一種全分辨率的雙重畫面顯示器及其驅動方法
【專利摘要】本發明提供一種全分辨率的雙重畫面顯示器及其驅動方法。該雙重畫面顯示器包括：一偏光板；一基礎面板，位于偏光板的下方；一背光模組，位于基礎面板的下方，用以提供一背光源出射的光線；以及一液晶透鏡，包括至少兩種可切換的運行模式，當來自背光模組的光線入射液晶透鏡時，不同的運行模式對應不同的光線偏折方向，藉由不同的光線偏折方向來提供不同的畫面。相比于現有技術，本發明可使液晶透鏡在不同運行模式間切換，并由基礎面板配合該液晶透鏡以預定頻率顯示不同的畫面。本發明的雙重畫面顯示器的分光角度只與液晶透鏡的設計有關，相同的設計可在不同尺寸及分辨率的顯示器上達成同樣的分光效果。
【專利說明】
一種全分辨率的雙重畫面顯示器及其驅動方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種液晶顯示技術，尤其涉及一種全分辨率的雙重畫面顯示器及其驅動方法。
【背景技術】
[0002]在現有技術中,TN(Twisted Nematic,扭曲向列型)液晶面板是使用較廣泛的面板技術，諸如筆記本電腦的屏幕絕大部分都采用了該面板。如我們所知曉的，當從不同的角度觀看這些屏幕上的圖像時，它們的亮度和顏色都會隨之改變。然而，相關研發人員正是利用上述特點開發完成了在一塊屏幕上同時顯示兩個不同畫面的面板技術(即，屏幕雙重顯示技術)。如此一來，兩部內容不同的電影可在單臺顯示器上同時播放，觀眾想看哪部電影只需坐在對應的視角角度即可。此外，當兩人面對面玩紙牌游戲時，雙方都只能從屏幕上看到自己的那副牌，而圍觀者則可兩幅部盡收眼底，極大了增強了視覺體驗。
[0003]當前，屏幕雙重顯示技術主要包括兩種實現方式，其一是采用視差光柵(parallaxbarrier)達成分光效果，使不同位置的觀看者看到不同的畫面。但是，當這些觀看者的距離較遠時，為看到不同的畫面，所需的分光角度更大，且光柵到液晶顯示屏的厚度(inner-thickness)更小。舉例來說,雙重畫面顯示器的分光角度為30°以上時,光柵到液晶顯示屏的厚度僅為0.31_。此外，分辨率越高，對于光柵到液晶顯示屏的厚度要求也越小，而現有的雙重畫面顯示器往往受限于該厚度瓶頸。其二是采用液晶制成的光柵(LCbarrier)，在兩片玻璃基板之間夾設液晶層，因可使用液晶夾壓原理打開與關閉光柵，所以該方案能夠將顯示屏切換為雙重畫面顯示器或普通顯示器。不過，由于兩片基板會造成光柵與液晶顯示屏的厚度較大，難以達成雙重畫面顯示器所需的厚度小于0.31mm的制程規格。此外，第二種方案的不同觀看者只能看到分辨率僅為原始基礎面板分辨率一半的圖像，畫面品質較差。
[0004]由上述可知，現有的固定光柵(fixed barrier)方式或液晶光柵方式均存在各自的設計缺陷，有鑒于此，如何設計一種新穎的雙重畫面顯示器，以解決當前的上述問題，是業內相關技術人員亟待解決的一項課題。
【發明內容】
[0005]針對現有技術中的所存在的上述缺陷，本發明提供了一種新穎的全分辨率的雙重畫面顯示器及其驅動方法。
[0006]依據本發明的一個方面，提供了一種全分辨率的雙重畫面顯示器，包括:
[0007]—偏光板；
[0008]—基礎面板，位于所述偏光板的下方；
[0009]—背光模組，位于所述基礎面板的下方，用以提供一背光源出射的光線；以及
[0010]一液晶透鏡，包括至少兩種可切換的運行模式，當來自所述背光模組的光線入射所述液晶透鏡時，不同的運行模式對應不同的光線偏折方向，所述雙重畫面顯示器藉由不同的光線偏折方向來提供不同的畫面。
[0011 ] 在其中的一實施例，所述液晶透鏡設置于所述偏光板與所述基礎面板之間。
[0012]在其中的一實施例，所述液晶透鏡設置于所述基礎面板與所述背光模組之間。
[0013]在其中的一實施例，所述液晶透鏡還包括一關閉模式，當所述液晶透鏡關閉時，所述雙重畫面顯示器提供同一畫面。
