專利名稱：顯示裝置及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置及其形成方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種顯示3D圖像的顯示裝置。
背景技術(shù)：
通常，3D圖像顯示裝置通過(guò)透鏡模式(lenticular scheme)或屏障模式(barrier scheme)將2D圖像分成左眼圖像和右眼圖像。屏障模式通過(guò)使用視差屏障(parallax barrier)阻擋或透射光穿過(guò)右像素和左像素來(lái)將2D圖像分成左眼圖像和右眼圖像。透鏡模式通過(guò)使用透鏡(lenticular lens) 將2D圖像分成左眼圖像和右眼圖像。 根據(jù)屏障模式，由于一部分光被阻擋，所以亮度降低，從而顯示質(zhì)量會(huì)降低。相反， 根據(jù)透鏡模式，由于大部分光穿過(guò)透鏡，所以亮度降低小于屏障模式的亮度降低。近來(lái)，開(kāi)發(fā)了采用透鏡模式的各種3D圖像顯示裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種通過(guò)改善3D圖像的亮度分布的均勻性來(lái)改善3D圖像的圖像質(zhì)量的顯示裝置。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，顯示裝置包括顯示面板和光學(xué)構(gòu)件。顯示面板包括布置成矩陣形式的多個(gè)像素并顯示2D圖像。光學(xué)構(gòu)件設(shè)置在顯示面板上并包括多個(gè)透鏡。每個(gè)透鏡具有多個(gè)焦點(diǎn)，并且構(gòu)造每個(gè)透鏡以使至少兩個(gè)像素與一個(gè)3D像素對(duì)應(yīng)。光學(xué)構(gòu)件通過(guò)使用透鏡將2D圖像分成左眼圖像和右眼圖像。光學(xué)構(gòu)件還包括基片，透鏡可設(shè)置在所述基片上。每個(gè)透鏡包括沿第二方向的J個(gè)區(qū)域，并且所述J個(gè)區(qū)域分別包括J個(gè)子透鏡的一部分。子透鏡具有相同的弧線并沿第二方向順序布置，同時(shí)彼此部分地疊置。所述J個(gè)區(qū)域中的第L區(qū)域包括所述J個(gè)子透鏡中的第L子透鏡的一部分，其中，L是在1至J范圍內(nèi)的自然數(shù)。光學(xué)構(gòu)件可包括液晶電場(chǎng)透鏡。液晶電場(chǎng)透鏡包括第一基底、第二基底和介于第一基底與第二基底之間的液晶層。第一基底包括第一基體基底和在第一基體基底上彼此分開(kāi)的多個(gè)第一電極。第二基底包括與第一基底相對(duì)的第二基體基底和在第二基體基底上的第二電極。液晶電場(chǎng)透鏡包括因施加到第一電極和第二電極的電壓形成的多個(gè)內(nèi)部透鏡。 內(nèi)部透鏡具有根據(jù)施加到形成內(nèi)部透鏡的第一電極的電壓值的多個(gè)焦點(diǎn)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置，由于通過(guò)具有多個(gè)焦點(diǎn)的透鏡總是能夠以相同的比例看到黑矩陣和像素，所以能夠改善亮度分布的均勻性，從而能夠改善3D圖像的質(zhì)


通過(guò)下面結(jié)合附圖考慮的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得容易清楚，附圖中圖1是示意性示出根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置的示例性實(shí)施例的分解透視圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置的又一示例性實(shí)施例的分解透視圖；圖3A是部分地示出在圖2中示出的顯示裝置的顯示面板和光學(xué)構(gòu)件的平面圖；圖3B是示出圖3A的顯示面板的一部分的放大平面圖；圖4A是出于說(shuō)明透鏡結(jié)構(gòu)的目的沿圖2的1-1’線截取的剖視圖；圖4B是示出圖4A的透鏡的操作原理的視圖；圖5A是示出設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置中的透鏡結(jié)構(gòu)的可選示例性實(shí)施例的剖視圖；圖5B是示出穿過(guò)圖5A的透鏡的光的路徑的示例性實(shí)施例的視圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置的又一示例性實(shí)施例的分解透視圖；圖7是沿圖6的11-11’線截取的液晶電場(chǎng)透鏡的剖視圖；圖8是示出設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置中的液晶電場(chǎng)透鏡的可選示例性實(shí)施例的剖視圖；圖9A和圖IOA是示出施加到形成圖7的液晶電場(chǎng)透鏡的內(nèi)部透鏡的第一電極的電壓的曲線圖；圖9B和圖IOB是示出因圖9A和圖IOA的電壓形成的內(nèi)部透鏡的焦點(diǎn)的圖示。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參照示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的附圖來(lái)更加充分地描述本發(fā)明。 