根据本发明的三维显示设备包括：面板，其对图像进行分时，并且显示左眼图像和右眼图像；面板控制单元，其用于通过将包括竖直信号和水平信号的显示控制信号施加给所述面板来控制所述面板；栅栏，其面向所述面板，并且将所述面板的图像分成用户的左眼图像和右眼图像；以及栅栏控制单元，其用于控制所述栅栏。所述面板可以在纵向型视图的第一模式和横向型视图的第二模式之间转换，并且所述栅栏可以对应于所述面板的模式转换进行操作。
三维显示设备及其驱动方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种三维显示设备，具体地，涉及一种使用视差栅栏的自动立体三维显示设备及其驱动方法。
背景技术
[0002] 三维显示设备可以分为立体显示设备或自动立体显示设备，其中，对于立体显示设备，用户需要佩戴诸如偏光眼镜之类的观看辅助工具；对于自动立体显示设备，用户不需要佩戴这种观看辅助工具就可以看见所希望的三维图像。
[0003] 普通的自动立体显示设备采用光学分离元件，例如多透镜、视差栅栏、或者微透镜阵列，以便从空间上分离或隔离分别沿用户的左右眼方向显示于图像显示单元的左眼图像部分和右眼图像部分。
[0004] 具体地，视差栅栏可以形成有采用传输型液晶显示器的液晶快门，在这种情况下，它可以在二维模式和三维模式之间转换。因此，视差栅栏可应用于便携式电脑或蜂窝电话。
[0005] 视差栅栏包括条形的光拦截部分和光传输部分。视差栅栏通过光传输部分选择性地将显示于图像显示单元的左眼图像和右眼图像分开，以便左右眼图像可以分别提供给用户的左右眼。
[0006] 通常，视差栅栏型三维显示设备从空间上分离左右眼图像。
[0007] 然而，由这种显示设备产生的三维图像的分辨率只有由这种显示设备产生的二维图像的分辨率的一半精细，因为后者的右眼图像和左眼图像被提供给相应用户的眼睛。
[0008] 近来，可以通过旋转显示设备来提供纵向型视图和横向型视图的显示设备已经发展起来。
[0009] 然而，传统的视差栅栏仅仅适于提供纵向型视图或横向视图之一。
发明内容
[0010] 本发明的目的在于提供一种三维显示设备和一种三维显示设备的驱动方法，其中，当所述三维显示设备被定向以提供纵向型视图，以及被定向以提供横向型视图时，该设备能够显示具有高分辨率的三维图像。
[0011] 根据本发明的三维显示设备包括：面板，其适于将图像分时，并且适于显示左右眼图像；面板控制单元，其用于通过将包括竖直信号和水平信号的显示控制信号施加给面板来控制所述面板；栅栏，其面向所述面板，并且将所述面板的图像分成左右眼图像；以及用于控制所述栅栏的栅栏控制单元。面板适于定向在提供纵向型视图的第一模式，并适于定向在提供横向型视图的第二模式，并且栅栏可以对应于面板的定向模式进行操作。
[0012] 栅栏可以包括：第一基板；在所述第一基板上沿第一方向排列的多个第一电极；在所述第一基板上、第一电极之间排列的多个第二电极；面向所述第一基板的第二基板；
在所述第二基板上沿垂直于所述第一方向的第二方向排列的多个第三电极；在所述第二基板上、第三电极之间排列的多个第四电极；和位于所述第一基板和第二基板之间的液晶层。
[0013] 所述栅栏控制单元可以根据与竖直信号同步的栅栏控制信号，适于将基准电压或驱动电压施加给所述第一电极、第二电极、第三电极和第四电极。
[0014] 竖直信号可以在第一时间段具有较高的电平电压；在所述第一时间段之后的第二时间段具有较低的电平电压；在所述第二时间段之后的第三时间段具有所述较高的电平电压；并在所述第三时间段之后的第四时间段具有所述较低的电平电压。所述第一时间段、第二时间段、第三时间段和第四时间段构成可重复的周期。
