專(zhuān)利名稱(chēng)：立體3d顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及立體3D (三維)顯示設(shè)備，且更具體地，本發(fā)明涉及允許通 過(guò)使用偏光眼鏡觀看立體圖像的立體3D顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
3D顯示器可以被概括地定義為"人工再現(xiàn)3D屏幕圖像的系統(tǒng)總和"。
這里，這樣的系統(tǒng)包括三維地顯示圖像的軟件技術(shù)及將由軟件技術(shù)生成的 內(nèi)容實(shí)現(xiàn)為真實(shí)3D圖像的硬件。含軟件區(qū)的原因在于對(duì)3D顯示硬件而言， 對(duì)于每種立體實(shí)現(xiàn)方法都分別需要由類(lèi)似軟件這樣的方法所生成的內(nèi)容。
同時(shí)，虛擬3D顯示從字面上指的是在能提供立體觀測(cè)的各個(gè)因素中，通 過(guò)利用雙目視差，借助于平面顯示硬件來(lái)虛擬地提供3D效果的系統(tǒng)總和，其 中雙目視差是由于使用者的眼睛在水平方向彼此相距約65mm而引起的。換句 話(huà)說(shuō)，當(dāng)使用者注視目標(biāo)時(shí)，因?yàn)殡p目視差原因，使用者的眼睛看到的是目標(biāo) 略微不同的圖像(嚴(yán)格來(lái)講，分享目標(biāo)的左右空間信息)，當(dāng)該兩幅圖像經(jīng)由 視網(wǎng)膜傳遞到使用者大腦時(shí)，大腦將它們準(zhǔn)確地組合，從而允許使用者感受到 圖像的3D效果?；诖?，2D顯示設(shè)備同時(shí)顯示左右側(cè)兩幅圖像，并將它們 傳送到使用者的各個(gè)眼睛，生成虛擬立體觀測(cè)，這就是所謂的虛擬3D顯示。
在這種虛擬3D顯示硬件設(shè)備中，為了在單一屏幕上顯示兩個(gè)頻道的圖像， 在大多數(shù)情形下，通過(guò)在單一屏幕上沿水平或垂直方向中的一個(gè)方向改變行來(lái) 輸出該頻道，即一次一行。當(dāng)在單顯示設(shè)備上同時(shí)輸出兩個(gè)頻道的圖像時(shí)，在 依據(jù)硬f牛結(jié)構(gòu)的自動(dòng)立體方案中，右側(cè)圖像被按照原狀傳遞到右眼，且左圖像 被傳遞到左眼。在使用(配戴)眼鏡的方法中，借助適合于每種方法的專(zhuān)門(mén)眼 鏡，左眼被遮蓋使其不能看到右屏幕圖像，同時(shí)右眼被遮蓋使其不能看到左屏 幕圖像。
盡管通過(guò)逐個(gè)改變行而輸出這些頻道，但是因?yàn)檫@些行的厚度以及行之間 的間距約為0.1mm 0.5mm，對(duì)使用者的眼睛而言太過(guò)精細(xì)以致于難以識(shí)別，
4所以使用者的眼睛會(huì)將各個(gè)頻道的兩幅圖像識(shí)別成單一屏幕。然而，與使用 2D屏幕的情形相比，從相同尺寸屏幕到達(dá)使用者眼睛的信息量卻每頻道減半，
因此分辨率和感知的亮度降為大約一半。
立體圖像顯示方法包括配戴眼鏡的方法和其中不使用眼鏡的自動(dòng)立體方法。
不使用眼鏡的典型方法(在該方法中使用者不配戴眼鏡)包括雙凸透鏡法 和視差屏障法。
在雙凸透鏡法中，將其上垂直排列有圓柱透鏡的雙凸透鏡板安放在顯示面 板之前。
在視差屏障法中，將左右兩個(gè)屏幕以其間的一定間距交替設(shè)置在稱(chēng)作視差 屏障的狹縫狀開(kāi)口之后，以使可以通過(guò)開(kāi)口在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)分別觀看到左右兩幅 圖像。即，視差屏障法通過(guò)用壁阻擋左右頻道而不是用光學(xué)技術(shù)如偏振法來(lái)將 左右頻道簡(jiǎn)單地區(qū)別開(kāi)來(lái)。
圖i是示出采用現(xiàn)有技術(shù)的視差屏障法的立體圖像顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意 圖，其中可以選擇性地切換立體圖像和平面圖像。
如圖所示，立體圖像顯示設(shè)備1包括背光源40、顯示面板30和切換面板20。
切換面板20包括具有一定寬度并交替設(shè)置的不透明狹縫部分和透明狹縫 部分。當(dāng)向切換面板施加電信號(hào)時(shí)，不透明狹縫部分變得不透明，且透明狹縫 部分變得透明。
觀看者10經(jīng)由切換面板20的透明狹縫部分觀看顯示面板30，在此情形下， 觀看者的左眼(L)經(jīng)由切換面板20的透明狹縫部分看到顯示面板30的左眼 區(qū)域Lp，并且觀看者的右眼(R)經(jīng)由透明狹縫部分看到顯示面板30的右眼 區(qū)域Rp。
采用這種方式，觀看者的左眼(L)和右眼(R)看到顯示面板30的不同 區(qū)域，此時(shí)，顯示面板30將對(duì)應(yīng)于左眼和右眼的圖像顯示在左眼區(qū)域Lp和右 眼區(qū)域Rp上。從而，觀看者基于雙目視差(雙眼視差)而感受到三維效果。
然而，因?yàn)檫@種視差屏障法是用簡(jiǎn)單遮蓋視場(chǎng)的結(jié)構(gòu)而不是用其他特定光 學(xué)技術(shù)將圖像區(qū)別開(kāi)來(lái)，所以如果觀看者不在設(shè)計(jì)時(shí)最初預(yù)定的位置時(shí)，觀看 者的眼睛將不處于相應(yīng)范圍之內(nèi)，從而導(dǎo)致看到的圖像是破碎的。受限位置包括左/右位置和前/后位置。
