CN104597611A - 3d显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种3D显示装置及其驱动方法，涉及显示技术领域，能够减轻或消除行方向与列方向上分辨率的下降率之间的差距过大所造成的画面颗粒感的问题，提高显示质量。其中该3D显示装置包括显示驱动模块、显示面板、屏障驱动模块及视差屏障，一行光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和均大于0，一列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和均大于0，以使一行子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和均大于0，一列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和均大于0。

Description

3D显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种3D显示装置及其驱动方法。
背景技术
随着平板显示技术的不断进步，3D显示技术成为目前领域内研究的热点之一。目前3D显示技术主要分为裸眼式和眼镜式两种实现方式，而眼镜式3D显示技术需要佩戴专门的眼镜，携带不方便，因此平板和手机类产品更多注重发展裸眼式3D。裸眼3D的实现方式主要有平行屏障和柱状透镜两种方式，其中柱状透镜由于一般不能和LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)或OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示器工艺兼容，所以更多的面板厂商在发展平行屏障式裸眼3D显示技术。
平行屏障式裸眼3D显示器在显示面板的表面叠加一层液晶光栅，该层液晶光栅为TN(Twi sted Nematic，扭曲向列)型，在不加电状态下为全部区域透光，处于常白状态，加电时形成交替排布的遮光区21和透光区22，呈黑白间隔显示。由于液晶光栅对子像素的遮挡作用，且人的左右眼之间具有一定的距离，因此观察者的左眼仅能看到奇数列像素所显示的左眼图像，而无法看到偶数列像素所显示的右眼图像，右眼仅能看到偶数列像素所显示的右眼图像，而无法看到奇数列像素所显示的右眼图像，左眼图像与右眼图像在脑中叠加合成，使观察者产生深度感知，实现3D显示。
通常液晶光栅中遮光区和透光区为条状，垂直(即沿子像素排布的列方向)间隔排布。但是在实际应用过程中发现，包含常规液晶光栅的3D显示装置在显示图像时会有颗粒感的问题，显示质量较差。
发明内容
为克服上述现有技术中的缺陷，本发明所要解决的技术问题为：提供一种3D显示装置及其驱动方法，以提高3D显示装置的图像显示质量。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面提供了一种3D显示装置，包括：显示驱动模块，用于输出左眼图像信号和右眼图像信号；与所述显示驱动模块相连的显示面板，包括多个子像素，其中一部分子像素接收所述左眼图像信号，另一部分子像素接收所述右眼图像信号；接收所述左眼图像信号的子像素为第一子像素，接收所述右眼图像信号的子像素为第二子像素；屏障驱动模块，用于输出驱动电压信号；与屏障驱动模块相连且与所述显示面板叠加的视差屏障，用于在所述驱动电压信号的驱动下形成多个遮光区和透光区，使在左眼观察所述3D显示装置时，各遮光区遮挡各第二子像素，各透光区暴露各第一子像素，在右眼观察所述3D显示装置时，各遮光区遮挡各第一子像素，各透光区暴露各第二子像素；其中，一行光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和均大于0，一列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和均大于0，以使一行子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和均大于0，一列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和均大于0；所述一行光栅区域的宽度为单位遮光区的长度，所述一列光栅区域的宽度为单位遮光区的宽度，所述一行子像素区域的宽度为单位子像素的长度，所述一列子像素区域的宽度为单位子像素的宽度。
可选的，一行光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和相等，以使一行子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和相等。
