三维显示设备及其驱动方法

专利名称：三维显示设备及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种三维显示设备，特别涉及一种利用视差格栅(parallaxbarrier)的自动立体(autostereoscopic)三维显示设备及其驱动方法。
背景技术：
通常，三维显示设备向用户的左眼和右眼提供不同的视图，从而用户能够得到所视图像的深度感和立体感。
三维显示设备可以被分类为立体显示设备或自动立体显示设备，对于立体显示设备，用户需要戴上观看辅助装置，诸如偏光镜，而对于自动立体显示设备，用户能够在没有观看辅助装置的情况下看到希望的三维图像。
普通的自动立体显示设备利用光分离元件，诸如双凸透镜、视差格栅、或微透镜阵列，以便分别在用户左眼和右眼的方向上空间分离(separate)或隔离(isolate)在图像显示单元显示的左眼图像部分和右眼图像部分。
特别是，可以以利用液晶显示器的透射类型(transmission type)的液晶光闸(liquid crystal shutter)来形成视差格栅，并且在这种情况下，可以在二维模式和三维模式之间进行转换。因此，视差格栅可以被容易地应用到笔记本计算机或蜂窝电话。
通常，视差格栅包括条形光拦截部分和光透射部分。视差格栅通过所述光透射部分选择性地分离在图像显示单元显示的左眼图像和右眼图像，以便所述左眼图像和右眼图像被分别提供给用户的左眼和右眼。
所述光透射部分被这样排列，以致每个光透射部分都对应所述像素中的至少两个。
大多数传统类型的使用视差格栅的三维显示设备以这样一种方式形成三维图像，即通过视差格栅分离在图像显示单元显示的左眼图像和右眼图像，并形成三维图像。
在这种设备中，图像被分离为2视点(“two-viewpoint”)图像。但是，这种2视点类型的三维显示设备的问题在于可视范围很小，用户应当保持特定的位置来观看屏幕以便感觉到三维图像。
因此，已经进行了对将图像分离为三个或更多的多视点图像的三维显示设备类型的研究，以便获得更自然的立体感，并解决可视范围较小的问题。但是，在多视点类型的情况下，还存在与2视点类型相比较分辨率较低的问题。
因而，传统三维显示设备的一个问题在于难于克服同一设备中的多视点模式和2视点模式的缺点。

发明内容
本发明的一个方面提供了一种三维显示设备，其能够选择性地显示具有较宽可视范围或相对较高的分辨率的三维图像，以及其驱动方法。
在根据本发明的示例性实施例中，提供了一种具有一个或多个以下特征的三维显示设备及其驱动方法。
在一个实施例中，三维显示设备包括图像显示单元以及面向该图像显示单元的光控制单元，其中所述光控制单元包括第一基板、面向所述第一基板的第二基板、位于所述第一和第二基板之间的2视点电极层和多视点电极层、以及位于所述第一和第二基板之间的液晶层。
所述2视点电极层可以包括以第一间距(pitch)交替地和重复地排列的第一电极和第二电极、将所述第一电极彼此电连接的第一连接电极、以及将所述第二电极彼此电连接的第二连接电极。
所述多视点电极层可以包括以第二间距交替地和重复地排列的第三电极和第四电极、将所述第三电极彼此电连接的第三连接电极、以及将所述第四电极彼此电连接的第四连接电极，其中该第二间距大于所述第一间距。
所述图像显示单元可以包括多个子像素，所述子像素中的两个对应于彼此相邻的第一和第二电极的每一个，而所述子像素中的至少三个对应于彼此相邻的第三和第四电极的每一个。
所述图像显示单元可以包括多个子像素组，每个子像素组包括两个子像素，所述子像素组中的两个对应于彼此相邻的第一和第二电极的每一个，而所述子像素组中的至少三个对应于彼此相邻的第三和第四电极的每一个。
所述图像显示单元可以包括多个像素，每个像素包括红、绿、蓝子像素，所述像素中的两个对应于彼此相邻的第一和第二电极的每一个，而所述像素中的至少三个对应于彼此相邻的第三和第四电极的每一个。
所述第一、第二、第三和第四电极可以具有条形图案(stripe pattern)。
所述液晶层可以位于所述2视点电极层和多视点电极层之间。
所述光控制单元还可以包括位于所述第一基板的内表面的公共电极层，所述2视点电极层和多视点电极层位于所述第二基板的内表面，所述液晶层可以位于所述公共电极层和2视点和多视点电极层之间，并且绝缘层(insulation layer)可以位于2视点电极层和多视点电极层之间。
所述2视点电极层可以包括以第一间距交替地和重复地排列的第一电极和第二电极、将所述第一电极彼此电连接的第一连接电极、以及将所述第二电极彼此电连接的第二连接电极，而所述多视点电极层可以包括以第二间距交替地和重复地排列的第三电极和第四电极、将所述第三电极彼此电连接的第三连接电极、以及将所述第四电极彼此电连接的第四连接电极，其中该第二间距大于所述第一间距。
