專利名稱：高效二維/三維可轉換顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及二維/三維(2D/3D)可轉換顯示裝置，更具體地說，涉及通 過提高光利用效率來增加亮度的高效2D/3D可轉換顯示裝置。
背景技術：
在諸如，醫(yī)療圖像、游戲、廣告、教育、和軍事的各個領域中，非常需 要提供立體圖像的立體圖像顯示器。同樣，隨著高分辨率TV的普及，能夠 顯示立體圖像的立體TV期望在未來會普及。通常，立體圖像顯示裝置分別對用戶的左眼和右眼提供具有雙眼視差的 左眼圖像和右眼圖像。用戶通過兩眼的視網膜識別由立體圖像顯示裝置提供 的左眼圖像和右眼圖像，從而看到3D立體圖像。立體圖像顯示裝置包括視 差屏障型(parallax barrier type)和雙凸透鏡型(lenticular type)。根據視差屏障型，左眼和右眼看到的圖像以垂直模式交替顯示，然后， 利用薄垂直條，即，屏障，觀看圖像。例如，如圖1所示，視差屏障型的立 體圖像顯示裝置包括背光單元11、 LCD面板13、和視差屏障12，視差屏障 12具有以預定周期排列的開口 12a和屏障12b。盡管在圖1中，視差屏障12 布置在LCD面板13與背光單元11之間，但視差屏障12也可以布置在LCD 面板13前面。在這種結構中，由LCD面板13交替顯示的左眼圖像和右眼圖 像被視差屏障12的開口 12a分離。然而，在上述視差屏障型立體圖像顯示裝置中，因為背光單元ll提供 的部分光被屏障擋住，所以光利用效率低，亮度下降。而且，對于立體圖像 顯示裝置來說，因為左眼圖像和右眼圖像從LCD面板13同時顯示，所以用 戶看到的立體圖像的分辨率降低到LCD面板13的原始分辨率的1/2。當提供 多視點立體圖像，例如，三視點或更多視點立體圖像時，分辨率相應地降低。同樣，為了根據要顯示的圖像信號提供2D或3D圖像，立體圖像顯示需 要在2D圖像模式和3D圖像模式之間進行轉換操作。為了防止亮度的降低，如圖2所示，提出這樣一種方方法，其中在面對背光單元11的屏障12b的表面鍍上反射膜14，在背光單元11的下表面上安 裝反射板15。在這種情況下，從背光單元11發(fā)射并且入射到屏障12b的光 能夠被重復利用，因為光被反射膜14反射，然后，再被反射板15反射。然 而，在這種情況下，仍然存在分辨率降低和不可能在2D與3D之間轉換的問題。發(fā)明內容為了解決上述和/或其它問題，本發(fā)明提供2D/3D可轉換顯示裝置，其 通過提高光利用效率能夠增加亮度和實現高分辨率。但是，不要求本發(fā)明克 服上述缺點。根據本發(fā)明的一個方面，提供一種圖像顯示裝置，包括背光單元，其 中其底部安裝有反射板；偏振板，其僅透射從所述背光單元發(fā)射的光中的特 定偏振方向的光；偏振轉換器，其改變入射到偏振轉換器的光的偏振方向； 雙折射元件陣列，該雙折射元件陣列通過交替排列多個第 一和第二雙折射元 件而形成，其分別改變入射到第一和第二雙折射元件上的光的偏振方向，以 使透過第一和第二雙折射元件的光的偏振方向相互垂直；反射偏振器 (reflection polarizer),其僅透射透過所述雙折射元件陣列的光中的特 定偏振方向的光，而反射透過所述雙折射元件陣列的光中的其它偏振方向的 光；透鏡陣列，其將入射到透鏡陣列的光分成第一視區(qū)和第二視區(qū)；和顯示 面板，其顯示圖像。所述偏振轉換器可以在第一至第三狀態(tài)之間轉換，在所述第一至第三狀 態(tài)下入射到偏振轉換器的光的偏振方向被不同地改變。第一狀態(tài)、入射到偏振轉換器上的光的偏振方向改變45°的第二狀態(tài)、和入 射到偏振轉換器的光的偏振方向改變90°的第三狀態(tài)之間轉換。所述雙折射元件陣列可以通過沿水平方向交替排列垂直的第 一和第二 雙折射元件而形成。所述第 一和第二雙折射元件的每一 個可以由延遲入射光的相位的延遲 器形成，并且形成第 一雙折射元件的延遲器和形成第二雙折射元件的延遲器 之間的相位延遲差是入/2。