然而，可以用各種不同的方式實(shí)施本發(fā)明，并且本發(fā)明不應(yīng)被解釋為限于這里所闡述的示例性實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例將使得本公開(kāi)是徹底的和完全的，并且本發(fā)明的范圍將被充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，可以夸大層和區(qū)域的尺寸和相對(duì)尺寸。應(yīng)該理解的是，當(dāng)元件或?qū)颖环Q作“在”另一元件或?qū)印吧稀睍r(shí)，該元件或?qū)涌梢灾苯釉谠摿硪辉驅(qū)由匣蛘咭部梢源嬖谥虚g元件或?qū)印Ｏ喾?，?dāng)元件或?qū)颖环Q作“直接在” 另一元件或?qū)印吧稀睍r(shí)，不存在中間元件或?qū)印Ｏ嗤臉?biāo)號(hào)表示始終相同的元件。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)的所列術(shù)語(yǔ)的一個(gè)或多個(gè)的任意和全部組合。應(yīng)該理解的是，盡管這里可以使用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等來(lái)描述各種元件、組件、 區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)該受這些術(shù)語(yǔ)的限制。 這些術(shù)語(yǔ)僅是用來(lái)將一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一個(gè)區(qū)域、層或部分區(qū)分開(kāi)來(lái)。因此，在不脫離本發(fā)明的教導(dǎo)的情況下，下面討論的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分可被稱作第二元件、組件、區(qū)域、層或部分。為了方便描述，這里可使用諸如“下面的”、“在……上方”、“上面的”等空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)來(lái)描述如在圖中所示的一個(gè)元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)意在包含除了在附圖中描述的方位之外的裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的裝置被翻轉(zhuǎn)，則描述為“在”其它元件或特征“下面”的元件隨后將被定位為“在”其它元件或特征“上方”。因而，示例性術(shù)語(yǔ)“在……下方”可包括“在……上方”和 “在……下方”兩種方位。所述裝置可被另外定位(旋轉(zhuǎn)90度或者在其它方位)，并對(duì)在這里使用的空間相對(duì)描述符做出相應(yīng)的解釋。這里使用的術(shù)語(yǔ)僅為了描述特定實(shí)施例的目的，而不意圖限制本發(fā)明。如這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，說(shuō)明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/ 或它們的組。在此參照作為本發(fā)明的理想實(shí)施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖的剖視圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例。這樣，預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)例如由制造技術(shù)和/或公差引起的圖示的形狀的變化。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)該被解釋為局限于在此示出的區(qū)域的具體形狀，而將包括例如由制造導(dǎo)致的形狀偏差。除非另有定義，否則這里使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的意思相同的意思。還將理解的是，除非這里如此明確定義，否則術(shù)語(yǔ)(諸如在通用字典中定義的術(shù)語(yǔ))應(yīng)該被解釋為具有與相關(guān)領(lǐng)域的上下文中它們的意思一致的意思，而將不以理想的或者過(guò)于僵化的含義來(lái)解釋它們。

除非這里另外指出或者上下文另外清楚地否定，否則可以用適合的順序來(lái)實(shí)施這里描述的全部方法。任何的和全部的示例或示例性語(yǔ)言(如，“諸如”)的使用僅意圖更好地解釋本發(fā)明，并且除非另外聲明，否則不造成對(duì)本發(fā)明的范圍的限制。如這里使用的，說(shuō)明書(shū)中的語(yǔ)言不應(yīng)被解釋為表明任何未聲明的元件對(duì)本發(fā)明的實(shí)施是必要的。在下文中，將參照附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明。圖1是示意性示出根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置的示例性實(shí)施例的分解透視圖。參照?qǐng)D1，顯示裝置1包括顯示面板10和光學(xué)構(gòu)件20。顯示面板10包括以矩陣形式布置的多個(gè)像素11并顯示2D圖像。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，例如，顯示面板10可包括等離子顯示面板(PDP)或液晶顯示面板。