CN104094163A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种显示装置。根据本发明的显示装置的一个实施方式可以显示出无需眼镜即可观赏的三维立体图像，或者显示出二维平面图像。

Description

显示装置
技术领域
本申请涉及一种显示装置。
背景技术
通常，显示装置显示二维图像。近来，随着在相关领域，如游戏或电影领域中对三维图像需求的增加，已开发了显示三维图像的显示装置。向观察者的双眼中输入一对二维图像，输入的图像在观察者的脑中结合，从而识别出三维图像。
根据观察者是否需要佩戴特定的眼镜，立体显示装置(以下称为3D装置)可以被分为立体型和自动立体型。在自动立体型装置中，通常使用专利文件1中描述的视差屏障法或专利文件2描述的双凸透镜法等。
[专利文献1]韩国专利公开第10-2005-0119140号
[专利文献2]韩国专利公开第10-2003-0088244号
发明内容
发明目的
本申请旨在提供一种显示装置。
解决方案
本申请的一个方面提供了一种包含显示元件和液晶面板的显示装置。该装置可以是既能显示二维图像(2D图像)又能显示三维图像(3D图像)的装置。
如图1或图2所示，该装置可以包括显示元件20和液晶透镜面板10。此外，该装置可以在显示元件和液晶透镜面板之间另外包括偏光片。此外，该装置可以另外包括偏光片和光源，其依次配置在显示元件的液晶透镜面板的相对侧。以下，在本说明书中，为了方便描述，在光源和显示元件之间配置的偏光片将被称为第一偏光片，且在第一偏光片的相对侧配置的偏光片将被称为第二偏光片。
在该装置中包含的第一和第二偏光片为光学元件，其中形成了透光轴和与该透光轴垂直的吸收轴。当光入射到偏光片时，在入射光中，偏光片仅透过具有平行于偏光片的透光轴方向的偏光轴的光。在本说明书中，在术语用于定义角度时，如竖直、平行、垂直、水平等，这些术语是指在不损害想要的效果的一定范围内基本上竖直、平行、垂直或水平，且其包含了考虑到例如制造误差或变化等的误差。例如，术语可包括在约±15度以内的误差、约±10度以内的误差、或约±5度以内的误差。
在说明性实施方式中，包含在装置中的第一偏光片的吸收轴和第二偏光片的吸收轴可以彼此垂直。在此情况下，该第一和第二偏光片的透光轴也可以彼此垂直。
例如，可以使用通常用于液晶显示器(LCD)中的直下式(direct type)或侧光式(edge type)背光单元(BLU)作为光源。除了上述光源，可以不受限制地使用各种类型的光源作为光源。
装置的显示元件可以在驱动状态下产生图像信号，例如，包括二维图像的图像信号，或者右眼图像信号(以下称为R信号)和左眼图像信号(以下称为L信号)。在说明性实施方式中，显示元件可包括在驱动状态下能够产生二维图像信号或R信号的右眼图像信号产生区域(以下称为UR区域)或者能够产生二维图像信号或L信号的左眼图像信号产生区域(以下称为UL区域)。在显示装置中，图像信号产生区域是指UR区域和UL区域。然而，不论区域的名称如何，显示元件都可以产生二维图像信号。
该显示元件可以是包括透射型液晶面板的区域或者通过液晶面板的液晶层形成的区域。所述透射型液晶面板可以从光源侧依次包括，例如，第一基板、像素电极、第一取向层、液晶层、第二取向层、公共电极、和第二基板。可以在位于光源侧上的第一基板上形成包含薄膜晶体管(TFT)作为与透明像素电极、内连接(interconnection)等电性接触的驱动元件的主动型驱动电路。所述像素电极可包括，例如，氧化铟锡(ITO)等，并作为每个像素中的电极。此外，所述第一或第二取向层可包括，例如，如聚酰亚胺等的材料。该液晶层可包括，例如，垂直取向(VA)、扭转向列(TN)、超级扭转向列(STN)或面内转换(IPS)型液晶。该液晶层可通过由驱动电路施加的电压而用于透过或者阻挡对每个像素而言的来自光源的光。所述公共电极可包括，例如，ITO等，并作为公共对电极。
