立體圖像顯示器的制作方法

專利名稱：立體圖像顯示器的制作方法
立體圖像顯示器技術領域
本發明的實施方式涉及能夠選擇性地實現二維平面圖像(以下稱為“2D圖像”)和 三維立體圖像(以下稱為“3D圖像”)的立體圖像顯示器。
背景技術：
由于各種內容和電路技術的發展，能夠選擇性地實現2D圖像和3D圖像的立體圖 像顯示器已被開發并投入市場。用于實現立體圖像顯示器的3D圖像的方法主要分為立體 技術和自動立體技術。
立體技術利用用戶的左眼和右眼之間的視差圖像并且具有良好的立體效果，立體 技術包括已經投入實際使用的眼鏡型方法和非眼鏡型方法。在非眼鏡型方法中，通常將例 如視差屏障的用于分離左眼和右眼之間的視差圖像的光軸的光學板安裝在顯示屏的前面 或后面。在眼鏡型方法中，各自具有不同的偏振方向的左眼圖像和右眼圖像顯示在顯示面 板上，并且利用偏振眼鏡或液晶(LC)快門眼鏡來實現立體圖像。
LC快門眼鏡型立體圖像顯示器在顯示元件上每一幀交替地顯示左眼圖像和右眼 圖像，并且與顯示定時同步地打開和關閉LC快門眼鏡的左眼快門和右眼快門，從而實現3D 圖像。在LC快門眼鏡型立體圖像顯示器中，由于LC快門眼鏡具有短的數據打開時間，所以 3D圖像的亮度低。此外，由于在顯示元件和LC快門眼鏡之間的同步以及開/關轉換響應特 性，會產生嚴重的3D串擾。
在偏振眼鏡型立體圖像顯示器中，將例如圖案化延遲器的偏振分離器件附接至顯 示面板。圖案化延遲器分離顯示在顯示面板上的左眼圖像和右眼圖像的偏振光。當觀看者 觀看偏振眼鏡型立體圖像顯示器上的立體圖像時，觀看者佩戴偏振眼鏡。由此，觀看者通過 偏振眼鏡的左眼濾光器看見左眼圖像的偏振光，并且通過偏振眼鏡的右眼濾光器看見右眼 圖像的偏振光，從而給出立體感覺。
現有的偏振眼鏡型立體圖像顯示器的顯示面板可以使用液晶顯示面板。由于液晶 顯示面板的上玻璃基板的厚度和上偏振板的厚度導致在液晶顯示面板的像素陣列與圖案 化延遲器之間產生視差，進而導致較差的垂直視角。當觀看者以比與液晶顯示面板的正面 更高或更低的垂直視角觀看顯示在偏振眼鏡型立體圖像顯示器上的立體圖像時，他或她在 用一只眼睛(即，左眼或右眼)觀看立體圖像時可能感覺到左眼圖像與右眼圖像彼此交疊的 3D串擾。
為了解決偏振眼鏡型立體圖像顯示器中的垂直視角處的3D串擾問題，日本特許 公開第2002-185983號提出了一種用于在立體圖像顯示器的圖案化延遲器(或3D膜)上形 成黑條(black stripe)的方法。在與該方法不同的方法中，可以增大形成在液晶顯示面板 上的黑底的寬度。然而，在圖案化延遲器上形成黑條會導致2D圖像和3D圖像的亮度降低， 并且黑底會與黑條相互影響，從而產生莫爾波紋(moir6)。此外，黑底的寬度增大可能降低 開口率，從而降低2D圖像和3D圖像的亮度。
為了解決日本特許公開第2002-185983號中公開的偏振眼鏡型立體圖像顯示器的問題，在對應于本申請人的(2009年4月17日提交的)韓國專利申請No. 10-2009-0033534 和(2009年8月5日提交的)美國申請No. 12/536,031 (通過引用將其全部內容并入本文) 中公開了用于將顯示面板的各個像素劃分為兩部分并利用有源黑條控制該兩部分中的一 個的技術。由本申請人提出的立體圖像顯示器將各個像素劃分為兩部分，在2D模式中將2D 圖像數據寫入各個劃分的像素，從而防止2D圖像的亮度降低，還在3D模式中在各個像素的 經劃分的一個部分上顯示3D圖像并在另一部分上顯示黑色圖像，從而擴展3D圖像的垂直 視角。然而，在有源黑條技術中，選通線的數量由于各個像素被分為兩部分而加倍，因此，選 通驅動器的構造變得復雜。發明內容
本發明的實施方式提供了一種能夠改進2D圖像的亮度以及3D圖像的垂直視角而 無需增加選通線的數量的立體圖像顯示器。
