包括线光源的显示装置及其驱动方法
包括线光源的显示装置及其驱动方法
【专利摘要】公开一种包括线光源的显示装置及其驱动方法。该显示装置包括：显示面板，用于以时分方式在多个观看区显示多个图像；位于所述显示面板的下方的导光板；沿着所述导光板的一侧设置的透镜阵列，该透镜阵列包括多个透镜；包括多个线光源的光源部，每个线光源朝着该透镜阵列发射光线；位置感测单元，用于获取关于所述多个观看区的位置信息；和控制单元，用于根据所述位置信息控制所述显示面板、所述光源部和所述位置感测单元。
【专利说明】包括线光源的显示装置及其驱动方法
[0001]本申请要求2012年11月26日提交的韩国专利申请N0.10_2012_0134816的优先权，在此以引用的方式并入其全部内容。
【技术领域】
[0002]本发明涉及显示装置。本发明还涉及包括以时分方式驱动的线光源的显示装置及显示装置的驱动方法。
【背景技术】
[0003]通常，用于显示图像的显示装置包括直接输入图像的显示面板和驱动显示面板的驱动单元。显示面板包括以二维矩阵的形式设置的多个像素，这些像素显示多个单元图像。通过组合多个单元图像来显示单个图像。
[0004]近来，研究开发了通过在显示面板和用户之间设置屏障或者透镜形成多个观看区的显示装置。根据观看角度将显示装置的不同像素显示给用户。通过将不同的图像信号输入给与观看区对应的像素，显示装置可以在各个观看区显示不同的图像。
[0005]参照附图对显示装置的结构进行说明。图1是示出根据现有技术的双凸透镜型显示装置的横截面图。在图1中，双凸透镜型显示装置10包括用于显示图像的显示面板20和设置在显示面板20上方的双凸透镜30。显示面板20包括第一至第六像素Pl至P6。第一图像信号输入至第一、第三和第五像素P1、P3和P5，第二图像信号输入至第二、第四和第六像素P2、P4和P6。
[0006]双凸透镜30包括多个透镜32，每一个都为半圆柱形，并且选择性地折射从第一至第六像素Pl至P6输出的光。多个透镜32以条带型连续设置。
[0007]来自显示面板20的第一、第三和第五像素P1、P3和P5的第一图像Ml通过双凸透镜30的多个透镜32显示在第一观看区VZ1，来自显示面板20的第二、第四和第六像素P2、P4和P6的第二图像頂2通过双凸透镜30的多个透镜32显示在第二观看区VZ2。
[0008]通过分别输入左图像和右图像作为第一和第二图像Ml和頂2，并且将用户的左眼和右眼分别置于第一和第二观看区VZl和VZ2，双凸透镜型显示装置10可以用作三维图像显示装置。通过结合左图像和右图像，用户可以感知立体三维图像。
[0009]此外，通过将用户分别置于第一和第二观看区VZl和VZ2，双凸透镜型显示装置10可以用作多视图显示装置。这些用户可以感知不同的图像。
[0010]在双凸透镜型显示装置10中，因为第一和第二观看区VZl和VZ2的第一和第二图像Ml和頂2由单个显示面板20 (以空间分割方式)显示，与显示面板20的分辨率相比，第一和第二图像IMl和IM2的分辨率都降低了。当观看区的数量增加时，分辨率会进一步降低。例如，当包括具有全高清(FHD)分辨率(1920x1080)的显示面板20的双凸透镜型显示装置10形成9个观看区时，在9个观看区中的每一个显示的图像的视频图形阵列(VGA)具有降低的分辨率^40x480)。
[0011]此外，因为特定位置的用户通过被多个透镜32覆盖的显示面板20的部分像素感知图像，所以图像的显示质量取决于透镜32和像素之间的位置关系。但是，因为多个透镜32形成为膜形，所以多个透镜32会受到温度和湿度的影响，由于太硬而不能调整每个透镜32的宽度W。结果，高显示质量的图像不能显示给特定位置的用户。
【发明内容】
[0012]因此，本发明的实施方式旨在提供一种双模式液晶显示装置及其驱动方法，其充分消除由于现有技术的局限和不足而导致的一个或多个问题。
[0013]本发明的一个目的是提供一种显示装置及其驱动方法，其中显示装置通过利用包括线光源和透镜阵列的边缘型背光单元并且以时分方式驱动边缘型背光单元和显示面板，能够在不降低分辨率的情况下显示二维图像和三维图像。
[0014]本发明的另一个目的是提供一种显示装置及其驱动方法，其中显示装置通过利用包括少量线光源的边缘型背光单元而减少了光源数量。
[0015]在下面的描述中将部分列出本发明的附加特点和优点，这些特点和优点的一部分从所述描述将是显而易见的，或者可从本发明的实施领会到。通过说明书、权利要求书以及附图中具体指出的结构可实现和获得本发明的这些目的和其他优点。
[0016]为了实现这些和其他优点，如在此具体化和概括描述的，提供了一种显示装置，包括:显示面板，用于以时分方式在多个观看区显示多个图像；位于所述显示面板的下方的导光板；沿着所述导光板的一侧设置的透镜阵列，该透镜阵列包括多个透镜；包括多个线光源的光源部，每个线光源朝着该透镜阵列发射光线；位置感测单元，用于获取关于所述多个观看区的位置信息；和控制单元，用于根据所述位置信息控制所述显示面板、所述光源部和所述位置感测单元。
[0017]在本发明的另一个方面，提供一种驱动显示装置的方法，包括:通过位置感测单元获取关于多个观看区的位置信息；控制光源部，使得从该光源部的多个线光源发出的光线通过透镜阵列和导光板，并被顺序地传送到所述多个观看区；以及通过显示面板利用光线以时分方式在所述多个观看区显示多个图像。
[0018]应当理解，本发明前面的大致性描述和下面的详细描述都是例示性的和解释性的，意在对要求保护的本发明提供进一步的解释。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]给本发明提供进一步理解并且并入本申请中组成本申请一部分的附图图解了本发明的实施方式，并与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中:
[0020]图1是示出根据现有技术的双凸透镜型显示装置的横截面图；
[0021]图2A和2B分别是示出根据本发明第一实施方式的包括线光源的显示装置的平面图和横截面图；
[0022]图3A和3B是示出根据本发明第一实施方式的显示装置的电润湿装置的视图；
[0023]图4A和4B是示出根据本发明第一实施方式的显示装置的二维模式运行的透视图；
[0024]图5A和5B是示出根据本发明第一实施方式的显示装置的三维模式运行的透视图；[0025]图6A、6B和6C是示出根据本发明第一实施方式的显示装置的多视图模式运行的透视图；
[0026]图7A和7B分别是示出根据本发明第二实施方式的包括线光源的显示装置的平面图和横截面图；
[0027]图8是示出根据本发明第二实施方式的显示装置的光源部和透镜阵列的透视图；
[0028]图9A和9B分别是示出根据本发明第三实施方式的包括线光源的显示装置的平面图和横截面图；
[0029]图10是示出根据本发明第三实施方式的显示装置的光源部的分解平面图；
[0030]图11是示出根据根据本发明第三实施方式的包括线光源的显示装置中光束宽度随观看距离的变化的曲线图；
[0031]图12是示出根据本发明第四实施方式的显示装置的平面图；以及
[0032]图13是示出根据本发明第五实施方式的包括线光源的显示装置的视图。
【具体实施方式】
[0033]现在详细描述本发明的优选实施方式，附图中图解了这些实施方式的一些例子。
[0034]图2A和2B分别是示出根据本发明第一实施方式的包括线光源的显示装置的平面图和横截面图。
[0035]在图2A和2B中，根据本发明第一实施方式的显示装置10包括:用于以时分方式在多个观看区显示多个图像的显示面板120 ;向显示面板120提供光的背光单元130 ;用于检测用户的位置(即，用于检测关于多个观看区的位置信息)的位置感测单元160 ;和用于控制显示面板120、背光单元130以及位置感测单元160的控制单元162。
[0036]显示面板120包括多个像素(未示出)，至少一个图像信号在通过以时分方式划分单个帧而获得的多个子帧中的每个子帧期间，可以输入到多个像素。例如，包括彼此相对的两块基板和位于两块基板之间的液晶层的透射型液晶面板可以用于构成显示面板120。
[0037]背光单元130包括:用于发射光线的光源部132 ;用于调节从光源部132发出的光线方向的光线调节部134 ;用于校准来自光线调节部134的光线的透镜阵列136 ;和用于朝向显不面板120改变(或引导)来自透镜阵列136的光线方向的导光板138。光源部132、光线调节部134和透镜阵列136沿着导光板138的一侧设置，导光板138设置在显示面板120下方。
[0038]光源部132包括基础基板172以及彼此隔开且在基础基板172上安装成一行的多个线光源174。例如,发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或者朝着一个方向发射光的激光可以用于构成多个线光源174。
[0039]光线调节部134包括多个电润湿装置134a。多个电润湿装置134a中每一个的结构将参照图3A和3B进行说明。
[0040]透镜阵列136包括连续设置的多个透镜136a，每个透镜136a为半圆柱形。多个线光源174、多个电润湿装置134a、多个透镜136a可以具有1:1:1的对应关系。
[0041]设置导光板138以使导光板138的入射表面朝向透镜阵列136。由于几次全反射，导光板138通过传送来自透镜阵列136的光线来提供均匀的线性光线至显示面板120。出于垂直改变光线方向的目的，导光板138的前表面可以与水平面平行，后表面相对于水平面倾斜，具有预定形状的图案可以形成在导光板138的后表面上。例如，椭圆形图案、多边形图案或者全息图案可以形成在导光板138的后表面上，可以采用印刷法或者模塑法形成图案。
[0042]位置感测单元160获取关于目标位置的位置信息，该目标位置是用户或者用户的左眼和右眼之一所处的位置以及显示面板120的图像指向的位置。例如，照相机可以用于构成位置感测单元160。
[0043]控制单元162根据来自位置感测单元160的关于目标位置的位置信息确定图像类型、光线的折射度和光线的发射时序，并且根据确定的内容驱动显示面板120、光源部132和光线调节部134。
[0044]控制单元162可控制光源部，使得从光源部的多个线光源发出的光线通过透镜阵列和导光板，并被顺序地传送到多个观看区。例如，控制单元162可驱动光源部132的多个线光源174，使其以确定的时序发射光线；可驱动光线调节部134的多个电润湿装置134a，使其以确定的角度折射光线；可驱动显示面板120，使其显示确定的图像。结果，确定的图像以确定的时序被传送给目标位置的用户或者用户的左眼和右眼之一。
[0045]图3A和3B是示出根据本发明第一实施方式的显示装置的电润湿装置的视图。图3A示出了垂直入射光没有被电润湿装置折射时的电润湿装置，图3B示出了垂直入射光被电润湿装置折射时的电润湿装置。
[0046]在图3A和3B中，电润湿装置134a包括彼此相对且隔开的第一和第二基板140和142。第一电极144形成在第一基板140的内表面的端部,第二和第三电极146和148分别形成在第二基板142的内表面的端部。第二和第三电极146和148的每一个可具有包括倾斜内侧的梯形横截面。因此，第二和第三电极146和148的倾斜侧表面彼此相对。此外，第二和第三电极146和148的每一个倾斜侧表面的面积可大于第二和第三电极146和148的每个顶表面的面积。
[0047]疏水绝缘材料的第一绝缘层150形成在第二和第三电极146和148的倾斜侧表面和顶表面上，第二绝缘层152形成在位于第二和第三电极146和148的顶表面上的第一绝缘层150与第一电极144之间。
[0048]此外，水层154和油层156形成在由第一和第二基板140和142以及第一到第三电极144、146、148构成的空间中。
[0049]利用施加到第一到第三电极144、146和148的电压，电润湿装置134a通过改变水层154和油层156之间的分界面的方向来改变入射光线的方向。
[0050]在图3A中，当没有电压施加到电润湿装置134a的第一到第三电极144、146和148时，或者当相等的电压施加到第二和第三电极146和148时，油层156和第二电极146形成的第一接触角CAl与油层156和第三电极148形成的第二接触角CA2彼此相同(CA1=CA2)。结果，水层154和油层156之间的分界面IS形成为平行于第一和第二基板140和142的内表面，从而形成为平行于(图2B的)导光板138的入射表面。
[0051]例如，当第一电压Vl施加至第一电极144，大于第一电压Vl且彼此相同的第二与第三电压V2和V3 (V2=V3>V1)分别施加至第二和第三电极146和148时，水层154和油层156之间的分界面IS形成为与导光板138的入射表面平行。
[0052]因为从光源部132的多个线光源174垂直入射到(图2B的)光线调节部134的多个电润湿装置134a的第一基板140上的光线相对于法线NL的入射角为大约O度(法线NL与水层154和油层156之间的分界面IS垂直)，所以光线在分界面IS上没有被折射，其沿着法线NL发射，到达第一点NI。