[0015] 在第一时间段中，面板可以显示包括以第一图案形成的左右眼图像的第一图像；在第三时间段中，面板可以显示包括以第二图案形成的左右眼图像的第二图像。第二图案与第一图案相反。
[0016] 当面板定向在所述第一模式时，分别对应于第三电极和第四电极的多个第一像素列和多个第二像素列可以在面板上沿着第二方向排列，并且沿第一方向交替且重复地排列。
[0017] 在第一时间段中，第一图像的左眼图像和右眼图像可以被分别显示在第一像素列和第二像素列上。
[0018] 在第三时间段中，第二图像的右眼图像和左眼图像可以被分别显示在第一像素列和第二像素列上。
[0019] 当面板被定向在第二模式时，分别对应于第一电极和第二电极的多个第一像素行和多个第二像素行可以在面板上沿着第二方向排列，并且沿第一方向交替且重复地排列。
[0020] 在第一时间段中，第一图像的左眼图像和右眼图像可以被分别显示在第一像素行和第二像素行上。
[0021] 在第三时间段中，第二图像的右眼图像和左眼图像可以被分别显示在第一像素行和第二像素行上。
[0022] 当面板被定向在第一模式时，在第一时间段、第二时间段、第三时间段和第四时间段，基准电压可以被施加给第一电极和第二电极。
[0023] 驱动电压可以在第一时间段施加给第三电极，在第三时间段施加给第四电极。
[0024] 当面板被定向在第二模式时，在第一时间段、第二时间段、第三时间段和第四时间段，基准电压可以被施加给第三电极和第四电极。
[0025] 驱动电压可以在第一时间段施加给第一电极，在第三时间段施加给第二电极。
[0026] 栅栏可以进一步包括：用于将第一电极彼此电连接的第一连接电极；用于将第二电极彼此电连接的第二连接电极；用于将第三电极彼此电连接的第三连接电极；和用于将第四电极彼此电连接的第四连接电极。
[0027] 面板可以通过子像素单元将图像分成左右眼图像。
[0028] 面板可以通过像素单元将图像分成左右眼图像。
[0029] 根据本发明的三维显示设备的驱动方法包括：向面板和栅栏控制单元施加显示控制信号；向栅栏施加栅栏驱动信号；根据栅栏驱动信号，将基准电压或驱动电压施加给栅栏的电极；根据液晶层基于驱动电压的施加所作的操作，在栅栏上形成光传输部分和光拦截部分；并且在面板上展示显示控制信号。通过示例的方式，显示控制信号可以包括图像信号(例如R、G和B数据)、水平信号和竖直信号。
[0030] 基准电压可以是接地电压，驱动电压可以是预定的正电压或负电压。
[0031] 驱动电压可以以预定的频率在正电平和负电平之间交替更迭。
附图说明
[0032] 图1是根据本发明示例性实施例的三维显示设备的示意性框图。
[0033] 图2是根据本发明示例性实施例的三维显示设备的栅栏的局部剖视图。
[0034] 图3是形成于第一基板上的第一电极和第二电极的俯视图。
[0035] 图4是形成于第二基板上的第三电极和第四电极的俯视图。
[0036] 图5是以第一模式操作的电子设备的透视图，其中根据本发明示例性实施例的三维显示设备用于该第一模式。
[0037] 图6示出当三维显示设备被定向在第一模式时，竖直信号和被施加到第三电极和第四电极的电压之间的关系。
[0038] 图7A是表示在第一模式下第一时间段中的像素阵列的示意图。
[0039] 图7B是表示在第一模式下第三时间段中的像素阵列的示意图。
[0040] 图8A是表示在第一模式下第一电极和第二电极的操作的示意图。
[0041] 图8B是表示在第一模式下第三电极和第四电极的操作的示意图。
[0042] 图9是以第二模式操作的电子设备的透视图，其中根据本发明示例性实施例的三维显示设备用于该第二模式。
[0043] 图10示出当三维显示设备被定向在第二模式时，竖直信号和施加到第一电极和第二电极的电压之间的关系。
