專利名稱：一種用于立體顯示器的像素陣列結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及立體顯示器領(lǐng)域，尤其涉及該立體顯示器的像素陣列結(jié)構(gòu)的設(shè)計技術(shù)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和顯示器制造工藝的持續(xù)改進，顯示設(shè)備已經(jīng)逐漸從二維的平面顯示器過渡到三維的立體顯示器。就立體顯示器來說，它是建立在人眼立體視覺機制上的新一代自由立體顯示設(shè)備，它無需借助任何助視設(shè)備(如3D眼鏡、頭盔等)， 就能夠獲得具有完整深度信息的圖像。相比于平面顯示器，立體顯示器可出色的利用多通道自動立體實現(xiàn)技術(shù)提供逼真的3D圖像。例如，根據(jù)視差障礙原理，利用特定的掩模算法，將展示影像交叉排列，以便透過特定的視差屏障后由人的左右眼捕捉觀察。具體地，視差屏障通過光柵陣列準確地控制每一像素透過的光線，只讓右眼或左眼看到。由于右眼和左眼觀看液晶面板的角度不同，利用這一角度差遮住光線就可將展示影像只分配給右眼或左眼，經(jīng)過人的大腦將這兩幅有差別的圖像合成為一幅具有空間深度和維度信息的圖像，即3D圖像。然而，當(dāng)觀察者從不同的水平視角觀察顯示器時，將會出現(xiàn)不同視角下影像亮度的差異。一般地，現(xiàn)有技術(shù)中主要采用以下幾種方式對上述影像亮度差異進行改善1)利用足夠大的眼點(eye spot)將不同視角下的亮度起伏進行平均，但這種做法會同時降低顯示器的觀看自由度(viewing freedom) ；2)改變像素的形狀和布局，以便在與3D光學(xué)組件垂直的方向上，各個位置的開口區(qū)域大小均相等，亦即，不管觀察者從何種視角來觀察，其開口區(qū)域的總和都一樣，以便消除亮度差異，但是像素布局將會不同于傳統(tǒng)的布局方式，導(dǎo)致像素開口率大幅降低；3)利用人眼對于相同對比度但不同頻率的亮暗條紋的敏感度不同，通過外加額外的周期性結(jié)構(gòu)或旋轉(zhuǎn)3D光學(xué)組件至適當(dāng)角度，以便莫爾頻率高到人眼無法辨識，以解決亮度差異問題，但需要外加周期性結(jié)構(gòu)，或者將3D光學(xué)組件旋轉(zhuǎn)至新的設(shè)定角度，因而會使3D光學(xué)組件的性能下降，而且3D訊號的排列方式需要復(fù)雜的算法。有鑒于此，如何設(shè)計一種用于立體顯示器的新型像素陣列結(jié)構(gòu)，在改善不同視角時影像亮度差異的同時還能兼顧顯示器的觀看自由度，是相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員亟待解決的一項課題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的立體顯示器在展示影像時所存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種用于立體顯示器的新型像素陣列結(jié)構(gòu)。依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于立體顯示器的像素陣列結(jié)構(gòu)，該像素陣列結(jié)構(gòu)包括多個像素，每一像素具有Red子像素、Green子像素和Blue子像素，并且相鄰的子像素間通過一黑矩陣進行隔離，其中，Red子像素、Green子像素和Blue子像素中的每一子像素劃分為多個顯示區(qū)域，以及眼點對應(yīng)的區(qū)域面積等于每一顯示區(qū)域的面積。
