CN102636893A

CN102636893A - 立体显示器、屏障装置及其驱动方法

Info

Publication number: CN102636893A
Application number: CN2011100351589A
Authority: CN
Inventors: 李瑞斌; 曾恒正; 康沐楷; 郭丰玮
Original assignee: Hannstar Display Corp
Current assignee: Hannstar Display Corp
Priority date: 2011-02-09
Filing date: 2011-02-09
Publication date: 2012-08-15

Abstract

本发明提供了一种屏障装置，包含上基板、下基板及夹设于该上基板及该下基板间的液晶层。所述上基板包含第一基板以及依序形成于该第一基板上的第一电极、第一绝缘层及多个第一条状电极。所述下基板包含第二基板以及依序形成于该第二基板上的第二电极、第二绝缘层及多个第二条状电极。本发明还提供一种立体显示器及屏障装置的驱动方法。

Description

立体显示器、屏障装置及其驱动方法

技术领域

本发明涉及一种显示装置，特别涉及一种视差屏障式立体显示器及屏障装置的驱动方法。

背景技术

随着液晶显示器技术的成熟，许多移动电子装置通过装载液晶显示器来增加其操作实用性。为了进一步增加移动电子装置的操作便利性，装载于移动电子装置的液晶显示器已能够进行双向显示；换句话说，即使将移动电子装置进行翻转，其液晶显示器的操作方向也同时翻转以让使用者观看正常图像。同时，由于立体显示器逐渐受到重视，除了家用显示器具有立体显示功能外，移动电子装置，例如移动电话、个人移动助理及笔记本电脑等，也可装载立体显示器，以同时增加电子产品的娱乐性。

一种公知的立体显示器通过在不同时间形成偏振方向相互正交的左眼图像信号及右眼图像信号，使用者仅需使用偏光眼镜(polarization spectacles)即可观看立体图像。然而，使用偏光眼镜本身就多少会造成使用上的不便。因此，业界提出了一种使用视觉屏障(parallax barrier)来分离左眼及右眼图像的立体显像技术，而不再需要使用偏光眼镜。

图1显示了一种用于立体显示器的视觉屏障9。所述视觉屏障9包含上基板91及下基板92相对地设置，以及液晶层93夹设于该上基板91及该下基板92间。所述上基板91包含上玻璃基板911及上透明电极912形成于该上玻璃基板911的整个表面。所述下基板92包含下玻璃基板921及多个下透明电极922平行地排列于该下玻璃基板921上。当提供电位差于所述上透明电极912及所述下透明电极922之间时，位于所述上透明电极912及所述下透明电极922间的液晶分子会转动而使得光线无法通过，而不位于所述上透明电极912及所述下透明电极922间的液晶分子则不会转动(normallywhite state)。因此，从所述上基板91上方朝向所述视觉屏障9观看时(此时假设光线从所述下基板92下方射入)，即可看到相间排列的透光(transparent)区域及不透光(opaque)区域。

当显示器的显示像素设计有相对左眼的像素及相对右眼的像素时，将所述视觉屏障9设置于所述显示器前方，使用者的双眼即可通过所述视觉屏障9的透光区域分别看到不同图像信号，从而让该使用者观看到立体图像。然而，搭配所述视觉屏障9的立体显示器仅能于单一方向观看到立体图像，因此并不适合装载于可双向显示的行动式电子装置。

有鉴于此，有必要提出一种能够双向显示立体图像的立体显示器。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种能够双向显示立体图像的立体显示器、屏障装置及其驱动方法。

为达上述目的，本发明提出一种用于立体显示器的屏障装置，包含上基板、下基板及夹设于该上基板及该下基板间的液晶层。所述上基板包含第一基板以及依序形成于该第一基板上的第一电极、第一绝缘层及多个第一条状电极；其中所述第一电极为片状电极；所述第一条状电极沿第一方向平行排列；所述第一绝缘层用于电性绝缘所述第一电极及所述第一条状电极。所述下基板面所述上基板，并包含第二基板以及依序形成于该第二基板上的第二电极、第二绝缘层及多个第二条状电极；其中所述第二电极为片状电极；所述第二条状电极沿第二方向平行排列；所述第二绝缘层用于电性绝缘所述第二电极及所述第二条状电极。所述第二方向垂直于所述第一方向。

