TWI502962B - 影像顯示裝置 - Google Patents

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Description

影像顯示裝置
本發明之實施例係關於一種影像顯示裝置，其能夠選擇性地執行一二維平面影像(下文稱作為“2D影像”)及一三維立體影像(下文稱作為“3D影像”)。
近來，由於多樣式內容以及電路技術的發展，一影像顯示裝置可以選擇性地執行一2D影像和一三維3D影像。影像顯示裝置使用一立體技術或一自動立體技術執行3D影像。
立體技術，係利用一使用者的左眼和右眼之間之一視差影像而具有一高立體效果，並包含一眼鏡型方法以及一非眼鏡型方法，其兩者都已經投入實際使用。在非眼鏡型方法中，例如用以分開左眼和右眼之間之視差影像之一光學軸的一視差屏障之一光學板通常安裝在一顯示螢幕的前方或後方。在眼鏡型方法中，每個具有一不同的偏振方向之左眼影像和右眼影像係顯示在一顯示面板上，並且使用偏振眼鏡或液晶(LC)快門眼鏡來執行一立體影像。
一LC快門眼鏡型影像交替每隔一幀顯示一左眼影像和一右眼影像於一顯示元件上，並與一顯示時間同步打開和關閉LC快門眼鏡之一左眼鏡和一右眼鏡，從而執行3D影像。LC快門眼鏡在顯示左眼影像之奇數幀週期里，僅打開左眼鏡，以及在顯示右眼影像之偶數幀週期里，僅打開右眼鏡，從而以一時間分割方法實現雙眼像差。在LC快門眼鏡型影像顯示中，由於LC快門眼鏡在一較短時段被打開，3D影像之一亮度較低。進一步地，由於在顯示元件和LC快門眼鏡之間之同步性以及開/關切換回應特性，明顯產生一3D二重像。
如「第1圖」所示，一偏振眼鏡型影像顯示包含附著於一顯示面板1上之一微相位延遲陣列2。偏振眼鏡型影像顯示器每隔一水平線交替顯示左眼影像資料L和右眼影像資料R於顯示面板1上，並使用微相位延遲陣列2將轉換入射在偏振眼鏡3上的光線的偏振特性。透過偏振眼鏡型影像顯示之這樣一操作，一左眼影像和一右眼影像可以空間上分開，從而執行一3D影像。
在偏振眼鏡型影像顯示器中，由於左眼影像和右眼影像可以毗鄰顯示在顯示面板1之相鄰水平線上，則不會產生一二重像之垂直視角範圍係非常狹窄的。當左眼影像和右眼影像之一重疊影像在垂直視角之一位置顯示時，二重像產生。為了防止在偏振眼鏡型影像顯示器中之二重像，如「第2圖」所示，用以在一微相位延遲陣列2的一區域中形成一黑條(BS)以藉此拓寬3D影像之一垂直視角之一方法在日本公開出版專利號No.2002-185983中係揭露。但是，過去常常用以拓寬垂直視角之微相位延遲陣列2之黑條BS會引起導致一2D影像亮度大大降低之一副作用。
因此，鑒於上述問題，本發明之實施例在於提供能夠在沒有降低一2D影像之亮度情況下拓寬一3D影像之一垂直視角之一種影像顯示裝置。
依照一個方面，一種影像顯示裝置，包含：一顯示面板，係配置以選擇性地顯示一二維(2D)影像和一三維(3D)影像，顯示面板包含複數個子畫素；一微相位延遲陣列，係配置以將來自顯示面板之光線劃分為第一偏振光線和第二偏振光線；以及一控制電壓發生器，係配置以產生一關位準之一第一直流電(DC)控制電壓和一略開位準之一第二DC控制電壓，略開位準係高於關位準並低於一全開位準，以及取決於一驅動模式，控制電壓發生器選擇性地輸出第一DC控制電壓和第二DC控制電壓，其中，複數個子畫素中每個包含：一主要顯示單元，係包含透過一第一開關連接至一資料線之一第一畫素電極和與第一畫素電極相反並連接至一共用線之一第一共用電極；以及一附加顯示單元，係包含透過一第二開關連接至資料線之一第二畫素電極、與第二畫素電極相反並連接至共用線之一第二共用電極、以及取決於驅動模式，選擇性地連接第二畫素電極至共用線之一放電控制開關，其中，放電控制開關在用於執行該2D影像之一2D模式中，透過第一DC控制電壓而關閉，並在用於執行該3D模式之一3D模式中，透過第二DC控制電壓而略微打開。
現在細節上參考本發明之實施例，闡述所附圖示之示例。無論哪種情況下，各處圖式中所使用的相同的參考標號代表相同或同類部件。應該注意的是，若確定習知技術能夠誤導本發明之實施例，則關於已知技術之詳細描述將省略掉。
將參考「第3圖」至「第18圖」對本發明的典型實施例進行描述。
「第3圖」和「第4圖」係為依照本發明之一典型實施例之一偏振眼鏡型影像顯示器。
如「第3圖」和「第4圖」所示，依照本發明實施例之影像顯示裝置係包含一顯示元件10、一微相位延遲陣列20、一控制器30、一面板驅動器40、以及偏振眼鏡50。