所述显示元件可包括由一个或多个像素形成的UR和UL区域。例如，在液晶面板中，包含在第一和第二取向层之间密封的液晶的单元像素，或者至少两个单元像素可以结合以形成UR或UL区域。
所述UR和UL区域可以配置在行和/或列方向。图3是图示说明了UR和UL区域的排列的图。如图3中所示，UR和UL区域可以具有在共同的方向中延伸的条形，并可以彼此交替相邻配置。图4图示说明了不同的说明性排列，且UR和UL区域以格子图案彼此相邻的交替配置。UR和UL区域的排列并不限于图3和图4的排列，可以应用本领域中已知的各种设计。
根据在驱动状态中的信号，显示元件可以通过在每个区域中驱动像素而产生二维图像信号或者包含R和L信号的图像信号。
在说明性实施方式中，将描述其中在装置中的显示元件产生包含R和L信号的图像信号的步骤。例如，当由光源发出的光入射到第一偏光片时，仅在平行于第一偏光片的透光轴的方向偏振的光穿过第一偏光片。透过的光入射到显示装置，然后穿过UR区域的光可以转化为R信号且穿过UL区域的光可以转化为L信号。当R和L信号入射到第二偏光片时，仅平行于第二偏光片的透光轴的方向偏振的信号可以穿过第二偏光片以入射到液晶透镜面板。在本申请的说明性实施方式中，穿过第二偏光片以入射到液晶透镜面板的偏光信号可以是线性偏光信号。此外，线性偏光信号可以以垂直于下文将要描述的液晶透镜面板的胆甾型取向区域的螺旋轴的方向偏振，且随后入射到液晶透镜面板。
在另一个说明性实施方式中，将描述其中在装置中的显示元件产生二维图像信号的步骤。例如，当由光源发出的光入射到第一偏光片时，仅在平行于第一偏光片的透光轴的方向偏振的光穿过第一偏光片。当穿过的光入射到显示元件以产生二维图像信号时，穿过UR区域的光和穿过UL区域的光可以以相同的方式转化为二维图像信号。当如此产生的二维图像信号入射到第二偏光片时，仅平行于第二偏光片的透光轴的方向偏振的信号可以穿过第二偏光片以入射到液晶透镜面板。
所述液晶透镜面板可以包括透镜层。此外，该透镜层可包括由液晶分子形成的液晶区域。
在液晶区域中的液晶分子可以显示出介电各向异性(Δε≠0)。在本说明书中的术语“介电各向异性”可以指在主轴方向上和在垂直于主轴方向上的介电常数彼此不同。
当液晶分子具有介电各向异性时，液晶分子的排列可以根据施加在透镜层上的电压和其强度而改变。液晶分子的介电各向异性可以具有正值或负值。液晶分子的介电各向异性具有正值的情形意味着液晶分子的主轴方向的介电常数大于其在次轴方向中的介电常数。此外，液晶分子的介电各向异性具有负值的情形意味着液晶分子的主轴方向的介电常数小于其在次轴方向中的介电常数。在说明性实施方式中，当液晶分子具有正的介电各向异性时，如果对透镜层施加电压，液晶分子将重新排列到在其上施加电压的方向上。
在一个说明性实施方式中，液晶区域可以是能够在胆甾型取向区域和非胆甾型取向区域之间转换的区域。
如图5中所示，所述胆甾型取向区域300可包括胆甾型取向的液晶分子。所述胆甾型取向的液晶分子具有螺旋形结构，其中，液晶分子形成了层，且液晶分子的导向轴(director)是在沿着螺旋轴(H)扭转的同时取向的。在该螺旋形结构中，直到液晶分子的导向轴完成360度旋转时的距离被称为节距(P)。
在任何时间点，在液晶分子通过在包含胆甾型取向区域的透镜层上施加适当的电压或者去除所施加的电压而在一个方向取向的同时，可以释放(released)胆甾型取向状态。此外，胆甾型取向状态可以被完全释放，且随后在液晶区域中的液晶分子可以全部在相同的方向取向。包含这样的状态的液晶分子的区域可以是指非胆甾型取向区域。也就是说，非胆甾型取向区域300可以是这样的区域：其中，全部液晶分子是垂直取向的、水平取向的或者在两者之间的一个角度取向的。
