[发明专利]2D与3D影像切换显示设备和柱状透镜元件

说明书

技术领域

本发明涉及裸视3D影像显示技术领域，更具体地，涉及一种2D与3D影像切换显示设备和DFD-PDLC柱状透镜元件。

背景技术

如图1所示，为公知2D与3D影像切换显示设备的示意图。对于公知2D与3D影像切换显示设备(2D and3D Image Switchable Display)10，一般为是使用液晶视景分离元件12(Liquide Crystal View Separator)，并将其安装在液晶显示器11屏幕的前面。对于该观赏者13的观赏位置而言，将该液晶视景分离元件12，安装在该液晶显示器11屏幕前的安装方式，以下简称为前安装方式(Front Installation Method)。

另外，通过外部适当电气电压V的驱动，该液晶视景分离元件12可呈现透明的光穿透状态，以达2D影像显示的功效；或呈现视景分离的状态，以达3D影像显示的功效。

一般，该液晶视景分离元件12，为可由液晶柱状透镜阵列元件(Liquid Crystal Lenticular Device)或液晶视差光栅元件(Liquid Crystal Parallax Barrier Device)构成。由于本发明所述相关技术，属于液晶柱状透镜阵列元件的领域，以下只针对公知液晶柱状透镜阵列元件说明公知的技术。关于上述液晶柱状透镜阵列元件的技术，过去已提出的方法，主要可分为表面起浮法(Surface Relief Method)、偏光启动法(Polarization Activated Method)与图案电极法(Patterned-Electrode Method)。

如图2所示，为表面起浮型液晶柱状透镜阵列元件构成的示意图。该图所示的结构，由美国专利US6,069,650所揭露，请参阅该专利说明书中图3的说明。

该表面起浮型液晶柱状透镜阵列元件(Surface Relief Based Liquid Crystal Lenticular Device)50，由上至下依次由上透明基材51、上ITO电极52、平凹透镜数组53、复数个液晶分子54、下ITO电极55与下透明基材56构成。其中，该平凹透镜数组53，具有光学折射率np；该复数个液晶分子54，为可由向列型液晶(Nematic Liquid Crystal)材料构成，具有双折射光学(Birefringent Optics)的特征，其寻常光折射率(Ordinary Refractive Index)为no、异常光折射率(Extraordinary Refractive Index)为ne，且具有no＝np、ne>np的关系。该上、下ITO电极层52、55，为如公知的液晶个别装置有配向膜(Alignment Layer)，为连接至电源V。

另外，该液晶柱状透镜阵列元件50，为安装在液晶屏幕60的前面，该液晶屏幕60为可于其CF(Color Filter)61上，显示2D或3D影像(图中未标示)；该2D或3D影像的光源，经过该液晶屏幕60最外层偏光片62的作用后，成为线性极化偏光的光源63，令其偏光方向为垂直于纸面。

当无外加电场下，即V＝OFF，该向列型液晶分子的排列，具有光轴垂直于纸面的特征。对于入射光63而言，因其光偏振方向与液晶分子光轴平行，为感受到异常光折射率ne。另外，当该入射光63穿过该平凹透镜数组53时，因ne>np的故，该入射光63则感受到凸透镜的作用，因此上述的光学特性适用于呈现3D影像的显示。

另外，在外加电场下，即V＝ON，该向列型液晶分子的排列，具有光轴平躺于纸面、并垂直于该上、下ITO电极层52、55的特征，即平行于电场的方向(图中未标示)。对于入射光63而言，因其光偏振方向与液晶分子光轴垂直，为感受到寻常no。另外，当该入射光63穿过该平凹透镜数组53时，因no＝np的故，该入射光63不受该平凹透镜数组53的影响，直接穿透该平凹透镜数组53，因此上述的光学特性适用于呈现2D影像的显示。

综上所述，上述该液晶柱状透镜阵列元件50，为具有可电压调变光学折射率(Electric Field Modulated Refractive Index)的特征，由外部电压的控制，以改变液晶分子排列的方向，从而达到该改变液晶分子的折射率，对于具线性极化偏光的入射光，提供光穿透或透镜的作用，最终达到2D与3D影像可切换显示的目的。