[0053]在图3B中，当不同的电压施加到第二和第三电极146和148时，油层156和第二电极146形成的第一接触角CAl与油层156和第三电极148形成的第二接触角CA2彼此不同(CAl幸CA2)。结果,水层154和油层156之间的分界面IS形成为相对于第一和第二基板140和142的内表面倾斜,从而形成为相对于(图2Β的)导光板138的入射表面倾斜。
[0054]例如，当第一电压Vl施加至第一电极144，大于第一电压Vl的第二电压V2施加至第二电极146，并且大于第一电压Vl且小于第二电压V2的第三电压V3(V2>V3>V1)施加至第三电极148时,水层154和油层156之间的分界面IS形成为相对于导光板138的入射表面倾斜。
[0055]因为从光源部132的多个线光源174垂直入射到(图2B的)光线调节部134的多个电润湿装置134a的第一基板140上的光线相对于法线NL (法线NL与水层154和油层156之间的分界面IS垂直)的入射角并非大约O度，所以根据描述水层154和油层156的折射率、入射角和折射角之间的关系的斯涅尔定律，光线在分界面IS上被折射，并且相对于法线NL以出射角b发射,到达与第一点NI隔开的第二点N2。
[0056]在根据本发明第一实施方式的显示装置110的光线调节部134的多个电润湿装置134a中，通过分别改变施加到第一、第二和第三电极144、146和148的第一、第二和第三电压V1、V2、V3，调节从光源部132的多个线光源174发出的光线的方向。第一电压Vl可以为地电压，第二和第三电压V2和V3的每一个都可以是正电压。
[0057]通过利用光线调节部134调节光线方向，并且以时分方式显示显示面板120的图像，可以以不同模式如二维模式、三维模式和多视图模式驱动根据本发明第一实施方式的显示装置110。
[0058]图4A和4B是示出根据本发明第一实施方式的显示装置的二维模式运行的透视图。图4A示出了作为单个帧的前半帧的第一子帧期间显示装置的运行，图4B示出了作为单个帧的后半帧的第二子帧期间显示装置的运行。
[0059]在图4A中，在以二维模式驱动显示装置110的第一子帧期间，从光源部132的(图2B的)多个线光源174发出的光线经过光线调节部134的多个电润湿装置134a和透镜阵列136的多个透镜136a，以被校准并以不同的入射角进入导光板138。导光板138朝着显示面板120改变光线的方向，并且光线被传送到与用户的左眼LE对应的第一观看区VZ1。
[0060]例如，从多个线光源174的左部发出的第一光线Rl可以没有被折射地经过多个电润湿装置134a，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第一观看区VZl。此外，从多个线光源174的中部发出的第二光线R2可以被多个电润湿装置134a向左折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第一观看区VZl ;从多个线光源174的右部发出的第三光线R3与第二光线R2相比可以被多个电润湿装置134a进一步向左折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第一观看区VZl。因此，在第一子帧期间，显示面板120可以显示第一图像頂1，用户可以用左眼LE感知到第一图像頂1。
[0061]在图4B中，在以二维模式驱动显示装置110的第二子帧期间，从光源部132的(图2B的)多个线光源174发出的光线经过光线调节部134的多个电润湿装置134a和透镜阵列136的多个透镜136a，以被校准并以不同的入射角进入导光板138。导光板138朝着显示面板120改变光线的方向，并且光线被传送到与用户的右眼RE对应的第二观看区VZ2。
[0062]例如，从多个线光源174的左部发出的第一光线Rl可以被多个电润湿装置134a向右折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第二观看区VZ2。此外，从多个线光源174的中部发出的第二光线R2可以没有被折射地经过多个电润湿装置134a，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第二观看区VZ2 ;从多个线光源174的右部发出的第三光线R3可以被多个电润湿装置134a向左折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第二观看区VZ2。因此，在第二子帧期间，显示面板120可以显示第一图像頂1，用户可以用右眼RE感知到第一图像頂1。
[0063]在以二维模式驱动的显示装置110中，因为在第一子帧期间第一图像Ml传送到用户的左眼LE，在第二子帧期间第一图像頂I传送到用户的右眼RE，所以用户可以感知到
二维图像。
[0064]例如，第一和第二观看区VZl和VZ2之间的距离可与双眼像差(约65mm)对应。当显示装置Iio以约120Hz的频率被驱动时，单个帧可以为约16.7毫秒，第一和第二子帧中的每一个可以为单个帧的一半，即约8.3毫秒。此外，当显示装置110以约240Hz的频率被驱动时，单个帧可以为约16.7毫秒，第一至第四子帧中的每一个可以为单个帧的四分之一，即约4.2毫秒。
[0065]当以二维模式驱动显示装置110时，(图2B的)位置感测单元160可以获得用户的左眼和右眼LE和RE的位置信息，(图2B的)控制单元162可根据来自位置感测单元160的位置信息驱动显示面板120、光源部132和光线调节部134，以使第一图像IMl能够传送到用户的左眼和右眼LE和RE之一。因为除了与位置信息对应的用户之外的其他人不会感知到二维图像，所以以二维模式驱动的显示装置110可以用作诸如用于显示个人信息的自动取款机(ATM)之类的设备的监视器。
[0066]在另一实施方式中，通过扩大光线的宽度，第一图像頂1在整个单个帧期间可被同时传送到用户的左眼和右眼LE和RE。因为扩大了光线的宽度，光线可以一起覆盖左眼和右眼LE和RE，光线的方向在整个单个帧期间可不改变。
[0067]图5A和5B是示出根据本发明第一实施方式的显示装置的三维模式运行的透视图。图5A示出了作为单个帧的前半帧的第一子帧期间显示装置的运行，图5B示出了作为单个帧的后半帧的第二子帧期间显示装置的运行。
[0068]在图5A中，在以三维模式驱动显示装置110的第一子帧期间，从光源部132的(图2B的)多个线光源174发出的光线经过光线调节部134的多个电润湿装置134a和透镜阵列136的多个透镜136a，以被校准并以不同的入射角进入导光板138。导光板138朝着显示面板120改变光线的方向，并且光线被传送到与用户的左眼LE对应的第一观看区VZ1。
[0069]例如，从多个线光源174的左部发出的第一光线Rl可以没有被折射地经过多个电润湿装置134a，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第一观看区VZl。此外，从多个线光源174的中部发出的第二光线R2可以被多个电润湿装置134a向左折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第一观看区VZl ;从多个线光源174的右部发出的第三光线R3与第二光线R2相比可以被多个电润湿装置134a进一步向左折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第一观看区VZl。因此，在第一子帧期间，显示面板120可以显示第一图像頂1，用户可以用左眼LE感知到第一图像頂1。
[0070]在图5B中，在以三维模式驱动显示装置110的第二子帧期间，从光源部132的(图2B的)多个线光源174发出的光线经过光线调节部134的多个电润湿装置134a和透镜阵列136的多个透镜136a，以被校准并以不同的入射角进入导光板138。导光板138朝着显示面板120改变光线的方向，并且光线被传送到与用户的右眼RE对应的第二观看区VZ2。
[0071]例如，从多个线光源174的左部发出的第一光线Rl可以被多个电润湿装置134a向右折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第二观看区VZ2。此外，从多个线光源174的中部发出的第二光线R2可以没有被折射地经过多个电润湿装置134a，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第二观看区VZ2 ;从多个线光源174的右部发出的第三光线R3可以被多个电润湿装置134a向左折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第二观看区VZ2。因此，在第二子帧期间，显示面板120可以显示第二图像頂2，用户可以用右眼RE感知到第二图像頂2。
[0072]在以三维模式驱动的显示装置110中，因为在第一子帧期间左眼图像的第一图像IMl传送到用户的左眼LE，在第二子帧期间右眼图像的第二图像頂2传送到用户的右眼RE，所以通过组合第一和第二图像頂1和頂2，用户可以感知到三维图像。
[0073]例如，第一和第二观看区VZl和VZ2之间的距离可与双眼像差(约65_)对应。当显示装置Iio以约120Hz的频率被驱动时，单个帧可以为约16.7毫秒，第一和第二子帧中的每一个可以为单个帧的一半，即约8.3毫秒。此外，当显示装置110以约240Hz的频率被驱动时，单个帧可以为约16.7毫秒，第一至第四子帧中的每一个可以为单个帧的四分之一，即约4.2毫秒。
[0074]当以三维模式驱动显示装置110时，(图2B的)位置感测单元160可以获得用户左眼和右眼LE和RE的位置信息，(图2B的)控制单元162可根据来自位置感测单元160的位置信息驱动显示面板120、光源部132和光线调节部134，以使第一和第二图像Ml和頂2能够分别传送到用户的左眼和右眼LE和RE。因为除了与位置信息对应的用户之外的其他人不会感知到三维图像，所以以三维模式驱动的显示装置110可以用作诸如用于显示个人信息的自动取款机(ATM)之类的设备的监视器。
[0075]图6A、6B和6C是示出根据本发明第一实施方式的显示装置的多视图模式运行的透视图。图6A、6B和6C分别示出了在构成单个帧的第一、第二和第三子帧期间显示装置的运行。
[0076]在图6A中，在以多视图模式驱动的显示装置110的第一子帧期间，从光源部132的(图2B的)多个线光源174发出的光线经过光线调节部134的多个电润湿装置134a和透镜阵列136的多个透镜136a，以被校准并以不同的入射角进入导光板138。导光板138朝着显示面板120改变光线的方向，并且光线被传送到与第一用户Ul对应的第一观看区VZl。
[0077]例如，从多个线光源174的左部发出的第一光线Rl可以没有被折射地经过多个电润湿装置134a，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第一观看区VZl。此外，从多个线光源174的中部发出的第二光线R2可以被多个电润湿装置134a向左折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第一观看区VZl ;与第二光线R2相比，从多个线光源174的右部发出的第三光线R3可以被多个电润湿装置134a进一步向左折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第一观看区VZl。因此，在第一子帧期间，显示面板120可以显示第一图像頂1，第一用户Ul可以感知到第一图像頂1。
[0078]在图6B中，在以多视图模式驱动的显示装置110的第二子帧期间，从光源部132的(图2B的)多个线光源174发出的光线经过光线调节部134的多个电润湿装置134a和透镜阵列136的多个透镜136a，以被校准并以不同的入射角进入导光板138。导光板138朝着显示面板120改变光线的方向，并且光线被传送到与第二用户U2对应的第二观看区VZ2。
[0079]例如，从多个线光源174的左部发出的第一光线Rl可以被多个电润湿装置134a向右折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第二观看区VZ2。此外，从多个线光源174的中部发出的第二光线R2可以没有被折射地经过多个电润湿装置134a，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第二观看区VZ2 ;从多个线光源174的右部发出的第三光线R3可以被多个电润湿装置134a向左折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第二观看区VZ2。因此，在第二子帧期间，显示面板120可以显示第二图像頂2，第二用户U2可以感知到第二图像頂2。