可选的，在左眼观察所述3D显示装置时，一个遮光区遮挡一个第二子像素，一个透光区暴露一个第一子像素；在右眼观察所述3D显示装置时，一个遮光区遮挡一个第一子像素，一个透光区暴露一个第二子像素。
可选的，所述显示面板的子像素排列成多行，一行包括多个排列周期，一个排列周期内子像素颜色各不相同，一行内第一子像素与第二子像素交替排布；所述视差屏障中一行光栅区域内遮光区和透光区交替排布。
可选的，一列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和相等，以使一列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和相等。
可选的，所述显示面板的子像素呈矩阵式排布，一列内全部子像素颜色相同或相邻子像素颜色不同，一列内第一子像素与第二子像素交替排布；所述视差屏障中一列光栅区域内遮光区和透光区交替排布。
可选的，所述显示面板在列方向上相邻子像素颜色不同，下一行子像素相对于上一行子像素向左偏移小于单位子像素宽度的量，所述视差屏障下一行光栅区域内的遮光区相对于上一行光栅区域内的遮光区向左偏移小于单位遮光区宽度的量；或者，所述显示面板在列方向上相邻子像素颜色不同，下一行子像素相对于上一行子像素向右偏移小于单位子像素宽度的量，所述视差屏障下一行光栅区域内的遮光区相对于上一行光栅区域内的遮光区向右偏移小于单位遮光区宽度的量。
可选的，奇数列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和的比为1：3，偶数列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和的比分别为3：1，以使奇数列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和的比为1：3，偶数列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和的比为3：1。
可选的，所述显示面板在列方向上相邻子像素颜色不同，偶数行子像素相对于奇数行子像素向左偏移小于单位子像素宽度的量，所述视差屏障中偶数行光栅区域内的遮光区相对于奇数行光栅区域内的遮光区向左偏移小于单位遮光区宽度的量；或者，所述显示面板在列方向上相邻子像素颜色不同，偶数行子像素相对于奇数行子像素向右偏移单位小于单位子像素宽度的量，所述视差屏障偶数行光栅区域内的遮光区相对于奇数行子像素区域内的遮光区向右偏移小于单位遮光区宽度的量。
可选的，所述显示面板包括红、绿和蓝三种颜色的子像素。
可选的，所述子像素的宽长比为1:3～1:1。
可选的，所述屏障驱动模块具体用于输出第一驱动电压信号和第二驱动电压信号；所述视差屏障包括液晶层及分别设置于所述液晶层两侧的第一电极层和第二电极层；或者，所述视差屏障包括电致变色层及分别设置于所述电致变色层两侧的第一电极层和第二电极层；其中，所述第一电极层接收所述第一驱动电压信号，所述第二电极层接收所述第二驱动电压信号。
本发明的第二方面提供了一种3D显示装置的驱动方法，用于驱动以上所述的3D显示装置，所述驱动方法包括：向所述3D显示装置的显示面板的一部分子像素施加左眼图像信号，向另一部分子像素施加右眼图像信号；被施加所述左眼图像信号的子像素为第一子像素，被施加所述右眼图像信号的子像素为第二子像素；向所述3D显示装置的视差屏障施加驱动电压信号，使所述视差屏障形成多个遮光区和透光区，使在左眼观察所述3D显示装置时，各遮光区遮挡各第二子像素，各透光区暴露各第一子像素，在右眼观察所述3D显示装置时，各遮光区遮挡各第一子像素，各透光区暴露各第二子像素；其中，一行光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和均大于0，一列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和均大于0，以使一行子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和均大于0，一列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和均大于0；所述一行光栅区域的宽度为单位遮光区的长度，所述一列光栅区域的宽度为单位遮光区的宽度，所述一行子像素区域的宽度为单位子像素的长度，所述一列子像素区域的宽度为单位子像素的宽度。
可选的，一行光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和相等，以使一行子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和相等。