在一個方面，一種立體圖像顯示器，包括被配置為選擇性地顯示2D圖像和3D圖 像的顯示面板，該顯示面板包括多個像素；以及被配置為將來自所述顯示面板的光分為第 一偏振光和第二偏振光的圖案化延遲器，其中，所述多個像素中的各個像素包括主顯示單 元，所述主顯示單元包括第一像素電極和第一公共電極，所述第一像素電極通過第一薄膜 晶體管(TFT)連接至數據線，所述第一公共電極與所述第一像素電極相對并且連接至上公 共線；輔顯示單元，所述輔顯示單元包括第二像素電極和第二公共電極，所述第二像素電極 通過第二 TFT連接至所述數據線并且通過放電控制TFT連接至所述上公共線，所述第二公 共電極與所述第二像素電極相對并且連接至所述上公共線；以及線單元，所述線單元布置 在所述主顯示單元和所述輔顯示單元之間，所述線單元包括選通線和放電控制線，通過所 述選通線向所述第一 TFT和所述第二 TFT共同施加掃描脈沖，通過所述放電控制線向所述 放電控制TFT施加放電控制電壓，其中，下公共線形成到所述主顯示單元和所述輔顯示單 元的外部，通過所述下公共線向所述上公共線施加公共電壓。
所述下公共線包括第一下公共線和第二下公共線，該第一下公共線包圍所述主顯 示單元的外部同時朝向所述線單元敞開，該第二下公共線包圍所述輔顯示單元的外部同時 朝向所述線單元敞開。
所述第一 TFT和所述第二 TFT形成在所述選通線上。所述主顯示單元的第一存儲 電容器、所述輔顯示單元的第二存儲電容器、以及所述放電控制TFT形成在所述放電控制 線上。
所述第一存儲電容器由所述第一 TFT的漏極與所述放電控制線形成，所述第一 TFT的漏極與所述放電控制線彼此交疊并且其間插置有柵絕緣層。所述第二存儲電容器由 所述第二 TFT的漏極與所述放電控制線形成，所述第二 TFT的漏極與所述放電控制線彼此 交疊并且其間插置有柵絕緣層。
當實現2D圖像時，向多個像素的放電控制TFT共同施加與掃描脈沖的選通低電 壓具有相同電平的放電控制電壓。當實現3D圖像時，向所述多個像素的所述放電控制 TFT共同施加具有比所述選通低電壓高并且比所述掃描脈沖的選通高電壓低的略微導通 (slight-on)電平的放電控制電壓。
所述線單元的所述選通線和所述放電控制線形成在與所述下公共線相同水平的層上，并在所述主顯示單元與所述輔顯示單元之間交叉，以彼此平行地定位。


包括附圖以提供對本發明的進一步的理解，附圖被并入并組成該說明書的一部 分，附圖例示了本發明的實施方式，并且與說明書一起用于解釋本發明的原理。在附圖中
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圖1和圖2例示了根據本發明的示例實施方式的偏振眼鏡型立體圖像顯示器 3示意性例示了在圖2中示出的多個像素中的一個像素；4例示了取決于驅動模式的放電控制電壓的生成電平；5是根據本發明的示例實施方式的像素的等效電路圖；6例示了線單元的選通線和放電控制線以及形成在像素外部的下公共線；7詳細例示了具有如圖5所示的電路構造的像素的線單元；8A是沿圖7的線1-1’截取的截面圖；SB是沿圖7的線2-2’截取的截面圖；9例示了在各驅動模式中的像素的充電和放電波形；以及 10例示了 2D模式和3D模式中的像素的顯示圖像。
具體實施方式
下面將具體描述本發明的實施方式，在附圖中例示了其示例。相同的附圖標記將 盡可能地在整個附圖中表示相同的或相似的部件。應注意的是，如果已知技術的具體描述 被確定為會誤導本發明的實施方式，則省略這些已知技術的具體描述。
將參照圖1至圖10描述本發明的示例實施方式。
圖1和圖2例示了根據本發明的示例實施方式的偏振眼鏡型立體圖像顯示器。圖 3示意性例示了在圖2中示出的多個像素中的一個像素。圖4例示了取決于驅動模式的放 電控制電壓的生成電平。
如圖1至圖4所示，根據本發明的實施方式的立體圖像顯示器包括顯示元件10、圖 案化延遲器20、控制器30、面板驅動電路40和偏振眼鏡50。
顯示元件10可以實現為例如以下各項的平板顯示器液晶顯示器(IXD)、場致發 射顯示器(FED)、等離子顯示板(PDP)顯示器、包括無機電致發光元件和有機發光二極管 (OLED)的電致發光裝置(EL)、以及電泳顯示器(EH))。在下面的描述中，利用液晶顯示器作 為顯示元件10來描述根據本發明的實施方式的立體圖像顯示器。
顯示元件10包括顯示面板11、上偏振膜I la、下偏振膜lib。
顯示面板11在2D模式中顯示2D圖像，并且在3D模式中顯示3D圖像。顯示面板 11包括上玻璃基板、下玻璃基板以及在上玻璃基板和下玻璃基板之間的液晶層。多條數據 線DL、與多條數據線DL交叉的多條選通線GL、彼此電連接并供應有公共電壓Vcom的下公 共線VCLla及VCLlb和上公共線VCL2、供應有放電控制電壓V3D的放電控制線V3DL等形成 在顯示面板11的下玻璃基板上。黑底和濾色器形成在顯示面板11的上玻璃基板上。