另外，在2D模式下，屏障會(huì)使屏幕圖像的亮度惡化，并且某些使用者(觀 看者)會(huì)覺(jué)得在2D屏幕內(nèi)屏障使眼鏡不舒服。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為解決上述問(wèn)題，構(gòu)思出這里描述的各種特征。本發(fā)明示例性實(shí)施 例的一個(gè)方面在于提供一種允許用戶(hù)使用偏光眼鏡觀看立體圖像的立體圖像 顯示設(shè)備。
本發(fā)明的另一方面在于提供一種能改善玻璃型2D顯示器中的3D垂直視角 和2D亮度的立體圖像顯示設(shè)備。
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N立體圖像顯示設(shè)備，包括主顯示面板，可工作來(lái)交替地 顯示左圖像和右圖像；輔助顯示面板，其包括具有對(duì)應(yīng)于所述主顯示面板的像 素部的像素部的第一和第二基板和形成在所述第一和所述第二基板之間的子 液晶層，并位于所述主顯示面板的前面，以改變?nèi)肷涞淖髨D像或右圖像的偏振 信息；沿在所述主顯示面板上形成的各行像素在所述第一基板上構(gòu)圖的多個(gè)第 一電極；在所述第二基板的像素部的前表面上形成的第二電極；以及向所述主 顯示面板的后側(cè)提供光的光源。
本發(fā)明前述和其他的目標(biāo)、特征、方面及優(yōu)點(diǎn)將由下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的詳細(xì)描述變得更明顯。


圖1是示出依照現(xiàn)有技術(shù)的視差屏障法的立體圖像顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意
圖2是示出依照本發(fā)明第一實(shí)施例的立體圖像顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的截面圖3A和圖3B是示意性示出立體圖像顯示設(shè)備的輔助顯示面板的上基板和 下基板的結(jié)構(gòu)的平面圖4A和4B是沿圖3A中輔助顯示面板的上基板的線(xiàn)A-A'和B-B'所取的 截面圖5是用以解釋具有TN模式的子液晶層的輔助顯示面板的工作特性的視
圖；圖6是用以解釋具有同質(zhì)子液晶層的輔助顯示板的工作特性的視圖； 圖7是示出具有同質(zhì)子液晶層的輔助顯示面板的拓片方向的視圖8是示意性示出依照本發(fā)明第二實(shí)施例的立體圖像顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的截 面圖9是用以解釋圖8中的立體圖像顯示設(shè)備的輔助顯示面板的工作特性的 視圖10是示意性示出依照本發(fā)明第三實(shí)施例的立體圖像顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的 截面圖U是用以解釋圖IO的立體圖像顯示設(shè)備的輔助顯示面板的工作特性的 視圖；以及
圖12是用以解釋依照本發(fā)明的立體圖像顯示設(shè)備的驅(qū)動(dòng)原理的示例性視圖。
具體實(shí)施例方式
隨著主流顯示設(shè)備從CRT (陰極射線(xiàn)管)轉(zhuǎn)向平板顯示器如LCD (液晶顯 示器)，對(duì)玻璃型虛擬3D顯示方案的研究和實(shí)際運(yùn)用也從為CRT而最優(yōu)化的 方案轉(zhuǎn)向?yàn)槠桨屣@示器而最優(yōu)化的方案。
偏振法通過(guò)根據(jù)垂直偏振元件的組合，利用光阻斷效應(yīng)將左右眼的圖像分 開(kāi)。在偏振模式顯示設(shè)備中，當(dāng)同時(shí)輸出兩幅圖像時(shí)，左右圖像輪流地在整個(gè) 屏幕上每次顯示一行。該兩幅同時(shí)輸出的圖像會(huì)被觀看者的眼睛看到，故此， 應(yīng)當(dāng)用偏光眼鏡過(guò)濾這些圖像。即，過(guò)濾這些圖像，使得借助于該眼鏡，左圖 像不會(huì)被右眼看到，且右圖像不會(huì)被左眼看到。
在這種偏振法中使用的偏振濾光器指的是在沿各個(gè)方向散布的光中，只允 許沿特定方向振動(dòng)的光在其中通過(guò)，而消除沿其他剩余方向振動(dòng)的光的濾光 器。
下面，將描述在這種偏振法中使用偏振濾光器使各個(gè)圖像都被雙眼看到的 過(guò)程。
首先，在該顯示設(shè)備中，左右圖像被允許沿不同方向通過(guò)偏振濾光器，以 轉(zhuǎn)變成沿不同方向振動(dòng)的光。其后，當(dāng)執(zhí)行用偏光眼鏡所實(shí)施的過(guò)濾操作時(shí)， 與左右圖像具有相同方向的偏振濾光器被用作眼鏡來(lái)避免看到相對(duì)的圖像。例
7如，如果左圖像被偏振化成只含有以-45度振動(dòng)的光，右圖像被偏振化成只含
有以45度振動(dòng)的光，并且左偏光眼鏡被制成為含有-45度偏振濾光器，且右偏 光眼鏡被制成為含有45度偏振濾光器，那么含有以-45度振動(dòng)的光的左圖像將 不能通過(guò)45度的右眼鏡，同樣，右圖像也這樣，從而結(jié)果是僅識(shí)別一幅適合 于每只眼睛的圖像。