[0014]在其中的一實施例，所述液晶透鏡包括一第一電極、一第二電極以及夾設于所述第一電極和第二電極之間的一液晶層，藉由所述第一電極與第二電極間形成的電壓差值來切換所述液晶透鏡的運行模式。
[0015]在其中的一實施例，當所述電壓差值為第一電壓時，所述液晶透鏡工作于第一模式，所述雙重畫面顯示器沿第一光線偏折方向提供第一畫面并顯示；當所述電壓差值為第二電壓時，所述液晶透鏡工作于第二模式，所述雙重畫面顯示器沿第二光線偏折方向提供第二畫面并顯示。
[0016]在其中的一實施例，所述第一電壓和所述第二電壓的切換頻率為120Hz。
[0017]在其中的一實施例，所述雙重畫面顯示器為一立體顯示器，當所述液晶透鏡工作于不同的運行模式時，人的左眼和右眼分時接收不同的畫面以疊加構成一立體圖像。
[0018]依據本發明的另一個方面，提供了一種全分辨率的雙重畫面顯示器的驅動方法，包括以下步驟:
[0019]形成一偏光板；
[0020]形成一基礎面板于所述偏光板的下方；
[0021]形成一液晶透鏡于所述基礎面板的下方，所述液晶透鏡包括一第一電極、一第二電極以及夾設于所述第一電極和第二電極之間的一液晶層；
[0022]形成一背光模組于所述液晶透鏡的下方，以提供一背光源出射的光線；以及
[0023]以預設切換頻率將不同的電壓差值施加于所述液晶透鏡的第一電極和第二電極之間，使得所述液晶透鏡工作于可切換的兩種運行模式，不同的運行模式對應不同的光線偏折方向，當來自所述背光模組的光線入射所述液晶透鏡時，所述雙重畫面顯示器藉由不同的光線偏折方向來提供不同的畫面。
[0024]在其中的一實施例，當所述電壓差值為第一電壓時，所述液晶透鏡工作于第一模式，所述雙重畫面顯示器沿第一光線偏折方向提供第一畫面并顯示；當所述電壓差值為第二電壓時，所述液晶透鏡工作于第二模式，所述雙重畫面顯示器沿第二光線偏折方向提供第二畫面并顯示。
[0025]采用本發明的雙重畫面顯示器及其驅動方法，其基礎面板位于偏光板的下方，背光模組位于基礎面板的下方，并且在偏光板與基礎面板之間或者基礎面板與背光模組之間設有一液晶透鏡，該液晶透鏡包括至少兩種可切換的運行模式，當來自背光模組的光線入射時，液晶透鏡的不同運行模式對應不同的光線偏折方向，使得雙重畫面顯示器藉由不同的光線偏折方向提供不同的畫面。相比于現有技術，本發明可使液晶透鏡在不同運行模式間切換，并由基礎面板配合該液晶透鏡以預定的頻率顯示不同的畫面。而且，本發明的雙重畫面顯示器的分光角度與內部厚度(即光柵與液晶顯示屏間的厚度)無關，只與液晶透鏡的設計有關，相同的設計可在不同尺寸及分辨率的顯示器上達成同樣的分光效果。此外，本發明的顯示器還可打開或關閉液晶透鏡，使其在雙重畫面顯示與單一畫面顯示之間進行自由轉換，提升產品的控制靈活度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]讀者在參照附圖閱讀了本發明的【具體實施方式】以后，將會更清楚地了解本發明的各個方面。其中，
[0027]圖1A為現有技術中的一種雙重畫面顯示器的結構示意圖；
[0028]圖1B示出圖1A的雙重畫面顯示器的光學路徑示意圖；
[0029]圖2示出現有技術中的一種固定光柵型的雙重畫面顯示器的結構示意圖；
[0030]圖3示出現有技術中的一種液晶光柵型的、在雙重畫面顯示器與普通顯示器之間可切換的結構示意圖；
[0031]圖4A示出依據本發明的一實施方式，雙重畫面顯示器的液晶透鏡在一種運行模式下的光學路徑示意圖；
[0032]圖4B示出圖4A的雙重畫面顯示器的液晶透鏡在另一種運行模式下的光學路徑示意圖；
[0033]圖4C示出圖4A的雙重畫面顯示器的液晶透鏡在關閉狀態下的光學路徑示意圖；
[0034]圖5A示出依據本發明又一實施方式的雙重畫面立體顯示器在第N幀時的光學路徑不意圖；
[0035]圖5B示出圖5A的雙重畫面立體顯示器在第(N+1)幀時的光學路徑示意圖；以及
[0036]圖6示出依據本發明再一實施方式的雙重畫面顯示器的驅動方法的流程框圖。