上偏振膜Ila附接至顯示面板11的上玻璃基板，并且下偏振膜Ilb附接至顯示面 板11的下玻璃基板。用于設置液晶的預傾角的對準層分別形成在顯示面板11的上玻璃基 板和下玻璃基板上。在例如扭曲向列(TN)模式和垂直對準(VA)模式的垂直電場驅動方式中，供應有公共電壓Vcom的公共電極可以形成在上玻璃基板上。在例如面內切換(IPS)模 式和邊緣場切換(FFS)模式的水平電場驅動方式中，公共電極可以與像素電極一起形成在 下玻璃基板上。柱狀間隔體可以形成在上玻璃基板和下玻璃基板之間，以保持顯示面板11 的液晶單元的單元間隙恒定。
根據本發明的實施方式的顯示元件10可以實現為包括透射式液晶顯示器、半透 射式液晶顯示器以及反射式液晶顯示器的任何類型的液晶顯示器。背光單元12在透射式 液晶顯示器和半透射式液晶顯示器中是必需的。背光單元12可以實現為直下式背光單元 或邊緣式背光單元。
基于數據線DL和選通線GL之間的交叉結構將多個單元像素按照矩陣形式布置在 顯示面板11上，從而構成像素陣列。各單元像素包括分別顯示紅色、綠色和藍色圖像的三 個像素PIX。如圖3所示，各個像素PIX包括主顯示單元MP和充當黑條的輔顯示單元SP， 主顯示單元MP和輔顯示單元SP之間插置有線單元。也就是說，各個像素PIX的主顯示單 元MP和輔顯示單元SP位于線單元的相對側。包括在各個像素的線單元中的選通線GL和 放電控制線V3DL在主顯示單元MP和輔顯示單元SP之間交叉，以彼此平行地定位。第一下 公共線VCLla包圍主顯示單元MP的外部同時朝向線單元敞開。第二下公共線VCLlb包圍 輔顯示單元SP的外部同時朝向線單元敞開。
主顯示單元MP通過第一薄膜晶體管(TFT) STl連接至數據線DL。輔顯示單元SP 通過第二 TFT ST2連接至數據線DL，并且通過放電控制TFT DST連接至上公共線VCL2。響 應于來自選通線GL的掃描脈沖SCAN (在圖4中示出)，第一 TFT STl和第二 TFT ST2同時 導通或關斷。掃描脈沖SCAN在選通低電壓VGL和選通高電壓VGH之間擺動。響應于通過 放電控制線V3DL供應的放電控制電壓V3D，放電控制TFT DST導通或關斷。
如圖4所示，響應于模式選擇信號SEL在不同的電平處生成放電控制電壓V3D。更 具體地，在2D模式，可以在與能夠使放電控制TFT DST關斷的選通低電壓VGL相同的電壓 電平處生成放電控制電壓V3D。在3D模式，可以在高于選通低電壓VGL并低于選通高電壓 VGH的略微導通電平SOL處生成放電控制電壓V3D，使得其能使放電控制TFT DST略微導 通。在略微導通狀態下的TFT的溝道電阻大于在完全導通(full-on)狀態下的TFT的溝道 電阻。也就是說，在略微導通狀態下的TFT的源極和漏極之間流動的電流量少于在完全導 通狀態下的TFT的源極和漏極之間流動的電流量。在3D模式下，放電控制電壓V3D可以周 期性地降低至選通低電壓VGL的電平，以減少放電控制TFT DST的劣化。在對應于本申請 人的(2011年7月15日提交的)韓國專利申請No. 10-2011-0070327和(2011年9月7日提 交的)No. 10-2011-0090874中具體地公開了上述情況，在此通過引用將它們整體并入。當 選通低電壓VGL大約是-5V至OV并且選通高電壓VGH大約是25V至30V時，略微導通SOL 的電壓可以大約是8V至12V。
主顯示單元MP在2D模式下顯示2D圖像的視頻數據，并且在3D模式下顯示3D圖 像的視頻數據。輔顯示單元SP在2D模式下顯示2D圖像的視頻數據，但是在3D模式下呈 現黑色灰度級，從而充當有源黑條。輔顯示單元SP在2D模式下增加開口率和2D圖像的亮 度，并且在3D模式下增加3D圖像的垂直視角。可以考慮顯示面板的驅動特性、顯示圖像的 亮度、3D圖像的垂直視角、所應用的產品的特性等來適當地設計一個像素PIX的主顯示單 元MP和輔顯示單元SP的大小和形狀。
圖案化延遲器20附接至顯示面板11的上偏振膜11a。第一圖案22形成在圖案化 延遲器20的各個奇數行上，并且第二圖案24形成在圖案化延遲器20的各個偶數行上。第 一圖案22的光吸收軸不同于第二圖案24的光吸收軸。第一圖案22與像素陣列的奇數水 平像素行相對，并且第二圖案24與像素陣列的偶數水平像素行相對。第一圖案22使通過 上偏振膜Ila入射的線偏振光的相位延遲四分之一波長,并且透射該線偏振光作為第一偏 振光(例如，左圓偏振光)。第二圖案24使通過上偏振膜Ila入射的線偏振光的相位延遲四 分之三波長，并且透射該線偏振光作為第二偏振光(例如，右圓偏振光)。