所述胆甾型取向区域和非胆甾型取向区域可以通过施加的电压在彼此之间转换。所述区域可以转换，例如，由此，在全部区域上形成了胆甾型取向区域或非胆甾型取向区域。因此，当向区域施加电压时，可以向全部区域或者这样的区域施加相同的电压：其中，该区域的取向将被重新取向。结果是，可以省略用于实现光学各向异性和各向同性的电极层的图案化步骤，且由此，有可能使用简单的方法制造装置。而且，可以通过制造液晶面板的已知的方法制造透镜层。
在说明性实施方式中，在未施加电压状态中的透镜层可包括胆甾型取向区域。当向透镜层施加了足以完全地释放胆甾型取向状态的电压时，该胆甾型取向区域可以转换为非胆甾型取向区域。此外，当施加到包含非胆甾型取向区域的透镜层的电压被去除时，该区域可以转换为胆甾型取向区域。
所述胆甾型取向区域可以是平面取向区域、垂直取向区域(homeotropicalignment region)或焦点锥取向区域(focal conic alignment region)。所述平面取向区域可以是这样的区域：其中该区域的螺旋轴垂直于透镜层的表面取向。所述垂直取向区域可以是这样的区域：其中该区域的螺旋轴平行于透镜层的表面取向。此外，所述焦点锥取向区域(focal alignment region)可以是这样的区域：其中该区域的螺旋轴既不垂直于也不平行于透镜层的表面取向。在说明性实施方式中，胆甾型取向区域可以是垂直取向区域。如图5中所示，所述垂直取向区域可以这样形成：使该区域的螺旋轴(H)平行于透镜层的表面。
垂直取向区域相对于垂直于该区域的螺旋轴的线性偏振光可以具有周期性的折射率分布。该区域可以具有，例如，使用1/2节距作为周期的折射率分布。在本申请的一个说明性实施方式中，该区域可具有如以下公式1的折射率分布。
[公式1]
neff(x)＝neno/(ne 2cos2θ(x)+no 2sin2θ(x))1/2
在公式1中，x是作为胆甾型取向区域的坐标的从0至P/2的任意数，其中P是胆甾型取向区域的节距，neff(x)是在x点处相对于线性偏振光，胆甾型取向区域的折射率，ne是在胆甾型取向区域中的液晶分子的非常折射率，no是在胆甾型取向区域中的液晶分子的寻常折射率，且θ(x)是在相对于x为0处的点的液晶分子的光轴，在坐标处的液晶分子的光轴的角度。
如图5中所示，上述的x具有0至P/2的坐标值作为在平行于胆甾型取向区域中的透镜层的表面的方向上的坐标。如图5中所示，0是胆甾型取向的液晶分子的节距开始的点的坐标。在一个说明性实施方式中，所述节距开始的点可以是其中液晶分子的主轴形成为平行于透镜层的表面的点。P/2是其中胆甾型取向的液晶分子旋转180度的点的坐标。
θ(x)是在坐标(x)处的液晶分子的光轴相对于在x为0的点的液晶分子的光轴的角，因此θ(0)为0。此外，在x为P/4的点处液晶分子的光轴由在x为0的点处的液晶分子的光轴旋转了90度，因此θ(P/4)为π/2。此外，在x为P/2的点处液晶分子的光轴由在x为0的点处的液晶分子的光轴旋转了180度，因此θ(P/2)为π。
如果将θ(0)＝0、θ(P/4)＝π/2和θ(P/2)＝π代入公式1中，则可以得到neff(0)＝neff(P/2)＝no以及neff(P/4)＝ne的值。也就是说，胆甾型取向区域可以具有这样的折射率分布：在0节距和1/2节距(P/2)处具有寻常折射率，且在1/4节距(P/4)处具有非常折射率。neff(x)可以是，例如，在x点处测量的相对于具有550nm的波长并垂直于该区域的螺旋轴的线性偏振光的折射率。
当在胆甾型取向区域的1/2节距内的折射率分布根据公式1调节时，该区域可以用作双凸透镜。因此，L和R信号可以单独地通过胆甾型取向区域输出。
在一个说明性实施方式中，该胆甾型取向区域可以作为具有0.1mm至100cm、0.1mm至70cm、0.1mm至50cm、0.1mm至30cm、或0.1mm至10cm焦距的透镜，该焦距根据以下公式2测定。
[公式2]
F＝P2/(32×d×△n)
在公式2中，P是胆甾型取向区域的节距，d是透镜层的厚度，以及△n是在胆甾型取向区域中的液晶分子的非常折射率(ne)和寻常折射率(no)的差(ne-no)。
