三维显示装置.pdf

公开一种三维显示装置，其包括：显示左眼像和右眼像的影像显示部分；和视差栅格，该视差栅格与所述影像显示部分面对，并将该影像显示部分显示的所述左眼像和右眼像分别导向使用者左眼和右眼。所述视差栅格可由通常为黑色透射模式的液晶显示器制成。

1、  一种三维显示装置，包括：
适于显示左眼像和右眼像的影像显示部分；和
视差栅格，该视差栅格面对所述影像显示部分，并适于将所述影像显示部分所显示的左眼像和右眼像分别导向使用者的左眼和右眼，其中所述视差栅格由通常为黑色透射模式的液晶显示器制成。

2、  如权利要求1所述的三维显示装置，其中所述视差栅格包括：
第一基板；
沿第一方向延伸并位于第一基板上的多个第一电极；
位于所述多个第一电极之间的多个第二电极；
面对第一基板的第二基板；
位于第二基板上的第三电极；
位于第一基板与第二基板之间的液晶层；
位于第一基板的外表面上的第一偏光板；和
位于第二基板的外表面上的第二偏光板。

3、  如权利要求2所述的三维显示装置，其中每个第一电极和每个第二电极被设置为具有彼此基本上相等的宽度，并且形成在所述多个第一电极与多个第二电极之间的各间隙具有基本上相等的宽度。

4、  如权利要求2所述的三维显示装置，其中第三电极被制成单体电极。

5、  如权利要求2所述的三维显示装置，其中所述影像显示部分包括：根据所述多个第一电极和多个第二电极形成的图案而被交替且重复布置的多个第一像素和多个第二像素，其中：
在第一周期期间，驱动电压被施加在所述多个第一电极上，所述左眼像由所述多个第一像素显示，而所述右眼像由所述多个第二像素显示；以及
在第二周期期间，所述驱动电压被施加在所述多个第二电极上，所述右眼像由所述多个第一像素显示，而所述左眼像由所述多个第二像素显示。

6、  如权利要求2所述的三维显示装置，其中所述视差栅格具有小于50％的孔径比。

7、  如权利要求1所述的三维显示装置，其中所述液晶显示器的整体亮度被增加，以补偿由于所述视差栅格由通常为黑色透射模式的液晶显示器制成而引起的亮度下降。

8、  如权利要求1所述的三维显示装置，其中所述左眼像和右眼像以分时方式进行显示。

9、  一种三维显示装置，包括：
适于显示左眼像和右眼像的影像显示部分；和
视差栅格，该视差栅格面对所述影像显示部分，并适于将所述影像显示部分所显示的左眼像和右眼像分别导向使用者的左眼和右眼，
所述视差栅格包括：
第一基板；
沿第一方向延伸并位于第一基板上的多个第一电极；
位于所述多个第一电极之间的多个第二电极；
面对第一基板的第二基板；
位于第二基板上的第三电极；
位于第一基板与第二基板之间的液晶层；
位于第一基板的外表面上的第一偏光板；和
位于第二基板的外表面上的第二偏光板，其中
所述视差栅格具有小于50％的孔径比。

10、  如权利要求9所述的三维显示装置，其中每个第一电极和每个第二电极被设置为具有彼此基本上相等的宽度，并且形成在所述多个第一电极和多个第二电极之间的各间隙具有基本上相等的宽度。

11、  如权利要求9所述的三维显示装置，其中第三电极被制成单体电极。

12、  如权利要求9所述的三维显示装置，其中所述影像显示部分包括：根据所述多个第一电极和多个第二电极形成的图案而被交替且重复布置的多个第一像素和多个第二像素，其中：
在第一周期期间，驱动电压被施加在所述多个第一电极上，所述左眼像由所述多个第一像素显示，而所述右眼像由所述多个第二像素显示；以及
在第二周期期间，所述驱动电压被施加在所述多个第二电极上，所述右眼像由所述多个第一像素显示，而所述左眼像由所述多个第二像素显示。

