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    • 专利摘要:
    一種影像顯示裝置包含：一顯示面板，選擇性地顯示一2D影像及一3D影像且包含複數個畫素，一圖案相差膜，將來自顯示面板之光線劃分為第一極化光線及第二極化光線，以及一控制電壓產生電路，在一關閉電平產生一2D控制電壓且在每一預定時間週期交替地產生具有一微打開電平及關閉電平的一3D控制電壓。微打開電平相比較於關閉電平為高且相比較於一全打開電平為低。每一畫素包含：具有一第一畫素電極及一第一共同電極的一主顯示單元，以及具有第二畫素電極、一第二共同電極、以及一放電控制開關的一輔助顯示單元。
    公开号:TW201305609A
    申请号:TW101125005
    申请日:2012-07-11
    公开日:2013-02-01
    发明作者:Joo-Ah Kim；Kwang-Jo Hwang；Eui-Tae Kim；Joon-Young Park；Seung-Ho Baek；Jeong-Ki Kim
    申请人:Lg Display Co Ltd；
    IPC主号:G02B30-00
    专利说明:
    影像顯示裝置
    本發明係關於一種影像顯示裝置，其能夠選擇性地實現一二維平面影像(以下稱作「2D影像」)及一三維立體影像(以下稱作「3D影像」)。
    近來，由於不同內容及電路技術的發展，一影像顯示裝置可選擇性地實現一2D影像以及一3D影像。此影像顯示裝置使用一立體技術或一自動立體技術實現一3D影像。
    使用具有高立體效應的一用戶之左眼與右眼之間的視差的立體技術，包含一眼鏡型方法以及一無眼鏡型方法，這兩種方法均在實踐中使用。在無眼鏡型方法中，一光板，例如用於分離左眼與右眼之間的視差影像之光軸的一視差格柵通常安裝於一顯示螢幕之前或之後。在眼鏡型方法中，分別具有一不同極化方向的左及右眼影像顯示於一顯示面板上，以及一立體影像使用極化眼鏡或液晶(liquid crystal,LC)快門眼鏡實現。
    一液晶(LC)快門眼鏡型影像顯示器每一圖框在一顯示元件上交替地顯示一左眼影像及一右眼影像，並且與一顯示定時同步打開及關閉液晶(LC)快門眼鏡的一左鏡片及一右鏡片，由此顯示此3D影像。液晶(LC)快門眼鏡在其中顯示左眼影像的奇數圖框週期期間僅打開左眼鏡片，並且在其中顯示右眼影像的偶數圖框週期期間僅打開右眼鏡片，由此在時間分隔方法中產生雙目視差。在液晶(LC)快門眼鏡型影像顯示器中，由於此液晶(LC)快門眼鏡在短時間中打開，因此3D影像的亮度為低。進一步而言，由於顯示元件與液晶(LC)快門眼鏡之間的同步化及打開/關閉變換響應特性，因此極端地產生一3D串擾。
    如「第1圖」所示，一極化眼鏡型影像顯示器包含附加至顯示面板1的一圖案相差膜2。極化眼鏡型影像顯示器每一水平線在顯示面板1上交替地顯示左眼影像資料L及右眼影像資料R，並且使用圖案相差膜2轉化入射於極化眼鏡3上的極化特性。通過如此之一極化眼鏡型影像顯示器，一左眼影像及一右眼影像可空間上劃分，由此實現一3D影像。
    在極化眼鏡型影像顯示器中，因為左眼影像與右眼影像相鄰地顯示於顯示面板1的相鄰之水平線上，因此其中不產生一串擾的一垂直視角範圍為窄。當顯示左眼影像與右眼影像的雙影像時產生串擾。為了防止在極化眼鏡型影像顯示器中的此串擾，如「第2圖」所示，在日本專利第2002-185983號中揭露出一種方法，用以在圖案相差膜2之一區域中形成黑條BS，用以由此加寬3D影像的一垂直視角。然而，用於加寬垂直視角的圖案相差膜2之黑條BS產生導致一2D影像之亮度降低的副作用。
    因此，鑒於上述問題，本發明之目的在於提供一種影像顯示裝置，能夠加寬一3D影像的垂直視角而不減少一2D影像之亮度。
    在本發明之一方面中，一種影像顯示裝置包含：一顯示面板，選擇性地顯示一2D影像及一3D影像，此顯示面板包含複數個畫素；一圖案相差膜，將來自顯示面板之光線劃分為第一極化光線及第二極化光線；以及一控制電壓產生電路，在一關閉電平產生一2D控制電壓且在每一預定時間週期交替地產生具有一微打開電平及關閉電平的一3D控制電壓，微打開電平相比較於關閉電平為高且相比較於一全打開電平為低，其中每一畫素包含：一主顯示單元，包含通過一第一開關連接至一資料線的一第一畫素電極，以及與第一畫素電極相對且連接至一共同線之一第一共同電極；以及一輔助顯示單元，包含通過一第二開關連接至資料線的一第二畫素電極，與第二畫素電極相對且連接至共同線之一第二共同電極，以及一放電控制開關，此放電控制開關響應於2D控制電壓及3D控制電壓將第二畫素電極選擇性地連接至共同線，其中放電控制開關在一2D模式下基於2D控制電壓連續保持於一關閉狀態用於顯示2D影像且在一3D模式下基於3D控制電壓交替地保持於一微打開狀態及關閉狀態用於顯示3D影像。
    以下，將結合圖式部份對本發明的實施方式作詳細說明。其中在這些圖式部份中所使用的相同的參考標號代表相同或同類部件。值得注意的是，如果本領域的詳細描述可誤導本發明之實施方式時將省去這些詳細描述。
    將結合「第3圖」至「第18圖」描述本發明之示例實施例。