所述焦距(F)可以是，例如，相对于垂直于该区域的螺旋轴的线性偏振光的焦距。可以考虑到，例如，3D装置的观察距离而控制该焦距。而且，为了控制焦距(F)，可以调节胆甾型取向区域的节距或双折射、透镜层的厚度等。
可以考虑到，例如，3D装置等的显示元件的像素尺寸而适当地控制胆甾型取向区域的节距。在说明性实施方式中，所述胆甾型取向区域的节距可以被控制在如0.1μm至10cm、0.1μm至5cm、0.1μm至3cm、0.1μm至1cm、0.1μm至5,000μm、或0.1μm至3,000μm的尺度内。当节距被控制在该范围内时，来自显示装置传输的R和L信号可以通过液晶透镜面板单独地输出。
此外，有可能控制在胆甾型取向区域中的液晶分子的非常折射率(ne)和寻常折射率(no)的差(ne-no)在0.01至0.6、0.1至0.6、或0.01至0.5的范围内，从而可以在适当的距离内不用眼镜观赏到3D图像。而且，为了确保该装置的适当的观赏距离，可以控制该透镜层的厚度为0.1μm至100μm、0.1μm至50μm、0.1μm至30μm、或0.1μm至10μm。
液晶透镜面板可以另外包括基质层，其中，在其一个表面上形成电极层。此外，所述透镜层可以配置为与所述基质层的电极层相邻。
如图5和图6中所示，在一个说明性实施方式中，该液晶透镜面板包括配置为彼此面对的两个基质层100和200，电极层存在于两个基质层中的至少一个基质层的一个表面上，且透镜层300可以配置为与电极层接触，该电机层是在配置为彼此面对的基质层之间。两个基质层之一可以是指第一基质层100，且另一个可以指第二基质层200。所述两个基质层可以使用相同的基质或者不同的基质。
可以不受限制地使用在制造液晶面板中通常使用的基质层作为该基质层。所述基质层的例子包括玻璃基质层、塑料基质层等。塑料基质层的例子包括片或膜，包括：纤维素树脂，如三乙酰纤维素(TAC)、二乙酰纤维素(DAC)等；环烯烃聚合物(COP)，如降冰片烯衍生物等；丙烯酸树脂，如环烯烃共聚物(COC)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)等；聚碳酸酯(PC)；聚烯烃，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等；聚乙烯醇(PVA)；聚醚砜(PES)；聚醚醚酮(PEEK)；聚醚酰亚胺(PEI)；聚萘二甲酸乙二酯(PEN)；聚酯，如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等；聚酰亚胺(PI)；聚砜(PSF)；或氟树脂等。该塑料基质层可以是光学各向同性或各向异性的。
该基质层可以包括UV阻隔剂或UV吸收剂。当该基层包含UV阻隔剂或吸收剂时，可以防止因UV射线引起的透镜层的劣化。UV阻隔剂或吸收剂的例子包括有机材料，如水杨酸酯类化合物(salicylic acid estercompounds)、二苯甲酮类化合物(benzophenone compounds)、氧基二苯甲酮类化合物(oxybenzophenone compounds)、苯并***类化合物(benzotriazolcompounds)、氰基丙烯酸酯类化合物(cyanoacrylate compounds)、或苯甲酸酯类化合物(benzoate compounds)，或者无机材料，如氧化锌或镍络合物盐等。UV保护剂或吸收剂在基质层中的含量没有特别限制，且其可以考虑到想要的效果而适当地选择。例如，在制造塑料基质层的步骤期间，基于基质层的主要材料，可以以约0.1重量％的重量比至约25重量％的重量比包含UV保护剂或吸收剂。
基质层的厚度没有特别限制，但可以根据想要的用途而适当地调整。基质层可以具有单层结构或多层结构。
例如，可以使用透明导电电极，如氧化铟锡(ITO)等作为在基质层的一个表面上存在的电极层。