所述第一和第二雙折射元件的每一個可以由將入射光旋轉一角度的旋轉器形成，并且形成第 一雙折射元件的旋轉器與形成第二雙折射元件的旋轉 器之間的旋轉角度差是90。。所述透鏡陣列可以通過沿水平方向并平行于所述雙折射元件陣列的多 個第 一和第二雙折射元件排列多個垂直的雙凸透鏡元件而形成。所述反射偏振器可以是線柵偏振器，其由以固定間隔相互平行排列的金 屬線形成。所述偏振板僅透射從所述背光單元發(fā)射的光中的特定偏振方向的光，而 反射從背光單元發(fā)射的光中的其它偏振方向的光。所述偏振轉換器被分成與所述顯示面板的垂直掃描時間同步地順序轉 換的多個水平段。根據本發(fā)明的另一方面，提供一種圖像顯示裝置，包括背光單元，其 中其底部安裝有反射板；偏振板，其僅透射從所述背光單元發(fā)射的光中的特 定偏振方向的光；偏振轉換器，其改變入射到偏振轉換器的光的偏振方向； 反射偏振器陣列，其通過交替排列第一反射偏振器和第二反射偏振器而形 成，其中所述第 一反射偏振器反射入射到第 一反射偏振器的光中的第 一偏振 方向的光，而透射入射到第一反射偏振器的光中的第二偏振方向的光，所述 第二反射偏振器透射入射到第二反射偏振器的光中的第 一偏振方向的光，和 反射入射到第二反射偏振器的光中的第二偏振方向的光；雙折射元件陣列， 該雙折射元件陣列通過交替排列多個第一和第二雙折射元件而形成，其改變 入射到多個第一和第二雙折射元件上的光的偏振方向，以使透過第一和第二 雙折射元件的光的偏振方向相互垂直；透鏡陣列，其將入射到透鏡陣列的光 分成第一視區(qū)和第二視區(qū)；和顯示面板，其顯示圖像。所述偏振轉換器可以在第一至第三狀態(tài)之間轉換，在所述第一至第三狀 態(tài)下入射到偏振轉換器的光的偏振方向被不同地改變。所述偏振轉換器可以在入射到偏振轉換器上的光的偏振方向不改變的 第一狀態(tài)、入射到偏振轉換器上的光的偏振方向改變45°的第二狀態(tài)、和入 射到偏振轉換器的光的偏振方向改變90°的第三狀態(tài)之間轉換。所述雙折射元件陣列可以通過沿水平方向交替排列垂直的第 一和第二 雙折射元件而形成。所述第一和第二雙折射元件的每一個可以由延遲入射光的相位的延遲 器形成，并且形成第一雙折射元件的延遲器和形成第二雙折射元件的延遲器之間的相位延遲差是入/2。所述第一和第二雙折射元件的每一個可以由將入射光旋轉一角度的旋 轉器形成，并且形成第 一雙折射元件的旋轉器與形成第二雙折射元件的旋轉器之間的旋轉角度差是90。。所述透鏡陣列可以通過沿水平方向并平行于所述雙折射元件陣列的雙 折射元件排列多個垂直的雙凸透鏡元件而形成。所述反射偏振器陣列的第 一 和第二反射偏振器可以各自排列成面對所 述雙折射元件陣列的第 一和第二雙折射元件。所述第 一和第二反射偏振器可以是線柵偏振器，其由以固定間隔相互平 行排列的金屬線形成，并且所述第一反射偏振器的金屬線和所述第二反射偏 振器的金屬線相互垂直排列。所述偏振板可以僅透射從所述背光單元發(fā)射的光中的特定偏振方向的 光，而反射從背光單元發(fā)射的光的其它偏振方向的光。所述偏振轉換器可以被分成與所述顯示面板的垂直掃描時間同步地順 序轉換的多個水平段。


通過參照附圖，詳細描述本發(fā)明的示例性實施例，本發(fā)明的上述和其它特征，以及狀況將顯而易見，其中圖1示意性地圖示普通的視差屏障型立體圖像顯示裝置的結構；圖2示意性地圖示提高光利用效率的視差屏障型立體圖像顯示裝置的示例結構；圖3A和3B示意性地圖示根據本發(fā)明實施例、具有提高了的光利用效率 的立體圖像顯示裝置的結構和操作；圖4示意性地圖示用于圖3A和3B的立體圖像顯示裝置的反射偏振器的 剖面圖；圖5示意性地圖示用于圖3A和3B的立體圖像顯示裝置的反射偏振器的 平面圖；圖6A和6B示意性地圖示根據本發(fā)明另一實施例、具有提高了的光利用 效率的立體圖像顯示裝置的結構和操作；圖7示意性地圖示用于圖6A和6B的立體圖像顯示裝置的反射偏振器的平面圖；圖8圖示顯示面板中隨著時間掃描左眼圖像和右眼圖像的過程；和 圖9圖示顯示面板中偏振轉換器的轉換操作的示例。
