CN104732932A - 显示设备及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种显示设备及其驱动方法。用于产生多重视图的显示设备包括：显示面板，其包含了沿着垂直方向和沿着水平方向且采用矩阵形式的多个像素，其中分别与多重视图相对应的像素构成了一个具有沿着相对于垂直方向的倾斜方向延伸的形状的像素群组，并且其中所述多重视图是三个或更多视图；多视点生成面板，包括沿着倾斜方向延伸并且具有与像素群组相对应的间距的屏障区域或柱状透镜阵列；以及驱动电路部分，用于减小与位于像素群组的两侧边界并且引起3D C/T的像素中的至少一个像素相对应的图像数据信号的灰度级，以及将灰度级减小的图像数据信号输出至显示面板。

Description

显示设备及其驱动方法

本申请要求享有2013年12月24日提交的韩国专利申请10-2013-0162331的权益，所述申请在这里全部引入以作为参考。

技术领域

本发明的实施例涉及一种显示设备，尤其涉及一种可以在使用具有倾斜结构的视差屏障或柱状透镜显示3D图像的过程中减小3D(三维)串扰的显示设备及其驱动方法。

背景技术

用于从2D图像中感觉深度效果及3D效果的3D成像技术不但影响了显示设备的技术领域，而且还影响到了关于家用电器、电信产业、航天产业、汽车产业以及艺术产业的其他技术领域。与HDTV相比，3D技术的技术扩散效应预计将会更高。

作为可供人们感觉深度效果和3D效果的因素，双眼视差是至关重要的，然而心理因素和记忆因素也具有密切的影响，相应地，相对于为观看者提供3D图像信息的程度，可以将3D成像技术分成深度图像类型，3D图像类型以及立体图像类型。

在这些类型中，深度图像类型是一种由于心理因素和引入(draw-in)效应而在深度方向上提供透视的方法，并且适用于通过计算来显示透视图、重叠、阴影、光影、运动等等的3D计算机绘图，向观众提供广视野的大屏幕并且由此产生仿佛置身于屏幕空间之中的光学错觉的I-MAX电影等等。诸如激光束再现全息图或白光再现全息图之类的全息类型可以代表3D成像技术中被认为是完美的3D成像技术的3D图像类型。

然而，上述深度图像类型和3D图像类型都存在着需要很高的成本，很高的设备费用以及用以提升空间分辨率的大量数据的限制，因此，目前广泛使用的是使用双眼的生理因素的立体类型。

立体类型的显示设备是用双眼视差来显示3D图像的。双眼视差充当了用于显示3D图像的主要因素。当彼此间隔大约65mm的右眼和左眼看着相应的两个2D图像时，这两个2D图像将被传送至大脑，然后大脑将会混合这两个2D图像。由此，所回放的将会是具有深度和逼真度的3D图像。立体类型的显示设备分为需要观看者佩戴眼镜的眼镜类型以及使用了诸如视差屏障、柱状透镜等等的透镜阵列的非眼镜类型。在这些类型中，较优选的是非眼镜类型。

特别地，在非眼镜类型的显示设备中，较优选的是视差屏障类型。

图1是示出了根据相关技术的视差屏障类型的3D显示设备的示意性剖视图，图2是示出了根据相关技术的采用垂直结构的屏障面板的示意性平面图，以及图3是示出了根据相关技术的采用倾斜结构的屏障面板的示意性平面图。

参考图1，3D显示设备10包括显示面板20以及位于显示面板20的前方的屏障面板30。

显示面板10包括采用矩阵形式的多个像素P，并且用于右眼的像素R(即右眼像素)和用于左眼的像素L(即左眼像素)在水平方向上是交替排列的。

参考图2，采用垂直结构的屏障面板30a包括挡光的屏障区域B以及介于屏障区域B之间的传光的透射区域T。所述屏障区域B和透射区域T在垂直方向上以条纹的形式延伸。

当在垂直方向上形成屏障区域B时，在屏障面板30a的前方将会交替地产生两个视图，并且这两个视图分别显示的是用于左眼的图像(即左眼图像)和用于右眼的图像(即右眼图像)。在这种情况下，如果将左眼和右眼置于这两个视图，那么将会辨认出3D图像。