顯示元件10可以被應用作為諸如一液晶顯示器(LCD)、一場發射顯示器(FED)、一電漿顯示面板(PDP)顯示器、包含一無機電致發光元件以及一有機發光二極體(OLED)之一电致发光显示器(EL)、以及一電泳顯示器(EPD)之一平板顯示器。在下述描述中，依照本發明實施例之影像顯示器使用液晶顯示器作為顯示元件10進行描述。
顯示元件10係包含一顯示面板11、一上偏振薄膜11a、以及一下偏振薄膜11b。
顯示面板11包含一上玻璃基板、一下玻璃基板、以及位於上玻璃基板和下玻璃基板之間之一液晶層。複數個資料線DL以及與複數個資料線DL相交叉之複數個閘線GL係配置在顯示面板11之下玻璃基板上。複數個單位子畫素PIX以基於資料線DL和閘線GL之間之一相互交叉結構之一矩陣形式係配置在顯示面板11上，因此構成一畫素陣列。提供有一共用電壓Vcom之共用線，以及提供有第一直流(DC)控制電壓LCV1和第二直流(DC)控制電壓LCV2之放電控制線，係形成在顯示面板11之下玻璃基板上。黑色矩陣、彩色濾光片、以及共用電極係形成在顯示面板11之上玻璃基板上。
上偏振薄膜11a附著於顯示面板11之上玻璃基板上，以及下偏振薄膜11b附著於顯示面板11之下玻璃基板上。用以設置液晶之一預傾斜角之配向層係分別形成在顯示面板11之上玻璃基板和下玻璃基板上。在諸如一扭轉向列(TN)模式以及一垂直配向(VA)模式之一垂直電場驅動方式中，共用電極形成在上玻璃基板上。在諸如一平板內切換(IPS)模式以及一邊緣場切換(FFS)模式之一水平電場驅動方式中，共用電極連同畫素電極一起形成在下玻璃基板上。一行空間可以形成在上玻璃基板和下玻璃基板之間以保持液晶面板11的液晶單元之間的單元間隙衡定。
依照本發明實施例之顯示元件10可以被應用做為包含一背光液晶顯示器、一半透反射液晶顯示器、以及一反射液晶顯示器之任何類型液晶顯示器。在背光液晶顯示器和半透反射液晶顯示器中一背光單元12是必須的。背光單元12可以被應用作為一直下型背光單元或一邊緣型背光單元。
微相位延遲陣列20附著於顯示面板11之上偏振薄膜11a上。微相位延遲陣列20包含：複數個第一相位延遲RT1，第一相位延遲RT1分別形成在微相位延遲陣列20之奇數線上；以及複數個第二相位延遲RT2，第二相位延遲RT2分別形成在微相位延遲陣列20之偶數線上。第一相位延遲RT1的光吸收軸不同於第二相位延遲RT2的光吸收軸。第一相位延遲RT1與畫素陣列之奇數畫素線係相反，以及第二相位延遲RT2與畫素陣列之偶數畫素線係相反。第一相位延遲RT1將透過上偏振薄膜11a入射的線性偏振光之一相位延遲四分之一波長並傳輸它作為第一偏振光(例如，左園偏振光)。第二相位延遲RT2將透過上偏振薄膜11a入射的線性偏振光之一相位延遲四分之一波長並傳輸它作為第二偏振光(例如，右園偏振光)。
在一2D模式和一3D模式中，控制器30回應一模式選擇訊號(SEL)而控制面板驅動器40之一操作。控制器30透過諸如一觸摸屏、一螢幕顯示(OSD)、一鍵盤、一鼠標、以及一遠程控制器之一用戶介面接收模式選擇訊號SEL。控制器30響應模式選擇訊號SEL可以在一2D模式之操作和一3D模式之操作中切換。控制器30檢測編碼至一輸入影像之資料之一2D/3D標識碼，比如，能夠被編碼至一數位廣播標準之一电子节目指南(EPG)或一電子服務指南(ESG)之一2D/3D標識碼，從而區分一2D模式和一3D模式。
在3D模式中，控制器30將從一視頻資源中接收的3D影像資料分為一左眼影像之紅緑藍RGB資料和一右眼影像之紅緑藍RGB資料。然後，控制器30交替地提供對應於一水平線左眼影像之左眼影像RGB資料和對應於面板驅動器40之一水平線之右眼影像RGB影像資料。在2D模式中，控制器30依次提供從視頻資源中接收的一2D影像之RGB資料至面板驅動器40。
控制器30使用諸如一垂直同步訊號Vsync、一水平同步訊號Hsync、一資料使能訊號DE、以及一點時鐘訊號DCLK之定時訊號，產生用以控制面板驅動器40之操作時間之控制訊號。
用以控制面板驅動器40之一資料驅動器40A的操作時間之一資料控制訊號係包含一源起始脉衝SSP、一源採樣時鐘SSC、一源輸出使能訊號SOE、一極性控制訊號POL、以及類似訊號。在對應於一水平線的資料係顯示之一個水平週期內，源起始脉衝SSP表示對應於一水平線之資料之一電壓起始時間點。源採樣時鐘SSC基於其一上升沿或一下降沿控制資料之一閂鎖操作。源輸出使能訊號SOE控制資料驅動器40A之一輸出。極性控制訊號POL控制提供給顯示面板11的液晶單元之一資料電壓的極性。