[0044] 图11A是表示在第二模式下第一时间段中的像素阵列的示意图。
[0045] 图11B是表示在第二模式下第三时间段中的像素阵列的示意图。
[0046] 图12A是表示在第二模式下第一电极和第二电极的操作的示意图。
[0047] 图12B是表示在第二模式下第三电极和第四电极的操作的示意图。
具体实施方式
[0048] 本发明将在下文中参照附图进行更充分的描述，其中示出有本发明的特定的示例性实施例。
[0049] 图1是根据本发明示例性实施例的三维显示设备的示意性框图。如图1所示，三维显示设备包括面板100、面板控制单元110、栅栏200和栅栏控制单元210。
[0050] 包括有图像信号(例如，R、G和B数据)、水平信号和竖直信号的显示控制信号D被面板控制单元110输入到栅栏控制单元210和面板100的每一个中。
[0051] 面板100根据由面板控制单元110输入的显示控制信号D，显示具有特定的或者预定的图案的左右眼图像。
[0052] 在本发明的示例性实施例中，左右眼图像的图案彼此不同的第一图像和第二图像，以一频率重复显示，该频率可以是预定的。
[0053] 任何合适的显示设备可以被使用作为面板100。例如，面板100可以形成有阴极射线管、液晶显示器、等离子体显示面板、场致发射显示设备、有机电致发光显示设备、或任何其它合适的一种或多种显示设备。
[0054] 栅栏控制单元210接收来自面板控制单元110的显示控制信号D，并且对栅栏200进行操作。
[0055] 栅栏200的电极以如下方式形成(或排列)：即，能在第一模式M1操作期间分开右眼图像和左眼图像以提供纵向型视图，并且能在第二模式M2操作期间分开右眼图像和左眼图像以提供横向型视图。
[0056] 下文中将参考附图更为充分地描述电极的布置。
[0057] 图2示出根据本发明示例性实施例的三维显示设备的栅栏200的局部剖视图。如图2所示，栅栏200包括第一基板10和第二基板12，它们之间间隔有特定的或预定的距离。第一基板10和第二基板12可以形成为矩形的玻璃基板。
[0058] 在第一基板10和第二基板12各自的内表面上，形成有用于操作位于第一基板10和第二基板12之间的液晶22的多个电极。
[0059] 第一电极14和第二电极16(例如，如图3所示)形成于第一基板10上，并且第三电极18和第四电极20形成于第二基板12上。
[0060] 第一电极14、第二电极16、第三电极18和第四电极20可以形成有诸如氧化铟锡(ITO)之类的透明物质。这些电极的结构将在下文中更为充分地描述。
[0061] 图3是第一基板上的第一电极和第二电极的俯视图。如图3所示，第一电极14被形成为沿着与第一基板10的较短一边相对应的第一方向(图3的X轴方向)在第一基板10上延伸。
[0062] 第一电极14以条形图案在第一基板10上间隔(例如，预定间隔)形成。
[0063] 另外，电连接第一电极14的第一连接电极14a形成于第一基板10上，沿着垂直于第一方向的第二方向(图3的Y轴方向)延伸，并且第一连接电极14a被连接到每个第一电极14的一端。
[0064] 采用与第一电极14和第一连接电极14a基本上相同的布置方式，第二电极16和电连接到第二电极16的第二连接电极16a形成在第一基板10上。具体地，第二电极16形成于第一基板10上，沿着第一方向延伸，并且以条形图案设置于第一电极14之间。
[0065] 另外，第二连接电极16a形成于第一基板10上，沿着垂直于第一方向的第二方向延伸，并且连接到每个第二电极16的一端。
[0066] 形成于第一基板10上的第一电极14和第二电极16以及第一连接电极14a和第二连接电极16a，基本上覆盖了对应于面板100的有效显示区域的第一基板10的所有内表面区域，覆盖面不包括形成于第一电极14和第二电极16之间的间隙。
