CN102298238B - 液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶显示器，包括TFT-LCD模块，TFT-LCD模块包括像素、数据线以及控制像素开启的第一开关管；像素包括一主像素和一次像素，TFT-LCD模块还包括一对像素电容以及第二开关管；次像素包括一第一次像素和一第二次像素，TFT-LCD模块还包括用于控制第二次像素开启的第三开关管。本发明通过控制第二次像素的开启达到减小观看3D图像时的串扰现象和观看二维图像时无亮度衰减的效果。

Description

液晶显示器
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，特别是涉及一种可减少像素之间的串扰同时对显示器的2D（二维）显示画质没有影响的液晶显示器。
背景技术
随着3D（三维）技术的发展，人们对于通过3D显示器观看3D电影的需求越来越高，一种常见的眼镜式3D液晶显示器截面如图1所示，其中包括TFT-LCD（Thin Film Transi stor-LiquidCrystal Display：薄膜场效应管液晶显示器）模块110以及相位延迟片120(Retarder)，其中TFT-LCD模块110包括TFT基板111，在TFT-LCD模块110和相位延迟片120之间还设置有CF基板130(Color Filter：彩色滤光片)，TFT基板111上具有透明的TFT（薄膜场效应管）电路，而CF基板130则具有许多RGB（红绿蓝）三原色的彩色绿光单元。此类3D液晶显示器面板的像素信号由上而下分别是左眼信号和右眼信号的循环，使得显示器显示的光線信号通过横条式的上下交错的方式被左右眼接收，如图2所示。
在TFT-LCD模块110前贴有相位延迟片120，根据显示器上的像素信号的由上而下的左右眼信号的循环，通过相位延迟片120的相位排列分别给予左右眼不同的相位补偿值，使得TFT-LCD模块110发出的相同垂直偏振态的左右眼信号转换为左右眼不同的偏极化光。如图1所示，假设TFT-LCD模块110出光的偏振态为垂直偏振态，右眼的像素信号通过λ/2波片变成水平偏振，左眼的像素信号通过0相位波片维持垂直偏振态，再透过偏振眼镜，得以区分左右眼信号。
但在图1的设计中存在一个缺点，即垂直大视角观察受限，视角不能超过±θ1，如观察视角超过±θ1，则会观察到左眼的像素信号透过λ/2波片，右眼的像素信号透过0相位波片，使得原本透过左眼的垂直偏光镜观察到的左眼信号同时还观察到右眼像素信号由于大视角通过0相位波片而产生的垂直右眼信号；而原本透过右眼的水平偏光镜观察到的右眼信号同时还观察到左眼像素信号由于大视角通过λ/2波片而产生的水平左眼信号，产生所谓的串扰现象（crosstalk），即高对比度的画面轮廓在背景部产生的拖曳现象。
图3为改善液晶显示器的串扰现象的一种方式，即在原CF基板130上设计黑底（black matrix），使得原直径为a的λ/2波片和0相位波片的可用直径缩小为b，使得左右眼信号大视角时通过相对应的相位延迟片120的角度变大，从而增加了不产生串扰现象的观看角度。但是使用该液晶显示器观看二维图像时，由于CF基板130上黑底的存在，使得该液晶显示器显示二维图像时亮度下降。
图4和图5为改善液晶显示器的串扰现象的另一种方式，即改变像素的发光区域范围，这时需要使用2条数据线或2条扫描线来单独控制像素的灰度信号和黑底信号，使得灰度信号和黑底信号相互间隔，这样通过TFT-LCD模块110发出的像素信号中由于有黑底信号的存在，可以同样达到增加可以大视角观看左眼信号或者右眼信号的时间的效果，从而降低了像素之间的串扰现象。
但是使用该方法时，由于使用了双倍的数据线或扫描线使得驱动芯片的费用增加，而且不适用于通过电容充放电实现主像素区域和次像素区域的CS显示模式（Charging sharing：充电放电显示模式），因为在CS显示模式中，如图6所示的液晶显示器600中，主像素620的电压和次像素630的电压由各自连接的像素电容（图中未示出）决定，因此在像素电容确定的情况下，主像素620的电压和次像素630的电压存在一个电压关系，造成像素显示高灰阶时，主像素620会显示主要灰度信号，次像素630由于显示次要灰度信号（与主要灰度信号成一定的比例）也会变亮，无法保持常黑，造成在3D显示时无法实现真正的黑底信号。