可选的，一列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和相等，以使一列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和相等。
可选的，奇数列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和的比为1：3，偶数列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和的比分别为3：1，以使奇数列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和的比为1：3，偶数列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和的比为3：1。
本发明所提供的3D显示装置及其驱动方法中，通过设置显示驱动模块、显示面板、屏障驱动模块和视差屏障实现3D显示，其中视差屏障的一行光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和均大于0，一列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和均大于0，从而使得一行子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和均大于0，一列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和均大于0，即在行方向有一部分的子像素被遮挡，在列方向上有一部分子像素被遮挡，进而在进行3D显示时所观察到的左眼图像或右眼图像在行方向和列方向上的分辨率的下降率均大于0，缩小了行方向与列方向上分辨率的下降率之间的差距，减轻或消除了行方向与列方向上分辨率的下降率之间的差距过大所造成的画面颗粒感的问题，提高了显示质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为现有技术中条状遮光区和透光区垂直排列的液晶光栅的平面图；
图2为现有技术中条状遮光区和透光区倾斜排列的液晶光栅的平面图；
图3～图8为本发明实施例所提供的六种3D显示装置的相对应的视差挡板与像素排布的平面图；
图9为本发明实施例所提供的3D显示装置的侧视图；
图10为3D画面的可视距离与本发明实施例所提供的3D显示装置中各参量的关系图；
附图标记说明：11-子像素；22-液晶光栅、视差屏障；221-遮光区；222-透光区；R-红色子像素；G-绿色子像素；B-蓝色子像素；1-左眼图像；2-右眼图像；M1-一行子像素区域；N1-一列子像素区域；M2-一行光栅区域；N2-一列光栅区域；33-显示面板；223、331、339-偏光片；224、229、332、338-基板；225-第一电极层；226、336-液晶层；227、335-封框胶；228-第二电极层；333-黑矩阵；334-彩色树脂；337-像素电极；44-光学胶；s-3D画面的可视距离；h-视差挡板与显示面板之间的间距；a-左右眼之间的距离；w-单位像素的宽度。
具体实施方式
正如背景技术所述，现有技术中采用常规条状遮光区和透光区垂直(即沿子像素排布的列方向)排布的液晶光栅的3D显示装置在进行3D显示时会有颗粒感的问题，发明人经过研究发现，造成前述问题的原因之一在于：
如图1所示，液晶光栅22中遮光区221(为清楚的表示出遮光区221对子像素11的遮挡作用，在图1左侧的视图中对遮光区221进行了半透明化处理)和透光区222为条状，遮光区221和透光区222垂直(即沿子像素11排布的列方向)间隔排布，沿行方向有一半的子像素被遮挡，可以认为沿行方向分辨率的下降率为50％，沿列方向并不存在对子像素的遮挡，可以认为沿列方向分辨率的下降率为0，由于行方向和列方向上分辨率的下降率相差50％，差距过大，行方向和列方向上分辨率的下降严重不均，因此造成所观察到的图像具有颗粒感，显示质量下降。
基于此，发明人提供一种3D显示装置，该3D显示装置包括：
显示驱动模块，用于输出左眼图像信号和右眼图像信号；
与显示驱动模块相连的显示面板，包括多个子像素，其中一部分子像素接收左眼图像信号，另一部分子像素接收右眼图像信号；接收左眼图像信号的子像素为第一子像素，接收右眼图像信号的子像素为第二子像素；
屏障驱动模块，用于输出驱动电压信号；
与屏障驱动模块相连且与显示面板叠加的视差屏障，用于在驱动电压信号的驱动下形成多个遮光区和透光区，使在左眼观察3D显示装置时，各遮光区遮挡各第二子像素，各透光区暴露各第一子像素，在右眼观察3D显示装置时，各遮光区遮挡各第一子像素，各透光区暴露各第二子像素。