具體實施方式
圖3A和3B示意性地圖示根據本發(fā)明的示例性實施例、具有4是高了的光 利用效率的立體圖像顯示裝置的結構和操作。參照圖3A和3B,根據示例性 實施例的圖像顯示裝置20包括背光單元21,其具有安裝在其底面的反射 板28;偏振板22,其僅透射從背光單元11發(fā)射的光中的特定偏振方向的光； 偏振轉換器23，其根據電控制轉變入射光的偏振方向；雙折射元件陣列24, 其具有轉變入射光的偏振方向的、交替形成的多個第一和第二雙折射元件 24a和24b;反射偏振器25,其僅透射透過雙折射元件陣列24的光的特定偏 振方向的光并反射其它偏振方向的光；透鏡陣列26,其將入射光分成左眼視 區(qū)和右眼視區(qū)，和顯示圖像的顯示面板。偏振板22可以是普通的吸收偏振器，其透射從背光單元21發(fā)射的光中 的特定偏振方向的光而吸收其它的光。然而，為了提高光利用效率，透射特 定偏振方向的光并反射其它的光的、具有多層結構的反射偏振膜，如雙亮度 增強膜(DBEF),可以用作偏振板22。根據本發(fā)明，顯示面板27是利用背光單元21作為光源的非發(fā)光的顯示 面板，如LCD面板。如后面將描述的，本發(fā)明的顯示面板27隨著時間的推 移以3D模式交替顯示右眼圖像和左眼圖像。例如，操作顯示面板27，使得 第一幀顯示右眼圖像，第二幀顯示左眼圖像。因此，為了讓用戶不閃爍地觀 看到右眼圖像和左眼圖像，刷新速率為120Hz或更高的高響應速度LCD可以 用作顯示面板27。此外，在本發(fā)明的示例性實施例中，偏振轉換器23可以分別在第一至 第三狀態(tài)之間轉換，使通過偏振轉換器23的光的偏振方向具有45°的差。 例如，偏振轉換器23具有入射光的偏振方向不變的第一狀態(tài)，入射光的偏 振方向改變45°的第二狀態(tài)，和入射光的偏振方向改變90。的第三狀態(tài)。 在偏振轉換器23的每個狀態(tài)下，偏振方向的角度變化是示例性的，根據偏 振板22和雙折射元件陣列24的偏振特性，偏振轉換器23可以有不同的設 計。偏振轉換器23處在第一、第二、和第三狀態(tài)的各個狀態(tài)時的透射光偏振方向差具有45。的差就足夠了。偏振轉換器23由可電學控制的裝置形成，可電學控制的裝置根據施加的電壓具有三個各向異性狀態(tài)。例如，液晶延遲器可以用作偏振轉換器23。例如，當偏振轉換器23是液晶延遲器時，在第 一狀態(tài)下入射光不延遲，在第二狀態(tài)下入射光的相位延遲1/4波長U /4)， 在第三狀態(tài)下入射光的相位延遲1/2波長(入/2)。如圖3A和3B所示，根據本示例性實施例的雙折射元件陣列24具有第 一和第二雙折射元件24a和24b，它們沿水平方向交替形成，盡管在圖3A 和3B中沒有示出，第一和第二雙折射元件和2仆分別沿圖像顯示裝置 20的垂直方向形成，并沿水平方向交替排列。根據本示例性實施例，雙折射 元件陣列24改變入射光的偏振方向，使得透過第一和第二雙折射元件24a 和24b的光的偏振方向相互垂直。例如，第一和第二雙折射元件24a和24b可以形成將入射光延遲預定相 位的延遲器。在這種情況下，形成第一雙折射元件24a的延遲器和形成第二 雙折射元件24b的延遲器構成為具有入/2的相位延遲差。例如，第一雙折射 元件24a不延遲相位，而第二雙折射元件24b延遲相位入/2。在另一示例性 實施例中，第一雙折射元件24a延遲相位-X/4，而第二雙折射元件2仆延 遲相位+入/4。在又一示例性實施例中，第一和第二雙折射元件2"和2仆 可以由將入射光旋轉預定角度的旋轉器(rotator)形成。