    「第3圖」及「第4圖」係為本發明之一實施例之一極化眼鏡型影像顯示器之示意圖。「第5圖」係為「第4圖」所示之複數個畫素之一之示意圖。
    如「第3圖」及「第4圖」所示，根據本發明實施例之影像顯示裝置包含一顯示元件10、一圖案相差膜20、一控制器30、一面板驅動電路40、以及一極化眼鏡50。
    顯示元件10可實現為一平板顯示裝置，例如一液晶顯示裝置、一場發射顯示器(Field Emission Display,FED)、一電漿顯示面板(Plasma Display Panel,PDP)顯示器、一具有無機電致發光元件及有機發光二極體(OLED)的電致發光顯示器(Electroluminescence device,EL)、以及一電泳顯示器(electrophoretic display,EPD)。在以下的描述中，根據本發明之實施例之該影像顯示裝置使用液晶顯示裝置作為顯示元件10進行描述。
    顯示元件10包含一顯示面板11、一頂極化膜11a、以及一底極化膜11b。
    顯示面板11包含一頂玻璃基板、一底玻璃基板、以及頂及底玻璃基板之間的一液晶層。複數個資料線DL與和這些資料線DL相交叉的複數個閘極線GL提供於顯示面板11的底玻璃基板上。複數個單元畫素UNIT PIX基於資料線DL與閘極線GL之一交叉結構，提供於顯示面板11上，由此組成一畫素陣列。每一單元畫素UNIT PIX包含分別顯示紅色(R)、綠色(G)、以及藍色(R)影像的三個畫素PIX。如「第5圖」所示，每一畫素PIX包含一主顯示單元MP以及一輔助顯示單元SP，並且閘極線GL及一放電控制線CONL提供於其間。向其提供一共同電壓Vcom的複數個共同線CL，以及向其提供一2D控制電壓V2D或一3D控制電壓V3D的複數個放電控制線CONL，提供於顯示面板11的底玻璃基板上，以便驅動這些畫素PIX。當閘極線GL激發至一閘極高電壓時，主顯示單元MP與輔助顯示單元SP共同連接至資料線DL。放電控制線CONL激發至一微打開電平之3D控制電壓V3D，輔助顯示單元SP連接至共同線CL。在一2D模式中，輔助顯示單元SP與主顯示單元MP一樣顯示相同的2D影像。另一方面，在一3D模式中，輔助顯示單元SP與主顯示電壓顯示一3D影像不同，顯示一黑色影像。因此，輔助顯示單元SP加寬該3D影像的一垂直視角而不減少該2D影像的一亮度。
    黑矩陣與彩色濾光器形成於顯示面板11的頂玻璃基板上。頂極化膜11a附加至顯示面板11的頂玻璃基板，以及底極化膜11b附加至顯示面板11的底玻璃基板。用於設置液晶的一預傾斜角度的配向層分別形成於顯示面板11的頂及底玻璃基板上。在一垂直電場驅動方式例如一扭轉向列(TN)模式及一垂直配向(VA)模式中，向其提供共同電壓Vcom的複數個共同電極可形成於該頂玻璃基板上。在一水平電場驅動方式例如一平面切換(In-Plane Switching,IPS)模式及一邊緣場切換(Fringe Field Switching,FFS)模式中，這些共同電極可隨同這些畫素電極形成於該底玻璃基板上。一柱狀間隔物可形成於頂及底玻璃基板之間用以將顯示面板11的液晶晶胞之單元間隙保持為恆定。
    根據本發明之本實施例之顯示元件10可實現為任何類型的液晶顯示裝置，包含一透射式液晶顯示裝置、一半穿透反射式液晶顯示裝置、以及一反射式液晶顯示裝置。一背光單元12在透射式液晶顯示裝置及半穿透反射式液晶顯示裝置中為必需的。背光單元12可實現為一直接型背光單元或一邊緣型背光單元。
    圖案相差膜20附加至顯示面板11的頂極化膜11a。圖案相差膜20包含分別形成於圖案相差膜20的奇數線上的複數個第一相差膜RT1，以及分別形成於圖案相差膜20的偶數線上的複數個第二相差膜RT2。第一相差膜RT1的光吸收軸與第二相差膜RT2的光吸收軸不相同。第一相差膜RT1與畫素陣列的奇數畫素線相對，以及第二相差膜RT2與畫素陣列的偶數畫素線相對。每一第一相差膜RT1將通過頂極化膜11a入射的線極化光的相位延遲四分之一波長，並且將該光線作為第一極化光(例如，左旋極化光)發送。每一第二相差膜RT2將通過頂極化膜11a入射的線極化光的相位延遲四分之三波長，並且將該光線作為第一極化光(例如，右旋極化光)發送。
    控制器30響應於一模式選擇訊號SEL控制在2D模式及3D模式中的面板驅動電路40之一作業。控制器30通過一用戶界面例如一觸控式螢幕、一螢幕顯示選單(On-Screen Display,OSD)、一鍵盤、一滑鼠、以及一遠程控制器接收該模式選擇訊號SEL。控制器30響應於模式選擇訊號SEL可在2D模式之一作業與3D模式之一作業之間切換。控制器30偵測一2D/3D識別碼，該2D/3D識別碼對一輸入影像之資料編碼，舉例而言，一2D/3D識別碼能夠對一數位廣播標準之一電子節目表(Electronic Program Guide,(EPG)或一電子服務表單(Electronic Service Guide,ESG)編碼，由此在2D模式與3D模式之間區分。
    在3D模式中，控制器30將自一視頻源接收的該3D影像之資料劃分為一左眼影像之RGB資料及一右眼影像之RGB資料，以及然後將左眼影像之RGB資料及右眼影像之RGB資料提供至面板驅動電路40。在2D模式中，控制器30將自該視頻源接收的一2D影像之RGB資料提供至面板驅動電路40。