故，有必要提供一种液晶显示器，以解决现有技术所存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液晶显示器，以解决现有技术的液晶显示器在观看3D图像时易产生串扰现象而影响显示质量或观看二维图像时亮度下降的问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
一种液晶显示器，包括TFT-LCD模块，所述TFT-LCD模块包括:用于显示画面灰度信号的像素，用于传输数据信号给所述像素的数据线,以及用于控制所述像素开启的第一开关管；所述像素包括一主像素和一次像素，所述TFT-LCD模块还包括:用于对同一帧画面中所述主像素和所述次像素的灰度信号电压进行重新分配的一对像素电容,以及用于控制所述重新分配操作的第二开关管；其中所述次像素包括一第一次像素和一第二次像素，所述TFT-LCD模块还包括用于控制所述第二次像素开启的第三开关管；
所述TFT-LCD模块还包括根据所述数据线的数据信号控制所述第三开关管导通的控制单元，所述控制单元与所述第三开关管的控制端连接，所述第三开关管的输入端与所述第一次像素连接，所述第三开关管的输出端与所述第二次像素连接。
在本发明的一实施例中，当所述液晶显示器用于显示3D图像时，所述数据信号包括灰度信号和黑底信号；当所述数据线传输所述黑底信号时，所述第三开关管导通；当所述数据线传输所述灰度信号时，所述第三开关管断开。
在本发明的一实施例中，当所述液晶显示器用于显示2D图像时，所述数据信号包括灰度信号，所述第三开关管一直导通。
本发明还提供了另一种液晶显示器，包括TFT-LCD模块，所述TFT-LCD模块包括：用于显示画面灰度信号的像素，用于传输数据信号给所述像素的数据线，以及用于控制所述像素开启的第一开关管；所述像素包括一主像素和一次像素，所述TFT-LCD模块还包括：用于对同一帧画面中所述主像素和所述次像素的灰度信号电压进行重新分配的一对像素电容，以及用于控制所述重新分配操作的第二开关管；其中所述次像素包括一第一次像素和n个第二次像素，所述TFT-LCD模块还包括n个用于控制相应的第二次像素开启的第三开关管，n为大于1的整数；
所述TFT-LCD模块还包括根据所述数据线的数据信号控制所述第三开关管导通的控制单元，所述控制单元与所述第三开关管的控制端连接，所述第三开关管的输入端与所述第一次像素连接，所述第三开关管的输出端与所述相应的第二次像素连接。
在本发明的一实施例中，当所述液晶显示器用于3D显示时，所述数据信号包括灰度信号和黑底信号；当所述数据线传输所述黑底信号时，所述第三开关管导通；当所述数据线传输所述灰度信号时，所述第三开关管断开。
在本发明的一实施例中，当所述液晶显示器用于显示2D图像时，所述数据信号包括灰度信号，所述第三开关管一直导通。
在本发明的一实施例中，所述TFT-LCD模块还包括用于改变所述控制单元控制的所述第三开关管的数量的调整单元。
在本发明的一实施例中，当所述液晶显示器用于3D显示时，所述数据信号包括灰度信号和黑底信号；当所述数据线传输所述黑底信号时，受到所述控制单元控制的第三开关管导通；当所述数据线传输所述灰度信号时，受到所述控制单元控制的第三开关管断开，未受到所述控制单元控制的第三开关管一直导通。
相较于现有的液晶显示器具有在观看3D图像时易产生串扰现象而影响显示质量或观看二维图像时亮度下降的问题，本发明的液晶显示器通过控制第二次像素的开启达到减小并调整观看3D图像时的串扰现象和观看二维图像时无亮度衰减的效果。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1为现有技术的液晶显示器的结构示意图；
图2为现有技术的液晶显示器的面板信号图；
图3为现有技术的在相位延迟片上设置有黑底的液晶显示器的结构示意图；
图4为现有技术的在图像信号上设置有黑底信号的液晶显示器的结构示意图；
图5为现有技术的在图像信号上设置有黑底信号的液晶显示器的另一结构示意图；
图6为现有技术的液晶显示器的CS显示模式的像素驱动结构示意图；
图7为本发明的液晶显示器的第一优选实施例的CS显示模式的像素驱动结构示意图；
图8为本发明的液晶显示器的优选实施例的CS显示模式的电路结构示意图；
图9为本发明的液晶显示器的优选实施例在2D显示时的各种信号的信号电位示意图；
图10为本发明的液晶显示器的优选实施例在3D显示时的各种信号的信号电位示意图；