[0080]在图6C中，在以多视图模式驱动的显示装置110的第三子帧期间，从光源部132的(图2B的)多个线光源174发出的光线经过光线调节部134的多个电润湿装置134a和透镜阵列136的多个透镜136a，以被校准并以不同的入射角进入导光板138。导光板138朝着显示面板120改变光线的方向，并且光线被传送到与第三用户U3对应的第三观看区VZ3。
[0081]例如，从多个线光源174的左部发出的第一光线Rl可以被多个电润湿装置134a向右折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第三观看区VZ3。此外，与第一光线Rl相比，从多个线光源174的中部发出的第二光线R2可以被多个电润湿装置134a向右较少地折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第三观看区VZ3 ;从多个线光源174的右部发出的第三光线R3可以经过多个电润湿装置134a，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第三观看区VZ3。因此，在第三子帧期间，显示面板120可以显示第三图像頂3，第三用户U3可以感知到第三图像頂3。
[0082]在以多视图模式驱动的显示装置110中，在第一子帧期间第一图像頂1被传送到第一用户U1，在第二子帧期间第二图像頂2被传送到第二用户U2，在第三子帧期间第三图像頂3被传送到第三用户U3。结果，第一、第二和第三用户U1、U2和U3可以分别感知到第一、第二和第三图像頂1、IM2和頂3。
[0083]例如，当显示装置110以约120Hz的频率被驱动时，单个帧可以为约16.7毫秒，第一、第二和第三子帧中的每一个可以为单个帧的三分之一，即约5.6毫秒。此外，当显示装置110以约240Hz的频率被驱动时，单个帧可以为约16.7毫秒，第一至第六子帧中的每一个可以为单个帧的六分之一，即约2.8毫秒。
[0084]当以多视图模式驱动显示装置110时，(图2B的)位置感测单元160可以获得第一、第二和第三用户Ul、U2和U3的位置信息，(图2B的)控制单元162可根据来自位置感测单元160的位置信息驱动显示面板120、光源部132和光线调节部134，以使第一、第二和第三图像頂1、IM2和頂3能够分别传送到第一、第二和第三用户U1、U2和U3。
[0085]当多视图模式的显示装置110中的第一到第三图像頂1、IM2和頂3彼此相同时，第一到第三用户U1、U2和U3可以感知到单个图像。此外，当多视图模式的显示装置110中的第一到第三图像頂1、頂2和頂3彼此不同时，第一到第三用户U1、U2和U3可以感知到各自的图像。因此，多个用户可以利用一个显示装置110感知到不同的图像。例如，当将根据本发明第一实施方式的显示装置110用作游戏机的监视器时，多个游戏者可以在以他们自己的视角观看游戏场景的情况下玩游戏。
[0086]此外，第一到第三子帧的每一个可以一分为二，在第一到第三子帧中的每个子帧被划分得到的两部分期间，与左、右图像对应的光线可以被分别传送到第一到第三用户U1、U2和U3中每个用户的左眼和右眼。结果，第一到第三用户U1、U2和U3中的每个用户可以感知到各自的三维图像。
[0087]当显示装置120为保持型(hold type)如液晶显示(IXD)装置(其中在一帧期间像素连续发光)时，在二维模式、三维模式和多视图模式的每一子帧期间，前一帧的前一图像可以与当前帧的当前图像一起显示。因为前一图像和当前图像的共存导致了余像，所以光源部132的多个线光源174在前一图像和当前图像存在时可以被关闭以显示黑色，而在仅当前图像存在时可以被打开。结果，可防止产生余像，而且显示装置110可以以脉冲型(其中在一帧期间像素瞬时发光)被驱动，例如作为阴极射线管(CRT)装置被驱动。
[0088]在另一实施方式中，通过选择性地开启多个线光源而不是利用光线调节部，可对光线方向进行调节。图7A和7B分别是示出根据本发明第二实施方式的包括线光源的显示装置的平面图和横截面图。
[0089]在图7A和7B中，根据本发明第二实施方式的显示装置210包括:用于显示图像的显示面板220 ;用于向显示面板220提供光的背光单元230 ;用于检测用户的位置的位置感测单元260 ;和用于控制显示面板220、背光单元230以及位置感测单元260的控制单元262。
[0090]显示面板220包括多个像素(未示出)，至少一个图像信号在通过以时分方式划分单个帧而获得的多个子帧中的每个子帧期间，可以被输入到多个像素。例如，包括彼此相对的两块基板和位于两块基板之间的液晶层的透射型液晶面板可以用于构成显示面板220。
[0091]背光单元230包括:用于发射光线的光源部232 ;用于校准来自光线调节部234的光线的透镜阵列236 ;和用于朝向显示面板220改变来自透镜阵列236的光线方向的导光板238。光源部232和透镜阵列236沿着导光板238的一侧设置，导光板238设置在显示面板220下方。
[0092]光源部232包括基础基板272以及彼此隔开且在基础基板272上安装成一行的多个线光源274。例如,发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或者朝着一个方向发射光的激光器可以用于构成多个线光源274。
[0093]透镜阵列236包括连续设置的多个透镜236a，每个透镜236a为半圆柱形。多个线光源274可与多个透镜236a之一对应。
[0094]设置导光板238以使导光板238的入射表面朝向透镜阵列236。由于几次全反射，导光板238通过传送来自透镜阵列236的光线而提供均匀的线性光线至显示面板220。出于垂直改变光线方向的目的，导光板238的前表面可以与水平面平行，后表面相对于水平面倾斜，具有预定形状的图案可以形成在导光板238的后表面上。例如，椭圆形图案、多边形图案或者全息图案可以形成在导光板238的后表面上，可以采用印刷法或者模塑法形成图案。
[0095]位置感测单元260获取关于目标位置的位置信息，该目标位置是用户或者用户的左眼和右眼之一所处的位置以及显示面板220的图像指向的位置。例如，照相机可以用于构成位置感测单元260。
[0096]控制单元262根据来自位置感测单元260的关于目标位置的位置信息确定图像类型,光线的折射度和光线的发射时序,并且根据确定的内容驱动显示面板220和光源部232。
[0097]控制单元262可驱动光源部232的多个线光源274，使其以确定的时序发射光线；并且可驱动显示面板220，使其显示确定的图像。结果，确定的图像以确定的时序被传送给目标位置的用户或者用户的左眼和右眼之一。
[0098]将参照附图对光源部232和透镜阵列236进行说明。图8是示出根据本发明第二实施方式的显示装置的光源部和透镜阵列的透视图。
[0099]在图8中，光源部232包括基础基板272和多个线光源274，透镜阵列236包括多个透镜236a。多个线光源274彼此隔开且在基础基板272上安装成一行。
[0100]相邻线光源274之间的第一节距a可以小于相邻透镜236a之间的第二节距b。例如，相邻透镜236a之间的第二节距b可以等于或者大于相邻线光源274之间的第一节距a的两倍。根据三维图像的显示特性，第一和第二节距a和b可以变化。
[0101]此外，多个线光源274中每一个的第一高度C可以等于多个透镜236a中每一个的第二高度d。并且，多个线光源274和多个透镜236a之间的间隙距离可以根据三维图像的显示特性而发生变化。
[0102]通过以时分方式显示显示面板220的第一和第二图像，以及由于光源部232的多个线光源274的顺序发光而调节光线的方向，可以用不同的模式如二维模式、三维模式和多视图模式驱动根据本发明第二实施方式的显示装置210。
[0103]在单个帧的前半帧即第一子帧期间，显示面板220显示第一图像，与透镜阵列236的多个透镜236a对应的多个线光源274的第一个被开启。结果，光线被传送到第一观看区，
以在第一观看区显示第一图像。
[0104]在单个帧的后半帧即第二子帧期间，显示面板220显示第二图像，与透镜阵列236的多个透镜236a对应的多个线光源274的第二个被开启。结果，光线被传送到第二观看区，
以在第二观看区显示第二图像。
[0105]当第一和第二图像彼此相同时，以二维模式驱动显示装置210。当第一和第二图像分别为左、右图像时，以三维模式驱动显示装置210。此外，当第一和第二图像彼此不同时，以多视图模式驱动显示装置210。
[0106]在另一实施方式中，光源部可以被形成为具有多个线光源层，它们以不同的间隙距离与透镜阵列间隔开。图9A和9B分别是示出根据本发明第三实施方式的包括线光源的显示装置的平面图和横截面图。
[0107]在图9A和9B中，根据本发明第三实施方式的显示装置310包括:用于显示图像的显示面板320 ;用于向显示面板320提供光的背光单元；用于检测用户的位置的位置感测单元360 ;和用于控制显示面板320、背光单元以及位置感测单元360的控制单元362。
[0108]显示面板320包括多个像素(未示出)，至少一个图像信号在通过以时分方式划分单个帧而获得的多个子帧中的每个子帧期间，可以被输入到多个像素。例如，包括彼此相对的两块基板和位于两块基板之间的液晶层的透射型液晶面板可以用于构成显示面板320。
[0109]背光单元包括:用于发射光线的光源部332 ;用于校准来自光源部332的光线的透镜阵列336 ;和用于朝向显不面板320改变来自透镜阵列336的光线方向的导光板338。光源部332和透镜阵列336沿着导光板338的一侧设置，导光板338设置在显示面板320下方。
[0110]光源部332包括以不同的间隙距离与透镜阵列336间隔开的多个光源层332a、332b和332c。多个光源层332a、332b和332c中的每一个包括:基础基板372a、372b、372c ；以及在基础基板372a、372b、372c上彼此隔开且安装成一行的多个线光源374a、374b、374c。
[0111]例如，第一光源层332a可以以第一间隙距离dl与透镜阵列336间隔开，第二光源层332b可以以大于第一间隙距离dl的第二间隙距离d2与透镜阵列336间隔开，第三光源层332c可以以大于第二间隙距离d2的第三间隙距离d3与透镜阵列336间隔开。第一、第二和第三间隙距离dl、d2和d3可以分别为约1.5mm,约1.6mm和约1.7mm。此外，发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或者朝一个方向发射光的激光器可以用作多个线光源374a、374b、374c。
[0112]透镜阵列336包括连续设置的多个透镜336a，多个透镜336a中的每个透镜为半圆柱形。多个透镜336a中的每个可与多个光源层332a、332b和332c的多个线光源374a、374b、374c对应。例如，多个透镜336a中的每个可与第一光源层332a的第一线光源374a、第二光源层332b的第二线光源374、第三光源层332c的第三线光源374c对应。
[0113]因为光源部332包括距透镜阵列336具有不同间隙距离的多个光源层332a、332b和332c，所以可以将清晰的三维图像提供给相对于显示装置310处于不同位置的用户。结果，扩大了显示装置310的观看范围。
[0114]设置导光板338,以使导光板338的入射表面朝向透镜阵列336。由于几次全反射，导光板338通过传送来自透镜阵列336的光线而提供均匀的线性光线给显示面板320。出于垂直改变光线方向的目的，导光板338的前表面可以与水平面平行，后表面相对于水平面倾斜，具有预定形状的图案可以形成在导光板338的后表面上。例如，椭圆形图案、多边形图案或者全息图案可以形成在导光板338的后表面上，可以采用印刷法或者模塑法形成图案。
[0115]位置感测单元360获取关于目标位置的位置信息，该目标位置是用户或者用户的左眼和右眼之一所处的位置以及显示面板320的图像指向的位置。例如，照相机可以用于构成位置感测单元360。
[0116]控制单元362根据来自位置感测单元360的关于目标位置的位置信息确定图像类型、光线的折射度和光线的发射时序,并且根据确定的内容驱动显示面板320和光源部332。
[0117]控制单元362可驱动光源部332的多个线光源374a、374b、374c，使其以确定的时序发射光线，并且可驱动显示面板320以显示确定的图像。结果，确定的图像以确定的时序被传送给目标位置的用户或者用户的左眼和右眼之一。
[0118]将参照附图对光源部332进行说明。图10是示出根据本发明第三实施方式的显示装置的光源部的分解平面图。在图10中对彼此垂直重叠的多个光源层进行了水平分解。
[0119]在图10中，根据本发明第三实施方式的(图9B的)显示装置310的光源部332包括以不同的间隙距离与(图9B的)透镜阵列336间隔开的多个光源层332a、332b和332c。多个光源层332a、332b和332c中的每一个包括在基础基板372a、372b、372c上彼此隔开且安装成一行的多个线光源374a、374b、374c，并且基础基板372a、372b、372c包括在多个线光源374a、374b、374c之间的多个透射区376a、376b、376c。