每個(gè)像素11包括多個(gè)子像素llx，黑矩陣12介于形成每個(gè)像素11的多個(gè)子像素Ilx之間。黑矩陣12也介于多個(gè)像素11之間。子像素 Ilx可包括紅色、綠色和藍(lán)色子像素中的一個(gè)。光學(xué)構(gòu)件20包括與至少兩個(gè)像素11對(duì)應(yīng)的多個(gè)透鏡200。S卩，每個(gè)透鏡200與至少兩個(gè)像素11疊置，如圖1中所示。透鏡200總體形成了單個(gè)整體不可分割的構(gòu)件。每個(gè)透鏡200被構(gòu)造為使至少兩個(gè)像素11與一個(gè)3D像素對(duì)應(yīng)，并且光學(xué)構(gòu)件20使用透鏡200 將2D圖像分成左眼圖像和右眼圖像。透鏡200可具有物理透鏡形狀或包括液晶電場(chǎng)透鏡。光學(xué)構(gòu)件20與顯示面板10分開(kāi)，并距顯示面板10透鏡200的焦距。支撐件(未示出)可介于顯示面板10和光學(xué)構(gòu)件20之間以保持該焦距。如這里所使用的，“對(duì)應(yīng)”是指相對(duì)于另一元件在數(shù)量、形狀、尺寸或定位布局方面相同或?qū)R(或?qū)?zhǔn))。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置的又一示例性實(shí)施例的分解透視圖。參照?qǐng)D2，與圖1中示出的顯示裝置1相似，顯示裝置2包括顯示面板10和光學(xué)構(gòu)件21。由于顯示裝置2的顯示面板10與圖1中示出的顯示面板10相同，所以將省略其細(xì)節(jié)。光學(xué)構(gòu)件21包括基片250和設(shè)置在基片250上的一個(gè)或多個(gè)透鏡210。透鏡210 可以作為單個(gè)整體不可分割的構(gòu)件獨(dú)立于基片250制造，然后，附著到自身作為單個(gè)整體不可分割的構(gòu)件的基片250上?？蛇x地，透鏡210可與基片250 —體形成，使得透鏡210和基片250共同形成單個(gè)整體不可分割的構(gòu)件?；?50可包括聚合材料。多個(gè)透鏡210沿第一方向Dl縱向地延伸，并沿與第一方向Dl垂直的第二方向D2 布置在基片250上。圖3A是部分地示出在圖2中示出的顯示裝置2的顯示面板10和光學(xué)構(gòu)件21的平面圖，圖3B是示出圖3A的顯示面板10的一部分的放大平面圖。詳細(xì)地講，圖3A是示出圖2的顯示裝置2的一部分SRl的放大平面圖，圖3B是示出圖3A的顯示面板10的一部分PXl的放大平面圖。此外，圖3A示出除基片250之外的顯示面板10的一部分和每個(gè)透鏡210的一部分。參照?qǐng)D3A和圖3B，每個(gè)像素11分別包括沿第一方向Dl布置的紅色子像素11a、 綠色子像素lib和藍(lán)色子像素11c。在紅色子像素11a、綠色子像素lib和藍(lán)色子像素Ilc 中，沿第一方向Dl和第二方向D2中的至少一個(gè)方向彼此相鄰的子像素具有不同顏色。黑矩陣12設(shè)置在子像素IlaUlb和Ilc中的兩個(gè)相鄰的子像素之間。更詳細(xì)地講，如圖3A 中所示，紅色子像素Ila沿第一方向Dl和第二方向D2與綠色子像素lib相鄰，紅色子像素 Ila沿相對(duì)于第一方向Dl和第二方向D2傾斜的方向(例如，對(duì)角線方向)與藍(lán)色子像素 Ilc相鄰。每個(gè)子像素IlaUlb或Ilc沿第二方向D2的寬度Wc和黑矩陣12沿第二方向D2 的寬度Wb具有Wc Wb或M N(M和N是大于或等于1的數(shù))的最簡(jiǎn)比。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，例如，寬度比M N可以是2 1或4 1。子像素Ilx的寬度基本相同。由于透鏡210與至少兩個(gè)像素11對(duì)應(yīng)，所以每個(gè)透鏡210沿第二方向D2的寬度 T是子像素IlaUlb或Ilc沿第二方向D2的寬度Wc與設(shè)置在子像素IlaUlb和Ilc中的相鄰的兩個(gè)子像素之間的黑矩陣12沿第二方向D2的寬度Wb之和Wt的至少兩倍。參照?qǐng)D3A，每個(gè)透鏡210與沿第二方向D2的9個(gè)子像素11a、lib和Ilc對(duì)應(yīng)(例如，疊置)。因此，沿第二方向D2的寬度T為子像素IlaUlb或Ilc沿第二方向D2的寬度 Wc與黑矩陣12沿第二方向D2的寬度Wb之和Wt的至少9倍。圖4A是出于說(shuō)明透鏡結(jié)構(gòu)的目的沿圖2的1-1’線截取的剖視圖。盡管顯示裝置 2包括多個(gè)透鏡210，但多個(gè)透鏡210具有相同的結(jié)構(gòu)。因此，在下文中，將僅代表性地描述一個(gè)透鏡210。參照?qǐng)D3A、圖3B和圖4A，每個(gè)透鏡210包括J個(gè)區(qū)域，其中，J是小于或等于M+N 的自然數(shù)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，例如，如果M N為2 1，則每個(gè)透鏡210包括三個(gè)區(qū)域RE1、RE2和RE3。該三個(gè)區(qū)域RE1、RE2和RE3具有沿第二方向D2相同的寬度LR1。詳細(xì)地，該三個(gè)區(qū)域RE1、RE2和RE3的寬度與每個(gè)透鏡210沿第二方向D2的寬度T除以區(qū)域的數(shù)目J(例如，在示出的實(shí)施例中為3)得到的值對(duì)應(yīng)。每個(gè)透鏡210的三個(gè)區(qū)域RE1、RE2和RE3包括三個(gè)子透鏡21sa、21sb和21sc的部分。三個(gè)子透鏡21sa、21sb和21sc具有相同的弧線，并且沿第二方向D2順序布置在同一平面上，同時(shí)在三個(gè)子透鏡21sa、21sb和21sc弧線的末端保持預(yù)定間隔As。S卩，具有相同的弧線的三個(gè)子透鏡21sa、21sb和21sc可沿第二方向D2分開(kāi)設(shè)置以限定預(yù)定的間隔 As0因此，三個(gè)子透鏡21sa、21sb和21sc彼此部分地疊置。