控制器30響應于模式選擇信號SEL按照2D模式或3D模式控制面板驅動電路40 的操作。控制器30通過例如觸摸屏、在屏顯示(0SD)、鍵盤、鼠標和遙控器的用戶接口接收 模式選擇信號SEL。控制器30可以響應于模式選擇信號SEL在2D操作模式和3D操作模式 之間進行切換。控制器30檢測編碼到輸入圖像的數據中的2D/3D識別碼(例如，能夠編碼 到數字廣播標準的電子節目指南(EPG)或電子服務指南(ESG)中的2D/3D識別碼)，從而在 2D模式和3D模式之間進行區分。
在3D模式下，控制器30將從視頻源接收到的3D圖像的視頻數據劃分為左眼圖像 的RGB數據和右眼圖像的RGB數據，接著將左眼圖像的RGB數據和右眼圖像的RGB數據供 應至面板驅動電路40的數據驅動器41。為此，控制器30可以包括3D格式化器(未示出)。 在2D模式下，控制器30將從視頻源接收到的2D圖像的RGB數據供應至數據驅動器41。控 制器30可以包括3D板(未示出)來生成放電控制電壓V3D。
控制器30生成用于利用例如垂直同步信號Vsync、水平同步信號Hsync、數據使能 DE和點時鐘DCLK的定時信號控制面板驅動電路40的操作定時的控制信號。
用于控制面板驅動電路40的數據驅動器41的操作定時的數據控制信號包括源起 始脈沖SSP、源采樣時鐘SSC、源輸出使能S0E、極性控制信號POL等。源起始脈沖SSP指示 在顯示與一個水平行相對應的數據的一個水平周期中所述與一個水平行相對應的數據的 供應起始時間。源采樣時鐘SSC基于其上升沿或下降沿控制數據的鎖存操作。源輸出使能 SOE控制數據驅動器41的輸出。極性控制信號POL控制要供應至顯示面板11的液晶單元 的數據電壓的極性。
用于控制面板驅動電路40的選通驅動器42的操作定時的選通控制信號包括選通 起始脈沖GSP、選通移位時鐘GSC、選通輸出使能GOE等。選通起始脈沖GSP指示在顯示一 個畫面的一個垂直周期中掃描操作的起始水平行。選通移位時鐘GSC輸入至選通驅動器42 內部的移位寄存器，并且順序地對選通起始脈沖GSP進行移位。選通輸出使能GOE控制選 通驅動器42的輸出。
控制器30將與輸入幀頻率同步的定時信號Vsync、Hsync、DE和DCLK的頻率乘以 N以獲得(f XN)Hz的幀頻率，其中，N是等于或大于2的正整數，并且f是輸入幀頻率。因 此，控制器30可以基于(f X N) Hz的幀頻率控制面板驅動電路40的操作。輸入幀頻率在相 位交替行(PAL )方案中是50Hz，而在國家電視標準委員會(NTSC )方案中是60Hz。
面板驅動電路40包括用于驅動顯示面板11的數據線DL的數據驅動器41以及用 于驅動顯示面板11的選通線GL的選通驅動器42。
數據驅動器41包括多個驅動集成電路(1C)。多個驅動IC中的各IC包括移位寄 存器、鎖存器、數模轉換器(DAC)、輸出緩沖器等。數據驅動器41響應于數據控制信號SSP、SSC和SOE對2D圖像或3D圖像的RGB數據進行鎖存。數據驅動器41響應于極性控制信號 POL將2D圖像或3D圖像的RGB數據轉換為模擬正伽瑪補償電壓和模擬負伽瑪補償電壓，并 且轉換數據電壓的極性。數據驅動器41將數據電壓輸出至數據線DL，使得數據電壓與從選 通驅動器42輸出的掃描脈沖(或者選通脈沖)同步。可以通過卷帶自動接合(TAB)工藝將 數據驅動器41的驅動IC接合至顯示面板11的下玻璃基板。
選通驅動器42響應于選通控制信號GSP、GSC和GOE生成在選通高電壓VGH和選 通低電壓VGL之間擺動的掃描脈沖。選通驅動器42響應于選通控制信號GSP、GSC和GOE 以行順序方式將掃描脈沖供應至選通線GL。選通驅動器42包括選通移位寄存器陣列等。 選通驅動器42的選通移位寄存器陣列可以以板內選通驅動器(GIP)方式形成在顯示面板 11的顯示區域(其中形成有像素陣列)外部的非顯示區域中。包括在選通移位寄存器陣列 中的多個選通移位寄存器可以以GIP方式在像素陣列的TFT工藝中與像素陣列一起形成。 選通驅動器42的選通移位寄存器陣列可以實現為通過TAB工藝接合到顯示面板11的下玻 璃基板的多個驅動1C。
