立体图像显示器的制作方法

专利名称：立体图像显示器的制作方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及一种能够选择性地实现二维平面图像(以下称为“2D图像”)和三维立体图像(以下称为“3D图像”)的立体图像显示器。
背景技术：
由于各种信息和电路技术的发展，能够选择性地实现2D图像和3D图像的立体图 像显示器已经发展起来并且已经投向市场。立体图像显示器的3D图像实现方法主要分为立体技术和自动立体技术。使用用户的左、右眼之间视差图像的具有较强立体效果的立体技术包括眼镜型方法和无眼镜型方法，这两种方法均已在实践中应用。在无眼镜型方法中，通常在显示屏的前部或后部安装有诸如视差屏障这样的光学板，用于分离左、右眼之间的视差图像的光轴。在眼镜型方法中，在显示面板上显示分布具有不同偏振方向的左、右眼图像，并且使用偏振眼镜或者液晶(LC)快门眼镜实现立体图像。LC快门眼镜型立体图像显示器按每一帧在显示元件上交替地显示左眼图像和右眼图像并且与显示时序同步地开启、关闭LC快门眼镜的左眼快门和右眼快门，从而实现3D图像。在LC快门眼镜型立体图像显示器中，因为LC快门眼镜具有较短的数据导通(data-on)时间，所以3D图像的亮度低。而且，由于显示元件与LC快门眼镜之间的同步以及开启/关闭(On/Off)转换响应特性，所以产生了非常严重的3D串扰。在偏振眼镜型立体图像显示器中，诸如图案化延迟器这样的偏振分离装置必须附接到显示面板上。图案化延迟器将在显示面板上显示的左眼图像和右眼图像的偏振光分离。当观看者在偏振眼镜型立体图像显示器上观看立体图像时，观看者佩戴偏振眼镜。因此，观看者通过偏振眼镜的左眼滤波器看到左眼图像的偏振光，通过偏振眼镜的右眼滤波器看到右眼图像的偏振光，从而产生立体感。现有的偏振眼镜型立体图像显示器的显示面板可以使用液晶显示面板。由于液晶显示面板的上玻璃基板的厚度以及上偏振板的厚度，所以在液晶显示面板的像素阵列与图案化延迟器之间产生视差，从而导致较差的垂直视角。当观看者以高于或低于液晶显示面板的正面的垂直视角观看在偏振眼镜型立体图像显示器上显示的立体图像时，观看者可能感受到3D串扰，其中当用一只眼(即左眼或右眼)观看立体图像时，左眼图像与右眼图像彼此交叠。为了解决在偏振眼镜型立体图像显示器中的垂直视角上的3D串扰问题，日本待审公开No. 2002-185983提出了一种用于在立体图像显示器的图案化延迟器(或者3D膜)上形成黑条纹的方法。在一种不同于该方法的方法中，能够增加形成在液晶显示面板上的黑矩阵的宽度。然而，在图案化延迟器上形成黑条纹可能导致2D图像和3D图像亮度的降低，并且黑矩阵可能与黑条纹相互作用，从而产生云纹(moir6)。而且，黑矩阵的宽度的增加可能降低开口率，从而降低2D图像和3D图像的亮度。
为了解决日本待审公开No. 2002-185983中公开的偏振眼镜型立体图像显示器的问题，在与本申请人相对应的韩国专利申请No. 10-2009-0033534 (2009年4月17日申请)和美国专利申请No. 12/536,031 (2009年8月5日申请)中公开了一种用于将显示面板的每个像素划分成两个部分并且使用有源黑条纹控制这两个部分中的一个部分的技术，在此通过参考的方式将这两个专利申请的全部内容并入本文。本申请人提出的立体图像显示器将每个像素分为两个部分并且在2D模式中将2D图像数据写入每个划分的像素从而防止2D图像亮度的降低，而且还扩宽了 3D图像的垂直视角。因此，本申请人提出的立体图像显示器可以改善2D图像和3D图像的可视性，并且可以提供比现有的立体图像显示器更出色的显示质量。有源黑条纹可以包括薄膜晶体管(TFT)和液晶单元。然而，在本申请人已经提出的有源黑条纹技术中，由于将每个像素划分成两个部分，所以增加了栅极线的数量，因而使栅极驱动器的构造变得复杂。因此，本申请人在韩国专利申请No. 10-2010-0023888 (2010年3月17日申请)中提出了一种用于在3D模式中将有源黑条纹的液晶单元的电压放电至黑色灰度级电压的技术。在该技术中，在预定时间段将相对高的放电控制电压施加至包含在有源黑条纹中的TFT的栅极，从而使导通电流流入有源黑条纹的TFT中。在这种情形中，有源黑条纹的TFT的阈值电压由于栅极偏置应力而发生移位，从而可能使TFT的驱动特性退化。为了增大3D模式中的有源黑条纹的技术完整性，有必要确保有源黑条纹在整个屏幕上的足够的放电时间，以便整个屏幕上的有源黑条纹能够呈现黑色灰度级。

发明内容
本发明的实施方式提供一种立体图像显示器，能够减少包含在有源黑条纹中的薄膜晶体管的驱动特性的退化并且能够将整个屏幕的所有有源黑条纹放电至黑色灰度级的电压。本发明的实施方式提供一种立体图像显示器，能够通过划分为多个块而在包含在有源黑条纹中的薄膜晶体管被驱动时防止行暗淡(line dim),以便减少薄膜晶体管的驱动特性的退化。在一个方面，一种立体图像显示器包括显示面板，所述显示面板包括数据线、与所述数据线交叉的栅极线、以及多个像素，每个像素都包括主显示单元和辅助显示单元，所述显示面板被划分为第一屏幕块和第二屏幕块，所述显示面板包括与所述第一屏幕块的辅助显示单元连接的第一放电控制线以及与所述第二屏幕块的辅助显示单元连接的第二放电控制线；数据驱动电路，所述数据驱动电路用于在2D模式中将2D图像的数据电压供给至所述数据线，并在3D模式中将3D图像的数据电压供给至所述数据线；栅极驱动电路，所述栅极驱动电路用于在2D模式和3D模式中将在栅极低电压和栅极高电压之间摆动的扫描脉冲依次供给至所述栅极线；控制电压产生器，所述控制电压产生器用于在3D模式中产生第一交流波形的第一放电控制电压以及第二交流波形的第二放电控制电压，所述第二交流波形的相位比所述第一交流波形的相位迟半个帧周期；和控制电压延迟单元，所述控制电压延迟单元用于延迟所述第一放电控制电压并且将延迟的第一放电控制电压供给至所述第一放电控制线，以及延迟所述第二放电控制电压并且将延迟的第二放电控制电压供给至所述第二放电控制线。