一种实施例中，所述屏障装置还包含控制器及方向传感器。所述控制器提供第一电压及第二电压。所述方向传感器确定操作方向；其中所述控制器根据所述操作方向提供所述第一电压至所述第一条状电极或所述第二条状电极。

在一个实施例中，当所述第一电压被提供至所述第一条状电极，所述控制器同时提供所述第二电压至所述第一电极、所述第二电极及所述第二条状电极。当所述第一电压被提供至所述第二条状电极，所述控制器同时提供所述第二电压至所述第一电极、所述第二电极及所述第一条状电极。

本发明还提出一种屏障装置的驱动方法，包含下列步骤：提供上基板，包含第一电极、第一绝缘层及沿第一方向平行排列的多个第一条状电极；提供下基板，包含第二电极、第二绝缘层及沿第二方向平行排列的多个第二条状电极；提供方向传感器确定操作方向；以及根据所述操作方向于所述上基板与所述第二条状电极间形成电位差或于所述下基板与所述第一条状电极间形成电位差。

本发明还提出一种立体显示器，包含方向传感器、控制器、显示面板及屏障装置。所述方向传感器用以感测操作方向。所述控制器耦接所述方向传感器，根据所述操作方向输出同步信号及两个电压信号。所述显示面板耦接所述控制器，根据所述同步信号显示图像。所述屏障装置耦接所述控制器并相对所述显示面板设置，并包含上基板、下基板及液晶层。所述上基板包含第一基板以及依序形成于所述第一基板上的第一电极、第一绝缘层及多个第一条状电极，其中所述第一条状电极沿第一方向平行排列。所述下基板包含第二基板以及依序形成于所述第二基板上的第二电极、第二绝缘层及多个第二条状电极，其中所述第二条状电极沿第二方向平行排列。所述液晶层夹设于所述上基板及所述下基板间。所述第二方向垂直于所述第一方向。

本发明的立体显示器、屏障装置及其驱动方法中，所述第一电压及所述第二电压其中之一为时变电压，另一电压为固定电压。优选地，所述时变电压为正负交替的时变电压；所述固定电压为地电压。

附图说明

图1显示了一种公知的视觉屏障的立体图。

图2显示了本发明实施例的屏障装置的立体图。

图3显示了图2的屏障装置中，沿3-3′线的剖视图。

图4A显示了本发明实施例的屏障装置的驱动状态的示意图。

图4B显示了本发明实施例的屏障装置的驱动状态的另一示意图。

图5显示了本发明实施例的立体显示器的方块图。

图6显示了本发明实施例的屏障装置的驱动方法的流程图。

主要元件符号说明

10 屏障装置 11 上基板

111 第一基板 112 第一电极

113 第一绝缘层 114 第一条状电极

12 下基板 121 第二基板

122 第二电极 123 第二绝缘层

124 第二条状电极 13 液晶层

20 显示面板 30 控制器

40 方向传感器 S₁₀～S₄₀步骤

9 视觉屏障 91 上基板

911 上玻璃基板 912 上透明电极

92 下基板 921 下玻璃基板

922 下透明电极 93 液晶层

具体实施方式

为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显，下文将配合所附图示，作详细说明如下。在本发明的说明中，相同的构件以相同的符号表示，于此合先叙明。

此外，在本发明各图示中仅显示了部份构件并省略了与本发明说明不直接相关的构件。

请参照图2所示，其显示了本发明实施例的屏障装置的立体图。屏障装置10用于立体显示器，其通常设置于显示面板与观看者之间或者显示面板与背光模块之间，以使观看者通过所述屏障装置10观看所述显示面板上的不同像素区域。必须说明的是，搭配有视觉屏障的显示面板的像素配置已是公知的，故于此不再赘述。

