專利名稱：視差柵格以及采用該裝置的三維圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維圖像顯示裝置，并尤其涉及視差柵格以及采用該裝置的三 維圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
三維圖像顯示裝置利用當(dāng)人的雙眼中的每一個單獨感知彼此不同的信號 時感知到圖像的原理顯示三維圖像。通常根據(jù)操作方法不同對三維圖像顯示裝 置進(jìn)行分類，諸如采用立體方法的裝置、采用測定體積方法的裝置以及采用全 息方法的裝置等。
采用立體方法并且不需要特殊玻璃的三維圖像顯示裝置為視差柵格型和 雙凸透鏡型裝置，現(xiàn)在正在積極研發(fā)并廣泛應(yīng)用這些類型的裝置。
如圖1所示，視差柵格型三維圖像顯示裝置通過采用視差柵格12選擇性 地遮蔽來自顯示裝置11的光從而將來自顯示裝置的圖像劃分為左眼圖像和右 眼圖像，從而實現(xiàn)三維圖像。
在三維圖像顯示裝置中可以改變視差柵格12和顯示裝置11的位置。視差 柵格型液晶顯示裝置由于從視差柵格12發(fā)射的光強降低為入射光的50%，因 此具有亮度損失較高的缺點。
如圖2所示，雙凸透鏡型三維圖像顯示裝置通過雙凸透鏡21將來自顯示 裝置的圖像分為右眼圖像和左眼圖像，從而實現(xiàn)三維圖像。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種視差柵格以及采用該裝置的三維圖像顯示裝置，其 能夠基本上避免由現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺陷引起的一個或多個問題。
本發(fā)明的一個優(yōu)點在于提供一種可以最小化亮度損失的視差柵格，以及采 用該柵格的三維圖像顯示器。
本發(fā)明另外的優(yōu)點、目的和特征將在以下描述中加以闡述，其中部分特征 和優(yōu)點對于熟悉本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說可以從以下描述中顯而易見地看 到，或者從本發(fā)明的實踐中得知。通過在本發(fā)明的說明書、權(quán)利要求書以及附 圖中具體指明的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點會得到了解和實現(xiàn)。
為了實現(xiàn)這些目的和其它優(yōu)點，并根據(jù)本發(fā)明的目的，如同這里具體和廣 泛描述，根據(jù)本發(fā)明一方面的視差柵格包括透明基板；多個導(dǎo)板組件，每個 導(dǎo)板組件具有形成在透明基板第一表面上的導(dǎo)光底座，多個導(dǎo)光底座通過位于 透明基板的第一表面上寬度為"a"的開口區(qū)域分離，每個導(dǎo)光底座與透明基 板的第一表面上寬度為"b"的區(qū)域重疊，相鄰導(dǎo)板的相對側(cè)面均與透明基板 的第一表面形成鈍角，以及b除以a的比率基本上等于N,這里N為大于2的 整數(shù)。
在本發(fā)明的另一方面，三維圖像顯示裝置包括用于顯示圖像的顯示單元； 背光單元；導(dǎo)光裝置包括透明基板；多個具有形成在透明基板的第一表面上 的導(dǎo)光底座的導(dǎo)板組件，所述導(dǎo)光底座通過透明基板的第一表面上寬度為"a" 的開口區(qū)域分離，每個導(dǎo)光底座與透明基板的第一表面上寬度為"b"的區(qū)域 重疊，相鄰導(dǎo)板的相對側(cè)面均與透明基板的第一表面形成鈍角，其中b除以a 的比率基本上等于N，這里N為大于2的整數(shù)。
在本發(fā)明的另一方面， 一種用于產(chǎn)生圖像的方法提供多圖像顯示裝置， 包括背光單元；多個具有導(dǎo)光底座的導(dǎo)板組件，所述導(dǎo)光底座形成在透明基 板的第一表面上并通過透明基板的第一表面上寬度為"a"的開口區(qū)域分離， 每個導(dǎo)光底座與透明基板的第一表面寬度為"b"區(qū)域的重疊，相鄰導(dǎo)板的相 對側(cè)面均與透明基板的第一表面形成鈍角，其中b除以a的比率基本上等于N， 這里N為大于2的整數(shù)；采用圖像間距N通過用于多個圖像的圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動顯 示裝置的圖像像素；將背光單元的光通過多個導(dǎo)板組件的導(dǎo)板組件反射到視差 柵格的入射表面上；并且將所述反射光引到顯示裝置上。