間隔Δ s是通過(guò)圖3B中示出的黑矩陣12沿第二方向D2的寬度Wb與子像素11a、 lib或lie沿第二方向D2的寬度Wc之和除以區(qū)域的數(shù)目J(例如，在示出的實(shí)施例中為3) 得到的值。第L區(qū)域包括第L子透鏡的一部分，其中，L是1至J范圍中的自然數(shù)。換言之， 第一區(qū)域REl包括第一子透鏡21sa的一部分，第二區(qū)域RE2包括第二子透鏡21sb的一部分。第三區(qū)域RE3包括第三子透鏡21sc的一部分。因此，每個(gè)透鏡210具有圖3中所示的弧線，從而每個(gè)透鏡210具有多個(gè)焦點(diǎn)。圖4B是示出圖4A的透鏡210的操作原理的視圖。圖4B示出顯示面板10、設(shè)置在顯示面板10上的透鏡210和由透鏡210放大的圖像100。盡管圖2的顯示裝置2包括多個(gè)透鏡210，但是出于解釋的目的，圖4B僅示出一個(gè)透鏡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鏡210上。每個(gè)透鏡210被構(gòu)造為使9個(gè)像素11與一個(gè)3D像素對(duì)應(yīng)。具體地講，每個(gè)透鏡 210與沿第二方向D2截取的一個(gè)單獨(dú)的行中的9個(gè)子像素IlaUlb和Ilc或者沿第二方向的9組子像素IlaUlb和Ilc對(duì)應(yīng)。一組子像素沿第一方向Dl布置成列。入射到每個(gè)透鏡210的光被每個(gè)透鏡210的弧線折射。在示出的實(shí)施例中，根據(jù)光入射的區(qū)域，光被會(huì)聚在不同的點(diǎn)。具體地，入射到第一區(qū)域REl中的光被會(huì)聚在第一焦點(diǎn)fla，該第一焦點(diǎn)Ha是第一子透鏡21sa的焦點(diǎn)，入射到第二區(qū)域RE2中的光被會(huì)聚在第二焦點(diǎn)flb，該第二焦點(diǎn)fib是第二子透鏡21sb的焦點(diǎn)，入射到第三區(qū)域RE3中的光被會(huì)聚在第三焦點(diǎn)flc，該第三焦點(diǎn)flc是第三子透鏡21sc的焦點(diǎn)。每個(gè)透鏡210存在的三個(gè)焦點(diǎn)fla、fib和flc與三個(gè)區(qū)域RE1、RE2和RE3各自的子透鏡21sa、21sb和21sc的弧線 --對(duì)應(yīng)。在示出的實(shí)施例中，三個(gè)焦點(diǎn)fla、fib和flc中的兩個(gè)焦點(diǎn)fIa和fib與子像素 11a、lib和lie疊置，剩余的一個(gè)焦點(diǎn)flc與和子像素11a、lib和lie相鄰的黑矩陣12疊置。因此，聚焦的子像素11a、lib和lie以及與子像素IlaUlb和Ilc相鄰的黑矩陣12被每個(gè)透鏡210放大并被看到(見(jiàn)標(biāo)號(hào)100)。即使視點(diǎn)改變使得焦點(diǎn)移動(dòng)，子像素IlaUlb 和Ilc以及與子像素IlaUlb和Ilc相鄰的黑矩陣12也總是以相同的比例被看到。因此， 能夠減少或有效地防止根據(jù)使用者的視點(diǎn)僅看到黑矩陣的黑矩陣云紋現(xiàn)象。因此，顯示裝置2的亮度分布均勻性增加，從而能夠改善3D圖像的圖像質(zhì)量。圖5A是示出設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置2中的透鏡結(jié)構(gòu)的可選示例性實(shí)施例的剖視圖。在下文中，將描述示出的實(shí)施例，同時(shí)該描述集中在圖4A和圖4B中的實(shí)施例與圖5A和圖5B中的實(shí)施例之間的差異上，以避免贅述。將參照?qǐng)D2的實(shí)施例作出以下描述， 相同的標(biāo)號(hào)將用于表示相同的元件。參照?qǐng)D2，顯示裝置2包括顯示面板10和光學(xué)構(gòu)件21，光學(xué)構(gòu)件21包括基片250 和設(shè)置在基片250上的多個(gè)透鏡220。與圖4A和圖4B的透鏡210相似，多個(gè)透鏡220沿第二方向D2布置，同時(shí)沿第一方向Dl延伸。參照?qǐng)D5A，每個(gè)透鏡220包括J個(gè)區(qū)域，其中，J是小于或等于M+N的自然數(shù)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，例如，如果M N為4 1，則每個(gè)透鏡220包括五個(gè)區(qū)域RAl、RA2、RA3.RA4 禾口 RA5。五個(gè)區(qū)域RA1、RA2、RA3、RA4和RA5具有沿第二方向D2相同的寬度LR2。具體地， 五個(gè)區(qū)域RA1、RA2、RA3、RA4和RA5具有與每個(gè)透鏡220沿第二方向D2的寬度T2除以區(qū)域的數(shù)目J(例如，示出的實(shí)施例中的5)得到的值對(duì)應(yīng)的寬度。