CN1873482A - 液晶板、具有液晶板的显示器件及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种液晶面板，包括：第一基板和第二基板；位于所述第一基板表面上的第一电极；位于所述第二基板上的光折射器件；所述光折射器件包括面对所述第一基板表面的多个光折射透镜；以及夹在所述第一电极和所述光折射器件之间的液晶层。

Description

液晶板、具有液晶板的显示器件及其驱动方法

本申请要求2005年5月31日在韩国提交的专利申请No.10-2005-0045918的优先权，在此将其全部内容结合进来作为参考。

技术领域

本发明涉及一种显示器件，尤其是涉及一种使用透镜方法并能有选择地显示二维(2D)或三维(3D)图像的显示器件。

背景技术

在多媒体技术中对虚拟实现的需求增加。同时，开发出诊断和测量的3D可视技术。因此，对能够以三维形式来显示图像的显示器件的需求增加。

3D显示技术能够应用于用于广告的3D显示、用于家庭使用的3D多媒体图像显示、用于教学和培训的3D仿真器和图像显示终端、用于各种精确测量和诊断的视觉图像显示终端、用于医疗使用的3D图像显示终端、用于各种监视和控制的3D图像显示终端、用于视频会议和广告的3D图像显示器、用于广播的3D电视、用于教学/娱乐的3D图像显示终端、用于产生各种特定环境的组件以及用于3D游戏的图像器件。

通用3D显示器件所需的技术包括为形成视野而设计和制作光学板的技术，例如双凸透镜板或者微透镜板，以及用于在显示器件上形成与视野形式相对应的像素图案的驱动控制技术。

用于显示3D图像的方法包括使用2视点(其中分别显示用于左眼和右眼的图像)的方法以及使用多视点(其中显示在各种方向拍摄的双眼视差图像)的方法。使用多视点的方法具有的缺陷是分辨率与视点数量成反比，但其在视点位置上有很大的灵活度，由此可得到自然的3D图像。

典型的无眼镜(non-glasses)方法包括视差栅(parallax barrier)方法和双凸透镜方法，其对应左眼和右眼来分离用于左眼和右眼的图像数据。

图1所示为现有技术中棱镜型显示器件的分解透视图。如图1所示，双凸透镜置于如液晶显示器件(LCD)的平板显示器100的外表面。双凸透镜基板110以如下方式设置，双凸透镜112被设置在平板显示器100中构成一彩色像素的红、绿和蓝像素的子像素阵列上，以实现水平和垂直视差。

图2所示为使用图1中的双凸透镜法实现3D图像的示意图。参照图2，说明在平板显示器件中实现3D图像的双凸透镜方法。

双凸透镜方法根据左眼和右眼的视差原理，使得人们在观看时可体验三维感觉的物体。有关物体的用于左眼和右眼的图像数据(至少二视点)输入到平板显示器100，并且经双凸透镜112折射多个上述数据并分别在左眼和右眼观看到。双凸透镜112折射后的图像数据在人脑中合成，从而实现3D图像。

即，根据在2D平面显示屏上实现3D图像的原理，在显示屏上输入两图像数据，并分别在相应的左眼和右眼观看左眼图像和右眼图像。

然而，现有技术中的双凸透镜型3D显示器件在平板显示器100上附有用于显示3D图像的固定的透镜形板，其只适于显示3D图像而不能显示2D图像。因此，由于目前大多数的图像和视频流都是2D模式，所以现有技术的3D显示器件适用于有限的3D图像和视频流并且不能用于显示传统的2D图像和视频流。

发明内容

因此，本发明涉及一种液晶面板，一种具有液晶面板的显示器件及其驱动方法，从而可避免由现有技术的局限和缺点所产生的一个或多个问题。

本发明的目的是提供一种在平板显示器件前面的二维和三维图像面板，该面板通过在二维和三维图像面板内部提供液晶和多个透镜单元能够根据在液晶上是否施加电源有选择地显示2D图像或3D图像以允许透镜单元执行双凸透镜功能。

本发明的其它优点、目的以及特征将在后面的描述中得以阐明，通过以下描述，将使它们对于本领域普通技术人员在某种程度上显而易见，或者可通过实践本发明来认识它们。本发明的目的和其他优点可通过书面描述及其权利要求以及附图来实现和得到。