所述2视点电极层可以包括与具有第一间距的第一透射部分相对应的电极，而所述多视点电极层可以包括与具有第二间距的第二透射部分相对应的电极，其中该第二间距大于所述第一间距，而所述公共电极层可以被形成为单体电极(single-body electrode)。
所述2视点电极层可以包括多个第一行和与第一行交替地和重复地排列的多个第二行，所述第一和第二电极按照一种图案交替地和重复地排列在所述第一行上，并且所述第一和第二电极按照与所述第一行的图案相反的图案形成在所述第二行上。所述多视点电极层可以包括多个第三行和与第三行交替地和重复地排列的多个第四行，所述第三和第四电极按照一种图案交替地和重复地排列在该第三行上，并且所述第三和第四电极按照与该第三行的图案相反的图案形成在该第四行上。
所述2视点电极层可以包括多个第一行和与第一行交替地和重复地排列的多个第二行，所述第一电极和第二电极按照一种图案交替地和重复地排列在所述第一行上，而该第二行按照与所述第一行的图案相偏移的图案来形成。所述多视点电极层可以包括多个第三行和与第三行交替地和重复地排列的多个第四行，所述第三电极和第四电极按照一种图案交替地和重复地排列在所述第三行上，而所述第四行按照与所述第三行的图案相偏移的图案来形成。
在另一个实施例中，三维显示设备的驱动方法包括在三维显示设备显示2视点图像的第一模式中，将用于分离左眼图像和右眼图像的数据电压施加到2视点电极层，而将参考电压施加到多视点电极层，以及在三维显示设备显示多视点图像的第二模式中，将用于分离多视点图像的数据电压施加到多视点电极层，而将参考电压施加到2视点电极层。
三维显示设备的驱动方法可以包括在第一模式中将用于分离左眼图像和右眼图像的数据电压施加到第一电极组或第二电极组，而将参考电压施加到第三和第四电极组，以及在第二模式中将用于分离多视点图像的数据电压施加到第三电极组或第四电极组，而将参考电压施加到第一和第二电极组。
在另一个实施例中，三维显示设备的驱动方法包括在三维显示设备显示2视点图像的第一模式中，将用于分离左眼图像和右眼图像的数据电压施加到2视点电极层，而将参考电压施加到公共电极层，以及在三维显示设备显示多视点图像的第二模式中，将用于分离多视点图像的数据电压施加到多视点电极层，而将参考电压施加到公共电极层。
三维显示设备的驱动方法可以包括在第一模式中将用于分离左眼图像和右眼图像的数据电压施加到第一电极组或第二电极组，而将参考电压施加到公共电极层，以及在第二模式中将用于分离多视点图像的数据电压施加到第三电极组或第四电极组，而将参考电压施加到公共电极层。
三维显示设备的2视点电极层可以包括与具有第一间距的第一透射部分相对应的电极，而三维显示设备的多视点电极层可以包括与具有第二间距的第二透射部分相对应的电极，其中该第二间距大于所述第一间距。


图1是根据本发明的第一示例性实施例的三维显示设备的示意性局部截面图。
图2A是根据本发明的第一示例性实施例的三维显示设备的2视点电极层的平面图。
图2B是根据本发明的第一示例性实施例的三维显示设备的多视点电极层的平面图。
图3是示出根据本发明的第一示例性实施例的三维显示设备的操作的示意性框图。
图4A是示出在第一模式中根据本发明的第一示例性实施例的三维显示设备的操作的示意图。
图4B是示出在第二模式中根据本发明的第一示例性实施例的三维显示设备的操作的示意图。
图5A是示出在第一模式中根据本发明的第二示例性实施例的三维显示设备的操作的示意图。
图5B是示出在第二模式中根据本发明的第二示例性实施例的三维显示设备的操作的示意图。
图6A是示出在第一模式中根据本发明的第三示例性实施例的三维显示设备的操作的示意图。
图6B是示出在第二模式中根据本发明的第三示例性实施例的三维显示设备的操作的示意图。
图7是根据本发明的第四示例性实施例的三维显示设备的示意性局部截面图。
图8A是根据本发明的第四示例性实施例的三维显示设备的2视点电极层的平面图。
图8B是根据本发明的第四示例性实施例的三维显示设备的多视点电极层的平面图。
图8C是根据本发明的第四示例性实施例的三维显示设备的公共电极层的平面图。
图9A是根据本发明的第五示例性实施例的三维显示设备的2视点电极层的平面图。
图9B是根据本发明的第五示例性实施例的三维显示设备的多视点电极层的平面图。
图9C是根据本发明的第五示例性实施例的三维显示设备的公共电极层的平面图。
图10A是根据本发明的第六示例性实施例的三维显示设备的2视点电极层的平面图。