偏振眼鏡50包括具有左眼偏振濾光器的左眼鏡片50L和具有右眼偏振濾光器的 右眼鏡片50R。左眼偏振濾光器具有與圖案化延遲器20的第一圖案22相同的光吸收軸，并 且右眼偏振濾光器具有與圖案化延遲器20的第二圖案24相同的光吸收軸。例如，可以將 左圓偏振濾光器選為偏振眼鏡50的左眼偏振濾光器，并且可以將右圓偏振濾光器選為偏 振眼鏡50的右眼偏振濾光器。當觀看者佩戴偏振眼鏡50時，他或她通過他或她的左眼僅 觀看左眼圖像，并且通過他或她的右眼僅觀看右眼圖像。結果，他/她可以通過雙眼視差感 覺到立體感。
圖5是根據本發明的示例實施方式的像素的等效電路圖。圖6例示了線單元的選 通線和放電控制線以及形成在像素外部的下公共線。圖7是詳細例示具有如圖5所示的電 路構造的像素的線單元的平面圖。圖8A是沿圖7的線1-1’截取的截面圖。圖SB是沿圖 7的線2-2’截取的截面圖。在圖8A和圖8B中，“ACT”表示用于形成TFT的源極和漏極之 間的溝道的有源層，“N+”表示用于TFT的源極和漏極之間的歐姆接觸的歐姆接觸層，并且 “SUB”表示下玻璃基板。
如圖6至圖8B所示,像素包括位于線單元的相對側的主顯示單元MP和輔顯示單 元SP，其間插置有該線單元。
主顯示單元MP包括彼此相對地定位并且形成第一液晶(LC)電容器Clcl的第一像 素電極Epl和第一公共電極Eel。第一像素電極Epl通過第一 TFT STl連接至數據線DL。 第一 TFT STl響應于來自選通線GL的掃描脈沖SCAN而導通，因而將數據線DL上的數據電 壓Vdata施加至第一像素電極Epl。第一 TFT STl的柵極連接至選通線GL，第一 TFT STl 的源極SI連接到數據線DL。第一 TFT STl的漏極Dl通過穿過有機絕緣層PAC和無機絕緣 層PAS的第一接觸孔CHl連接至第一像素電極Epl。第一 TFT STl的漏極Dl與放電控制 線V3DL交疊,二者之間插置有柵絕緣層GI,以形成第一存儲電容器Cstl。第一存儲電容器 Cstl 一致地(uniformly)保持第一 LC電容器Clcl的充電電壓達預定時段。第一公共電極 Ecl連接至被充電到公共電壓Vcom的上公共線VCL2。上公共線VCL2通過穿過有機絕緣層 PAC、無機絕緣層PAS和柵絕緣層GI的接觸孔(未示出)連接至第一下公共線VCLla和第二 下公共線VCLlb。因此，上公共線VCL2從第一下公共線VCLla和第二下公共線VCLlb接收公共電壓Vcom。
輔顯示單元SP包括彼此相對地定位并且形成第二 LC電容器Clc2的第二像素電 極Ep2和第二公共電極Ec2。第二像素電極Ep2通過第二 TFT ST2連接至數據線DL。第 二 TFT ST2響應于來自選通線GL的掃描脈沖SCAN而導通，因而將數據線DL上的數據電壓 Vdata施加至第二像素電極Ep2。第二 TFT ST2的柵極連接至選通線GL，第二 TFT ST2的 源極S2連接到數據線DL。第二 TFT ST2的漏極D2通過穿過有機絕緣層PAC和無機絕緣 層PAS的第二接觸孔CH2連接至第二像素電極Ep2。第二 TFT ST2的源極S2連接到第一 TFT STl的源極SI。第二 TFT ST2的漏極D2與放電控制線V3DL交疊，二者之間插置有柵 絕緣層GI，以形成第二存儲電容器Cst2。第二存儲電容器Cst2 —致地保持第二 LC電容器 Clc2的充電電壓達預定時段。第二公共電極Ec2連接至被充電到公共電壓Vcom的上公共 線 VCL2。
第二像素電極Ep2通過放電控制TFT DST連接至上公共線VCL2。放電控制TFTDST 響應于放電控制電壓V3D接通或斷開第二像素電極Ep2和上公共線VCL2之間的電流路徑。 放電控制TFT DST的柵極連接至放電控制線V3DL，并且放電控制TFTDST的源極S3連接至 第二像素電極Ep2。放電控制TFT DST的漏極D3通過穿過有機絕緣層PAC和無機絕緣層 PAS的第三接觸孔CH3連接至上公共線VCL2。放電控制TFT DST的源極S3連接至第二 TFT ST2的漏極D2。