为实现本发明的目的和其他优点以及根据本发明的目的，如这里具体和广义所描述的，一种液晶面板，包括：第一基板和第二基板；位于所述第一基板表面上的第一电极；位于所述第二基板上的光折射器件；所述光折射器件包括面对所述第一基板表面的多个光折射透镜；以及夹在所述第一电极和所述光折射器件之间的液晶层。

根据本发明的另一方面，提供一种用于有选择地显示二维图像和三维图像之一的显示器件，该显示波器件包括：用于显示至少一图像的平板显示器；以及二维和三维图像面板，所述二维和三维图像面板根据在所述二维和三维图像面板上是否施加有电场或者折射来自所述平板显示器的至少一图像以显示三维图像或者透过来自所述平板显示器的至少一图像以显示二维图像。

根据本发明的另一方面，提供一种用于有选择地显示二维图像和三维图像之一的方法，包括：从平板显示器输出至少一图像；通过二维和三维图像面板接收至少一图像；以及根据在所述二维和三维图像面板上是否施加电场通过二维和三维图像面板或者折射来自所述平板显示器的至少一图像以显示三维图像或者透过来自所述平板显示器的至少一图像以显示二维图像。

应该理解，上面的概括性描述和下面的详细描述都是示意性和解释性的，意欲对本发明的权利要求提供进一步的解释。

附图说明

本申请所包含的附图用于进一步理解本发明，其与说明书结合并构成说明书的一部分，所述附图表示本发明的实施方式并与说明书一起解释本发明的原理，在附图中：

图1所示为现有技术中棱镜型显示器件的分解透视图；

图2所示为使用图1中双凸透镜方法实现3D图像的示意图；

图3A和3B所示为根据本发明实施方式的二维和三维图像面板的截面图；

图4A和4B所示为根据本发明另一个实施方式的二维和三维图像面板的截面图；以及

图5所示为根据本发明实施方式用于有选择地显示2D图像或3D图像的显示器件的透视图。

具体实施方式

现在将详细说明本发明的优选实施方式，在附图中示出了其示例。

图3A和3B所示为根据本发明实施方式的二维和三维图像面板的截面图。具体地说，图3A表示在两基板的电极之间未施加电时的状态，以及图3B表示当在两基板的电极上施加电时的状态。

在具体的实施方式中，当施加电时，二维和三维图像面板能够选择性地执行与在双凸透镜方法中的双凸透镜基板的功能相同的功能以显示3D图像，而当未施加电时，选择性地使双凸透镜不起作用以显示从平板显示器件输出的2D图像。

二维和三维图像面板设置在平板显示器的前面以根据是否在二维和三维图像面板施加电有选择地显示2D图像和3D图像。因此，当广播或播放3D图像和视频流时用户通过控制向二维和三维图像面板的供电能够选择以使能3D图像显示功能，并且当广播或播放2D图像和视频流时用户通过控制向二维和三维图像面板的供电能够选择以禁止3D图像显示功能。

参照图3A和图3B，二维和三维图像面板300包括：第一基板310和第二基板320，上述基板为透明基板并且设置为彼此相对；设置于第一基板310的整个表面的第一电极312；设置于第一电极的整个表面的第一定向层314；设置于第二基板320的整个表面的第二电极322；由聚合材料340形成的光折射器件，以具有均匀地位于第二电极322上的多个光折射透镜；设置于聚合材料340的外表面的第二定向层342；以及填充于第一定向层314和第二定向层342之间的液晶层330。二维和三维图像面板300还包括用于向液晶层有选择地提供电场的电源，其中根据是否施加有电场液晶层的折射率与光折射器件的折射率相同或不同。

在此，当液晶层330上未施加电场时，即当液晶层330在初始排列状态时，透镜形聚合材料340的光折射率与液晶层330的光折射率相同。

同样，当沿预定方法摩擦聚合材料340的外表面并且该外表面沿该方向排列时，可以省略第二定向层342。例如透镜形聚合材料340能够包括部分圆柱的透镜，该透镜具有凸顶表面和基本上平的底表面，凸顶表面面对第一基板，并且基本上平的底表面面对所述第二基板。并且，该圆柱透镜彼此之间基本上平行并且沿垂直方向延伸。在每两个相邻的光折射透镜之间具有沿垂直方向延伸的槽。