在另一方面，一种立体图像显示器包括显示面板，所述显示面板包括数据线、与所述数据线交叉的栅极线、以及多个像素，每个像素都包括主显示单元和辅助显示单元，所述显示面板被划分为第一屏幕块和第二屏幕块，所述显示面板包括与所述第一屏幕块的辅助显示单元连接的第一放电控制线以及与所述第二屏幕块的辅助显示单元连接的第二放电控制线；数据驱动电路，所述数据驱动电路用于在2D模式中将2D图像的数据电压供给至所述数据线，并在3D模式中将3D图像的数据电压供给至所述数据线；栅极驱动电路，所述栅极驱动电路用于在2D模式和3D模式中将在栅极低电压和栅极高电压之间摆动的扫描脉冲依次供给至所述栅极线；和控制电压产生器，所述控制电压产生器用于在3D模式中产生第一交流波形的第一放电控制电压并且将所述第一放电控制电压供给至所述第一放电控制线，以及在3D模式中产生第二交流波形的第二放电控制电压并且将所述第二放电控制电压供给至所述第二放电控制线，所述第二交流波形的相位比所述第一交流波形的相位迟半个帧周期，其中所述第一放电控制线和所述第二放电控制线均被迂回曲折地形成。·


给本发明提供进一步理解并组成本申请一部分的附图示出了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中图1和图2示出了根据本发明的一个示例性实施方式的偏振眼镜型立体图像显示器；图3示出了立体图像显示器的无划分驱动方式的一个实例；图4是示出图3中所示的像素的连接构造的等效电路图；图5示出了在每个驱动模式中的像素的充电波形和放电波形；图6和图7分别示出了在2D模式和3D模式中辅助显示单元的操作；图8示出了立体图像显示器的2划分(2-division)驱动方式的一个实例；图9是示出用于实施图8中所示的2划分驱动方式的放电控制电压波形的波形图；图10示出了当实施2划分驱动方式时由图9中所示的放电控制电压所造成的公共电压的波动和行暗淡；图11示出了在用于防止图10中所示的行暗淡的方法中的放电控制电压产生电路的内部构造，所述放电控制电压产生电路包括控制电压延迟单元；图12是详细示出图11中所示的控制电压延迟单元的等效电路图；图13示出了由图12中所示的控制电压延迟单元所延迟的放电控制电压的波形，并且示出了由延迟的放电控制电压所带来的公共电压的波动的减少；图14示出了显示面板的应用了延迟的放电控制电压的放电控制线；图15示出了在用于防止图10中所示的行暗淡的另一方法中的放电控制线，所述放电控制线迂回曲折地形成在显示面板上，以便延迟放电控制电压；图16示出了根据放电控制电压延迟与否的公共电压的波动幅度的变化；以及图17示出了由于放电控制电压的延迟而防止了行暗淡。
具体实施例方式现在详细描述本发明的实施方式，附图中示出了这些实施方式的一些实例。尽可能地在整个附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部分。应当注意，如果确定已知技术会误导本发明的实施方式，则将省略对这些已知技术的详细描述。下面将参照图1至图17描述本发明的各示例性实施方式。图1和图2示出了根据本发明的一个示例性实施方式的偏振眼镜型立体图像显示器。图3示出了立体图像显示器的无划分驱动方式的一个实例。如图1至图3中所示，根据本发明实施方式的立体图像显示器包括显示元件10、图案化延迟器20、控制器30、面板驱动电路40和偏振眼镜50。显示元件10可以由诸如液晶显示器(IXD)、场致发射显示器(FED)、等离子体显 示面板(PDP)显示器、包括无机电致发光元件和有机发光二极管(OLED)的电致发光装置(EL)、以及电泳显示器(EH))之类的平板显示器实现。在下文的说明书中，使用液晶显示器作为显示元件10来描述根据本发明实施方式的立体图像显示器。显示元件10包括显示面板11、上偏振膜Ila和下偏振膜lib。显示面板11在2D模式中显示2D图像，在3D模式中显示3D图像。显示面板11包括上玻璃基板、下玻璃基板以及在上玻璃基板与下玻璃基板之间的液晶层。多条数据线DL、与数据线DL交叉的多条栅极线GL、供给有公共电压Vcom的公共线CL、供给有放电控制电压V3D的放电控制线CONL等形成在显示面板11的下玻璃基板上。黑矩阵和滤色器形成在显示面板11的上玻璃基板上。上偏振膜Ila贴附到显示面板11的上玻璃基板，下偏振膜Ilb贴附到显示面板11的下玻璃基板。用于设置液晶的预倾角的取向层分别形成在显示面板11的上玻璃基板和下玻璃基板上。在诸如扭曲向列(TN)模式和垂直取向(VA)模式这样的垂直电场驱动方式中，供给有公共电压Vcom的公共电极可以形成在上玻璃基板上。在诸如面内切换(IPS)模式和边缘场切换(FFS)模式这样的水平电场驱动方式中，公共电极可以与像素电极一起形成在下玻璃基板上。柱状间隔物可以形成在上玻璃基板与下玻璃基板之间从而保持显示面板11的液晶单元的单元间隙恒定。根据本发明实施方式的显示元件10可以由任意类型的液晶显示器(包括透射式液晶显示器、透反射式液晶显示器和反射式液晶显示器)实现。在透射式液晶显示器和透反射式液晶显示器中，背光单元12是必需的。背光单元12可以由直下式背光单元或者边缘式背光单元实现。