并提供一种用于驱动前述3D显示装置的驱动方法，该驱动方法包括：
向3D显示装置的显示面板的一部分子像素施加左眼图像信号，向另一部分子像素施加右眼图像信号；被施加左眼图像信号的子像素为第一子像素，被施加右眼图像信号的子像素为第二子像素；
向3D显示装置的视差屏障施加驱动电压信号，使视差屏障形成多个遮光区和透光区，使在左眼观察所述3D显示装置时，各遮光区遮挡各第二子像素，各透光区暴露各第一子像素，在右眼观察3D显示装置时，各遮光区遮挡各第一子像素，各透光区暴露各第二子像素。
并且上述3D显示装置及其驱动方法中，一行光栅区域内遮光区的面积之和大于等于透光区的面积之和，一列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和均大于0，以使一行子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和大于等于透光区所暴露的子像素面积之和，一列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和均大于0。
需要说明的是，上述一行光栅区域的宽度为单位遮光区的长度，一列光栅区域的宽度为单位遮光区的宽度，一行子像素区域的宽度为单位子像素的长度，一列子像素区域的宽度为单位子像素的宽度。
利用上述3D显示装置及其驱动方法能够实现在行方向和列方向上均有一部分的像素面积被遮挡，从而在进行3D显示时所观察到的左眼图像或右眼图像在行方向上和列方向上的分辨率的下降率均大于0，二者之间的差距相对于现有技术得以缩小，减轻或消除了采用垂直光栅时行方向与列方向上分辨率的下降率差距过大所造成的画面颗粒感的问题，提高了显示质量。
以上是本发明的核心思想，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
本实施例中优选的可使一行光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和相等，以使一行子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和相等，从而在行方向上分辨率的下降率为50％，有利于进一步缩小行方向与列方向上分辨率的下降率之间的差距，减轻或消除3D画面的颗粒感。
进一步的，可使显示面板的子像素排列成多行，一行包括多个排列周期，一个排列周期内子像素颜色各不相同，在驱动时一行内第一子像素与第二子像素交替排布，同时视差屏障中一行光栅区域内遮光区和透光区交替排布，以实现一行光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和相等，一行子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和相等，在行方向上分辨率的下降率为50％。
发明人经过进一步的研究发现，3D显示画面模糊的问题在采用常规条状遮光区和透光区倾斜(即与子像素排布的列方向呈一夹角)排布的液晶光栅的3D显示装置中尤为严重，造成这一现象的原因之一在于：
如图2所示，液晶光栅22中遮光区221(为清楚的表示出遮光区221对子像素的遮挡作用，在图2左侧的视图中对遮光区221进行了半透明化处理)和透光区222为条状，遮光区221和透光区222倾斜间隔排布，当左眼观察显示装置时，透光区222暴露出显示左眼图像的子像素的大部分，与此同时，透光区222还会暴露出显示右眼图像的子像素的一小部分，当右眼观察显示装置时，透光区222暴露出显示右眼图像的子像素的大部分，与此同时，透光区222还会暴露出显示左眼图像的子像素的一小部分，导致左眼图像的光线中混入右眼图像的光线，右眼图像的光线中混入左眼图像的光线，造成图像串扰，显示模糊，显示质量下降。
基于这一发现，发明人在前述能够消除画面颗粒感的3D显示装置及其驱动方法的基础上，对视差屏障的结构进行进一步的改进，使在左眼观察3D显示装置时，一个遮光区遮挡一个第二子像素，一个透光区暴露一个第一子像素；在右眼观察3D显示装置时，一个遮光区遮挡一个第二子像素，一个透光区暴露一个第二子像素，即遮光区完全遮挡左眼图像的光线或右眼图像的光线，透光区仅透过右眼图像的光线或左眼图像的光线，这就避免了遮光区和透光区与子像素排布的列方向具有夹角，所引起的右眼图像的光线中混入左眼图像的光线和左眼图像的光线中混入右眼图像的光线，造成左右眼图像之间串扰的问题，使得3D显示画面清晰度提高，显示质量提高。
下面对本实施例所提供的3D显示装置及其驱动方法进行具体介绍。