图10B是根据本发明的第六示例性实施例的三维显示设备的多视点电极层的平面图。
图11A是根据本发明的第七示例性实施例的三维显示设备的2视点电极层的平面图。
图11B是根据本发明的第七示例性实施例的三维显示设备的多视点电极层的平面图。
具体实施例方式
以下将参考示出了本发明的特定示例性实施例的附图对本发明进行更全面的描述。
图1是根据本发明的第一示例性实施例的三维显示设备的示意性局部截面图。
如图1所示，三维显示设备包括图像显示单元100、以及放置在该图像显示单元100前面的光控制单元200。
任何合适的显示设备可以被用作所述图像显示单元100。例如，图像显示单元100可以用阴极射线管、液晶显示器、等离子显示面板、场致发射显示设备、有机场致发光显示设备、或任何其他合适的显示设备来形成。
在本发明的第一个示例性实施例中，光控制单元200以利用液晶显示器的正常白模式透射类型(transmission type)的液晶光闸来形成。
光控制单元200包括彼此面对的第一和第二基板10和12。所述第一和第二基板10和12可以用矩形形状的玻璃来形成。
用于将图像分离为左眼图像和右眼图像的2视点电极层14被形成在第一基板10的内表面上，而用于将图像分离为三个或更多的多视点图像的多视点电极层16被形成在第二基板12的内表面上。
在2视点电极层14和多视点电极层16之间放置液晶层18，而该液晶层18以施加到2视点电极层14或多视点电极层16的驱动电压来驱动。
可以形成一对分别覆盖2视点电极层14和多视点电极层16的校准层19和19′。
在这种情况下，2视点电极层14和多视点电极层16可以用诸如氧化铟锡(ITO)的透明材料来形成。稍后将更全面地描述电极层14和16的结构。
图2A示出了其上形成2视点电极层14的第一基板10，而图2B示出了其上形成多视点电极层16的第二基板12。
如图2A所示，2视点电极层14被形成在第一基板10上，并且其包括以其间具有预定间隔的条形图案、沿第一基板10的第一方向排列的第一电极14a。第一电极14a与排列在第一基板10的一侧(附图中的上侧)的第一连接电极14b相连接，而第一电极14a与第一连接电极14b一起组成了第一电极组140。
第二电极组142也以同样方式形成在第一基板10上。第二电极组142包括沿第一基板10的第一方向排列在第一电极14a之间的第二电极14c，而第二连接电极14d连接第二电极14c，并且第二连接电极14d被排列在与第一连接电极14b相反的第一基板10的另一侧(附图中的下侧)。
第一和第二电极组140和142形成在第一基板10上，并且基本上覆盖了对应于图像显示单元100的有效区域(active area)的第一基板10的所有区域。
如图2B所示，多视点电极层16以这样一种方式形成在第二基板12上，即第三电极组160和第四电极组162的方式与第一和第二电极组140和142的基本相同。
第三和第四电极组160和162分别包括沿第二基板12的第一方向排列的第三电极16a和第四电极16c，并且第三连接电极16b和第四连接电极16d分别与第三和第四电极16a和16c相连接。
在这种情况下，第三和第四电极16a和16c的第二间距P2大于第一和第二电极14a和14c的第一间距P1。
第三和第四电极组160和162形成在第二基板12上，同时基本上覆盖了对应于图像显示单元100的有效区域的第二基板12的所有区域。
利用上述结构，三维显示设备根据由用户选择性地施加的视点选择信号，在示出2视点图像的第一模式中或者示出多视点图像的第二模式中被操作。
图3是示出根据本发明的第一示例性实施例的三维显示设备的操作的示意性框图。
参考图3，当用户选择第一模式时，视点选择信号S被输入到控制部分400，而控制部分400将2视点选择信号施加到光控制单元控制部分500。
光控制单元控制部分500将2视点选择信号施加到光控制单元200，而光控制单元200因此以2视点模式进行操作。
在这种情况下，如果控制部分400将2视点选择信号施加到图像控制部分600，则2视点图像数据被存储在图像控制部分600的数据存储存储器中。从而，图像显示单元100显示2视点图像。
利用上述光控制单元200和图像显示单元100的操作，三维显示设备在第一模式中显示2视点三维图像。
当用户选择用于多视点图像的第二模式时，视点选择信号S被输入到控制部分400，而控制部分400将多视点选择信号施加到光控制单元控制部分500。光控制单元控制部分500将多视点选择信号施加到光控制单元200。从而，光控制单元200以多视点模式进行操作。