基于数据线DL与栅极线GL之间的交叉结构，多个像素单元在显示面板11上设置为矩阵形式，由此构成像素阵列。每个像素单元包括三个像素PIX，用于分别显示红色图像、绿色图像和蓝色图像。如图4中所示，每个像素PIX包括主显示单元MP和用作有源黑条纹的辅助显示单元SP。根据图3中所示的无划分驱动方式，像素的多个辅助显示单元SP可以共同地连接到放电控制线CONL。通过放电控制线CONL将用于控制辅助显示单元SP的放电操作的放电控制电压V3D供给至辅助显示单元SP的放电控制薄膜晶体管(TFT) DST0主显示单元MP在2D模式中显示2D图像的视频数据，在3D模式中显示3D图像的视频数据。在另一方面，辅助显示单元SP在2D模式中显示2D图像的视频数据，但是在3D模式中显示黑色灰度级的图像。即，辅助显示单元SP在3D模式中用作有源黑条纹。辅助显示单元SP在2D模式中增加了开口率和2D图像的亮度，在3D模式中扩宽了 3D图像的垂直视角。可以考虑显示面板的驱动特性、显示图像的亮度、3D图像的视角以及所应用的产品的特性等，适当地设计一个像素的主显示单元MP与辅助显示单元SP的尺寸和形状。图案化延迟器20附接到显示面板11的上偏振膜11a。图案化延迟器20包括分别形成在图案化延迟器20的奇数行上的多个第一延迟器RTl以及分别形成在图案化延迟器20的偶数行上的多个第二延迟器RT2。第一延迟器RTl的光吸收轴不同于第二延迟器RT2的光吸收轴。第一延迟器RTl与像素阵列的奇数水平像素行相对，第二延迟器RT2与像素阵列的偶数水平像素行相对。第一延迟器RTl将通过上偏振膜Ila入射的线性偏振光的相位延迟四分之一个波长并且使光透射作为第一偏振光(例如，左圆偏振光)。第二延迟器RT2将通过上偏振膜Ila入射的线性偏振光的相位延迟四分之三个波长并且使光透射作为第二偏振光(例如，右圆偏振光)控制器30响应于模式选择信号SEL按照2D模式或者3D模式控制面板驱动电路 40的操作。控制器30通过诸如触摸屏、屏上显示器(0SD)、键盘、鼠标以及远程控制器这样的用户界面接收模式选择信号SEL。控制器30可以响应于模式选择信号SEL在2D模式的操作与3D模式的操作之间切换。控制器30检测被编码为输入图像数据的2D/3D标识码，例如能够被编码为数字广播标准的电子程序指南(EPG)或者电子服务指南(ESG)的2D/3D标识码，从而区分2D模式与3D模式。在3D模式中，控制器30将从视屏源接收的3D图像数据分为左眼图像的RGB数据和右眼图像的RGB数据。然后，控制器30将左眼图像的RGB数据和右眼图像的RGB数据供给至面板驱动电路40的数据驱动器41。在2D模式中，控制器30将从视频源接收的2D图像的RGB数据供给至数据驱动器41。控制器30使用诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能DE以及点时钟DCLK这样的时序信号产生用于控制面板驱动电路40的操作时序的控制信号。用于控制面板驱动电路40的数据驱动器41的操作时序的数据控制信号包括源极起始脉冲SSP、源极采样时钟SSC、源极输出使能S0E、极性控制信号POL等。源极起始脉冲SSP表示在显示与一个水平行相对应的数据的一个水平周期中，与一个水平行相对应的数据的供给起始时间。源极采样时钟SSC基于其上升沿或者下降沿而控制数据的锁存操作。源极输出使能SOE控制数据驱动器41的输出。极性控制信号POL控制待提供给显示面板11的液晶单元的数据电压的极性。用于控制面板驱动电路40的栅极驱动器42的操作时序的栅极控制信号包括栅极起始脉冲GSP、栅极移位时钟GSC、栅极输出使能GOE等。栅极起始脉冲GSP表示在显示一个屏幕的一个垂直周期中的扫描操作的起始水平行。栅极移位时钟GSC被输入到位于栅极驱动器42内的移位寄存器，并且将栅极起始脉冲GSP依次移位。栅极输出使能GOE控制栅极驱动器42的输出。控制器30将与输入帧频同步的时序信号Vsync、Hsync、DE以及DCLK的频率乘以N从而获得帧频(f XN) Hz，其中N是大于等于2的正整数，f是输入帧频。因此，控制器30可以基于帧频(fXN)Hz而控制面板驱动电路40的操作。输入帧频在逐行倒相(PAL)制式中为50Hz，在国家电视标准委员会(NTSC)制式中为60Hz。
面板驱动电路40包括用于驱动显示面板11的数据线DL的数据驱动器41、用于驱动显示面板11的栅极线GL的栅极驱动器41、以及用于驱动显示面板11的放电控制线CONL的放电控制电压产生电路43。数据驱动器41包括多个驱动器集成电路(1C)。每个驱动器IC都包括移位寄存器、锁存器、数字-模拟转换器(DAC)、以及输出缓冲器等。数据驱动器41响应于数据控制信号SSP、SSC和SOE而锁存2D图像或3D图像的RGB数据。数据驱动器41响应于极性控制信号POL将2D/3D图像的RGB数据转换成模拟正伽马补偿电压和模拟负伽马补偿电压，并且反转数据电压的极性。数据驱动器41将数据电压输出至数据线DL，以便数据电压与从栅极驱动器42输出的扫描脉冲(或栅极脉冲)同步。数据驱动器41的驱动器IC可以通过带式自动接合(TAB)工艺接合到显示面板11 的下玻璃基板。栅极驱动器42响应于栅极控制信号GSP、GSC和GOE产生在栅极高电压和栅极低电压之间摆动的扫描脉冲。栅极驱动器42响应于栅极控制信号GSP、GSC和GOE以行顺序的方式将扫描脉冲供给至栅极线GL。栅极驱动器42包括栅极移位寄存器阵列等。栅极驱动器42的栅极移位寄存器阵列可以以面板内栅极(gate-1n-panel, GIP)的方式形成在显示面板11的显示区域之外的非显示区域中，在所述显示区域中形成有像素阵列。