13、  如权利要求9所述的三维显示装置，其中所述左眼像和右眼像以分时方式进行显示。

14、  如权利要求9所述的三维显示装置，其中所述液晶显示器的整体亮度被增加，以补偿由于所述视差栅格具有小于50％的孔径比而引起的亮度下降。

三维显示装置
技术领域
本发明涉及三维显示装置，尤其涉及一种使用视差栅格(parallaxbarrier)的自动立体三维显示装置。
背景技术
三维显示装置可被归类为立体显示装置或自动立体显示装置，对于立体显示装置，使用者需要佩戴诸如偏光镜的观看辅助物，而对于自动立体显示装置，使用者不需要佩戴这种观看辅助物就能够看到期望的三维影像。
一般的自动立体显示装置均使用光学分离元件，例如双凸透镜、视差栅格、或微透镜阵列，以从空间上分离或隔离分别以使用者的左眼和右眼方向显示在影像显示单元上的左眼像部分和右眼像部分。
尤其是，视差栅格可由使用透射类型液晶显示器的液晶快门(shutter)制成，且在这种情况下，视差栅格可以在二维模式与三维模式之间进行转换。这样，视差栅格能够应用于膝上型电脑或蜂窝式电话。
通常，视差栅格包括条状的光拦截部分和光透射部分。视差栅格通过光透射部分将显示在影像显示单元上的左眼像与右眼像有选择地分离，使得左眼像和右眼像可被分别提供给使用者的左眼和右眼。
一般的具有视差栅格的三维显示装置，其根据输入到影像显示部分的像素上的左影像信号和右影像信号，来显示左眼像和右眼像，并利用视差栅格来将左眼像与所述右眼像从空间上分离。
然而，由于左眼像和右眼像进入使用者相应的眼中，所以三维影像的分辨率只不过是二维影像分辨率的一半。
为解决这一问题，已经发展出分时型三维显示装置。
分时型三维显示装置的影像显示部分显示左眼像和右眼像的图案，而且左眼像和右眼像的图案以规则的频率交替变化。视差栅格的光拦截部分和光透射部分的图案也根据该规则的频率交替变化。
因此，分时型三维显示装置提供的三维影像，其分辨率与二维影像的分辨率相当。
与空间分离型三维显示装置相比，分时型三维显示装置能够提供具有高分辨率的、相对高质量的三维影像。
不过，当视差栅格由液晶显示器制成时，由于液晶显示器的结构限制，视差栅格的孔径比的值可能超过50％。
也就是说，在视差栅格的孔径比变的太大(即超过50％)时，可能引起由视差栅格分离开的左眼像与右眼像之间的交叉干扰(cross talk)。
这样，可能使分时型三维显示装置所提供的三维影像的质量恶化。
发明内容
本发明的一方面在于提供一种三维显示装置，而且所述三维显示装置能够提供具有高分辨率和高质量的三维影像。
在根据本发明的示例性实施例中，提供了具有一或多个下列特征的三维显示装置。
一种三维显示装置包括：适于显示左眼像和右眼像的影像显示部分；和视差栅格，该视差栅格面对所述影像显示部分，并适于将该影像显示部分显示的左眼像和右眼像分别导向使用者的左眼和右眼。
所述视差栅格可由通常为黑色透射模式(normally black mode oftransmission)的液晶显示器制成。
所述视差栅格包括第一基板；沿第一方向延伸并位于第一基板上的多个第一电极；位于所述多个第一电极之间的多个第二电极；面对第一基板的第二基板；位于第二基板上的第三电极；位于第一基板与第二基板之间的液晶层；位于第一基板的外表面上的第一偏光板；和位于第二基板的外表面上的第二偏光板。
每个第一电极与每个第二电极被设置为具有彼此基本上相等的宽度。形成在所述多个第一电极与多个第二电极之间的各间隙具有基本上相等的宽度。
第三电极可被制成单体电极。
所述影像显示部分可以包括：根据所述多个第一电极和多个第二电极形成的图案而被交替且重复布置的多个第一像素和多个第二像素。
在第一周期期间，可以向所述多个第一电极施加驱动电压。
所述左眼像可由所述多个第一像素来显示。
在第一周期期间，所述右眼像可由所述多个第二像素来显示。
在第二周期期间，所述驱动电压可被施加在所述多个第二电极上，且所述右眼像可由所述多个第一像素来显示。
在第二周期期间，所述左眼像可由所述多个第二像素来显示。
所述左眼像和右眼像可以分时方式来显示。
根据本发明，通过使用由通常为黑色透射模式的液晶显示器制成的视差栅格，分时型三维显示装置能够提供高分辨率的三维影像并可防止三维影像质量的恶化。
附图说明
图1为根据本发明第一示例性实施例的三维显示装置的截面图；
图2为本发明第一示例性实施例中的视差栅格的平面图；
图3A和图3B为本发明第一示例性实施例中影像显示部分的像素阵列的示意图；
图4A和图4B为在视差栅格由通常为白色透射模式的液晶显示器制成时的光透射状况的示意图；和
图5A和图5B为在视差栅格由通常为黑色透射模式的液晶显示器制成时的光透射状况的示意图。