下面参考图3A，说明在二维和三维图像面板300的两侧的电极时未施加电压时的操作。参照3A所示，当在基板310和基板320上设置的电极312和322上未施加电压时，液晶层330中并通过第一和第二定向层314和342以初始排列方向排列的液晶分子332保持初始排列方向。基于此，由于透镜形聚合材料340与液晶层330的光折射率相同，因此二维和三维图像面板300基本上用作透明基板以透过来自平板显示器400的图像和视频流。

例如，假设平板显示器400是LCD，来自LCD的光线的入射角的轴线平行于液晶层330中所包含的液晶分子332的光轴，由此来自LCD的2D图像直接穿过二维和三维图像面板300以实现2D图像。

另一方面，当在二维和三维图像面板300的两基板310和320上设置的电极312和322上施加电压时，如图3B所示，由于电场对液晶分子332的作用，液晶分子332竖直。因此，透镜形聚合材料340的光折射率大于液晶层330的光折射率。

也就是说，透镜形聚合材料340执行与现有技术双凸透镜方法中实现3D图像的双凸透镜相同功能，从而来显示3D图像。

例如，来自平板显示器400的光线穿过二维和三维图像面板300并且通过聚合材料340构成的光折射透镜的凸表面实现水平视差。即，通过透镜形聚合材料340图像数据分为左眼信息和右眼信息。因此，左眼和右眼看到不同的信息。通过透镜形聚合材料340分开的不同信息(图像数据)在人脑中合成，以使人可感受3D图像。

因此，在描述的实施方式中，当广播或播放3D图像和视频流时用户通过开启施加到二维和三维图像面板300中液晶层的电场的电源能够选择使能3D图像功能，并且当广播或播放2D图像和视频流时用户通过关断施加到二维和三维图像面板300中液晶层的电场的电源能够选择禁止3D图像功能。

图4A和4B所示为根据本发明另一实施方式的二维和三维图像面板300的截面图。具体地说，图4A表示在基板的两电极之间没有施加电压时的状态，并且图4B表示当在基板的两电极之间施加电压时的状态。

如图4A和4B所示，二维和三维图像面板300包括：第一基板310和第二基板320，其为透明基板并彼此相对设置；在第一基板310的整个表面上形成的第一电极312；在第一电极312的整个表面上形成的第一定向层314；均匀地设置于第二基板320的整个表面的导电聚合材料340’；在导电聚合材料340’的外表面上形成的第二定向层342；以及填充于在第一定向层314和第二定向层342之间形成的空间中的液晶层330。

即，本发明图4A和图4B所示的另一实施方式与图3A和图3B所示的实施方式不同，其中去除在第二基板上形成的第二电极322(图3A和图3B中所示)，并且由导电聚合材料340’形成透镜形聚合材料340(图3A和图3B中所示)以用作第二电极和光折射透镜二者。

在此，当在液晶层330上未施加电场时，即当液晶层330在初始排列状态时，导电聚合材料340’与液晶层330的光折射率相同。

同样，当摩擦聚合材料的外表面以使得聚合材料沿预定方向排列时，可省略第二定向层342。

因为图4A和4B所示的二维和三维图像面板的操作与图3A和3B中所给出的实施方式的操作相同，在此不再赘述。

图5根据本发明实施方式的用于有选择地显示2D图像或3D图像的显示器件的透视图。如图5所示，二维和三维图像面板300位于平板显示器件400的前面或者粘在平板显示器件400上。因此，实现利用双凸透镜的用于有选择地显示2D图像或3D图像的显示器件。

在此，平板显示器可以是LCD(液晶显示器件)、PDP(等离子显示板)、FED(场发射显示器件)以及有机EL(电致发光)板之一。如果平板显示器件不是LCD器件，可在二维和三维图像面板和平板显示器中间***用于显示3D图像的独立的偏振板。

示例性显示器件包括平板显示器和具有液晶层以及透镜形聚合材料的二维和三维图像面板。当在液晶层上未施加电场时，液晶层与透镜形聚合材料的光折射率相同，从而将来自平板显示器的图像作为2D图像输出。相反，当在液晶层施加电场时，液晶层与透镜形聚合材料的光折射率不同，从而将来自在平板显示器的图像作为3D图像输出。