需要说明的是，图3～图8均仅示出了一个像素周期(包含4行6列共24个子像素11)和一个光栅周期(包含12个遮光区221和12个透光区222)的对应情况，显示面板中的子像素11以图中所示出的像素周期为一个重复周期进行排布，视差屏障22中的遮光区221和透光区222以图中所示出的光栅周期为一个重复周期进行排布。
并且，图3～图8右侧所示出的为视差屏障22在显示平面上的垂直投影与子像素11的相对位置关系，通常情况下，视差屏障22的遮光区221在显示平面上的垂直投影分别与相邻的两个子像素(第一子像素和第二子像素)产生交叠，较为优选的是遮光区221分别与相邻的两个子像素各自的一半重叠。
此外，为了清楚的表示出遮光区221对子像素11的遮挡作用，在图3～图8左侧的视图中对遮光区221进行了半透明化处理。
本实施中优选的可使一列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和相等，以实现一列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和相等，从而在行方向上和列方向上分辨率的下降率均为50％，二者之间的差距缩小为0，能够彻底消除行方向和列方向上分辨率的下降率差距过大所造成的画面颗粒感的问题。
具体的，如图3所示，显示面板的子像素11呈矩阵式排布，一行包括多个排列周期，一个排列周期内子像素颜色各不相同(例如一个排列周期内子像素按照RGBRGB的次序排列)，一列内全部子像素颜色相同(例如一列子像素的颜色为R或G或B)，驱动时使一行内第一子像素与第二子像素交替排布，一列内第一子像素与第二子像素也交替排布；视差屏障22中一行光栅区域M2内遮光区221和透光区22交替排布，一列光栅区域N2内遮光区221和透光区22交替排布。由于视差屏障22对子像素22的遮挡作用，左眼图像的光线全部进入左眼，右眼图像的光线全部进入右眼，从而产生3D显示效果。
在图3所示出的一个光栅周期中，一行光栅区域M2内遮光区221的面积之和与透光区222的面积之和均为3(假设单位遮光区221和单位透光区222的面积均为1)，一列光栅区域N2内遮光区221的面积之和与透光区222的面积之和均为2，一个像素周期中，一行子像素区域M1内3个子像素被遮挡，3个子像素被暴露，在一列子像素区域N1内2个子像素被遮挡，2个子像素被暴露，从而沿行方向被遮挡的子像素面积为整行面积的一半，沿列方向被遮挡的子像素面积为整列面积的一半，沿行方向和列方向分辨率的下降率均为50％，画面无颗粒感。
此外，由于遮光区221和透光区222均与一个子像素呈一一对应的关系，因此从透光区222所透出的光线仅为左眼图像的光线或右眼图像的光线，左右眼图像不会发生串扰，画面显示清晰。
如图4所示，显示面板的子像素11呈矩阵式排布，一行包括多个排列周期，一个排列周期内子像素颜色各不相同，一列内相邻子像素颜色不同，驱动时使一行内第一子像素与第二子像素交替排布，一列内第一子像素与第二子像素交替排布；视差屏障22中一行光栅区域M2内遮光区221和透光区22交替排布，一列光栅区域N2内遮光区221和透光区22交替排布。该3D显示装置同样能够在实现3D显示的基础上，消除画面颗粒感和画面串扰问题，进一步的，由于在每一行子像素区域M1和每一列子像素区域N1中均存在不同颜色的子像素，因此图像的混色效果更好。
如图5所示，显示面板中在列方向上相邻子像素颜色不同，下一行子像素相对于上一行子像素向左偏移小于单位子像素宽度的量，偏移量较优选的可为单位子像素宽度的二分之一到一倍(该范围中包括左侧端点，不包括右侧端点)，若偏移量为单位子像素宽度的二分之一，则子像素呈“品”字形排布；驱动时使下一行中的第一子像素相对于上一行中的第一子像素向左偏移小于单位子像素宽度的量，下一行中的第二子像素相对于上一行中的第二子像素也向左偏移小于单位子像素宽度的量，偏移量优选可与前述偏移量相同，视差屏障22中下一行光栅区域内的遮光区222相对于上一行光栅区域内的遮光区222向左偏移小于单位遮光区宽度的量，偏移量较优选的可为单位遮光区宽度的二分之一到一倍(该范围中包括左侧端点，不包括右侧端点)，更为优选的是，遮光区对应的偏移量占单位遮光区宽度的比例与子像素对应的偏移量占单位子像素宽度的比例相同，同样的，下一行光栅区域内的透光区221相对于上一行光栅区域内的透光区221也向左偏移小于单位遮光区宽度的量，偏移量优选的可与前述遮光区对应的偏移量相同。由于视差屏障22对子像素11的遮挡作用，左眼图像的光线全部进入左眼，右眼图像的光线全部进入右眼，从而产生3D显示效果。