所述屏障装置10包含上基板11及下基板12相对地设置，以及液晶层13夹设于所述上基板11及所述下基板12间。所述上基板11包含第一基板111，在其上朝向所述下基板12的方向依序形成有第一电极112、第一绝缘层113及多个第一条状电极114平行地排列于所述第一绝缘层113上。可以了解的是，为使可见光能够穿过所述上基板11，所述第一基板111、所述第一电极112、所述第一绝缘层113及所述第一条状电极114优选相对于可见光为透明的。所述第一基板111可为玻璃或为柔性(Flexible)基板，但并不限于此。所述第一电极112优选为片状透明电极，例如可由铟锡氧化物(ITO)等所形成，但并不限于此。所述第一条状电极114彼此电性连接且例如可由铟锡氧化物等所形成，但并不限于此；每一个第一条状电极114优选大致呈矩形且两两相距预设间距，并沿着第一方向(例如图中Y方向)平行的排列，也即所述第一条状电极114具有沿第二方向(例如图中X方向)延伸的长度方向。所述第一绝缘层113用于电性绝缘所述第一电极112及所述第一条状电极114。可以了解的是，图2中所述第一条状电极114的数目及间距仅为例示性，并非用以限定本发明。该实施例中，所述第一方向垂直于所述第二方向。

所述下基板12包含第二基板121，在其上朝向所述上基板11的方向依序形成有第二电极122、第二绝缘层123及多个第二条状电极124平行地排列于所述第二绝缘层123上。可以了解的是，所述下基板12的各构件同样优选相对于可见光为透明的。所述第二电极122优选为片状透明电极，且同样可为玻璃或为柔性基板，但并不限于此。所述第二条状电极124彼此电性连接，每一个第二条状电极124优选大致呈矩形且两两相距预设间距，并沿着所述第二方向平行的排列，也即所述第二条状电极124具有沿所述第一方向延伸的长度方向。所述第二绝缘层123用于电性绝缘所述第二电极122及所述第二条状电极124。可以了解的是，图2中所述第二条状电极124的数目及间距仅为例示性，并非用以限定本发明。

请参照图3所示，其显示图2中沿3-3′线的剖示图。所述屏障装置10通过在所述上基板11及所述下基板12间形成电位差，以使夹设于其间的所述液晶层13相间隔地形成多个透光区域及非透光区域，如图4A及图4B所示，其中图4A及图4B的透光区与非透光区数量不等同于图2，其仅为示意图。

请同时参照图3及图4A所示，所述屏障装置10还耦接控制器30及方向传感器40；所述控制器30提供第一电压V1及第二电压V2，所述方向传感器40用以确定操作方向。当所述方向传感器40感测出沿图中Y方向为所要操作的方向(如图4A所示，显示面板为直立放置，观察者眼睛正对着显示面板)时，所述控制器30提供第一电压V1至所述第二条状电极124(即V1耦接至接点S1)，其中所述第一电压V1例如为图中所示的时变电压，其例如可为正负交替的时变电压。所述控制器30同时提供第二电压V2至所述第一电极112、所述第二电极122及所述第一条状电极114(即V2耦接至接点S4)，其中所述第二电压V2作为参考电压而具有固定电压，其可为地电压(ground voltage)。从而，时变的电位差则可形成于所述第二条状电极124及所述上基板11间，以驱动所述液晶层13中相对于所述第二条状电极124的液晶分子。例如当所述液晶层13为NW模式(常白模式(normally white))时，对位设置于第二条状电极124及所述上基板11间的液晶分子，被上述电压驱动形成暗态，也就是不透光区域(如图中斜线区域)；而不对位设置于第二条状电极124及所述上基板11间的液晶分子，未被上述电压驱动形成亮态，也就是透光区域(如图中白色区域)。从而，则可在所述液晶层13中形成明暗相间的透光区域及不透光区域，如图4A所示。可以了解的是，当所述液晶层13为NB模式(常黑模式(normally black))时，所述液晶层13中形成的透光区域及不透光区域与图4A所示的情况相反。其他实施例中，也可设定所述第一电压V1为固定电压而所述第二电压V2为时变电压。

