[发明专利]液晶透镜元件、显示装置及终端机

说明书

本发明提供液晶透镜元件、显示装置和终端机。液晶透镜元件包括上基板和下基板以及液晶层，其中，上下基板分别延伸的方向被定义为X方向和Y方向。液晶层的初始液晶分子取向方向与X方向一致。所述上基板包括重复区域，在所述重复区域中，在X方向上排列有多个A电极结构以在X方向上产生电势梯度。下基板包括重复区域，在所述下基板的重复区域中，在Y方向上排列有多个B电极结构以在Y方向上产生电势梯度。每一A电极结构的中间部形成有沿着Y方向细长的开口部或中央电极。

技术领域

本发明涉及一种液晶透镜元件、配备有该液晶透镜元件的显示装置和配备有该显示装置的终端机。

背景技术

目前，能够显示立体图像的显示设备取得显著的进展。这些立体图像显示设备可大致分为使用眼镜观看的立体图像显示设备和使用裸眼观看的立体图像显示设备。特别地，能够利用裸眼观看立体图像的显示设备由于使用者没有戴眼镜的麻烦，预测将会被广泛应用。作为使用裸眼感知立体图像的立体显示设备，一般使用将柱面透镜或视差光栅配置于显示装置的前面的显示设备。在这些显示设备中，显示装置中具有右眼用像素和左眼用像素，并且这些像素被配置为使得通过所述柱面透镜或视差光栅使各像素的信息能够到达观察者的双眼。因此，柱面透镜被配置为柱面方向与显示单元的屏幕的纵方向一致，并且，视差光栅被配置为其遮光带的方向与屏幕的纵方向一致。

另一方面，目前，在便携式游戏机、手机等的便携式手持设备领域，小型液晶显示装置被广泛应用。由于这些便携式手持设备都是以电池驱动为前提，因此在便携式手持设备的领域中，需要消耗功率小的显示装置。在便携式手持设备领域中，根据在该设备上执行的应用程序，使用设备的方式例如用户用手旋转该设备使设备的屏幕由纵向变为横向，反之亦可，被广泛推广。目前在市场上有一种折叠手机，将显示装置仅仅旋转90度就可以使其屏幕从纵向画面切换为横向画面来使用。在智能机领域，通过使用者用手旋转该设备使其由纵向位置变为横向位置，从而其屏幕可以在纵向与横向间自由切换，这种智能机日渐流行。

考虑到上述状况，探讨了能够在纵向和横向间切换屏幕且在纵向使用和横向使用时都能够显示立体图像的显示设备的发展情况。作为实现该显示设备的典型技术，已经提出了在日本未审查的专利申请公报JP-A2010-170068中公开的技术。将参照图23说明该技术。提供一种显示装置，由透镜阵列元件24和显示屏25构成。透镜阵列元件24是一种使用液晶的交换阵列元件，具有在其下基板沿X方向延伸的第一电极组22和在其上基板沿Y方向延伸的第二电极组23。图24示出了透镜阵列元件24的详细立体图。图24中，在其中一个基板上具有沿X方向延伸的两种宽度（LX、SX）的电极27、26。在图24中示出的另一个基板上具有沿Y方向延伸的两种宽度（Ly、Sy）的电极28、29。液晶分子最初沿一个方向排列。

上述电极能够在图25A-25C所示的三种状态下被驱动。图25A示例了第一状态，即在X方向形成电势梯度，且在Y方向形成均匀的电势分布。因此，液晶分子排列具有在X方向循环的分布。该分布的一个循环被定义为从具有宽度Ly的一个电极到具有宽度Ly的下一电极的距离，作为一个单位。这种结构提供了这样的一种液晶透镜，其以与在Y方向延伸的柱面透镜同样的光学方式工作，且每个透镜都有与所述距离相同的宽度。当将具有排列在X方向的左眼用像素和右眼用像素的显示屏层叠在所述状态的透镜阵列元件上时，则能够得到以Y方向为屏幕的纵方向的立体图像显示设备。

接着，图25B示例了第二状态，即上下基板间不存在电压差，并且液晶分子变为与基板平行的取向。由于在该状态下液晶没有折射率分布，因此液晶作为透明体发挥作用。在此种状态下，当显示屏层叠在透镜阵列元件上时，显示屏作为普通的显示屏进行2D显示。