然而，垂直结构类型的屏障面板30a会导致出现过多闪烁。

参考图3，倾斜结构类型的屏障面板30b包括沿着与垂直方向相对的倾斜方向延伸的屏障区域B和透射区域T。

在这种情况下，在屏障区域B的延伸方向上将会重复排列具有显示面板20中的3个或更多像素的像素群组。

由于所述倾斜屏障结构和像素结构，在屏障面板30b的前方会以相互重叠的方式产生与像素群组的多个像素相对应并且显示了左眼图像和右眼图像的三个或更多的多重视图(multi view)。在这种情况下，如果将左眼和右眼置于所述多重视图中的两个视图，那么将会辨认出3D图像。

使用倾斜结构类型的屏障面板30b的显示设备在闪烁方面是具有优势的。

然而，倾斜结构类型的屏障面板30b会导致产生3D串扰(C/T)。换句话说，左眼图像和右眼图像将会偏离屏障间距的有限区域，并且将会影响左眼和右眼，以及出现3D C/T。

特别地，透射区域T的相对增大将会增大亮度。然而，参考图4和表1，当透射区域T的比率(即开口率)超出预定比率时，3D C/T将会快速增加，而这将会对亮度的提升构成限制。

[表1]

开口率	25％	33.3％	41.7％	50％
					3D C/T	4.13％	4.36％	5.88％	11.49％

相应地，使用倾斜结构类型的屏障面板30b的3D显示设备需要减小3D C/T。

此外，使用倾斜结构的柱状透镜的3D显示设备与使用倾斜结构的屏障面板的3D显示设备具有类似的3D C/T，并且使用倾斜结构的柱状透镜的3D显示设备同样需要减小3D C/T。

发明内容

相应地，本发明的实施例涉及一种基本消除了相关技术中的限制和缺陷所造成的一个或多个问题的显示设备及其驱动方法。

本发明的一个目的是提供一种可以减小3D C/T的显示设备及其驱动方法。

在后续描述中将会阐述本发明的附加特征和优点，这些特征和优点部分可以从说明书中清楚了解，或者也可以通过实践本发明来获悉。本发明的目标和其他优点是通过在书面描述和这里的权利要求以及附图中特别指出的结构实现和获得的。

为了实现这些和其他优点，根据在这里实现并被广义描述的本说明书的目的，所提供的是一种产生多重视图的显示设备，包括：显示面板，其包含沿着垂直方向和沿着水平方向且采用矩阵形式的多个像素，其中分别与多重视图相对应的像素构成了一个具有沿着相对于垂直方向的倾斜方向延伸的形状的像素群组，并且其中所述多重视图是三个或更多视图；多视点生成面板，包括沿着倾斜方向延伸并且具有与像素群组相对应的间距的屏障区域或柱状透镜阵列；以及驱动电路部分，用于减小与位于像素群组的两侧边界并且导致产生3D C/T的像素中的至少一个像素相对应的图像数据信号的灰度级，以及将灰度级减小的图像数据信号输出至显示面板。

在本发明的另一个方面中，所提供的是一种驱动显示设备的方法，其中该显示设备包括：包含了沿着垂直方向和沿着水平方向且采用矩阵形式的多个像素的显示面板，所述像素分别与多重视图相对应并且构成了具有沿着相对于垂直方向的倾斜方向延伸的形状的像素群组，以及多视点生成面板，其包括沿着倾斜方向延伸并且具有与像素群组相对应的间距的屏障区域或柱状透镜阵列，所述多重视图是三个或更多视图，该方法包括：通过驱动电路部分来减小与位于像素群组的两侧边界并且导致产生3D C/T的像素中的至少一个像素相对应的图像数据信号的灰度级；以及从驱动电路部分将灰度级减小的图像数据信号输出至显示面板。

应该理解的是，以上的概括性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，其目的是进一步说明请求保护的本发明。