優(yōu)選地，每一子像素劃分為一第一顯示區(qū)域和一第二顯示區(qū)域，并且第一顯示區(qū)域和第二顯示區(qū)域的面積相等。進一步，在同一子像素中，第一顯示區(qū)域和第二顯示區(qū)域間通過相應(yīng)大小的黑矩陣進行隔離。優(yōu)選地，當(dāng)觀察者改變對于立體顯示器的視角時，在同一子像素中，從眼點移出的區(qū)域面積等于進入該眼點的區(qū)域面積。此外，眼點對應(yīng)的區(qū)域面積包括第一部分和第二部分，且第一部分位于第一顯示區(qū)域，以及第二部分位于第二顯示區(qū)域。在一些實施例中，該立體顯示器為一薄膜晶體管液晶顯示器。在另一些實施例中， 該立體顯示器為一發(fā)光二極管顯示器。優(yōu)選地，該像素陣列結(jié)構(gòu)分為奇數(shù)列像素和偶數(shù)列像素，并且奇數(shù)列像素用于顯示左眼視圖，偶數(shù)列像素用于顯示右眼視圖。采用本發(fā)明中用于立體顯示器的像素陣列結(jié)構(gòu)，將每個像素中的3色子像素(Red 子像素、Green子像素和Blue子像素)均劃分為多個顯示區(qū)域，并且設(shè)定眼點的區(qū)域面積等于每一顯示區(qū)域的面積，以便眼點在移動時所對應(yīng)的顯示區(qū)域面積大致相同，因而在不犧牲顯示器的觀看自由度的同時，還可解決多個視角情形下影像亮度差異的問題，提升了立體顯示器的影像觀賞效果。


讀者在參照附圖閱讀了本發(fā)明的具體實施方式
以后，將會更清楚地了解本發(fā)明的各個方面。其中，圖IA和IB分別示出現(xiàn)有技術(shù)中的立體顯示器在3D光學(xué)組件的眼點移動時的狀態(tài)示意圖；以及圖2A、2B和2C分別示出依據(jù)本發(fā)明一個方面，用于立體顯示器的像素陣列結(jié)構(gòu)在 3D光學(xué)組件的眼點移動時的狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式為了使本申請所揭示的技術(shù)內(nèi)容更加詳盡與完備，可參照附圖以及本發(fā)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(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下文中所提供的實施例并非用來限制本發(fā)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。下面參照附圖，對本發(fā)明各個方面的具體實施方式
作進一步的詳細描述。如前所述，在傳統(tǒng)的立體顯示器中，當(dāng)觀察者從不同的水平視角來觀看顯示器中的展示影像時，往往會出現(xiàn)不同視角下影像亮度的差異。根據(jù)空間多工型的立體顯示器的光學(xué)原理可知，若刻意將眼點設(shè)計成垂直于3D光學(xué)組件方向的周期大小，則在理想情形下，能夠得到完美的多視角亮度差異解決方案。圖IA和IB分別示出現(xiàn)有技術(shù)中的立體顯示器在3D光學(xué)組件的眼點移動時的狀態(tài)示意圖。具體地，圖IA為立體顯示器的3D光學(xué)組件的眼點對應(yīng)于一子像素顯示區(qū)域的狀態(tài)，以及圖IB為立體顯示器的3D光學(xué)組件的眼點從圖IA的狀態(tài)向右移動一定距離后所對應(yīng)的顯示區(qū)域的狀態(tài)。參照圖IA和1B，數(shù)字標記10和12分別表示同一像素中的任意兩個相鄰的子像素，例如，Red子像素10和Green子像素12 ；或者，Green子像素10和Blue子像素12 ；或者，Blue子像素10和Red子像素12，以其他的子像素組合。其中，標記14表示3D光學(xué)組件的眼點所對應(yīng)的顯示區(qū)域。不妨將眼點設(shè)計成與一個子像素周期的大小相同，在圖IA所示的一視角情形下，顯示區(qū)域14對應(yīng)于Red子像素10的顯示區(qū)域；當(dāng)該眼點向右移動至圖 IB所示的另一視角時，區(qū)域141已移出眼點當(dāng)前所對應(yīng)的顯示區(qū)域14，而移出的區(qū)域141 的大小通過另一側(cè)的區(qū)域142進行補償，也就是說，區(qū)域141移出的同時，區(qū)域142同步進入顯示區(qū)域14。由上述可知，觀察者改變對于立體顯示器的觀看視角時，離開區(qū)域(諸如區(qū)域 141)與進入?yún)^(qū)域(諸如區(qū)域142)的開口區(qū)面積相等，因而觀察者不會感受到明顯的亮度變化。