[0120]例如，第一光源层332a可包括安装在第一基础基板372a上的多个第一线光源374a，第一基础基板372a可包括位于多个第一线光源374a之间的多个第一透射区376a。第二光源层332b可包括安装在第二基础基板372b上的多个第二线光源374b，第二基础基板372b可包括位于多个第二线光源374b之间的多个第二透射区376b。此外，第三光源层332c可包括安装在第三基础基板372c上的多个第三线光源374c，第三基础基板372c可包括位于多个第三线光源374c之间的多个第三透射区376c。
[0121]多个基础基板372a、372b、372c之一的多个透射区376a、376b、376c与多个基础基板372a、372b、372c中的其余基础基板的多个线光源374a、374b、374c对应，以传送来自多个线光源374a、374b、374c的光线。
[0122]例如，第一基础基板372a的多个第一透射区376a可允许从第二基础基板372b的多个第二线光源374b和第三基础基板372c的多个第三线光源374c发出的光通过。第二基础基板372b的多个第二透射区376b可允许从第一基础基板372a的多个第一线光源374a和第三基础基板372c的多个第三线光源374c发出的光通过。此外，第三基础基板372c的多个第三透射区376c可允许从第一基础基板372a的多个第一线光源374a和第二基础基板372b的多个第二线光源374b发出的光通过。
[0123]通过在多个基础基板372a、372b、372c的一部分中形成开口，或者通过在多个基础基板372a、372b、372c的一部分中形成透明材料(如透明塑料或者透明玻璃)，可得到多个透射区 376a、376b、376c。
[0124]将参照【专利附图】
【附图说明】在不同位置设置的多个光源层中光束宽度随观看距离的变化。图11是示出在根据本发明第三实施方式的包括线光源的显示装置中光束宽度随观看距离的变化的曲线图。观看距离被定义为从显示装置到用户的距离，光束宽度被定义为从用户所处的位置的线光源发出的光线宽度。
[0125]在图11中，在观看距离处于约IOOOnm到约1500mm的范围内时，从第一光源层362a的多个第一线光源374a发出的光线的光束宽度在约48mm到约52mm的范围内；而在观看距离处于约1600nm到约2000mm的范围内时,光线的光束宽度在约52mm到约63mm的
范围内。
[0126]在观看距离处于约IOOOnm到约1200mm的范围内时，从第二光源层362b的多个第二线光源374b发出的光线的光束宽度在约56mm到约65mm的范围内；而在观看距离处于约1300nm到约2000mm的范围内时，光线的光束宽度在约45mm到约54mm的范围内。
[0127]这里，认识到显示质量变差如三维串扰是由左、右眼图像都进入用户的左、右眼之一中导致的。考虑到显示质量的这种劣化，显示装置可以被配置为当光束宽度在约50mm±5mm的范围之外时,确定三维图像的显示质量变差。例如，当用户的观看距离小于约1500mm时，通过开启第一光源层362a的多个第一线光源374a可显示图像；当用户的观看距离等于或者大于约1500mm时，通过开启第二光源层362b的多个第二线光源374b可显示图像。因此，通过利用光束宽度在约50mm±5mm的范围内的光线，可以将图像质量劣化得到抑制的三维图像显示给不同观看距离的多个用户。结果，防止了显示质量的劣化如三维串扰，扩大了显示装置310的观看范围。
[0128]在另一实施方式中，单个光源部可以包括具有不同间隙距离的多个线光源。图12是示出根据本发明第四实施方式的显示装置的平面图。
[0129]在图12中，根据本发明第四实施方式的显示装置410包括:用于显示图像的显示面板420;用于向显示面板420提供光的背光单元；用于检测用户的位置的位置感测单元460 ;和用于控制显示面板420、背光单元以及位置感测单元460的控制单元462。
[0130]显示面板420包括多个像素(未示出)，至少一个图像信号在通过以时分方式划分单个帧而获得的多个子帧中的每个子帧期间，可以被输入到多个像素。例如，包括彼此相对的两块基板和位于两块基板之间的液晶层的透射型液晶面板可以用于构成显示面板420。
[0131]背光单元包括:用于发射光线的光源部432 ;用于校准来自光源部432的光线的透镜阵列436 ;和用于朝向显示面板420改变来自透镜阵列436的光线方向的导光板。光源部432和透镜阵列436沿着导光板的一侧设置，导光板设置在显示面板420下方。
[0132]光源部432包括基础基板472以及在基础基板472上彼此隔开且安装成一行的多个线光源474a、474b、474c。多个线光源474a、474b、474c以不同的间隙距离与透镜阵列436间隔开来。
[0133]由于阶梯型的台阶差的存在，基础基板472包括具有不同高度的多层(B卩，台阶型的多层)，多个线光源474a、474b、474c分别形成在多层上。
[0134]例如，第一线光源474a可以形成在以第一间隙距离dl与透镜阵列436间隔开的第一层上，第二线光源474b可形成在以大于第一间隙距离dl的第二间隙距离d2与透镜阵列436间隔开的第二层上，第三线光源474c可形成在以大于第二间隙距离d2的第三间隙距离d3与透镜阵列436间隔开的第三层上。第一、第二和第三间隙距离可以分别为约
1.5mm，约1.6mm和约1.7mm。此外，例如发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或者朝一个方向发射光的激光器可以用于构成多个线光源474a、474b、474c。
[0135]透镜阵列436包括连续设置的多个透镜436a，多个透镜436a中的每个透镜为半圆柱形。多个透镜436a中的每个可与多个线光源474a、474b、474c对应。例如，多个透镜436a中的每个可与第一、第二和第三线光源474a、474b、474c对应。
[0136]因为光源部432包括距透镜阵列436具有不同间隙距离的多个线光源474a、474b、474c，所以可以将清晰的三维图像提供给相对于显示装置410处于不同位置的用户。结果，扩大了显示装置410的观看范围。
[0137]在另一实施方式中，可通过设置偏振板，在眼镜型或者无眼镜型中显示三维图像，并且在显示装置上方设置图案化延迟器。图13是示出根据本发明第五实施方式的包括线光源的显示装置的视图。
[0138]在图13中，根据本发明第五实施方式的显示装置包括:用于显示图像的显示面板520 ;用于向显示面板520提供光的背光单元；用于检测用户的位置的位置感测单元560 ；用于控制显示面板520、背光单元以及位置感测单元560的控制单元562 ;显示面板520上方的偏振板582 ；以及偏振板582上方的图案化延迟器584。
[0139]显示面板520、背光单元、位置感测单元560和控制单元560具有与图7A和7B的根据本发明第二实施方式的显示装置210的显示面板220、背光单元230、位置感测单元260和控制单元262相同的结构。[0140]显示面板520包括多个像素(未示出)，至少一个图像信号在通过以时分方式划分单个帧而获得的多个子帧中的每个子帧期间，可以被输入到多个像素。例如，包括彼此相对的两块基板和位于两块基板之间的液晶层的透射型液晶面板可以用于构成显示面板520。
[0141]背光单元包括:用于发射光线的光源部532 ;用于校准来自光线调节部534的光线的透镜阵列536 ;和用于朝向显示面板220改变来自透镜阵列536的光线方向的导光板。光源部532和透镜阵列536沿着导光板的一侧设置，导光板设置在显示面板520下方。
[0142]光源部532包括基础基板572以及在基础基板572上彼此隔开且安装成一行的多个线光源574。例如,发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或者朝一个方向发射光的激光器可以用作多个线光源574。
[0143]透镜阵列536包括连续设置的多个透镜536a，每个透镜536a为半圆柱形。多个线光源574可与多个透镜536a之一对应。
[0144]偏振板582将显示面板520显示的左、右图像转换成线偏振的左、右图像，并且向图案化延迟器584传送线偏振的左、右图像。图案化延迟器584包括沿显示面板520的垂直方向交替设置的左、右延迟器584a和584b。用户佩戴的偏振眼镜586包括透射左圆偏振光的左透镜586a和透射右圆偏振光的右透镜586b。
[0145]在传送给用户的图像中，通过左透镜586a将左圆偏振的左眼图像传送到用户的左眼，通过右透镜586b将右圆偏振的右眼图像传送到用户的右眼。因此，通过组合分别传送到左眼和右眼的左、右图像，用户可以感知到三维图像。
[0146]通过以时分方式显示显示面板220的第一和第二图像，以及由于光源部532的多个线光源574的顺序发光而调节光线的方向，可以用无眼镜型的不同模式如二维模式、三维模式和多视图模式驱动根据本发明第五实施方式的显示装置510。
[0147]此外，通过以时分方式显示显示面板520的第一和第二水平行的第一和第二图像，以及传送第一和第二水平行的第一和第二图像至佩戴偏振眼镜586的用户的左眼和右目艮，可以用眼镜型的不同模式如二维模式和三维模式驱动根据本发明第五实施方式的显示装置510。
[0148]因此，在本发明的显示装置中，因为使用包括线光源和透镜阵列的边缘型背光单元，并且以时分方式驱动显示面板和边缘型背光单元，所以可以在不降低分辨率的情况下显示二维图像和三维图像。此外，因为边缘型背光单元仅仅包括少量的线光源，所以减少了光源的数量。
[0149]显然对本领域技术人员来说，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可对本发明的包括线光源的显示装置及其驱动方法作出各种修改和变型。因而，本发明意在覆盖落入所附权利要求书范围及其等效范围内的对本发明的所有修改和变化。
【权利要求】
1.一种显示装置，包括: 显示面板，用于以时分方式在多个观看区显示多个图像； 位于所述显示面板的下方的导光板； 沿着所述导光板的一侧设置的透镜阵列，该透镜阵列包括多个透镜； 包括多个线光源的光源部，每个线光源朝着该透镜阵列发射光线； 位置感测单元，用于获取关于所述多个观看区的位置信息；和 控制单元，用于根据所述位置信息控制所述显示面板、所述光源部和所述位置感测单J Li ο
2.如权利要求1的显示装置，还包括设置在该光源部和该透镜阵列之间的光线调节部，其中该光线调节部包括用于调节光线的方向的多个电润湿装置。
3.如权利要求1的显示装置，其中该光源部包括以不同的间隙距离与该透镜阵列间隔开的多个光源层， 其中所述多个光源层中的每个光源层包括基础基板和在该基础基板上彼此隔开的多个线光源。
4.如权利要求3的 显示装置，其中该基础基板包括位于所述多个线光源之间的多个透射区。
5.如权利要求1的显示装置，其中该光源部包括具有阶梯型的多层的基础基板以及以不同间隙距离与该透镜阵列间隔开的多个线光源，所述多个线光源分别形成在所述多层上。
6.如权利要求1的显示装置，还包括: 在该显示面板的上方的偏振板；和 在该偏振板的上方的图案化延迟器，该图案化延迟器包括沿着该显示面板的垂直方向交替设置的左、右延迟器。
7.如权利要求1的显示装置，其中所述多个透镜之间的节距等于或者大于所述多个线光源之间的节距的两倍。
8.—种驱动显示装置的方法，包括: 通过位置感测单元获取关于多个观看区的位置信息； 控制光源部，使得从该光源部的多个线光源发出的光线通过透镜阵列和导光板，并被顺序地传送到所述多个观看区；以及 通过显示面板利用光线以时分方式在所述多个观看区显示多个图像。
9.如权利要求8的方法，其中控制光源部包括:在作为单个帧的前半帧的第一子帧期间，通过开启所述多个线光源的第一线光源向第一观看区传送光线；在作为单个帧的后半帧的第二子帧期间，通过开启所述多个线光源的第二线光源向第二观看区传送光线， 其中以时分方式显示多个图像包括:在第一子帧期间通过该显示面板显示第一图像，在第二子帧期间通过该显示面板显示第二图像。
10.如权利要求8的方法，其中该光源部包括以不同的间隙距离与该透镜阵列间隔开的多个光源层， 其中控制光源部包括:在作为单个帧的前半帧的第一子帧期间，通过开启所述多个光源层的第一光源层上的的第一线光源向第一观看区传送光线；在作为单个帧的后半帧的第二子帧期间，通过开启所述多个光源层的第二光源层上的第二线光源向第二观看区传送光线， 其中以方式时分显示多个图像包括:在第一子帧期间通过该显示面板显示第一图像，在第二子帧 期间通过该显示面板显示第二图像。
【文档编号】F21S8/00GK103838033SQ201310607142
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2012年11月26日
【发明者】姜勳, 孙贞恩, 玄周奉, 吴知桓 申请人:乐金显示有限公司
