CN104749786B

CN104749786B - 立体图像显示装置

Info

Publication number: CN104749786B
Application number: CN201410818179.1A
Authority: CN
Inventors: 陈釉镛; 姜勋; 李秉州; 孙贞恩; 金训基; 张珠训
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2017-12-01
Anticipated expiration: 2034-12-24
Also published as: KR102171611B1; US9930321B2; KR20150080243A; US20150189258A1; CN104749786A

Abstract

立体图像显示装置。一种用于显示3D立体图像的立体图像显示装置包括：基板，该基板上具有像素的阵列；以及双凸透镜膜，该双凸透镜膜在所述基板上，其中，交替行的像素移位以使得相对于垂直方向，相邻行中的像素的开放区域不交叠。

Description

立体图像显示装置

技术领域

本发明涉及一种利用双凸透镜膜(lenticular film)将三维(3D)图像显示为多视图(multi-view)的无眼镜3D显示装置，更具体地讲，涉及一种防止发生3D串扰的立体图像显示装置。

背景技术

随着对显示逼真图像的用户需求增加，已开发显示3D图像以及2D图像的立体图像显示装置。2D图像显示装置在显示图像的质量(例如，分辨率和视角)方面已非常先进，但是有这样的局限：2D图像显示装置由于显示2D图像而无法显示图像的深度信息。另一方面，3D图像显示装置显示3D立体图像而非2D平面图像，从而将原始3D信息完整地传输给用户。与现有2D图像显示装置相比，3D图像显示装置显示更加生动和逼真的立体图像。

3D图像显示装置通常分成使用特殊3D眼镜的3D眼镜显示装置以及不使用特殊3D眼镜的无眼镜3D显示装置。无眼镜3D显示装置利用双目视差来向观看者提供图像的三维性，其中无眼镜3D显示装置提供与3D眼镜显示装置所提供的图像大致相同的图像。然而，由于无眼镜3D显示装置不需要任何特殊3D眼镜，所以无眼镜3D显示装置区别于3D眼镜显示装置。

图1和图2是示出在现有技术的无眼镜3D显示装置中实现多视图的方法的示图。

如图1和图2所示，在现有技术的无眼镜3D显示装置中，R、G和B像素成矩阵型排列的显示面板显示图像，双凸透镜膜20设置在显示面板10上，从而使得用户能够将3D图像作为多视图观看。

在双凸透镜(lenticular lens)的一个间距中利用N个像素划分并显示图像，从而使得观看者30能够在N个视点处观看3D图像。当观看者30位于预定观看位置时，不同的图像投射到观看者30的左眼和右眼上，以使得观看者30由于双目视差而感觉到三维性。

在这样的双凸透镜3D显示装置中，3D图像的分辨率与多视图的数量成比例地降低，并且即使当观看2D图像时，分辨率也降低至1/N。因此，当观看2D图像时图像的质量劣化。

图3是用于描述当双凸透镜以特定角度倾斜并附着到显示面板时发生3D串扰的问题的示图。

参照图3，在利用固定到显示面板的双凸透镜膜20实现2D/3D图像的方法中，双凸透镜膜20在以特定角度倾斜的状态下附着到显示面板。如上所述，当双凸透镜膜20在以特定角度倾斜的状态下附着到显示面板时，除了一个视图以外，其它附加视图也被显示给观看者，因此，发生3D串扰，导致3D图像的质量劣化。

由于双凸透镜的间距宽度根据显示面板的尺寸而加宽，所以应该施加间隙玻璃或间隙膜以维持适当的观看距离。

此外，不能实现3D图像的足够深度感。因此，与基于眼镜型的3D图像相比无法实现逼真的3D图像。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种基本上避免了由于现有技术的局限和缺点引起的一个或更多个问题的立体图像显示装置。

本发明的一个目的是提供一种可防止3D串扰的立体图像显示装置。

本发明的另一目的是提供一种具有高分辨率和改进的立体效果的立体图像显示装置。

本发明的另一目的是提供一种立体图像显示装置，其中为了维持3D图像的适当观看距离而施加的间隙玻璃或间隙膜被去除，从而降低了显示器的制造成本和厚度。

本发明的另外的特征和优点将在以下描述中阐述，并且部分地将从该描述而变得明显，或者可通过本发明的实践而了解。本发明的这些目的和其它优点将通过所撰写的说明书及其权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现和获得。

为了实现这些和其它优点并且依据本发明的目的，如本文实现并广义描述的，一种用于显示3D立体图像的立体图像显示装置，该立体图像显示装置包括：基板，该基板上具有像素的阵列；以及双凸透镜膜，该双凸透镜膜在所述基板上，其中，交替行的像素被移位以使得相邻行中的像素的开放区域相对于垂直方向不交叠。