    控制器30使用定時訊號例如一垂直同步訊號Vsync、一水平同步訊號Hsync、一資料使能訊號DE、以及一點時脈DCLK，產生用於控制面板驅動電路40之作業定時的控制訊號。
    用於控制面板驅動電路40之一資料驅動器40A的作業定時的一資料控制訊號包含一源極起始脈波SSP、一源極採樣時脈SSC、一源極輸出使能SOE、一極性控制訊號POL等。源極起始脈波SSP表示在一個水平週期中對應於一個水平線的資料之供給起始時間點，其中在該一個水平週期期間顯示對應於該一個水平線的資料。源極採樣時脈SSC根據其上升或下降邊緣控制資料的閂鎖作業。源極輸出使能SOE控制資料驅動器40A之一輸出。極性控制訊號POL控制供給至顯示面板11的液晶晶胞之複數個資料電壓。
    用於控制面板驅動電路40之一閘極驅動器40B的作業定時的一閘極控制訊號包含一閘極起始脈波GSP、一閘極移位時脈GSC、一閘極輸出使能GOE等。閘極起始脈波GSP表示在一個垂直週期中的一掃描作業之一起始水平線，其中在該垂直週期中顯示一螢幕。閘極移位時脈GSC輸入至閘極驅動器40B內部的一移位寄存器且隨後移位閘極起始脈波GSP。閘極輸出使能GOE控制閘極驅動器40B之一輸出。
    控制器30可將與一輸入圖框頻率同步的定時訊號(Vsync、Hsync、DE、以及DCLK)之頻率乘以N，用以獲得一(f×N)Hz之圖框頻率，其中N係為等於或大於2的正整數且f係為該輸入圖框頻率。因此，控制器30可根據(f×N)Hz之該圖框頻率控制面板驅動電路40之作業。該輸入圖框頻率在一逐行交錯相位變換(Phase Alternate Line,PAL)方案中係為50 Hz，並且在一NTSC(National Television Standards Committee)方案中係為60 Hz。
    面板驅動電路40包含用於驅動顯示面板11之資料線DL的資料驅動器40A，用於驅動顯示面板11之閘極線GL的閘極驅動器40B，以及用於控制顯示面板11之放電控制線CONL的一控制電壓產生電路40C。
    資料驅動器40A包含複數個驅動積體電路(IC)。每一該等驅動電路包含一移位寄存器、一閂鎖器、一數位至類比轉換器(DAC)、一輸出緩衝器等。資料驅動器40A響應於資料控制訊號(SSP、SSC、以及SOE)閂鎖2D或3D影像之RGB資料。資料驅動器40A響應於極性控制訊號POL將2D或3D影像之RGB資料轉化為類比正或負伽馬補償電壓且反向該資料電壓之極性。資料驅動器40A將該資料電壓輸出至資料線DL，以使得該資料電壓與自閘極驅動器40B輸出的一掃描脈波(或一閘極脈波)同步。資料驅動器40A之積體電路可通過一捲帶自動結合(Tape Automated Bonding,TAB)過程可結合至顯示面板11之底玻璃基板。
    閘極驅動器40B響應於閘極控制訊號(GSP、GSC、以及GOE)產生在一閘極高電壓與一閘極低電壓之間擺動的掃描脈波。閘極驅動器40B響應於閘極控制訊號(GSP、GSC、以及GOE)，在一行連續方式下將該掃描脈波供給至閘極線GL。閘極驅動器40B包含一閘極移位寄存器陣列等。閘極驅動器40B的閘極移位寄存器陣列可形成於顯示面板11的一顯示區域之外部的一非顯示區域中，其中該顯示區域中按照GIP(gate-in-panel)方式形成畫素陣列。在該閘極移位寄存器陣列中包含的複數個閘極移位寄存器可沿著畫素陣列之一薄膜電晶體(TFT)過程中的GIP方式中之畫素陣列形成。閘極驅動器40B的閘極移位寄存器陣列可實現為通過捲帶自動結合(TAB)過程可結合至顯示面板11之底玻璃基板。
    控制電壓產生電路40C產生2D控制電壓V2D及3D控制電壓V3D且響應於模式選擇訊號SEL選擇性地將2D控制電壓V2D及3D控制電壓V3D提供至放電控制線CONL。2D控制電壓V2D可在大致等於該閘極低電壓的一關閉電平產生。3D控制電壓V3D可在高於該關閉電平且低於一全打開電平的該微打開電平產生，並且可在每一預定時段交替地在該關閉電平及該微打開電平產生。2D控制電壓V2D及3D控制電壓V3D供給至如「第13圖」所示的一放電控制開關DST之一閘極，並且打開或關閉放電控制開關DST。
    極化眼鏡50包含具有一左眼極化濾光片之一左眼鏡片50L，以及具有一右眼極化濾光片之一右眼鏡片50R。左眼極化濾光片具有與圖案相差膜20之第一相差膜RT1相同之光吸收軸，以及具有與圖案相差膜20之第二相差膜RT2相同之光吸收軸。舉例而言，一左旋極化濾光片可選擇作為極化眼鏡50之左眼極化濾光片，並且一右旋極化濾光片可選擇作為極化眼鏡50之右眼極化濾光片。一使用者可通過極化眼鏡50觀看在一空間劃分方式下顯示於顯示元件10上的該3D影像。
    「第6圖」係為「第4圖」中所示之控制電壓產生電路40C之結構示意圖。「第7圖」係為2D控制電壓V2D之一電壓電平之示意圖，以及「第8圖」係為3D控制電壓V3D之一電壓電平之示意圖。
    如「第6圖」所示，控制電壓產生電路40C包含一第一控制電壓產生器42、一第二控制電壓產生器44、以及一多工器46。