【专利摘要】公开一种包括线光源的显示装置及其驱动方法。该显示装置包括：显示面板，用于以时分方式在多个观看区显示多个图像；位于所述显示面板的下方的导光板；沿着所述导光板的一侧设置的透镜阵列，该透镜阵列包括多个透镜；包括多个线光源的光源部，每个线光源朝着该透镜阵列发射光线；位置感测单元，用于获取关于所述多个观看区的位置信息；和控制单元，用于根据所述位置信息控制所述显示面板、所述光源部和所述位置感测单元。
【专利说明】包括线光源的显示装置及其驱动方法
[0001]本申请要求2012年11月26日提交的韩国专利申请N0.10_2012_0134816的优先权，在此以引用的方式并入其全部内容。
【技术领域】
[0002]本发明涉及显示装置。本发明还涉及包括以时分方式驱动的线光源的显示装置及显示装置的驱动方法。
【背景技术】
[0003]通常，用于显示图像的显示装置包括直接输入图像的显示面板和驱动显示面板的驱动单元。显示面板包括以二维矩阵的形式设置的多个像素，这些像素显示多个单元图像。通过组合多个单元图像来显示单个图像。
[0004]近来，研究开发了通过在显示面板和用户之间设置屏障或者透镜形成多个观看区的显示装置。根据观看角度将显示装置的不同像素显示给用户。通过将不同的图像信号输入给与观看区对应的像素，显示装置可以在各个观看区显示不同的图像。
[0005]参照附图对显示装置的结构进行说明。图1是示出根据现有技术的双凸透镜型显示装置的横截面图。在图1中，双凸透镜型显示装置10包括用于显示图像的显示面板20和设置在显示面板20上方的双凸透镜30。显示面板20包括第一至第六像素Pl至P6。第一图像信号输入至第一、第三和第五像素P1、P3和P5，第二图像信号输入至第二、第四和第六像素P2、P4和P6。
[0006]双凸透镜30包括多个透镜32，每一个都为半圆柱形，并且选择性地折射从第一至第六像素Pl至P6输出的光。多个透镜32以条带型连续设置。
[0007]来自显示面板20的第一、第三和第五像素P1、P3和P5的第一图像Ml通过双凸透镜30的多个透镜32显示在第一观看区VZ1，来自显示面板20的第二、第四和第六像素P2、P4和P6的第二图像頂2通过双凸透镜30的多个透镜32显示在第二观看区VZ2。
[0008]通过分别输入左图像和右图像作为第一和第二图像Ml和頂2，并且将用户的左眼和右眼分别置于第一和第二观看区VZl和VZ2，双凸透镜型显示装置10可以用作三维图像显示装置。通过结合左图像和右图像，用户可以感知立体三维图像。
[0009]此外，通过将用户分别置于第一和第二观看区VZl和VZ2，双凸透镜型显示装置10可以用作多视图显示装置。这些用户可以感知不同的图像。
[0010]在双凸透镜型显示装置10中，因为第一和第二观看区VZl和VZ2的第一和第二图像Ml和頂2由单个显示面板20 (以空间分割方式)显示，与显示面板20的分辨率相比，第一和第二图像IMl和IM2的分辨率都降低了。当观看区的数量增加时，分辨率会进一步降低。例如，当包括具有全高清(FHD)分辨率(1920x1080)的显示面板20的双凸透镜型显示装置10形成9个观看区时，在9个观看区中的每一个显示的图像的视频图形阵列(VGA)具有降低的分辨率^40x480)。
[0011]此外，因为特定位置的用户通过被多个透镜32覆盖的显示面板20的部分像素感知图像，所以图像的显示质量取决于透镜32和像素之间的位置关系。但是，因为多个透镜32形成为膜形，所以多个透镜32会受到温度和湿度的影响，由于太硬而不能调整每个透镜32的宽度W。结果，高显示质量的图像不能显示给特定位置的用户。
【发明内容】
[0012]因此，本发明的实施方式旨在提供一种双模式液晶显示装置及其驱动方法，其充分消除由于现有技术的局限和不足而导致的一个或多个问题。
[0013]本发明的一个目的是提供一种显示装置及其驱动方法，其中显示装置通过利用包括线光源和透镜阵列的边缘型背光单元并且以时分方式驱动边缘型背光单元和显示面板，能够在不降低分辨率的情况下显示二维图像和三维图像。
[0014]本发明的另一个目的是提供一种显示装置及其驱动方法，其中显示装置通过利用包括少量线光源的边缘型背光单元而减少了光源数量。
[0015]在下面的描述中将部分列出本发明的附加特点和优点，这些特点和优点的一部分从所述描述将是显而易见的，或者可从本发明的实施领会到。通过说明书、权利要求书以及附图中具体指出的结构可实现和获得本发明的这些目的和其他优点。
[0016]为了实现这些和其他优点，如在此具体化和概括描述的，提供了一种显示装置，包括:显示面板，用于以时分方式在多个观看区显示多个图像；位于所述显示面板的下方的导光板；沿着所述导光板的一侧设置的透镜阵列，该透镜阵列包括多个透镜；包括多个线光源的光源部，每个线光源朝着该透镜阵列发射光线；位置感测单元，用于获取关于所述多个观看区的位置信息；和控制单元，用于根据所述位置信息控制所述显示面板、所述光源部和所述位置感测单元。
[0017]在本发明的另一个方面，提供一种驱动显示装置的方法，包括:通过位置感测单元获取关于多个观看区的位置信息；控制光源部，使得从该光源部的多个线光源发出的光线通过透镜阵列和导光板，并被顺序地传送到所述多个观看区；以及通过显示面板利用光线以时分方式在所述多个观看区显示多个图像。
[0018]应当理解，本发明前面的大致性描述和下面的详细描述都是例示性的和解释性的，意在对要求保护的本发明提供进一步的解释。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]给本发明提供进一步理解并且并入本申请中组成本申请一部分的附图图解了本发明的实施方式，并与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中:
[0020]图1是示出根据现有技术的双凸透镜型显示装置的横截面图；
[0021]图2A和2B分别是示出根据本发明第一实施方式的包括线光源的显示装置的平面图和横截面图；
[0022]图3A和3B是示出根据本发明第一实施方式的显示装置的电润湿装置的视图；
[0023]图4A和4B是示出根据本发明第一实施方式的显示装置的二维模式运行的透视图；
[0024]图5A和5B是示出根据本发明第一实施方式的显示装置的三维模式运行的透视图；[0025]图6A、6B和6C是示出根据本发明第一实施方式的显示装置的多视图模式运行的透视图；
[0026]图7A和7B分别是示出根据本发明第二实施方式的包括线光源的显示装置的平面图和横截面图；
[0027]图8是示出根据本发明第二实施方式的显示装置的光源部和透镜阵列的透视图；
[0028]图9A和9B分别是示出根据本发明第三实施方式的包括线光源的显示装置的平面图和横截面图；
[0029]图10是示出根据本发明第三实施方式的显示装置的光源部的分解平面图；
[0030]图11是示出根据根据本发明第三实施方式的包括线光源的显示装置中光束宽度随观看距离的变化的曲线图；
[0031]图12是示出根据本发明第四实施方式的显示装置的平面图；以及
[0032]图13是示出根据本发明第五实施方式的包括线光源的显示装置的视图。
【具体实施方式】
[0033]现在详细描述本发明的优选实施方式，附图中图解了这些实施方式的一些例子。
[0034]图2A和2B分别是示出根据本发明第一实施方式的包括线光源的显示装置的平面图和横截面图。
[0035]在图2A和2B中，根据本发明第一实施方式的显示装置10包括:用于以时分方式在多个观看区显示多个图像的显示面板120 ;向显示面板120提供光的背光单元130 ;用于检测用户的位置(即，用于检测关于多个观看区的位置信息)的位置感测单元160 ;和用于控制显示面板120、背光单元130以及位置感测单元160的控制单元162。
[0036]显示面板120包括多个像素(未示出)，至少一个图像信号在通过以时分方式划分单个帧而获得的多个子帧中的每个子帧期间，可以输入到多个像素。例如，包括彼此相对的两块基板和位于两块基板之间的液晶层的透射型液晶面板可以用于构成显示面板120。
[0037]背光单元130包括:用于发射光线的光源部132 ;用于调节从光源部132发出的光线方向的光线调节部134 ;用于校准来自光线调节部134的光线的透镜阵列136 ;和用于朝向显不面板120改变(或引导)来自透镜阵列136的光线方向的导光板138。光源部132、光线调节部134和透镜阵列136沿着导光板138的一侧设置，导光板138设置在显示面板120下方。
[0038]光源部132包括基础基板172以及彼此隔开且在基础基板172上安装成一行的多个线光源174。例如,发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或者朝着一个方向发射光的激光可以用于构成多个线光源174。
[0039]光线调节部134包括多个电润湿装置134a。多个电润湿装置134a中每一个的结构将参照图3A和3B进行说明。
[0040]透镜阵列136包括连续设置的多个透镜136a，每个透镜136a为半圆柱形。多个线光源174、多个电润湿装置134a、多个透镜136a可以具有1:1:1的对应关系。
[0041]设置导光板138以使导光板138的入射表面朝向透镜阵列136。由于几次全反射，导光板138通过传送来自透镜阵列136的光线来提供均匀的线性光线至显示面板120。出于垂直改变光线方向的目的，导光板138的前表面可以与水平面平行，后表面相对于水平面倾斜，具有预定形状的图案可以形成在导光板138的后表面上。例如，椭圆形图案、多边形图案或者全息图案可以形成在导光板138的后表面上，可以采用印刷法或者模塑法形成图案。
[0042]位置感测单元160获取关于目标位置的位置信息，该目标位置是用户或者用户的左眼和右眼之一所处的位置以及显示面板120的图像指向的位置。例如，照相机可以用于构成位置感测单元160。
[0043]控制单元162根据来自位置感测单元160的关于目标位置的位置信息确定图像类型、光线的折射度和光线的发射时序，并且根据确定的内容驱动显示面板120、光源部132和光线调节部134。
[0044]控制单元162可控制光源部，使得从光源部的多个线光源发出的光线通过透镜阵列和导光板，并被顺序地传送到多个观看区。例如，控制单元162可驱动光源部132的多个线光源174，使其以确定的时序发射光线；可驱动光线调节部134的多个电润湿装置134a，使其以确定的角度折射光线；可驱动显示面板120，使其显示确定的图像。结果，确定的图像以确定的时序被传送给目标位置的用户或者用户的左眼和右眼之一。
[0045]图3A和3B是示出根据本发明第一实施方式的显示装置的电润湿装置的视图。图3A示出了垂直入射光没有被电润湿装置折射时的电润湿装置，图3B示出了垂直入射光被电润湿装置折射时的电润湿装置。
[0046]在图3A和3B中，电润湿装置134a包括彼此相对且隔开的第一和第二基板140和142。第一电极144形成在第一基板140的内表面的端部,第二和第三电极146和148分别形成在第二基板142的内表面的端部。第二和第三电极146和148的每一个可具有包括倾斜内侧的梯形横截面。因此，第二和第三电极146和148的倾斜侧表面彼此相对。此外，第二和第三电极146和148的每一个倾斜侧表面的面积可大于第二和第三电极146和148的每个顶表面的面积。
[0047]疏水绝缘材料的第一绝缘层150形成在第二和第三电极146和148的倾斜侧表面和顶表面上，第二绝缘层152形成在位于第二和第三电极146和148的顶表面上的第一绝缘层150与第一电极144之间。
[0048]此外，水层154和油层156形成在由第一和第二基板140和142以及第一到第三电极144、146、148构成的空间中。
[0049]利用施加到第一到第三电极144、146和148的电压，电润湿装置134a通过改变水层154和油层156之间的分界面的方向来改变入射光线的方向。
[0050]在图3A中，当没有电压施加到电润湿装置134a的第一到第三电极144、146和148时，或者当相等的电压施加到第二和第三电极146和148时，油层156和第二电极146形成的第一接触角CAl与油层156和第三电极148形成的第二接触角CA2彼此相同(CA1=CA2)。结果，水层154和油层156之间的分界面IS形成为平行于第一和第二基板140和142的内表面，从而形成为平行于(图2B的)导光板138的入射表面。
[0051]例如，当第一电压Vl施加至第一电极144，大于第一电压Vl且彼此相同的第二与第三电压V2和V3 (V2=V3>V1)分别施加至第二和第三电极146和148时，水层154和油层156之间的分界面IS形成为与导光板138的入射表面平行。
[0052]因为从光源部132的多个线光源174垂直入射到(图2B的)光线调节部134的多个电润湿装置134a的第一基板140上的光线相对于法线NL的入射角为大约O度(法线NL与水层154和油层156之间的分界面IS垂直)，所以光线在分界面IS上没有被折射，其沿着法线NL发射，到达第一点NI。