【具體實施方式】
[0037]為了使本申請所揭示的技術內容更加詳盡與完備，可參照附圖以及本發明的下述各種具體實施例，附圖中相同的標記代表相同或相似的組件。然而，本領域的普通技術人員應當理解，下文中所提供的實施例并非用來限制本發明所涵蓋的范圍。此外，附圖僅僅用于示意性地加以說明，并未依照其原尺寸進行繪制。
[0038]圖1A為現有技術中的一種雙重畫面顯示器的結構示意圖。圖1B示出圖1A的雙重畫面顯示器的光學路徑示意圖。
[0039]參照圖1A以及圖1B,現有的雙重畫面顯示器包括一極化膜(polarizat1ntransformat1n film) 100、一偏光板110、一彩色濾光片基板、一液晶層120和一薄膜晶體管陣列基板130。其中，偏光板110位于極化膜100的下方。液晶層120設置于彩色濾光片基板與薄膜晶體管陣列基板130之間。薄膜晶體管陣列基板130位于靠近背光模組(圖中未不出)的一側。
[0040]為了提供不同的畫面給不同位置的觀看者，該雙重畫面顯示器還包括一視差光柵(parallax barrier) 140,諸如光柵玻璃。光柵玻璃140至液晶顯示面板的厚度(inner-thickness)為S。利用該光柵玻璃來實現分光效果,如圖1B所示,在光柵玻璃140的視差屏蔽作用下，觀看者A可以看到畫面F2但看不到畫面Fl,觀看者B可以看到畫面Fl但看不到畫面F2。然而，當觀看者A與觀看者B之間的水平距離較遠時，為看到不同的畫面Fl和F2，所需的分光角度a更大，如此一來，光柵玻璃140到液晶顯示面板的厚度更小。舉例來說，雙重畫面顯示器的分光角度為30°以上時，光柵玻璃到液晶顯示面板的厚度僅為0.31mm,而現有的雙重畫面顯示器往往受限于該厚度瓶頸。
[0041]圖2示出現有技術中的一種固定光柵型的雙重畫面顯示器的結構示意圖。
[0042]如圖2所示，對于固定光柵型的雙重畫面顯示器來說，光柵200以涂布(coating)方式制作而成，其厚度(inner-thickness)Dl為偏光板210與基礎面板中的一塊玻璃基板220各自的厚度之和。此外，該雙重畫面顯示器的分光角度為β?，雖然該結構可滿足上述光柵到液晶顯示面板的厚度為0.31mm以下，但是無法切換為普通顯示器來顯示畫面。
[0043]圖3示出現有技術中的一種液晶光柵型的、在雙重畫面顯示器與普通顯示器之間可切換的結構示意圖。
[0044]如圖3所示，對于在雙重畫面顯示器與普通顯示器之間可切換的結構來說，在上偏光板與下偏光板210之間設置液晶光柵(LC barrier) 240。該液晶光柵240的上方和下方分別設有配向電極，通過搭配電極250和下方電極的施加電壓值可打開或關閉光柵，使得該結構能夠在雙重畫面顯示器與普通顯示器之間切換。然而，與圖2不同的是，其厚度(inner-thickness) D2為玻璃基板230、偏光板210和基礎面板中的一塊玻璃基板220各自的厚度之和，由于厚度D2大于厚度D1，則分光角度β 2小于圖2中的分光角度β?。如此一來，厚度D2難以滿足上述光柵到液晶顯示面板的厚度為0.31mm以下的規格要求。
[0045]為了克服現有技術中的上述缺陷，本發明提供了一種新穎的雙重畫面顯示器及其驅動方法。圖4A示出依據本發明的一實施方式，雙重畫面顯示器的液晶透鏡在一種運行模式下的光學路徑示意圖。圖4B示出圖4A的雙重畫面顯示器的液晶透鏡在另一種運行模式下的光學路徑示意圖。圖4C示出圖4A的雙重畫面顯示器的液晶透鏡在關閉狀態下的光學路徑意圖。
[0046]在該實施方式中，本發明的全分辨率的雙重畫面顯不器包括一偏光板300、一基礎面板(base panel) 310>一液晶透鏡320和一背光模組330。其中，基礎面板310位于偏光板300的下方，液晶透鏡320位于基礎面板310的下方。背光模組330位于液晶透鏡320的下方，用以提供一背光源出射的光線。本領域的技術人員應當理解，在其它的一些實施例中，還可將液晶透鏡320設置于偏光板300與基礎面板310之間，亦即，液晶透鏡320位于偏光板300的下方,基礎面板310位于液晶透鏡320與背光模組330之間。