液晶透镜面板可以在基质层和透镜层之间另外包括取向层。有可能使用在本领域中已知的常规取向层，例如，光取向层、由(纳米)印刷法形成的取向层、摩擦取向层等作为该取向层。该取向层具有任意的构型，且其也可能通过直接摩擦或者拉伸基质层以给予所述基质层取向性能而不使用取向层。
在一个说明性实施方式中，当该胆甾型取向区域为垂直取向区域时，可以使用垂直取向层作为取向层。该垂直取向层可以是这样的取向层：其可以给予取向性能，从而彼此相邻的液晶分子沿垂直于垂直取向层的表面的方向取向。
为了满足上述条件，可以通过本领域中已知的方法形成液晶透镜面板。该面板可以通过以下制造：例如，将两个基质层彼此面对，从而使电极层面对基质层；将液晶组合物注入到两个基质层之间；并使液晶分子取向以形成透镜层。
所述液晶组合物可以包括为了形成胆甾型取向区域而使用的所有种类的组合物。
在一个说明性实施方式中，该组合物可以包括向列相液晶分子和手性试剂。向列相液晶分子通常是沿着长轴方向取向而不形成层，且向列相液晶分子以这样的状态取向：其位置并不规则。可以通过向该向列相液晶分子中添加手性试剂而造成想要的螺旋节距。此时，该螺旋节距可以根据以下的公式3而调节。
[公式3]
P＝1/(Pt·c)
在公式3中，Pt为扭曲力，且c为手性试剂的摩尔浓度。因此，当使用具有高扭曲力的手性试剂，或者手性试剂的含量调节到高水平时，可以使手性向列相液晶分子的节距制备为短的。
可以不受限制地使用在本领域中使用的那些物质作为向列相液晶分子。液晶分子的例子包括通过以下通式1表示的化合物。
[通式1]
在通式1中，A为单键、-COO-、或-OCO-，R1至R10各自独立地为氢、卤素、烷基基团、烷氧基基团、烷氧羰基基团、氰基基团、硝基基团、-U-Q-P、或以下通式2的取代基，或者R1至R5中的一对两个相邻的取代基或R6至R10中的一对两个相邻的取代基结合在一起以形成由-U-Q-P取代的苯，其中，U为-O-、-COO-、或-OCO-，Q为亚烷基基团(alkylene group)或烷叉基基团(alkylidene group)，且P为烯基基团、环氧基基团、氰基基团、羧基基团、丙烯酰基基团、甲基丙烯酰基基团、丙烯酰氧基基团或甲基丙烯酰氧基基团。
[通式2]
在通式2中，B为单键、-COO-、或-OCO-，R11至R15各自独立地为氢、卤素、烷基基团、烷氧基基团、烷氧羰基基团、氰基基团、硝基基团、或-U-Q-P，或者R11至R15中的一对两个相邻的取代基结合在一起以形成由-U-Q-P取代的苯，其中，U为-O-、-COO-、或-OCO-，Q为亚烷基基团或烷叉基基团，且P为烯基基团、环氧基基团、氰基基团、羧基基团、丙烯酰基基团、甲基丙烯酰基基团、丙烯酰氧基基团或甲基丙烯酰氧基基团。
在通式1和2中，两个相邻的取代基结合在一起以形成由-U-Q-P取代的苯的情形是指两个相邻的取代基结合在一起以整个形成由-U-Q-P取代的萘骨架。
通式2中的B的左侧的符号""可以指B直接结合到通式1的苯。
在通式1和2中的术语“单键”是指这样的情况：其中，由A或B表示的部分并不存在单独的原子。例如，在通式1中的A为单键时，配置在A的两侧的苯环可以直接彼此结合以形成联苯结构。
在通式1和2中的卤素的例子可包括氟、氯、溴或碘等。
在本申请中，除非另有限定，术语“烷基基团”可以指具有1至20个碳原子、1至16个碳原子、1至12个碳原子、1至8个碳原子、或1至4个碳原子的线性或者支链的烷基基团，或者具有3至20个碳原子、3至16个碳原子、或4至12个碳原子的环烷基基团。该烷基基团可被一个或多个取代基任意地取代。
在本申请中，除非另有限定，术语“烷氧基基团”可以指具有1至20个碳原子、1至16个碳原子、1至12个碳原子、1至8个碳原子、或1至4个碳原子的烷氧基基团。所述烷氧基基团可以是线性的、支链的或环状的。此外，该烷氧基基团可被一个或多个取代基任意地取代。
而且，在本申请中，除非另有限定，术语“亚烷基基团或烷叉基基团”可以指具有1至12个碳原子、4至10个碳原子、或6至9个碳原子的亚烷基基团或烷叉基基团。所述亚烷基基团或烷叉基基团可以是线性的、支链的或环状的。此外，该亚烷基基团或烷叉基基团可被一个或多个取代基任意地取代。