具体实施方式
本发明将在下文中参照附图进行更全面地描述，其中将示出本发明的特定示例性实施例。
图1为根据本发明第一示例性实施例的三维显示装置的截面图。
如图1所示，所述三维显示装置包括影像显示部分100和视差栅格200。
影像显示部分100显示具有特定或预定图案的左眼像和右眼像。
具有所述左眼像和右眼像的不同图案的第一影像和第二影像，其以一定频率被交替显示在影像显示部分100上，其中所述频率可以预先设定。
任何适合的显示装置均可用作影像显示部分100。例如，影像显示部分100可由阴极射线管、液晶显示器、等离子显示面板、场发射显示装置、有机电致发光显示装置，或任何其他适合的显示装置而形成。
视差栅格200可由通常为黑色透射模式的液晶显示器制成，并且在未被施加任何电压时视差栅格对光进行拦截。
更具体地说，视差栅格200包括彼此面对的第一基板10和第二基板12。
第一基板10和第二基板12可由具有矩形形状的玻璃基板制成。
各电极被置于第一基板10和第二基板12的相应内表面上，并可操作位于第一基板10与第二基板12之间的液晶层22。
多个第一电极14和多个第二电极16位于第一基板10上。第三电极18位于第二基板12上。在一实施例中，所述第三电极可被制成单体电极。
此外，覆盖第一电极14、第二电极16和第三电极18的一对对准层20a和20b分别形成(或者布置)在第一基板10和第二基板12上。
第一电极14、第二电极16和第三电极18可由诸如氧化铟锡(ITO)的透明材料制成。
偏光板24a可位于第一基板10的外表面上，而偏光板24b可位于第二基板12的外表面上。
第一电极14和第二电极16的结构将在下文中进行更详细地描述。
图2示出了在本发明第一示例性实施例中位于第一基板10上的第一电极14和第二电极16的结构。
如图2所示，位于第一基板10上的第一电极14沿对应于第一基板10的较长侧的方向(图2中的Y轴方向)而延伸。
第一电极14在第一基板10上布置成条形图案。
用于电连接多个第一电极14的第一连接电极14a沿对应于第一基板10的较短侧的方向(图2中的X轴方向)而延伸，并连接至每个第一电极14的相应端。
按照与第一连接电极14a和多个第一电极14基本上类似的布置方式，用于电连接多个第二电极16的第二连接电极16a和多个第二电极16被置于第一基板10上。
更具体地说，位于第一基板10上的第二电极16沿对应于第一基板10的较长侧的方向(图2中的Y轴方向)而延伸。
第二电极16在多个第一电极14之间布置成条形图案。
第二连接电极16a沿对应于第一基板10的较短侧的方向而延伸，并连接至每个第二电极16的相应端。
因此，多个第一电极14和多个第二电极16沿对应于第一基板10的较短侧的方向(图2中的X轴方向)而交替且重复地排列。间隙G形成于一个第一电极14与对应一个第二电极16之间(参见图4A的示例)。
所述影像显示部分的像素阵列和操作将在下文中进行更详细地描述。
图3A和图3B分别示出在第一周期t₁和第二周期t₂期间所述影像显示部分的像素阵列。
多个第一像素30和多个第二像素32沿所述影像显示部分的竖直方向(图3A中的Y轴方向)被布置，并沿所述影像显示部分的水平方向(图3A中的X轴方向)而被交替且重复地布置。
如图3A所示，在第一周期t₁期间，第一像素30显示对应于左眼像信号的左眼像L_R、L_G和L_B，而第二像素32显示对应于右眼像信号的右眼像R_R、R_G和R_B。以这种方式，在第一周期t₁期间，第一影像被显示在所述影像显示部分上。
在第一周期t₁中，驱动电压通过第一连接电极14a而被施加在第一电极14上。
例如可以为接地电压的参考电压通过第二连接电极16a而被施加在第二电极16上。所述参考电压也被施加在第三电极18上。
如图3B所示，在第二周期t₂期间，第一像素30显示对应于右眼像信号的右眼像R_R、R_G和R_B，而第二像素32显示对应于左眼像信号的左眼像L_R、L_G和L_B。
以这种方式，在第二周期t₂期间，第二影像被显示在所述影像显示部分上。
在第二周期t₂中，所述参考电压通过第一连接电极14a而被施加在第一电极14上。
所述驱动电压通过第二连接电极16a而被施加在第二电极16上。所述参考电压也被施加在第三电极18上。
根据如上所述的影像显示部分100和视差栅格200的操作，用户的左眼在第一周期t₁期间看到由第一像素30所显示的影像，并在第二周期t₂期间看到由第二像素32所显示的影像。
使用者的右眼在第一周期t₁期间看到由第二像素32所显示的影像，并在第二周期t₂期间看到由第一像素30所显示的影像。