应该理解，以上一般描述和以下详细描述均为示例性和说明性的，旨在提供对要求保护的发明的进一步说明。

附图说明

附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被并入本申请并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施方式并与说明书一起用于说明本发明的原理。附图中：

图1和图2是示出在现有技术的无眼镜3D显示装置中实现多视图的方法的示图；

图3是用于描述当双凸透镜以特定角度倾斜并附着到3D显示装置的显示面板时的串扰问题的示图；

图4是示出根据本发明的实施方式的立体图像显示装置的示图；

图5是用于描述防止发生3D串扰的示图；

图6是示出根据本发明的实施方式的立体图像显示装置的示图，并且示出实现第八视图和960*1080的3D分辨率的像素排列结构；

图7是示出根据本发明的实施方式的立体图像显示装置的示图，并且示出实现第八视图和1920*450的3D分辨率的像素排列结构；

图8是示出根据本发明的实施方式的立体图像显示装置的示图，并且示出实现第十二视图和960*720的3D分辨率的像素排列结构；以及

图9是示出根据本发明的实施方式的立体图像显示装置的3D串扰仿真结果的示图。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的优选实施方式，其示例示出于附图中。只要可能，贯穿附图将使用相同的标号指代相同或相似的部件。

在参照附图描述特定实施方式之前，注意的是根据液晶的取向的调节方案，已按照扭曲向列(TN)模式、垂直取向(VA)模式、面内切换(IPS)模式和边缘场开关(FFS)模式不同地开发了显示面板。根据本发明的实施方式的立体图像显示装置的驱动方法可应用于TN模式、VA模式、IPS模式和FFS模式而不限于具体显示模式，并且可应用于液晶面板以外的平面显示面板。然而，本发明不限于此，例如，液晶面板以外的有机发光显示面板可用作根据本发明的实施方式的显示面板。根据本发明的实施方式的立体图像显示装置防止发生3D串扰，因此，不与其直接相关的细节没有描述。

根据本发明的实施方式的立体显示装置使得用户能够在利用施加有双凸透镜膜的无眼镜3D显示装置来观看3D图像时，根据设计的视图映射来将二维(2D)/3D图像作为多视图观看。

图4是示出根据本发明的实施方式的立体图像显示装置的示图，图5是用于描述防止发生3D串扰的示图。

参照图4和图5，示出了这样一种像素结构，其中排列有多个像素以便于用户通过第四视图观看2D/3D图像。当利用施加有双凸透镜膜的无眼镜显示装置实现2D/3D图像时，用户可在没有3D串扰的情况下观看高质量的2D/3D图像。

多个像素110成矩阵型排列在显示面板中，形成有多个透镜120的双凸透镜膜附着到显示面板上。在图4和图5中，没有示出背光单元和驱动电路单元。用于驱动显示面板的驱动电路单元可包括定时控制器(T-con)、数据驱动器(D-IC)、选通驱动器(G-IC)、背光驱动器和电源。

显示面板包括下基板(可以是薄膜晶体管(TFT)阵列基板)、上基板(可以是滤色器阵列基板)以及设置在它们之间的液晶层。

下基板(TFT阵列基板)包括通过多条数据线与多条选通线之间的交叉限定的多个像素。所述多个像素中的每一个包括TFT(作为开关元件)、存储电容器(Cst)和像素电极。上基板(滤色器阵列基板)包括红色(R)滤色器、绿色(G)滤色器和蓝色(B)滤色器。与形成在下基板(TFT阵列基板)上的像素电极对应的公共电极形成在上基板(滤色器阵列基板)上。

通过像素电极与公共电极之间产生的电场来调节液晶层的液晶取向方向。因此，调节从背光单元入射的光的透射率，从而显示图像。

包括上述元件的显示面板利用输入图像数据驱动多个像素以显示图像。所述多个像素包括多个红色像素、绿色像素和蓝色像素。一个单元像素由三种颜色的像素(例如，红色像素、绿色像素和蓝色像素)构成。通过这种像素结构，显示面板显示图像。应该显而易见的是实施方式不限于这些颜色。

在根据本发明的实施方式的立体图像显示装置中，红色像素、绿色像素和蓝色像素按照曲折排列方式排列。这里，形成在上基板上的滤色器(CF)阵列的开口(opening)宽度减小，从而调节双凸透镜的间距。在实现相同的视图中，双凸透镜的间距可减小，并且可去除间隙玻璃和间隙膜。

在与现有技术相同的透镜间距下，通过改变视图映射的设置来形成更多数量的视图。详细地讲，所有像素被排列，使得在垂直行上，排列在上行的像素的开放区域(openareas)精确地匹配排列在下行的像素的开放区域。