用以控制面板驅動器40之一閘驅動器40B的操作時間之一閘控制訊號係包含一閘起始脉衝GSP、一閘切換時鐘GSC、一閘輸出使能訊號GOE、以及類似。閘起始脉衝GSP在一個螢幕係顯示之一個垂直週期內，表明一掃描操作之一起始水平線。閘切換計時器GSC係輸入閘驅動器40B內部之一移位暫存器並依次切換閘起始脉衝GSP。閘輸出能動GOE控制閘驅動器40B之一輸出。
控制器30將與一輸入幀頻率同步之定時訊號Vsync、Hsync、DE以及DCLK的頻率乘以N，以獲得(f×N)Hz之一幀頻，其中N係為等於或者大約2之一正整數，f係為輸入幀頻。因此，控制器30可以基於(f×N)Hz之幀頻控制面板驅動器40之操作。輸入幀頻在一相位交替線(PAL)標準中係為50Hz，在一國際電視標準委員會(NTSC)標準中係為60 Hz。
面板驅動器40係包含用以驅動顯示面板11之資料線DL之資料驅動器40A、用以驅動顯示面板11之閘線GL之閘驅動器40B、以及用以驅動顯示面板11之放電控制線之一控制電壓發生器40C。
資料驅動器40A包含複數個源驅動積體電路(IC)。每個源驅動積體電路包含一移位暫存器、一閂鎖、一數位-類比轉換器(DAC)、一輸出緩衝器等。資料驅動器40A回應資料控制訊號SSP、SSC和SOE，鎖存2D或3D影像之RGB資料。資料驅動器40A回應極性控制訊號POL，將2D或3D影像之RGB資料轉換為類比正、反伽玛補償電壓，並轉化資料電壓的極性。資料驅動器40A輸出資料電壓至資料線DL，進而資料電壓與從閘驅動器40B所輸出之一掃描脉衝(或一閘脉衝)同步。資料驅動器40A之源驅動積體電路可以透過一帶式自動接合(TAB)製程結合至顯示面板11之下玻璃基板。
閘驅動器40B回應閘控制訊號GSP、GSC以及GOE產生掃描脉衝，掃描脉衝在一閘高壓和一閘低電壓之間搖擺。閘驅動器40B回應閘控制訊號GSP、GSC以及GOE，以一線連續形式提供掃描脉衝給閘線GL。閘驅動器40B包含一閘移位暫存器陣列等。閘驅動器40B之閘移位暫存器陣列以一板內閘極(GIP)方式，可以形成在畫素陣列係形成之顯示面板11的一顯示區域之外側之一非顯示區域中。以板內閘極方式，包含在閘移位暫存器器陣列中之複數個閘移位暫存器在畫素陣列的一薄膜電晶體(TFT)製程中可以沿著畫素陣列形成。
控制電壓發生器40C產生第一DC控制電壓LCV1和第二DC控制電壓LCV2，並回應模式選擇訊號SEL選擇性地提供第一DC控制電壓LCV1和第二DC控制電壓LCV2給放電控制線。第一DC控制電壓LCV1以一關位準產生，以及第二DC控制電壓LCV2以一略開位準產生，略開位準高於關位準並低於一全開位準。進一步地，第二DC控制電壓LCV2係位於高於共用電壓Vcom之一電壓位準。第一DC控制電壓LCV1和第二DC控制電壓LCV2施加於「第8圖」所示之一放電控制開關DST之一閘極，並因此打開或關閉放電控制開關DST之一電流路徑操作。
偏振眼鏡50包含具有一左眼偏振濾光片之一左眼眼鏡50L以及具有一右眼偏振濾光片之一右眼眼鏡50R。左眼偏振濾光片係具有與微相位延遲陣列20之第一相位延遲RT1之相同光吸收軸，以及右眼偏振濾光片係具有與微相位延遲陣列20之第二相位延遲RT2之相同光吸收軸。例如，一左圓偏振濾光片可以選擇作為偏振眼鏡50之左眼偏振濾光片，以及一右循環偏振濾光片可以選擇作為偏振眼鏡50之右眼偏振濾光片。一使用者可以透過偏振眼鏡50觀看3D影像，3D影像以一空分方式顯示在顯示元件10上。
「第5圖」係顯示「第4圖」所示之複數個單位子畫素PIX之一個。
如「第5圖」所示，單位子畫素PIX包含一紅色(R)子畫素SPr、一綠色(G)子畫素SPg、以及一藍色(B)子畫素SPb。
R子畫素SPr包含一紅色(R)主要顯示單元SPr1和一紅色(R)附加顯示單元SPr2，並具有插入在它們兩者之間之一第一閘線GL1和一放電控制線CONL。當閘高壓施加至第一閘線GL1時，R主要顯示單元SPr1和R附加顯示單元SPr2電連接至一第一資料線DL1。當第二DC控制電壓LCV2施加至放電控制線CONL時，R附加顯示單元SPr2電連接至一共用線CL。
綠色(G子畫素SPg包含一綠色(G)主要顯示單元SPg1和一綠色(G)附加顯示單元SPg2，並具有插入在它們兩者之間之第一閘線GL1和放電控制線CONL。當閘高壓施加至第一閘線GL1時，G主要顯示單元SPg1和G附加顯示單元SPg2電連接至一第二資料線DL2。當第二DC控制電壓LCV2施加至放電控制線CONL時，G附加顯示單元SPg2電連接至共用線CL。