栅极移位寄存器阵列中所包含的多个栅极移位寄存器可以以GIP方式在像素阵列的薄膜晶体管(TFT)工艺中与像素阵列一起形成。栅极驱动器42的栅极移位寄存器阵列可以由通过TAB工艺与显示面板11的下玻璃基板接合的驱动器IC实现。放电控制电压产生电路43响应于模式选择信号SEL有区别地产生放电控制电压V3D。在2D模式中，可以以基本等于栅极低电压的电平产生放电控制电压V3D。在3D模式中，以比栅极低电压高并且比栅极高电压低的微开电平产生放电控制电压V3D，并且放电控制电压V3D可以周期性地降低至栅极低电压的电平以便防止或者减少放电控制TFT DST的退化。偏振眼镜50包括具有左眼偏振滤波器的左眼眼镜50L以及具有右眼偏振滤波器的右眼眼镜50R。左眼偏振滤波器具有与图案化延迟器20的第一延迟器RTl相同的光吸收轴，右眼偏振滤波器具有与图案化延迟器20的第二延迟器RT2相同的光吸收轴。例如，可选择左圆偏振滤波器作为偏振眼镜50的左眼偏振滤波器，可选择右圆偏振滤波器作为偏振眼镜50的右眼偏振滤波器。用户可以通过偏振眼镜50观看以空间划分方式在显示元件10上显示的3D图像。图4详细示出了图3中所示的像素PIX的连接构造。如图4中所示，主显示单元MP包括第一像素电极Ep1、与第一像素电极Ep I相对以构成第一液晶(LC)电容器Clcl的第一公共电极Eel、以及第一存储电容器Cstl。第一像素电极Epl通过第一开关STl与数据线DL连接。第一开关STl响应于扫描脉冲SCAN而导通，从而将数据线DL上的数据电压Vdata施加至第一像素电极Epl。第一开关STl的栅极与栅极线GL连接，第一开关STl的源极与数据线DL连接，第一开关STl的漏极与第一像素电极Epl连接。第一公共电极Ecl与充有公共电压Vcom的公共线CL连接。第一存储电容器Cstl通过使第一像素电极Epl与公共线CL交叠并且在它们之间夹置绝缘层而形成。辅助显示单元SP包括第二像素电极Ep2、与第二像素电极Ep2相对以构成第二 LC电容器Clc2的第二公共电极Ec2、以及第二存储电容器Cst2。第二像素电极Ep2通过第二开关ST2与数据线DL连接。第二开关ST2响应于扫描脉冲SCAN而导通，从而将数据线DL上的数据电压Vdata施加至第二像素电极Ep2。第二开关ST2的栅极与栅极线GL连接，第二开关ST2的源极与数据线DL连接，第二开关ST2的漏极与第二像素电极Ep2连接。第二公共电极Ec2与充有公共电压Vcom的公共线CL连接。第二存储电容器Cst2通过使第二像素电极Ep2与公共线CL交叠并在它们之间夹置绝缘层而形成。第二像素电极Ep2通过放电控制TFT DST与公共线CL连接。放电控制TFT DST响应于放电控制电压V3D导通或断开在第二像素电极Ep2与公共线CL之间的电流路径。放电控制TFT DST的栅极与放电控制线CONL连接，放电控制TFT DST的源极与第二像素电极Ep2连接，放电控制TFT DST的漏极与公共线CL连接。当施加以栅极低电压VGL的电平产生的放电控制电压V3D时，放电控制TFT DST完全关闭放电控制TFT DST的源极-漏极沟道并且切断第二像素电极Ep2与公共线CL之间的电流路径。当施加微开电平SOL的放电控制电压V3D时，放电控制TFT DST部分地开启放电控制TFT DST的源极-漏极沟道并且部分地导通第二像素电极Ep2与公共线CL之间的电流路径。
将放电控制TFT DST设计为，使放电控制TFT DST具有与第一开关STl和第二开关ST2相同的沟道电容。从而,通过将小于栅极高电压VGH的微开电平SOL的放电控制电压V3D施加至放电控制TFT DST，放电控制TFT DST以小于全开电平的微开电平SOL (参照图5)导通。即使第二开关ST2与放电控制TFT DST同时导通，流过放电控制TFT DST的电流的量也小于流过第二开关ST2的电流的量。因为沟道电阻与施加至栅极的电压成反比，所以即使第二开关ST2和放电控制TFT DST同时导通，放电控制TFT DST的沟道电阻也大于第二开关ST2的沟道电阻。图5示出了在每个驱动模式中像素PIX的充电波形与放电波形。图6和图7分别示出了在2D模式和3D模式中辅助显示单元的操作。参照图5至图7描述在每个驱动模式中像素PIX的操作以及操作效果。首先，下面对2D模式中像素PIX的操作以及操作效果进行描述。在2D模式中，可以以与扫描脉冲SCAN的栅极低电压VGL相同的电平产生放电控制电压V3D。当扫描脉冲SCAN的栅极低电压VGL (其能够关断显示面板11的开关STl和ST2 (参照图4))是大约-5V时，2D控制电压V2D可被产生为大约-5V。在2D模式中，在周期Tl和T2期间，放电控制TFTDST响应于与栅极低电压VGL相同电平的放电控制电压V3D而连续地保持为关状态。在周期Tl期间，第一开关STl和第二开关ST2响应于栅极高电压VGH的扫描脉冲SCAN以全开电平同时导通。由于第一开关STl的导通操作，主显示单元MP的第一像素电极Epl充有第一像素电压Vpl作为用于显示2D图像的数据电压Vdata。由于第二开关ST2的导通操作，辅助显示单元SP的第二像素电极Ep2充有第二像素电压Vp2作为用于显示2D图像的数据电压Vdata。因为同等地设计第一开关STl和第二开关ST2，所以第二像素电压Vp2基本等于第一像素电压VpI。在周期T2期间，第一开关STl和第二开关ST2响应于栅极低电压VGL的扫描脉冲SCAN而同时关断。当第一开关STl关断时，由于反冲电压的影响，已经被充到主显示单元MP的第一像素电极Epl的第一像素电压Vpl被移位了预定值，然后通过第一存储电容器Cstl保持为移位后的值。