在這種情況下， 形成第一雙折射元件24a的旋轉器與形成第二雙折射元件Mb的旋轉器構成 為具有90°的旋轉角度差。例如，第一雙折射元件24a不旋轉入射光，而第 二雙折射元件24b旋轉入射光90° 。同樣，第一雙折射元件24a旋轉入射光 -45° ,而第二雙折射元件24b旋轉入射光+45。。反射偏振器25僅透射透過雙折射元件24的光中的特定偏振方向的光， 并且反射不同偏振方向的光。具體地說，當LCD面板用作顯示面板27時， 反射偏振器25透射偏振方向與布置在LCD面板的后表面的后偏振器(未示 出)的偏振方向相同的光，并反射偏振方向垂直于后偏振器偏振方向的光， 其中后偏振器。然而，為了簡化圖像顯示裝置20的結構，LCD面板的后偏振 器可以用反射偏振器25來代替。為了將高質量偏振光提供給顯示面板27,反射偏振器25的偏振消光率 可以非常高。出于這個目的，例如，線柵(wire-grid)偏振器可以用作反 射偏振器25。如圖4所示，線柵偏振器通過在透明村底25a上以預定間隔平行排列多個薄導電金屬線25b而形成。通常，當金屬線25b的排列周期A大 于入射光的波長時，線柵偏振器的特性更接近衍射光柵。同樣，當金屬線25b 的排列周期A小于入射光的波長時，線柵偏振器的特性更接近偏振器。當線 柵偏振器具有偏振器特性時，線柵偏振器反射偏振方向平行于金屬線25b的 光，并且透射偏振方向垂直于金屬線25b的光。例如，當金屬線25b合適地直于入射面的P偏振光可以通過線柵偏振器。當金屬線25b的排列周期A減 小時，偏振消光率以等比級數增加。因此，4艮據圖3A和3B所示的該示例性實施例，金屬線25b在透明襯底 25a的整個區(qū)域以相同方向排列的線柵偏振器可以用作反射偏振器25,如圖 5所示。在這種情況下，反射偏振器25可以將非常高質量的偏振光提供給顯 示面纟反27。根據本示例性實施例，根據偏振轉換器23的狀態(tài)，透過偏振轉換器23 和具有上述結構的雙折射元件陣列24的光具有以下偏振方向之一。即，(i ) 透過第一雙折射元件24a的光透過反射偏振器25,透過第二雙折射元件24b 的光被反射偏振器25反射，(ii )透過第一雙折射元件24a的光^皮反射偏振 器25反射，透過第二雙折射元件24b的光透過反射偏振器25,和(iii )第 一和第二雙折射元件24a和24b都透過的光部分地透過反射偏振器25。通過沿水平方向排列多個垂直雙凸透鏡元件形成透鏡陣列26。每個雙凸 透鏡元件平行于雙折射元件陣列24的雙折射元件24a和24b、沿圖像顯示裝 置20的垂直方向形成。透鏡陣列26將入射光分成左眼^L區(qū)和右眼;f見區(qū)。透 過透鏡陣列26的光通過被分為左眼視區(qū)和右眼視區(qū)而在一個視距處形成圖 像。例如，從第一雙折射元件24a發(fā)射的光通過透鏡陣列26朝右眼視區(qū)傳 遞，從第二雙折射元件24b發(fā)射的光通過透鏡陣列26朝左眼視區(qū)傳遞。正如所公知的，左眼視區(qū)和右眼視區(qū)之間的間隔在一個視距處為大約 65mm。出于這個目的，透鏡陣列26的雙凸透鏡元件之間的間距等于或稍小 于雙折射元件陣列24的第一和第二雙折射元件24a和24b之間的間距。即， 單個雙凸透鏡元件的寬度等于或稍小于第一雙折射元件24a和第二雙折射元 件24b的寬度總和。同樣，透鏡陣列26與雙折射元件陣列24之間的距離可 以等于或稍大于雙凸透鏡的透鏡陣列的間距。下面參照圖3A和3B詳細描述才艮據本發(fā)明如上構成高效2D/3D可轉換顯示裝置20的操作。為了便于解釋，假定偏振板22是DBEF，其透射圖中用" "表示的P偏 振光和反射圖中用表示的S偏振光，偏振轉換器23是液晶延遲器， 其具有入射光的偏振方向不改變的第一狀態(tài)，入射光的方向改變45°或延遲 1/4波長(人/4)的第二狀態(tài)，和入射光的偏振方向改變90°或延遲l/2波 長(入/2)的第三狀態(tài)。同樣，假定第一雙折射元件24a是延遲相位半個波 長(入/2)的延遲器，第二雙折射元件24b是不延遲相位的延遲器。