[0067] 图4是形成于第二基板12上的第三电极和第四电极的俯视图。如图4所示，第三电极18和第四电极20，以及连接第三电极18的第三连接电极18a和连接第四电极20的第四连接电极20a形成在第二基板12上。
[0068] 第三电极18和第四电极20被设置为沿着垂直于第一方向(图4中X轴方向)的第二方向(图4中的Y轴方向)延伸，并且被布置成条形图案。
[0069] 更具体地，当第一基板10和第二基板12被布置成彼此相对时，第一电极14和第二电极16以及第三电极18和第四电极20被布置为彼此垂直。
[0070] 形成于第二基板12上的第三电极18和第四电极20以及第三连接电极18a和第四连接电极20a基本上覆盖了对应于面板100的有效显示区域的第二基板12的所有内表面区域，覆盖面不包括形成于第三电极18和第四电极20之间的间隙。
[0071] 下文中将更为详尽地描述一种驱动方法，该方法用于操作根据本发明示例性实施例的三维显示设备。
[0072] 图5示出了一种电子设备，其中，根据本发明示例性实施例的三维显示设备用于该电子设备。如图所示，该电子设备可以是移动电话。
[0073] 在三维显示设备以第一模式M1操作期间，面板100显示纵向型视图。通常，栅栏的操作对应于面板的定向。下文中将更加具体地描述三维显示设备的驱动方法。
[0074] 图6以图的形式示出了在第一模式M1中的竖直信号、施加到第三电极18的电压和施加到第四电极20的电压之间的关系。
[0075] 由面板控制单元110输入的竖直信号包括一系列电压。在第一时间段T1，竖直信号具有较高的电平电压。在第二时间段T2，竖直信号具有较低的电平电压。在第三时间段T3，竖直信号具有较高的电压。在第四时间段T4，竖直信号具有较低的电平电压。
[0076] 栅栏200由同步于竖直信号的栅栏驱动信号操作。也就是说，在第一时间段T1，驱动电压被施加到第三电极，而在第三时间段T3，驱动电压被施加到第四电极。
[0077] 面板以第一模式M1的操作将在下文中更为具体地进行描述。图7A和图7B每一个都示出一像素阵列。第一像素列30和第二像素列32沿着第二方向(图7A中的Y轴方向)形成，并且沿着第一方向(图7A中的X轴方向)交替并重复地排列。
[0078] 如图7A所示，在第一时间段T1，第一像素列30显示对应于左眼图像信号的左眼图像，而第二像素列32显示对应于右眼图像信号的右眼图像。更具体地，第一像素列30的子像素显示LR、LG和LB图像。类似地，第二像素列32的子像素显示RR、RG和RB图像。
[0079] 因此，在第一时间段T1，第一图像显示于面板上。
[0080] 然后，如图7B所示，在第三时间段T3中，第一像素列30显示对应于右眼图像信号的右眼图像，而第二像素列32显示对应于左眼图像信号的左眼图像。因此，在第三时间段T3中，第二图像显示于面板上。
[0081] 下文中将描述第一模式M1中的电极的操作。图8A示出了在第一时间段T1中第一电极和第二电极的操作。
[0082] 如图8A所示，通过第一连接电极14a和第二连接电极16a，诸如接地电压之类的基准电压被分别施加到每个第一电极14和第二电极16。因此，第一电极14和第二电极16类似于单体电极(singe-body electrode)进行操作。
[0083] 图8B示出了在时间段T1中第三电极和第四电极的操作。如图8B所示，在面板显示第一图像的第一时间段T1中，驱动电压通过第三连接电极18a被施加到第三电极18，而诸如接地电压之类的基准电压通过第四连接电极20a被施加到第四电极20。
[0084] 虽然图8B通过实例的方式示出了驱动电压是正电压，然而驱动电压还可以是负电压，或者是正电压和负电压根据特定的频率进行交替的电压。