應(yīng)該理解，本發(fā)明以上的概述和以下的詳細(xì)描述均是示例性的和解釋性 的，旨在對權(quán)利要求所述的內(nèi)容提供進(jìn)一步說明。


所包括的用于提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并包含在說明書中構(gòu)成說明書 的一部分的附圖描述了本發(fā)明的實施方式并且與說明書一起用于解釋本發(fā)明 的原理。在附圖中
圖1所示為采用視差柵格的相關(guān)技術(shù)的三維圖像顯示裝置示意圖2所示為采用雙凸透鏡的相關(guān)技術(shù)的三維圖像顯示裝置示意圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的實施方式的三維圖像顯示裝置截面圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的三維圖像顯示裝置截面圖；以及
圖5和圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的實施方式的多視角顯示裝置。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照附圖中所示的實施例，對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
通過參照圖3到圖4，說明本發(fā)明的實施方式如下。
如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的三維圖像顯示裝置包括設(shè)置在液晶顯示裝置2 和背光單元3之間的視差柵格1。
液晶顯示裝置2具有其上有多條數(shù)據(jù)線與多條掃描線彼此交叉的下基板、 以矩陣形狀設(shè)置的液晶單元以及其上形成有液晶單元和黑矩陣的上基板。此 外，在液晶顯示面板上還形成用于向各液晶單元施加電場的公共電極和像素電 極。在數(shù)據(jù)線和柵線的交叉部分形成用于響應(yīng)掃描信號切換施加給像素電極的 數(shù)據(jù)電壓的薄膜晶體管(以下，稱之為"TFT")。液晶顯示裝置2電控制液晶 單元的液晶分子的取向以控制從視差柵格1透過液晶裝置的光量，從而顯示三 維圖像。液晶顯示裝置2逐像素單元交替地顯示左眼圖像和右眼圖像以顯示三 維圖像。
背光單元3在視差柵格1上均勻照射光。
視差柵格1包括具有平坦正面和背面的透明基板12;從透明基板12向背 光單元3突出的導(dǎo)板11。透明基板12和導(dǎo)板11可以有諸如丙烯的透明聚合 材料形成。
導(dǎo)板11反射來自背光單元3的光從而向液晶顯示裝置2引導(dǎo)該反射后的 光。為此，形成導(dǎo)板11的相對側(cè)表面使其具有傾斜表面或者具有預(yù)定角度的 成角度的表面從而為來自背光單元的大部分入射光建立全反射條件。也就是
說，形成導(dǎo)板11具有傾斜或者成角度的兩側(cè)面使得導(dǎo)板的寬度在朝向背光單
元3的方向上逐漸變窄?？梢酝ㄟ^Snell法則獲得在入射光路徑和垂直于導(dǎo)板 11的傾斜面之間的角度的全反射角0，參照數(shù)學(xué)公式1和2，其中在導(dǎo)板11 的傾斜面上入射光發(fā)生全反射。 數(shù)學(xué)公式1
n0sin 0 = njsin^ = n!sin(兀/2) 數(shù)學(xué)公式2 0 = sin-、
在上述的公式中，'n。'是視差柵格1和背光單元3之間空氣層的折射系 數(shù)，< 0，是入射光的入射角，是導(dǎo)板11的折射系數(shù)，是導(dǎo)板11 內(nèi)的折射光和垂直于導(dǎo)板表面的線之間的角度。
導(dǎo)板11的折射系數(shù)m大于空氣層的折射系數(shù)、0'。
通過圖3并采用公式1可知，如果(或者卯度)或者更大， 則入射光會在導(dǎo)板的傾斜表面處完全反射。此外，如果空氣的折射系數(shù)為l， 則入射光和垂直于導(dǎo)板11的傾斜表面的線之間的角度'0 '如數(shù)學(xué)公式2所 示，并且如果0>&，則入射光在導(dǎo)板11處發(fā)生全反射。
可以通過模塑很容易地制造視差柵格1的透明基板12和導(dǎo)板11。
導(dǎo)板ll分開指定距離。因此，在導(dǎo)板11之間暴露出透明基板12的平面 的光入射表面，并且通過導(dǎo)板11發(fā)生全反射的光經(jīng)過平面光入射表面、透明 基板12的介質(zhì)和平面?zhèn)鬏敱砻孢M(jìn)入液晶顯示裝置2。為了通過粘合在平面上 的導(dǎo)板達(dá)到全反射條件，導(dǎo)板的反射表面需要和平面形成鈍角。
圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的三維圖像顯示裝置截面圖。在圖 4中，對于和第一實施方式一樣的元件給出同樣的附圖標(biāo)記，并省略對于這些 元件的詳細(xì)描述。
參照圖4，根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的三維圖像顯示裝置包括設(shè)置在液 晶顯示裝置2和背光單元3之間的視差柵格41 。
視差柵格41包括具有平坦正面和背面的透明基板12;位于視差柵格與背 光單元相對的表面上的導(dǎo)板51，并且導(dǎo)板51從透明基板12向背光單元3突 出。在導(dǎo)板的側(cè)表面上設(shè)置或者涂敷反射層53。
和上述實施方式類似，視差柵格41包括形成具有成一定角度的相對側(cè)面
的導(dǎo)板51使得導(dǎo)板51的寬度隨著從透明基板12向背光單元3突出而變窄。 例如，導(dǎo)板可以具有三角形截面圖(同時相對側(cè)邊形成三角形的對邊)，在透 明基板處最寬并沿朝向背光單元的方向呈錐形逐漸變細(xì)。通過模塑透明聚合材 料將導(dǎo)板51和透明基板12 —體地形成。
通過采用公知的涂敷方法將反射材料涂敷在表面上在導(dǎo)板51的傾斜表面 上形成反射層53，并用于反射來自背光單元的入射光，以及用于向液晶顯示 裝置2引導(dǎo)該入射光?？梢酝ㄟ^反射層53將產(chǎn)生于背光單元3的大部分光引 向液晶顯示裝置2。
參照圖5和6，根據(jù)本發(fā)明實施方式的三維圖像顯示裝置充分設(shè)計要在多 視角系統(tǒng)中采用的參數(shù)，諸如在視差柵格1和41中導(dǎo)板11和51所占的遮光 部分長度(b)、導(dǎo)板11和51之間的透光部分長度(a)、透光部分和遮光部分 彼此相加后的視差柵格1和41的間距(A)、液晶顯示裝置2和視差柵格1和 41之間的距離(d)，以及視差柵格1和41和觀眾之間的距離(D+d)。如果在 多視角系統(tǒng)中調(diào)整這些參數(shù)則調(diào)整了圖像數(shù)量。這樣，觀眾可以觀察到這些圖 像。圖5所示為根據(jù)觀眾的位置(①到 )觀眾可以觀察到四個圖像的四視 角系統(tǒng)實施例。觀眾觀察R、 G和B子像素。這里，R、 G和B子像素分別在 第一位置①顯示為'①，，R、 G和B子像素在第一位置②顯示為'②'，R、 G 和B子像素在第一位置③顯示為'③'，R、 G和B子像素在第一位置④顯示為 '④，。
以下，將參照圖5和圖6描述在采用作為變量的參數(shù)的多視角系統(tǒng)使用的 遮光部分長度(b)和透過部分長度(a)的優(yōu)化設(shè)計。
參照圖5和圖6，假設(shè)觀眾的第一位置(①)表示為'O',在觀眾的第一 位置(①)處觀察到的任意第n (n為正整數(shù))個透光部分的最左端點表示為 'L'，在觀眾的第一位置(①)處觀察到的第n透光部分的最右端點表示為 'M'，在觀眾的第一位置(①)處觀察到的第n+l個透光部分的最右端點表 示為'N'。
三角形'AOLM，和三角形'AOJK，彼此相似。這里，三角形'AOLM，由觀 眾的位置'0，和視差柵格1和41的'LM，構(gòu)成，并且三角形'A0JK，由觀 眾的位置<0'和液晶顯示裝置的子像素長度'JK，構(gòu)成。同樣地，三角形'AOLN， 和三角形'AOJQ，彼此相似。這里，三角形'AOLN，由觀眾的位置'0'和視 差柵格1和41的'LN，構(gòu)成，并且三角形'AOJQ，由位置'0'和液晶顯示 裝置的子像素長度<JQ'構(gòu)成。因此，限定如下數(shù)學(xué)公式3和4。 數(shù)學(xué)公式3
Z) + d 一 ^
~^^ — 7
數(shù)學(xué)公式4 Z) + d 一 D
在公式4中，在N視角系統(tǒng)的情況i- ^^并且:^-(w + i)i，
如果如圖5所示的數(shù)值為4，則:^~= 。
為了分離顯示圖像，a的值限定為如數(shù)學(xué)公式6所示，并且如果用P替代 ^，艮口， ^=5p，則A的值限定為如數(shù)學(xué)公式5所示。
數(shù)學(xué)公式5
一 "
數(shù)學(xué)公式6
戶(D + d) ￡>