在图5所示出的一个光栅周期中，一行光栅区域M2内遮光区221的面积之和与透光区222的面积之和均为3，一列光栅区域N2内遮光区221的面积之和与透光区222的面积之和均为2，一个像素周期中，一行子像素区域M1内3个子像素被遮挡，3个子像素被暴露，在一列子像素区域N1内1个完整的子像素和两个二分之一子像素被遮挡，1个完整的子像素和两个二分之一子像素被暴露，从而沿行方向被遮挡的子像素面积为整行面积的一半，沿列方向被遮挡的子像素面积为整列面积的一半，沿行方向和列方向分辨率的下降率均为50％，画面无颗粒感。
此外，由于遮光区221和透光区222均与一个子像素呈一一对应的关系，因此从透光区222所透出的光线仅为左眼图像的光线或右眼图像的光线，左右眼图像不会发生串扰，画面显示清晰。
同时，由于在每一行子像素区域M1和每一列子像素区域N1中均存在不同颜色的子像素，因此图像的混色效果更好。
与图5所示情形相反的，如图6所示，显示面板中在列方向上相邻子像素颜色不同，下一行子像素相对于上一行子像素向右偏移小于单位子像素宽度的量，驱动时使下一行中的第一子像素相对于上一行中的第一子像素向右偏移，下一行中的第二子像素相对于上一行中的第二子像素也向右偏移，视差屏障22中下一行光栅区域内的遮光区222相对于上一行光栅区域内的遮光区222向右偏移，同样的，下一行光栅区域内的透光区221相对于上一行光栅区域内的透光区221也向右偏移。该3D显示装置能够在实现3D显示的基础上，消除画面颗粒感和画面串扰问题，并且图像的混色效果较好。
本实施例中也可使奇数列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和的比为1：3，偶数列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和的比分别为3：1，以使奇数列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和的比为1：3，偶数列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和的比为3：1，从而沿列方向奇数列分辨率的下降率为25％，偶数列分辨率的下降率为75％，二者与沿行方向分辨率的下降率(50％)的差距均为25％，相对于原来行方向和列方向上分辨率的下降率之间的差距(50％)得到极大地缩小，能够有效减轻或消除画面颗粒感问题。
具体的，如图7所示，显示面板中在列方向上相邻子像素颜色不同，偶数行(一个子像素周期内的p2、p4、p6行)子像素相对于奇数行(一个子像素周期内的p1、p3、p5行)子像素向左偏移，偏移量较优选的可为单位子像素宽度的二分之一到一倍(该范围中包括左侧端点，不包括右侧端点)，若偏移量为单位子像素宽度的二分之一，则子像素呈“品”字形排布；驱动时使偶数行中的第一子像素相对于奇数行中的第一子像素向左偏移，偶数行中的第二子像素相对于奇数行中的第二子像素也向左偏移，偏移量可与前述偏移量相同，视差屏障中偶数行(一个光栅周期内的q2、q4、q6行)光栅区域内的遮光区相对于奇数行(一个光栅周期内的q1、q3、q5行)光栅区域内的遮光区向左偏移，偏移量较优选的可为单位遮光区宽度的二分之一到一倍(该范围中包括左侧端点，不包括右侧端点)，更为优选的是，遮光区对应的偏移量占单位遮光区宽度的比例与子像素对应的偏移量占单位子像素宽度的比例相同，同样的，偶数行光栅区域内的透光区相对于奇数行光栅区域内的透光区也向左偏移，偏移量可与前述遮光区对应的偏移量相同。由于视差屏障22对子像素11的遮挡作用，左眼图像的光线全部进入左眼，右眼图像的光线全部进入右眼，从而产生3D显示效果。
在图7所示出的一个光栅周期中，一行光栅区域M2内遮光区221的面积之和与透光区222的面积之和均为3，奇数列光栅区域N2内遮光区221的面积之和与透光区222的面积之和为1，偶数列光栅区域N2内遮光区221的面积之和与透光区222的面积之和为3，一个像素周期中，一行子像素区域M1内3个子像素被遮挡，3个子像素被暴露，在奇数列子像素区域N1内两个二分之一子像素被遮挡，两个完整的子像素和两个二分之一子像素被暴露，在偶数列子像素区域N1内两个完整的子像素和两个二分之一子像素被遮挡，两个二分之一子像素被暴露，从而沿行方向被遮挡的子像素面积为整行面积的一半，沿列方向奇数列被遮挡的子像素面积为整列面积的四分之一，偶数列被遮挡的子像素面积为整列面积的四分之三，沿行方向分辨率的下降率为50％，沿列方向分辨率的下降率为25％和75％，行方向与列方向上分辨率的下降率之间的差距缩小为25％，画面颗粒感减轻或消除。
此外，由于遮光区221和透光区222均与一个子像素呈一一对应的关系，因此从透光区222所透出的光线仅为左眼图像的光线或右眼图像的光线，左右眼图像不会发生串扰，画面显示清晰。
同时，由于在每一行子像素区域M1和每一列子像素区域N1中均存在不同颜色的子像素，因此图像的混色效果更好。