    第一控制電壓產生器42使用一輸入直流(DC)電源產生用於控制該放電控制開關的2D控制電壓V2D。如「第7圖」所示，2D控制電壓V2D可在與一掃描脈波SCAN之一閘極低電壓VGL相同的電壓電平下產生。當能夠關閉顯示面板11之薄膜電晶體(TFT)的掃描脈波SCAN之閘極低電壓VGL選擇作為大約-5V之電壓時，2D控制電壓V2D可產生為大約-5V之電壓。
    第二控制電壓產生器44根據自控制器30接收之極性控制訊號POL產生用於控制該放電控制開關的3D控制電壓V3D。如「第8圖」所示，3D控制電壓V3D在每一預定時段，在一微打開電平SOL下產生且減少為與該閘極低電壓VGL相同之關閉電平OL。微打開電平SOL相比較於共同電壓Vcom為高且相比較於掃描脈波SCAN之一閘極高電壓VGH為低。當能夠使得顯示面板11之薄膜電晶體(TFT)全打開的掃描脈波SCAN之一閘極高電壓VGH選擇為大約28V之電壓，以及共同電壓Vcom選擇為大約7.5V之電壓時，微打開電平SOL之3D控制電壓V3D可產生為大約8V至12V之電壓。關閉電平OL之3D控制電壓V3D係為大約-5V且減少該放電控制開關之一正閘極偏壓應力。在期間產生微打開電平SOL的3D控制電壓V3D的一週期，可對應於在期間每一圖框中顯示有效視訊資料之一顯示週期AP。在期間產生微打開電平SOL的3D控制電壓V3D的一週期，可對應於在期間每一圖框中顯示有效的視訊資料的一顯示週期AP。在期間產生關閉電平OL的3D控制電壓V3D的一週期，可對應於在相鄰的顯示週期AP之間的一非顯示週期(即，一垂直空白週期VB)。在期間產生微打開電平SOL的3D控制電壓V3D的該週期的一長度，可根據一設計規格相比較於該顯示週期AP之一長度更大或更小。進一步而言，在期間產生關閉電平OL的3D控制電壓V3D的該週期之一長度，可根據該設計規格相比較於該垂直空白週期VB之一一長度更小或更大。因為第二控制電壓產生器44基於極性控制訊號POL產生3D控制電壓V3D，因此第二控制電壓產生器44不需要修改控制器30以及限制該3D影像之一解析度及所有頻率可產生3D控制電壓V3D。
    多工器46響應於模式選擇訊號SEL選擇性地輸出2D控制電壓V2D及3D控制電壓V3D至放電控制線CONL。多工器46輸出2D模式中的2D控制電壓V2D及3D模式中的3D控制電壓V3D。
    「第9圖」及「第10圖」係為用於產生3D控制電壓V3D的「第6圖」之第二控制電壓產生器44之一實例。
    如「第9圖」及「第10圖」所示，第二控制電壓產生器44包含一第一延遲單元441、一反或(XOR)元件442、一反相器443、以及一電平移位器450。
    第一延遲單元441自控制器30接收一電晶體-電晶體邏輯(TTL)電平(例如，大約0V至3.3V)的極性控制訊號POL及時脈CLK且響應於時脈CLK延遲極性控制訊號POL一預定值。因此，第一延遲單元441輸出一第一極性控制訊號POL_CLK。
    反或(XOR)元件442對自控制器30接收的極性控制訊號POL與自第一延遲單元441接收的第一極性控制訊號POL_CLK執行反或作業，用以輸出一第一作業訊號FRM。
    反相器443將自反或(XOR)元件442接收的第一作業訊號FRM反相以輸出一第二作業訊號FRMa。第二作業訊號FRMa在每一預定時間週期中交替地具有一高邏輯電壓(大約3.3V)以及一低邏輯電壓(大約0V)。
    電平移位器450電平移位自反相器443接收的電晶體-電晶體邏輯(TTL)電平之第二作業訊號FRMa，並且產生在關閉電平(大約-5V)與該微打開電平(大約8V至12V)之間擺動的3D控制電壓V3D。
    「第11圖」及「第12圖」係為用於產生3D控制電壓V3D的「第6圖」之第二控制電壓產生器44之另一實例。
    如「第11圖」及「第12圖」所示，第二控制電壓產生器44包含一第一延遲單元441、一反或(XOR)元件442、一反相器443、一分壓器444、一類比至數位變換器(ADC)445、一第二延遲單元446、一及元件447、以及一電平移位器450。
    由於第一延遲單元441、反或(XOR)元件442、以及反相器443大致與「第9圖」及「第10圖」所示中所示之相同，因此進一步的描述可簡單進行或可完全省去。
    分壓器444包含彼此串聯連接的兩個電阻Rf及R1。分壓器444劃分該高邏輯電壓(大約3.3V)且輸出一劃分值。
    類比至數位變換器(ADC)445自分壓器444接收該劃分值且對該劃分值執行類比至數位變換。類比至數位變換器(ADC)445輸出對應於該劃分值的一延遲值DV。
    第二延遲單元446對將自反相器443接收之第二作業訊號FRMa延遲自類比至數位變換器(ADC)445接收之延遲值DV，用以輸出一第三作業訊號FRMb。
    及元件447對將自反相器443接收之該第二作業訊號FRMa與自第二延遲單元446接收之第三作業訊號FRMb執行一及作業。第四作業訊號FRMc在每一預定的時間週期交替地具有該高邏輯電壓(大約3.3V)及該低邏輯電壓(大約0V)。第四作業訊號FRMc中的低邏輯電壓之一產生寬度相比較於第二作業訊號FRMa中的低邏輯電壓之一產生寬度更寬。