[0085] 因此，在第一模式M1中的第一时间段T1，基本上覆盖了第一电极10的所有内表面区域的第一电极14和第二电极16用作公共电极，并且形成于第二基板12上的第三电极18操作液晶22(例如，参见图2)。
[0086] 当栅栏200是使用常黑传输模式的液晶显示器时，在第一时间段T1中，第三电极18所在的栅栏上的部分用作光传输部分，第四电极20所在的栅栏上的部分用作光拦截部分。
[0087] 当栅栏200是使用常白传输模式的液晶显示器时，在第一时间段T1中，第三电极18所在的栅栏上的部分用作光拦截部分，第四电极20所在的栅栏上的部分用作光传输部分。
[0088] 因此，栅栏200呈条状图案特征，因此栅栏的光传输部分沿着第二方向(图8A和图8B的Y轴方向)延伸形成。
[0089] 在面板显示第二图像的第三时间段T3中，基准电压通过第三连接电极18a施加到第三电极18，并且驱动电压通过第四连接电极20a施加到第四电极20。
[0090] 因此，在第一模式M1的第三时间段T3，第一电极14和第二电极16用作公共电极，并且第四电极20操作液晶22(例如，参见图2)。
[0091] 当栅栏200使用常黑传输模式的液晶显示器时，在第三时间段T3，第四电极20所在的栅栏上的部分用作光传输部分，第三电极18所在的栅栏上的部分用作光拦截部分。
[0092] 当栅栏200是使用常白传输模式的液晶显示器时，在第三时间段T3，第四电极20所在的栅栏上的部分用作光拦截部分，第三电极18所在的栅栏上的部分用作光传输部分。
[0093] 因此，在第三时间段T3中形成的光传输部分和光拦截部分的图案与在第一时间段T1中形成的光传输部分和光拦截部分的图案相反。
[0094] 这样，在第一时间段T1和第三时间段T3中，形成在面板上的像素阵列和栅栏上由电极形成的图案彼此相对应。
[0095] 根据面板和栅栏的操作，在第一时间段T1，用户的左眼看到由第一像素列30显示的图像，在第三时间段T3，用户的左眼看到由第二像素列32显示的图像。
[0096] 进一步，在第一时间段T1，用户的右眼看到由第二像素列32显示的图像，在第三时间段T3，用户的右眼看到由第一像素列30显示的图像。因此，用户可以看到具有与2D图像相同分辨率的三维图像。
[0097] 根据本发明示例性实施例的三维显示设备在第二模式M2中的操作将在下文中更为详细地描述。
[0098] 图9示出了使用根据本发明示例性实施例的三维显示设备的电子设备。如图所示，该电子设备可以是移动电话。
[0099] 在三维显示设备以第二模式M2操作期间，面板100显示横向型视图。通常，栅栏的操作对应于面板的定向。三维显示设备的驱动方法将在下文中更为详细地描述。
[0100] 图10以图的形式示出了在第二模式M2中竖直信号、施加到第一电极14的电压和施加到第二电极16之间的关系。
[0101] 由面板控制单元110输入的竖直信号包括一系列电压。在第一时间段T1，竖直信号具有较高的电平电压。在第二时间段T2，竖直信号具有较低的电平电压。在第三时间段T3，竖直信号具有较高的电平电压。在第四时间段T4，竖直信号具有较低的电平电压。
[0102] 栅栏200由与竖直信号同步的栅栏驱动信号进行操作。因此，在第一时间段T1，驱动电压被施加到第一电极，在第三时间段T3，驱动电压被施加到第二电极。
[0103] 图11A和图11B都显示一像素阵列。第一像素行34和第二像素行36沿着第二方向(图11A中的Y轴方向)形成，并且沿着第一方向(图11A中的X轴方向)交替且重复地排列。
[0104] 如图11A所示，在第一时间段T1中，第一像素行34显示对应于左眼图像信号的左眼图像，而第二像素行36显示对应于右眼图像信号的右眼图像。