在这种情况下，如果控制部分400将多视点选择信号施加到图像控制部分600，则多视点图像数据被存储在图像控制部分600的数据存储存储器中，从而图像显示单元100显示多视点图像。
利用上述光控制单元200和图像显示单元100的操作，三维显示设备在第二模式中显示多视点三维图像。
以下将更全面地描述三维显示设备的操作。
回去参考图2A和2B，将描述第一模式中三维显示设备的操作。如果用户选择第一模式，则参考电压被施加到第三和第四电极组160和162。参考电压分别通过第三和第四连接电极16b和16d被施加到第三和第四电极16a和16c。
在应用参考电压的同时，数据电压被施加到第一电极组140或第二电极组142，以致在图像显示单元100显示的图像被提供给用户，该图像被分离为分别对应于用户左眼和右眼的图像。
图2A示出了具有预定电压值的数据电压被施加到第一电极组140。
当参考电压被施加到第三和第四电极组160和162而数据电压被施加到第一电极组140时，与第一电极14a相对应的液晶层18中的液晶分子由于数据电压而被倾斜(tilted)。
图4A和图4B是根据本发明的第一示例性实施例的三维显示设备的示意图，它们分别示出了三维显示设备在用于2视点图像的第一模式和用于多视点图像的第二模式中的操作。
如图4A所示，通过将用于左眼图像和右眼的图像信号分别提供给左眼和右眼子像素，图像显示单元100的子像素可以被划分为用于左眼的子像素RL、GL和BL以及用于右眼的子像素RR、GR和BR。
因此，来自图像显示单元100的用于左眼的子像素RL、GL和BL以及用于右眼的子像素RR、GR和BR的图像，在液晶分子被倾斜的部分(对应于第一电极线的部分)被拦截(或阻挡)，而在液晶分子没有被倾斜的部分(对应于第二电极线的部分)被透射。
也就是，如图4A所示，从图像显示单元100的用于左眼的子像素RL、GL和BL以及用于右眼的子像素RR、GR和BR的每一个发射的光通过光控制单元200′的操作被分别提供给用户的左眼和右眼，该光控制单元200′的操作与上述参考第一实施例的光控制单元200的操作类似。因此用户将获得立体感。光控制单元200′具有与图1、2A和2B的光控制单元200基本上相同的结构，除了第一和第二电极的间距可能与P1不同，并且第三和第四电极的间距可能与P2不同。
在数据电压被施加到2视点电极层14的第二电极组142的这种情况下，与第二电极组142的第二电极14c相对应的液晶分子被倾斜。也就是，被倾斜的液晶分子的位置改变了。因而，光控制单元200的光拦截部分和光透射部分的位置改变了。
以下将描述根据本发明的第一示例性实施例的三维显示设备在第二模式中的操作。
本发明的第一实施例说明了分离为2视点图像的图像作为示例，但是这仅仅是为了例证本发明。本发明能够适用于将图像分离为用于多视点的图像的三维显示设备，在其中图像被分离为用于三个或更多视点的三个或更多的图像。
当用户选择第二模式时，参考电压和数据电压被与上述第一模式的情况相反地施加。
也就是，在第二模式中，参考电压被施加到2视点电极层14的第一和第二电极组140和142，而数据电压被施加到多视点电极层16的第三电极组160或第四电极组162。
因此，在第二模式中，对应于第三电极16a或第四电极16c的液晶分子被倾斜，并且通过液晶分子的倾斜来设置光控制单元200的光拦截部分和光透射部分。
如图4B所示，为了显示第一到第四图像，信号被交替地和重复地提供给图像显示单元100的子像素，并且子像素被划分为用于显示第一图像的第一子像素R1、G1和B1，用于显示第二图像的第二子像素R2、G2和B2，用于显示第三图像的第三子像素R3、G3和B3，以及用于显示第四图像的第四子像素R4、G4和B4。
因此，来自图像显示单元100的第一子像素R1、G1和B1，第二子像素R2、G2和B2，第三子像素R3、G3和B3，以及第四子像素R4、G4和B4的图像在液晶分子被倾斜的部分被拦截，而在液晶分子没有被倾斜的部分被透射。因此四个不同的图像被提供给用户，而用户能够得到立体感。
在这种情况下，子像素中的两个被安排成与彼此相邻的每一对第一电极14a和第二电极14c相对应，而子像素中的四个被安排成与彼此相邻的每一对第三电极16a和第四电极16c相对应。
根据形成在第一和第二基板10和12上的电极结构以及施加到电极的电压，所述实施例的光控制单元200选择性地为用户提供2视点模式或多视点模式的三维图像。
特别地，这种三维显示设备可以被应用为能够被两个或多个人同时观看的显示设备，诸如监视器、电视机、车辆的显示器等。
图5A和图5B分别示出了根据本发明的第二实施例的三维显示设备在第一和第二模式中的操作。以下将参考图5A和5B描述本发明的第二实施例。