每個(gè)透鏡220與沿第二方向D2截取的單獨(dú)的行中的9個(gè)子像素11a、lib和lie對(duì)應(yīng)。因此，每個(gè)透鏡220沿第二方向D2的寬度T2為子像素IlaUlb或Ilc沿第二方向D2 的寬度Wc與設(shè)置在子像素IlaUlb和Ilc中的兩個(gè)相鄰的子像素之間的黑矩陣12沿第二方向D2的寬度Wb之和Wt的9倍。每個(gè)透鏡220的五個(gè)區(qū)域RA1、RA2、RA3、RA4和RA5包括五個(gè)子透鏡22sa、22sb、 22sc、22sd和22se的部分。五個(gè)子透鏡22sa、22sb、22sc、22sd和22se具有相同的弧線，并且沿第二方向D2順序布置在同一平面上，同時(shí)在五個(gè)子透鏡22sa、22sb、22sc、22sd和22se 弧線的末端保持預(yù)定的間隔Δ82。S卩，具有相同的弧線的五個(gè)子透鏡22sa、22sb、22sc、 22sd和22se可設(shè)置為沿第二方向D2彼此分開(kāi)以限定預(yù)定的間隔Δ s2。間隔Δ S2是通過(guò)黑矩陣12沿第二方向D2的寬度Wb與子像素11a、lib或lie的寬度Wc之和除以區(qū)域的數(shù)目J(例如，在示出的實(shí)施例中為5)得到的值。第一區(qū)域RAl包括第一子透鏡22sa的一部分，第二區(qū)域RA2包括第二子透鏡22sb 的一部分，第三區(qū)域RA3包括第三子透鏡22sc的一部分。相似地，第四區(qū)域RA4包括第四子透鏡22sd的一部分，第五區(qū)域RA5包括第五子透鏡22se的一部分。因此，透鏡220具有圖5A中示 出的弧線，從而每個(gè)透鏡220具有多個(gè)焦點(diǎn)。圖5B是示出穿過(guò)圖5A的透鏡220的光的路徑的視圖。圖5B示出了顯示面板10、設(shè)置在顯示面板10上的透鏡220和由透鏡220放大的圖像101。根據(jù)示出的實(shí)施例，盡管顯示裝置2包括多個(gè)透鏡220，但是出于解釋的目的，圖 5B僅示出了一個(gè)透鏡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鏡220上。參照?qǐng)D5B，入射到每個(gè)透鏡220的光被每個(gè)透鏡220的弧線折射。在示出的實(shí)施例中，根據(jù)五個(gè)區(qū)域肌1、肌2、肌3、肌4和肌5中的光入射的區(qū)域，光被會(huì)聚在不同的點(diǎn)。具體地，入射到第一區(qū)域RAl中的光被會(huì)聚在第一焦點(diǎn)f2a，該第一焦點(diǎn)f2a是第一子透鏡22sa 的焦點(diǎn)，入射到第二區(qū)域RA2中的光被會(huì)聚在第二焦點(diǎn)f2b，該第二焦點(diǎn)f2b是第二子透鏡 22sb的焦點(diǎn)，入射到第三區(qū)域RA3中的光被會(huì)聚在第三焦點(diǎn)f2c，該第三焦點(diǎn)f2c是第三子透鏡22sc的焦點(diǎn)。入射到第四區(qū)域RA4中的光被會(huì)聚在第四焦點(diǎn)f2d，該第四焦點(diǎn)f2d是第四子透鏡22sd的焦點(diǎn)，入射到第五區(qū)域RA5中的光被會(huì)聚在第五焦點(diǎn)f2e，該第五焦點(diǎn) f2e是第五子透鏡22se的焦點(diǎn)。具體地，每個(gè)透鏡220存在的五個(gè)焦點(diǎn)f2a、f2b、f2c、f2d 和 f2e 與五個(gè)區(qū)域 RA1、RA2、RA3、RA4 和 RA5 各自的子透鏡 22sa、22sb、22sc、22sd 和 22se 的弧線一一對(duì)應(yīng)。換言之，每個(gè)透鏡220具有五個(gè)焦點(diǎn)。在示出的實(shí)施例中，五個(gè)焦點(diǎn)f2a、f2b、f2c、f2d和f2e中的四個(gè)焦點(diǎn)f2a、f2b、 f2c禾口 f2d與子像素11a、lib和lie疊置，剩余的一個(gè)焦點(diǎn)f2e與和子像素IlaUlb和Ilc 相鄰的黑矩陣12疊置。因此，聚焦的子像素IlaUlb和Ilc以及與子像素IlaUlb和Ilc 相鄰的黑矩陣12被每個(gè)透鏡220放大并被看到(見(jiàn)標(biāo)號(hào)101)。即使改變光入射到透鏡220 上的入射方向使得焦點(diǎn)移動(dòng)，子像素IlaUlb和Ilc以及與子像素IlaUlb和Ilc相鄰的黑矩陣12也總是以相同的比例被看到。因此，能夠減少或有效地防止根據(jù)使用者的視點(diǎn)僅看到黑矩陣的黑矩陣云紋現(xiàn)象。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置的又一示例性實(shí)施例的分解透視圖，圖7是沿圖6的11-11’線截取的液晶電場(chǎng)透鏡22的剖視圖。參照?qǐng)D6和圖7，顯示裝置3包括顯示面板10、液晶電場(chǎng)透鏡22和設(shè)置在液晶電場(chǎng)透鏡22上方的偏振板40?？蛇x地，當(dāng)液晶電場(chǎng)透鏡22不是菲涅爾透鏡時(shí)，可省略偏振板 40。 由于顯示面板10具有與圖2的顯示面板10的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，所以相同的標(biāo)號(hào)被分配給顯示面板10，并且將省略對(duì)其細(xì)節(jié)的描述。液晶電場(chǎng)透鏡22包括第一基底310、第二基底320和介于第一基底310與第二基底320之間的液晶層330。