    電平移位器450電平移位自及元件447接收的電晶體-電晶體邏輯(TTL)電平之第四作業訊號FRMc，並且產生在關閉電平(大約-5V)與該微打開電平(大約8V至12V)之間擺動的3D控制電壓V3D。
    自「第11圖」及「第12圖」能夠看出，因為3D控制電壓V3D之該關閉電平(大約-5V)的一寬度可使用分壓器444另外調節，因此期間產生關閉電平OL的3D控制電壓V3D之週期可容易對應於如「第8圖」所示的相鄰的顯示週期AP之間的非顯示週期(即，該垂直空白週期VB)。
    「第13圖」係為詳細表示「第5圖」中所示的畫素PIX之一連接結構之示意圖。「第14圖」表示在每一驅動模式中畫素PIX之充電及放電波形。「第15圖」係為畫素電極與共同電極之間的透射比與電壓差之間關係之示意圖。「第16圖」至「第18圖」係為根據「第14圖」中所示之電荷波形的一作業效果之示意圖。
    如「第13圖」所示，畫素PIX包含主顯示單元MP以及輔助顯示單元SP，並且閘極線GL及一放電控制線CONL提供於其間。
    主顯示單元MP包含一第一畫素電極Ep1，一第一共同電極Ec1，以及一第一儲存電容Cst1，其中第一共同電極Ec1與第一畫素電極Ep1相對且組成一第一LC電容Clc1。第一畫素電極Ep1通過一第一開關ST1與資料線DL相連接。第一開關ST1響應於掃描脈波SCAN打開且因此將資料線DL上的一資料電壓Vdata供給至第一畫素電極Ep1。第一開關ST1之一閘極與閘極線GL相連接，第一開關ST1之一源極與資料線DL相連接，以及第一開關ST1之一汲極與第一畫素電極Ep1相連接。第一共同電極Ec1與充電至共同電壓Vcom的共同線CL相連接。第一儲存電容Cst1透過第一畫素電極Ep1與共同線CL相重疊且其間具有一絕緣層形成。
    輔助顯示單元SP包含一第二畫素電極Ep2，一第二共同電極Ec2，以及一第二儲存電容Cst2，其中第二共同電極Ec2與第二畫素電極Ep2相對且組成一第二LC電容Clc2。第二畫素電極Ep2通過一第二開關ST2與資料線DL相連接。第二開關ST2響應於掃描脈波SCAN打開且因此將資料線DL上的一資料電壓Vdata供給至第二畫素電極Ep2。第二開關ST2之一閘極與閘極線GL相連接，第二開關ST2之一源極與資料線DL相連接，以及第二開關ST2之一汲極與第二畫素電極Ep2相連接。第二共同電極Ec2與充電至共同電壓Vcom的共同線CL相連接。第二儲存電容Cst2透過第二畫素電極Ep2與共同線CL相重疊且其間具有一絕緣層形成。
    第二畫素電極Ep2通過放電控制開關DST與共同線CL相連接。放電控制開關DST選擇性地響應於2D控制電壓V2D及3D控制電壓V3D，接通或關閉第二畫素電極Ep2與共同線CL之間的一電流路徑。放電控制開關DST之一閘極與放電控制線CONL相連接，放電控制開關DST之一源極與第二畫素電極Ep2相連接，以及放電控制開關DST之一汲極與共同線CL相連接。當2D控制電壓V2D提供至放電控制線CONL時，放電控制開關DST完全關閉放電控制開關DST之一源-汲通道且切斷第二畫素電極Ep2與共同線CL之間的電流路徑。當微打開電平SOL之3D控制電壓V3D提供至放電控制線CONL時，放電控制開關DST部份地打開放電控制開關DST之該源-汲通道且部份地允許第二畫素電極Ep2與共同線CL之間的電流路徑。當關閉電平OL之3D控制電壓V3D提供至放電控制線CONL時，放電控制開關DST完全地關閉放電控制開關DST之該源-汲通道且切斷第二畫素電極Ep2與共同線CL之間的電流路徑。當關閉電平OL之3D控制電壓V3D提供至放電控制線CONL時，累積於放電控制開關DST之閘極上的閘極偏壓應力被去除。
    放電控制開關DST可設計為，以使得其具有與第一及第二開關ST1及ST2相同通道電容。因此，放電控制開關DST透過將低於該閘極高電壓VGH的微打開電平SOL之3D控制電壓V3D提供至放電控制線CONL，具有相比較於全打開電平為低的微打開電平SOL。即使第二開關ST2與放電控制開關DST同時打開，流過放電控制開關DST之一電流量仍然相比較於流過第二開關ST2之一電流量為小。這是因為雖然第二開關ST2與放電控制開關DST同時打開，但是放電控制開關DST之一通道電阻相比較於第二開關ST2之一通道電阻為大。該開關之通道電阻與提供至該開關之閘極的電壓為反比例。
    以下描述具有上述連接結構的畫素PIX之一作業及一作業效果。
    首先，在2D模式中，電控制開關DST在週期T1及T2期間，響應於2D控制電壓V2D連續保持於關閉狀態。
    在週期T1期間，第一及第二開關ST1及ST2響應於在與閘極高電壓VGH相同的電壓電平下輸入的掃描脈波SCAN，在全打開電平下同時打開。
    主顯示單元MP的第一畫素電極Ep1由於第一開關ST1的打開作業，隨著用於2D影像顯示的資料電壓Vdata充電至一第一畫素電壓Vp1。輔助顯示單元SP的第二畫素電極Ep2由於第二開關ST2的打開作業，隨著用於2D影像顯示的資料電壓Vdata充電至一第二畫素電壓Vp2。因為第一及第二開關ST1及ST2按照相同之方式設計，因此第二畫素電壓Vp2大致與第一畫素電壓Vp1相同。