当第二开关ST2关断时，由于反冲电压的影响，已经被充到辅助显示单元SP的第二像素电极Ep2的第二像素电压Vp2被移位了预定值，然后通过第二存储电容器Cst2保持为移位后的值。在周期Tl和T2期间，通过公共线CL将公共电压Vcom施加至主显示单元MP的第一公共电极Ecl以及辅助显示单元SP的第二公共电极Ec2。将第一像素电压Vpl与公共电压Vcom之间的差保持为基本等于第二像素电压Vp2与公共电压Vcom之间的差。在正常黑色液晶模式中，液晶单元的透射率与在像素电极和 公共电极之间的电压差成比例。因此，如图6中所示，主显示单元MP和辅助显示单元SP显示同样灰度级的2D图像。在辅助显示单元SP上显示的2D图像起到增加2D图像亮度的作用。接下来，对3D模式中像素PIX的操作以及操作效果进行描述。在3D模式中，以微开电平SOL产生放电控制电压V3D。并且，可以以预定时间间隔将放电控制电压V3D降低至栅极低电压VGL，以便降低放电控制TFT DST的正栅极偏置应力。可以将微开电平SOL设置为高于公共电压Vcom并且低于扫描脉冲SCAN的栅极高电压VGH,以便在放电工艺中使反冲电压的影响最小化。当扫描脉冲SCAN的栅极高电压VGH(其能够完全导通显示面板11的开关STl和ST2)是大约28V并且公共电压Vcom是大约7. 5V时，微开电平SOL的放电控制电压V3D可被产生为大约8V至12V。在图3中所示的无划分驱动方式中，产生微开电平SOL的放电控制电压V3D的周期可以相当于每个帧的显示有效视频数据的显示周期。产生栅极低电压VGL的放电控制电压V3D的周期可以相当于相邻显示周期之间的非显示周期(即垂直消隐周期)。放电控制TFT DST响应于放电控制电压V3D以预定时间间隔重复微开电平SOL的开状态和微开电平SOL的关状态。例如，在显示周期期间，放电控制TFT DST保持为微开电平SOL的开状态，在显示周期之间的垂直消隐周期期间，放电控制TFT DST保持为微开电平SOL的关状态。下文的周期Tl和T2属于显示周期。在周期Tl期间，第一开关STl和第二开关ST2响应于栅极高电压VGH的扫描脉冲SCAN以全开电平同时导通。由于第一开关STl的导通操作，主显示单元MP的第一像素电极Epl充有第一像素电压Vpl作为用于显示3D图像的数据电压Vdata。由于第二开关ST2的导通操作，辅助显示单元SP的第二像素电极Ep2充有第二像素电压Vp2作为用于显示3D图像的作为数据电压Vdata。在周期Tl期间，具有微开电平的开状态的放电控制TFT DST的沟道电阻远大于具有全开电平的开状态的第二开关ST2的沟道电阻。因此，从第二像素电极Ep2流出的放电电流的量远小于进入到第二像素电极Ep2的充电电流的量。因此，在周期Tl期间，具有微开电平的开状态的放电控制TFT DST几乎不影响第二像素电压Vp2的充电特性，并且第二像素电压Vp2与第一像素电压Vpl相似。在周期T2期间，第一开关STl和第二开关ST2响应于栅极低电压VGL的扫描脉冲SCAN而同时关断。当第一开关STl关断时，由于反冲电压的影响，已经被充到主显示单元MP的第一像素电极Epl的第一像素电压Vpl被移位了预定值，然后通过第一存储电容器Cstl保持为移位后的值。当第二开关ST2关断时，由于通过放电控制TFT DST流出的放电电流，所以在预定的时间段，已经被充到辅助显示单元SP的第二像素电极Ep2的第二像素电压Vp2被放电至公共电压Vcom的电平。具有微开电平的开状态的放电控制TFT DST的沟道电阻远小于具有关状态的第二开关ST2的沟道电阻。因此，已经通过放电控制TFT DST被充到辅助显示单元SP的第二像素电极Ep2的第二像素电压Vp2逐渐放电，然后集中到公共电压Vcom的电平，而不受反冲电压的影响。在周期Tl和T2期间，公共电压Vcom被施加至主显示单元MP的第一公共电极Ecl和辅助显示单元SP的第二公共电极Ec2。在第二像素电极Ep2放电完成时，不同于第一像素电压Vpl与公共电压Vcom之差，第二像素电压Vp2与公共电压Vcom之差基本上变为零。因此，如图7中所示，根据正常黑色液晶模式中的电压差-透射率特性，主显示单元MP显示预定灰度级的3D图像，辅助显示单元SP显示黑色灰度级的图像。从而，辅助显示单元SP用作有源黑条纹。在辅助显示单元SP上显示的黑色图像增加了在垂直方向上彼此相邻的3D图像之间(即左眼图像与右眼图像之间)的显示距离。因此，通过使用辅助显示单元SP的黑色图像 而无需单独的黑条纹图案，就可以确保不产生串扰的3D图像的宽垂直视角。在3D模式中，因为放电控制TFT DST的微开电流小于第一开关STl和第二开关ST2中的每个的全开电流，所以需要预定时间段tO来使辅助显示单元SP的第二 LC电容器Clc2放电至黑色灰度级的电压。因此，最低水平像素行的辅助显示单元SP可能很难确保足够的放电周期，其中最低水平像素行的扫描时序相对迟于其它水平像素行。而且，在3D模式中，放电控制电压V3D需要周期性地降低至栅极低电压VGL的电平以便补偿放电控制TFTDST的栅极偏置应力。然而，在垂直消隐周期的短时间段中，很难充分地降低放电控制TFTDST的栅极偏置应力。因此，根据本发明实施方式的立体图像显示器可以以N划分驱动方式驱动(其中N是大于或等于2的正整数)，以便确保足够的放电周期并且有效地防止放电控制TFT DST的退化。在下文的说明书中，将描述将显示面板划分为两个部分的2划分驱动方式。然而，本发明的实施方式并不局限于此。图8示出了根据本发明实施方式的立体图像显示器的2划分驱动方式的实例。图9示出了用于实施图8中所示的2划分驱动方式的放电控制电压的波形。