一種顯示裝置及其驅動方法與流程
本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種顯示裝置及其驅動方法。
背景技術：
目前，三維(three-dimensional，3d)顯示技術已經備受關注，它可以使畫面變得立體逼真，3d顯示的原理是觀看者的左眼和右眼分別接收具有細微差異的圖像，兩幅圖像經過觀看者大腦的綜合分析后整合，使觀看者感知畫面呈現物體的深度，從而產生三維立體感。
現有的裸眼3d顯示裝置，如圖1所示，包括：液晶顯示面板100以及位于液晶顯示面板100的出光側的狹縫光柵110；其中，液晶顯示面板100包括多個第一顯示單元101和多個第二顯示單元102，且第一顯示單元101顯示左眼圖像l、第二顯示單元102顯示右眼圖像r；狹縫光柵110包括透光區111和遮光區112，狹縫光柵110具有分像作用，使觀看者的左眼只看到左眼圖像l，右眼只看到右眼圖像r，從而產生三維立體感。
上述3d顯示裝置需要借助狹縫光柵來實現3d顯示，會增加3d顯示裝置的整體厚度，并且，液晶顯示面板中彩膜層的色阻濾光原理會損耗至少60％的光能，通過提高背光模組的亮度來滿足3d顯示裝置的亮度要求，這無疑會增加3d顯示裝置的功耗。
技術實現要素：
有鑒于此，本發明實施例提供了一種顯示裝置及其驅動方法，用以減薄3d顯示裝置的整體厚度并提高其光透過率。
因此，本發明實施例提供了一種顯示裝置，包括：液晶顯示面板和位于所述液晶顯示面板的入光側的背光模組；
所述背光模組面向所述液晶顯示面板的表面設置有衍射光柵結構，用于在三維顯示模式下，使所述背光模組發出的光入射到所述液晶顯示面板后形成明暗相間的橫向排列、縱向延伸的條紋圖案；其中，各明條紋圖案以依次排列的至少三個為一組，每組包含的各所述明條紋圖案的顏色互不相同。
在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，所述背光模組，包括：導光板和位于所述導光板的第一側面的第一光源；
所述衍射光柵結構位于所述導光板面向所述液晶顯示面板的表面；
所述導光板的所述第一側面為斜面，用于使所述第一光源發出的光在所述導光板內發生多次反射并從所述衍射光柵結構出射。
在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，所述液晶顯示面板，包括：呈矩陣排列的多個亞像素、多條柵線和多條數據線；其中，每相鄰的兩條所述柵線和每相鄰的兩條所述數據線限定一個所述亞像素；
每個所述明條紋圖案對應一列所述亞像素，每個暗條紋圖案對應一列所述亞像素。
在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，所述背光模組，還包括：位于所述導光板的第二側面的第二光源；所述第二側面與所述第一側面相對；
所述導光板的所述第二側面為斜面，用于在二維顯示模式下，使所述第二光源發出的光在所述導光板內發生多次反射并從所述衍射光柵結構出射，在每個所述暗條紋圖案處形成顏色和與該暗條紋圖案相鄰的兩個所述明條紋圖案的顏色不同的明條紋圖案。
在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，所述第一側面的傾斜角度與所述第二側面的傾斜角度不同。
在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，所述背光模組，還包括：位于所述導光板背離所述液晶顯示面板一側的反射膜。
在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，所述背光模組，還包括：位于所述導光板面向所述液晶顯示面板一側的散射膜。
在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，所述第一光源和所述第二光源為偏振光源；所述液晶顯示面板還包括：相對而置的陣列基板和對向基板，以及位于所述陣列基板與所述對向基板之間的液晶層；
所述陣列基板背離所述對向基板的一側為出光側，所述液晶顯示面板還包括：位于所述陣列基板背離所述對向基板一側的第一偏光片；或者，