這種偏振法根據(jù)其中分開(kāi)兩個(gè)頻道的圖像的方向在水平或垂直方向上可 以具有相當(dāng)寬廣的視角。通常，考慮到許多人觀看屏幕時(shí)的位置，左/右圖像 都被沿水平方向劃分，以確保左/右(水平)視角。這種偏振法可以獲得接近 W0度的水平視角，從而很適合許多人觀看所用的屏幕。然而，在該情形中， 在保證水平視角時(shí)，并未考慮上/下(垂直)視角，而且在這種情形中會(huì)出現(xiàn) 幻視現(xiàn)象，即左圖像和右圖像的偏振態(tài)在視角方向上互換，從而左眼圖像被右 眼看到，而右眼圖像被左眼看到。
圖2是示出依照本發(fā)明第一實(shí)施例的立體圖像顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的截面圖。 如圖所示，依照本發(fā)明第一實(shí)施例的這種立體圖像顯示設(shè)備100包括輪流 顯示左圖像和右圖像的主顯示面板110，位于主顯示面板iio前面的輔助顯示 面板i20，向主顯示面板110的后側(cè)提供光的光源i30，以及根據(jù)實(shí)現(xiàn)立體圖 像的偏振態(tài)、選擇性地透射從輔助顯示面板120輸出的左圖像或右圖像的偏光 眼鏡140。
主顯示面板liO輪流顯示使得要入射到觀看者(使用者)左眼的左圖像和 使得要入射到觀看者右眼的右圖像，以實(shí)現(xiàn)立體圖像。
依照本發(fā)明第一實(shí)施例的主顯示面板110可以是液晶面板。如果以60Hz 驅(qū)動(dòng)現(xiàn)有技術(shù)的液晶面板，那么優(yōu)選地以120Hz驅(qū)動(dòng)主顯示面板110。這樣做 的目的在于輪流顯示左圖像和右圖像，同時(shí)保證立體圖像具有高于一定水平的 畫(huà)面質(zhì)量。
主顯示面板110具有與現(xiàn)有技術(shù)的液晶面板相同的結(jié)構(gòu)，除下文將要描述 的驅(qū)動(dòng)原理外。
如果主顯示面板110是液晶面板，那么主顯示面板110包括薄膜晶體管 (TFT)陣列基板111，設(shè)置成面對(duì)陣列基板111的濾色器基板112，位于陣列 基板lli與濾色器基板112之間的主液晶層U3，附在陣列基板111和濾色器 基板112的外表面上的第一和第二偏振器114和li5。這里，設(shè)置第一和第二偏振器114和H5使得它們的偏振軸基本上相互垂直。
同時(shí)，該主顯示器還可以是諸如等離子體顯示面板(PDP)、有機(jī)發(fā)光二極 管(OLED)等的平板顯示面板。
如上所述，依照本發(fā)明第一實(shí)施例的輔助顯示面板120位于主顯示面板110 的前面。該輔助顯示面板120與主顯示面板110的左圖像和右圖像中的一個(gè)同 歩地驅(qū)動(dòng)，用來(lái)改變?nèi)肷涞淖髨D像或右圖像的偏振信息。在此情形中，輔助顯 示面板包括面向彼此的第一基板121和第二基板122，以及位于第一基板121 與第二基板122之間的子液晶層123。
用以控制子液晶層123的排列的第一和第二電極(未示出)以及取向膜(未 示出)位于第一和第二基板121和122上。
圖3A和圖3B是示意性示出立體圖像顯示設(shè)備的輔助顯示面板的上基板和 下基板的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖4A和4B是沿圖3A中輔助顯示面板的上基板的線(xiàn) A-A'和B-B'所取的截面圖。
首先，如圖3A所示(參看圖4A和4B)，在第一基板121，即輔助顯示面 板120的下基板上沿著主顯示面板的像素的線(xiàn)(行)對(duì)由透明導(dǎo)電材料，比如 氧化銦錫(ITO)制成的第一電極1.28進(jìn)行構(gòu)圖。
第一電極128的高度(h)對(duì)應(yīng)于主顯示面板的單個(gè)像素的高度，且第一 電極128的寬度(w)對(duì)應(yīng)于像素部125的寬度的"n"倍(n==l， 2，…)。
參考數(shù)字126和127代表施加信號(hào)的驅(qū)動(dòng)器IC (集成電路)和用以連接驅(qū) 動(dòng)器IC和第一電極128的信號(hào)布線(xiàn)。信號(hào)布線(xiàn)127由導(dǎo)電材料，比如銅或鉬 制成。
如圖3B所示(參看圖4A和4B)，由與第一電極128相同材料制成的第二 電極128被完全地形成在第二基板122，即輔助顯示面板120的上基板的像素 部125的整個(gè)表面上，而沒(méi)有圖案。
用以取向子液晶層123的取向膜124a和124b分別位于第一和第二基板121 和122的相對(duì)表面上。
輔助顯示面板120可以包括不同類(lèi)型的子液晶層123。
圖5是用以解釋具有TN模式的子液晶層的輔助顯示面板的工作特性的視圖。
如圖所示，當(dāng)關(guān)閉輔助顯示面板120時(shí)，構(gòu)成子液晶層123的多個(gè)液晶分子123a扭轉(zhuǎn)90度(TN結(jié)構(gòu))或240度(STN結(jié)構(gòu))，并沿著第一和第二基 板121和122的取向膜(未示出)的拓片(rubbing)方向排列在第一基板121 和第二基板122之間。當(dāng)輔助顯示面板120開(kāi)啟時(shí)，由于第一和第二基板121 和122之間形成的電場(chǎng)，液晶分子123a垂直排列在第一和第二基板121和122 之間。
相應(yīng)地，如果輔助顯示面板120處于OFF (關(guān)閉)狀態(tài)，那么當(dāng)左圖像或 右圖像通過(guò)輔助顯示面板120時(shí)，它們的偏振軸旋轉(zhuǎn)90度。g卩，如果輔助顯 示面板120未被驅(qū)動(dòng)，那么通過(guò)輔助顯示面板120的左圖像或右圖像的偏振軸 被改變成基本上垂直于使得入射到輔助顯示面板120的左圖像或右圖像的偏 振軸。