B子畫素SPb包含一藍色(B)主要顯示單元SPb1和一藍色(B)附加顯示單元SPb2，並具有插入在它們兩者之間之第一閘線BL1和放電控制線CONL。當閘高壓施加至第一閘線GL1時，B主要顯示單元SPb1和B附加顯示單元SPb2電連接至一第三資料線DL3。當第二DC控制電壓LCV2施加至放電控制線CONL時，B附加顯示單元SPb2電連接至共用線CL。
在2D模式中，附加顯示單元SPr2、SPg2和SPb2顯示與主要顯示單元SPr1、SPg1和SPb1相同的2D影像。另外一方面，在3D模式中，附加顯示單元SPr2、SPg2和SPb2顯示與主要顯示單元SPr1、SPg1和SPb1不同之一黑色影像。因此，附加顯示單元SPr2、SPg2和SPb2在沒有降低一2D影像之亮度情況下，拓寬3D影像之一垂直視角。
「第6圖」係顯示「第4圖」所示之控制電壓發生器40C之一細節圖配置；「第7圖」係顯示第一控制電壓和第二控制電壓之位準。
如「第6圖」所示，控制電壓發生器40C包含一直流-直流(DC-DC)發生器402和一多路器404。
DC-DC發生器402使用一輸入DC電源產生第一DC控制電壓LCV1和第二DC控制電壓LCV2。
如「第7圖」所示，第一DC控制電壓LCV1可以產生與一掃描脉衝SP之一閘低壓VGL相同之電壓位準。當能夠關閉一開關(「第7圖」之ST1或ST2)之掃描脉衝SP之閘低壓VGL係大約-5V時，第一DC控制電壓LCV1可以係為大約-5V或更少。
如「第7圖」所示，第二DC控制電壓LCV2可以產生具有大於共用電壓Vcom和小於掃描脉衝SP之閘低壓VGL之一電壓位準。因此，第二DC控制電壓LCV2可以具有在閘高壓VGH和共用電壓Vcom之間之一適當電壓位準，進而它能夠以一略開位準保持放電控制開關DST之一開狀態。當共用電壓Vcom係大約7.5V且能夠全打開開關(「第8圖」之ST1或ST2)之掃描脉衝SP之閘高壓VGH係大約28V時，第二DC控制電壓LCV2可以係大約8V至12V，優選地，大約10V。
多路器404回應模式選擇訊號SEL，可選擇地輸出第一DC控制電壓LCV1以及第二DC控制電壓LCV2給放電控制線。多路器404在2D模式中輸出第一DC控制電壓LCV1和在3D模式中輸出第二DC控制電壓LCV2。
第一DC控制電壓LCV1和第二DC控制電壓LCV2控制放電控制開關DST之操作。使用第一DC控制電壓LCV1和第二DC控制電壓LCV2去控制放電控制開關DST之操作之一理由係為去除由「第16圖」至「第18圖」中所示之一反彈電壓所引起的副作用。當一液晶(LC)電容器之一畫素電壓在連接至液晶(LC)電容器之開關從一打開狀態轉換至一關閉狀態並由一電壓變化量ΔVP所改變的時候不能保持在一充電位準(或一放電位準)時，反彈電壓表示電壓變化量ΔVP。反彈電壓係產生之一原因係因為施加於開關之一閘極之控制電壓係具有一脉衝形式。反彈電壓之大小與開關之一閘-源極寄生電阻以及開關之一閘開電壓和一閘關電壓之一差值成比例。
「第8圖」係顯示「第5圖」所示之一R子畫素SPr之一連接配置；「第9圖」係顯示在各個驅動模式中之一R子畫素SPr之一充電波形和一放電波形；「第10圖」係顯示一透射率和在一畫素電極與一共用電壓之間的一電壓差之一關係曲綫圖。「第11圖」至「第13圖」闡述了取決於「第9圖」所示之充電波形之一操作效果。既然G子畫素SPg和B子畫素SPb之連接配置和操作效果大體上與R子畫素SPr相同，一進步地的描述可以忽略或者可以完全省略。
如「第8圖」所示，R子畫素SPr係包含R主要顯示單元SPr1和R附加顯示單元SPr2，並具有插入在兩者之間之第一閘線GL1。
R主要顯示單元SPr1係包含一第一畫素電極Ep1、與第一畫素電極Ep1相反之一第一共用電極Ec1以構成一第一LC電容器Clc1、以及一第一存儲電容器Cst1。第一畫素電極Ep1透過一第一開關ST1係連接至第一資料線DL1。第一開關ST1回應於一掃描脉衝SP1被打開並且因此施加第一資料線DL上之一資料電壓Vdata至第一畫素電極Ep1。第一開關ST1之一閘極係連接至第一閘線GL1，第一開關ST1之一源極係連接至第一資料線DL1，以及第一開關ST1之一汲極係連接至第一畫素電極Ep1。第一共用電極Ec1係連接至向共用電壓Vcom充電之共用線CL。第一存儲電容器Cst1由第一畫素電極Ep1和共用線CL之一重疊部份和插入在兩者之間之一絕緣層所形成。