具体地说，在示出的实施方式中，当在液晶层上未施加电场时，液晶层的折射率与光折射器的折射率基本上相同。因此，在光折射器件和液晶层的办面上不会发生折射。因此，来自平板显示器件的图像将穿过二维和三维图像面板以显示2D图像。另一方面，当在液晶层上施加电场时，液晶层的折射改变为与光折射器件的折射率不同。因此，来自平板显示器件的图像在光折射器件和液晶层之间的界面发生折射从而显示3D图像。

因此，通过控制施加到液晶层上的电场可以有选择地显示2D图像或3D图像。另外，当显示仅2D图像是可以降低功耗。

应该注意到，虽然在示出的实施方式中，当施加电场时使能3D图像显示功能，并且当不施加电场时禁止3D图像显示功能，但是通过重新排列二维和三维图像面板中液晶材料的初始排列方向从而当不施加电场时使能3D图像显示功能而当施加电场时禁止3D图像显示功能也落入本发明的范围内。

很明显，本领域技术人员可在不背离本发明精神或范围的基础上对本发明做出修改和变型。因此，本发明意欲覆盖落入本发明权利要求及其等效范围内的各种修改和变型。

Claims (39)

1、一种液晶面板，包括：

第一基板和第二基板；

位于所述第一基板整个表面的第一电极；

位于所述第二基板上的光折射器件；所述光折射器件包括面对所述第一基板表面的多个光折射透镜；以及

夹在所述第一电极和所述光折射器件之间的液晶层。

2、根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，各光折射透镜具有面对所述第一基板的凸表面。

3、根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，所述光折射透镜彼此平行并且沿第一方向延伸。

4、根据权利要求3所述的液晶面板，其特征在于，所述第一方向是垂直方向。

5、根据权利要求3所述的液晶面板，其特征在于，每两相邻的光反射透镜之间具有沿第一方向延伸的槽。

6、根据权利要求3所述的液晶面板，其特征在于，所述液晶层中液晶分子的排列方向与所述第一方向一致。

7、根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，各光折射透镜包括具有凸顶表面和基本上平的底表面的部分圆柱的透镜，所述凸顶表面而对所述第一基板，并且所述基本上平的底表面面对所述第二基板。

8、根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，所述光折射器件是双凸透镜。

9、根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，所述第一电极位于所述第一基板的基本整个表面上。

10、根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，还包括位于第一电极的基本整个表面的第一定向层。

11、根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，还包括位于所述多个光折射透镜上方的第二定向层。

12、根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，所述光折射器件由聚合材料形成。

13、根据权利要求12所述的液晶面板，其特征在于，所述聚合材料是导电聚合材料，并且所述光折射材料用作第二电极。

14、根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，还包括电源，用于向所述液晶层有选择地施加电场，其中所述液晶层的折射率根据是否施加电场与所述光折射器件的折射率基本上相同或者不同。

15、根据权利要求14所述的液晶面板，其特征在于，当液晶层上未施加电场时，液晶层的折射率与光折射器件的折射率基本上相同；以及当液晶层上施加电场时，液晶层的折射率与光折射器件的折射率不相同。

16、根据权利要求14所述的液晶面板，其特征在于，还包括位于所述第二基板的整个表面上的第二电极，其中电源在所述第一电极和第二电极之间有选择地施加电压以产生所述电场。

17、根据权利要求14所述的液晶面板，其特征在于，所述光折射器件包括导电聚合物并且用作第二电极，以及所述电源在所述第一电极和第二电极之间有选择地施加电压以产生所述电场。

18、一种用于有选择地显示二维图像和三维图像之一的显示器件，包括：

平板显示器，用于显示至少一图像；以及

二维和三维图像面板，所述二维和三维图像面板根据在所述二维和三维图像面板上是否施加有电场或者折射来自所述平板显示器的至少一图像以显示三维图像或者透过来自所述平板显示器的至少一图像以显示二维图像。

19、根据权利要求18所述的显示器件，其特征在于，所述二维和三维图像面板包括图像折射层，所述图像折射层用于根据在所述图像折射层上是否施加有电场在图像折射层中或者折射所述至少一图像或者在所述图像折射层中没有折射透过所述至少一图像。