左圖像或右圖像的偏振軸發(fā)生改變的原因是因?yàn)樽右壕?23的折射率各 向異性(An)。液晶分子123a的長(zhǎng)軸和短軸具有不同的折射率，這被稱(chēng)作折射 率各向異性(△!!)。折射率各向異性(An)是通過(guò)將長(zhǎng)軸方向的折射率減去短 軸方向的折射率而得到的值定義的。如圖所示，液晶分子123a扭轉(zhuǎn)90度或 240度并進(jìn)行排列，入射光依照子液晶層123的折射率各向異性(An)行進(jìn)， 從而入射光的偏振態(tài)或偏振信息如上所述地改變。
當(dāng)輔助顯示面板120處于ON (開(kāi)啟)狀態(tài)時(shí)，通過(guò)輔助顯示面板120的 左圖像或右圖像的偏振軸不發(fā)生改變。這是因?yàn)橛捎谝壕Х肿优帕谐纱怪庇诘?一和第二基板121和122，只有具有沿短軸方向的折射率的光通過(guò)子液晶層 123,沒(méi)有折射率各向異性(An)，所以偏振態(tài)或偏振信息不發(fā)生改變。
圖6是用以解釋具有同質(zhì)子液晶層的輔助顯示板的工作特性的視圖。圖7 是示出具有同質(zhì)子液晶層的輔助顯示面板的拓片方向的視圖。
如圖所示，如果輔助顯示面板120包括同質(zhì)子液晶層123'，那么當(dāng)輔助顯 示面板120關(guān)閉時(shí)，液晶分子123a'排列成基本平行于第一和第二基板121和 122。輔助顯示面板120的拓片方向相對(duì)于使得入射到輔助顯示面板120上的 左圖像或右圖像的偏振軸基本上成45度。
因此，如果輔助顯示面板120并未驅(qū)動(dòng)，則液晶分子123a'沿與入射左圖 像或右圖像的偏振軸成45度傾斜的方向平行于第一和第二基板121和122排 列。當(dāng)輔助顯示面板120開(kāi)啟時(shí)，液晶分子123a'排列成基本垂直于第一和第 二基板121和122。
10在該情形中，子液晶層123'具有同質(zhì)排列，子液晶層123'滿(mǎn)足等式 Aiixd4/2。其中，d是子液晶層123'的單元間隙，An表示子液晶層123"的折 射率各向異性，X表示通過(guò)子液晶層123'的光的波長(zhǎng)。
子液晶層123'滿(mǎn)足等式AnxcH人/2的原因是將入射的左圖像或右圖像的相 位改變180度。相應(yīng)地，如圖6所示，當(dāng)輔助顯示面板120處于OFF (關(guān)閉) 狀態(tài)時(shí)，通過(guò)輔助顯示面板120的左圖像或右圖像具有的偏振軸基本上垂直于 使得入射到輔助顯示面板120上的左圖像或右圖像的偏振軸，并且該通過(guò)輔助 顯示面板120的左圖像或右圖像被輸出到輔助顯示面板120外。
同時(shí)，當(dāng)輔助顯示面板120處于ON (開(kāi)啟)狀態(tài)時(shí)，通過(guò)輔助顯示面板 120的左圖像或右圖像的偏振軸并未改變。這是因?yàn)橛捎谝壕Х肿?23a，排列 成垂直于第一基板121和第二基板122，因此只有具有沿短軸方向的折射率的 光才通過(guò)子液晶層123'，沒(méi)有折射率各向異性(An)，所以偏振態(tài)或偏振信息 沒(méi)有變化。
如上所述，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，第一和第二電極形成在輔助顯示面 板的第一和第二基板上，使得它們對(duì)應(yīng)于主顯示面板的像素的行和像素部，并 且在120Hz下進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以根據(jù)主顯示面板的信號(hào)尋址向輔助顯示面板的相 應(yīng)的第一和第二電極施加信號(hào)，從而根據(jù)顯示在每個(gè)子幀上的左圖像或右圖像 改變偏振態(tài)，由此既改善3D垂直視角又改善2D亮度。
圖8是示意性示出依照本發(fā)明第二實(shí)施例的立體圖像顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的截 面圖，其中除將V4延遲層插入到輔助顯示面板的下基板外，該結(jié)構(gòu)基本上與 依照本發(fā)明第一實(shí)施例的立體圖像顯示設(shè)備相同。
如圖所示，依照本發(fā)明第二實(shí)施例的立體圖像顯示設(shè)備200包括輪流顯示 左圖像和右圖像的主顯示面板210，位于主顯示面板210前面的輔助顯示面板 220，向主顯示面板210的后側(cè)提供光的光源230,以及根據(jù)實(shí)現(xiàn)立體圖像的 偏振態(tài)、選擇性地透射從輔助顯示面板220輸出的左圖像或右圖像的偏光眼鏡 240。
光源230位于主顯示面板210的后側(cè)，并向主顯示面板210發(fā)光。這里， 光源230可以是直射型光源或邊緣型光源。作為光源230，可以采用冷陰極熒 光燈(CCFL)，還可以采用外電極熒光燈(EEFL)，該外電極熒光燈具有高亮 度、低成本及低功耗的特性，而且能夠通過(guò)使用單個(gè)變換器驅(qū)動(dòng)光源。此外，具有優(yōu)良亮度和色彩再現(xiàn)的發(fā)光二極管(LED)也可以用作光源。