在第一模式中，由于用于左眼和右眼的图像信号被依次提供给由图像显示单元100的两个子像素组成的子像素组，子像素组被划分为左眼子像素组20a和右眼子像素组20b。
在这种情况下，2视点电极层和多视点电极层使用与上述第一实施例的第一模式中的方法基本上相同的方法来操作。
相应地，来自左眼子像素组20a和右眼子像素组20b的图像在液晶分子被倾斜的部分被拦截，而在液晶分子没有被倾斜的部分被透射。因此，分离为用于左眼和右眼的图像的三维图像被提供给用户。
如图5B所示，第一到第四图像信号被交替地和重复地提供给图像显示单元100的子像素组，子像素组被划分为第一子像素组22a、第二子像素组22b、第三子像素组22c、以及第四子像素组22d。
在这种情况下，2视点电极层和多视点电极层使用与上述第一实施例的第二模式中的方法基本上相同的方法来操作。
因此，来自图像显示单元100的第一子像素组22a、第二子像素组22b、第三子像素组22c、以及第四子像素组22d的图像在液晶分子被倾斜的部分被拦截，而在液晶分子没有被倾斜的部分被透射。因而四种不同的图像被提供给用户，并且用户能够获得立体感。
在这种情况下，在第一模式中，子像素组中的两个被安排成与由液晶层的操作形成的每个光透射部分相对应，而在第二模式中，子像素组中的四个被安排成与由液晶层的操作形成的每个光透射部分相对应。这是因为子像素组中的两个对应于彼此相邻的第一和第二电极的每一个，而子像素组中的四个对应于彼此相邻的第三和第四电极的每一个。
图6A和图6B示出了根据本发明的第三实施例的三维显示设备在第一和第二模式中的操作。以下将参考图6A和6B描述本发明的第三实施例。光控制单元200″具有与图1、2A和2B的光控制单元200的结构基本上相同的结构，除了第一和第二电极的间距可能与P1不同，而第三和第四电极的间距可能与P2不同。
在第一模式中，由于用于左眼和右眼的图像信号被依次提供给由图像显示单元100的三个子像素组成的像素，像素被划分为左眼像素24a和右眼像素24b。
在这种情况下，2视点电极层和多视点电极层使用与上述第一实施例的第一模式中的方法基本上相同的方法来驱动。
因此，来自左眼像素24a和右眼像素24b的图像在液晶分子被倾斜的部分被拦截，而在液晶分子没有被倾斜的部分被透射。因而，分离为用于左眼和右眼的图像的三维图像被提供给用户。
而且，如图6B所示，第一到第四图像信号被交替地和重复地提供给图像显示单元100的像素，并且像素被划分为第一像素26a、第二像素26b、第三像素26c、以及第四像素26d。
在这种情况下，2视点电极层和多视点电极层使用与上述第一实施例的第二模式中的方法基本上相同的方法来驱动。
因此，来自图像显示单元100的第一像素26a、第二像素26b、第三像素26c、以及第四像素26d的图像在液晶分子被倾斜的部分被拦截，而在液晶分子没有被倾斜的部分被透射。因此四个不同的图像被提供给用户，并且用户能够获得立体感。
在这种情况下，在第一模式中，所述像素中的两个被安排成与通过液晶层的驱动而形成的每个光透射部分相对应，而在第二模式中，所述像素中的四个被安排成与通过液晶层的驱动而形成的每个光透射部分相对应。这是因为所述像素中的两个对应于彼此相邻的第一和第二电极的每一个，而所述像素中的四个对应于彼此相邻的第三和第四电极的每一个。
图7示意地示出了根据本发明的第四实施例的三维显示设备的横截面，并且图8A、图8B和图8C的每一个示出了电极层的各自的平面图。
如图7所示，根据本发明的第四实施例的三维显示设备包括图像显示单元100和放置在该图像显示单元100前面的光控制单元300。
光控制单元300包括彼此面向对方的第一和第二基板30和32。
公共电极层40被形成在第一基板30的内表面上作为单体型电极，用于将图像分离为三个或更多的多视点图像的多视点电极层36被形成在第二基板32的内表面上。绝缘层42，以及将图像分离为左视图和右视图的2视点电极层34形成在其上。
可以形成一对分别覆盖了公共电极层40和2视点电极层34的校准层39和39′，并且液晶层38被布置在2视点电极层34和公共电极层40之间。
以下将更全面地描述电极层的结构。
如图8A和8B所示，形成在第二基板32的内表面上的2视点电极层34和多视点电极层36分别具有与本发明的第一实施例的2视点电极层和多视点电极层相同的结构。
在这种情况下，由第三和第四电极36a和36c形成的第二间距P4大于由第一和第二电极34a和34c形成的第一间距P3。
如图8C所示，公共电极层40被形成在第一基板30上作为单体电极。
在第一模式中，参考电压被施加到公共电极层40，而驱动电压被施加到2视点电极层34的第一电极组340或第二电极组342。