    在週期T2期間，第一及第二開關ST1及ST2響應於在與閘極低電壓VGL相同的電壓電平下輸入的掃描脈波SCAN，同時關閉。
    當第一開關ST1關閉時，已經充電至主顯示單元MP的第一畫素電極Ep1的第一畫素電壓Vp1，由於反衝電壓的影響移位一預定值且然後透過第一儲存電容Cst1保持於一移位值。當第二開關ST2關閉時，已經充電至輔助顯示單元SP之第二畫素電極Ep2的第二畫素電壓Vp2，由於反衝電壓的影響移位一預定值且然後透過第二儲存電容Cst2保持於一移位值。
    在週期T1及T2期間，共同電壓Vcom提供至主顯示單元MP的第一共同電極Ec1及輔助顯示單元SP之第二共同電極Ec2。第一畫素電壓Vp1與共同電壓Vcom之間的一差值大致和第二畫素電壓Vp2與共同電壓Vcom之間的一差值相同。畫素電極與共同電極之間的一電壓差與透射比具有一如「第15圖」所示之比例關係。結果，如「第16圖」所示，主顯示單元MP與輔助顯示單元SP顯示相同灰度之2D影像。輔助顯示單元SP上顯示的2D影像功能上以增加該2D影像之亮度。
    然後，在3D模式中，放電控制開關DST響應於3D控制電壓V3D在每一預定時間週期交替地保持於微打開電平的一打開狀態及一關閉狀態。舉例而言，放電控制開關DST在顯示週期期間保持於微打開電平的打開狀態且在顯示週期之間的垂直空白週期期間保持於關閉狀態。週期T1及T2屬於顯示週期。
    在週期T1期間，第一及第二開關ST1及ST2響應於在與閘極高電壓VGH相同的電壓電平下輸入的掃描脈波SCAN，在全打開電平下同時打開。
    主顯示單元MP的第一畫素電極Ep1由於第一開關ST1的打開作業，隨著用於3D影像顯示的資料電壓Vdata充電至一第一畫素電壓Vp1。輔助顯示單元SP的第二畫素電極Ep2由於第二開關ST2的打開作業，隨著用於3D影像顯示的資料電壓Vdata充電至一第二畫素電壓Vp2。在週期T1期間，具有微打開電平之打開狀態的放電控制開關DST之通道電阻相比較於具有全打開電平之打開狀態的第二開關ST2之通道電阻大得多。因此，自第二畫素電極Ep2釋放之一放電電流相比較於進入第二畫素電極Ep2中的一充電電流小很多。結果，在週期T1期間，因為具有微打開電平之打開狀態的放電控制開關DST幾乎不影響第二畫素電壓Vp2之充電特性，因此第二畫素電壓Vp2充電至類似於第一畫素電壓Vp1之電壓電平。
    在週期T2期間，第一及第二開關ST1及ST2響應於在與閘極低電壓VGL相同的電壓電平下輸入的掃描脈波SCAN，同時關閉。
    當第一開關關閉時，已經充電至主顯示單元MP的第一畫素電極Ep1的第一畫素電壓Vp1，由於反衝電壓的影響移位一預定值且然後透過第一儲存電容Cst1保持於一移位值。當第二開關ST2關閉時，已經充電至輔助顯示單元SP之第二畫素電極Ep2的第二畫素電壓Vp2，由於放電電流藉由放電控制開關DST釋放，因此對於一預定的時間週期放電至共同電壓Vcom之電平。具有微打開電平之打開狀態的放電控制開關DST之通道電阻相比較於具有關閉狀態的第二開關ST2的通道電阻小得多。結果，通過放電控制開關DST已經充電至輔助顯示單元SP之第二畫素電極Ep2的第二畫素電壓Vp2，逐漸放電且沒有反衝電壓之影響在一特定週期內聚集於共同電壓Vcom。
    在週期T1及T2期間，共同電壓Vcom提供至主顯示單元MP的第一共同電極Ec1及輔助顯示單元SP之第二共同電極Ec2。與第一畫素電壓Vp1及共同電壓Vcom之間的差值不同，第二畫素電壓Vp2與共同電壓Vcom之間的一差值在當第二畫素電極Ep2完全放電時變成大致為零。結果，根據「第15圖」中所示之電壓差-透射比之特性，如「第17圖」中所示，主顯示單元MP顯示一預定灰階之3D影像且輔助顯示單元SP顯示一黑色灰階之影像。因此，輔助顯示單元SP用作一主動的黑條。
    如「第18圖」中所示，輔助顯示單元SP上顯示的黑色影像增加在一垂直方向上彼此相鄰的3D影像(即，左眼影像L與右眼影像R之間)之間的一顯示距離D。因此，不產生一串擾的該3D影像之垂直視角可使用輔助顯示單元SP之黑色影像，而不需要黑條圖案廣泛地保證。
    如上所述，根據本發明之實施例之影像顯示裝置將每一畫素劃分為具有放電控制開關的主顯示單元及輔助顯示單元。在3D模式中，輔助顯示單元透過使用微打開電平的控制電壓控制放電控制開關之放電作業，用作主動的黑條而沒有反衝電壓之影響。在2D模式中，放電控制開關之放電作業使用關閉電平的控制電壓而受到阻礙。因此，根據本發明之實施例之影像顯示裝置能夠廣泛地保證3D影像之垂直視角而不減少2D影像之亮度。
    此外，根據本發明之實施例之影像顯示裝置在3D模式中將關閉電平之控制電壓提供至放電控制開關，由此有效地補償由微打開電平之控制電壓產生的放電控制開關之劣降。
    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
    2‧‧‧圖案相差膜
    3‧‧‧極化眼鏡
    10‧‧‧顯示元件
    11‧‧‧顯示面板
    11a‧‧‧頂極化膜
    11b‧‧‧底極化膜