[0047]較佳地，液晶透鏡320包括一第一電極321、一第二電極323以及夾設于第一電極321和第二電極323之間的一液晶層325，藉由第一電極321與第二電極323間形成的電壓差值來切換液晶透鏡320的運行模式。
[0048]具體而言，當電壓差值為第一電壓時，液晶透鏡320工作于第一模式(或稱為“向左偏折模式”)，雙重畫面顯示器沿光線向左偏折的方向提供第一畫面給觀看者A，如圖4A所示。當電壓差值為第二電壓時，液晶透鏡320工作于第二模式(或稱為“向右偏折模式”)，雙重畫面顯示器沿光線向右偏折的方向提供第二畫面給觀看者B，如圖4B所示。例如，第一電壓與第二電壓的切換頻率為120Hz。此外，液晶透鏡320還包括一關閉模式，當液晶透鏡320的電極321和電極323上的施加電壓移除時，入射至液晶透鏡320的光線并不會發生偏折，此時的雙重畫面顯示器用作為普通顯示器，向不同位置的觀看者提供同一畫面。在一些實施例中，液晶透鏡320在第一模式及第二模式間以120Hz的頻率作切換，同時基礎面板310配合液晶透鏡320以120Hz的頻率切換顯示畫面。
[0049]由上述圖4A?圖4C可知，本發明的雙重畫面顯示器可使液晶透鏡在不同運行模式間切換，并由基礎面板配合該液晶透鏡以預定的頻率顯示不同的畫面。而且，本發明的雙重畫面顯示器的分光角度與內部厚度(即光柵與液晶顯示屏間的厚度)無關，只與液晶透鏡的設計有關，相同的設計可在不同尺寸及分辨率的顯示器上達成同樣的分光效果。
[0050]圖5A示出依據本發明又一實施方式的雙重畫面立體顯示器在第N幀時的光學路徑示意圖。圖5B示出圖5A的雙重畫面立體顯示器在第(N+1)巾貞時的光學路徑示意圖。
[0051]參照圖5A和圖5B，在該實施方式中，本發明的雙重畫面顯示器可用作為立體顯示器。透過調整液晶透鏡的曲率大小，使液晶透鏡在單一間距(pitch)條件下的折射率變化協率較小，分光角度變小，當液晶透鏡320工作于不同的運行模式時，人的左眼和右眼分時接收不同的畫面以疊加構成一立體圖像。例如，先由右眼在第I幀接收一畫面(如圖5A)，然后由左眼在第2幀接收另一畫面(如圖5B)，透過這兩個畫面在人腦中的疊加從而形成一立體圖像。
[0052]圖6示出依據本發明再一實施方式的雙重畫面顯示器的驅動方法的流程框圖。
[0053]參照圖6，并結合圖4A?圖4C，在該全分辨率的雙重畫面顯示器的驅動方法中，首先執行步驟Sll、S13、S15和S17，依次形成一偏光板300、一基礎面板310、一液晶透鏡320和一背光模組330,基礎面板310于偏光板300的下方,液晶透鏡320位于基礎面板310的下方，液晶透鏡320包括一第一電極321、一第二電極323以及夾設于第一電極321和第二電極323之間的一液晶層325,背光模組330位于液晶透鏡320的下方。
[0054]然后執行步驟S19，以預設切換頻率將不同的電壓差值施加于液晶透鏡320的第一電極321和第二電極323之間，使得液晶透鏡320工作于可切換的兩種運行模式，不同的運行模式對應不同的光線偏折方向，當來自背光模組330的光線入射液晶透鏡320時，雙重畫面顯示器藉由不同的光線偏折方向來提供不同的畫面。
[0055]采用本發明的雙重畫面顯示器及其驅動方法，其基礎面板位于偏光板的下方，背光模組位于基礎面板的下方，并且在偏光板與基礎面板之間或者基礎面板與背光模組之間設有一液晶透鏡，該液晶透鏡包括至少兩種可切換的運行模式，當來自背光模組的光線入射時，液晶透鏡的不同運行模式對應不同的光線偏折方向，使得雙重畫面顯示器藉由不同的光線偏折方向提供不同的畫面。相比于現有技術，本發明可使液晶透鏡在不同運行模式間切換，并由基礎面板配合該液晶透鏡以預定的頻率顯示不同的畫面。而且，本發明的雙重畫面顯示器的分光角度與內部厚度(即光柵與液晶顯示屏間的厚度)無關，只與液晶透鏡的設計有關，相同的設計可在不同尺寸及分辨率的顯示器上達成同樣的分光效果。此外，本發明的顯示器還可打開或關閉液晶透鏡，使其在雙重畫面顯示與單一畫面顯示之間進行自由轉換，提升產品的控制靈活度。