请同时参照图3及图4B所示，当所述方向传感器40感测出沿图中X方向为所要操作的方向(如图4B所示，显示面板为横放，观察者眼睛正对着显示面板)时，所述控制器30提供所述第一电压V1至所述第一条状电极114(即V1耦接至接点S2)。所述控制器30同时提供所述第二电压V2至所述第一电极112、所述第二电极122及所述第二条状电极124(即V2耦接至接点S3)。从而，时变的电位差则可形成于所述第一条状电极114及所述下基板12间，以驱动所述液晶层13中相对于所述第一条状电极114的液晶分子。当所述液晶层13为NW模式时，对位设置于所述第一条状电极114及所述下基板12间的液晶分子，被上述电压驱动形成暗态，也就是不透光区域；不对位设置于所述第一条状电极114及所述下基板12间的液晶分子，未被上述电压驱动形成亮态，也就是透光区域。从而，则可于所述液晶层13中形成明暗相间的透光区域及不透光区域，如图4B所示；而当所述液晶层13为NB模式时，所述液晶层13中形成的透光区域及不透光区域与图4B所示的情况相反。

如上所述，本发明的屏障装置10则可在不同操作方向时，通过驱动不同电极以改变透光区域及不透光区域的分布。

请参照图5所示，其显示了本发明实施例的立体显示器的框图，其包含屏障装置10、显示面板20、控制器30及方向传感器40。所述方向传感器40例如可为重力传感器(G sensor)或任何可用以感测立体显示器的操作方向的适当的传感器。所述控制器30根据所述操作方向，产生垂直同步信号(V_sync)或水平同步信号(H_sync)控制所述显示面板20的图像显示的方向并输出所述第一电压V1及所述第二电压V2至所述屏障装置10。所述控制器30例如可包含屏障驱动器，用以驱动所述屏障装置10，还包含面板驱动器，用以驱动所述显示面板20。其他实施例中，所述屏障驱动器及面板驱动器也可独立于所述控制器30外。所述屏障装置10即为图2所示者，所述控制器30可根据不同的操作方向提供电位差至不同之电极以形成图4A或图4B所示的透光区域及不透光区域分布。所述显示面板20可为任何公知的用以显示立体图像的显示面板；更详细而言，所述显示面板20可将输入的立体图像信号分为左眼图像信号及右眼图像信号，且所述显示面板20可根据所接收的同步信号进行双向显示。所述显示面板20例如可为液晶显示器及等离子显示器等，但并不限于此。

请参照图6所示，其显示本发明实施例的屏障装置10的驱动方法，包含下列步骤：提供上基板，包含第一电极、第一绝缘层及多个第一条状电极沿第一方向平行排列(步骤S₁₀)；提供下基板，包含第二电极、第二绝缘层及多个第二条状电极沿第二方向平行排列(步骤S₂₀)；提供方向传感器以确定操作方向(步骤S₃₀)；以及根据所述操作方向在所述上基板与所述第二条状电极间形成电位差或在所述下基板与所述第一条状电极间形成电位差(步骤S₄₀)。本发明屏障装置的驱动方法的详细实施方式已详述于图2至图4及其相关说明中，故于此不再赘述。

如前所述，由于公知的视觉屏障仅能以单一方向操作，因此并不适合装载于可双向显示的移动式电子装置。本发明还提出一种能够双向显示立体图像的立体显示器，只要通过驱动不同电极，即可轻易转换驱动方向以增加屏障装置的实用性。

虽然本发明已以前述实施例揭示，然而其并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可以做出各种替换与修改。因此本发明的保护范围应该以所附权利要求所限定的范围为准。

Claims

1.一种用于立体显示器的屏障装置，该屏障装置包含：

上基板，该上基板包含第一基板以及依序形成于该第一基板上的第一电极、第一绝缘层及多个第一条状电极；

所述第一电极为片状电极；

所述第一条状电极沿第一方向平行排列；

所述第一绝缘层用于电性绝缘所述第一电极及所述第一条状电极；

下基板，该下基板面对所述上基板，所述下基板包含第二基板以及依序形成于所述第二基板上的第二电极、第二绝缘层及多个第二条状电极；

所述第二电极为片状电极；

所述第二条状电极沿第二方向平行排列，其中所述第二方向垂直于所述第一方向；

所述第二绝缘层用于电性绝缘所述第二电极及所述第二条状电极；以及

液晶层，该液晶层夹设于所述上基板及所述下基板之间。

2.根据权利要求1所述的屏障装置，该屏障装置还包含控制器及方向传感器，所述控制器提供第一电压及第二电压，所述方向传感器确定操作方向；其中所述控制器根据所述操作方向提供所述第一电压至所述第一条状电极或所述第二条状电极。

