CN103676302A - 实现2d/3d显示切换的阵列基板、显示装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种实现2D/3D显示切换的阵列基板、显示装置及方法。该阵列基板包括M×N个呈阵列分布的像素单元，其中每一像素单元包括第一像素子单元A和第二像素子单元B，M×N个像素单元形成为2M×N个像素子单元；其中在2D显示时，第m行像素单元的第一像素子单元A和第二像素子单元B显示相同图像信息，m为小于且等于M的自然数；在3D显示时，第m行像素单元的第一像素子单元A和第m－1行像素单元的第二像素子单元B显示相同图像信息，m为大于1且小于等于M的自然数。本发明将现有阵列基板的一个像素单元拆分为两部分，配合光栅呈交错排列的视差挡板，使2D/3D显示切换的显示装置结构简单、易于实现、成本降低。

Description

实现2D/3D显示切换的阵列基板、显示装置及方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其是指一种实现2D/3D显示切换的阵列基板、显示装置及方法。
背景技术
目前，显示技术已从2D显示发展至3D显示，而为了满足用户的多种不同需求，2D/3D显示切换技术也是立体显示设备的一大趋势，可以依据使用者的要求以2D或3D显示模式显示画面。
视差挡板法3D是当前最通用的一种3D显示技术，结构原理参阅图1所示，包括阵列基板1和视差挡板2，视差挡板2设置于阵列基板1的前方或后方，由分别间隔排列的透光区域21和视差屏障22构成，利用观看者左、右眼透过视差挡板2所看到的图像不同，实现3D图像显示。
基于上述3D显示原理，现有实现2D/3D切换的方式通常采用液晶快门狭缝光栅（active barrier），如图2所示，液晶快门狭缝光栅3是一种TN模式的液晶面板，设置于显示单元的前方，包括上基板31、下基板32、第一电极33、第二电极34以及设置于第一电极33和第二电极32之间的液晶层35，当第一电极33和第二电极34之间通电时形成为透光区域和视差屏障间隔排列的狭缝光栅结构形式，实现3D显示；当第一电极33和第二电极34之间不通电时整体透光，实现2D显示。
然而，上述图2所示结构的液晶快门狭缝光栅成本很高，成为2D/3D显示切换的显示装置在市场上推广的重要阻障。
发明内容
本发明技术方案的目的是提供一种实现2D/3D显示切换的阵列基板、显示装置及方法，使2D/3D显示切换的显示装置结构简单、易于实现、成本降低。
本发明提供一种实现2D/3D显示切换的阵列基板，包括M×N个呈阵列分布的像素单元，其中每一像素单元包括第一像素子单元A和第二像素子单元B，M×N个像素单元形成为2M×N个像素子单元；其中在2D显示时，第m行像素单元的第一像素子单元A和第二像素子单元B显示相同图像信息，m为小于且等于M的自然数；在3D显示时，第m行像素单元的第一像素子单元A和第m－1行像素单元的第二像素子单元B显示相同图像信息，m为大于1且小于等于M的自然数。
优选地，上述所述的阵列基板，每一像素单元中，第一像素子单元A和第二像素子单元B的形状、尺寸及所对应显示的颜色相同。结构简单
本发明还提供一种实现2D/3D显示切换的显示装置，所述显示装置包括：
阵列基板，包括M×N个呈阵列分布的像素单元，其中每一像素单元包括第一像素子单元A和第二像素子单元B，M×N个像素单元形成为2M×N个像素子单元；其中在2D显示时，第m行像素单元的第一像素子单元A和第二像素子单元B显示相同图像信息，m为小于等于M的自然数；在3D显示时，第m行像素单元的第一像素子单元A和第m－1行像素单元的第二像素子单元B显示相同图像信息，m为大于1且小于等于M的自然数；
视差挡板，与所述阵列基板相对设置，包括多个非透光的视差屏障，在相邻的两个视差屏障之间形成为透光区域，且相邻行的视差屏障交错排列，所述视差屏障与第x行、第y-1列像素单元的第一像素子单元A的一部分和第x-1行、第y-1列像素单元的第二像素子单元B的一部分对应，其中x、y为大于1且小于等于M的自然数。
优选地，上述所述的显示装置，所述视差屏障还与第x行、第y列像素单元的第一像素子单元A的一部分和第x-1行、第y列像素单元的第二像素子单元B的一部分对应。
优选地，上述所述的显示装置，所述视差屏障与所述第一像素子单元A的高度和所述第二像素子单元B的高度之和相同。