所述對向基板背離所述陣列基板的一側為出光側，所述液晶顯示面板還包括：位于所述對向基板背離所述陣列基板一側的第一偏光片。
在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，所述第一光源和所述第二光源為非偏振光源；
所述液晶顯示面板還包括：相對而置的陣列基板和對向基板，位于所述陣列基板與所述對向基板之間的液晶層，位于所述對向基板背離所述陣列基板一側的第二偏光片，以及位于所述陣列基板背離所述對向基板一側的第三偏光片。
在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，所述衍射光柵結構為正弦相位光柵結構。
本發明實施例還提供了一種顯示裝置的驅動方法，包括：
在三維顯示模式下，將第一光源處于開啟狀態，所述第一光源發出的光經衍射光柵后入射到液晶顯示面板，形成明暗相間的橫向排列、縱向延伸的條紋圖案，各明條紋圖案以依次排列的至少三個為一組，每組包含的各所述明條紋圖案的顏色互不相同。
在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述驅動方法中，還包括：
在二維顯示模式下，將所述第一光源和第二光源處于開啟狀態，所述第一光源發出的光經所述衍射光柵后入射到所述液晶顯示面板，形成明暗相間的橫向排列、縱向延伸的條紋圖案，各所述明條紋圖案以依次排列的至少三個為一組，每組包含的各所述明條紋圖案的顏色互不相同；所述第二光源發出的光經所述衍射光柵后入射到所述液晶顯示面板，在每個暗條紋圖案處形成顏色和與該暗條紋圖案相鄰的兩個所述明條紋圖案的顏色不同的明條紋圖案。
本發明實施例提供的上述顯示裝置及其驅動方法，該顯示裝置包括液晶顯示面板和位于液晶顯示面板的入光側的背光模組，背光模組面向液晶顯示面板的表面設置有衍射光柵結構，在三維顯示模式下，背光模組發出的光經衍射光柵結構入射到液晶顯示面板后可以形成明暗相間的橫向排列、縱向延伸的條紋圖案，各明條紋圖案以依次排列的至少三個為一組，每組包含的各明條紋圖案的顏色互不相同，這樣，利用背光模組表面的衍射光柵結構代替液晶顯示面板中的彩膜層以及液晶顯示面板的出光側的狹縫光柵，不僅可以減薄顯示裝置的整體厚度，而且可以避免由于色阻材料的彩膜層所導致的光損失，從而可以提高顯示裝置的光透過率，相應地降低顯示裝置的功耗。
附圖說明
圖1為現有的三維顯示裝置的結構示意圖；
圖2為本發明實施例提供的顯示裝置的結構示意圖之一；
圖3為本發明實施例提供的顯示裝置在二維顯示模式或三維顯示模式下的示意圖；
圖4a為本發明實施例提供的顯示裝置中的衍射光柵結構的結構示意圖；
圖4b為圖4a沿aa方向的剖視圖；
圖5和圖6分別為本發明實施例提供的顯示裝置的結構示意圖之二；
圖7為本發明實施例提供的顯示裝置中的第一光源和第二光源發出的光形成的條紋圖案。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖，對本發明實施例提供的顯示裝置及其驅動方法的具體實施方式進行詳細地說明。顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
附圖中各部件的形狀和厚度不反映其真實比例，目的只是示意說明本發明內容。
本發明實施例提供的一種顯示裝置，如圖2所示，包括：液晶顯示面板1和位于液晶顯示面板1的入光側的背光模組2；
背光模組2面向液晶顯示面板1的表面設置有衍射光柵結構20，用于在三維顯示模式下，使背光模組2發出的光入射到液晶顯示面板1后形成明暗相間的橫向排列、縱向延伸的條紋圖案；其中，各明條紋圖案以依次排列的至少三個為一組，每組包含的各明條紋圖案的顏色互不相同。
例如，如圖3所示，以依次排列的三個明條紋圖案為一組(如圖3所示的虛線框所示)，每組包含的三個明條紋圖案的顏色分別為紅色(r1)、綠色(g1)和藍色(b1)，從衍射光柵出射的光形成明暗相間的條紋圖案，照射到液晶顯示面板中的亞像素10，可以使觀看者的左眼只看到左眼圖像，右眼只看到右眼圖像，左眼圖像與右眼圖像具有細微差異，從而實現3d顯示效果。當然，也可以以依次排列的四個明條紋圖案為一組，每組包含的四個明條紋圖案的顏色分別為紅色、綠色、藍色和黃色，在此不做限定。