第一基底310包括第一基體基底311和多個(gè)第一電極313。多個(gè)第一電極313設(shè)置在第一基體基底311上并且沿第二方向D2彼此分開(kāi)。第二基底320包括與第一基底310相對(duì)的第二基體基底321和設(shè)置在第二基體基底321上的第二電極323。通過(guò)第一電極313和第二電極323限定設(shè)置在本發(fā)明的液晶電場(chǎng)透鏡22中的多個(gè)內(nèi)部透鏡230。詳細(xì)地，如果接地電壓施加到第二電極323，高電壓施加到第一電極313， 則根據(jù)施加的電壓在第一基底310與第二基底320之間施加電場(chǎng)。由于電場(chǎng)強(qiáng)度在每個(gè)點(diǎn)不同，所以液晶透射率會(huì)在每個(gè)點(diǎn)不同。因此，內(nèi)部透鏡230形成在液晶電場(chǎng)透鏡22中。為了使液晶層330取向以使在未施加電壓時(shí)2D圖像穿過(guò)液晶層330，液晶電場(chǎng)透鏡22可進(jìn)一步包括在第一電極313和第二電極323上的取向?qū)印Ｃ總€(gè)內(nèi)部透鏡230沿第二方向D2的預(yù)定寬度與顯示面板10的沿第二方向D2對(duì)齊的子像素Ilx的數(shù)目成比例。換言之，每個(gè)內(nèi)部透鏡230沿第二方向D2的寬度是每個(gè)子像素Ilx沿第二方向D2的寬度與在子像素Ilx之間的黑矩陣12沿第二方向D2的寬度之和的倍數(shù)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，例如，如果每個(gè)內(nèi)部透鏡230與沿第二方向D2的9個(gè)子像素Ilx對(duì)應(yīng)，則內(nèi)部透鏡230的寬度為每個(gè)子像素Ilx沿第二方向D2的寬度與在子像素Ilx之間的黑矩陣12沿第二方向D2的寬度之和的9倍。根據(jù)示出的實(shí)施例，可通過(guò)第一電極313之間的間隔、構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部透鏡230 (例如，與一個(gè)內(nèi)部透鏡230疊置)的第一電極313的數(shù)目和施加到第一電極313的電壓值來(lái)確定每個(gè)內(nèi)部透鏡230的寬度。根據(jù)示出的實(shí)施例，每個(gè)內(nèi)部透鏡230包括35個(gè)第一電極 313。圖8是示出設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置中的液晶電場(chǎng)透鏡23的可選示例性實(shí)施例的剖視圖。在下文中，相同的標(biāo)號(hào)將被分配給與圖7中的元件相同的元件，并且將省略對(duì)其細(xì)節(jié)的描述。參照?qǐng)D8，液晶電場(chǎng)透鏡23包括與圖7中的液晶電場(chǎng)透鏡22的元件相同的元件， 還包括多個(gè)第三電極314。第三電極314在第一基體基底311上沿第二方向D2與第一電極 313交替地排列。在示出的實(shí)施例中，絕緣層312設(shè)置在第三電極314上，并接觸第三電極 314的上表面和側(cè)表面。第一電極313設(shè)置在絕緣層312上，以使絕緣層312設(shè)置在第一電極313與第三電極314之間。由于在液晶電場(chǎng)透鏡23中包括第三電極314，所以與圖7中的僅包括第一電極313的液晶電場(chǎng)透鏡22的結(jié)構(gòu)相比，在液晶電場(chǎng)透鏡23的結(jié)構(gòu)中能夠更容易地調(diào)節(jié)電場(chǎng)。圖9A和圖IOA是示出施加到形成圖7的液晶電場(chǎng)透鏡22的每個(gè)內(nèi)部透鏡230的第一電極313的電壓的曲線圖，圖9B和圖IOB是示出由圖9A和圖IOA的電壓形成的每個(gè)內(nèi)部透鏡230的焦點(diǎn)的圖示。每個(gè)內(nèi)部透鏡230的焦點(diǎn)的數(shù)目根據(jù)施加到第一電極313的電壓值來(lái)確定。在圖7示出的實(shí)施例中，每個(gè)內(nèi)部透鏡230包括35個(gè)第一電極313。參照?qǐng)D9A和 10A,曲線圖的X軸表示在每個(gè)內(nèi)部透鏡230內(nèi)的第一電極313的數(shù)目，曲線圖的Y軸表示施加到第一電極313的電壓值。第一電極313被沿第二方向D2順序編號(hào)。能夠通過(guò)盒間隙(cell gap)和焦距來(lái)調(diào)節(jié)施加到第一電極313的電壓值。如果在將圖9的電壓值施加到第一電極313之后，光沿相同的方向彼此平行入射到液晶電場(chǎng)透鏡22上，則光在穿過(guò)每個(gè)內(nèi)部透鏡230的同時(shí)被折射，從而如圖9B中所示形成三個(gè)焦點(diǎn)Π3。參照?qǐng)D9B，三個(gè)焦點(diǎn)Π3與圖4B中示出的焦點(diǎn)fla、flb和Hc相同。換言之，每個(gè)內(nèi)部透鏡230執(zhí)行與圖4A和圖4B中示出的透鏡210的功能相同的功能。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，例如，與圖4B中示出的實(shí)施例類似，如果每個(gè)子像素Ilx 的 寬度與在子像素Ilx之間的黑矩陣12的寬度之比是2 1，則在圖9B中的入射到液晶電場(chǎng)透鏡22的光被會(huì)聚到的三個(gè)焦點(diǎn)fl3中的兩個(gè)位于子像素Ilx中的一個(gè)上，剩余的一個(gè)焦點(diǎn)位于與具有所述兩個(gè)焦點(diǎn)的子像素Ilx相鄰的黑矩陣上。