在2D模式下，當施加了與選通低電壓VGL具有相同電平的放電控制電壓V3D時， 放電控制TFT DST完全關閉放電控制TFT DST的源漏溝道，并且切斷在第二像素電極Ep2 和上公共線VCL2之間的電流路徑。在3D模式下，當施加了略微導通電平SOL的放電控制 電壓V3D時，放電控制TFT DST部分地打開放電控制TFT DST的源漏溝道，并且部分地允許 第二像素電極Ep2和上公共線VCL2之間的電流路徑。
放電控制TFT DST可以被設計為使得它具有與第一 TFT STl和第二 TFT ST2相同 的溝道電容。通過將比選通高電壓VGH低的略微導通電平SOL的放電控制電壓V3D施加至 放電控制線V3DL，放電控制TFT DST由于比完全導通電平低的略微導通電平SOL的電壓而 導通。即使第二 TFT ST2和放電控制TFT DST同時導通，流過放電控制TFT DST的電流量 也小于流過第二 TFT ST2的電流量。也就是說，即使第二 TFT ST2和放電控制TFT DST同 時導通，放電控制TFT DST的溝道電阻也大于第二 TFT ST2的溝道電阻。這是因為TFT的 溝道電阻與施加至TFT的柵極的電壓成反比。
選通線GL、放電控制線V3DL以及下公共線VCLla和VCLlb可以形成在同一水平層 上。此外,第一像素電極Epl和第二像素電極Ep2、第一公共電極Ecl和第二公共電極Ec2、 以及上公共線VCL2可以形成在同一水平層上。
布置在主顯示單元MP和輔顯示單元SP之間的線單元的面積必須減小，以增大像 素的開口率。本發明的實施方式被配置為使得線單元僅包括選通線GL和放電控制線V3DL， 并且下公共線VCLla和VCLlb形成到像素的外部，從而減小線單元的面積。在面積減小的 線單元中，第一 TFT STl和第二 TFT ST2形成在選通線GL上，并且第一存儲電容器Cstl和 第二存儲電容器Cst2以及放電控制TFT DST形成在放電控制線V3DL上。
根據立體圖像顯示器的上述構造，保留在輔顯示單元SP中的第二寄生電容Cgs2 與保留在主顯示單元MP中的第一寄生電容Cgsl基本相等。第一寄生電容Cgsl是在第一TFT STl的漏極Dl和選通線GL之間產生的電容。第二寄生電容Cgs2是在第二 TFT ST2的 漏極D2和選通線GL之間產生的電容。如圖7所示，理所當然的是，第二寄生電容Cgs2還 包括在第二像素電極Ep2和選通線GL之間產生的電容。然而，該電容的量非常小，因而可 忽略。因為第二像素電極Ep2和選通線GL之間的距離比第二 TFT ST2的漏極D2和選通線 GL之間的距離大得多，所以第二像素電極Ep2和選通線GL之間的電容的量非常小并且可忽 略。如上所述，如果第二寄生電容Cgs2與第一寄生電容Cgsl基本相等，則可以保證主顯示 單元MP和輔顯示單元SP之間的相同的充電特性。
如果因為線單元的面積減小而導致開口率增加，則輔顯示單元SP的第二 LC電容 器Clc2的電容可以增大。此外，如果輔顯示單元SP的第二 LC電容器Clc2的電容增大，則 輔顯示單元SP的第二存儲電容器Cst2的大小可以減小。
圖9例示了具有圖6至圖8B所示的構造的像素在各驅動模式下的充電波形和放 電波形。
參照圖6至圖9描述像素PIX在各驅動模式下的操作和操作效果。
首先，下面描述像素PIX在2D模式下的操作和操作效果。
在2D模式，可以在與掃描脈沖SCAN的選通低電壓VGL相同的電平處生成放電控 制電壓V3D。響應于具有選通低電壓VGL的電平的放電控制電壓V3D將放電控制TFT DST 連續地保持在關斷狀態。
在以選通高電壓VGH輸入掃描脈沖SCAN的周期(以下稱為Tl周期)期間，第一 TFT STl和第二 TFT ST2以完全導通電平同時導通。由于第一 TFT STl的導通操作，主顯示單元 MP的第一像素電極Epl被充電到作為用于顯示2D圖像的數據電壓Vdata的第一像素電壓 VEpl。由于第二 TFT ST2的導通操作，輔顯示單元SP的第二像素電極Ep2被充電到作為用 于顯示2D圖像的數據電壓Vdata的第二像素電壓VEp2。
在以選通低電壓VGL輸入掃描脈沖SCAN的周期(以下稱為T2周期)期間，第一 TFT STl和第二 TFT ST2同時關斷。當第一 TFT STl關斷時，已被充電至主顯示單元MP的第一 像素電極Epl的第一像素電壓VEpl因為反沖(kickback)電壓的影響而偏移預定值,并接 著由第一存儲電容器Cstl保持在偏移后的值。當第二 TFT ST2關斷時，已被充電至輔顯示 單元SP的第二像素電極Ep2的第二像素電壓VEp2因為反沖電壓的影響而偏移預定值，并 接著由第二存儲電容器Cst2保持在偏移后的值。