    12‧‧‧背光單元
    20‧‧‧圖案相差膜
    30‧‧‧控制器
    40‧‧‧面板驅動電路
    40A‧‧‧資料驅動器
    40B‧‧‧閘極驅動器
    40C‧‧‧控制電壓產生電路
    42‧‧‧第一控制電壓產生器
    44‧‧‧第二控制電壓產生器
    46‧‧‧多工器
    50‧‧‧極化眼鏡
    50L‧‧‧左眼鏡片
    50R‧‧‧右眼鏡片
    441‧‧‧第一延遲單元
    442‧‧‧反或(XOR)元件
    443‧‧‧反相器
    444‧‧‧分壓器
    445‧‧‧類比至數位變換器
    446‧‧‧第二延遲單元
    447‧‧‧及元件
    450‧‧‧電平移位器
    UNIT PIX‧‧‧單元畫素
    SEL‧‧‧模式選擇訊號
    DL‧‧‧資料線
    CL‧‧‧共同線
    GL‧‧‧閘極線
    OL‧‧‧關閉電平
    DV‧‧‧延遲值
    MP‧‧‧主顯示單元
    SP‧‧‧輔助顯示單元
    PIX‧‧‧畫素
    RT1‧‧‧第一相差膜
    RT2‧‧‧第二相差膜
    CONL‧‧‧放電控制線
    Vsync‧‧‧垂直同步訊號
    Hsync‧‧‧水平同步訊號
    DE‧‧‧資料使能訊號
    DCLK‧‧‧點時脈
    BS‧‧‧黑條
    L‧‧‧左眼影像資料
    R‧‧‧右眼影像資料
    POL‧‧‧極性控制訊號
    SOL‧‧‧微打開電平
    CLK‧‧‧時脈
    D‧‧‧顯示距離
    Vcom‧‧‧共同電壓
    Vp1‧‧‧第一畫素電壓
    Vp2‧‧‧第二畫素電壓
    T1、T2‧‧‧週期
    Ec1‧‧‧第一共同電極
    Ec2‧‧‧第二共同電極
    Ep1‧‧‧第一畫素電極
    Ep2‧‧‧第二畫素電極
    DST‧‧‧放電控制開關
    ST1‧‧‧第一開關
    ST2‧‧‧第二開關
    Cst1‧‧‧第一儲存電容
    Cst2‧‧‧第二儲存電容
    SCAN‧‧‧掃描脈波
    VGH‧‧‧閘極高電壓
    VGL‧‧‧閘極低電壓
    Vdata‧‧‧資料電壓
    V2D‧‧‧2D控制電壓
    V3D‧‧‧3D控制電壓
    Clc1‧‧‧第一LC電容
    Clc2‧‧‧第二LC電容
    AP‧‧‧顯示週期
    VB‧‧‧垂直空白週期
    ERM‧‧‧第一作業訊號
    FRMa‧‧‧第二作業訊號
    FRMb‧‧‧第三作業訊號
    FRMc‧‧‧第四作業訊號
    Rf、R1‧‧‧電阻
    POL_CLK‧‧‧第一極性控制訊號
    SEL‧‧‧模式選擇訊號
    GSP‧‧‧閘極起始脈波
    GSC‧‧‧閘極移位時脈
    GOE‧‧‧閘極輸出使能
    SSP‧‧‧源極起始脈波
    SSC‧‧‧源極採樣時脈
    SOE‧‧‧源極輸出使能
    第1圖係為習知技術之一極化眼鏡型影像顯示裝置之示意圖；第2圖係為習知技術之極化眼鏡型影像顯示裝置中透過用以加寬一垂直視角的黑條一2D影像之亮度減少之示意圖；第3圖及第4圖係為本發明一實施例之極化眼鏡型影像顯示裝置之示意圖；第5圖係為沿第4圖中所示之複數個畫素之一個之示意圖；第6圖係為沿第4圖中所示之一控制電壓產生電路之結構圖；第7圖係為一2D控制電壓之電壓電平之示意圖；第8圖係為一3D控制電壓之電壓電平之示意圖；第9圖及第10圖係為用於產生一3D控制電壓的第6圖之第二控制電壓產生器之實例之示意圖；第11圖及第12圖係為用於產生一3D控制電壓的第6圖之第二控制電壓產生器之另一實例之示意圖；第13圖係為第5圖中所示的一畫素之連接結構之示意圖；第14圖係為每一驅動模式中的一畫素的充電及放電波行之示意圖；第15圖係為在一畫素電極與一共同電極之間的透射比與電壓差之間關係之示意圖；第16圖至第18圖係為根據第14圖中所示的一充電波形的作業效果之示意圖。
    10‧‧‧顯示元件
    11‧‧‧顯示面板
    11a‧‧‧頂極化膜
    11b‧‧‧底極化膜
    12‧‧‧背光單元
    20‧‧‧圖案相差膜
    30‧‧‧控制器
    40‧‧‧面板驅動電路
    50‧‧‧極化眼鏡
    50L‧‧‧左眼鏡片
    50R‧‧‧右眼鏡片
    RT1‧‧‧第一相差膜
    RT2‧‧‧第二相差膜
    Vsync‧‧‧垂直同步訊號
    Hsync‧‧‧水平同步訊號
    DE‧‧‧資料使能訊號
    DCLK‧‧‧點時脈
    SEL‧‧‧模式選擇訊號
    权利要求:
    Claims (12)