因此，在四視角系統(tǒng)中，遮光部分和透光部分相加之和所得到的間距長度 限定為A=5a，并且在視差柵格1和41處遮光部分的長度定義為b二4a。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的視差柵格和采用該裝置的圖像顯示裝置包括基本 具有三角形截面的導(dǎo)板，以引導(dǎo)要照射在視差柵格表面的光。導(dǎo)板的側(cè)表面呈 一定角度使得照射在導(dǎo)板上的光得到完全反射。在導(dǎo)板上可以形成另外的反射 層從而向視差柵格的表面導(dǎo)引光?？梢圆捎帽景l(fā)明的實施方式將通過視差柵格 從背光單元中進(jìn)入液晶顯示裝置中的光強減弱減小到最小程度。此外，根據(jù)本
發(fā)明實施方式的三維圖像顯示器調(diào)整顯示器和視差柵格之間的距離，以及在視
差柵格處導(dǎo)板之間的距離從而實現(xiàn)根據(jù)觀眾的位置可以觀察到N個三維圖像 的N視角系統(tǒng)。
顯然在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以 對本發(fā)明做出各種改進(jìn)和變型。因此，本發(fā)明意圖覆蓋所有落入所附權(quán)利要求 及其等效物的范圍之內(nèi)的改進(jìn)和變型。
權(quán)利要求
1、一種導(dǎo)光裝置，包括透明基板；多個導(dǎo)板組件，每個導(dǎo)板組件具有形成在透明基板第一表面上的導(dǎo)光底座，多個導(dǎo)光底座通過位于透明基板的第一表面上寬度為“a”的開口區(qū)域分離，每個導(dǎo)光底座與透明基板的第一表面上寬度為“b”的區(qū)域重疊，其中相鄰導(dǎo)板的相對側(cè)面均與透明基板的第一表面形成鈍角，以及b除以a的比率基本上等于N，這里N為大于2的整數(shù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光裝置，其特征在于，所述每個導(dǎo)板均具有 錐形截面，該錐形截面最寬部分靠近透明基板的入射表面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光裝置，其特征在于，所述透明基板的入射 表面和透射表面均是平坦的。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)光裝置，其特征在于，每個導(dǎo)板的側(cè)面設(shè)置 為與入射表面呈一定角度從而照射在導(dǎo)板側(cè)面的光實現(xiàn)全反射條件。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光裝置，其特征在于，還包括 在每個導(dǎo)板的側(cè)面上形成反射層。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光裝置，其特征在于，在所述導(dǎo)板之間暴露 出透明基板的入射表面。
7、 一種圖像顯示裝置，包括 顯示單元；照射用于顯示圖像的光的背光單元；以及 導(dǎo)光裝置包括 透明基板；多個導(dǎo)板組件，每個導(dǎo)板組件具有形成在透明基板第一表面上的導(dǎo)光 底座，導(dǎo)光底座通過透明基板的第一表面上寬度為"a"的開口區(qū)域分離，每 個導(dǎo)光底座與透明基板的第一表面寬度為"b"的區(qū)域重疊，其中b除以a的比率基本上等于N，這里N為大于2的整數(shù)。其中每個導(dǎo)板的側(cè)面設(shè)置為與入射表面呈一定角度從而從背光單元照射 在導(dǎo)板側(cè)面的大部分光實現(xiàn)全反射條件。
8、 一種多圖像顯示裝置，包括 用于顯示圖像的顯示單元； 背光單元；以及 導(dǎo)光裝置包括透明基板；多個導(dǎo)板組件，每個導(dǎo)板組件具有形成在透明基板第一表面上的導(dǎo)光 底座，導(dǎo)光底座通過透明基板的第一表面上寬度為"a"的開口區(qū)域分離，每 個導(dǎo)光底座與透明基板的第一表面上寬度為"b"的區(qū)域重疊，其中相鄰導(dǎo)板的相對側(cè)面均與透明基板的第一表面形成鈍角，并且 其中b除以a的比率基本上等于N，這里N為大于2的整數(shù)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的多圖像顯示裝置，其特征在于，所述入射表面 為平坦的。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的多圖像顯示裝置，其特征在于，所述每個導(dǎo)板 均具有錐形截面，該錐形截面最寬部分靠近透明基板的入射表面。