偏光眼鏡240通過(guò)根據(jù)從輔助顯示面板220輸出的左圖像或右圖像的偏振 態(tài)將左圖像和右圖像分開(kāi)，以此來(lái)觀看立體圖像。偏光眼鏡240包括左偏光透 鏡和右偏光透鏡，左偏光透鏡的偏振軸基本垂直于右偏光透鏡的偏振軸。左偏 光透鏡的偏振軸與從輔助顯示面板220輸出的左圖像和右圖像中的一個(gè)的偏 振軸相同，右偏光透鏡的偏振軸與從輔助顯示面板220輸出的左圖像和右圖像 中的另一個(gè)的偏振軸相同。相應(yīng)地，偏振眼鏡240根據(jù)左圖像和右圖像的偏振 態(tài)區(qū)別開(kāi)從輔助顯示面板220輸出的左圖像和右圖像，并使得該左圖像和右圖 像入射到觀看者(使用者)的左眼和右眼，借此使用者可以觀看到立體圖像。
為了實(shí)現(xiàn)立體圖像，主顯示面板210交替地顯示使得入射到使用者左眼的 左圖像和使得入射到使用者右眼的右圖像。
依照本發(fā)明第二實(shí)施例的主顯示面板210可以是與本發(fā)明第一實(shí)施例相同 的液晶顯示面板，當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示面板是在60Hz下驅(qū)動(dòng)時(shí)，主顯示面 板210可以是在120Hz下驅(qū)動(dòng)的。
主顯示面板210包括薄膜晶體管(TFT)陣列基板211，設(shè)置成面向陣列 基板211的濾色器基板212，位于陣列基板211與濾色器基板212之間的主液 晶層213，附在陣列基板211和濾色器基板2!2外表面上的第一和第二偏振器 214和215。這里，第一和第二偏振器2i4和215被設(shè)置為使得它們的偏振軸 基本上相互垂直。
如上所述，依照本發(fā)明第二實(shí)施例的輔助顯示面板220位于主顯示面板210 的前面。將該輔助顯示面板220與主顯示面板210的左圖像和右圖像中的一個(gè) 同歩地驅(qū)動(dòng)，用來(lái)改變?nèi)肷涞淖髨D像或右圖像的偏振信息。在此情形中，輔助 顯示面板包括面向彼此的第一基板221和第二基板222，以及位于第一基板221 與第二基板222之間的子液晶層223。
用以控制子液晶層223的排列的第一和第二電極(未示出)以及取向膜(未 示出)位于第一和第二基板221和222上。
在第一基板221即輔助顯示面板220的下基板上沿著主顯示面板的像素的 線(xiàn)(行)對(duì)由透明導(dǎo)電材料，比如氧化銦錫(ITO)制成的第一電極進(jìn)行構(gòu)圖。 第一電極的高度對(duì)應(yīng)于主顯示面板的單個(gè)像素的高度，且第一電極的寬度對(duì)應(yīng) 于像素部的寬度的"n"倍(n=l， 2，…)。
12由與第一電極相同材料制成的第二電極被完全地形成在第二基板222即輔 助顯示面板220的上基板的像素部的整個(gè)表面...匕而沒(méi)有任何圖案。
用以取向子液晶層223的取向膜分別位于第一和第二基板221和222的相 面向的表面一匕。
依照本發(fā)明第二實(shí)施例的立體圖像顯示設(shè)備包括形成在輔助顯示面板220 的第--^基板221的上表面上的！/4延遲層250，以將使得從主顯示面板210入 射的線(xiàn)偏振改變成圓偏振。
依照本發(fā)明第二實(shí)施例的V4延遲層250與第一基板221 —起形成為單元 內(nèi)形式。
圖9是用以解釋圖8的立體圖像顯示設(shè)備的輔助顯示面板的工作特性的視 圖，其中輔助顯示面板具有同質(zhì)子液晶層。
如圖所示，當(dāng)輔助顯示面板220具有同質(zhì)子液晶層223時(shí)，如果輔助顯示 面板220關(guān)閉，則液晶分子223a排列成基本平行于第一和第二基板221和222。 輔助顯示面板220的拓片方向和X/4延遲層250的光軸相對(duì)于使得入射到輔助 顯示面板220上的左圖像或右圖像的偏振軸基本上成45度。
因此，如果輔助顯示面板220未被驅(qū)動(dòng)，則液晶分子223a沿與入射左圖像 或右圖像的偏振軸成45度傾斜的方向平行于第一和第二基板221和222排列。 當(dāng)輔助顯示面板220開(kāi)啟時(shí)，液晶分子223a排列成基本垂直于第一和第二基 板221和222。
在這種情形中，因?yàn)樽右壕?23具有同質(zhì)排列，所以子液晶層223滿(mǎn)足 等式Anxd-X/2。
因而，如圖所示，如果輔助顯示面板220處于OFF狀態(tài)，那么使得入射到 輔助顯示面板220上的線(xiàn)偏振的左圖像或右圖像通過(guò)輔助顯示面板220的第一 基板221，其偏振態(tài)被改變成左圓偏振(或右圓偏振)，然后再通過(guò)子液晶層 223。此時(shí)，使得入射到子液晶層223上的左圓偏振(或右偏振)的左圖像或 右圖像通過(guò)子液晶層223,其偏轉(zhuǎn)態(tài)被改變成右圓偏振(或左圓偏振)，然后 被輸出到輔助顯示面板220外。
如果輔助顯示面板220處于ON (開(kāi)啟)狀態(tài)，那么通過(guò)輔助顯示面板220 的左圓偏振(或右圓偏振)的左圖像或右圖像被輸出到輔助顯示面板220夕卜， 其偏振態(tài)未改變。這是因?yàn)橛捎谝壕Х肿?23A排列成垂直于第一和第二基板221和222，因此只有具有沿短軸方向的折射率的光才穿過(guò)子液晶層223，而 沒(méi)有折射率各向異性(An),所以偏振態(tài)或偏振信息沒(méi)有變化。
圖i0是示意性示出依照本發(fā)明第三實(shí)施例的立體圖像顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的 截面圖，其中除在輔助顯示面板的下基板的后側(cè)附上V4延遲層外，該結(jié)構(gòu)與 依照本發(fā)明第二實(shí)施例的立體圖像顯示設(shè)備基本相同。