同樣， 假定反射偏振器25是透射P偏振光和反射S偏振光的線柵偏振器。首先，背光單元21發(fā)射非偏振光。從背光單元21發(fā)射的光的P偏振光 透過偏振板22并入射到偏振轉換器23上。S偏振光被偏振板22反射，然后， 被背光單元21底部的反射板28反射，從而被重復利用。盡管圖中未示出， 但背光單元21包括均勻地發(fā)射光的散射板。反射板28反射的S偏振光被散 射板散射并且可以變成非偏振光。如圖3A所示，當偏振轉換器23處在第一狀態(tài)時，透過偏振板22并且 入射到偏振轉換器23上的光的偏振方向不改變。因此，透過偏振轉換器23 的光仍然是P偏振光。然后，P偏振光透過第一和第二雙折射元件24a和24b 的每一個。如圖3A所示，透過第一雙折射方向24a的光被延遲半個波長(入 /2 )并變成S偏振光。然而，由于透過第二雙折射元件24b的光的相位不改 變，所以光保持S偏振。然后，透過第一和第二雙折射元件24a和24b的每 一個的光入射到反射偏振器25上。因為透過第一雙折射元件24a的光是S 偏振光，所以該光被反射偏振器25反射并入射到第一雙折射元件24a上。 反射的光被第一雙折射元件24a變成P偏振光并且被背光單元21的反射板 28反射，從而被重復利用。另一方面，因為透過第二雙折射元件24b的光是 P偏振光，所以該光透過反射偏振器25并且入射到透鏡陣列26上。然后， 光被透鏡陣列26朝左眼視區(qū)傳遞。因此，在這種情況下，當顯示面板27顯 示左眼圖像時，用戶僅通過他/她的左眼識別左眼圖像。如圖3B所示，當偏振轉換器23處在第三狀態(tài)時，透過偏振板22并入 射到偏振轉換器23的P偏振光因為偏振方向改變變成S偏振光。然后，S 偏振光透過第一和第二雙折射元件24a和24b的每一個。如圖3B'所示，透 過第一雙折射元件24a的光的相位被延遲半個波長(入/2),使得光變成P 偏振。然而，透過第二雙折射元件24b的光的相位不改變，使得光保持不變，為S偏振光。然后，透過第一和第二雙折射元件24a和24b的每一個的光入 射到反射偏振器25上。因為透過第二雙折射元件24b的光是S偏振光，該 光被反射偏振器25反射并且再次透過第二雙折射元件24b。反射的S偏振光 被偏振轉換器23再次變成P偏振并且被背光單元21的反射板28反射，從 而被重新利用。另一方面，因為透過第一雙折射元件24a的光是P偏振光， 所以該光透過反射偏振器25并且入射到透鏡陣列26上。然后，該光被透鏡 陣列26朝右眼視區(qū)傳遞。因此，在這種情況下，當顯示面板27顯示右眼圖 像時，用戶僅通過他/她的右眼識別右眼圖像。根據上述原理，在3D模式，當顯示面板27顯示左眼圖像和右眼圖像時， 偏振轉換器23分別轉換到第一狀態(tài)和第三狀態(tài)，使得用戶能夠看到立體圖 像。顯示面板27需要以非?？斓臅r間間隔顯示左眼圖像和右眼圖像，使得 用戶感覺不到閃爍。因此，如上所述，具有大約120Hz或更高刷新速率的高 響應速度LCD可以用作顯示面板27。同樣，偏振轉換器23需要與顯示面板 27同步非常快地轉換。因此，可電學控制的液晶延遲器可以用作偏振轉換器 23。目前，轉換速度大約為180Hz的液晶延遲器以相當低的價格供應。同時，2D模式可以用兩種方法來實現。例如，當偏振轉換器23在第一 和第三狀態(tài)之間反復轉換時，顯示面板27連續(xù)地顯示兩幀相同的圖像。那 么，因為相同的圖像連續(xù)地被用戶的右眼和左眼識別，所以用戶可以看到2D 圖像。另一種方法，當偏振轉換器23固定到第二狀態(tài)時，顯示面板27以大約 60Hz的一般速度顯示2D圖像。當偏振轉換器23處在第二狀態(tài)時，透過偏振 轉換器23的光具有P偏振成分和S偏振成分。透過第一和第二雙折射元件 24a和24b的每一個的光既具有P偏振成分又具有S偏振成分。