而且，在本申请中，除非另有限定，术语“烯基基团”可以指具有2至20个碳原子、2至16个碳原子、2至12个碳原子、2至8个碳原子、或2至4个碳原子的烯基基团。所述烯基基团可以是线性的、支链的或环状的。此外，该烯基基团可被一个或多个取代基任意地取代。
在一个说明性实施方式中，通式1和2中的P可以是丙烯酰基基团、甲基丙烯酰基基团、丙烯酰氧基基团、或甲基丙烯酰氧基基团。
在通式1和2中，在包含-U-Q-P或通式2的残基时，-U-Q-P或通式2的残基可以在，例如，R1、R8或R13的位置存在，且例如，可以存在-U-Q-P或通式2的残基的一个或两个。而且，在通式1的化合物或通式2的残基中，除了-U-Q-P的取代基或通式2的残基的例子可包括氢、卤素、具有1至4个碳原子的线性或支链的烷基基团、具有4至12个碳原子的环烷基基团、氰基基团、具有1至4个碳原子的烷氧基基团或硝基基团。在本申请的另一个说明性实施方式中，除了-U-Q-P的取代基或通式2的残基的例子可包括氯、具有1至4个碳原子的线性或支链的烷基基团、具有4至12个碳原子的环烷基基团、具有1至4个碳原子的烷氧基基团或氰基基团。
在本说明书中，可以由特定化合物或功能取代的取代基的例子包括烷基基团、烷氧基基团、烯基基团、环氧基基团、氧代基团、氧杂环丁烷基团(oxetanyl group)、巯基基团、氰基基团、羧基基团、丙烯酰基基团、甲基丙烯酰基基团、丙烯酰氧基基团、甲基丙烯酰氧基基团或芳基基团等，但并不限于此。
只要手性试剂可以引起想要的螺旋节距而不会损害液晶的液晶性能，例如向列规整性，则可以不受任何特别限制地使用任何手性试剂。用于引起液晶的螺旋节距的手性试剂需要在分子结构中包括至少手征性。手性试剂的例子可包括具有一个或至少两个不对称碳原子的化合物，在杂原子上具有不对称点的化合物，如手性氨或手性亚砜等，或者具有不对称轴性和光学活性位点的化合物，如累积多烯或联萘酚等。手性试剂的例子可包括具有1500以下的分子量的低分子量化合物。例如，可以使用商业可用的手性向列相液晶，例如，Merck公司市售的S-811、BASF公司的LC756等作为手性试剂。
基于100重量份的通式1的化合物，手性试剂可以为1至10重量份的比例。可以通过调节上述的手性试剂的含量而有效地诱导胆甾型取向区域的螺旋扭转。在本说明书中，除非另有定义，单位重量份可以指重量的比例。
胆甾型取向的液晶组合物可以通常是部分包含一种或多种溶剂的涂布组合物溶剂的例子可包括：卤代烃，如氯仿、二氯甲烷、四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯等；芳香烃，如苯、甲苯、二甲苯、甲氧基苯、1,2-二甲氧基苯等；醇，如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇等；基于酮的溶剂、如丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、环戊酮等；溶纤剂，如甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等；醚，如二乙二醇二甲醚(DEGDME)，二丙二醇二甲醚(DPGDME)等；等等。此外，溶剂的含量没有特别限制，且可以考虑到涂布效率、干燥效率等而适当地选择。
在液晶组合物或包含该液晶组合物的涂布组合物中，除了上述的组分以外，可以以不影响液晶分子的取向的范围另外地混合可聚合单体、聚合物、分散剂、引发剂、交联剂、表面活性剂、抗氧化剂、臭氧抑制剂等。此外，如果需要涂布组合物，还可以包含各种染料和颜料从而吸收UV射线、IR射线或可见光射线。在一些情况下，可以适当地向其中添加粘度改性剂，如增稠剂和填料。