如圖所示，依照本發(fā)明第三實(shí)施例的立體圖像顯示設(shè)備300包括輪流顯示 左圖像和右圖像的主顯示面板310，位于主顯示面板310前面的輔助顯示面板 320，向主顯示面板310的后側(cè)提供光的光源330，以及根據(jù)實(shí)現(xiàn)立體圖像的 偏振態(tài)、選擇性地透射從輔助顯示面板320輸出的左圖像或右圖像的偏光眼鏡 340。
光源330位于主顯示面板310的后側(cè)，并向主顯示面板310發(fā)光。偏光眼 鏡340包括左偏光透鏡和右偏光透鏡，左偏光透鏡的偏振軸基本垂直于右偏光 透鏡的偏振軸。左偏光透鏡的偏振軸與從輔助顯示面板320輸出的左圖像和右 圖像中的一個(gè)的偏振軸相同，右偏光透鏡的偏振軸與從輔助顯示面板320輸出 的左圖像和右圖像中的另一個(gè)的偏振軸相同。相應(yīng)地，由偏振眼鏡340根據(jù)左 圖像和右圖像的偏振態(tài)區(qū)別開(kāi)從輔助顯示面板320輸出的左圖像和右圖像，并 將該左圖像和右圖像入射到觀看者(使用者)的左眼和右服，借此使用者可以 觀看到立體圖像。
為了實(shí)現(xiàn)立體圖像，主顯示面板310交替地顯示使得入射到使用者左眼的 左圖像和使得入射到使用者右眼的右圖像。
依照本發(fā)明第三實(shí)施例的主顯示面板310可以是與本發(fā)明第一實(shí)施例和第 二實(shí)施例相同的液晶顯示面板，當(dāng)在60Hz下驅(qū)動(dòng)現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示面板時(shí)， 可以在120他下驅(qū)動(dòng)主顯示面板310。
主顯示面板310包括薄膜晶體管(TFT)陣列基板311，設(shè)置成面向陣列 基板311的濾色器基板312，位于陣列基板311與濾色器基板312之間的主液 晶層3B，附在陣列基板311和濾色器基板312外表面上的第一和第二偏振器 314和315。這里，第一和第二偏振器314和315被設(shè)置為使得它們的偏振軸 基本上相互垂直。
如上所述，依照本發(fā)明第三實(shí)施例的輔助顯示面板32(3位于主顯示面板310 的前面。將該輔助顯示面板320與主顯示面板310的左圖像和右圖像中的一個(gè)同歩地驅(qū)動(dòng)，用來(lái)改變?nèi)肷涞淖髨D像或右圖像的偏振信息。在此情形中，輔助
顯示面板包括面向彼此的第--基板32i和第二基板322，以及位于第 一基板321 與第二基板322之間的子液晶層323。
用以控制子液晶層323的排列的第一和第二電極(未示出)以及取向膜(未 示出)被設(shè)置在第一和第二基板321和322上。
在第一基板321即輔助顯示面板320的下基板上沿著主顯示面板的像素的 線(xiàn)(行)對(duì)由透明導(dǎo)電材料，比如氧化銦錫(ITO)制成的第一電極進(jìn)行構(gòu)圖。 第一電極的高度對(duì)應(yīng)于主顯示面板的單個(gè)像素的高度，且第一電極的寬度對(duì)應(yīng) 于像素部的寬度的"n"倍(n=l， 2，…)。
由與第--電極相同材料制成的第二電極被完全地形成在第二基板322，即 輔助顯示面板320的上基板的像素部的整個(gè)表面上，而沒(méi)有任何圖案。
用以取向子液晶層323的取向膜分別位于第一和第二基板321和322的相 面向的表面上。
依照本發(fā)明第三實(shí)施例的立體圖像顯示設(shè)備包括形成在輔助顯示面板320 的第一基板321的上表面，即背面之上的X/4延遲層350，以將使得從主顯示 面板310入射的線(xiàn)偏振改變成圓偏振。另外，依照本發(fā)明第三實(shí)施例的入/4延 遲層350可以膜的形式附在第一基板321的背面上。
圖11是用以解釋圖10的立體圖像顯示設(shè)備的輔助顯示面板的工作特性的 視圖，其中輔助顯示面板具有同質(zhì)子液晶層。
如圖所示，當(dāng)輔助顯示面板320具有同質(zhì)子液晶層323時(shí)，如果輔助顯示 面板320關(guān)閉，則液晶分子323a排列成基本平行于第一和第二基板321和322。 輔助顯示面板320的拓片方向和人/4延遲層350的光軸相對(duì)于入射到輔助顯示 面板320上的左圖像或右圖像的偏振軸基本上成45度。
因此，如果輔助顯示面板320未被驅(qū)動(dòng)，則液晶分子323a沿與入射左圖像 或右圖像的偏振軸成45度傾斜的方向平行于第一和第二基板321和322排列。 當(dāng)輔助顯示面板320開(kāi)啟時(shí)，液晶分子323a排列成基本垂直于第一和第二基 板321和322。
在這種情形中，如上所述，因?yàn)樽右壕?23具有同質(zhì)排列，所以子液晶 層323可滿(mǎn)足等式Anxd- i/2。
因而，如圖所示，如果輔助顯示面板320處于OFF狀態(tài)，那么使得入射到
15輔助顯示面板320上的線(xiàn)偏振的左圖像或右圖像通過(guò)輔助顯示面板320的第一 基板321，其偏振態(tài)被改變成左圓偏振(或右圓偏振)，然后再通過(guò)子液晶層 323。此時(shí)，使得入射到子液晶層323上的左圓偏振(或右偏振)的左圖像或 右圖像通過(guò)子液晶層323，從而其偏轉(zhuǎn)態(tài)被改變成右圓偏振(或左圓偏振)， 然后被輸出到輔助顯示面板320外。