图11为本发明的液晶显示器的第二优选实施例的CS显示模式的像素驱动结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
在图7所示的本发明的液晶显示器的第一优选实施例的CS显示模式的像素驱动结构示意图中，所述液晶显示器700包括TFT-LCD模块，TFT-LCD模块包括像素、数据线710以及第一开关管740，其中像素用于显示画面灰度信号，数据线710用于传输数据信号给像素，第一开关管740用于控制像素的开启；像素包括一主像素720和一次像素730，TFT-LCD模块还包括一对像素电容（未示出）以及第二开关管750；主像素720和次像素730通过一对像素电容导通，这样主像素720和次像素730的电位会依据两个电容的电容值的比例重新分配，最终主像素720的电压和次像素730的电压形成一个电压关系，其中第二开关管750用于控制执行重新分配主像素720和次像素730电压的电压关系；本发明的次像素730包括一第一次像素731和一第二次像素732，TFT-LCD模块还包括第三开关管760，第三开关管760用于控制第二次像素732的开启。
本发明的液晶显示器，通过第一开关管740开启相应的像素，由数据线710将包含灰度信号的数据信号传输给像素进行显示。将一个像素划分为两个像素（主像素720和次像素730），两个像素通过相应的像素电容实现不同的驱动电压分配，从而使两个像素达到不同的光学特性以实现显示的广视角，当第二开关管750接通时，主像素720和次像素730的驱动电压根据一对像素电容的电容值的比例关系在主像素720和次像素730之间进行重新分配。本发明的液晶显示器700为了减少串扰现象，将次像素730再次划分为一第一次像素731和一第二次像素732，通过第三开关管760控制第二次像素732的开启关闭。
当使用本发明的液晶显示器700进行2D影像显示时，由于不需要通过黑底信号来减少串扰现象，因此将第三开关管760导通使得第二次像素732开启，第二次像素732和第一次像素731的灰度信号的驱动电压相同，可与现有技术的液晶显示器一样正常的显示2D影像。当使用本发明的液晶显示器700进行3D影像显示时,通过断开第三开关管760使得第二次像素732停止工作（即不对第二次像素732进行灰度信号驱动），这时相当于在第二次像素732的位置上产生黑底信号，由于该第二次像素732与主像素720之间完全断开，并不像主像素720和第一次像素731之间还有像素电容的连接，因此该黑底信号不会受到主像素720的灰度信号的影响，可实现完全常黑的黑底信号，真正达到减少串扰现象的目的。本发明的液晶显示器700可以很好的减小3D影像显示时的串扰现象，同时又不会影响到2D影像显示时的亮度。
作为本发明的液晶显示器的优选实施例，TFT-LCD模块还包括控制单元（图中未示出），控制单元根据数据线710的数据信号控制第三开关管760导通，控制单元与第三开关管760的控制端连接，第三开关管760的输入端与第一次像素731连接，第三开关管760的输出端与第二次像素732连接。
本发明的液晶显示器700通过控制单元来确定第三开关管760的导通还是断开，第三开关管760的控制端与控制单元连接，由于第一次像素731和主像素720通过一对像素电容连接，第一次像素731的灰度信号会受到主像素720的灰度信号的影响。因此第三开关管760的输入端与第一次像素731连接，输出端与第二次像素732连接，这样通过第三开关管760控制第二次像素732与第一次像素731的连接来更好的显示2D影像或3D影像，并使得显示3D影响时第二次像素732显示的灰度信号不会受到主像素720的灰度信号的影响。
作为本发明的液晶显示器的优选实施例，控制单元根据数据线710的数据信号控制第三开关管760，具体为：
当所述液晶显示器700用于3D显示时，所述数据信号包括灰度信号和黑底信号，当所述数据线710传输所述黑底信号时，所述第三开关管760导通，当所述数据线710传输所述灰度信号时，所述第三开关管760断开。
当所述液晶显示器用于2D显示时，所述数据信号包括灰度信号，所述第三开关管760一直导通。
图8所示为本发明的液晶显示器的优选实施例的CS显示模式的电路结构示意图，图9所示为本发明的液晶显示器的优选实施例在2D显示时的各种信号的信号电位示意图；在2D显示时，由于不存在串扰现象，因此数据信号中仅包括灰度信号，这时第三开关管Q3不需要进行切换工作，只需要一直导通即可(即第一次像素B1和第二次像素B2导通)。从图9中可以看出，第二开关管Q2的导通时间(由扫描线G2控制)和第一开关管Q1的导通时间（由扫描线G1控制）都落在数据线D的高电位信号和第三开关管Q3开启信号的导通时间（由扫描线G3控制）内，这样可以保证2D影像信号的正常显示，主像素A的灰度信号和次像素B1+B2的灰度信号通过像素电容呈现出不同的灰度信号驱动电压以达到更好的显示效果。