附图说明

所包括的附图提供了对于本发明的进一步的理解，这些附图构成本申请的一部分，示出了一个或多个实施例，并且连同说明书一起用于说明这些实施例的原理。在附图中：

图1是示出了根据相关技术的视差屏障类型的3D显示设备的示意性剖视图；

图2是示出了根据相关技术的采用垂直结构的屏障面板的示意性平面图；

图3是示出了根据相关技术的采用倾斜结构的屏障面板的示意性平面图；

图4是示出了在使用根据相关技术的采用倾斜结构的屏障面板时的3D C/T和亮度与开口率的关系；

图5是示出了根据本发明一个实施例的显示设备的示意性框图；

图6是示出了根据本发明一个实施例的显示设备的示意性剖视图；

图7是示出了根据本发明一个实施例的屏障面板的示意性剖视图；

图8是示出了根据本发明一个实施例的屏障面板的电极结构的示意性剖视图；

图9是示出了根据本发明一个实施例的多重视图模式中的显示面板像素布置以及屏障区域布置的视图；

图10和11分别是示出了根据本发明一个实施例而在多重视图模式中显示右眼图像的像素和显示左眼图像的像素的视图；以及

图12是示出了根据本发明另一个实施例的显示设备的示意性剖视图。

具体实施方式

现在将详细参考附图所示的本发明的例示实施例。

图5是示出了根据本发明一个实施例的显示设备的示意性框图，图6是示出了根据本发明一个实施例的显示设备的示意性剖视图，图7是示出了根据本发明一个实施例的屏障面板的示意性剖视图，以及图8是示出了根据本发明一个实施例的屏障面板的电极结构的示意性剖视图。

参考图5和6，显示设备100包括显示面板200，倾斜结构类型的屏障面板300，用于驱动显示面板200的驱动电路部分400。

作为示例，用于显示图像的显示面板200可以是液晶显示面板，有机发光二极管显示面板，等离子显示面板等等。出于说明目的，显示面板200是液晶显示面板。

在这种情况下，显示面板200包括第一和第二衬底210和220以及位于其间的液晶层230。

第一衬底210可以是一个阵列衬底，其可以包括沿着水平方向的多条栅极线以及沿着垂直方向的多条数据线。所述栅极线和数据线彼此交叉，并且以矩阵的形式限定了多个像素区域P。

在栅极和数据线的交叉部分附近形成了一个开关薄膜晶体管，并且该晶体管与所述栅极和数据线相连。所述开关薄膜晶体管与像素P中的像素电极相连。

处于第一衬底210对面的第二衬底220可以包括与相应的像素P相对应的红色、滤色和蓝色滤色器，以及围绕这些滤色器且与薄膜晶体管和栅极和数据线相对应的黑矩阵。采用这种结构的第二衬底220可被称为滤色器衬底。该第二衬底还可以包括一个覆盖了滤色器和黑矩阵的公共电极。

液晶层230的液晶分子是依照像素电极和公共电极产生的电场排列的，并且由此产生图像。

采用与上述结构不同的结构的液晶显示面板同样是可以使用的。例如，可以使用IPS(共面转换)模式或FFS(边缘场切换)模式的液晶显示面板，其中像素电极和公共电极形成在第一衬底210上。

第一和第二偏振板241和242可以分别附着在第一和第二衬底210和220的外表面上。所述第一和第二偏振板241和242可以具有相互垂直的透光轴。

虽然在附图中没有显示，但在显示面板200的下方会有一个背光单元。

屏障面板300位于显示面板200的前方。虽然在图中没有显示，但在屏障面板300与显示面板200之间会有一个间隙衬底，以便确保屏障面板300与显示面板200之间会有一定距离，并且该距离是在实施多重视图(3个或更多视图)的过程中考虑了观看距离的情况下确定的。