[0056]上文中，參照附圖描述了本發明的【具體實施方式】。但是，本領域中的普通技術人員能夠理解，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，還可以對本發明的【具體實施方式】作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本發明權利要求書所限定的范圍內。
【權利要求】
1.一種全分辨率的雙重畫面顯示器，其特征在于，所述雙重畫面顯示器包括: 一偏光板； 一基礎面板，位于所述偏光板的下方； 一背光模組，位于所述基礎面板的下方，用以提供一背光源出射的光線；以及 一液晶透鏡，包括至少兩種可切換的運行模式，當來自所述背光模組的光線入射所述液晶透鏡時，不同的運行模式對應不同的光線偏折方向，所述雙重畫面顯示器藉由不同的光線偏折方向來提供不同的畫面。
2.根據權利要求1所述的全分辨率的雙重畫面顯示器，其特征在于，所述液晶透鏡設置于所述偏光板與所述基礎面板之間。
3.根據權利要求1所述的全分辨率的雙重畫面顯示器，其特征在于，所述液晶透鏡設置于所述基礎面板與所述背光模組之間。
4.根據權利要求1所述的全分辨率的雙重畫面顯示器，其特征在于，所述液晶透鏡還包括一關閉模式，當所述液晶透鏡關閉時，所述雙重畫面顯示器提供同一畫面。
5.根據權利要求1所述的全分辨率的雙重畫面顯示器，其特征在于，所述液晶透鏡包括一第一電極、一第二電極以及夾設于所述第一電極和第二電極之間的一液晶層，藉由所述第一電極與第二電極間形成的電壓差值來切換所述液晶透鏡的運行模式。
6.根據權利要求5所述的全分辨率的雙重畫面顯示器，其特征在于，當所述電壓差值為第一電壓時，所述液晶透鏡工作于第一模式，所述雙重畫面顯示器沿第一光線偏折方向提供第一畫面并顯示；當所述電壓差值為第二電壓時，所述液晶透鏡工作于第二模式，所述雙重畫面顯示器沿第二光線偏折方向提供第二畫面并顯示。
7.根據權利要求6所述的全分辨率的雙重畫面顯示器，其特征在于，所述第一電壓和所述第二電壓的切換頻率為120Hz。
8.根據權利要求1所述的全分辨率的雙重畫面顯示器，其特征在于，所述雙重畫面顯示器為一立體顯示器，當所述液晶透鏡工作于不同的運行模式時，人的左眼和右眼分時接收不同的畫面以疊加構成一立體圖像。
9.一種全分辨率的雙重畫面顯示器的驅動方法，其特征在于，所述驅動方法包括以下步驟: 形成一偏光板； 形成一基礎面板于所述偏光板的下方； 形成一液晶透鏡于所述基礎面板的下方，所述液晶透鏡包括一第一電極、一第二電極以及夾設于所述第一電極和第二電極之間的一液晶層； 形成一背光模組于所述液晶透鏡的下方，以提供一背光源出射的光線；以及 以預設切換頻率將不同的電壓差值施加于所述液晶透鏡的第一電極和第二電極之間，使得所述液晶透鏡工作于可切換的兩種運行模式，不同的運行模式對應不同的光線偏折方向，當來自所述背光模組的光線入射所述液晶透鏡時，所述雙重畫面顯示器藉由不同的光線偏折方向來提供不同的畫面。
10.根據權利要求9所述的全分辨率的雙重畫面顯示器的驅動方法，其特征在于，當所述電壓差值為第一電壓時，所述液晶透鏡工作于第一模式，所述雙重畫面顯示器沿第一光線偏折方向提供第一畫面并顯示；當所述電壓差值為第二電壓時，所述液晶透鏡工作于第二模式，所述雙重畫面顯示器沿第二光線偏折方向提供第二畫面并顯示。
【文檔編號】G02F1/1335GK104330916SQ201410693558
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月26日 優先權日:2014年11月26日
【發明者】謝依珊 申請人:友達光電股份有限公司