图10示出了当实施2划分驱动方式时由图9中所示的放电控制电压所造成的行暗淡以及公共电压的波动。如图8和图9中所示，显示面板11可在垂直方向上被划分为上部和下部，即第一屏幕块BI和第二屏幕块B2。第一屏幕块BI包括位于显示面板11的像素阵列的上半部的像素，第二屏幕块B2包括位于显示面板11的像素阵列的下半部的像素。如果依次地将扫描脉冲从第一栅极线供给至最后的栅极线，则像素阵列的下半部的扫描时序迟于像素阵列的上半部的扫描时序。为了简洁并易于理解，图8示出了第一屏幕块BI和第二屏幕块B2中的每个都包括两行像素。然而，第一屏幕块BI和第二屏幕块B2中的每个都可以包括两行或更多行的像素。放电控制线CONL分为第一放电控制线CONLl和第二放电控制线C0NL2，第一放电控制线CONLl与属于第一屏幕块BI的辅助显示单元SP连接并且第二放电控制线C0NL2与属于第二屏幕块B2的辅助显示单元SP连接。放电控制电压V3D分为第一放电控制电压V3D1和第二放电控制电压V3D2。将AC (交流)型第一放电控制电压V3D1供给至第一放电控制线CONLl。在3D模式中，第一放电控制电压V3D1在从帧周期IFR的起始时间开始的预定时间段Tl中保持在微开电平SOL，然后降低至栅极低电压VGL的电平。时间Tl比帧周期IFR的一半长并且比帧周期IFR短。由于供给至第一放电控制线CONLl的第一放电控制电压V3D1，所以位于第一屏幕块B I中的辅助显示单元SP的放电控制TFT DST导通，因此放电控制TFT DST在时间Tl可以将辅助显示单元SP的电压完全放电为黑色灰度级的电压。将AC型第二放电控制电压V3D2供给至第二放电控制线C0NL2。第二放电控制电压V3D2的相位比第一放电控制电压V3D1的相位迟了大约半个帧周期。在3D模式中，第二放电控制电压V3D2从大约帧周期IFR的一半开始上升至微开电平S0L，然后在时间Tl保持在微开电平S0L。换言之，第二放电控制电压V3D2从大约当前帧周期的一半开始上升至微开电平S0L，保持在微开电平SOL直到从下一帧周期的起始时间开始过去了预定时间段tO(参照图5)为止，然后降低至栅极低电压VGL的电平，以便确保像素(其扫描时序迟于其它像素)的辅助显示单元具有足够的放电时间。由于供给至第二放电控制线C0NL2的第二放电控制电压V3D2，所以属于第二屏幕块B2的辅助显示单元的放电控制TFT导通，因此在时间Tl将辅助显示单元的电压充分放电至黑色灰度级的电压。 因为第一放电控制电压V3D1在帧周期IFR的除了时间Tl以外的剩余时间中保持在栅极低电压VGL的电平，所以第一屏幕块B I的放电控制TFT具有足够的时间用于恢复栅极偏置应力。而且，因为第二放电控制电压V3D2在较长的时间段保持在栅极低电压VGL的电平，所以第二屏幕块B2的放电控制TFT具有足够的时间用于恢复栅极偏置应力。划分驱动方式用于确保足够的放电时间并且改善放电控制TFT的可靠性。然而，第一放电控制电压V3D1的下降时序和第二放电控制电压V3D2的上升时序需要被定位在帧周期IFR的起始区域、中间区域和末尾区域，以便实施划分驱动方式。放电控制电压V3D1和V3D2的电平的急剧变化会影响公共电压Vcom，从而立即改变公共电压Vcom。在帧周期IFR的起始区域和末尾区域产生的公共电压Vcom的波动对应于垂直消隐周期VB以及与垂直消隐周期VB接近的周期，因此实际上并未影响显示图像。然而，在帧周期IFR的中间区域产生的公共电压Vcom的波动对应于显示周期，因此极大地影响显示图像。如果公共电压Vcom发生改变，则像素的显示灰度级可能发生扭曲。因此，随着公共电压Vcom的波动量的增加，行暗淡型显示图像出现在波动的产生区域中。在图10中，第一屏幕块BI的行暗淡由在帧周期IFR的中间区域产生的第一放电控制电压V3D1的急剧下降产生，第二屏幕块B2的行暗淡由在帧周期IFR的中间区域产生的第二放电控制电压V3D2的急剧上升产生。在划分驱动中，放电控制电压V3D1和V3D2的电平需要逐渐改变以便防止或减少行暗淡。逐渐改变放电控制电压V3D1和V3D2的电平的方法实例主要包括电路实现方法和工艺实现方法。图11和图12示出了用于防止图10中所示的行暗淡的方法中的放电控制电压产生电路，所述放电控制电压产生电路包括控制电压延迟单元。图13示出了由图12中所示的控制电压延迟单元所延迟的放电控制电压的波形，并且示出了由延迟的放电控制电压所带来的公共电压的波动的减小。图14示出了显示面板的应用了延迟的放电控制电压的放电控制线。如图11和图12中所示，放电控制电压产生电路43包括控制电压产生器431和控制电压延迟单元432。控制电压产生器431和控制电压延迟单元432可以安装在3D板100上。控制电压产生器431响应于模式选择信号SEL有区别地产生放电控制电压V3D。控制电压产生器431可以包括电源IC和电平移位器。在2D模式中，控制电压产生器431对由电源IC供给的输入DC电压进行电平移位,从而产生相同电平的第一放电控制电压V3D1和第二放电控制电压V3D2作为栅极低电压VGL。在3D模式中，基于从控制器30接收的极性控制信号P0L、源极输出使能SOE等，控制电压产生器431产生第一控制脉冲和第二控制脉冲，第一控制脉冲和第二控制脉冲的每个都包括高周期(即图9的SOL周期)和低周期(即图9的VGL周期)。