    [1] 一種影像顯示裝置，係包含：一顯示面板，係配設為選擇性地顯示一2D影像及一3D影像，該顯示面板包含複數個畫素；一圖案相差膜，係配設為將來自該顯示面板之光線劃分為第一極化光線及第二極化光線；以及一控制電壓產生電路，係配設為在一關閉電平產生一2D控制電壓且在每一預定時間週期交替地產生具有一微打開電平及該關閉電平的一3D控制電壓，該微打開電平相比較於該關閉電平為高且相比較於一全打開電平為低，其中每一該等畫素包含：一主顯示單元，係包含通過一第一開關連接至一資料線的一第一畫素電極，以及與該第一畫素電極相對且連接至一共同線之一第一共同電極；以及一輔助顯示單元，係包含通過一第二開關連接至該資料線的一第二畫素電極，與該第二畫素電極相對且連接至該共同線之一第二共同電極，以及一放電控制開關，該放電控制開關響應於該2D控制電壓及該3D控制電壓將該第二畫素電極選擇性地連接至該共同線，其中該放電控制開關在一2D模式下基於該2D控制電壓連續保持於一關閉狀態用於顯示該2D影像且在一3D模式下基於該3D控制電壓交替地保持於一微打開狀態及該關閉狀態用於顯示該3D影像。
    [2] 如請求項第1項所述之影像顯示裝置，其中該控制電壓產生電路配設為產生3D控制電壓，該3D控制電壓之該微打開電平之一週期對應於一顯示週期，以及該3D控制電壓之該關閉電平之一週期對應於該相鄰之週期之間的一非顯示週期。
    [3] 如請求項第2項所述之影像顯示裝置，其中該非顯示週期係為一垂直空白週期。
    [4] 如請求項第2項所述之影像顯示裝置，其中該控制電壓產生電路響應於一極性控制訊號輸出在該微打開電平與該關閉電平之間擺動的該3D控制電壓，以及該極性控制訊號配設為控制用於輸入至該資料線的一資料電壓之一極性。
    [5] 如請求項第4項所述之影像顯示裝置，其中該控制電壓產生電路包含：一第一延遲單元，係用於接收該極性控制訊號及時脈，用以響應於該等時脈將該極性控制訊號延遲一預定值；一反或(XOR)元件，係用於接收該第一延遲單元與該極性控制訊號之該輸出用以執行一反或作業且輸出一第一作業訊號；一反相器，係用於接收及反相該第一作業訊號以輸出一第二作業訊號；以及一電平移位器，係用於接收及拉平該第二作業訊號以產生該3D控制電壓。
    [6] 如請求項第4項所述之影像顯示裝置，其中該3D控制電壓係為該延遲極性控制訊號與該極性控制訊號的一反或結果之一反轉訊號，其中該3D控制訊號之該關閉電平之該週期與該等時脈之一半週期之相同。
    [7] 如請求項第4項所述之影像顯示裝置，其中該控制電壓產生電路包含：一第一延遲單元，係用於接收該極性控制訊號及時脈，用以響應於該等時脈將該極性控制訊號延遲一預定值；一反或(XOR)元件，係用於接收該第一延遲單元與該極性控制訊號之該輸出用以執行一反或作業且輸出一第一作業訊號；一反相器，係用於接收及反相該第一作業訊號以輸出一第二作業訊號；一分壓器，係用於劃分一高電壓以輸出一劃分值；一類比至數位變換器，係用於接收該劃分值且對該劃分值執行類比至數位變換以輸出一延遲值；一第二延遲單元，係用於接收自該反相器接收的該第二作業訊號用以透過該延遲值延遲該第二作業訊號且輸出一第三作業訊號；一及元件，係對自該反相器接收的該第二作業訊號與自該第二延遲單元接收的該第三作業訊號執行一及作業，用以輸出一第四作業訊號；以及一電平移位器，係用於接收及拉平該第二作業訊號以產生該3D控制電壓。
    [8] 如請求項第4項所述之影像顯示裝置，其中該3D控制電壓之該關閉狀態電平之該週期取決於該延遲極性控制訊號與該極性控制訊號之反或結果，以及一延遲的延遲值。
    [9] 如請求項第1項所述之影像顯示裝置，其中每一該等畫素包含：一閘極線，係連接至該第一開關及該第二開關；以及一放電控制線，係連接至該放電控制開關。
    [10] 如請求項第9項所述之影像顯示裝置，更包含：一面板驅動電路，係包含：一資料驅動器，係用於驅動該顯示面板之該資料線；一閘極驅動器，係用於驅動該顯示面板之該閘極線；以及該控制電壓產生電路；以及一控制器，係配設為響應於一模式選擇訊號，控制該2D模式及該3D模式中的該面板驅動電路之一作業。
    [11] 如請求項第1項所述之影像顯示裝置，其中當該放電控制開關在該2D控制電壓上保持於該關閉狀態中時，該放電控制開關完全關閉及切斷該第二畫素電極與該共同線之間的一電流路徑。
    [12] 如請求項第1項所述之影像顯示裝置，其中當該放電控制開關在該3D控制電壓上保持於該微打開狀態中時，該放電控制開關部份地打開且部份地允許該第二畫素電極與該共同線之間的一電流路徑，其中當該放電控制控制開關在該3D控制電壓上保持於該關閉狀態中時，該放電控制開關完全地關閉及切斷該第二畫素電極與該共同線之間的該電流路徑。
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    US10699653B2|2018-08-31|2020-06-30|Au Optronics Corporation|Display panel and pixel circuit|
    法律状态:
    2021-06-11| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    KR1020110070327A|KR101446381B1|2011-07-15|2011-07-15|영상표시장치|
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