红色像素、绿色像素和蓝色像素移位了一个像素的宽度的1/2。在第一视图像素的开放区域正下面，没有设置另一视图的开放区域，并且设置非开放区域。另外，在第一视图像素的开放区域正上面，没有设置另一视图的开放区域，并且设置非开放区域。

例如，第二视图(2视图)的开放区域设置在第一视图(1视图)的非开放区域下面。第一视图(1视图)的开放区域设置在第二视图(2视图)的非开放区域下面。第四视图(4视图)的开放区域设置在第三视图(3视图)的非开放区域下面。第三视图(3视图)的开放区域设置在第四视图(4视图)的非开放区域下面。这里，第一视图是使得第一观看者能够观看3D图像的视图，第二视图是使得第二观看者能够观看3D图像的视图，第三视图是使得第三观看者能够观看3D图像的视图，第四视图是使得第四观看者能够观看3D图像的视图。

这里，双凸透镜膜在垂直于像素的方向上附着而没有倾斜。

为了去除3D串扰和线缺陷，可通过将像素的宽度除以1/n来设定开放区域。通过基于与像素对应的宽度调节观看距离，可去除间隙玻璃和间隙膜，或者可调节厚度。

所有像素成移位1/2像素宽度的之字型排列，双凸透镜膜垂直地附着到显示面板。因此，形成在双凸透镜膜中的多个透镜的点之间的间隙被设定为0(无间隙)。

此外，由于双凸透镜120在与像素垂直的方向上笔直地设置，双凸透镜倾斜，因此，可从根本上防止视图的交叠。因此，可按照与眼镜3D显示装置相等的水平实现具有深度感的高质量3D图像。

图6是示出根据本发明的实施方式的立体图像显示装置的示图，并且示出实现第八视图和960*1080的3D分辨率的像素排列结构。

在图6中，红色像素、绿色像素和蓝色像素成之字型排列，以便以960*1080的3D分辨率显示第八视图3D图像。双凸透镜膜120在垂直于像素的方向上附着而没有倾斜。在该像素中，间距可形成为52.5μm。

所有像素被形成为使得在垂直行上，奇数水平行上排列的像素的开放区域精确地匹配偶数水平行上排列的像素的非开放区域。此外，所有像素被形成为使得相对于垂直方向，奇数水平行上排列的像素的非开放区域精确地匹配偶数水平行上排列的像素的开放区域。

详细地讲，所有像素被形成为使得在垂直行上，第一水平行上排列的像素的开放区域精确地匹配第二水平行上排列的像素的非开放区域。红色像素、绿色像素和蓝色像素移位了一个像素的宽度的1/2。

第二视图(2视图)的开放区域设置在第七视图(7视图)的非开放区域下面。第三视图(3视图)的开放区域设置在第四视图(4视图)的非开放区域下面。

第四视图(4视图)的开放区域设置在第一视图(1视图)的非开放区域下面。第五视图(5视图)的开放区域设置在第六视图(6视图)的非开放区域下面。

第六视图(6视图)的开放区域设置在第三视图(3视图)的非开放区域下面。第七视图(7视图)的开放区域设置在第八视图(8视图)的非开放区域下面。

第八视图(8视图)的开放区域设置在第五视图(5视图)的非开放区域下面。第一视图(1视图)的开放区域设置在第二视图(2视图)的非开放区域下面。

这里，形成在双凸透镜膜120中的多个透镜的点之间的间隙被设定为0(无间隙)，并且双凸透镜的间距被形成为匹配两个像素的宽度。

这里，如果相邻行的像素移位了1/2像素宽度，则相对于垂直方向，各个视图的像素的开放区域没有任何交叠。另外，双凸透镜120垂直地布置。因此，不同视图的像素之间将没有串扰。另外，各个视图的像素之间将具有一致的光度。

图7是示出根据本发明的实施方式的立体图像显示装置的示图，并且示出实现第八视图和1920*450的3D分辨率的像素排列结构。

如图7所示，红色像素、绿色像素和蓝色像素成之字型排列，以便以1920*450的3D分辨率显示第八视图3D图像。双凸透镜膜120在垂直于像素的方向上附着而没有倾斜。在该像素中，间距可形成为26.25μm。