优选地，上述所述的显示装置，每一行的所述视差屏障相对于相邻行的对应所述视差屏障具有预定偏移量。
优选地，上述所述的显示装置，所述预定偏移量为一个光栅单元宽度的二分之一，其中一个光栅单元宽度等于一个视差屏障宽度与一个透光区域宽度之和。
优选地，上述所述的显示装置，所述显示装置形成为S视点时，所述预定偏移量大于等于一个像素单元的宽度，且小于S个像素单元的宽度，其中S为自然数。
优选地，上述所述的显示装置，所述视差屏障设置于所述阵列基板的出光侧或者入光侧。
本发明还提供一种显示装置的驱动方法，所述显示装置包括M×N个呈阵列分布的像素单元，其中每一像素单元包括第一像素子单元A和第二像素子单元B，M×N个像素单元形成为2M×N个像素子单元，所述驱动方法包括：
输入分辨率为M×N的图像信息，第m行像素单元的第一像素子单元A和第二像素子单元B显示相同图像信息，m为小于且等于M的自然数，实现2D图像显示；
输入分辨率分别为M×(N/2)的左眼图像信息、M×(N/2)的右眼图像信息，使第m行像素单元的第一像素子单元A和第m－1行像素单元的第二像素子单元B显示相同图像信息，且第m行像素单元的第一像素子单元A和第二像素子单元B接收不同图像信息，m为大于1且小于等于M的自然数，实现3D图像显示。
本发明具体实施例上述技术方案中的至少一个具有以下有益效果：
通过对阵列基板进行改进，将现有阵列基板的一个像素单元拆分为两部分，配合光栅呈交错排列的视差挡板，也即固定式光栅，即能够实现2D/3D显示效果的切换，而且在2D显示时分辨率不会降低，该种结构相对于现有技术利用液晶快门狭缝光栅实现2D/3D显示切换的方式，结构简单、易于实现，能够达到降低成本的目的。
附图说明
图1表示现有技术一种实现3D显示的原理示意图；
图2表示现有技术采用液晶快门狭缝光栅实现2D/3D切换的结构示意图；
图3表示现有技术显示面板上像素单元的排列结构示意图；
图4表示本发明具体实施例所述用于2D/3D显示切换的显示面板上，像素单元的排列结构示意图；
图5表示本发明具体实施例中，所使用的视差挡板的部分结构示意图；
图6表示，本发明中的视差挡板与图4所示结构的像素单元组合的部分结构示意图；
图7表示2D图像显示时，左眼能够看到的部分图像区域；
图8表示2D图像显示时，右眼能够看到的部分图像区域；
图9表示3D图像显示时，左眼能够看到的部分图像区域；
图10表示3D图像显示时，右眼能够看到的部分图像区域。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明具体实施例实现2D/3D显示切换的阵列基板和显示装置，通过对阵列基板进行改进，将现有阵列基板的一个子像素拆分为两部分，该种结构配合固定式光栅即能够实现2D/3D显示效果的切换，因此达到结构简单、易于实现和成本降低的目的。
参阅图3为现有技术阵列基板上像素单元的排列结构示意图，图4为本发明具体实施例所述阵列基板上像素单元的排列结构示意图。
将图3与图4进行对比，可以看出，本发明用于2D/3D显示切换的阵列基板，与现有技术相同，包括多个呈阵列分布的像素单元100，与现有技术不同的是，本发明阵列基板中的每一像素单元100包括相互分离的第一像素子单元A110和第二像素子单元B120两部分，且第一像素子单元A110和第二像素子单元B120位于同一列，但分别位于相邻的两行内。
因此，相对于现有技术形成为包括M×N个像素单元，分辨率为M×N的显示面板，采用本发明具体实施例，形成为包括2M×N个像素子单元，分辨率为2M×N的显示面板。
此外，本发明中，每一像素单元100所包括的第一像素子单元A110和第二像素子单元B120，分别独立控制，且第一像素子单元A110和第二像素子单元B120所对应的形状、尺寸及颜色可以不同也可以相同，根据阵列基板的设计要求确定，当然优选地，两部分所对应的形状、尺寸及颜色为相同，使阵列基板的结构简单，便于制造。
所述阵列基板的像素单元100采用上述结构排列，当与固定式的阶梯状视差挡板配合使用时，在2D显示时，第m行像素单元100的第一像素子单元A110和第二像素子单元B120显示相同图像信息，m为小于且等于M的自然数；在3D显示时，第m行像素单元100的第一像素子单元A110和第m－1行像素单元的第二像素子单元B120显示相同图像信息，m为大于1且小于等于M的自然数。也即，在2D显示时，属于同一个像素单元100的第一像素子单元A110和第二像素子单元B120显示相同图像信息，在3D显示时，属于同一个像素单元100的第一像素子单元A110和第二像素子单元B120显示不同图像信息，最佳地，在3D显示时，第m行像素单元100的第一像素子单元A110和第m－1行像素单元100的第二像素子单元B120显示相同图像信息。根据以上方式，不但能够实现2D图像显示，而且也能够实现3D图像显示，更一进地还能够实现2D图像显示时的全分辨率图像观看效果。