屏障面板400包括沿着倾斜方向延伸并且交错排列的屏障区域B和透射区域T。

在可作为屏障面板400使用的面板中，屏障区域B和透射区域T是通过在屏障区域B上形成作为挡光薄膜的屏障图案以及在屏障图案之间形成狭缝而被固定的。

作为替换，在可作为屏障面板400使用的面板中，通过使用液晶层来调整光传输，所述屏障区域B和透射区域T都是可变的。

在本实施例中，出于说明目的，所描述的是包含液晶面板的屏障面板400。

在这种情况下，屏障面板300的操作可以受到驱动电路部分400控制。

参考图6-8，屏障面板300包括彼此面对的第一和第二屏障衬底310和320，以及介于其间的屏障液晶层330。

在第一和第二屏障衬底310和320之一、例如第一屏障衬底310的内表面上可以形成具有条纹形状且沿着倾斜方向延伸的多个第一屏障电极311。所述屏障电极311可以是用透明的导电材料制成的，例如ITO或IZO。

在第二屏障衬底320上可以形成面朝第一屏障电极311的第二屏障电极321。所述第二屏障电极321可以是用透明的导电材料制成的，例如ITO或IZO。第二屏障电极321可以是以整体的形式在第二屏障衬底的几乎整个表面上形成的，并且可以充当公共电极。

作为替换，充当公共电极的第二屏障衬底321可以是在第一屏障衬底310上形成的，并且第一屏障电极311可以是在第二屏障衬底320上形成的。

在屏障面板300的前表面上可以附着一个第三偏振板340。该第三偏振板340的透光轴可以与第二偏振版242的透光轴垂直。

对于在以多重视图模式操作屏障面板300的过程中形成屏障区域B和透射区域T的处理来说，在将电场施加于屏障液晶层330的时候，来自第二偏振版242的光可以穿过屏障液晶层330而不改变偏振方向，然后进入第三偏振板340。在这种情况下，所述光的偏振轴与第三偏振板340的透光轴垂直，并且不会出现在屏障面板300的前方。

在未对屏障液晶层330施加电场时，来自第二偏振板242的光可以穿过屏障液晶层330，其中所述光的偏振将会旋转90°角，然后则会进入第三偏振板340。在这种情况下，光的偏振与第三偏振板340的透光轴平行，并且将会出现在屏障面板300的前方。

相应地，在实施多重视图模式时，在第二屏障电极321上将会施加作为公共电压的第二驱动电压，在位于形成屏障区域B的区域中的第一屏障的年纪311上将会施加用于产生电场的第一驱动电压，并且在位于形成透射区域T的区域中的第一屏障电极311上将会施加第二驱动电压。

根据如上的驱动电压施加方式，可以产生用于挡光的屏障区域B和用于传光的透射区域T。

通过调整彼此相邻且被供应了第一驱动电压的第一屏障电极311的数量以及彼此相邻且被供应了第二驱动电压的第一屏障电极311的数量，可以调整屏障区域B和透射区域T的宽度进行调整。

在以2D显示模式操作显示面板100时，屏障面板300并未工作(也就是处于关断状态)。在这种情况下，屏障电极311和321未被供应驱动电压，由此，屏障面板300处于透射状态，即，所述屏障面板300在整个表面上透射光。相应地，来自屏障面板300的光将会穿过第三偏振板340并出现在前方。

驱动电路部分400接收来自外部系统的图像数据信号Data和定时信号，其对图像数据信号Data进行处理，并且将所述图像数据信号Data提供给显示面板200。所述图像数据信号Data则被施加于相应的像素P。

驱动电路部分400可以修改在导致产生3D C/T的像素上施加的图像数据信号的灰度级。例如，对于与导致产生3D C/T的像素相对应的图像数据信号Data来说，其灰度级可被减小，并且为导致产生3D C/T的像素输出的是灰度级减小的图像数据信号Data。

通过该处理，可以减小3D C/T，并且在下文中将会对此进行更详细的说明。

图9是示出了根据本发明一个实施例的采用多重视图模式的显示面板像素布置以及屏障区域布置的视图，以及图10和11分别是示出了根据本发明一个实施例而在多重视图模式中显示右眼图像的像素和显示左眼图像的像素的视图。