在Tl和T2周期期間，通過上公共線VCL2將公共電壓Vcom施加至主顯示單元MP 的第一公共電極Ecl和輔顯示單元SP的第二公共電極Ec2。可以將第一像素電壓VEpl和 公共電壓Vcom之間的差保持為基本等于第二像素電壓VEp2和公共電壓Vcom之間的差。在 常黑液晶模式下，液晶單元的透射率與像素電極和公共電極之間的電壓差成比例。結果，如 圖10的(A)所示,主顯示單元MP和輔顯示單元SP顯示相同灰度級的2D圖像。顯示在輔 顯示單元SP上的2D圖像用于增加2D圖像的亮度。
接下來，描述像素PIX在3D模式下的操作和操作效果。
在3D模式下,可以在略微導通電平SOL處生成放電控制電壓V3D。響應于略微導 通電平SOL的放電控制電壓V3D將放電控制TFT DST連續地保持在略微導通狀態。
在Tl周期期間，響應于選通高電壓VGH的掃描脈沖SCAN，第一 TFT STl和第二 TFT ST2以完全導通電平同時導通。由于第一 TFT STl的導通操作，主顯示單元MP的第一像素電極Epl被充電到作為用于顯示3D圖像的數據電壓Vdata的第一像素電壓VEpl。由于第二 TFT ST2的導通操作，輔顯示單元SP的第二像素電極Ep2被充電到作為用于顯示3D圖像的數據電壓Vdata的第二像素電壓VEp2。在Tl周期期間，具有略微導通電平的導通狀態的放電控制TFT DST的溝道電阻遠大于具有完全導通電平的導通狀態的第二 TFT ST2的溝道電阻。因此，從第二像素電極Ep2流出的放電電流遠小于進入第二像素電極Ep2的充電電流。結果，在Tl周期期間，具有略微導通電平的導通狀態的放電控制TFT DST幾乎不影響第二像素電壓VEp2的充電特性。
在T2周期期間，響應于選通低電壓VGL的掃描脈沖SCAN，第一 TFT STl和第二 TFT ST2同時關斷。當第一 TFT STl關斷時，已被充電至主顯示單元MP的第一像素電極Epl的第一像素電壓VEpl因為反沖電壓的影響而偏移預定值，并接著由第一存儲電容器Cstl保持在偏移后的值。當第二 TFT ST2關斷時，已被充電至輔顯示單元SP的第二像素電極Ep2 的第二像素電壓VEp2因為經由放電控制TFT DST流出的放電電流而在預定時段放電至公共電壓Vcom的電平。具有略微導通電平的導通狀態的放電控制TFT DST的溝道電阻遠小于具有關斷狀態的第二 TFT ST2的溝道電阻。結果，已經通過放電控制TFT DST被充電至輔顯示單元SP的第二像素電極Ep2的第二像素電壓VEp2逐漸放電至公共電壓Vcom的電平，而不存在反沖電壓的影響。
與第一像素電壓VEpI和公共電壓Vcom之間的差不同，第二像素電壓VEp2和公共電壓Vcom之間的差在第二像素電極Ep2放電完成時基本變為零。結果，如圖10的(B)所示，根據常黑液晶模式下的電壓差-透射率特性，主顯示單元MP顯示預定灰度級的3D圖像，并且輔顯示單元SP顯示黑色灰度級的圖像。因此，輔顯示單元SP充當有源黑條。顯示在輔顯示單元SP上的黑色圖像增大了在垂直方向上彼此鄰近的3D圖像之間(B卩，左眼圖像和右眼圖像之間)的顯示距離。因此，利用輔顯示單元SP的黑色圖像可以廣泛地確保不產生串擾的3D圖像的垂直視角而無需單獨的黑色條帶圖案。
如上所述，根據本發明的實施方式的立體圖像顯示器將各個像素劃分為主顯示單元和輔顯示單元，將一條選通線指配給各個像素，并且利用放電控制電壓同時控制輔顯示單元的放電控制TFT。根據本發明的實施方式的立體圖像顯示器在2D模式中關斷放電控制 TFT，從而在主顯示單元和輔顯示單元上顯示同一 2D圖像，并且在3D模式中略微導通放電控制TFT，從而使用輔顯示單元作為有源黑條。從而，根據本發明的實施方式的立體圖像顯示器能夠在不增加選通線的數量的情況下改進2D圖像的亮度和3D圖像的垂直視角。
此外，本發明的實施方式在布置在主顯示單元和輔顯示單元之間的線單元中僅形成選通線和放電控制線，并將下公共線形成到像素的外部，從而減小線單元的面積。在面積減小的線單元中，第一 TFT和第二 TFT形成在選通線上，并且第一存儲電容器和第二存儲電容器以及放電控制TFT形成在放電控制線上。從而，由于保留在主顯示單元中的寄生電容和保留在輔顯示單元中的寄生電容可以以基本相同的水平調節，所以可以確保主顯示單元和輔顯示單元之間的相同的充電特性。此外，因為像素的開口率可以增加，所以輔顯示單元的第二存儲電 容器的大小可以減小。