以下将以本发明具体实施例所述阵列基板与固定式的阶梯状视差挡板配合使用，实现2D图像显示和3D图像显示的原理进行详细描述。
图5为本发明具体实施例中，所使用的视差挡板的部分结构示意图；图6为视差挡板与图4所示结构排列形式的像素单元组合的部分结构示意图。
参阅图5和图6所示，采用图4所示结构的阵列基板的显示装置中，用于与显示面板配合使用，实现2D/3D显示切换的视差挡板200包括多个非透光的视差屏障220，在相邻的两个视差屏障220之间形成为透光区域210，且相邻行的视差屏障220和透光区域210交错排列，所形成的交错排列形式也即为：每一行的视差屏障220相对于相邻行的对应视差屏障220并非位于同一列，而是具有一偏移量；同样，每一行的透光区域210相对于相邻行的对应透光区域210也不位于同一列，而是具有一偏移量。
上述所描述的相邻行的“视差屏障和对应视差屏障”是指：相对于图5和图6，沿所在行水平的第一方向，在相邻两个行上距离最近的两个视差屏障；同理“透光区域和对应透光区域”是指沿所在行水平的第一方向，在相邻两个行上距离最近的两个透光区域。
参阅图6所示，本发明具体实施例中，视差挡板200与阵列基板相对设置，且位于阵列基板的出光侧或者入光侧，阵列基板上的一个像素单元100所包括的第一像素子单元A110和第二像素子单元B120，其中有至少一部分分别通过透光区域210露出。
基于以上，本发明实施例中，视差挡板200的视差屏障220遮挡位于同一列相邻的两个第一像素子单元A110和第二像素子单元B120的至少一部分，且所遮挡的相邻的两个第一像素子单元A110和第二像素子单元B120属于不像素单元100。同时，当视差屏障220遮挡第y-1列相邻的两个第一像素子单元A110和第二像素子单元B120的至少一部分时，同时遮挡相邻的第y列的两个第一像素子单元A110和第二像素子单元B120的至少一部分，且所遮挡的第y列的两个第一像素子单元A110和第二像素子单元B120属于不同子像素单元。
例如，根据图6，所述视差屏障220与第x行、第y-1列像素单元的第一像素子单元A110的一部分和第x-1行、第y-1列像素单元的第二像素子单元B110的一部分对应，其中x、y为大于1且小于等于M的自然数；此外所述视差屏障220还与第x行、第y列像素单元的第一像素子单元A110的一部分和第x-1行、第y列像素单元的第二像素子单元B120的一部分对应。
如图4所示，分别用xA和xB表示第x行的像素单元所包括的第一像素子单元A110和第二像素子单元B120,用（x-1）A和（x-1）B表示第x-1行的像素单元所包括的第一像素子单元A110和第二像素子单元B120，因此在显示面板的像素排布阵列中，包括了1A、1B、2A、2B、…、（x-1）A、（x-1）B、xA、xB…、MA、MB行的像素子单元，结合图6，以部分的像素单元结构为例，采用本发明所述视差挡板200时，以（x-1）B和xA为一组，对应一组光栅，也即对应一组透光区域210和视差屏障220，该视差屏障220遮挡属于第y-1列，但属于不同像素单元的两个像素子单元（x-1）B和xA的一部分，同时如图6所示，该视差屏障220还遮挡属于第y列，但属于不同像素单元的两个像素子单元（x-1）B和xA的一部分。
再一方面，本发明实施例中，视差屏障220的高度与所述第一像素子单元A110的高度和所述第二像素子单元B120的高度之和相同，且在视差挡板200上，相邻行的视差屏障220交错排列，每一行的视差屏障220相对于相邻行的对应视差屏障具有一偏移量P，同理，每一行的透光区域210相对于相邻行的对应透光区域也具有所述偏移量P。本发明具体实施例中，所述偏移量P为一个光栅单元宽度的二分之一，其中一个光栅单元宽度等于一个视差屏障220宽度与一个透光区域210宽度之和。最佳地，如图5和图6，位于奇数行的视差屏障220之间按照成列结构排列、位于偶数行的视差屏障220之间按照成列结构排列；同时，位于奇数行的透光区域210之间按照成列结构排列、位于偶数行的透光区域210之间按照成列结构排列。