而且，在3D模式中，控制电压产生器431使用由电源IC供给的输入DC电压对第一控制脉冲和第二控制脉冲进行电平移位，从而产生第一放电控制电压V3D1和第二放电控制电压V3D2，第一放电控制电压V3D1和第二放电控制电压V3D2中的每个都在如图9中所示的微开电平SOL与栅极低电压VGL的电平之间交替(或者说，在微开电平SOL和栅极低电压VGL的电平之间摆动)，优选地，第一放电控制电压和第二放电控制电压中的每个都保持在微开电平的周期长于第一放电控制电压和第二放电控制电压中的每个都保持在栅极低电压的电平的周期；并且优选地，第一放电控制电压保持在微开电平的周期与第二放电控制电压保持在微开电平的周期部分地交叠。控制电压延迟单元432从控制电压产生器431接收第一放电控制电压V3D1和第二放电控制电压V3D2。在3D模式中，控制电压延迟单元432延迟第一放电控制电压V3D1和第二放电控制电压V3D2并且产生延迟的第一放电控制电压V3D1’和延迟的第二放电控制电压V3D2’。为此，控制电压延迟单元432包括用于延迟第一放电控制电压V3D1的第一延迟单元432A和用于延迟第二放电控制电压V3D2的第二延迟单元432B。 第一延迟单元432A包括第一电阻器Rl以及第一电容器Cl，第一电阻器Rl连接在第一节点NI与第二节点N2之间，第一电容器Cl连接在第二节点N2与地之间。第一延迟单兀432A将第一放电控制电压V3D1延迟时间常量,所述时间常量由第一电阻器Rl的值与第一电容器Cl的值的乘积限定。第一延迟单元432A还包括第一可变电阻器Rtl，第一可变电阻器Rtl位于第一节点NI与第二节点N2之间并且与第一电阻器Rl并联，从而易于调整每个面板的RC偏差。第二延迟单元432B包括第二电阻器R2以及第二电容器C2，第二电阻器R2连接在第三节点N3与第四节点N4之间，第二电容器C2连接在第四节点N4与地之间。第二延迟单元432B将第二放电控制电压V3D2延迟时间常量，所述时间常量由第二电阻器R2的值与第二电容器C2的值的乘积限定。第二延迟单元432B还包括第二可变电阻器Rt2，第二可变电阻器Rt2位于第三节点N3与第四节点N4之间并且与第二电阻器R2并联，从而易于调整每个面板的RC偏差。第一电阻器Rl和第二电阻器R2被设计为彼此等同，并且第一电容器Cl和第二电容器C2被设计为彼此等同。而且，第一可变电阻器Rtl和第二可变电阻器Rt2被设计为彼此等同。如图13中所示，控制电压延迟单元432将延迟的第一放电控制电压V3D1’供给至第一屏幕块B I的第一放电控制线CONLl。控制电压延迟单元432将延迟的第二放电控制电压V3D2’供给至第二屏幕块B2的第二放电控制线C0NL2。在此情况下，第一放电控制线CONLl和第二放电控制线C0NL2具有直线图案。如图14中所示，延迟的第一放电控制电压V3D1’在帧周期IFR的时间Tl内逐渐地上升至微开电平S0L，然后在帧周期IFR的除了时间Tl以外的剩余时间内逐渐地下降至栅极低电压VGL的电平。延迟的第二放电控制电压V3D2’从当前的帧周期的大约一半开始逐渐地上升至微开电平SOL直到从下一帧周期的起始时间开始过去了预定时间段tO(参照图5)为止，然后从下一帧周期中过去了预定时间段tO (参照图5)的时间开始逐渐地下降至栅极低电压VGL的电平。因为延迟的第一放电控制电压V3D1’和延迟的第二放电控制电压V3D2’并未急剧上升或急剧下降，所以公共电压Vcom的波动量大大降低，如图14中所示。图15示出了防止图10中所示的行暗淡的另一方法。
如图15中所示，本发明的实施方式可以以迂回曲折的曲线图案形成第一屏幕块BI的第一放电控制线C0NL1,并且可以在第一放电控制线CONLl的一端与地之间形成第一电容器Cl，以便延迟如图9中所示的急剧上升或急剧下降的第一放电控制电压V3D1。而且，本发明的实施方式可以以迂回曲折的曲线图案形成第二屏幕块B2的第二放电控制线C0NL2，并且可以在第二放电控制线C0NL2的一端与地之间形成第二电容器C2，以便延迟如图9中所示的急剧上升或急剧下降的第二放电控制电压V3D2。因此，在第一屏幕块BI中，可以以与图14中所示的延迟的第一放电控制电压V3D1’相同的形式延迟第一放电控制电压V3D1。在第二屏幕块B2中，可以以与图14中所示的延迟的第二放电控制电压V3D2’相同的形式延迟第二放电控制电压V3D2。图16示出了根据放电控制电压延迟与否的公共电压的波动幅度的变化。图17示出了由于放电控制电压的延迟而防止了行暗淡。由图16的结果可见，公共电压Vcom的波动量通过延迟的第一放电控制电压V3D1’和延迟的第二放电控制电压V3D2’而大大减小。当公共电压Vcom的波动量减小时，如图17中所示可以防止第一屏幕块BI和第二屏幕块B2的行暗淡。如上所述，根据本发明实施方式的立体图像显示器将显示面板划分为N个块，并且以划分驱动方式驱动显示面板，以便确保辅助显示单元(即有源黑条纹)的足够的放电周期并且有效地防止辅助显示单元的放电控制TFT的退化。根据本发明实施方式的立体图像显示器以划分驱动方式形成放电控制线，以便控制电压延迟单元先延迟放电控制电压然后再将延迟的放电控制电压施加至显示面板，或者将放电控制电压施加至显示面板然后再延迟放电控制电压。因此，可以有效地防止在划分驱动方式中产生的行暗淡。尽管已经参考多个示例性的实施方式描述了本发明的实施方式，但是应当理解的是可以由所属领域技术人员设计出落入本发明原理范围内的大量其他修改和实施方式。更具体地，可以在本说明书、附图和所附权利要求书的范围内对主题组合方案的组成部件和/或布置作出各种变化和修改。除了组成部件和/或布置的变化和修改之外，替代使用对于所属领域技术人员而言也是显而易见的。
权利要求