[0105] 因此，在第一时间段T1，面板上显示第一图像。
[0106] 随后，如图11B所示，在第三时间段T3，第一像素行34显示对应于右眼图像信号的右眼图像，而第二像素行36显示对应于左眼图像信号的左眼图像。
[0107] 因此，在第三时间段T3，面板上显示第二图像。
[0108] 电极在第二模式M2中的操作将在下文中更为详细地描述。图12A显示第一时间段T1中第一电极和第二电极的操作。
[0109] 如图12A所示，在面板显示第一图像的第一时间段T1中，驱动电压通过第一连接电极14a施加到第一电极14，而诸如接地电压之类的基准电压通过第二连接电极16a施加到第二电极16。
[0110] 虽然图12A以示例的方式显示了驱动电压是正电压，但是驱动电压也可以是负电压，或者是正电压和负电压根据特定频率进行交替的电压。
[0111] 如图12B所示，诸如接地电压之类的基准电压通过第三连接电极18a和第四连接电极20a被分别施加到每一个第三电极18和第四电极20。因此，第三电极18和第四电极20类似于单体电极进行操作。
[0112] 因此，在第一时间段T1，在第二模式M2中，第一电极14和第二电极16操作液晶，并且形成于第二基板12上的第三电极18和第四电极20用作公共电极。
[0113] 当栅栏200是使用常黑传输模式的液晶显示器时，在第一时间段T1中，第一电极14所在的栅栏上的部分用作光传输部分，第二电极16所在的栅栏上的部分用作光拦截部分。
[0114] 当栅栏200是使用常白传输模式的液晶显示器时，在第一时间段T1中，第一电极14所在的栅栏上的部分用作光拦截部分，第二电极16所在的栅栏上的部分用作光传输部分。
[0115] 因此，栅栏200呈现条状图案特征，因此栅栏的光传输部分沿着第二方向(图12A和图12B中的Y轴方向)延伸形成。
[0116] 在栅栏显示第二图像的第三时间段T3中，基准电压通过第一连接电极14a施加到第一电极14，驱动电压通过第二连接电极16a施加到第二电极16。
[0117] 因此，在第二模式M2的第三时间段T3，第二电极16操作液晶，第三电极18和第四电极20用作公共电极。
[0118] 当栅栏200是使用常黑传输模式的液晶显示器时，在第三时间段T3中，第二电极16所在的栅栏上的部分用作光传输部分，第一电极14所在的栅栏上的部分用作光拦截部分。
[0119] 当栅栏200是使用常白传输模式的液晶显示器时，在第三时间段T3中，第二电极16所在的栅栏上的部分用作光拦截部分，第一电极14所在的栅栏上的部分用作光传输部分。
[0120] 因此，在第三时间段T3中形成的光传输部分和光拦截部分的图案与在第一时间段T1中形成的光传输部分和光拦截部分的图案相反。
[0121] 这样，在第一时间段T1和第三时间段T3中，形成于面板上的像素阵列以及栅栏上由电极所形成的图案彼此相对应。
[0122] 根据面板和栅栏的操作，在第一时间段T1，用户的左眼看到由第一像素行34显示的图像，在第三时间段T3，用户的左眼看到由第二像素行36显示的图像。
[0123] 进一步，在第一时间段T1，用户的右眼看到由第二像素行36显示的图像，在第三时间段T3，用户的右眼看到由第一像素行34显示的图像。因此，用户可以看到与具有2D图像相同分辨率的三维图像。
[0124] 如上所述，根据本发明示例性实施例的三维显示设备既可以提供纵向型视图，又可以提供横向型视图，并且还可以提供高分辨率的三维图像。
[0125] 虽然本发明已经结合特定的示例性实施例进行了描述，但是可以理解的是，本发明不限于所公开的实施例，相反，本发明旨在涵盖包含在所附权利要求书及其等效物的精神和范围内的各种修改和等效设置。