以上当3D显示装置为两视点时，一个像素单元包含两个像素单元，所述偏移量P可以设定为与一个像素单元的宽度相同；当3D显示装置为多视点，如为S视点时，一个像素单元包括S个亚像素单元，所述偏移量P可以设定为大于等于一个像素单元的宽度，且小于S个像素单元的宽度，其中S为自然数，且最佳地偏移量P为一个像素单元的整数倍。
采以上述设置方式时，能够达到3D显示时提高分辨率的效果。
此外，视差挡板200上，视差屏障220与透光区域210的宽度大小以及两者之间的关系，以能够满足3D图像显示要求为设计重点，该部分应该为本领域技术人员所熟知的技术，在此不详细描述。
采用上述结构的阵列基板和视差挡板200组合，本发明提供一种能够实现2D/3D显示切换的显示装置，综合以上，并结合图6，所述显示装置包括：
阵列基板，包括多个呈阵列分布的像素单元100，其中，每一所述像素单元100包括相互分离的第一像素子单元A110和第二像素子单元B120两部分，所述第一像素子单元A110和所述第二像素子单元B120位于同一列，且分别位于相邻的两行内；
视差挡板200，与所述显示面板相对设置，且位于所述阵列基板的出光侧或入光侧，其中所述视差挡板200包括多个交错排列的透光区域210和视差屏障220，其中所述第一像素子单元A110和所述第二像素子单元B120的至少一部分分别通过所述透光区域210露出。
上述结构的显示装置既能够实现2D图像显示又能够实现3D图像显示的原理说明如下：
在实现2D图像显示时，输入分辨率为M×N的2D图像信息，并使第m行像素单元100的第一像素子单元A110和第二像素子单元B120显示相同图像信息，m为小于且等于M的自然数，实现2D图像显示，也即使同一像素单元行的第一像素子单元A110和第二像素子单元B120所对应的栅电极同时打开，同一像素单元行上的像素单元100的第一像素子单元A110和第二像素子单元B120显示相同内容，当观看者经过视差挡板200观看图像时，左眼看到的图像区域如图7所示，右眼看到的图像区域如图8所示。
结合图7与图8，2D图像显示时，在分辨率为M×N的显示画面，左眼和右眼都能看到图像信息，只是右眼能够看到像素单元的右下角或者右上角，而左眼能够看到像素单元的左上角或者左下角，则左、右眼能够看到不同图像信息，从而使观看者看到全部分的图像信息，且左右眼均能够看到分辨率为M×N的显示画面，因此2D图像显示时的分辨率也不会降低。
在实现3D图像显示时，按照排图方式，输入分辨率分别为M×(N/2)的左眼图像信息、M×(N/2)的右眼图像信息，使第m行像素单元100的第一像素子单元A110和第m－1行像素单元的第二像素子单元B120显示相同图像信息，且第m行像素单元100的第一像素子单元A110和第二像素子单元B120接收不同图像信息，m为大于1且小于等于M的自然数，实现3D图像显示。当观看者经过视差挡板观看图像时，左眼看到的图像区域如图9所示，右眼看到的图像区域如图10所示。
结合图9与图10，3D图像显示时，在分辨率为M×N的显示画面，左、右眼分别能够看到M×(N/2)的图像内容，与裸眼3D显示内容相同。
根据以上，本发明具体实施例所述3D显示装置，利用改进后的阵列基板，配合上述结构的视差挡板，也即固定式光栅，即能够实现2D/3D显示效果的切换，而且在2D显示时分辨率不会降低，该种结构相对于现有技术利用液晶快门狭缝光栅实现2D/3D显示切换的方式，结构简单、易于实现，能够达到降低成本的目的。
本发明上述的3D显示装置，该显示装置可以为一液晶显示装置，本领域技术人员可以理解，视差挡板可以设置于阵列基板的出光侧也可以设置于入光侧；此外该显示装置也可以为一有机发光二极管（OLED）显示器，当为一OLED显示器时，视差挡板设置于阵列基板的出光侧。
本发明具体实施例另一方面提供一种用于上述显示装置的驱动方法，所述显示装置包括n×m个子像素单元，其中，所述驱动方法包括：
所述显示装置包括M×N个呈阵列分布的像素单元，其中每一像素单元包括第一像素子单元A和第二像素子单元B，M×N个像素单元形成为2M×N个像素子单元，所述驱动方法包括：
输入分辨率为M×N的图像信息，第m行像素单元的第一像素子单元A和第二像素子单元B显示相同图像信息，m为小于且等于M的自然数，实现2D图像显示；
输入分辨率分别为M×(N/2)的左眼图像信息、M×(N/2)的右眼图像信息，使第m行像素单元的第一像素子单元A和第m－1行像素单元的第二像素子单元B显示相同图像信息，且第m行像素单元的第一像素子单元A和第二像素子单元B接收不同图像信息，m为大于1且小于等于M的自然数，实现3D图像显示。