11、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的多圖像顯示裝置，其特征在于，每個導(dǎo)板的側(cè) 面設(shè)置為與入射表面呈一定角度從而照射在導(dǎo)板側(cè)面的大部分光實現(xiàn)全反射 條件。
12、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的多圖像顯示裝置，其特征在于，還包括 形成在每個導(dǎo)板側(cè)面的反射層，其用于向所述入射表面反射光。
13、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的多圖像顯示裝置，其特征在于，所述導(dǎo)光組件 還包括透明基板，具有設(shè)置為與背光單元面對的平坦入射表面和平坦透射表面， 并具有形成在所述入射表面上的導(dǎo)板。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的多圖像顯示裝置，其特征在于，在所述導(dǎo)板 之間暴露出透明基板的入射表面。
15、 一種用于產(chǎn)生圖像的方法，包括 提供多圖像顯示裝置，包括背光單元；以及多個導(dǎo)板組件，每個導(dǎo)板組件具有形成在透明基板第一表面上的導(dǎo)光 底座，導(dǎo)光底基通過透明基板中第一表面上寬度為"a"的開口區(qū)域分離，每 個導(dǎo)光底座與透明基板的第一表面上寬度為"b"的區(qū)域重疊，相鄰導(dǎo)板的相對側(cè)面均與透明基板的第一表面形成鈍角，并且b除以a的比率基本上等于N， 這里N為大于2的整數(shù)；采用圖像間距N通過用于多個圖像的圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動顯示裝置的圖像像素；將背光單元的光從多個導(dǎo)板組件的導(dǎo)板組件反射到視差柵格的入射表面上；并且將所述反射光導(dǎo)引到顯示裝置上。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的產(chǎn)生圖像的方法，其特征在于，所述每個導(dǎo) 板均具有錐形截面，該錐形截面最寬部分靠近透明基板的入射表面。
17、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的產(chǎn)生圖像的方法，其特征在于，所述入射表 面為平坦的。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的產(chǎn)生圖像的方法，其特征在于，設(shè)置每個導(dǎo) 板的側(cè)面與入射表面呈一定角度從而照射在導(dǎo)板側(cè)面的大部分光實現(xiàn)全反射 條件。
19、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的產(chǎn)生圖像的方法，其特征在于，所述導(dǎo)光組 件還包括形成在導(dǎo)板側(cè)面的反射層。
20、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的產(chǎn)生圖像的方法，其特征在于，在所述導(dǎo)板 之間暴露出透明基板的入射表面。
全文摘要
一種視差柵格包括透明基板；形成在透明基板的第一表面上的多個導(dǎo)板組件，每個導(dǎo)板組件具有通過透明基板的第一表面上寬度為“a”的開口區(qū)域分離的導(dǎo)光底座，并且導(dǎo)光底座與透明基板的第一表面上寬度為“b”的區(qū)域重疊，相鄰導(dǎo)板的相對側(cè)面均與透明基板的第一表面形成鈍角，其中b除以a的比率基本上等于N，這里N為大于2的整數(shù)；具有入射表面和透射表面的透明基板；以及形成在透明基板的入射表面的多個導(dǎo)板并且每個導(dǎo)板具有與入射表面形成一定角度的相對側(cè)表面。
文檔編號H04N15/00GK101097271SQ200610161028
公開日2008年1月2日 申請日期2006年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月26日
發(fā)明者勲 姜 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社