透過第一和 第二雙折射元件24a和24b的光中，具有P偏振成分的光透過反射偏振器25 并入射到透鏡陣列26上。然后，從第一雙折射元件24a入射到透鏡陣列26 上的P偏振光透過顯示面板27并且朝右眼視區(qū)傳遞。從第二雙折射元件24b 入射到透鏡陣列26上的P偏振光透過顯示面板27并且朝左眼^L區(qū)傳遞。因 此，當顯示面板27顯示2D圖像時，用戶可以通過他/她的左眼和右眼看到 2D圖像。圖6A和6B示意性地圖示根據本發(fā)明的另一示例性實施例、具有提高了 的光利用效率的立體圖像顯示裝置的結構和操作。與圖3A和3B中反射偏振器25布置在透鏡陣列26和雙折射元件陣列24之間的圖像顯示裝置20相比， 根據本示例性實施例的圖像顯示裝置20'不同之處在于，反射偏振器陣列29 布置在雙折射器件陣列24與偏振轉換器23之間。反射偏振器陣列29具有 彼此不同的第一和第二反射偏振器29a和29b交替排列的結構。例如，第一 反射偏振器29a是透射S偏振光并反射P偏振光的線^H扁振器。第二反射偏 振器29b是透射P偏振光并反射S偏振光的線柵偏振器。圖7示意性地圖示 反射偏振器陣列29的平面圖。如圖7所示，在透明襯底30c上周期性地排 列相互垂直布置的金屬線30a和30b可以形成反射偏振器陣列29。此外，反射偏振器陣列29的第一和第二反射偏振器29a和29b分別對 應于雙折射元件24的第一和第二雙折射元件24a和24b排列。即，第一反 射偏振器29a對應于第一雙折射元件24a，第二反射偏振器29b對應于第二 雙折射元件24b。這樣，反射偏振器陣列29的第一和第二反射偏振器29a 和29b的寬度與雙折射元件陣列24的第一和第二雙折射元件24a和24b的 寬度匹配。在這種結構中，如圖6A所示，當偏振開光23處在第一狀態(tài)時，透過偏 振轉換器23的P偏振光入射到第一和第二反射偏振器29a和29b的每一個 上。如圖6A所示，入射到第一反射偏振器29a上的P偏振光被第一反射偏 振器29a反射，然后，被背光單元21的反射板28反射，從而被重復利用。 另 一方面，入射到第二反射偏振器29b上的P偏振光透過第二反射偏振器29b 并入射到第二雙折射元件24b上。然后，P偏振光透過第二雙折射元件24b， 不改變偏振方向，并且通過透鏡陣列26朝左眼視區(qū)傳遞。同樣，如圖6B所示，當偏振轉換器23處在第三狀態(tài)時，入射到偏振轉 換器23上的P偏振光的偏振方向改變成S偏振光。S偏振光入射到第一和第 二反射偏振器29a和29b的每一個上。如圖6B所示，入射到第一反射偏振 器29a上的S偏振光透過第一反射偏振器29a并入射到第一雙折射元件24a 上。該光被第一雙折射元件24a改變成P偏振光并且通過透鏡陣列26朝右 眼視區(qū)傳遞。另一方面，入射到第二反射偏振器29b上的S偏振光被第二反 射偏振器29b反射并入射到偏振轉換器23上。然后，該光被偏振轉換器23 改變成P偏振光并且被背光單元21的反射板28反射，從而被重復利用。結果，在3D模式，當顯示面板27顯示左眼圖像時，偏振轉換器23轉 換到第一狀態(tài)。當顯示面板27顯示右眼圖像時，偏振轉換器23轉換到第三狀態(tài)。因此，用戶可以看到立體圖像。同時，顯示面板27并不一次顯示右眼圖像并隨后顯示左眼圖像，而是順序地從屏幕上部到下部掃描連續(xù)的圖像，如圖8所示。結果，存在左眼圖像和右眼圖像共享一個屏幕的時間，從而會在左眼圖像和右眼圖像混合時檢 測到串擾。因此，為了防止串擾。根據本示例性實施例的偏振轉換器23可以分成 多個水平段，其與顯示面板27的垂直掃描時間同步順序地轉換。偏振轉換 器23的各個水平段可以獨立地轉換并且沿垂直方向排列。在這種情況下， 當顯示面板27的對應象素線顯示一幀圖像時，偏振轉換器23的每個水平段 轉換到第一狀態(tài)，然后當顯示下一幀圖像時，轉換到第三狀態(tài)。圖9圖示顯示面板中的偏振轉換器的轉換操作的示例。