但是，如圖IB所示，區(qū)域141對應(yīng)于Red子像素的一部分顯示區(qū)域，而區(qū)域142卻對應(yīng)于Green子像素的一部分顯示區(qū)域，當(dāng)觀察者改變觀看視角時，人眼會很快看到錯誤的像素，進而大大降低了立體顯示器的觀看自由度。這主要是因為，當(dāng)觀察者從圖IA的視角狀態(tài)移動至圖IB的視角狀態(tài)時，眼點對應(yīng)的顯示區(qū)域逐漸開始覆蓋到錯誤的像素，因此像素間的串?dāng)_將升高。為了有效地改善上述困擾，本發(fā)明提出了一種新型的像素陣列結(jié)構(gòu)。具體來說，圖 2A、2B和2C分別示出依據(jù)本發(fā)明一個方面，用于立體顯示器的像素陣列結(jié)構(gòu)在3D光學(xué)組件的眼點移動時的狀態(tài)示意圖。其中，自左上方向右下方延伸的斜線框表示Red子像素，而自左下方向右上方延伸的斜線框表示Green子像素。在本發(fā)明用于立體顯示器的像素陣列結(jié)構(gòu)中，包括多個像素，每一像素具有Red子像素、Green子像素和Blue子像素，并且相鄰的子像素間通過一黑矩陣進行隔離。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，上述每一像素包括Red子像素、Green子像素和Blue子像素僅為舉例，但本發(fā)明的像素陣列結(jié)構(gòu)并不只局限于此，例如，其他像素陣列結(jié)構(gòu)中的每一像素還可包括不同顏色數(shù)量的子像素，如四子像素、五子像素或其他的子像素架構(gòu)。本發(fā)明的像素陣列結(jié)構(gòu)中，Red子像素包括第一顯示區(qū)域201和第二顯示區(qū)域 203，以及Green子像素包括第一顯示區(qū)域221和第二顯示區(qū)域223，并且眼點所對應(yīng)的區(qū)域面積等于每個顯示區(qū)域面積。也就是說，本發(fā)明提高了周期性像素結(jié)構(gòu)的空間頻率，眼點相對于實際顯示訊號的像素變得更小，進而能夠在不犧牲顯示器觀看自由度的情形下，解決不同視角時亮度不均勻的問題。在圖2A中，眼點所對應(yīng)的顯示區(qū)域M完全覆蓋Red子像素的第一顯示區(qū)域201 ； 當(dāng)眼點的視角向右移動時，在圖2B中，眼點所對應(yīng)的顯示區(qū)域M分別覆蓋Red子像素中的第一顯示區(qū)域201的部分區(qū)域Ml以及第二顯示區(qū)域203的部分區(qū)域M3。不難看出，在這一移動過程中，顯示區(qū)域M所對應(yīng)的開口區(qū)大小并未改變，而且均為Red子像素。此外，在圖2C中，眼點所對應(yīng)的顯示區(qū)域M完全覆蓋Red子像素的第二顯示區(qū)域203，這樣，觀察者在該視角下也并沒有看到錯誤的像素。在一實施例中，在同一子像素中，第一顯示區(qū)域201和第二顯示區(qū)域203間通過相應(yīng)大小的黑矩陣進行隔離。在另一實施例中，當(dāng)觀察者改變對于所述立體顯示器的視角時，在同一子像素中， 從眼點顯示區(qū)域移出的區(qū)域面積等于進入眼點顯示區(qū)域的區(qū)域面積。此外，在特定的視角情形下，眼點對應(yīng)的顯示區(qū)域可包括第一部分和第二部分，且第一部分位于第一顯示區(qū)域201，以及第二部分位于第二顯示區(qū)域203。還需要指出的是，上述像素陣列結(jié)構(gòu)可用于多種立體顯示器。例如，該立體顯示器可以是一薄膜晶體管液晶顯示器或一發(fā)光二極管顯示器。另外，該像素陣列結(jié)構(gòu)可分為奇數(shù)列像素和偶數(shù)列像素，并且所述奇數(shù)列像素用于顯示左眼視圖，所述偶數(shù)列像素用于顯示右眼視圖。采用本發(fā)明中用于立體顯示器的像素陣列結(jié)構(gòu)，將每個像素中的多個子像素都劃分為多個顯示區(qū)域，并且設(shè)定眼點的區(qū)域面積等于每一顯示區(qū)域的面積，以便眼點在移動時所對應(yīng)的顯示區(qū)域面積大致相同，因而在不犧牲顯示器的觀看自由度的同時，還可解決多個視角情形下影像亮度差異的問題，提升了立體顯示器的影像觀賞效果。上文中，參照附圖描述了本發(fā)明的具體實施方式