R附加顯示單元SPr2係包含一第二畫素電極Ep2、與第二畫素電極Ep2相反之一第二共用電極Ec2以構成一第二LC電容器Clc2、以及一第二存儲電容器Cst2。第二畫素電極Ep2透過一第二開關ST2係連接至第一資料線DL1。第二開關ST2回應於一掃描脉衝SP1被打開並且因此施加第二資料線DL上之一資料電壓Vdata至第二畫素電極Ep2。第二開關ST2之一閘極係連接之第二閘線GL1，第二開關ST2之一源極係連接至第二資料線DL1，以及第二開關ST2之一汲極係連接至第二畫素電極Ep2。第二共用電極Ec2係連接至向共用電壓Vcom充電之共用線CL。第二存儲電容器Cst2由第二畫素電極Ep2和共用線CL之一重疊部份和插入在兩者之間之一絕緣層所形成。
第二畫素電極Ep2透過放電控制開關DST係連接至共用線CL。放電控制開關DST選擇性地回應第一DC控制電壓LCV1和第二DC控制電壓LCV2打開或關閉第二畫素電極Ep2和共用線CL之間之一電流通道。放電控制開關DST之一閘極係連接至放電控制線CONL，放電控制開關DST之一源極係連接至第二畫素電極Ep2，以及放電控制開關DST之一汲極係連接至共用線CL。當第一DC控制電壓LCV1施加於放電控制線CONL時，放電控制開關DST完全關閉放電控制開關DST之一源-汲極通道，並切斷第二畫素電極Ep2和共用線CL之間之一電流路徑。當第二DC控制電壓LCV2施加於放電控制線CONL時，放電控制開關DST部份地打開放電控制開關DST之源-汲極通道，並部份地允許第二畫素電極Ep2和共用線CL兩者之間之電流路徑。
放電控制開關DST係設計，進而其具有與第一開關ST1和第二開關ST2相同之通道電容。因此，透過施加小於閘高壓VGH之第二DC控制電壓LCV2至放電控制線CONL，放電控制開關DST之開狀態具有低於全開位準之略開位準。即使第二開關ST2和放電控制開關DST係同時打開，第二開關ST2之一通道電阻係大於放電控制開關DST之一通道電阻。因此，流入放電控制開關DST之一電流總量係少於流入第二開關ST2之一電流總量。
具有上面所描述的連接配置之R子畫素SPr之一操作和一操作效果將在下文進行描述。
在一2D模式中，放電控制開關DST在T1和T2週期，回應第二DC控制電壓LCV1而連續地保持在關閉狀態。
在T1週期，第一開關ST1和第二開關ST回應掃描脉衝SP1以全開位準係同時打開，並以相同的電壓位準被輸入作為閘高壓VGH。
R主顯示單元SPr1之第一畫素電極Ep1由於第一開關ST1之打開狀態，被充電為一第一畫素電壓Vp1以作為用以2D影像之顯示器之資料電壓Vdata。R附加顯示單元SPr2之第二畫素電極Ep2由於第二開關ST2之打開操作，被充電為一第二畫素電壓Vp2以作為用以2D影像之顯示器之資料電壓Vdata。因為第一開關ST1和第二開關ST2以相同的方式而設計，第二畫素電壓Vp2大體上等於第一畫素電壓Vp1。
在T2週期，第一開關ST1和第二開關ST2回應於掃描脉衝SP1係同時關閉，其中掃描脉衝SP1以與閘低電壓VGL相同的電壓位準被輸入。
第一畫素電壓Vp1，由於第一開關ST1之關閉操作，已充電至R主要顯示單元SPr1之第一畫素電極Ep1，並由於反彈電壓之一影響而被ΔVP1改變，然後透過第一存儲電容器Cst1維持在一切換電壓位準。第二畫素電壓Vp2，由於第二開關ST2之關閉操作，已充電至R附加顯示單元SPr2之第二畫素電極Ep2，並由於反彈電壓之一影響而被ΔVP1改變，然後透過第二存儲電容器Cst2維持在一切換電壓位準。
在T1和T2週期，共用電壓Vcom施加於R主要顯示單元SPr1之第一共用電極Ec1以及R附加顯示單元SPr2之第二共用電極Ec2。第一畫素電壓Vp1和共用電壓Vcom之間之一差值大體上與第二畫素電壓Vp2和共用電壓Vcom之間之一差值大體上相等。畫素電極和共用電極之一電壓差與一透射率係具有如「第10圖」所示之一比例關係。因此，如「第11圖」所示，R主要顯示單元SPr1和R附加顯示單元SPr2顯示相同灰階之2D影像。顯示在R附加顯示單元SPr2之2D影像起到增加2D影像之亮度的作用。
在3D模式中R子畫素SPr之一操作和一操作效果參考「第14A圖」和「第14B圖」進行描述如下。
在3D模式中，在T1和T2週期，放電控制開關DST回應於第二DC控制電壓LCV2係連續保持在略開位準之一開狀態。
在T1週期，第一開關ST1和第二開關ST回應於掃描脉衝SP1以全開位準係同時打開，其中掃描脉衝SP1以與閘高壓VGH相同的電壓位準被輸入。
R主顯示單元SPr1之第一畫素電極Ep1由於第一開關ST1之打開狀態，被充電至第一畫素電壓Vp1以作為用以3D影像之顯示器之資料電壓Vdata。R附加顯示單元SPr2之第二畫素電極Ep2由於第二開關ST2之打開操作，被充電至第二畫素電壓Vp2以作為用以3D影像之顯示器之資料電壓Vdata。如「第14A圖」所示，在T1週期，具有全開位準之開狀態之第二開關ST2之一通道電阻R(ST2)比具有略開位準之開狀態之放電控制開關DST之一通道電阻R(DST)要小得多。因此，進入第二畫素電極Ep2之一充電電流遠遠大於從第二畫素電極Ep2釋放之一放電電流。因此，由於具有略開位準之開狀態之放電控制開關DST很難在T1週期影響第二畫素電壓Vp2之充電特性，所以第二畫素電壓Vp2被充電至與第一畫素電壓Vp1相似之電壓位準。