在圖9中，偏振 轉換器23是分成四個段的四分偏振轉換器23，其在第一狀態(tài)不延遲入射光， 而在第三狀態(tài)將入射光延遲1/2波長(X /2 )。如圖9所示，偏振轉換器23 在時間"0"時處于第一狀態(tài)，在時間"T"時處于第三狀態(tài)。偏振轉換器23 在時間"0"和"T"之間與顯示面板27同步地從第一狀態(tài)連續(xù)變化到第三 狀態(tài)。偏振轉換器23的轉換操作被控制以與顯示面板27顯示圖像的時間準 確同步。結果在左眼圖像和右眼圖像共享一個屏幕的時間期間，難以產生串 擾，左眼圖像和右眼圖像可以精確分離。如上所述，根據本發(fā)明，當立體圖像產生時，能夠防止分辨率和亮度的 降低。即，因為顯示面板高速交替顯示左眼圖像和右眼圖像，能夠防止分辨 率的降低。此外，因為利用反射偏振板，光被重復利用，提高了光利用效率， 因此，與現有技術相比，能夠提高亮度。而且，根據本發(fā)明，可以才艮據需要， 以2D模式顯示普通2D圖像或以3D模式顯示3D圖像。雖然參照本發(fā)明的示例性實施例具體圖示和描述了本發(fā)明，本領域的普 通技術人員應該理解，不脫離所附權利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍，可 以就形式和內容作出各種變化。本申請要求享有2007年1月24日向韓國知識產權局提交的 No. 10-2007-0007651的韓國專利申請的優(yōu)先權，其公開內容在此全部引入作 為參考。
權利要求
1.一種圖像顯示裝置，包括背光單元，其中其底部安裝有反射板；偏振板，其僅透射從所述背光單元發(fā)射的光中的特定偏振方向的光；偏振轉換器，其改變入射到偏振轉換器的光的偏振方向；雙折射元件陣列，該雙折射元件陣列通過交替排列多個第一和第二雙折射元件而形成，其分別改變入射到第一和第二雙折射元件上的光的偏振方向，以使透過第一和第二雙折射元件的光的偏振方向相互垂直；反射偏振器，其僅透射透過所述雙折射元件陣列的光中的特定偏振方向的光，而反射透過所述雙折射元件陣列的光中的其它偏振方向的光；透鏡陣列，其將入射到透鏡陣列的光分成第一視區(qū)和第二視區(qū)；和顯示面板，其顯示圖像。
2. 如權利要求1所述的圖像顯示裝置，其中，所述偏振轉換器在第一 至第三狀態(tài)之間轉換，在所述第一至第三狀態(tài)下入射到偏振轉換器的光的偏 4展方向凈皮不同地改變。
3. 如權利要求2所述的圖像顯示裝置，其中，所述偏振轉換器在入射 到偏振轉換器上的光的偏振方向不改變的第一狀態(tài)、入射到偏振轉換器上的 光的偏振方向改變45°的第二狀態(tài)、和入射到偏振轉換器的光的偏振方向改 變90°的第三狀態(tài)之間轉換。
4. 如權利要求1所述的圖像顯示裝置，其中，所述雙折射元件陣列通 過沿水平方向交替排列垂直的第 一和第二雙折射元件而形成。
5. 如權利要求4所述的圖像顯示裝置，其中，所述第一和第二雙折射 元件的每一個由延遲入射光的相位的延遲器形成，并且形成第一雙折射元件 的延遲器和形成第二雙折射元件的延遲器之間的相位延遲差是入/2。
6. 如權利要求4所述的圖像顯示裝置，其中，所述第一和第二雙折射 元件的每一個由將入射光旋轉一角度的旋轉器形成，并且形成第一雙折射元 件的旋轉器與形成第二雙折射元件的旋轉器之間的旋轉角度差是90° 。
7. 如權利要求4所述的圖像顯示裝置，其中，所述透鏡陣列通過沿水平方向并平行于所述雙折射元件陣列的多個第一和第二雙折射元件排列多 個垂直的雙凸透鏡元件而形成。
8. 如權利要求1所述的圖像顯示裝置，其中，所述反射偏振器是線柵 偏振器，其由以固定間隔相互平行排列的金屬線形成。
9. 如權利要求1所述的圖像顯示裝置，其中，所述偏振板僅透射從所 述背光單元發(fā)射的光中的特定偏振方向的光，而反射從背光單元發(fā)射的光中 的其它偏4展方向的光。