图8所示为本发明的液晶显示器的优选实施例的CS显示模式的电路结构示意图，图10所示为本发明的液晶显示器的优选实施例在3D显示时的各种信号的信号电位示意图；在3D显示时，数据线D传输的数据信号包括灰度信号和黑底信号，通过第三开关管G3的控制使得第二次像素B2可以实现完全常黑的黑底信号。使用时，当所述数据线D传输所述黑底信号时，即数据线D位于低电位时，这时第一开关管Q1、第二开关管Q2以及第三开关管Q3均导通，使得主像素A、第一次像素B1以及第二次像素B2均为低电位；当所述数据线D传输所述灰度信号时，即数据线D位于高电位时，这时第一开关管Q1和第二开关管Q2导通，第三开关管Q3断开，使得主像素A和第一次像素B1转换为高电位，第二次像素B2保持在低电位上，这样第二次像素B2在整帧画面中均处于低电位，实现了完全常黑的黑底信号，表现到液晶显示器上就是第二次像素B2的部分一直呈现暗态，通过黑底信号和灰度信号的间隔显示减小了串扰现象。
本发明还涉及一种液晶显示器，在图11所示的本发明的第二液晶显示器的优选实施例的CS显示模式的像素驱动结构示意图中，所述液晶显示器1100包括TFT-LCD模块，TFT-LCD模块包括像素、数据线1110以及第一开关管1140，像素用于显示画面灰度信号，数据线1110用于传输数据信号给像素，第一开关管1140用于控制像素的开启；像素包括一主像素1120和一次像素1130，TFT-LCD模块还包括一对像素电容以及第二开关管1150；主像素1120和次像素1130通过一对像素电容导通，这样主像素1120和次像素1130的电位会依据两个电容的电容值的比例重新分配，最终主像素1120的电压和次像素1130的电压形成一个电压关系，其中第二开关管1150用于控制执行重新分配主像素1120和次像素1130电压的电压关系；本发明的次像素1130包括一第一次像素1131和n个第二次像素1132，所述TFT-LCD模块还包括n个用于控制相应的第二次像素1132开启的第三开关管1160，n为大于1的整数。
本发明的液晶显示器1100为了进一步加强对3D影像显示时亮度和减少串扰现象效果的调整，将次像素1130再次划分为一个主像素1131和n个第二次像素1132，通过n个第三开关管1160控制相应的第二次像素1132的开启关闭。这样使得本发明的液晶显示器1100的可调性更强，当用户感觉3D显示时亮度太低时，可以通过控制部分第三开关管1160减少第二次像素1132呈现暗态（黑底信号）的数量，从而减少黑底信号的面积，增加3D显示的亮度；当用户感觉串扰现象比较严重，需要广视角观看3D影像时，可以通过控制部分第三开关管1160增加第二次像素1132呈现暗态（黑底信号）的数量，从而增加黑底信号的面积，减弱3D显示时的串扰现象。
此外本发明的液晶显示器1100进行2D影像显示和3D影像显示时的具体实施方式和有益效果与上述的液晶显示器700相同或相似，具体参见上述的液晶显示器700的具体实施例。
作为本发明的液晶显示器的优选实施例，TFT-LCD模块还包括控制单元（图中未示出），控制单元根据数据线1110的数据信号控制第三开关管1160导通，控制单元与第三开关管1160的控制端连接，第三开关管1160的输入端与第一次像素1131连接，第三开关管1160的输出端与相应的第二次像素1132连接。当液晶显示器1100用于3D显示时，数据信号包括灰度信号和黑底信号，当数据线1110传输黑底信号时，第三开关管1160导通，当数据线1110传输灰度信号时，第三开关管1160断开。当液晶显示器1100用于2D显示时，数据信号包括灰度信号，第三开关管1160一直导通。
本发明的液晶显示器1100进行2D影像显示和3D影像显示时的具体实施方式和有益效果与上述的液晶显示器700相同或相似，具体参见上述的液晶显示器700的具体实施例。
作为本发明的液晶显示器的优选实施例，TFT-LCD模块还包括调整单元，调整单元用于改变控制单元控制的第三开关管1160的数量。