图8A作为一个示例示出了驱动电压被施加到第一电极组340。因此，液晶层38的液晶分子被倾斜，并且形成了光拦截部分和光透射部分。来自图像显示单元的图像被分离为左眼图像和右眼图像，从而三维图像被提供给用户。
在第二模式中，参考电压被施加到公共电极层40，而驱动电压被施加到多视点电极层36的第三电极组360或第四电极组362。因此，液晶层38的液晶分子被倾斜，并且形成了光拦截部分和光透射部分。图像显示单元的图像被分离为多视点图像，并因此三维图像被提供给用户。
图9A、9B和9C是分别示出根据本发明的第五实施例的三维显示设备的2视点电极层50、多视点电极层60、以及公共电极层70的平面图。如图9A、9B和9C所示，在本发明的第五实施例中，电极被形成为单体型电极。
也就是，2视点电极层50和多视点电极层60以这样一种结构来形成，以致第一和第二透射部分54和64具有分别排列在电极层50和60上的条形图案(stripe pattern)。进一步提供了形成为单体电极的公共电极层70。
在这种情况下，由多视点电极层60的第二透射部分64形成的第二间距P6大于由2视点电极层50的第一透射部分54形成的第一间距P5。
参考电压被施加到公共电极层70，同时驱动电压在第一模式中被施加到2视点电极层50，而在第二模式中被施加到多视点电极层60。液晶层38的液晶分子被倾斜，并且形成了光拦截部分和光透射部分。因此，通过选择性地从图像显示单元100透射图像而提供了三维图像。
图10A和10B分别是根据本发明的第六实施例的三维显示设备的2视点电极层80和多视点电极层90的平面图。
如图10A所示，第一电极82被按照有规则的间隔(regular interval)排列在2视点电极层80上，并且彼此电连接。第二电极84被排列在第一电极82之间，同时彼此电连接。
在这种情况下，2视点电极层80包括交替地和重复地排列的第一行86和第二行88。
第一和第二电极82和84被交替地和重复地排列在第一行86中，且具有第一间距P7，并且它们被交替地和重复地排列在具有与第一行86的图案相反的图案的第二行88中。
如图10B所示，第三电极92被按照有规则的间隔排列在多视点电极层90上，并且彼此电连接。第四电极94被排列在第三电极92之间，同时彼此电连接。
在这种情况下，多视点电极层90包括交替地和重复地排列的第三行96和第四行98。
第三和第四电极92和94被交替地和重复地排列在第三行96中，且具有第二间距P8，并且它们被交替地和重复地排列在具有与第三行96的图案相反的图案的第四行98中。
第三电极92和第四电极94的第二间距P8大于第一电极82和第二电极84的第一间距P7。
利用上述结构，驱动电压在第一模式中被施加到2视点电极层80，而在第二模式中被施加到多视点电极层90。因此，用户能够看到三维的2视点或多视点图像。
利用上述包括2视点电极层80和多视点电极层90的三维显示设备，没有出现根据电极的条形图案的垂直干扰图案，并且由于三维图像的水平分辨率和垂直分辨率的平衡，分辨率的下降也不会被观察到。
图11A和11B是分别示出根据本发明的第七实施例的三维显示设备的2视点电极层110和多视点电极层120的平面图。
如图11A所示，第一电极112被按照有规则的间隔排列在2视点电极层110上，并且彼此电连接，第二电极114被排列在第一电极112之间，并且彼此电连接。在这种情况下，2视点电极层110包括交替地和重复地排列的第一行116和第二行118。
第一和第二电极112和114被交替地和重复地排列在第一行116中，且具有第一间距P9，并且它们被交替地和重复地排列在具有与第一行116的图案相偏离(或相偏移)的图案的第二行118中。
如图11B所示，第三电极122被按照有规则的间隔排列在多视点电极层120上，并且它们彼此电连接。第四电极124被排列在第三电极122之间，并且彼此电连接。
在这种情况下，多视点电极层120包括交替地和重复地排列的第三行126和第四行128。第三和第四电极122和124被交替地和重复地排列在第三行126中，且具有第二间距P10，并且它们被交替地和重复地排列在具有与第三行126的图案相偏离(或相偏移)的图案的第四行128中。
第三电极122和第四电极124的第二间距P10大于第一电极112和第二电极114的第一间距P9。
利用上述结构，驱动电压在第一模式中被施加到2视点电极层110，而在第二模式中被施加到多视点电极层120。因此，用户能够看到三维的2视点或多视点图像。
利用上述包括2视点电极层110和多视点电极层120的三维显示设备，减少了根据电极的条形图案的垂直干扰图案，并且可视范围也可以变得更大。因此用户能够更舒服地观看三维图像。