因此，使用者能夠辨識(shí)焦點(diǎn)Π3所處的子像素Ilx和黑矩陣12。在示出的實(shí)施例中，即使使用者的視點(diǎn)改變使得焦點(diǎn)Π3移動(dòng)，子像素Ilx和黑矩陣12也總是被以相同的比例辨識(shí)。因此，能夠減少或有效地防止根據(jù)使用者的視點(diǎn)僅看到黑矩陣的黑矩陣云紋現(xiàn)象。圖IOA中的電壓不同于圖9中的電壓。由于每個(gè)內(nèi)部透鏡230的焦點(diǎn)的數(shù)目根據(jù)施加到第一電極313的電壓值確定，所以如果在圖IOA中示出的電壓值施加到第一電極313 之后光入射到液晶電場(chǎng)透鏡22，則如圖IOB中所示形成五個(gè)焦點(diǎn)fl5。參照?qǐng)D10B，五個(gè)焦點(diǎn)Π5與圖5B中示出的焦點(diǎn)f2a、f2b、f2c、f2d和f2e相同，并且每個(gè)透鏡230執(zhí)行與圖 5A和圖5B中示出的透鏡220的功能相同的功能。換言之，與圖5B中示出的實(shí)施例相似，如果圖6中示出的每個(gè)子像素Ilx的寬度與在子像素Ilx之間的黑矩陣12的寬度之比為4 1，則圖IOB中的入射到液晶電場(chǎng)透鏡 22的光會(huì)聚到的五個(gè)焦點(diǎn)fl5中的四個(gè)位于子像素Ilx中的一個(gè)上，并且剩余的一個(gè)焦點(diǎn)位于與具有四個(gè)焦點(diǎn)的子像素Ilx相鄰的黑矩陣12上。因此，使用者能夠辨識(shí)焦點(diǎn)f 13所處的子像素Ilx和黑矩陣12。在示出的實(shí)施例中，即使使用者的視點(diǎn)改變使得焦點(diǎn)移動(dòng)，子像素Ilx和黑矩陣12也總是被以相同的比例辨識(shí)。因此，能夠減少或有效地防止根據(jù)使用者的視點(diǎn)僅黑矩陣被辨識(shí)的黑矩陣云紋現(xiàn)象。每個(gè)內(nèi)部透鏡230可作為菲涅爾透鏡。在菲涅爾透鏡中，用作凹透鏡或凸透鏡的透鏡表面被劃分并且被劃分開(kāi)的透鏡表面以預(yù)定高度布置。其中的內(nèi)部透鏡230用作菲涅爾透鏡的液晶電場(chǎng)透鏡被稱為液晶菲涅爾透鏡。與傳統(tǒng)的需要大約50微米(μπι)的盒間隙的液晶電場(chǎng)透鏡不同，由于液晶菲涅爾透鏡需要在大約IOym至50μπι范圍內(nèi)的盒間隙，所以能夠減小液晶電場(chǎng)透鏡的厚度。然而，在液晶菲涅爾透鏡中，會(huì)因光透射穿過(guò)與彼此相鄰的被劃分開(kāi)的透鏡表面對(duì)應(yīng)的區(qū)域而發(fā)生光泄漏。如果圖6的內(nèi)部透鏡230是在圖6中示出的結(jié)構(gòu)內(nèi)的菲涅爾透鏡，則具有與液晶電場(chǎng)透鏡22的第一電極313垂直或平行的偏振軸的偏振板40設(shè)置在液晶電場(chǎng)透鏡 22的上方，從而防止光泄漏。 盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不應(yīng)限于這些示例性實(shí)施例，而是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)作出各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，所述顯示裝置包括顯示面板，包括布置成矩陣的多個(gè)像素并顯示2D圖像；在顯示面板上的光學(xué)構(gòu)件，包括多個(gè)透鏡，每個(gè)透鏡包括多個(gè)焦點(diǎn)，并且構(gòu)造每個(gè)透鏡以使顯示面板的至少兩個(gè)像素與一個(gè)3D像素對(duì)應(yīng)，并且光學(xué)構(gòu)件通過(guò)使用所述多個(gè)透鏡將顯示面板的2D圖像分成左眼圖像和右眼圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，顯示面板的每個(gè)像素包括紅色、綠色和藍(lán)色子像素，其中，顯示面板還包括設(shè)置在彼此相鄰的子像素之間的黑矩陣。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中，沿第一方向和與第一方向垂直的第二方向中的至少一個(gè)方向彼此相鄰的子像素具有彼此不同的顏色。
4.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中，光學(xué)構(gòu)件的所述多個(gè)透鏡沿第一方向縱向地延伸，并沿與所述第一方向垂直的第二方向布置，其中，每個(gè)透鏡沿第二方向的寬度由一個(gè)子像素沿所述第二方向的寬度與設(shè)置在相鄰的子像素之間的黑矩陣沿第二方向的寬度之和的至少兩倍限定。
5.如權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其中，一個(gè)子像素沿所述第二方向的寬度與設(shè)置在相鄰的子像素之間的黑矩陣沿第二方向的寬度具有M N的最簡(jiǎn)比，M和N是大于或等于1的數(shù)，其中，每個(gè)透鏡具有J個(gè)焦點(diǎn)，J是滿足式J ^ M+N的最大自然數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其中，所述J個(gè)焦點(diǎn)的一部分與多個(gè)子像素中的一個(gè)子像素疊置，并且剩余的焦點(diǎn)與和多個(gè)子像素中的所述一個(gè)子像素相鄰的黑矩陣疊置。