胆甾型取向液晶组合物可以通过，例如，各种液体注入方法注入到两个基质层之间。此外，可以使注入的液晶组合物的液晶分子取向以形成透镜层。可以通过，例如上述的取向层进行液晶分子的取向。
液晶透镜面板可以根据施加的电压而使液晶分子的取向做再取向。在本申请的一个说明性实施方式中，如图5中所示，在透镜层包含胆甾型取向区域的状态中，穿过该区域的光可以根据入射光的位置分别发出。在本申请的另一个实施方式中，在透镜层包含非胆甾型取向区域的状态中，穿过该区域的光可以不论入射光的位置而发出。因此，该装置可以控制区域的取向以显示二维图像(2D图像)和三维图像(3D图像)。
如图1和2所示，液晶透镜面板可以配置为能够使得由显示元件透过的光透过。此外，如图1中所示，液晶面板可以这样取向：胆甾型取向区域的1/2节距对应于显示元件的一对UR和UL区域。其中胆甾型取向区域的1/2节距对应于显示元件的一对UR和UL区域的取向是指这样的取向：其中，由一对UR和UL区域产生的图像信号可以入射到胆甾型取向区域的1/2节距以内，且并不需要表示：一对UR和UL区域和胆甾型取向区域的1/2节距是形成为相同的位置和尺寸。
根据施加的电压，液晶透镜面板可以显示出相对于垂直于胆甾型取向区域的螺旋轴的方向的线性偏振光的光学各向异性和光学各向同性的性能。因此，根据在液晶透镜面板上施加的电压，该装置可以显示二维图像或者三维图像。
将描述装置显示三维图像的驱动步骤。如图1中所示，液晶面板10可包括显示三维图像的状态下的胆甾型取向区域。此外，穿过第二偏光片的偏光信号可以偏振为入射到液晶透镜面板，从而该信号的偏振方向垂直于该区域的螺旋轴。因此，由显示元件20的UR和UL区域产生的R和L信号可以由胆甾型取向区域分离从而向不同的方向输出。在本申请的一个说明性实施方式中，由UR区域产生的R信号和由UL区域产生的L信号可以在穿过胆甾型取向区域的同时分离。此外，穿过液晶区域的R信号可以入射到观察者的右眼(HR)，且穿过液晶区域的L信号可以入射到观察者的左眼(HL)。因此，观察者可以不必佩戴特定的眼镜，例如，快门型眼镜、偏光眼镜等而观察到三维图像。
此外，将描述装置显示二维图像的驱动步骤。如图2中所示，液晶面板10可包括显示元件20显示二维图像的状态下的非胆甾型取向区域。也就是说，在显示二维图像的驱动状态下，液晶透镜面板可以包括相对于垂直于胆甾型取向区域的螺旋轴的线性偏振光具有光学各向同性的区域。因此，由显示元件20的UR和UL区域产生的二维图像信号可以直接穿过该各向同性区域。其结果是，观察者可以观察到二维图像。
除了通过使用液晶透镜面板可以显示二维图像和三维图像以外，该装置可以通过在本领域中通常采用的配置和方法实施。
技术效果
本申请的说明性显示装置可以显示三维图像或二维图像，其并不需要眼镜即可观赏。
附图说明
图1显示出说明性的显示装置显示三维图像的驱动状态下的说明性实施方式的示意图。
图2显示出说明性的显示装置显示二维图像的驱动状态下的说明性实施方式的示意图。
图3和图4显示出说明性实施方式的UR区域和UL区域的排列的示意图。
图5显示出说明性胆甾型取向区域的说明性实施方式的示意图。
图6显示出说明性非胆甾型取向区域的说明性实施方式的示意图。
图7显示出在实施例中评价显示装置是否分别地输出L和R信号的方法的说明性实施方式的示意图。
图8是显示出在实施例中显示装置分别地输出L和R信号的图。
具体实施方式
以下将详述本申请的说明性实施方式。然而，本申请并不限于以下公开的实施方式，而是可以以不同的方式实施。介绍了下面实施方式以使所属领域的普通技术人员能够体现和实践本申请。以下，将参照实施例更详细地描述显示装置。然而，该装置并不限于所建议的实施例。
实施例
(1)胆甾型取向液晶组合物的制备
使用包含具有约0.2的非常折射率(ne)和寻常折射率(no)之间的差(ne-no)的液晶分子的组合物作为胆甾型取向液晶组合物。
(2)液晶透镜面板和显示装置的制造