如上所述，根据本发明的三维显示设备及其驱动方法，用户能够选择性地观看具有较宽可视范围的三维多视点图像和具有更高分辨率的2视点图像。
特别是，根据本发明的三维显示设备能够更容易地适用于能够被两个或多个人同时观看的显示设备，诸如监视器、电视机、汽车的显示器等。
虽然已经结合特定的示例性实施例描述了本发明，但是应当理解本发明并不局限于所公开的实施例，相反，本发明是为了涵盖在所附权利要求书及其等同物的精神和范围中所包括的各种修改及其等同的配置。
权利要求
1.一种三维显示设备，包括图像显示单元；以及面向该图像显示单元的光控制单元，其中所述光控制单元包括第一基板、以及面向所述第一基板的第二基板、位于所述第一和第二基板之间的2视点电极层和多视点电极层、以及位于所述第一和第二基板之间的液晶层。
2.权利要求1的三维显示设备，其中所述2视点电极层包括以第一间距交替地和重复地排列的第一电极和第二电极；将所述第一电极彼此电连接的第一连接电极；以及将所述第二电极彼此电连接的第二连接电极，并且其中所述多视点电极层包括以第二间距交替地和重复地排列的第三电极和第四电极，该第二间距大于所述第一间距；将所述第三电极彼此电连接的第三连接电极；以及将所述第四电极彼此电连接的第四连接电极。
3.权利要求2的三维显示设备，其中所述图像显示单元包括多个子像素，所述子像素中的两个对应于彼此相邻的第一和第二电极的每一个，而所述子像素中的三个对应于彼此相邻的第三和第四电极的每一个。
4.权利要求2的三维显示设备，其中所述图像显示单元包括子像素组，每个子像素组包括两个子像素，所述子像素组中的两个组对应于彼此相邻的第一和第二电极的每一个，而所述子像素组中的至少三个组对应于彼此相邻的第三和第四电极的每一个。
5.权利要求2的三维显示设备，其中所述图像显示单元包括多个像素，每个像素包括红、绿、蓝子像素，所述像素中的两个对应于彼此相邻的第一和第二电极的每一个，而所述像素中的至少三个对应于彼此相邻的第三和第四电极的每一个。
6.权利要求2的三维显示设备，其中所述第一、第二、第三和第四电极具有条形图案。
7.权利要求2的三维显示设备，其中所述2视点电极层包括所述第一和第二电极按照一种图案交替地和重复地排列在其上的多个第一行；以及与所述多个第一行交替地和重复地排列的多个第二行，所述第一和第二电极按照与所述第一行的图案相反的图案形成在所述第二行上，并且其中所述多视点电极层包括所述第三和第四电极按照一种图案交替地和重复地排列在其上的多个第三行；以及与所述第三行交替地和重复地排列的多个第四行，所述第三和第四电极按照与该第三行的图案相反的图案形成在该第四行上。
8.权利要求2的三维显示设备，其中所述2视点电极层包括所述第一电极和第二电极按照一种图案交替地和重复地排列在其上的多个第一行；以及与该第一行交替地和重复地排列的多个第二行，并且所述第二行按照与所述第一行的图案相偏移的图案来形成，并且其中所述多视点电极层包括所述第三电极和第四电极按照一种图案交替地和重复地排列在其上的多个第三行；以及与该第三行交替地和重复地排列的多个第四行，并且所述第四行按照与所述第三行的图案相偏移的图案来形成。
9.权利要求1的三维显示设备，其中所述液晶层位于所述2视点电极层和多视点电极层之间。
10.权利要求1的三维显示设备，其中所述光控制单元还包括位于所述第一基板的内表面的公共电极层，所述2视点电极层和多视点电极层位于所述第二基板的内表面，所述液晶层位于所述公共电极层和2视点和多视点电极层之间，并且绝缘层位于2视点电极层和多视点电极层之间。
11.权利要求10的三维显示设备，其中所述2视点电极层包括以第一间距交替地和重复地排列的第一电极和第二电极；将所述第一电极彼此电连接的第一连接电极；以及将所述第二电极彼此电连接的第二连接电极，并且其中所述多视点电极层包括以第二间距交替地和重复地排列的第三电极和第四电极，该第二间距大于所述第一间距；将所述第三电极彼此电连接的第三连接电极；以及将所述第四电极彼此电连接的第四连接电极。
12.权利要求10的三维显示设备，其中所述2视点电极层包括与具有第一间距的第一透射部分相对应的电极，所述多视点电极层包括与具有第二间距的第二透射部分相对应的电极，该第二间距大于所述第一间距，并且所述公共电极层被形成为单体电极。
13.权利要求1的三维显示设备，其中所述图像显示单元包括多个子像素，其中所述光控制单元具有交替地排列的拦截部分和透射部分，其中当数据电压被施加到2视点电极层时，每个所述透射部分对应于所述子像素中的两个，而其中当数据电压被施加到多视点电极层时，每个所述透射部分对应于所述子像素中的四个。