本发明的液晶显示器1100通过调整单元来调整第二次像素1132在3D影像中呈现暗态（黑底信号）的数量。当所述液晶显示器1100用于3D显示时，所述数据信号包括灰度信号和黑底信号，当所述数据线1110传输所述黑底信号时，受到所述控制单元控制的第三开关管1160导通，当所述数据线1110传输所述灰度信号时，受到所述控制单元控制的第三开关管1160断开，未受到所述控制单元控制的第三开关管1160一直导通。
本发明的液晶显示器1100的第二次像素1132均通过相应的第三开关管1160与第一次像素1131连接，这样控制单元可通过第三开关管1160控制相应第二次像素1132是否显示黑底信号，实现2D影像和3D影像播放的切换。同时调整单元对控制单元控制的第三开关管1160的数量可进行调整，从而对显示黑底信号的第二次像素1132的数量可进行调整，进而可对3D显示时的黑底信号的面积进行调整。这样在不影响2D显示亮度的情况下，可以调整3D显示的亮度-视角关系；亮度高时，增加显示黑底信号的像素的数量，从而减小亮度同时减小串扰现象；亮度低时，减少显示黑底信号的像素的数量，从而增大亮度同时也使串扰现象变得严重。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种液晶显示器，包括TFT-LCD模块，所述TFT-LCD模块包括：用于显示画面灰度信号的像素，用于传输数据信号给所述像素的数据线，以及用于控制所述像素开启的第一开关管；
所述像素包括一主像素和一次像素，所述TFT-LCD模块还包括：用于对同一帧画面中所述主像素和所述次像素的灰度信号电压进行重新分配的一对像素电容，以及用于控制所述重新分配操作的第二开关管；其特征在于，
所述次像素包括一第一次像素和一第二次像素，所述TFT-LCD模块还包括用于控制所述第二次像素开启的第三开关管；
所述TFT-LCD模块还包括：根据所述数据线的数据信号控制所述第三开关管导通的控制单元，所述控制单元与所述第三开关管的控制端连接，所述第三开关管的输入端与所述第一次像素连接，所述第三开关管的输出端与所述第二次像素连接。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，当所述液晶显示器用于显示3D图像时，所述数据信号包括灰度信号和黑底信号；当所述数据线传输所述黑底信号时，所述第三开关管导通；当所述数据线传输所述灰度信号时，所述第三开关管断开。
3.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，当所述液晶显示器用于显示2D图像时，所述数据信号包括灰度信号，所述第三开关管一直导通。
4.一种液晶显示器，包括TFT-LCD模块，所述TFT-LCD模块包括用于：显示画面灰度信号的像素，用于传输数据信号给所述像素的数据线，以及用于控制所述像素开启的第一开关管；
所述像素包括一主像素和一次像素，所述TFT-LCD模块还包括：用于对同一帧画面中所述主像素和所述次像素的灰度信号电压进行重新分配的一对像素电容，以及用于控制所述重新分配操作的第二开关管；其特征在于，
所述次像素包括一第一次像素和n个第二次像素，所述TFT-LCD模块还包括n个用于控制相应的第二次像素开启的第三开关管，n为大于1的整数；
所述TFT-LCD模块还包括根据所述数据线的数据信号控制所述第三开关管导通的控制单元，所述控制单元与所述第三开关管的控制端连接，所述第三开关管的输入端与所述第一次像素连接，所述第三开关管的输出端与所述相应的第二次像素连接。
5.根据权利要求4所述的液晶显示器，其特征在于，当所述液晶显示器用于显示3D图像时，所述数据信号包括灰度信号和黑底信号；当所述数据线传输所述黑底信号时，所述第三开关管导通；当所述数据线传输所述灰度信号时，所述第三开关管断开。
6.根据权利要求4所述的液晶显示器，其特征在于，当所述液晶显示器用于显示2D图像时，所述第三开关管一直导通。
7.根据权利要求4所述的液晶显示器，其特征在于，所述TFT-LCD模块还包括用于改变所述控制单元控制的所述第三开关管的数量的调整单元。
8.根据权利要求7所述的液晶显示器，其特征在于，当所述液晶显示器用于显示3D图像时，所述数据信号包括灰度信号和黑底信号；当所述数据线传输所述黑底信号时，受到所述控制单元控制的第三开关管导通；当所述数据线传输所述灰度信号时，受到所述控制单元控制的第三开关管断开，未受到所述控制单元控制的第三开关管一直导通。
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