本發明實施例提供的上述顯示裝置，背光模組發出的光經衍射光柵結構入射到液晶顯示面板后形成明暗相間的橫向排列、縱向延伸的條紋圖案，其中，明條紋圖案相當于彩色背光，暗條紋圖案相當于狹縫光柵，這樣，可以利用背光模組表面的衍射光柵結構代替液晶顯示面板中的彩膜層以及液晶顯示面板的出光側的狹縫光柵，不僅可以減薄顯示裝置的整體厚度，而且可以避免由于色阻材料的彩膜層所導致的光損失，從而可以提高顯示裝置的光透過率，相應地降低顯示裝置的功耗。
在具體實施時，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，衍射光柵結構具體可以為正弦相位光柵結構，可以調制光的出射角度并使光發生色散。當然，本發明實施例提供的上述顯示裝置中背光模組表面的衍射光柵結構還可以為能夠產生明暗相間彩色條紋的其他結構，在此不做限定。具體地，可以通過光刻工藝在背光模組的表面形成衍射光柵結構。
下面對正弦相位光柵結構的具體結構和原理進行詳細說明。如圖4a和圖4b所示，圖4b為圖4a沿aa方向的剖視圖，正弦相位光柵結構的傾斜角度為θg，光柵常數為λ，光柵長度為l，光柵厚度為d呈正弦變化，光柵的折射率為δn(或者，也可以將正弦相位光柵結構的厚度d固定，折射率δn呈正弦變化)，復振幅投射系數為
由此可知，光的出射角度只與光柵的傾斜角度θg，光柵常數λ以及出射光的波長λ相關，通過合理地設置正弦相位光柵結構的參數，可以使經過正弦相位光柵結構后形成的衍射條紋為如圖3所示的效果，實現利用背光模組表面的衍射光柵結構代替液晶顯示面板中的彩膜層以及液晶顯示面板的出光側的狹縫光柵，不僅可以減薄顯示裝置的整體厚度，而且可以避免由于色阻材料的彩膜層所導致的光損失，從而可以提高顯示裝置的光透過率，相應地降低顯示裝置的功耗。
在具體實施時，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，如圖5所示，背光模組2，可以包括：導光板21和位于導光板21的第一側面的第一光源22；衍射光柵結構(圖5中未示出)位于導光板21面向液晶顯示面板1的表面；導光板21的第一側面為斜面，用于使第一光源22發出的光在導光板21內發生多次反射并從衍射光柵結構出射(如圖5所示的實線所示)；具體地，第一光源22發出的光被反射到導光板21設置有衍射光柵結構的一面時可以從衍射光柵結構出射，第一光源22發出的光被反射到導光板21的另一面時會被反射回設置有衍射光柵結構的一面并從衍射光柵結構出射；第一光源22發出的光為白光，從衍射光柵結構出射的光形成明暗相間的橫向排列、縱向延伸的條紋圖案，明條紋圖案以依次排列的三個為一組，每組包含的三個明條紋圖案的顏色分別為紅色(r)、綠色(g)、藍色(b)。
在具體實施時，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，液晶顯示面板，可以包括：呈矩陣排列的多個亞像素、多條柵線和多條數據線；其中，每相鄰的兩條柵線和每相鄰的兩條數據線限定一個亞像素；具體地，每個明條紋圖案可以對應一列亞像素，每個暗條紋圖案可以對應一列亞像素；或者，每個明條紋圖案也可以對應多列亞像素，每個暗條紋圖案也可以對應多列亞像素，在此不做限定。具體地，可以根據實際需要設置衍射光柵結構的參數，調整每個明條紋圖案與每個暗條紋圖案對應的亞像素的列數。
在具體實施時，本發明實施例提供的上述顯示裝置，背光模組中的第一光源發出的光從衍射光柵出射后形成明暗相間的條紋圖案，照射到液晶顯示面板，可以使觀看者的左眼只看到左眼圖像，右眼只看到右眼圖像；在三維顯示模式下，左眼圖像與右眼圖像具有細微差異，使觀看者感知畫面呈現物體的深度而產生三維立體感，實現3d顯示效果；在二維顯示模式下，左眼圖像與右眼圖像相同，實現2d顯示效果。但值得注意的是，本發明實施例提供的上述顯示裝置在二維顯示模式下，觀看者的左眼和右眼分別接收由液晶顯示面板中一半的亞像素形成的圖像，因此，本發明實施例提供的上述顯示裝置在二維顯示模式下的分辨率損失了一半。