。但是，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠理解，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以對本發(fā)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(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于立體顯示器的像素陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述像素陣列結(jié)構(gòu)包括多個像素，每一像素具有Red子像素、Green子像素和Blue子像素，并且相鄰的子像素間通過一黑矩陣進行隔離，其中，所述Red子像素、Green子像素和Blue子像素中的每一子像素劃分為多個顯示區(qū)域，以及眼點對應(yīng)的區(qū)域面積等于每一顯示區(qū)域的面積。
2.如權(quán)利要求1所述的像素陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述每一子像素劃分為一第一顯示區(qū)域和一第二顯示區(qū)域，并且所述第一顯示區(qū)域和第二顯示區(qū)域的面積相等。
3.如權(quán)利要求2所述的像素陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于，在同一子像素中，所述第一顯示區(qū)域和所述第二顯示區(qū)域間通過相應(yīng)大小的黑矩陣進行隔離。
4.如權(quán)利要求2所述的像素陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)觀察者改變對于所述立體顯示器的視角時，在同一子像素中，從所述眼點移出的區(qū)域面積等于進入所述眼點的區(qū)域面積。
5.如權(quán)利要求4所述的像素陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述眼點對應(yīng)的區(qū)域面積包括第一部分和第二部分，且所述第一部分位于所述第一顯示區(qū)域，以及所述第二部分位于所述第二顯示區(qū)域。
6.如權(quán)利要求1所述的像素陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述立體顯示器為一薄膜晶體管液晶顯示器。
7.如權(quán)利要求1所述的像素陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述立體顯示器為一發(fā)光二極管顯不器。
8.如權(quán)利要求1所述的像素陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述像素陣列結(jié)構(gòu)分為奇數(shù)列像素和偶數(shù)列像素，并且所述奇數(shù)列像素用于顯示左眼視圖，所述偶數(shù)列像素用于顯示右眼視圖。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于立體顯示器的像素陣列結(jié)構(gòu)，包括多個像素，每一像素具有Red子像素、Green子像素和Blue子像素，并且相鄰的子像素間通過一黑矩陣進行隔離，其中，Red子像素、Green子像素和Blue子像素中的每一子像素劃分為多個顯示區(qū)域，以及眼點對應(yīng)的區(qū)域面積等于每一顯示區(qū)域的面積。采用本發(fā)明，將每個像素中的多個子像素都劃分為多個顯示區(qū)域，并且設(shè)定眼點的區(qū)域面積等于每一顯示區(qū)域的面積，以便眼點在移動時所對應(yīng)的顯示區(qū)域面積大致相同，因而在不犧牲顯示器的觀看自由度的同時，還可解決多個視角情形下影像亮度差異的問題，提升了立體顯示器的影像觀賞效果。
文檔編號G02F1/1335GK102305979SQ20111021540
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者張勁淳, 蔡孟杰 申請人:友達光電股份有限公司