7.如權(quán)利要求6所述的顯示裝置，其中，每個(gè)透鏡包括沿第二方向的J個(gè)區(qū)域并且J個(gè)區(qū)域分別包括J個(gè)子透鏡的一部分，其中，子透鏡具有相同的弧線并沿第二方向順序布置，同時(shí)彼此部分地疊置，其中，所述J個(gè)區(qū)域中的第L區(qū)域包括所述J個(gè)子透鏡中的第L子透鏡的一部分，L是在1至J范圍內(nèi)的自然數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其中，子透鏡布置在相同的平面上，沿第二方向彼此相鄰的子透鏡彼此分開(kāi)預(yù)定的間隔，其中，預(yù)定的間隔的值由所述黑矩陣的寬度與一個(gè)子像素的寬度之和除以J得到。
9.如權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其中，J個(gè)焦點(diǎn)與所述J個(gè)區(qū)域的曲表面一一對(duì)應(yīng)。
10.如權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其中，所述J個(gè)區(qū)域具有在平面圖中觀察時(shí)沿第二方向相同的寬度。
11.如權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其中，M N是2 1。
12.如權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其中，M N是4 1。
13.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，所述光學(xué)構(gòu)件還包括基片，并且所述多個(gè)透鏡在所述基片上。
14.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述光學(xué)構(gòu)件包括液晶電場(chǎng)透鏡，所述液晶電場(chǎng)透鏡包括第一基底，包括第一基體基底和在第一基體基底上彼此分開(kāi)的多個(gè)第一電極， 第二基底，包括與第一基底相對(duì)的第二基體基底和在第二基體基底上的第二電極， 液晶層，介于第一基底與第二基底之間，其中，光學(xué)構(gòu)件的所述多個(gè)透鏡是液晶電場(chǎng)透鏡中的因施加到第一電極和第二電極的電壓導(dǎo)致的多個(gè)內(nèi)部透鏡。
15.如權(quán)利要求14所述的顯示裝置，所述顯示裝置還包括 絕緣層，介于第一電極的下部和第一基體基底之間；多個(gè)第三電極，沿第二方向與多個(gè)第一電極交替排列，并介于絕緣層與第一基體基底之間。
16.如權(quán)利要求14所述的顯示裝置，其中，每個(gè)內(nèi)部透鏡由第二電極和至少兩個(gè)第一電極來(lái)限定，并且具有根據(jù)施加到所述至少兩個(gè)第一電極的多個(gè)電壓值的多個(gè)焦點(diǎn)。
17.如權(quán)利要求14所述的顯示裝置，其中，每個(gè)內(nèi)部透鏡包括菲涅爾透鏡。
18.如權(quán)利要求17所述的顯示裝置，所述顯示裝置還包括在液晶電場(chǎng)透鏡上方的偏振板。
19.一種形成顯示裝置的方法，所述方法包括以下步驟形成顯示面板，所述顯示面板包括布置成矩陣的多個(gè)像素和設(shè)置在所述多個(gè)像素之間的黑矩陣，每個(gè)像素包括多個(gè)子像素，顯示面板顯示2D圖像；形成光學(xué)構(gòu)件，所述光學(xué)構(gòu)件包括多個(gè)透鏡，每個(gè)透鏡包括多個(gè)焦點(diǎn)，并且構(gòu)造每個(gè)透鏡以使顯示面板的至少兩個(gè)像素與一個(gè)3D像素對(duì)應(yīng)，所述光學(xué)構(gòu)件通過(guò)使用所述多個(gè)透鏡將顯示面板的2D圖像分成左眼圖像和右眼圖像； 在顯示面板上設(shè)置所述光學(xué)構(gòu)件。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，形成顯示面板的步驟包括將每個(gè)子像素沿第一方向的寬度與設(shè)置在相鄰的子像素之間的黑矩陣沿第一方向的寬度的最簡(jiǎn)比限定為M N，M和N是大于或等于1的數(shù)，其中，形成光學(xué)構(gòu)件的步驟包括將每個(gè)透鏡限定為具有J個(gè)焦點(diǎn)，J是滿足式J ( M+N 的最大自然數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種顯示裝置及其形成方法。所述顯示裝置包括顯示面板和光學(xué)構(gòu)件。所述顯示面板包括多個(gè)像素并顯示2D圖像。所述光學(xué)構(gòu)件包括多個(gè)透鏡，每個(gè)透鏡具有多個(gè)焦點(diǎn)，并且構(gòu)造每個(gè)透鏡以使顯示面板的至少兩個(gè)像素與一個(gè)3D像素對(duì)應(yīng)。光學(xué)構(gòu)件通過(guò)使用光學(xué)構(gòu)件的透鏡將該2D圖像分成左眼圖像和右眼圖像。
文檔編號(hào)G02B27/22GK102193240SQ20101060090
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月4日
發(fā)明者李承勛, 輩智賢, 鄭炅浩, 金熙燮, 金輝 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社