[0053]在图3B中，当不同的电压施加到第二和第三电极146和148时，油层156和第二电极146形成的第一接触角CAl与油层156和第三电极148形成的第二接触角CA2彼此不同(CAl幸CA2)。结果,水层154和油层156之间的分界面IS形成为相对于第一和第二基板140和142的内表面倾斜,从而形成为相对于(图2Β的)导光板138的入射表面倾斜。
[0054]例如，当第一电压Vl施加至第一电极144，大于第一电压Vl的第二电压V2施加至第二电极146，并且大于第一电压Vl且小于第二电压V2的第三电压V3(V2>V3>V1)施加至第三电极148时,水层154和油层156之间的分界面IS形成为相对于导光板138的入射表面倾斜。
[0055]因为从光源部132的多个线光源174垂直入射到(图2B的)光线调节部134的多个电润湿装置134a的第一基板140上的光线相对于法线NL (法线NL与水层154和油层156之间的分界面IS垂直)的入射角并非大约O度，所以根据描述水层154和油层156的折射率、入射角和折射角之间的关系的斯涅尔定律，光线在分界面IS上被折射，并且相对于法线NL以出射角b发射,到达与第一点NI隔开的第二点N2。
[0056]在根据本发明第一实施方式的显示装置110的光线调节部134的多个电润湿装置134a中，通过分别改变施加到第一、第二和第三电极144、146和148的第一、第二和第三电压V1、V2、V3，调节从光源部132的多个线光源174发出的光线的方向。第一电压Vl可以为地电压，第二和第三电压V2和V3的每一个都可以是正电压。
[0057]通过利用光线调节部134调节光线方向，并且以时分方式显示显示面板120的图像，可以以不同模式如二维模式、三维模式和多视图模式驱动根据本发明第一实施方式的显示装置110。
[0058]图4A和4B是示出根据本发明第一实施方式的显示装置的二维模式运行的透视图。图4A示出了作为单个帧的前半帧的第一子帧期间显示装置的运行，图4B示出了作为单个帧的后半帧的第二子帧期间显示装置的运行。
[0059]在图4A中，在以二维模式驱动显示装置110的第一子帧期间，从光源部132的(图2B的)多个线光源174发出的光线经过光线调节部134的多个电润湿装置134a和透镜阵列136的多个透镜136a，以被校准并以不同的入射角进入导光板138。导光板138朝着显示面板120改变光线的方向，并且光线被传送到与用户的左眼LE对应的第一观看区VZ1。
[0060]例如，从多个线光源174的左部发出的第一光线Rl可以没有被折射地经过多个电润湿装置134a，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第一观看区VZl。此外，从多个线光源174的中部发出的第二光线R2可以被多个电润湿装置134a向左折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第一观看区VZl ;从多个线光源174的右部发出的第三光线R3与第二光线R2相比可以被多个电润湿装置134a进一步向左折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第一观看区VZl。因此，在第一子帧期间，显示面板120可以显示第一图像頂1，用户可以用左眼LE感知到第一图像頂1。
[0061]在图4B中，在以二维模式驱动显示装置110的第二子帧期间，从光源部132的(图2B的)多个线光源174发出的光线经过光线调节部134的多个电润湿装置134a和透镜阵列136的多个透镜136a，以被校准并以不同的入射角进入导光板138。导光板138朝着显示面板120改变光线的方向，并且光线被传送到与用户的右眼RE对应的第二观看区VZ2。
[0062]例如，从多个线光源174的左部发出的第一光线Rl可以被多个电润湿装置134a向右折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第二观看区VZ2。此外，从多个线光源174的中部发出的第二光线R2可以没有被折射地经过多个电润湿装置134a，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第二观看区VZ2 ;从多个线光源174的右部发出的第三光线R3可以被多个电润湿装置134a向左折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第二观看区VZ2。因此，在第二子帧期间，显示面板120可以显示第一图像頂1，用户可以用右眼RE感知到第一图像頂1。
[0063]在以二维模式驱动的显示装置110中，因为在第一子帧期间第一图像Ml传送到用户的左眼LE，在第二子帧期间第一图像頂I传送到用户的右眼RE，所以用户可以感知到
二维图像。
[0064]例如，第一和第二观看区VZl和VZ2之间的距离可与双眼像差(约65mm)对应。当显示装置Iio以约120Hz的频率被驱动时，单个帧可以为约16.7毫秒，第一和第二子帧中的每一个可以为单个帧的一半，即约8.3毫秒。此外，当显示装置110以约240Hz的频率被驱动时，单个帧可以为约16.7毫秒，第一至第四子帧中的每一个可以为单个帧的四分之一，即约4.2毫秒。
[0065]当以二维模式驱动显示装置110时，(图2B的)位置感测单元160可以获得用户的左眼和右眼LE和RE的位置信息，(图2B的)控制单元162可根据来自位置感测单元160的位置信息驱动显示面板120、光源部132和光线调节部134，以使第一图像IMl能够传送到用户的左眼和右眼LE和RE之一。因为除了与位置信息对应的用户之外的其他人不会感知到二维图像，所以以二维模式驱动的显示装置110可以用作诸如用于显示个人信息的自动取款机(ATM)之类的设备的监视器。
[0066]在另一实施方式中，通过扩大光线的宽度，第一图像頂1在整个单个帧期间可被同时传送到用户的左眼和右眼LE和RE。因为扩大了光线的宽度，光线可以一起覆盖左眼和右眼LE和RE，光线的方向在整个单个帧期间可不改变。
[0067]图5A和5B是示出根据本发明第一实施方式的显示装置的三维模式运行的透视图。图5A示出了作为单个帧的前半帧的第一子帧期间显示装置的运行，图5B示出了作为单个帧的后半帧的第二子帧期间显示装置的运行。
[0068]在图5A中，在以三维模式驱动显示装置110的第一子帧期间，从光源部132的(图2B的)多个线光源174发出的光线经过光线调节部134的多个电润湿装置134a和透镜阵列136的多个透镜136a，以被校准并以不同的入射角进入导光板138。导光板138朝着显示面板120改变光线的方向，并且光线被传送到与用户的左眼LE对应的第一观看区VZ1。
[0069]例如，从多个线光源174的左部发出的第一光线Rl可以没有被折射地经过多个电润湿装置134a，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第一观看区VZl。此外，从多个线光源174的中部发出的第二光线R2可以被多个电润湿装置134a向左折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第一观看区VZl ;从多个线光源174的右部发出的第三光线R3与第二光线R2相比可以被多个电润湿装置134a进一步向左折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第一观看区VZl。因此，在第一子帧期间，显示面板120可以显示第一图像頂1，用户可以用左眼LE感知到第一图像頂1。
[0070]在图5B中，在以三维模式驱动显示装置110的第二子帧期间，从光源部132的(图2B的)多个线光源174发出的光线经过光线调节部134的多个电润湿装置134a和透镜阵列136的多个透镜136a，以被校准并以不同的入射角进入导光板138。导光板138朝着显示面板120改变光线的方向，并且光线被传送到与用户的右眼RE对应的第二观看区VZ2。
[0071]例如，从多个线光源174的左部发出的第一光线Rl可以被多个电润湿装置134a向右折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第二观看区VZ2。此外，从多个线光源174的中部发出的第二光线R2可以没有被折射地经过多个电润湿装置134a，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第二观看区VZ2 ;从多个线光源174的右部发出的第三光线R3可以被多个电润湿装置134a向左折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第二观看区VZ2。因此，在第二子帧期间，显示面板120可以显示第二图像頂2，用户可以用右眼RE感知到第二图像頂2。
[0072]在以三维模式驱动的显示装置110中，因为在第一子帧期间左眼图像的第一图像IMl传送到用户的左眼LE，在第二子帧期间右眼图像的第二图像頂2传送到用户的右眼RE，所以通过组合第一和第二图像頂1和頂2，用户可以感知到三维图像。
[0073]例如，第一和第二观看区VZl和VZ2之间的距离可与双眼像差(约65_)对应。当显示装置Iio以约120Hz的频率被驱动时，单个帧可以为约16.7毫秒，第一和第二子帧中的每一个可以为单个帧的一半，即约8.3毫秒。此外，当显示装置110以约240Hz的频率被驱动时，单个帧可以为约16.7毫秒，第一至第四子帧中的每一个可以为单个帧的四分之一，即约4.2毫秒。
[0074]当以三维模式驱动显示装置110时，(图2B的)位置感测单元160可以获得用户左眼和右眼LE和RE的位置信息，(图2B的)控制单元162可根据来自位置感测单元160的位置信息驱动显示面板120、光源部132和光线调节部134，以使第一和第二图像Ml和頂2能够分别传送到用户的左眼和右眼LE和RE。因为除了与位置信息对应的用户之外的其他人不会感知到三维图像，所以以三维模式驱动的显示装置110可以用作诸如用于显示个人信息的自动取款机(ATM)之类的设备的监视器。
[0075]图6A、6B和6C是示出根据本发明第一实施方式的显示装置的多视图模式运行的透视图。图6A、6B和6C分别示出了在构成单个帧的第一、第二和第三子帧期间显示装置的运行。
[0076]在图6A中，在以多视图模式驱动的显示装置110的第一子帧期间，从光源部132的(图2B的)多个线光源174发出的光线经过光线调节部134的多个电润湿装置134a和透镜阵列136的多个透镜136a，以被校准并以不同的入射角进入导光板138。导光板138朝着显示面板120改变光线的方向，并且光线被传送到与第一用户Ul对应的第一观看区VZl。
[0077]例如，从多个线光源174的左部发出的第一光线Rl可以没有被折射地经过多个电润湿装置134a，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第一观看区VZl。此外，从多个线光源174的中部发出的第二光线R2可以被多个电润湿装置134a向左折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第一观看区VZl ;与第二光线R2相比，从多个线光源174的右部发出的第三光线R3可以被多个电润湿装置134a进一步向左折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第一观看区VZl。因此，在第一子帧期间，显示面板120可以显示第一图像頂1，第一用户Ul可以感知到第一图像頂1。
[0078]在图6B中，在以多视图模式驱动的显示装置110的第二子帧期间，从光源部132的(图2B的)多个线光源174发出的光线经过光线调节部134的多个电润湿装置134a和透镜阵列136的多个透镜136a，以被校准并以不同的入射角进入导光板138。导光板138朝着显示面板120改变光线的方向，并且光线被传送到与第二用户U2对应的第二观看区VZ2。
[0079]例如，从多个线光源174的左部发出的第一光线Rl可以被多个电润湿装置134a向右折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第二观看区VZ2。此外，从多个线光源174的中部发出的第二光线R2可以没有被折射地经过多个电润湿装置134a，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第二观看区VZ2 ;从多个线光源174的右部发出的第三光线R3可以被多个电润湿装置134a向左折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第二观看区VZ2。因此，在第二子帧期间，显示面板120可以显示第二图像頂2，第二用户U2可以感知到第二图像頂2。