在T2週期，第一開關ST1和第二開關ST回應於掃描脉衝SP1係同時關閉，掃描脉衝SP係以與閘低電壓VGL相同的電壓位準被輸入。
第一畫素電壓Vp1，由於第一開關ST1之關閉操作，已經被充電至R主要顯示單元SPr1之第一畫素電極Ep1，並由於反彈電壓之一影響而被ΔVP1改變，然後透過第一存儲電容器Cst1維持在一切換電壓位準。第二畫素電壓Vp2，由於第二開關ST2之關閉操作，已經被充電至R附加顯示單元SPr2之第二畫素電極Ep2，並由於反彈電壓之一影響而被ΔVP1改變，然後透過第二存儲電容器Cst2維持在一切換電壓位準。進一步地，如「第14B圖」所示，在一預設時間週期內，由於放電電流從第二畫素電極Ep2所釋放，第二畫素電壓Vp2被放電至與共用電壓Vcom相同的電壓位準。在「第14B圖」中，具有略開位準之開狀態的放電控制開關DST之通道電阻R(DST)係遠小於具有關狀態的第二開關ST2之通道電阻R(ST2)。因此，從第二畫素電極Ep2所釋放之放電電流係遠大於進入第二畫素電極Ep2中之一漏電電流。第二畫素電壓Vp2，其放電已經完全完成，並不會被「第16圖」所示之一反彈電壓ΔVP2所影響，並透過第二存儲電容器Cst2，以與共用電壓Vcom相同的電壓位準而維持。
在T1和T2週期內，共用電壓Vcom施加於R主要顯示單元SPr1之第一共用電極Ec1以及R附加顯示單元SPr2之第二共用電極Ec2。與第一畫素電壓Vp1和共用電壓Vcom之間的差值不同，第二畫素電壓Vp2和共用電壓Vcom之間之一差值大體上為零。因此，依照「第10圖」所示之電壓透射率差值特性，如「第12圖」所示，R主要顯示單元SPr1顯示一預定灰階之3D影像，以及R附加顯示單元SPr2顯示一黑色灰階之3D影像。因此，R附加顯示單元SPr2作為一主動黑條。
如「第13圖」所示，顯示在R附加顯示單元SPr2之黑色影像增加3D影像(即左眼影像L和右眼影像R)之間之一顯示距離D，其中3D影像在一垂直方向上係互相毗鄰。因此，在沒有一單獨的黑條圖案之情況下，可以透過黑色影像而較寬地獲得沒有產生一二重像之3D垂直視角。
「第15圖」係顯示在一3D模式中之一仿真結果。
在「第15圖」所顯示之仿真結果中，在大約28V之閘高壓和7.5V之共用電壓Vcom兩者之間，選擇大約10V之第二DC控制電壓LCV2。在這種情況下，依照本發明之實施例，第二畫素電壓Vp2，其放電在T2週期內已經完成，可以維持在與共用電壓Vcom相同之電壓位準，而沒有被反彈電壓所影響，而在T1週期內，不會降低第二畫素電壓Vp2之充電性能(即，同時在T1週期，第二畫素電壓Vp2被充電至類似於第二畫素電壓Vp1之電壓位準)。
「第16圖」、「第17圖」和「第18圖」係顯示在一3D模式中，當基於「第8圖」所示之一子畫素電路將一脉衝形式之一控制電壓施加於一放電控制開關之一閘極上時產生之副作用。
依照本發明實施例，與「第9圖」所示之波形不同，如「第16圖」所示，一脉衝形式之一控制電壓VCT被提供。也就是，具有與閘高壓VGH相同之電壓位準之控制電壓VCT只在一T3週期內被提供，並且具有與閘低壓VGL相同之電壓位準之控制電壓VCT在剩下的T1、T2和T4週期被提供。
與本發明的實施例不同，在「第16圖」中所示之波形中，當放電控制開關從開狀態轉變為關狀態時，第二畫素電壓Vp2不能維持在放電電壓位準(即共用電壓Vcom之位準)，並每次(即，從週期T3轉換為週期T4時)由於反彈電壓之影響，而透過ΔVP2改變至位於共用電壓Vcom之下。依照「第10圖」所示之電壓透射率差值特性，隨著電壓差值增加，透射率增加。因此，如「第17圖」所示，不得不在T4週期顯示黑色影像之附加顯示單元SPr2，對應於電壓切換量ΔVP2傳輸光線並顯示一灰色影像。
如「第18圖」所示，在單位子畫素PIX1、PIX2和PIX3中，當附加顯示單元在3D模式中不能充當黑條時，左眼影像L1之一洩露光線穿過第二相位延遲RT2，並與右眼影像R1相混合。換句話所，左眼影像L1之洩露光線相當於右園偏振光之一干擾量R1’，並與右眼影像R1所混合。進一步地，右眼影像R1之一洩露光線穿過第一相位延遲RT1，並與右眼影像L2相混合。換句話說，右眼影像之洩露光線R1相當於左園偏振光之一干擾量L2’，並與左眼影像L2所混合。由於洩露光線R1’和洩露光線L2’引起3D二重像，因此在「第16圖」之波形中，很難拓寬3D影像之垂直視角α。在「第18圖」中，標號“CTXL1”表示引起3D二重像之左眼影像L1之洩漏光線，標號“CTXR1”表示引起3D二重像之右眼影像R1之洩漏光線。在「第18圖」中，標號“CT”表示由於洩漏光線所引起的3D二重像。