盡管已經參照實施方式的多個示例實施方式描述了實施方式，但是應理解的是， 可以由本領域技術人員設計將落入本公開的原理的范圍內的許多其它修改和實施方式。更具體地，在本公開、附圖和所附權利要求的范圍內的主題組合配置的組件部件和/或配置的各種修改和變化是可行的。除組件部件和/或配置的變化和修改以外，另選的用途對于本領域技術人員也是明顯的。
本申請要求2011年10月6日提交的韓國專利申請No. 10-2011-0102070的優先權，針對所有目的，通過引用將其并入本文，如同在此進行了完整闡述一樣。
權利要求
1.一種立體圖像顯示器，該立體圖像顯示器包括被配置為選擇性地顯示2D圖像和3D圖像的顯示面板，所述顯示面板包括多個像素；以及被配置為將來自所述顯示面板的光分為第一偏振光和第二偏振光的圖案化延遲器， 其中，所述多個像素中的各個像素包括主顯示單元，該主顯示單元包括第一像素電極和第一公共電極，所述第一像素電極通過第一薄膜晶體管(TFT)連接至數據線，所述第一公共電極與所述第一像素電極相對并且連接至上公共線；輔顯示單元，該輔顯示單元包括第二像素電極和第二公共電極，所述第二像素電極通過第二 TFT連接至所述數據線并且通過放電控制TFT連接至所述上公共線，所述第二公共電極與所述第二像素電極相對并且連接至所述上公共線；以及線單元，該線單元布置在所述主顯示單元和所述輔顯示單元之間，所述線單元包括選通線和放電控制線，通過所述選通線向所述第一 TFT和所述第二 TFT共同施加掃描脈沖，通過所述放電控制線向所述放電控制TFT施加放電控制電壓，其中，下公共線形成到所述主顯示單元和所述輔顯示單元的外部，通過所述下公共線向所述上公共線施加公共電壓。
2.根據權利要求1所述的立體圖像顯示器，其中，所述下公共線包括第一下公共線，該第一下公共線包圍所述主顯示單元的外部同時朝向所述線單元敞開；以及第二下公共線，該第二下公共線包圍所述輔顯示單元的外部同時朝向所述線單元敞開。
3.根據權利要求1所述的立體圖像顯示器，其中，所述第一TFT和所述第二 TFT形成在所述選通線上，其中，所述主顯示單元的第一存儲電容器、所述輔顯示單元的第二存儲電容器、以及所述放電控制TFT形成在所述放電控制線上。
4.根據權利要求3所述的立體圖像顯示器，其中，所述第一存儲電容器由所述第一TFT 的漏極與所述放電控制線形成，所述第一 TFT的漏極與所述放電控制線彼此交疊并且其間插置有柵絕緣層，其中，所述第二存儲電容器由所述第二 TFT的漏極與所述放電控制線形成，所述第二 TFT的漏極與所述放電控制線彼此交疊并且其間插置有柵絕緣層。
5.根據權利要求1所述的立體圖像顯示器，其中，當實現2D圖像時，向所述多個像素的放電控制TFT共同施加與掃描脈沖的選通低電壓具有相同電平的放電控制電壓，其中，當實現3D圖像時，向所述多個像素的放電控制TFT共同施加比所述選通低電壓高并且比所述掃描脈沖的選通高電壓低的略微導通電平的放電控制電壓。
6.根據權利要求1所述的立體圖像顯示器，其中，所述線單元的所述選通線和所述放電控制線形成在與所述下公共線相同水平的層上，并在所述主顯示單元與所述輔顯示單元之間交叉，以彼此平行地定位。
全文摘要
本發明提供一種立體圖像顯示器，該立體圖像顯示器包括顯示面板和圖案化延遲器，顯示面板包括多個像素。各個像素包括主顯示單元，其包括通過第一薄膜晶體管(TFT)連接到數據線的第一像素電極，以及連接到上公共線的第一公共電極；輔顯示單元，其包括通過第二TFT連接到所述數據線并通過放電控制TFT連接到所述上公共線的第二像素電極，以及連接到所述上公共線的第二公共電極；以及所述主顯示單元和所述輔顯示單元之間的線單元。所述線單元包括選通線和放電控制線，通過該選通線將掃描脈沖施加于所述第一TFT和所述第二TFT，通過該放電控制線將放電控制電壓施加于所述放電控制TFT。
文檔編號H04N13/04GK103033963SQ20121032833
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月6日 優先權日2011年10月6日
發明者金碩, 黃曠兆, 金義泰 申請人:樂金顯示有限公司