出于说明目的，在图9-11中，像素布置是以实施24个视图的情形显示的，与24个视图相对应的像素是用相应的数字指示的。更进一步，在图9和10中，显示右眼图像的右眼像素是用白色指示的，并且在图11中，显示左眼图像的左眼像素是用白色指示的。

参考图9-11，在使用24个视图来显示3D图像的过程中，用于实现24个视图的第一到第二十四个像素构成了一个像素群组GR。

第一到第二十四个像素显示的图像被传送到在显示设备100前方的一定距离产生的24个视点。

每一个像素群组GR都被配置成基本上沿着屏障区域B的倾斜方向延伸。这些像素群组GR在倾斜方向上是重复排列的。

屏障区域B和透射区域T是以与像素群组GR对应的方式布置的。换句话说，屏障间距Bp(也就是从屏障区域B的一侧到相邻的屏障区域B的一侧的距离)对应于像素群组GR。

在屏障区域B和透射区域T的布置中，在每一个像素群组GR的像素中，处于屏障间距Bp的中心线的左侧的像素是右眼像素，并且处于屏障区域Bp的中心线的右侧的像素是左眼像素。

在所述观看距离，与每一个屏障间距Bp相对应的左眼视点和右眼视点被布置在两侧。换句话说，与每一个屏障间距Bp相对应的左眼视点位于所述两侧中的某一侧，并且与每一个屏障间距Bp相对应的右眼视点位于所述两侧中的另一侧。

相应地，处于每个屏障间距Bp的边界上的像素(也就是位于与每一个像素群组GR的倾斜方向相对的两侧边界上的像素，其中所述像素即为位于每个屏障间距Bp的边界上的像素)有可能导致产生3D C/T。

关于这一点，由于屏障区域B是沿着与像素的垂直方向相对的倾斜方向延伸的，因此，位于每个像素群组GR的两侧边界上的像素部分位于每个屏障间距Bp的边界以外。

换句话说，位于屏障间距Bp的边界上的每一个像素的一部分处于每一个屏障间距Bp的边界以内，并且其他部分处于每一个屏障间距Bp的边界以外。

这种情况是用右眼像素中的第一个像素以及左眼图像的第二十四个像素说明的。

对于所述第一个像素来说，位于相应屏障间距Bp内部的部分是在与屏障间距Bp相对应的右眼视点查看的。然而，位于相应屏障间距Bp以外的另一部分(图9中的带有阴影线的部分)是在与相邻屏障间距Bp相对应的左眼视点查看的。

对于所述第二十四个像素来说，位于相应屏障间距Bp内部的部分是在与屏障间距Bp相对应的左眼视点查看的。然而，位于相应屏障间距Bp外部的另一部分(图9中的带有阴影线的部分)是在与相邻屏障间距Bp相对应的右眼视点查看的。

如上所述，对位于屏障间距Bp的边界以外的像素的另一部分来说，用于查看所述另一部分的视点与归属于所述另一部分的像素所对应的右眼或左眼视点相反。

相应地，位于边界的像素将会导致产生3D C/T。特别地，当屏障面板的孔径比增大时，3D C/T同样也会变大。

为了解决这个问题，导致产生3D C/T的像素将会显示一个比正常灰度级低的灰度级。

换句话说，驱动电路部分400会将第n级灰度级的图像数据信号Data修改成比第n级灰度级低的第m级灰度级的图像数据信号Data，并且会将经过修改的第m级灰度级的图像数据信号Data提供给相应的像素。

相应地，在该像素相对应的眼睛相反的眼睛上将会较少地辨别所述像素，由此可以减小3D C/T。

如果减小位于边界的所有像素的灰度级，那么可以最大限度地减小3D C/T，然而亮度同样也会减小。

相应地，所述灰度级修改处理可被应用于位于总的像素区域的边界以外的区域且具有等于或大于参考面积比的比值的像素。例如，所述参考面积比可以是大约40％或更多，并且优选可以是大约40％到大约60％。