如果輔助顯示面板320處于ON狀態(tài)，那么通過(guò)輔助顯示面板320的左圓 偏振(或右圓偏振)的左圖像或右圖像被輸出到輔助顯示面板320外，其偏振 態(tài)未改變。這是因?yàn)橛捎谝壕Х肿?23A排列成垂直于第一和第二基板321和 322，因此只有具有沿短軸方向的折射率的光才通過(guò)子液晶層323，而沒(méi)有折 射率各向異性(An)，所以偏振態(tài)或偏振信息沒(méi)有變化。
下面，參看圖12詳細(xì)描述依照本發(fā)明的立體圖像顯示設(shè)備的驅(qū)動(dòng)原理。 圖12是用以解釋依照本發(fā)明的立體圖像顯示設(shè)備的驅(qū)動(dòng)原理的示例性視圖。
為了驅(qū)動(dòng)如上所述依照本發(fā)明的主顯示面板，將連接到柵線(xiàn)的TFT快速切 換兩次，并向數(shù)據(jù)線(xiàn)快速應(yīng)用數(shù)據(jù)信號(hào)兩次。這里，關(guān)于數(shù)據(jù)信號(hào)，根據(jù)TFT 的開(kāi)關(guān)速度輪流向數(shù)據(jù)線(xiàn)施加左眼數(shù)據(jù)信號(hào)和右眼數(shù)據(jù)信號(hào)。
詳細(xì)地，如圖所示，驅(qū)動(dòng)主顯示面板使其具有60幀，每一幀包括顯示左 圖像的第一子幀和顯示右圖像的第二子幀。
在這種情形中，例如，在第一幀的第一個(gè)子幀0 8秒期間，主顯示面板 可以被驅(qū)動(dòng)來(lái)顯示左圖像，在第二個(gè)子幀8 16秒期間，主顯示面板可以被驅(qū) 動(dòng)來(lái)顯示右圖像。同樣，在第二幀的第一個(gè)子幀16 24秒期間，主顯示面板 可以被驅(qū)動(dòng)來(lái)顯示左圖像，在第二個(gè)子幀24 32秒期間，主顯示面板可以被 驅(qū)動(dòng)來(lái)顯示右圖像。
以這種方式，順序驅(qū)動(dòng)60幀，使得主顯示面板可以輪流顯示左圖像和右 圖像，以實(shí)現(xiàn)立體圖像。
如上所述，每一幀都包括用以顯示左圖像的第一子幀和用以顯示右圖像的 第二子幀。
輔助顯示面板被設(shè)置成與主顯示面板的左圖像同歩地開(kāi)啟，而例如在主顯 示面板顯示右圖像期間并不被驅(qū)動(dòng)。然而，本發(fā)明不限于此，依照本發(fā)明的輔 助顯示面板可以與右圖像同步地開(kāi)啟，而在主顯示面板顯示左圖像時(shí)不被驅(qū)動(dòng)。
當(dāng)輔助顯示面板開(kāi)啟時(shí)，輔助顯示面板將從主顯示面板輸出的左圖像的 偏振信息沒(méi)有改變地進(jìn)行輸出，而當(dāng)輔助顯示面板關(guān)閉時(shí)，輔助顯示面板改變 從主顯示面板輸出的右圖像的偏振信息并輸出右圖像。
具體地說(shuō)，使得從光源發(fā)出的光在通過(guò)主顯示面板之后入射到輔助顯示面 板上。這里，主顯示面板的第一和第二偏振器相互垂直。在這種情形下，對(duì)于 從光源引導(dǎo)到主顯示面板的光，只有以第二偏振器的偏振軸工作的偏振態(tài)的部 分光才可以通過(guò)主顯示面板。
輔助顯示面板在第一幀的第一子幀(0 8秒)期間保持在OFF狀態(tài)，從 而通過(guò)輔助顯示面板的光的偏振態(tài)改變。S卩，輔助顯示面板將入射的左圖像的 偏振軸旋轉(zhuǎn)90度并輸出。結(jié)果，輸出的左圖像的偏振態(tài)與通過(guò)第一偏振器的 光的偏振態(tài)相同。
將其中沒(méi)有應(yīng)用X/4延遲層的本發(fā)明的第一實(shí)施例作為一個(gè)例子，但是不 發(fā)明不限于此。即，本發(fā)明還可以應(yīng)用于其中使用X/4延遲層時(shí)輸出的光被偏 振化成左圓偏振或右圓偏振的情況。
在第一幀的第二子幀(8 16)期間，輔助顯示面板開(kāi)啟，從而通過(guò)輔助 顯示面板的光的偏振態(tài)不改變。即，輔助顯示面板輸出與入射的右圖像具有相 同偏振態(tài)的右圖像。
相應(yīng)地，因?yàn)槠庋坨R的左偏振透鏡的偏振軸與左圖像的偏振軸相同，所 以輸出的左圖像入射到觀看者的左眼，同時(shí)因?yàn)橛覉D像的偏振軸垂直于左偏光 透鏡的偏振軸，所以使得輸出的右圖像不能入射到觀看者的左眼。并且，因?yàn)?偏光眼鏡的右偏振透鏡的偏振軸與右圖像的偏振軸相同，所以輸出的右圖像入 射到觀看者的右眼，同時(shí)因?yàn)樽髨D像的偏振軸垂直于右偏光透鏡的偏振軸，所 以輸出的右圖像不能入射到觀看者的右眼。
以這種方式，以時(shí)間差形成每個(gè)都具有不同偏振軸的左右圖像，且左右圖 像中的一個(gè)的偏振態(tài)改變，然后被輸出給觀看者。因此，觀看者可以使用偏光 眼鏡根據(jù)左右圖像的偏振態(tài)有區(qū)別地觀看左右圖像，因此，觀看者可以看到立 體圖像。
雖然本發(fā)明在不脫離其特征下可以具體化為很多形式，但是應(yīng)當(dāng)理解，上 述實(shí)施例不限于前面描述的任何細(xì)節(jié)，除非額外說(shuō)明，相反，這些實(shí)施例可以