通过使用电极基板而制造液晶透镜面板，在该电极基板中，形成了通常用在液晶面板的制造中的垂直取向层(具有在其一个表面上形成的电极层的基质层)。具体而言，通过以下制造液晶透镜面板：将包含电极基板的两个基板配置为以约4.1μm的间距彼此面对，注入胆甾型取向液晶组合物，并使液晶分子胆甾型取向。
如图5中所示，液晶透镜面板的透镜层包括在未施加电压的状态下的垂直取向的胆甾型取向区域。该胆甾型取向区域具有约600μm的节距(P)，且透镜层300具有约4.1μm的厚度。如图6中所示，当液晶分子具有介电各向异性并随后施加电压时，液晶分子根据施加的电压的方向取向，并随后形成非胆甾型取向液晶区域。通过将制造的液晶透镜面板应用到常规双凸透镜型3D装置作为双凸透镜而制造显示装置。
实验实施例
在该显示装置中的液晶透镜面板包含垂直取向胆甾型取向区域时，通过以下方法评价是否可以不需特别的眼镜而观赏三维图像。
首先，如图7所示，将亮度测量仪(SR-UL2光谱仪,50)配置在观察点(图7中与X线接触的任意点)，从该观察点可以观察显示装置。随后，在装置允许L信号输出的状态下通过亮度测量仪测量亮度。保持与装置的距离的同时，在将亮度测量仪50沿图7中的X线在水平方向上移动的同时，测量每种情况下的亮度。测量每种情况下的亮度，并将该亮度定义为在每个点处的L信号的强度。类似地，在装置允许R信号输出的状态下在移动亮度测量仪的同时测量每种情况下的亮度。进一步地，将该亮度定义为在该点处的R信号的强度。
在表1和图8中显示了在各点处的L和R信号的强度。
在下表1中的测量角度(θ)被定义为连接点(S1)和亮度测量仪的中心点(S2)的虚拟线和Y线之间的角，其中Y线与显示元件的表面在点(S1)处接触。此外，在亮度测量仪出现在Y线的右侧时，测量的角度被定义为正值，且当亮度测量仪出现在Y线的左侧时，测量的角度被定义为负值。上述的Y线穿过装置的中心，并可以被定义为相对于装置表面的法线。
[表1]

Claims (5)

1.一种显示装置，其包含：
显示元件，其配置为发出包含右眼图像信号和左眼图像信号的图像信号；以及
液晶透镜面板，其包含含有由液晶分子形成的液晶区域的透镜层，该液晶区域被配置为能够在垂直取向胆甾型取向区域和非胆甾型取向区域之间转换，并且其这样定位：以使得由显示元件发出的图像信号能够被入射在其上。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述液晶透镜面板这样定位：以使得由显示元件发出的一对右眼和左眼图像信号能够被入射在对应于胆甾型取向区域的半节距的区域上。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述胆甾型取向区域相对于在垂直于该区域的螺旋轴的方向上线性偏振的光显示出根据以下公式1的折射率的分布：
[公式1]
neff(x)＝neno/(ne 2cos2θ(x)+no 2sin2θ(x))1/2
其中，x是作为胆甾型取向区域的坐标的从0至P/2的任意数，其中P为该胆甾型取向区域的节距，neff(x)是在x点处该胆甾型取向区域相对于线性偏振光的折射率，ne是液晶分子的非常折射率，no是液晶分子的寻常折射率，且θ(x)是在相对于x为0处的点的液晶分子的光轴，在坐标处的液晶分子的光轴的角度。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述胆甾型取向区域具有0.1mm至100cm范围内的焦距F，所述焦距F根据以下公式2定义：
[公式2]
F＝P2/(32×d×△n)
其中，P是胆甾型取向区域的节距，d是透镜层的厚度，以及△n是液晶分子的非常折射率(ne)和寻常折射率(no)之间的差(ne-no)。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述液晶分子具有正的或负的介电各向异性。
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