[0080]在图6C中，在以多视图模式驱动的显示装置110的第三子帧期间，从光源部132的(图2B的)多个线光源174发出的光线经过光线调节部134的多个电润湿装置134a和透镜阵列136的多个透镜136a，以被校准并以不同的入射角进入导光板138。导光板138朝着显示面板120改变光线的方向，并且光线被传送到与第三用户U3对应的第三观看区VZ3。
[0081]例如，从多个线光源174的左部发出的第一光线Rl可以被多个电润湿装置134a向右折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第三观看区VZ3。此外，与第一光线Rl相比，从多个线光源174的中部发出的第二光线R2可以被多个电润湿装置134a向右较少地折射，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第三观看区VZ3 ;从多个线光源174的右部发出的第三光线R3可以经过多个电润湿装置134a，并且可通过多个透镜136a和导光板138被传送到第三观看区VZ3。因此，在第三子帧期间，显示面板120可以显示第三图像頂3，第三用户U3可以感知到第三图像頂3。
[0082]在以多视图模式驱动的显示装置110中，在第一子帧期间第一图像頂1被传送到第一用户U1，在第二子帧期间第二图像頂2被传送到第二用户U2，在第三子帧期间第三图像頂3被传送到第三用户U3。结果，第一、第二和第三用户U1、U2和U3可以分别感知到第一、第二和第三图像頂1、IM2和頂3。
[0083]例如，当显示装置110以约120Hz的频率被驱动时，单个帧可以为约16.7毫秒，第一、第二和第三子帧中的每一个可以为单个帧的三分之一，即约5.6毫秒。此外，当显示装置110以约240Hz的频率被驱动时，单个帧可以为约16.7毫秒，第一至第六子帧中的每一个可以为单个帧的六分之一，即约2.8毫秒。
[0084]当以多视图模式驱动显示装置110时，(图2B的)位置感测单元160可以获得第一、第二和第三用户Ul、U2和U3的位置信息，(图2B的)控制单元162可根据来自位置感测单元160的位置信息驱动显示面板120、光源部132和光线调节部134，以使第一、第二和第三图像頂1、IM2和頂3能够分别传送到第一、第二和第三用户U1、U2和U3。
[0085]当多视图模式的显示装置110中的第一到第三图像頂1、IM2和頂3彼此相同时，第一到第三用户U1、U2和U3可以感知到单个图像。此外，当多视图模式的显示装置110中的第一到第三图像頂1、頂2和頂3彼此不同时，第一到第三用户U1、U2和U3可以感知到各自的图像。因此，多个用户可以利用一个显示装置110感知到不同的图像。例如，当将根据本发明第一实施方式的显示装置110用作游戏机的监视器时，多个游戏者可以在以他们自己的视角观看游戏场景的情况下玩游戏。
[0086]此外，第一到第三子帧的每一个可以一分为二，在第一到第三子帧中的每个子帧被划分得到的两部分期间，与左、右图像对应的光线可以被分别传送到第一到第三用户U1、U2和U3中每个用户的左眼和右眼。结果，第一到第三用户U1、U2和U3中的每个用户可以感知到各自的三维图像。
[0087]当显示装置120为保持型(hold type)如液晶显示(IXD)装置(其中在一帧期间像素连续发光)时，在二维模式、三维模式和多视图模式的每一子帧期间，前一帧的前一图像可以与当前帧的当前图像一起显示。因为前一图像和当前图像的共存导致了余像，所以光源部132的多个线光源174在前一图像和当前图像存在时可以被关闭以显示黑色，而在仅当前图像存在时可以被打开。结果，可防止产生余像，而且显示装置110可以以脉冲型(其中在一帧期间像素瞬时发光)被驱动，例如作为阴极射线管(CRT)装置被驱动。
[0088]在另一实施方式中，通过选择性地开启多个线光源而不是利用光线调节部，可对光线方向进行调节。图7A和7B分别是示出根据本发明第二实施方式的包括线光源的显示装置的平面图和横截面图。
[0089]在图7A和7B中，根据本发明第二实施方式的显示装置210包括:用于显示图像的显示面板220 ;用于向显示面板220提供光的背光单元230 ;用于检测用户的位置的位置感测单元260 ;和用于控制显示面板220、背光单元230以及位置感测单元260的控制单元262。
[0090]显示面板220包括多个像素(未示出)，至少一个图像信号在通过以时分方式划分单个帧而获得的多个子帧中的每个子帧期间，可以被输入到多个像素。例如，包括彼此相对的两块基板和位于两块基板之间的液晶层的透射型液晶面板可以用于构成显示面板220。
[0091]背光单元230包括:用于发射光线的光源部232 ;用于校准来自光线调节部234的光线的透镜阵列236 ;和用于朝向显示面板220改变来自透镜阵列236的光线方向的导光板238。光源部232和透镜阵列236沿着导光板238的一侧设置，导光板238设置在显示面板220下方。
[0092]光源部232包括基础基板272以及彼此隔开且在基础基板272上安装成一行的多个线光源274。例如,发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或者朝着一个方向发射光的激光器可以用于构成多个线光源274。
[0093]透镜阵列236包括连续设置的多个透镜236a，每个透镜236a为半圆柱形。多个线光源274可与多个透镜236a之一对应。
[0094]设置导光板238以使导光板238的入射表面朝向透镜阵列236。由于几次全反射，导光板238通过传送来自透镜阵列236的光线而提供均匀的线性光线至显示面板220。出于垂直改变光线方向的目的，导光板238的前表面可以与水平面平行，后表面相对于水平面倾斜，具有预定形状的图案可以形成在导光板238的后表面上。例如，椭圆形图案、多边形图案或者全息图案可以形成在导光板238的后表面上，可以采用印刷法或者模塑法形成图案。
[0095]位置感测单元260获取关于目标位置的位置信息，该目标位置是用户或者用户的左眼和右眼之一所处的位置以及显示面板220的图像指向的位置。例如，照相机可以用于构成位置感测单元260。
[0096]控制单元262根据来自位置感测单元260的关于目标位置的位置信息确定图像类型,光线的折射度和光线的发射时序,并且根据确定的内容驱动显示面板220和光源部232。
[0097]控制单元262可驱动光源部232的多个线光源274，使其以确定的时序发射光线；并且可驱动显示面板220，使其显示确定的图像。结果，确定的图像以确定的时序被传送给目标位置的用户或者用户的左眼和右眼之一。
[0098]将参照附图对光源部232和透镜阵列236进行说明。图8是示出根据本发明第二实施方式的显示装置的光源部和透镜阵列的透视图。
[0099]在图8中，光源部232包括基础基板272和多个线光源274，透镜阵列236包括多个透镜236a。多个线光源274彼此隔开且在基础基板272上安装成一行。
[0100]相邻线光源274之间的第一节距a可以小于相邻透镜236a之间的第二节距b。例如，相邻透镜236a之间的第二节距b可以等于或者大于相邻线光源274之间的第一节距a的两倍。根据三维图像的显示特性，第一和第二节距a和b可以变化。
[0101]此外，多个线光源274中每一个的第一高度C可以等于多个透镜236a中每一个的第二高度d。并且，多个线光源274和多个透镜236a之间的间隙距离可以根据三维图像的显示特性而发生变化。
[0102]通过以时分方式显示显示面板220的第一和第二图像，以及由于光源部232的多个线光源274的顺序发光而调节光线的方向，可以用不同的模式如二维模式、三维模式和多视图模式驱动根据本发明第二实施方式的显示装置210。
[0103]在单个帧的前半帧即第一子帧期间，显示面板220显示第一图像，与透镜阵列236的多个透镜236a对应的多个线光源274的第一个被开启。结果，光线被传送到第一观看区，
以在第一观看区显示第一图像。
[0104]在单个帧的后半帧即第二子帧期间，显示面板220显示第二图像，与透镜阵列236的多个透镜236a对应的多个线光源274的第二个被开启。结果，光线被传送到第二观看区，
以在第二观看区显示第二图像。
[0105]当第一和第二图像彼此相同时，以二维模式驱动显示装置210。当第一和第二图像分别为左、右图像时，以三维模式驱动显示装置210。此外，当第一和第二图像彼此不同时，以多视图模式驱动显示装置210。
[0106]在另一实施方式中，光源部可以被形成为具有多个线光源层，它们以不同的间隙距离与透镜阵列间隔开。图9A和9B分别是示出根据本发明第三实施方式的包括线光源的显示装置的平面图和横截面图。
[0107]在图9A和9B中，根据本发明第三实施方式的显示装置310包括:用于显示图像的显示面板320 ;用于向显示面板320提供光的背光单元；用于检测用户的位置的位置感测单元360 ;和用于控制显示面板320、背光单元以及位置感测单元360的控制单元362。
[0108]显示面板320包括多个像素(未示出)，至少一个图像信号在通过以时分方式划分单个帧而获得的多个子帧中的每个子帧期间，可以被输入到多个像素。例如，包括彼此相对的两块基板和位于两块基板之间的液晶层的透射型液晶面板可以用于构成显示面板320。
[0109]背光单元包括:用于发射光线的光源部332 ;用于校准来自光源部332的光线的透镜阵列336 ;和用于朝向显不面板320改变来自透镜阵列336的光线方向的导光板338。光源部332和透镜阵列336沿着导光板338的一侧设置，导光板338设置在显示面板320下方。
[0110]光源部332包括以不同的间隙距离与透镜阵列336间隔开的多个光源层332a、332b和332c。多个光源层332a、332b和332c中的每一个包括:基础基板372a、372b、372c ；以及在基础基板372a、372b、372c上彼此隔开且安装成一行的多个线光源374a、374b、374c。
[0111]例如，第一光源层332a可以以第一间隙距离dl与透镜阵列336间隔开，第二光源层332b可以以大于第一间隙距离dl的第二间隙距离d2与透镜阵列336间隔开，第三光源层332c可以以大于第二间隙距离d2的第三间隙距离d3与透镜阵列336间隔开。第一、第二和第三间隙距离dl、d2和d3可以分别为约1.5mm,约1.6mm和约1.7mm。此外，发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或者朝一个方向发射光的激光器可以用作多个线光源374a、374b、374c。
[0112]透镜阵列336包括连续设置的多个透镜336a，多个透镜336a中的每个透镜为半圆柱形。多个透镜336a中的每个可与多个光源层332a、332b和332c的多个线光源374a、374b、374c对应。例如，多个透镜336a中的每个可与第一光源层332a的第一线光源374a、第二光源层332b的第二线光源374、第三光源层332c的第三线光源374c对应。
[0113]因为光源部332包括距透镜阵列336具有不同间隙距离的多个光源层332a、332b和332c，所以可以将清晰的三维图像提供给相对于显示装置310处于不同位置的用户。结果，扩大了显示装置310的观看范围。
[0114]设置导光板338,以使导光板338的入射表面朝向透镜阵列336。由于几次全反射，导光板338通过传送来自透镜阵列336的光线而提供均匀的线性光线给显示面板320。出于垂直改变光线方向的目的，导光板338的前表面可以与水平面平行，后表面相对于水平面倾斜，具有预定形状的图案可以形成在导光板338的后表面上。例如，椭圆形图案、多边形图案或者全息图案可以形成在导光板338的后表面上，可以采用印刷法或者模塑法形成图案。
[0115]位置感测单元360获取关于目标位置的位置信息，该目标位置是用户或者用户的左眼和右眼之一所处的位置以及显示面板320的图像指向的位置。例如，照相机可以用于构成位置感测单元360。
[0116]控制单元362根据来自位置感测单元360的关于目标位置的位置信息确定图像类型、光线的折射度和光线的发射时序,并且根据确定的内容驱动显示面板320和光源部332。
[0117]控制单元362可驱动光源部332的多个线光源374a、374b、374c，使其以确定的时序发射光线，并且可驱动显示面板320以显示确定的图像。结果，确定的图像以确定的时序被传送给目标位置的用户或者用户的左眼和右眼之一。
[0118]将参照附图对光源部332进行说明。图10是示出根据本发明第三实施方式的显示装置的光源部的分解平面图。在图10中对彼此垂直重叠的多个光源层进行了水平分解。
[0119]在图10中，根据本发明第三实施方式的(图9B的)显示装置310的光源部332包括以不同的间隙距离与(图9B的)透镜阵列336间隔开的多个光源层332a、332b和332c。多个光源层332a、332b和332c中的每一个包括在基础基板372a、372b、372c上彼此隔开且安装成一行的多个线光源374a、374b、374c，并且基础基板372a、372b、372c包括在多个线光源374a、374b、374c之间的多个透射区376a、376b、376c。