与图7所示情形相反的，如图8所示，显示面板中在列方向上相邻子像素颜色不同，偶数行(一个子像素周期内的p2、p4、p6行)子像素相对于奇数行(一个子像素周期内的p1、p3、p5行)子像素向右偏移小于单位子像素宽度的量，驱动时使偶数行中的第一子像素相对于奇数行中的第一子像素向右偏移小于单位子像素宽度的量，偶数行中的第二子像素相对于奇数行中的第二子像素也向右偏移小于单位子像素宽度的量，视差屏障中偶数行(一个光栅周期内的q2、q4、q6行)光栅区域内的遮光区相对于奇数行(一个光栅周期内的q1、q3、q5行)光栅区域内的遮光区向右偏移小于单位子像素宽度的量，同样的，偶数行光栅区域内的透光区相对于奇数行光栅区域内的透光区也向右偏移小于单位子像素宽度的量。该3D显示装置也能够在实现3D显示的基础上，消除画面颗粒感和画面串扰问题，并且图像的混色效果较好。
需要说明的是，前述“奇数列”和“偶数列”仅用以区别相邻的两列子像素区域N1或光栅区域N2，并表示光栅区域与子像素区域的对应关系，不应对子像素区域N1与光栅区域N2的实际位置产生限定，因此前述“奇数列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和的比为1：3，偶数列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和的比分别为3：1”实际是指相邻的两列光栅区域N2中的一列遮光区的面积之和与透光区的面积之和的比为1:3，另一列遮光区的面积之和与透光区的面积之和的比为3:1，同样的，前述“奇数列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和的比为1：3，偶数列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和的比为3：1”实际是指遮光区的面积之和与透光区的面积之和的比为1:3的一列光栅区域所对应子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和的比为1：3，遮光区的面积之和与透光区的面积之和的比为3:1的一列光栅区域所对应子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和的比为3:1。
此外，图5～图8中子像素均呈“品”字形排布，相邻像素之间可共用子像素，该些种类的像素排布能够结合虚拟像素技术，产生比矩阵式排布的像素结构更多的像素点，有效地提高显示的分辨率。可选的，对于排列成“品”字形的3个子像素，它们颜色可分别为R、G、B。
另一方面，本实施例中仅以以上几种具体的结构即驱动方法为例对所提供的3D显示装置进行介绍，在本发明的核心思想不变的前提下，本领域技术人员能够在此基础上进行适当的变形或润饰得到其它结构的视差挡板、像素排布及驱动方法，以提高显示质量。
本实施例中，显示面板优选的可包括红、绿和蓝三种颜色的子像素。子像素的宽长比可为1:3～1:1，如1:3、1:2、1:1.5或1:1等，在此并不限定。
本实施例中所述的视差挡板优选的可为液晶光栅，液晶光栅的制备能够与显示面板的制备兼容，使得整个3D显示装置的制备工艺更成熟、制备过程更简单。基于此，下面提供一种本实施例所提供的3D显示装置的具体结构。如图9所示，该3D显示装置可包括：视差挡板22(优选为液晶光栅)和显示面板33，二者之间通过光学胶44叠加。其中，视差挡板22的结构为：基板224的内侧设有第一电极层225，外侧设有偏光片223，基板229的内侧设有第二电极层228，基板224与229对盒，二者之间填充有液晶层226，且二者在***利用封框胶227密封；显示面板33的结构为：基板332的内侧设有黑矩阵333与彩色树脂334，外侧设有偏光片331，基板338的内侧设有像素电极337，外侧设有偏光片339，基板332与338对盒，二者之间填充有液晶层336，且二者在***利用封框胶335密封；视差挡板22与显示面板33共用偏光片331；该3D显示装置的显示驱动模块和屏障驱动模块可集成于显示面板33和视差挡板22外部的驱动电路板上，图中并未示出。
本实施例中所述的视差挡板还可为电致变色形式的光栅，该电致变色形式的光栅的结构主要包括：电致变色层及分别设置于电致变色层两侧的第一电极层和第二电极层。需要说明的是，电致变色层由电致变色材料形成，能够在电场的作用下变色，进而形成黑白间隔显示的遮光区与透光区。此外，本实施例中可将电致变色层以及第一电极层和第二电极层夹设于两块玻璃基板之间以形成视差挡板，并将所形成的视差挡板采用外挂的形式叠加于显示面板的外侧，或者可将电致变色层以及第一电极层和第二电极层以On-cel l的形式设置于显示板的上基板与上偏光片之间，以节省基板的使用量，减薄装置厚度。