20、根据权利要求19所述的显示器件，其特征在于，还包括电源，用于根据显示二维图像或者三维图像向所述图像折射层施加电场。

21、根据权利要求19所述的显示器件，其特征在于，所述图像折射层包括：

光折射器件，具有多个背向所述平板显示器的光折射透镜；以及

液晶层，位于所述多个光折射透镜上方。

22、根据权利要求21所述的显示器件，其特征在于，各光折射透镜具有背向所述平板显示器的凸表面。

23、根据权利要求21所述的显示器件，其特征在于，所述光折射透镜彼此平行并且沿第一方向延伸。

24、根据权利要求23所述的显示器件，其特征在于，所述第一方向是垂直方向。

25、根据权利要求21所述的显示器件，其特征在于，所述光折射器件是双凸透镜。

26、根据权利要求21所述的显示器件，其特征在于，所述光折射器件是由聚合材料形成的。

27、根据权利要求21所述的显示器件，其特征在于，液晶层的折射率根据在液晶层上是否施加有电场而与所述光折射器件的折射率相同或不同。

28、根据权利要求21所述的显示器件，其特征在于，当液晶层上未施加电场时，液晶层的折射率与光折射器件的折射率基本上相同从而来自所述平板显示器件的至少图像在所述光折射器件和液晶层之间的界面不会发生折射；以及当液晶层上施加电场时，液晶层的折射率与光折射器件的折射率不同从而来自所述平板显示器件的至少图像在所述光折射器件和液晶层之间的界面发生折射。

29、根据权利要求21所述的显示器件，其特征在于，所述二维和三维图像面板还包括：

第一基板和第二基板；以及

第一电极，位于所述第一基板上基本整个表面上；

其中所述液晶层夹在所述第一电极和所述多个光反射透镜之间。

30、根据权利要求29所述的显示器件，其特征在于，所述光折射器件包括导电聚合材料并且用作第二电极，以及在所述第一电极和第二电极之间施加电压以产生所述电场。

31、根据权利要求29所述的显示器件，其特征在于，所述二维和三维图像面板还包括位于所述第二基板基本整个表面上的第二电极，以及在所述第一电极和所述第二电极之间施加的电压以产生所述电场。

32、根据权利要求29所述的显示器件，其特征在于，所述二维和三维图像面板还包括：

第一定向层，位于所述第一电极的表面上；以及

第二定向层，位于所述第二电极的表面上。

33、根据权利要求21所述的显示器件，其特征在于，还包括位于所述平板显示器和所述二维和三维图像面板之间的偏振板，所述偏振板具有当所述图像折射层中液晶层上未施加电场时所述液晶层中液晶分子的初始排列方向相同的透射方向。

34、根据权利要求21所述的显示器件，其特征在于，所述平板显示器是液晶显示器件，当所述图像折射层中的液晶层上未施加时所述液晶层中液晶分子的初始排列方向与所述液晶显示器件的偏振方向相同。

35、根据权利要求18所述的显示器件，其特征在于，所述平板显示器件选自液晶显示器件、等离子显示板、场发射显示器件、以及有机电致发光板。

36、一种用于有选择地显示二维图像和三维图像之一的方法，包括：

从平板显示器输出至少一图像；

通过二维和三维图像面板接收至少一图像；以及

根据在所述二维和三维图像面板上是否施加电场通过二维和三维图像面板或者折射来自所述平板显示器的至少一图像以显示三维图像或者透过来自所述平板显示器的至少一图像以显示二维图像。

37、根据权利要求36所述的方法，其特征在于，所述二维和三维图像面板包括图像折射层，所述方法还包括根据在所述图像折射层上是否施加电场或者在所述图像折射层内折射所述至少一图像或者在所述图像折射层中没有折射透过所述至少一图像。

38、根据权利要求37所述的方法，其特征在于，当在所述图像折射层上施加电场时，来自所述平板显示器的所述至少一图像在所述图像折射层内折射从而在所述二维和三维图像面板上显示三维图像；以及当在所述图像折射层上未施加电场时，来自所述平板显示器的所述至少一图像在所述图像折射层不发生折射而透射从而在所述二维和三维图像面板上显示二维图像。

39、根据权利要求38所述的方法，其特征在于，所述图像折射层包括具有多个背向所述平板显示器的光折射透镜的光折射器件，并且液晶层在所述多个光折射透镜上方，

其中当在所述液晶层上施加电场时，所述至少一图像在所述光折射器件和所述液晶层之间的界面发生折射，以及

当在所述液晶层上未施加电场时，所述至少一图像在所述光折射器件和所述液晶层之间的界面不发生折射。

Images