14.权利要求1的三维显示设备，其中所述图像显示单元包括多个子像素组，每个所述子像素组包括两个子像素，其中所述光控制单元具有交替地排列的拦截部分和透射部分，其中当数据电压被施加到2视点电极层时，每个所述透射部分对应于所述子像素组中的两个组，而其中当数据电压被施加到多视点电极层时，每个所述透射部分对应于所述子像素组中的四个组。
15.权利要求1的三维显示设备，其中所述图像显示单元包括多个像素，每个像素包括红、绿、蓝子像素，其中所述光控制单元具有交替地排列的拦截部分和透射部分，其中当数据电压被施加到2视点电极层时，每个所述透射部分对应于所述像素中的两个，而其中当数据电压被施加到多视点电极层时，每个所述透射部分对应于所述像素中的四个。
16.一种三维显示设备的驱动方法，该三维显示设备包括光控制单元，而该光控制单元包括彼此面对的第一和第二基板、位于所述第一和第二基板之间的2视点电极层和多视点电极层、以及液晶层，所述方法包括在三维显示设备显示2视点图像的第一模式中，将用于分离左眼图像和右眼图像的数据电压施加到2视点电极层，而将参考电压施加到多视点电极层；以及在三维显示设备显示多视点图像的第二模式中，将用于分离多视点图像的数据电压施加到多视点电极层，而将参考电压施加到2视点电极层。
17.权利要求16的驱动方法，其中所述2视点电极层包括以第一间距交替地和重复地排列的第一电极和第二电极；将所述第一电极彼此电连接并以所述第一电极组成第一电极组的第一连接电极；以及将所述第二电极彼此电连接并以所述第二电极组成第二电极组的第二连接电极，并且其中所述多视点电极层包括以第二间距交替地和重复地排列的第三电极和第四电极，该第二间距大于所述第一间距；将所述第三电极彼此电连接并以所述第三电极组成第三电极组的第三连接电极；以及将所述第四电极彼此电连接并以所述第四电极组成第四电极组的第四连接电极，其中在第一模式中，所述施加用于分离左眼图像和右眼图像的数据电压包括将用于分离左眼图像和右眼图像的数据电压施加到第一电极组或第二电极组，而将参考电压施加到第三电极和第四电极组，以及在第二模式中，所述施加用于分离多视点图像的数据电压包括将用于分离多视点图像的数据电压施加到第三电极组或第四电极组，而将参考电压施加到第一电极组和第二电极组。
18.一种三维显示设备的驱动方法，该三维显示设备包括光控制单元，而该光控制单元包括彼此面对的第一和第二基板、位于所述第一和第二基板之间的2视点电极层和多视点电极层、液晶层、以及面向所述液晶层的公共电极层，所述方法包括在三维显示设备显示2视点图像的第一模式中，将用于分离左眼图像和右眼图像的数据电压施加到2视点电极层，而将参考电压施加到所述公共电极层；以及在三维显示设备显示多视点图像的第二模式中，将用于分离多视点图像的数据电压施加到多视点电极层，而将参考电压施加到所述公共电极层。
19.权利要求18的驱动方法，其中所述2视点电极层包括以第一间距交替地和重复地排列的第一电极和第二电极；将所述第一电极彼此电连接并以所述第一电极组成第一电极组的第一连接电极；以及将所述第二电极彼此电连接并以所述第二电极组成第二电极组的第二连接电极，并且其中所述多视点电极层包括以第二间距交替地和重复地排列的第三电极和第四电极，该第二间距大于所述第一间距；将所述第三电极彼此电连接并以所述第三电极组成第三电极组的第三连接电极；以及将所述第四电极彼此电连接并以所述第四电极组成第四电极组的第四连接电极，其中在第一模式中，所述施加用于分离左眼图像和右眼图像的数据电压包括将用于分离左眼图像和右眼图像的数据电压施加到第一电极组或第二电极组，而将参考电压施加到所述公共电极层，以及在第二模式中，所述施加用于分离多视点图像的数据电压包括将用于分离多视点图像的数据电压施加到第三电极组或第四电极组，而将参考电压施加到所述公共电极层。
20.权利要求18的驱动方法，其中所述2视点电极层包括与具有第一间距的第一透射部分相对应的电极，并且所述多视点电极层包括与具有第二间距的第二透射部分相对应的电极，该第二间距大于所述第一间距。
全文摘要
一种三维显示设备，包括图像显示单元和面向该图像显示单元的光控制单元。所述光控制单元包括彼此面向对方的第一和第二基板、位于所述第一和第二基板之间的2视点电极层和多视点电极层、以及位于所述第一和第二基板之间的液晶层。
文档编号G09G3/00GK1920615SQ20061012147
公开日2007年2月28日 申请日期2006年8月24日 优先权日2005年8月25日
发明者金范植, 李璋斗, 张亨旭, 南 熙, 宋明燮 申请人:三星Sdi株式会社