3.根据权利要求2所述的屏障装置，其中当所述第一电压被提供至所述第一条状电极时，所述控制器同时提供所述第二电压至所述第一电极、所述第二电极及所述第二条状电极；当所述第一电压被提供至所述第二条状电极时，所述控制器同时提供所述第二电压至所述第一电极、所述第二电极及所述第一条状电极。

4.根据权利要求2或3所述的屏障装置，其中所述第一电压为时变电压，所述第二电压为固定电压。

5.根据权利要求4所述的屏障装置，其中所述时变电压为正负交替的时变电压；所述固定电压为地电压。

6.根据权利要求1所述的屏障装置，其中所述第一条状电极具有沿所述第二方向延伸的长度方向；所述第二条状电极具有沿所述第一方向延伸的长度方向。

7.根据权利要求1所述的屏障装置，其中所述第一电极、所述第一绝缘层及所述第一条状电极朝向所述下基板的方向依序形成于所述第一基板上；所述第二电极、所述第二绝缘层及所述第二条状电极朝向所述上基板的方向依序形成于所述第二基板上。

8.一种屏障装置的驱动方法，所述屏障装置用于立体显示器，所述驱动方法包含下列步骤：

提供上基板，该上基板包含第一电极、第一绝缘层及沿第一方向平行排列的多个第一条状电极；

提供下基板，该下基板包含第二电极、第二绝缘层及沿第二方向平行排列的多个第二条状电极；

提供方向传感器以确定操作方向；以及

根据所述操作方向在所述上基板与所述第二条状电极间形成电位差或在所述下基板与所述第一条状电极间形成电位差。

9.根据权利要求8所述的驱动方法，其中在所述上基板与所述第二条状电极间形成电位差的步骤为提供第一电压至所述第二条状电极并提供第二电压至所述第一电极、所述第二电极及所述第一条状电极。

10.根据权利要求8所述的驱动方法，其中在所述下基板与所述第一条状电极间形成电位差的步骤为提供第一电压至所述第一条状电极并提供第二电压至所述第一电极、所述第二电极及所述第二条状电极。

11.根据权利要求9或10所述的驱动方法，其中所述第一电压为正负交替的时变电压，所述第二电压为地电压。

12.一种立体显示器，该立体显示器包含：

方向传感器，用以感测操作方向；

控制器，耦接所述方向传感器，并用以根据所述操作方向输出同步信号及两个电压信号；

显示面板，耦接所述控制器，并用以根据所述同步信号显示图像；以及

屏障装置，耦接所述控制器并相对所述显示面板设置，所述屏障装置包含上基板、下基板及液晶层；

所述上基板包含第一基板以及依序形成于所述第一基板上的第一电极、第一绝缘层及多个第一条状电极，其中所述第一条状电极沿第一方向平行排列；

所述下基板包含第二基板以及第二电极、第二绝缘层及依序形成于所述第二基板上的多个第二条状电极，其中所述第二条状电极沿第二方向平行排列且所述第二方向垂直于所述第一方向；

所述液晶层，夹设于所述上基板及所述下基板之间。

13.根据权利要求12所述的立体显示器，其中所述两个电压信号包含第一电压及第二电压，当所述同步信号为水平同步信号时，所述控制器提供所述第一电压至所述第一条状电极并提供所述第二电压至所述第一电极、所述第二电极及所述第二条状电极；当所述同步信号为垂直同步信号时，所述控制器提供所述第一电压至所述第二条状电极并提供所述第二电压至所述第一电极、所述第二电极及所述第一条状电极。

14.根据权利要求13所述的立体显示器，其中所述第一电压为时变电压，所述第二电压为固定电压。

15.根据权利要求14所述的立体显示器，其中所述时变电压为正负交替的时变电压；所述固定电压为地电压。