作为替换，灰度级修改可被应用于位于边界的像素中位于边界以外的面积最大的像素。

在灰度级修改中，灰度级可以减小大约40％到60％。

上述实施例也可应用于使用柱状透镜的显示设备。

图12是示出了根据本发明的一个实施例的显示设备的示意性剖视图。在这里将会省略与以上实施例中的部分相类似的部分的说明。

参考图12，该显示设备使用了一个柱状透镜来产生多重视图。

柱状透镜面板500折射通过柱状透镜510的光，并且将所述光引导至相应的视点。

所述柱状透镜500可以是使用阵列形式的柱状透镜的面板。作为替换，所述柱状透镜500可以是使用液晶来实施光折射的面板。

透镜阵列510沿着倾斜方向延伸，并且产生多重视图。

与上述实施例相似，透镜间距Lp(也就是透镜宽度)与像素群组(图9的GR)相对应。

位于透镜间距Lp的边界的像素会导致产生3D C/T。相应地，在这里可以采用与上述实施例相似的方式来为处于边界的像素实施灰度级减小处理，由此可以减小3D C/T。

如上所述，在使用诸如倾斜类型的视差屏障或柱状透镜之类的多重视图生成面板的显示设备中，位于像素群组边界的像素中的至少一个像素的灰度级将会减小。相应地，在该像素相对应的眼睛相反的眼睛上将会较少地辨别所述像素，由此可以减小3D C/T。

对本领域技术人员来说，很明显，在不脱离本发明的实质或范围的情况下，在本发明实施例的显示设备和显示图像的方法中是可以进行各种修改和变化的。由此，如果关于本发明的修改和变化落入附加权利要求及其等价物的范围以内，那么本发明的实施将会涵盖这些修改和变化。

Claims (8)

1.一种用于产生多重视图的显示设备，该显示设备包括：

显示面板，其包括沿着垂直方向和沿着水平方向且采用矩阵形式的多个像素，其中所述像素分别对应于所述多重视图并且构成具有沿着相对于所述垂直方向的倾斜方向延伸的形状的像素群组，以及其中所述多重视图是三个或更多视图；

多视点生成面板，其包括沿着所述倾斜方向延伸并且具有与所述像素群组相对应的间距的屏障区域或柱状透镜阵列；以及

驱动电路部分，用于减小与位于所述像素群组的两侧边界并且引起3D C/T的像素中的至少一个像素相对应的图像数据信号的灰度级，以及将灰度级减小的图像数据信号输出到所述显示面板。

2.根据权利要求1所述的显示设备，其中位于像素群组的两侧边界并且引起3D C/T的像素中的至少一个像素所具有的位于所述像素群组所对应的间距的边界以外的面积的比例约为40％或更大。

3.根据权利要求1所述的显示设备，其中图像数据信号的灰度级被减小了大约40％到60％。

4.根据权利要求1所述的显示设备，其中显示面板是液晶显示面板、有机发光二极管面板、或等离子显示面板。

5.一种用于驱动显示设备的方法，其中该显示设备包括显示面板和多视点生成面板，其中所述显示面板包含沿着垂直方向和沿着水平方向且采用矩阵形式的多个像素的显示面板，所述像素分别与多重视图相对应并且构成了具有沿着相对于垂直方向的倾斜方向延伸的形状的像素群组，所述多视点生成面板包括沿着所述倾斜方向延伸并且具有与所述像素群组相对应的间距的屏障区域或柱状透镜阵列，所述多重视图是三个或更多视图，

该方法包括：

通过驱动电路部分来减小与位于所述像素群组的两侧边界并且引起3D C/T的像素中的至少一个像素相对应的图像数据信号的灰度级；以及

从所述驱动电路部分将灰度级减小的图像数据信号输出至所述显示面板。

6.根据权利要求5所述的方法，其中位于像素群组的两侧边界并且引起3DC/T的像素中的至少一个像素所具有的位于所述像素群组所对应的间距的边界以外的面积的比例约为40％或更大。

7.根据权利要求5所述的方法，其中图像数据信号的灰度级被减小了大约40％到60％。

8.根据权利要求5所述的方法，其中显示面板是液晶显示面板、有机发光二极管面板、或等离子显示面板。