17在如所附權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)廣泛地構(gòu)建，因此，所有落入權(quán)利要求范圍內(nèi) 或其等效物范圍內(nèi)的修改和變化都意在被包括在所附權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種立體圖像顯示設(shè)備，包括主顯示面板，可工作來(lái)交替地顯示左圖像和右圖像；輔助顯示面板，包括具有對(duì)應(yīng)于所述主顯示面板的像素部的像素部的第一和第二基板和形成在所述第一和第二基板之間的子液晶層，并位于所述主顯示面板的前面以改變?nèi)肷涞淖髨D像或右圖像的偏振信息；沿在所述主顯示面板上形成的像素的行在所述第一基板上構(gòu)圖而成的多個(gè)第一電極；在所述第二基板的像素部的前表面上形成的第二電極；以及向所述主顯示面板的后側(cè)提供光的光源。
2. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，所述第二電極完全地形成在所述第 二基板的像素部的整個(gè)表面上而沒(méi)有任何圖案。
3..如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，所述第一和第二電極由透明導(dǎo)電材 料，比如ITO制成。
4. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，所述第一電極的高度對(duì)應(yīng)于所述主 顯示面板的單個(gè)像素的高度，且所述第一電極的寬度對(duì)應(yīng)于所述像素部的寬度 的(n=l， 2，…)倍。
5. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，所述輔助顯示面板是與所述左圖像 和右圖像中的一個(gè)同步地驅(qū)動(dòng)的。
6. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述子液晶層包括多個(gè)液晶分子，且 當(dāng)驅(qū)動(dòng)所述輔助顯示面板時(shí)，所述液晶分子排列成基本上垂直于所述第一和第 二基板，且當(dāng)未驅(qū)動(dòng)所述輔助顯示面板時(shí)，所述液晶分子排列成扭曲向列結(jié)構(gòu)。
7. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，所述子液晶層包括多個(gè)液晶分子， 且當(dāng)驅(qū)動(dòng)所述輔助顯示面板時(shí)，所述液晶分子排列成基本垂直于所述第一和第 二基板，且當(dāng)未驅(qū)動(dòng)所述輔助顯示面板時(shí)，所述液晶分子排列成基本上平行于 所述第一和第二基板。
8. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，使得入射到所述輔助顯示面板的左 圖像或右圖像的偏振軸和所述輔助顯示面板的拓片方向基本上成45度。
9. 如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，當(dāng)未驅(qū)動(dòng)所述輔助顯示面板時(shí)，通過(guò)所述輔助顯示面板的左圖像或右圖像的偏振軸基本上垂直于使得入射到所 述輔助顯示面板的左圖像或右圖像的偏振軸。
10. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述主顯示面板是以120Hz或更 高頻率驅(qū)動(dòng)的。
11. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，所述主顯示面板包括-陣列基板；設(shè)置為面向所述陣列基板的濾色器基板； 位于所述陣列基板與所述濾色器基板之間的主液晶層； 附在所述陣列基板的外表面上的第一偏振器；以及 附在所述濾色器基板的外表面上的第二偏振器。
12. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，進(jìn)一歩包括.-X/4延遲層，其形成在所述輔助顯示面板的第一基板上，并且將使得入射 到所述輔助顯示面板的線(xiàn)性偏振的左圖像或右圖像改變成左圓偏振(或右圓偏 振)態(tài)。
13. 如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述入/4延遲層以單元內(nèi)形式與所 述第一基板一起而形成在所述輔助顯示面板的第一基板的上表面上。
14. 如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述X/4延遲層被以膜的形式附在 所述輔助顯示面板的第一基板的下表面上。
全文摘要
一種立體圖像顯示設(shè)備，包括主顯示面板，可工作來(lái)交替地顯示左圖像和右圖像；輔助顯示面板，包括具有對(duì)應(yīng)于所述主顯示面板的像素部的像素部的第一和第二基板和形成在所述第一和所述第二基板之間的子液晶層，并位于所述主顯示面板的前面以改變?nèi)肷涞淖髨D像或右圖像的偏振信息；沿在所述主顯示面板上形成的像素的行在所述第一基板上構(gòu)圖而成的多個(gè)第一電極；在所述第二基板的像素部的前表面上形成的第二電極；以及向所述主顯示面板的后側(cè)提供光的光源。能夠改進(jìn)玻璃型2D顯示器內(nèi)的3D視角和2D亮度。
文檔編號(hào)G02F1/133GK101625467SQ20081018077
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月9日
發(fā)明者勛 姜, 李承哲, 鄭圣珉 申請(qǐng)人:樂(lè)金顯示有限公司