基于此，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，如圖6所示，背光模組2，還可以包括：位于導光板21的第二側面的第二光源23；第二側面與第一側面相對；導光板21的第二側面為斜面，第二光源23發出的光在導光板21內發生多次反射并從衍射光柵結構(圖6中未示出)出射(如圖6所示的虛線所示)，具體地，第二光源23發出的光被反射到導光板21設置有衍射光柵結構的一面時可以從衍射光柵結構出射，第二光源23發出的光被反射到導光板21的另一面時會被反射回設置有衍射光柵結構的一面并從衍射光柵結構出射；在二維顯示模式下，第一光源22和第二光源23均處于開啟狀態，第一光源22發出的光從衍射光柵出射后形成如圖3所示的明暗相間的條紋圖案(暗、r1、暗、g1、暗、b1、暗)，第二光源23發出的光從衍射光柵出射后在如圖3所示的條紋圖案中的每個暗條紋圖案處形成顏色和與該暗條紋圖案相鄰的兩個明條紋圖案的顏色不同的明條紋圖案，從而得到如圖7所示的條紋圖案(g2、r1、b2、g1、r2、b1、g2)；如圖7所示的條紋圖案中的每個明條紋圖案與液晶顯示面板中的一列亞像素相對應，如圖7所示的整個條紋圖案相當于彩色背光，本發明實施例提供的上述顯示裝置在二維顯示模式下，觀看者的左眼和右眼可以分別接收由液晶顯示面板中全部的亞像素形成的圖像，從而可以使本發明實施例提供的上述顯示裝置在二維顯示模式下的分辨率提高一倍。
在具體實施時，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，如圖6所示，可以將第一側面的傾斜角度與第二側面的傾斜角度設置為不同，這樣，可以使第一光源22發出的光射入導光板21的角度與第二光源23發出的光射入導光板21的角度不同，從而使第一光源22發出的光從衍射光柵出射后形成的條紋圖案的位置與第二光源23發出的光從衍射光柵出射后形成的條紋圖案的位置不同，從而得到如圖7所示的條紋圖案。
較佳地，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，如圖5和圖6所示，背光模組2，還可以包括：位于導光板21背離液晶顯示面板1一側的反射膜24；這樣，第一光源22發出的光照射到導光板21中未設置衍射光柵結構的一面時，會被全部反射回設置有衍射光柵結構的一面并從衍射光柵結構出射，從而可以提高第一光源22的光利用率；同理，第二光源23發出的光照射到導光板21中未設置衍射光柵結構的一面時，會被全部反射回設置有衍射光柵結構的一面并從衍射光柵結構出射，從而可以提高第二光源22的光利用率。
在具體實施時，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，由于第一光源發出的光在導光板內發生多次反射，因此，從衍射光柵結構出射的光的出射角度一致，也就是說，第一光源發出的光從衍射光柵結構出射后只沿某一方向傳播，這樣，會使本發明實施例提供的上述顯示裝置的視角較窄。基于此，為了實現寬視角顯示，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，如圖5和圖6所示，背光模組2，還可以包括：位于導光板21面向液晶顯示面板1一側的散射膜25；從衍射光柵結構出射的光經散射膜25后可以沿各個方向均勻傳播。
在具體實施時，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中，第一光源和第二光源可以為偏振光源；或者，第一光源和第二光源也可以為非偏振光源，在此不做限定。
具體地，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中的第一光源和第二光源為偏振光源時，液晶顯示面板，如圖5所示，還可以包括：相對而置的陣列基板11和對向基板12，以及位于陣列基板11與對向基板12之間的液晶層13；如圖5所示，可以將對向基板12背離陣列基板11的一側設置為出光側，即背光模組2位于陣列基板11背離對向基板12的一側，或者，也可以將陣列基板背離對向基板的一側設置為出光側，即背光模組位于對向基板背離陣列基板的一側，在此不做限定；如圖5所示，在對向基板12背離陣列基板11的一側為出光側時，液晶顯示面板還可以包括：位于對向基板12背離陣列基板11一側的第一偏光片14，這樣，無需在陣列基板11背離對向基板12的一側設置偏光片，不僅可以降低顯示裝置的整體厚度，還可以進一步地提高背光模組2的光利用率；在陣列基板背離對向基板的一側為出光側時，液晶顯示面板還可以包括：位于陣列基板背離對向基板一側的第一偏光片，這樣，無需在對向基板背離陣列基板的一側設置偏光片，不僅可以降低顯示裝置的整體厚度，還可以進一步地提高背光模組的光利用率。