所有像素被形成为使得在垂直行上，奇数水平行上排列的像素的开放区域精确地匹配偶数水平行上排列的像素的非开放区域。

此外，所有像素被形成为使得在垂直行上，奇数水平行上排列的像素的非开放区域精确地匹配偶数水平行上排列的像素的开放区域。

第三视图(3视图)的开放区域设置在第一视图(1视图)的非开放区域下面。第五视图(5视图)的开放区域设置在第二视图(2视图)的非开放区域下面。

第四视图(4视图)的开放区域设置在第三视图(3视图)的非开放区域下面。第六视图(6视图)的开放区域设置在第四视图(4视图)的非开放区域下面。

第七视图(7视图)的开放区域设置在第五视图(5视图)的非开放区域下面。第一视图(1视图)的开放区域设置在第六视图(6视图)的非开放区域下面。

第八视图(8视图)的开放区域设置在第七视图(7视图)的非开放区域下面。第二视图(2视图)的开放区域设置在第八视图(8视图)的非开放区域下面。

在图7中，由于相邻行的像素移位了1/2像素宽度，所以相对于垂直方向，相邻行中的像素的开放区域没有任何交叠。结果，通过使双凸透镜120垂直地布置，将具有一致的亮度。

图8是示出根据本发明的实施方式的立体图像显示装置的示图，并且示出实现第十二视图和960*720的3D分辨率的像素排列结构。

如图8所示，红色像素、绿色像素和蓝色像素成之字型排列，以便以960*720的3D分辨率显示第八视图3D图像。双凸透镜膜120在垂直于像素的方向上附着而没有倾斜。在该像素中，间距可形成为35μm。

第二视图(2视图)的开放区域设置在第一视图(1视图)的非开放区域下面。第三视图(3视图)的开放区域设置在第二视图(2视图)的非开放区域下面。

第六视图(6视图)的开放区域设置在第五视图(5视图)的非开放区域下面。第七视图(7视图)的开放区域设置在第六视图(6视图)的非开放区域下面。

第八视图(8视图)的开放区域设置在第七视图(7视图)的非开放区域下面。第九视图(9视图)的开放区域设置在第八视图(8视图)的非开放区域下面。

第十视图(10视图)的开放区域设置在第九视图(9视图)的非开放区域下面。第十一视图(11视图)的开放区域设置在第十视图(10视图)的非开放区域下面。

第十二视图(12视图)的开放区域设置在第十一视图(11视图)的非开放区域下面。第一视图(1视图)的开放区域设置在第十二视图(12视图)的非开放区域下面。

在图8中，由于相邻行的像素移位了1/2像素宽度，所以相对于垂直方向，相邻行中的像素的开放区域没有任何交叠。结果，通过使双凸透镜120垂直地布置，将具有一致的亮度。

如上所述，本发明的实施方式不限于将各个视图的开放区域形成为对应于像素宽度的1/2。例如，各个视图的开放区域可形成为对应于像素宽度的1/3或1/4。

在现有技术中，由于双凸透镜膜倾斜地附着，一个视图与其它视图交叠，从而导致3D串扰。

另一方面，如图9所示，根据本发明的实施方式的立体图像显示装置可防止发生3D串扰(CT)和线缺陷(LD)。在根据本发明的实施方式的立体图像显示装置中，为了维持3D图像的适当观看距离而施加的间隙玻璃或间隙膜被去除，从而降低了制造成本和产品厚度。

在根据本发明的实施方式的立体图像显示装置中，形式具有足够深度感的高质量3D图像。

对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可对本发明进行各种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖对本发明的这些修改和变化，只要它们落入所附权利要求及其等同物的范围内即可。

Claims

1.一种用于显示3D立体图像的立体图像显示装置，该立体图像显示装置包括：

基板，该基板上具有像素的阵列，其中，所述像素的阵列包括第一颜色像素、第二颜色像素和第三颜色像素；以及

双凸透镜膜，该双凸透镜膜在所述基板上，

其中，交替行的像素被移位，以使得相对于垂直方向，相邻行中的像素的开放区域不交叠，

其中，所述像素的阵列包括由所述像素的开放区域和所述像素的非开放区域所形成的多个列，

其中，每一行的像素是按照通过从左向右依次排列所述第一颜色像素、所述第二颜色像素和所述第三颜色像素而形成的单元的重复方式来排列的，

其中，所述第一颜色像素、所述第二颜色像素和所述第三颜色像素中的沿所述垂直方向依次位于相邻的行和相邻的列中的一种颜色像素的所述开放区域在所述垂直方向上以之字型排列，并且

其中，所述双凸透镜膜包括垂直地布置的双凸透镜。

2.根据权利要求1所述的立体图像显示装置，其中，移位的行的像素被移位等于像素分隔距离的一半的距离。

3.根据权利要求1所述的立体图像显示装置，其中，一行的像素的开放区域被设置为相对于所述垂直方向与相邻行的像素的非开放区域对应。

4.根据权利要求1所述的立体图像显示装置，其中，所述像素的开放区域的宽度小于所述像素的宽度的1/2。