10. 如權利要求l所述的圖像顯示裝置，其中，所述偏振轉換器被分成與所述顯示面板的垂直掃描時間同步地順序轉換的多個水平段。
11. 一種圖像顯示裝置，包括 背光單元，其中其底部安裝有反射板；偏振板，其僅透射從所述背光單元發(fā)射的光中的特定偏振方向的光； 偏振轉換器，其改變入射到偏振轉換器的光的偏振方向； 反射偏振器陣列，其通過交替排列第一反射偏振器和第二反射偏振器而 形成，其中所述第 一反射偏振器反射入射到第 一反射偏振器的光中的第 一偏 振方向的光，而透射入射到第一反射偏振器的光中的第二偏振方向的光，所 述第二反射偏振器透射入射到第二反射偏振器的光中的第 一偏振方向的光， 和反射入射到第二反射偏振器的光中的第二偏振方向的光；雙折射元件陣列，該雙折射元件陣列通過交替排列多個第一和第二雙折 射元件而形成，其改變入射到多個第一和第二雙折射元件上的光的偏振方 向，以使透過第 一和第二雙折射元件的光的偏振方向相互垂直；透鏡陣列，其將入射到透鏡陣列的光分成第一視區(qū)和第二視區(qū)；和顯示面板，其顯示圖像。
12. 如權利要求11所述的圖像顯示裝置，其中，所述偏振轉換器在第 一至第三狀態(tài)之間轉換，在所述第一至第三狀態(tài)下入射到偏振轉換器的光的 偏4展方向凈皮不同地改變。
13. 如權利要求12所述的圖像顯示裝置，其中，所述偏振轉換器在入 射到偏振轉換器上的光的偏振方向不改變的第一狀態(tài)、入射到偏振轉換器上 的光的偏振方向改變45°的第二狀態(tài)、和入射到偏振轉換器的光的偏振方向 改變90°的第三狀態(tài)之間轉換。
14. 如權利要求11所述的圖像顯示裝置，其中，所述雙折射元件陣列 通過沿水平方向交替排列垂直的第 一 和第二雙折射元件而形成。
15. 如權利要求14所述的圖像顯示裝置，其中，所述第一和第二雙折射元件的每一個由延遲入射光的相位的延遲器形成，并且形成第一雙折射元 件的延遲器和形成第二雙折射元件的延遲器之間的相位延遲差是入/2。
16. 如權利要求14所述的圖像顯示裝置，其中，所述第一和第二雙折 射元件的每一個由將入射光旋轉一角度的旋轉器形成，并且形成第一雙折射 元件的旋轉器與形成第二雙折射元件的旋轉器之間的旋轉角度差是90° 。
17. 如權利要求14所述的圖像顯示裝置，其中，所述透鏡陣列通過沿透鏡元件而形成。
18. 如權利要求14所述的圖像顯示裝置，其中，所述反射偏振器陣列 的第一和第二反射偏振器各自排列成面對所述雙折射元件陣列的第一和第二雙折射元件。
19. 如權利要求18所述的圖像顯示裝置，其中，所述第一和第二反射 偏振器是線柵偏振器，其由以固定間隔相互平行排列的金屬線形成，并且所 述第一反射偏振器的金屬線和所述第二反射偏振器的金屬線相互垂直排列。
20. 如權利要求11所示的圖像顯示裝置，其中，所述偏振板僅透射從 所述背光單元發(fā)射的光中的特定偏振方向的光，而反射從背光單元發(fā)射的光 的其它偏振方向的光。
21. 如權利要求11所述的圖像顯示裝置，其中，所述偏振轉換器被分 成與所述顯示面板的垂直掃描時間同步地順序轉換的多個水平^a。
全文摘要
本發(fā)明公開一種圖像顯示裝置，其包括反射板安裝在其底部的背光單元；僅透射從背光單元發(fā)射的光中的特定偏振方向的光的偏振板；改變入射光的偏振方向的偏振轉換器；通過交替排列多個第一和第二雙折射元件形成的雙折射元件陣列，其改變入射光的偏振方向，以使透過第一和第二雙折射元件的光的偏振方向相互垂直；僅透射透過雙折射元件陣列的光中的特定偏振方向的光和反射另一偏振方向的光的反射偏振器；將入射光分成第一視區(qū)和第二視區(qū)的透鏡陣列；和顯示圖像的顯示面板。
文檔編號G02B27/26GK101231414SQ20071019945
公開日2008年7月30日 申請日期2007年12月13日 優(yōu)先權日2007年1月24日
發(fā)明者具宰必, 瑟蓋·切斯塔克, 車暻焄, 金大式, 黃善德 申請人:三星電子株式會社