因此，使用者看到的三维影像可具有与二维影像同样精细的分辨率。
如下面将更详细描述的，在所述视差栅格由通常为黑色透射模式的液晶显示器制成时，所述视差栅格的孔径比不超过50％，从而所产生的影像的质量不会因为交叉干扰而恶化。
下面将使用通常为白色透射模式(normally white mode of transmission)的液晶显示器的状况与以上所描述的状况进行比较。
图4A和图4B为在所述视差栅格由通常为白色透射模式的液晶显示器制成时的光透射状况的示意图。图5A和图5B为在所述视差栅格由通常为黑色透射模式的液晶显示器制成时的光透射状况的示意图。
为了方便起见，在图4A、4B和图5A、5B中对应第一电极和第二电极使用相同的附图标记，并且与图1和图2中所用的附图标记相同或相似。
如图4A、4B和图5A、5B所示，第一电极14、14’和第二电极16、16’以一定的间距P而被重复布置，其中所述间距可以预先设定。
在这种情况下，所述间距P包括所述多个第一电极14、14’中的一个电极的宽度W₁、所述多个第二电极16、16’中的一个电极的宽度W₂，和形成在所述多个第一电极和多个第二电极之间的两个相邻间隙G的宽度。
尤其是，在具有视差栅格的三维显示装置运行在分时模式下时，所述视差栅格在第一周期t₁和第二周期t₂期间应该具有相等的孔径比。因此，每个第一电极14、14’的宽度W₁与每个第二电极16、16’的宽度W₂被设置为彼此基本上相等(W₁＝W₂)，而各间隙G也具有基本上相等的宽度。
在这些前提下，所述整个视差栅格的孔径比能够以一个间距P的孔径比为依据来进行计算。
这样，所述一个间距P的孔径比将在下文中进行更详细地加以考虑。
参见图4A，在通常为白色透射模式的液晶显示器被用作视差栅格的情况下，当在第一周期t₁期间向第一电极14’施加驱动电压时，每个第一电极14’均成为光拦截部分S，而每个第二电极16’以及每个间隙G均成为光透射部分T。
因此，在第一周期t₁期间，一个间距P的孔径比O_w1可被定义为(W₂+2G)/[2(W+G)]。其中，W表示W₁和W₂二者的值，且如前面所述的，W₁和W₂被设置为彼此相等。
接下来，如图4B所示，当在第二周期t₂期间向第二电极16’施加驱动电压时，每个第二电极16’均成为光拦截部分S，而每个第一电极14’以及每个间隙G均成为光透射部分T。
因此，在第二周期t₂期间，一个间距P的孔径比O_w2可被定义为(W₁+2G)/[2(W+G)]。此外，W表示被设置为彼此相等的W₁和W₂二者的值。
如上所述，在通常为白色透射模式的液晶显示器被用作视差栅格时，所述光透射部分的累计长度大于所述光拦截部分的累计长度。
因此，所述整个视差栅格的孔径比以及一个间距P的孔径比始终大于50％。
不过，在这种情况下，由于交叉干扰现象，而在第一像素30所显示的各影像与第二像素32所显示的各影像之间发生交叉干扰，这样，使得所产生的三维影像的质量恶化。
为了防止这一问题，在本发明的示例性实施例中，通常为黑色透射模式的液晶显示器被用作视差栅格。
参见图5A和图5B，在通常为黑色透射模式的液晶显示器被用作视差栅格的情况下，当在第一周期t₁期间向第一电极14施加驱动电压时，每个第一电极14均成为光透射部分T，而每个第二电极16以及每个间隙G均成为光拦截部分S。
接下来，当在第二周期t₂期间向第二电极16施加驱动电压时，每个第二电极16均成为光透射部分T，而每个第一电极14以及每个间隙G均成为光拦截部分S。
因此，在第一周期t₁期间，一个间距P的孔径比O_b1可被定义为W₁/[2(W+G)]。而且，在第二周期t₂期间，一个间距P的孔径比O_b2可被定义为W₂/[2(W+G)]。此外，W表示彼此相等的W₁和W₂二者的值。
也就是说，在通常为黑色透射模式的液晶显示器被用作视差栅格时，形成在所述多个第一电极与多个第二电极之间的每个间隙均成为光拦截部分。这样，所述光拦截部分的累计长度始终大于所述光透射部分的累计长度。
因此，所述整个视差栅格的孔径比以及一个间距P的孔径比为50％或者小于50％。
从而，在这种情况下，所产生的三维影像的质量不会因为交叉干扰现象而受损。
在通常为黑色透射模式的液晶显示器被用作视差栅格时，可能引起所述三维显示装置亮度的下降。所述亮度下降可以通过增加该装置的整体亮度来进行补偿。
作为示例，在液晶显示器被用作影像显示部分时，可通过增加所述液晶显示器背光的亮度，来增加所述三维显示装置的亮度。
虽然已经结合特定的示例性实施例对本发明进行了描述，但可以理解，本发明并不局限于所公开的实施例，而是与之相反，本发明涵盖了包括在所附权利要求及其等同物的精神和范围之内的各种修改和等同设置。