包括沿液晶层336的外部形成的取向层(未示出)，并且可将液晶层336中包含的液晶337的分子排列在确定方向上。
[0143]取向层(未示出)可包括形成在第二基板332b上的第三取向层(未示出)和形成液晶层336与折射层339之间的第四取向层(未示出)。
[0144]在附图中，液晶层336显示出具有凸透镜形状，但并不限于此。根据另一个实施方式，液晶层336可具有菲涅耳透镜形状。根据另一个实施方式，液晶层336可具有凸透镜形状。
[0145]与根据一个实施方式的立体图像显示装置100相比，在根据另一个实施方式的立体图像显示装置300中，偏振透镜面板140和偏振透镜控制面板130被实现为一个偏振透镜集成面板330。
[0146]偏振透镜面板140不是简单叠置在偏振透镜控制面板130上，并且通过移除一个基板，实现了偏振透镜集成面板330。因此，立体图像显示装置300厚度变薄，制造成本降低且制造工艺简化。
[0147]与现有的聚合物分散液晶(PDLC)相比，根据本发明的聚合物液晶层具有下面的表I列出的区别。
[0148][表 I]
[0149]
【权利要求】
1.一种立体图像显示装置，包括: 用于显示图像的显示面板；和 偏振透镜面板，所述偏振透镜面板设置在所述显示面板上并用于根据图像显示模式照原样透射从所述显示面板提供的光或者将从所述显示面板提供的光折射， 其中所述偏振透镜面板包括: 第一基板和第二基板； 形成在所述第一基板上的下电极； 形成在所述第二基板上的上电极；和 由聚合物液晶形成并设置在所述下电极与所述上电极之间的聚合物液晶层，其中在所述聚合物液晶中组合有聚合物和液晶。
2.一种立体图像显示装置，包括: 用于显示图像的显示面板； 偏振透镜面板，所述偏振透镜面板设置在所述显示面板上并用于根据图像显示模式照原样透射从所述显示面板提供的光或者将从所述显示面板提供的光折射；和 偏振透镜控制面板，所述偏振透镜控制面板设置在所述显示面板与所述偏振透镜面板之间并用于控制从所述显示面板入射的光的偏振状态， 其中所述偏振透镜 控制面板包括: 第一基板和第二基板； 形成在所述第一基板上的下电极； 形成在所述第二基板上的上电极；和 由聚合物液晶形成并设置在所述下电极与所述上电极之间的聚合物液晶层，其中在所述聚合物液晶中组合有聚合物和液晶。
3.一种立体图像显示装置，包括: 用于显示图像的显示面板；以及 偏振透镜集成面板，所述偏振透镜集成面板设置在所述显示面板上并用于根据图像显示模式照原样透射从所述显示面板入射的光或者将从所述显示面板入射的光折射， 其中所述偏振透镜集成面板包括: 第一基板、第二基板和第三基板； 形成在所述第一基板上的下电极； 形成在所述第二基板上的上电极； 由聚合物液晶形成并设置在所述下电极与所述上电极之间的聚合物液晶层，其中在所述聚合物液晶中组合有聚合物和液晶；和 液晶层，所述液晶层由具有光学各向异性的材料形成并设置在所述第二基板和第三基板之间。
4.根据权利要求1所述的立体图像显示装置，其中所述聚合物液晶层具有凸透镜形状或菲涅耳透镜形状。
5.根据权利要求1至3之一所述的立体图像显示装置，其中所述聚合物液晶层的液晶的取向方向根据是否施加电压而变化。
6.根据权利要求5所述的立体图像显示装置，其中:当不施加电压时，所述液晶的短轴排列在与从所述显示面板入射的光的偏振方向相同的方向上，以及 当施加电压时，所述液晶的长轴排列在与从所述显示面板入射的光的偏振方向相同的方向上。
7.根据权利要求1至3之一所述的立体图像显示装置，其中所述聚合物液晶层的液晶的取向状态是扭曲向列(TN)模式、面内切换(IPS)模式和垂直取向(VA)模式之一。
8.根据权利要求1至3之一所述的立体图像显示装置，其中通过向所述液晶照射偏振紫外线(UV)，所述液晶的分子排列在确定方向上以形成所述聚合物液晶层。
9.根据权利要求1至3之一所述的立体图像显示装置，其中所述聚合物液晶层的摩擦方向与从所述显示面板入射的光的偏振方向相同。
10.根据权利要求1所述的立体图像显示装置，其中所述偏振透镜面板还包括折射层，所述折射层设置在所述聚合物液晶层上并被构造成具有与所述聚合物液晶层中包含的液晶的短轴折射率相同的折射率。
11.根据权利要求1至3之一所述的立体图像显示装置，其中所述第一基板和第二基板的每个都由能够透射光的透明材料的膜形成。
12.根据权利要求3所述的立体图像显示装置，其中所述液晶层具有凹透镜形状、凸透镜形状或菲涅耳透镜形状。
13.根据权利要求3所述的立体图像显示装置，其中所述液晶层包括液晶和反应性液晶元(RM)的化合物。·
【文档编号】H04N13/04GK103852936SQ201310642201
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2012年12月4日
【发明者】尹娥罗, 金成祐 申请人:乐金显示有限公司