[0120]例如，第一光源层332a可包括安装在第一基础基板372a上的多个第一线光源374a，第一基础基板372a可包括位于多个第一线光源374a之间的多个第一透射区376a。第二光源层332b可包括安装在第二基础基板372b上的多个第二线光源374b，第二基础基板372b可包括位于多个第二线光源374b之间的多个第二透射区376b。此外，第三光源层332c可包括安装在第三基础基板372c上的多个第三线光源374c，第三基础基板372c可包括位于多个第三线光源374c之间的多个第三透射区376c。
[0121]多个基础基板372a、372b、372c之一的多个透射区376a、376b、376c与多个基础基板372a、372b、372c中的其余基础基板的多个线光源374a、374b、374c对应，以传送来自多个线光源374a、374b、374c的光线。
[0122]例如，第一基础基板372a的多个第一透射区376a可允许从第二基础基板372b的多个第二线光源374b和第三基础基板372c的多个第三线光源374c发出的光通过。第二基础基板372b的多个第二透射区376b可允许从第一基础基板372a的多个第一线光源374a和第三基础基板372c的多个第三线光源374c发出的光通过。此外，第三基础基板372c的多个第三透射区376c可允许从第一基础基板372a的多个第一线光源374a和第二基础基板372b的多个第二线光源374b发出的光通过。
[0123]通过在多个基础基板372a、372b、372c的一部分中形成开口，或者通过在多个基础基板372a、372b、372c的一部分中形成透明材料(如透明塑料或者透明玻璃)，可得到多个透射区 376a、376b、376c。
[0124]将参照【专利附图】
【附图说明】在不同位置设置的多个光源层中光束宽度随观看距离的变化。图11是示出在根据本发明第三实施方式的包括线光源的显示装置中光束宽度随观看距离的变化的曲线图。观看距离被定义为从显示装置到用户的距离，光束宽度被定义为从用户所处的位置的线光源发出的光线宽度。
[0125]在图11中，在观看距离处于约IOOOnm到约1500mm的范围内时，从第一光源层362a的多个第一线光源374a发出的光线的光束宽度在约48mm到约52mm的范围内；而在观看距离处于约1600nm到约2000mm的范围内时,光线的光束宽度在约52mm到约63mm的
范围内。
[0126]在观看距离处于约IOOOnm到约1200mm的范围内时，从第二光源层362b的多个第二线光源374b发出的光线的光束宽度在约56mm到约65mm的范围内；而在观看距离处于约1300nm到约2000mm的范围内时，光线的光束宽度在约45mm到约54mm的范围内。
[0127]这里，认识到显示质量变差如三维串扰是由左、右眼图像都进入用户的左、右眼之一中导致的。考虑到显示质量的这种劣化，显示装置可以被配置为当光束宽度在约50mm±5mm的范围之外时,确定三维图像的显示质量变差。例如，当用户的观看距离小于约1500mm时，通过开启第一光源层362a的多个第一线光源374a可显示图像；当用户的观看距离等于或者大于约1500mm时，通过开启第二光源层362b的多个第二线光源374b可显示图像。因此，通过利用光束宽度在约50mm±5mm的范围内的光线，可以将图像质量劣化得到抑制的三维图像显示给不同观看距离的多个用户。结果，防止了显示质量的劣化如三维串扰，扩大了显示装置310的观看范围。
[0128]在另一实施方式中，单个光源部可以包括具有不同间隙距离的多个线光源。图12是示出根据本发明第四实施方式的显示装置的平面图。
[0129]在图12中，根据本发明第四实施方式的显示装置410包括:用于显示图像的显示面板420;用于向显示面板420提供光的背光单元；用于检测用户的位置的位置感测单元460 ;和用于控制显示面板420、背光单元以及位置感测单元460的控制单元462。
[0130]显示面板420包括多个像素(未示出)，至少一个图像信号在通过以时分方式划分单个帧而获得的多个子帧中的每个子帧期间，可以被输入到多个像素。例如，包括彼此相对的两块基板和位于两块基板之间的液晶层的透射型液晶面板可以用于构成显示面板420。
[0131]背光单元包括:用于发射光线的光源部432 ;用于校准来自光源部432的光线的透镜阵列436 ;和用于朝向显示面板420改变来自透镜阵列436的光线方向的导光板。光源部432和透镜阵列436沿着导光板的一侧设置，导光板设置在显示面板420下方。
[0132]光源部432包括基础基板472以及在基础基板472上彼此隔开且安装成一行的多个线光源474a、474b、474c。多个线光源474a、474b、474c以不同的间隙距离与透镜阵列436间隔开来。
[0133]由于阶梯型的台阶差的存在，基础基板472包括具有不同高度的多层(B卩，台阶型的多层)，多个线光源474a、474b、474c分别形成在多层上。
[0134]例如，第一线光源474a可以形成在以第一间隙距离dl与透镜阵列436间隔开的第一层上，第二线光源474b可形成在以大于第一间隙距离dl的第二间隙距离d2与透镜阵列436间隔开的第二层上，第三线光源474c可形成在以大于第二间隙距离d2的第三间隙距离d3与透镜阵列436间隔开的第三层上。第一、第二和第三间隙距离可以分别为约
1.5mm，约1.6mm和约1.7mm。此外，例如发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或者朝一个方向发射光的激光器可以用于构成多个线光源474a、474b、474c。
[0135]透镜阵列436包括连续设置的多个透镜436a，多个透镜436a中的每个透镜为半圆柱形。多个透镜436a中的每个可与多个线光源474a、474b、474c对应。例如，多个透镜436a中的每个可与第一、第二和第三线光源474a、474b、474c对应。
[0136]因为光源部432包括距透镜阵列436具有不同间隙距离的多个线光源474a、474b、474c，所以可以将清晰的三维图像提供给相对于显示装置410处于不同位置的用户。结果，扩大了显示装置410的观看范围。
[0137]在另一实施方式中，可通过设置偏振板，在眼镜型或者无眼镜型中显示三维图像，并且在显示装置上方设置图案化延迟器。图13是示出根据本发明第五实施方式的包括线光源的显示装置的视图。
[0138]在图13中，根据本发明第五实施方式的显示装置包括:用于显示图像的显示面板520 ;用于向显示面板520提供光的背光单元；用于检测用户的位置的位置感测单元560 ；用于控制显示面板520、背光单元以及位置感测单元560的控制单元562 ;显示面板520上方的偏振板582 ；以及偏振板582上方的图案化延迟器584。
[0139]显示面板520、背光单元、位置感测单元560和控制单元560具有与图7A和7B的根据本发明第二实施方式的显示装置210的显示面板220、背光单元230、位置感测单元260和控制单元262相同的结构。[0140]显示面板520包括多个像素(未示出)，至少一个图像信号在通过以时分方式划分单个帧而获得的多个子帧中的每个子帧期间，可以被输入到多个像素。例如，包括彼此相对的两块基板和位于两块基板之间的液晶层的透射型液晶面板可以用于构成显示面板520。
[0141]背光单元包括:用于发射光线的光源部532 ;用于校准来自光线调节部534的光线的透镜阵列536 ;和用于朝向显示面板220改变来自透镜阵列536的光线方向的导光板。光源部532和透镜阵列536沿着导光板的一侧设置，导光板设置在显示面板520下方。
[0142]光源部532包括基础基板572以及在基础基板572上彼此隔开且安装成一行的多个线光源574。例如,发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或者朝一个方向发射光的激光器可以用作多个线光源574。
[0143]透镜阵列536包括连续设置的多个透镜536a，每个透镜536a为半圆柱形。多个线光源574可与多个透镜536a之一对应。
[0144]偏振板582将显示面板520显示的左、右图像转换成线偏振的左、右图像，并且向图案化延迟器584传送线偏振的左、右图像。图案化延迟器584包括沿显示面板520的垂直方向交替设置的左、右延迟器584a和584b。用户佩戴的偏振眼镜586包括透射左圆偏振光的左透镜586a和透射右圆偏振光的右透镜586b。
[0145]在传送给用户的图像中，通过左透镜586a将左圆偏振的左眼图像传送到用户的左眼，通过右透镜586b将右圆偏振的右眼图像传送到用户的右眼。因此，通过组合分别传送到左眼和右眼的左、右图像，用户可以感知到三维图像。
[0146]通过以时分方式显示显示面板220的第一和第二图像，以及由于光源部532的多个线光源574的顺序发光而调节光线的方向，可以用无眼镜型的不同模式如二维模式、三维模式和多视图模式驱动根据本发明第五实施方式的显示装置510。
[0147]此外，通过以时分方式显示显示面板520的第一和第二水平行的第一和第二图像，以及传送第一和第二水平行的第一和第二图像至佩戴偏振眼镜586的用户的左眼和右目艮，可以用眼镜型的不同模式如二维模式和三维模式驱动根据本发明第五实施方式的显示装置510。
[0148]因此，在本发明的显示装置中，因为使用包括线光源和透镜阵列的边缘型背光单元，并且以时分方式驱动显示面板和边缘型背光单元，所以可以在不降低分辨率的情况下显示二维图像和三维图像。此外，因为边缘型背光单元仅仅包括少量的线光源，所以减少了光源的数量。
[0149]显然对本领域技术人员来说，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可对本发明的包括线光源的显示装置及其驱动方法作出各种修改和变型。因而，本发明意在覆盖落入所附权利要求书范围及其等效范围内的对本发明的所有修改和变化。
【权利要求】
1.一种显示装置，包括: 显示面板，用于以时分方式在多个观看区显示多个图像； 位于所述显示面板的下方的导光板； 沿着所述导光板的一侧设置的透镜阵列，该透镜阵列包括多个透镜； 包括多个线光源的光源部，每个线光源朝着该透镜阵列发射光线； 位置感测单元，用于获取关于所述多个观看区的位置信息；和 控制单元，用于根据所述位置信息控制所述显示面板、所述光源部和所述位置感测单J Li ο
2.如权利要求1的显示装置，还包括设置在该光源部和该透镜阵列之间的光线调节部，其中该光线调节部包括用于调节光线的方向的多个电润湿装置。
3.如权利要求1的显示装置，其中该光源部包括以不同的间隙距离与该透镜阵列间隔开的多个光源层， 其中所述多个光源层中的每个光源层包括基础基板和在该基础基板上彼此隔开的多个线光源。
4.如权利要求3的 显示装置，其中该基础基板包括位于所述多个线光源之间的多个透射区。
5.如权利要求1的显示装置，其中该光源部包括具有阶梯型的多层的基础基板以及以不同间隙距离与该透镜阵列间隔开的多个线光源，所述多个线光源分别形成在所述多层上。
6.如权利要求1的显示装置，还包括: 在该显示面板的上方的偏振板；和 在该偏振板的上方的图案化延迟器，该图案化延迟器包括沿着该显示面板的垂直方向交替设置的左、右延迟器。
7.如权利要求1的显示装置，其中所述多个透镜之间的节距等于或者大于所述多个线光源之间的节距的两倍。
8.—种驱动显示装置的方法，包括: 通过位置感测单元获取关于多个观看区的位置信息； 控制光源部，使得从该光源部的多个线光源发出的光线通过透镜阵列和导光板，并被顺序地传送到所述多个观看区；以及 通过显示面板利用光线以时分方式在所述多个观看区显示多个图像。
9.如权利要求8的方法，其中控制光源部包括:在作为单个帧的前半帧的第一子帧期间，通过开启所述多个线光源的第一线光源向第一观看区传送光线；在作为单个帧的后半帧的第二子帧期间，通过开启所述多个线光源的第二线光源向第二观看区传送光线， 其中以时分方式显示多个图像包括:在第一子帧期间通过该显示面板显示第一图像，在第二子帧期间通过该显示面板显示第二图像。
10.如权利要求8的方法，其中该光源部包括以不同的间隙距离与该透镜阵列间隔开的多个光源层， 其中控制光源部包括:在作为单个帧的前半帧的第一子帧期间，通过开启所述多个光源层的第一光源层上的的第一线光源向第一观看区传送光线；在作为单个帧的后半帧的第二子帧期间，通过开启所述多个光源层的第二光源层上的第二线光源向第二观看区传送光线， 其中以方式时分显示多个图像包括:在第一子帧期间通过该显示面板显示第一图像，在第二子帧 期间通过该显示面板显示第二图像。
【文档编号】F21S8/00GK103838033SQ201310607142
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2012年11月26日
【发明者】姜勳, 孙贞恩, 玄周奉, 吴知桓 申请人:乐金显示有限公司
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