具體地，在本發明實施例提供的上述顯示裝置中的第一光源和第二光源為非偏振光源時，液晶顯示面板，如圖6所示，還可以包括：相對而置的陣列基板11和對向基板12，位于陣列基板11與對向基板12之間的液晶層13，位于對向基板12背離陣列基板11一側的第二偏光片15，以及位于陣列基板11背離對向基板12一側的第三偏光片16。需要說明的是，如圖6所示，可以將對向基板12背離陣列基板11的一側設置為出光側，即背光模組2位于陣列基板11背離對向基板12的一側；或者，也可以將陣列基板背離對向基板的一側設置為出光側，即背光模組位于對向基板背離陣列基板的一側，在此不做限定。
針對本發明實施例提供的上述顯示裝置，本發明實施例還提供了一種顯示裝置的驅動方法，包括：
在三維顯示模式下，將第一光源處于開啟狀態，第一光源發出的光經衍射光柵后入射到液晶顯示面板，形成明暗相間的橫向排列、縱向延伸的條紋圖案，各明條紋圖案以依次排列的至少三個為一組，每組包含的各明條紋圖案的顏色互不相同。
本發明實施例提供的上述顯示裝置的驅動方法，第一光源發出的光從衍射光柵出射后形成明暗相間的條紋圖案，照射到液晶顯示面板，可以使觀看者的左眼只看到左眼圖像，右眼只看到右眼圖像；在三維顯示模式下，左眼圖像與右眼圖像具有細微差異，使觀看者感知畫面呈現物體的深度而產生三維立體感，實現3d顯示效果；在二維顯示模式下，左眼圖像與右眼圖像相同，實現2d顯示效果。
需要說明的是，本發明實施例提供的上述驅動方法，在二維顯示模式下，觀看者的左眼和右眼分別接收由液晶顯示面板中一半的亞像素形成的圖像，使得二維顯示模式下的分辨率損失了一半。
基于此，在本發明實施例提供的上述驅動方法中，還可以包括：在二維顯示模式下，將第一光源和第二光源處于開啟狀態，第一光源發出的光經衍射光柵后入射到液晶顯示面板，形成明暗相間的橫向排列、縱向延伸的條紋圖案，各明條紋圖案以依次排列的至少三個為一組，每組包含的各明條紋圖案的顏色互不相同；第二光源發出的光經衍射光柵后入射到液晶顯示面板，在每個暗條紋圖案處形成顏色和與該暗條紋圖案相鄰的兩個明條紋圖案的顏色不同的明條紋圖案；這樣，在二維顯示模式下，觀看者的左眼和右眼可以分別接收由液晶顯示面板中全部的亞像素形成的圖像，從而可以使二維顯示模式下的分辨率提高一倍。
本發明實施例提供的上述驅動方法的實施與本發明實施例提供的上述顯示裝置的實施例類似，重復之處不再贅述。
需要說明的是，本發明實施例提供的上述顯示裝置，可以為手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本電腦、數碼相框、導航儀等任何具有顯示功能的產品或部件，在此不做限定。
本發明實施例提供的一種顯示裝置及其驅動方法，該顯示裝置包括液晶顯示面板和位于液晶顯示面板的入光側的背光模組，背光模組面向液晶顯示面板的表面設置有衍射光柵結構，在三維顯示模式下，背光模組發出的光經衍射光柵結構入射到液晶顯示面板后可以形成明暗相間的橫向排列、縱向延伸的條紋圖案，各明條紋圖案以依次排列的至少三個為一組，每組包含的各明條紋圖案的顏色互不相同，這樣，利用背光模組表面的衍射光柵結構代替液晶顯示面板中的彩膜層以及液晶顯示面板的出光側的狹縫光柵，不僅可以減薄顯示裝置的整體厚度，而且可以避免由于色阻材料的彩膜層所導致的光損失，從而可以提高顯示裝置的光透過率，相應地降低顯示裝置的功耗。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
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