采用上述驱动方法，当输入2D控制信号时，用于实现2D图像显示；当输入3D控制信号时，用于实现3D图像显示。因此，达到2D与3D图像切换的目的。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种实现2D/3D显示切换的阵列基板，包括M×N个呈阵列分布的像素单元，其特征在于，每一像素单元包括第一像素子单元A和第二像素子单元B，M×N个像素单元形成为2M×N个像素子单元；其中在2D显示时，第m行像素单元的第一像素子单元A和第二像素子单元B显示相同图像信息，m为小于且等于M的自然数；在3D显示时，第m行像素单元的第一像素子单元A和第m－1行像素单元的第二像素子单元B显示相同图像信息，m为大于1且小于等于M的自然数。 
2.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，每一像素单元中，第一像素子单元A和第二像素子单元B的形状、尺寸及所对应显示的颜色相同。结构简单。 
3.一种实现2D/3D显示切换的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括： 
阵列基板，包括M×N个呈阵列分布的像素单元，其中每一像素单元包括第一像素子单元A和第二像素子单元B，M×N个像素单元形成为2M×N个像素子单元；其中在2D显示时，第m行像素单元的第一像素子单元A和第二像素子单元B显示相同图像信息，m为小于等于M的自然数；在3D显示时，第m行像素单元的第一像素子单元A和第m－1行像素单元的第二像素子单元B显示相同图像信息，m为大于1且小于等于M的自然数； 
视差挡板，与所述阵列基板相对设置，包括多个非透光的视差屏障，在相邻的两个视差屏障之间形成为透光区域，且相邻行的视差屏障交错排列，所述视差屏障与第x行、第y-1列像素单元的第一像素子单元A的一部分和第x-1行、第y-1列像素单元的第二像素子单元B的一部分对应，其中x、y为大于1且小于等于M的自然数。 
4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述视差屏障还与第x行、第y列像素单元的第一像素子单元A的一部分和第x-1行、第y列像素单元的第二像素子单元B的一部分对应。 
5.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述视差屏障与所述第 一像素子单元A的高度和所述第二像素子单元B的高度之和相同。 
6.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，每一行的所述视差屏障相对于相邻行的对应所述视差屏障具有预定偏移量。 
7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述预定偏移量为一个光栅单元宽度的二分之一，其中一个光栅单元宽度等于一个视差屏障宽度与一个透光区域宽度之和。 
8.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置形成为S视点时，所述预定偏移量大于等于一个像素单元的宽度，且小于S个像素单元的宽度，其中S为自然数。 
9.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述视差屏障设置于所述阵列基板的出光侧或者入光侧。 
10.一种显示装置的驱动方法，所述显示装置包括M×N个呈阵列分布的像素单元，其特征在于，每一像素单元包括第一像素子单元A和第二像素子单元B，M×N个像素单元形成为2M×N个像素子单元，所述驱动方法包括： 
输入分辨率为M×N的图像信息，第m行像素单元的第一像素子单元A和第二像素子单元B显示相同图像信息，m为小于且等于M的自然数，实现2D图像显示； 
输入分辨率分别为M×(N/2)的左眼图像信息、M×(N/2)的右眼图像信息，使第m行像素单元的第一像素子单元A和第m－1行像素单元的第二像素子单元B显示相同图像信息，且第m行像素单元的第一像素子单元A和第二像素子单元B接收不同图像信息，m为大于1且小于等于M的自然数，实现3D图像显示。 
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