1.一种立体图像显示器，包括显示面板，所述显示面板包括数据线、与所述数据线交叉的栅极线、以及多个像素，每个像素都包括主显示单元和辅助显示单元，所述显示面板被划分为第一屏幕块和第二屏幕块，所述显示面板包括与所述第一屏幕块的辅助显示单元连接的第一放电控制线以及与所述第二屏幕块的辅助显示单元连接的第二放电控制线；数据驱动电路，所述数据驱动电路用于在2D模式中将2D图像的数据电压供给至所述数据线，并在3D模式中将3D图像的数据电压供给至所述数据线；栅极驱动电路，所述栅极驱动电路用于在2D模式和3D模式中将在栅极低电压和栅极高电压之间摆动的扫描脉冲依次供给至所述栅极线；控制电压产生器，所述控制电压产生器用于在3D模式中产生第一交流波形的第一放电控制电压以及第二交流波形的第二放电控制电压，所述第二交流波形的相位比所述第一交流波形的相位迟半个帧周期；和控制电压延迟单元，所述控制电压延迟单元用于延迟所述第一放电控制电压并且将延迟的第一放电控制电压供给至所述第一放电控制线，以及延迟所述第二放电控制电压并且将延迟的第二放电控制电压供给至所述第二放电控制线。
2.根据权利要求1所述的立体图像显示器，其中由所述控制电压产生器产生的第一放电控制电压和第二放电控制电压中的每个都在微开电平与所述栅极低电压的电平之间摆动，所述微开电平高于所述栅极低电压并且低于所述栅极高电压，其中所述第一放电控制电压和所述第二放电控制电压中的每个都保持在所述微开电平的周期长于所述第一放电控制电压和所述第二放电控制电压中的每个都保持在所述栅极低电压的电平的周期，其中所述第一放电控制电压保持在所述微开电平的周期与所述第二放电控制电压保持在所述微开电平的周期部分地交叠。
3.根据权利要求1所述的立体图像显示器，其中所述控制电压延迟单元包括第一延迟单元，所述第一延迟单元用于延迟所述第一放电控制电压，所述第一延迟单元包括第一电阻器和第一电容器，所述第一电阻器连接在第一节点与第二节点之间，所述第一电容器连接在所述第二节点与地之间；和第二延迟单元，所述第二延迟单元用于延迟所述第二放电控制电压，所述第二延迟单元包括第二电阻器和第二电容器，所述第二电阻器连接在第三节点与第四节点之间，所述第二电容器连接在所述第四节点与地之间。
4.根据权利要求3所述的立体图像显示器，其中所述第一延迟单元还包括第一可变电阻器，所述第一可变电阻器位于所述第一节点与所述第二节点之间并且与所述第一电阻器并联，其中所述第二延迟单元还包括第二可变电阻器，所述第二可变电阻器位于所述第三节点与所述第四节点之间并且与所述第二电阻器并联。
5.根据权利要求2所述的立体图像显示器，其中由所述控制电压延迟单元延迟的第一放电控制电压逐渐上升至所述微开电平，然后逐渐下降至所述栅极低电压的电平，其中由所述控制电压延迟单元延迟的第二放电控制电压的相位比延迟的第一放电控制电压的相位迟半个帧周期，其中延迟的第二放电控制电压逐渐上升至所述微开电平，然后逐渐下降至所述栅极低电压的电平。
6.一种立体图像显示器，包括显示面板，所述显示面板包括数据线、与所述数据线交叉的栅极线、以及多个像素，每个像素都包括主显示单元和辅助显示单元，所述显示面板被划分为第一屏幕块和第二屏幕块，所述显示面板包括与所述第一屏幕块的辅助显示单元连接的第一放电控制线以及与所述第二屏幕块的辅助显示单元连接的第二放电控制线；数据驱动电路，所述数据驱动电路用于在2D模式中将2D图像的数据电压供给至所述数据线，并在3D模式中将3D图像的数据电压供给至所述数据线；栅极驱动电路，所述栅极驱动电路用于在2D模式和3D模式中将在栅极低电压和栅极高电压之间摆动的扫描脉冲依次供给至所述栅极线；和控制电压产生器，所述控制电压产生器用于在3D模式中产生第一交流波形的第一放电控制电压并且将所述第一放电控制电压供给至所述第一放电控制线，以及在3D模式中产生第二交流波形的第二放电控制电压并且将所述第二放电控制电压供给至所述第二放电控制线，所述第二交流波形的相位比所述第一交流波形的相位迟半个帧周期，其中所述第一放电控制线和所述第二放电控制线均被迂回曲折地形成。
7.根据权利要求6所述的立体图像显示器，其中在所述第一屏幕块中，在所述第一放电控制线的一端与地之间形成有第一电容器，其中在所述第二屏幕块中，在所述第二放电控制线的一端与地之间形成有第二电容器。
8.根据权利要求6所述的立体图像显示器，其中由所述控制电压产生器产生的第一放电控制电压和第二放电控制电压中的每个都在微开电平和所述栅极低电压的电平之间摆动，所述微开电平高于所述栅极低电压并且低于所述栅极高电压，其中所述第一放电控制电压和所述第二放电控制电压中的每个都保持在所述微开电平的周期长于所述第一放电控制电压和所述第二放电控制电压中的每个都保持在所述栅极低电压的电平的周期，其中所述第一放电控制电压保持在所述微开电平的周期与所述第二放电控制电压保持在所述微开电平的周期部分地交叠。
全文摘要
一种立体图像显示器，包括显示面板，包括数据线、栅极线和多个像素，每个像素包括主显示单元和辅助显示单元，显示面板被划分为第一和第二屏幕块并包括分别与第一和第二屏幕块的辅助显示单元连接的第一和第二放电控制线；数据驱动电路，用于在2D模式中将2D图像的数据电压供给至数据线，并在3D模式中将3D图像的数据电压供给至数据线；栅极驱动电路，用于将在栅极低电压和栅极高电压之间摆动的扫描脉冲依次供给至栅极线；控制电压产生器，产生第一交流波形的第一放电控制电压以及第二交流波形的第二放电控制电压，第二交流波形的相位比第一交流波形的相位迟半个帧周期；以及控制电压延迟单元，延迟第一和第二放电控制电压。
文档编号H04N13/00GK103002301SQ201210327848
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月6日 优先权日2011年9月7日
发明者白承皓, 金正基, 金周娥 申请人:乐金显示有限公司