如上所述，依照本發明實施例之影像顯示裝置劃分每個子畫素為主要顯示單元和附加顯示單元，並使用DC位準之控制電壓控制放電控制開關，進而附加顯示單元用作主動黑條。因此，依照本發明實施例之影像顯示裝置在沒有降低2D影像之亮度條件下，能夠獲得較寬的3D影像之垂直視角。
雖然本發明之實施例以示例性之實施例揭露如上，然而本領域之技術人員應當意識到在不脫離本發明所附之申請專利範圍所揭示之本發明之精神和範圍的情況下，所作之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍之內。特別是可在本說明書、圖式部份及所附之申請專利範圍中進行構成部份與/或組合方式的不同變化及修改。除了構成部份與/或組合方式的變化及修改外，本領域之技術人員也應當意識到構成部份與/或組合方式的交替使用。
1．．．顯示面板
10．．．顯示元件
11．．．顯示面板
11a．．．上偏振薄膜
11b．．．下偏振薄膜
12．．．背光單元
2．．．微相位延遲陣列
20．．．微相位延遲陣列
2D．．．二維平面
3．．．偏振眼鏡
30．．．控制器
3D．．．三維立體
40．．．面板驅動器
402．．．直流-直流發生器
404．．．多路器
40A．．．資料驅動器
40B．．．閘驅動器
40C．．．控制電壓發生器
50．．．偏振眼鏡
50L．．．左眼眼鏡
50R．．．右眼眼鏡
BS．．．黑條
CL．．．共用線
Clc1．．．第一LC電容器
Clc2．．．第二LC電容器
CONL．．．放電控制線
Cst1．．．第一存儲電容
Cst2．．．第二存儲電容器
D．．．顯示距離
DL．．．資料線
DL1．．．第一資料線
DL2．．．第二資料線
DL3．．．第三資料線
DST．．．放電控制開關
Ec1．．．第一共用電極
Ec2．．．第二共用電極
Ep1．．．第一畫素電極
Ep2．．．第二畫素電極
GL．．．閘線
GL1．．．第一閘線
GOE．．．閘輸出使能訊號
GSC．．．閘切換時鐘
GSP．．．閘起始脉衝
L．．．左眼影像
LCV1．．．第一DC控制電壓
LCV2．．．第二DC控制電壓
PIX．．．單位子畫素
POL．．．極性控制訊號
R．．．右眼影像
R(DST)．．．通道電阻
R(ST2)．．．通道電阻
RT1．．．第一相位延遲
RT2．．．第二相位延遲
SEL．．．模式選擇訊號
SOE．．．源輸出使能訊號
SP．．．掃描脉衝
SP1．．．掃描脉衝
SPb．．．藍色子畫素
SPb1．．．藍色主要顯示單元
SPb2．．．藍色附加顯示單元
SPg．．．綠色子畫素
SPg1．．．綠色主要顯示單元
SPg2．．．綠色附加顯示單元
SPr．．．紅色子畫素
SPr1．．．紅色主要顯示單元
SPr2．．．紅色附加顯示單元
SSC．．．源採樣時鐘
SSP．．．源起始脉衝
ST1．．．第一開關
ST2．．．第二開關
T1．．．週期
T2．．．週期
Vcom．．．共用電壓
VCT．．．控制電壓
Vdata．．．資料電壓
VGH．．．閘高壓
VGL．．．閘低壓
Vp1．．．第一畫素電壓
Vp2．．．第二畫素電壓
△Vp1．．．電壓切換量
△Vp2．．．電壓切換量
Vsync．．．垂直同步訊號
Hsync．．．水平同步訊號
DE．．．資料使能訊號
DCLK．．．點時鐘
PIX1．．．單位子畫素
PIX2．．．單位子畫素
PIX3．．．單位子畫素
L1．．．左眼影像
R1．．．右眼影像
L2．．．左眼影像
R1’．．．洩漏光線(干擾量)
‘L2’．．．洩漏光線(干擾量)
α．．．垂直視角
CTXR1．．．引起3D二重像之左眼影像L1之洩漏光線
CTXR2．．．引起3D二重像之右眼影像R1之洩漏光線
CT．．．由於洩漏光線所引起的3D二重像
第1圖係為一習知技術之偏振眼鏡型影像顯示器；
第2圖係顯示在一習知技術偏振眼鏡型影像顯示器中一2D影像之一亮度由於常常用以拓寬一垂直視角之黑條而降低；
第3圖和第4圖係為依照本發明之一典型實施例之一偏振眼鏡型影像顯示器；
第5圖係顯示第4圖所示之複數個單位子畫素之一個；
第6圖係顯示第4圖所示之一控制電壓發生器之一細節圖配置；
第7圖係顯示一第一控制電壓和一第二控制電壓之位準；
第8圖係顯示第5圖所示之一紅色子畫素之一連接配置；
第9圖係顯示在各個驅動模式中之一紅色子畫素之一充電波形和一放電波形；
第10圖係顯示一透射率和一畫素電極與一共用電壓之間的一電壓差之間一關係之一曲綫圖；
第11圖係顯示一2D模式之一紅色子畫素之一顯示狀態；
第12圖係顯示一3D模式之一紅色子畫素之一顯示狀態；
第13圖係顯示在一3D模式中附加顯示單元執行一黑條功能；
第14A圖係顯示在T1週期中一充電電流和一放電電流之相關幅度；
第14B圖係顯示在T2週期中一充電電流和一放電電流之相關幅度；
第15圖係顯示在一3D模式中之一仿真結果；
第16圖、第17圖和第18圖係顯示在一3D模式中，當基於第8圖所示之一子畫素電路施加一脉衝形式之一控制電壓於一放電控制開關之一電極上時產生之副作用。
10．．．顯示元件
11．．．顯示面板
11a．．．上偏振薄膜
11b．．．下偏振薄膜
12．．．背光單元
20．．．微相位延遲陣列
30．．．控制器
40．．．面板驅動器
50．．．偏振眼鏡
50L．．．左眼眼鏡
50R．．．右眼眼鏡
RT1．．．第一相位延遲
RT2．．．第二相位延遲
SEL．．．模式選擇訊號
Vsync．．．垂直同步訊號
Hsync．．．水平同步訊號
DE．．．資料使能訊號
DCLK．．．點時鐘

Claims (8)

  1. 一種影像顯示裝置，包含：一顯示面板，係配置以選擇性地顯示一二維(2D)影像和一三維(3D)影像，該顯示面板包含複數個子畫素；一微相位延遲陣列，係配置以將來自該顯示面板之光線劃分為第一偏振光線和第二偏振光線；以及一控制電壓發生器，係配置以產生一關位準之一第一直流電(DC)控制電壓和一略開位準之一第二DC控制電壓，該略開位準係高於該關位準並低於一全開位準，以及取決於一驅動模式，該控制電壓發生器選擇性地輸出該第一DC控制電壓和該第二DC控制電壓，其中，該些子畫素中每個包含：一主要顯示單元，係包含透過一第一開關連接至一資料線之一第一畫素電極和與該第一畫素電極相反並連接至一共用線之一第一共用電極；以及一附加顯示單元，係包含透過一第二開關連接至該資料線之一第二畫素電極、與該第二畫素電極相反並連接至該共用線之一第二共用電極、以及取決於該驅動模式，選擇性地連接該第二畫素電極至該共用線之一放電控制開關，其中，該放電控制開關在用於執行該2D影像之一2D模式中，透過該第一DC控制電壓而關閉，並在用於執行該3D模式之一3D模式中，透過該第二DC控制電壓而略微打開， 其中，該控制電壓發生器用以在該2D模式中保持該第一DC控制電壓並在該3D模式中保持該第二DC控制電壓。
  2. 如請求項第1項所述之影像顯示裝置，其中該顯示面板更包含被該第一DC控制電壓和該第二DC控制電壓選擇性地所施加之一放電控制線，其中，該放電控制開關具有連接至該放電控制線之一閘極、連接至該第二畫素電極之一源極、以及連接至充電到一共用電壓之該共用線之一汲極。
  3. 如請求項第2項所述之影像顯示裝置，其中，在該2D模式中，該放電控制開關阻擋該第二畫素電極和該共用線兩者之間之一電流通道，其中，在該3D模式中，該放電控制開關允許該第二畫素電極和該共用線兩者之間之該電流通道，以及放電該第二畫素電極，進而充電至該第二畫素電極之一電壓趨於與該共用電壓相同的電壓位準。
  4. 如請求項第2項所述之影像顯示裝置，其中該略開位準之該第二DC控制電壓係大於該共用電壓。
  5. 如請求項第1項所述之影像顯示裝置，其中該第一開關和該第二開關係連接至相同的閘線，並回應於施加該相同閘線之一掃描脉衝而同時打開和關閉。
  6. 如請求項第1項所述之影像顯示裝置，其中隨著該主要顯示單 元之該第一畫素電極和該第一共用電極之一電壓差增加，該主要顯示單元之一透射率增加，其中，隨著該附加顯示單元之該第二畫素電極和該第二共用電極之一電壓差增加，該附加顯示單元之一透射率增加。
  7. 如請求項第6項所述之影像顯示裝置，其中，在該2D模式中，該主要顯示單元和該附加顯示單元顯示相同的2D影像，其中，在該3D模式中，該主要顯示單元顯示該3D影像，該附加顯示單元顯示一黑色影像。
  8. 如請求項第2項所述之影像顯示裝置，其中該控制電壓發生器包含：一直流-直流(DC-DC)發生器，係配置以使用一輸入DC電壓源產生該第一DC控制電壓和該第二DC控制電壓；以及一多路器，係配置以回應於一模式選擇訊號，選擇性地輸出該第一DC控制電壓和該第二DC控制電壓至該放電控制線。
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