对于液晶形式或电致变色形式的视差挡板，本实施例所提供的3D显示装置，其屏障驱动模块可具体用于输出第一驱动电压信号和第二驱动电压信号；相应的，视差屏障22的第一电极层225接收该第一驱动电压信号，第二电极层228接收该第二驱动电压信号，从而第一电极层225与第二电极层228之间产生电压差，促使对应区域内的液晶分子偏转或者电致变色材料变色，进而形成需要的遮光区和透光区。可选的，第一电极层225可为整片覆盖的面电极，第二电极层228可为狭缝电极，具体可与所要形成的遮光区或透光区的图案相同，以形成符合要求的遮光区和透光区。
本实施例所提供的3D显示装置为裸眼式3D显示装置，无需佩戴眼镜，仅需站在合适的距离范围内就能观察到3D画面。3D画面的可视距离可根据公式s＝h×a/w计算得到，其中s表示3D画面的可视距离(即观察者到3D显示装置的垂直距离)，h表示视差挡板与显示面板之间的间距，a表示左右眼之间的距离(一般为65mm左右)，w表示单位像素的宽度(也即一行中相邻像素沿列方向的中线之间的间距)。
需要说明的是，本实施例所提供的3D显示装置，其显示面板可为液晶面板，也可为OLED(Organic Light-Emitt ing Diode，有机发光二极管)面板，该3D显示装置可用于手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种3D显示装置，其特征在于，包括：
显示驱动模块，用于输出左眼图像信号和右眼图像信号；
与所述显示驱动模块相连的显示面板，包括多个子像素，其中一部分子像素接收所述左眼图像信号，另一部分子像素接收所述右眼图像信号；接收所述左眼图像信号的子像素为第一子像素，接收所述右眼图像信号的子像素为第二子像素；
屏障驱动模块，用于输出驱动电压信号；
与屏障驱动模块相连且与所述显示面板叠加的视差屏障，用于在所述驱动电压信号的驱动下形成多个遮光区和透光区，使在左眼观察所述3D显示装置时，各遮光区遮挡各第二子像素，各透光区暴露各第一子像素，在右眼观察所述3D显示装置时，各遮光区遮挡各第一子像素，各透光区暴露各第二子像素；
其中，一行光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和均大于0，一列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和均大于0，以使一行子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和均大于0，一列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和均大于0；所述一行光栅区域的宽度为单位遮光区的长度，所述一列光栅区域的宽度为单位遮光区的宽度，所述一行子像素区域的宽度为单位子像素的长度，所述一列子像素区域的宽度为单位子像素的宽度。
2.根据权利要求1所述的3D显示装置，其特征在于，一行光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和相等，以使一行子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和相等。
3.根据权利要求2所述的3D显示装置，其特征在于，在左眼观察所述3D显示装置时，一个遮光区遮挡一个第二子像素，一个透光区暴露一个第一子像素；
在右眼观察所述3D显示装置时，一个遮光区遮挡一个第一子像素，一个透光区暴露一个第二子像素。
4.根据权利要求3所述的3D显示装置，其特征在于，所述显示面板的子像素排列成多行，一行包括多个排列周期，一个排列周期内子像素颜色各不相同，一行内第一子像素与第二子像素交替排布；
所述视差屏障中一行光栅区域内遮光区和透光区交替排布。
5.根据权利要求4所述的3D显示装置，其特征在于，一列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和相等，以使一列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和相等。
6.根据权利要求5所述的3D显示装置，其特征在于，所述显示面板的子像素呈矩阵式排布，一列内全部子像素颜色相同或相邻子像素颜色不同，一列内第一子像素与第二子像素交替排布；
所述视差屏障中一列光栅区域内遮光区和透光区交替排布。
7.根据权利要求5所述的3D显示装置，其特征在于，所述显示面板在列方向上相邻子像素颜色不同，下一行子像素相对于上一行子像素向左偏移小于单位子像素宽度的量；所述视差屏障下一行光栅区域内的遮光区相对于上一行光栅区域内的遮光区向左偏移小于单位遮光区宽度的量；或者，
所述显示面板在列方向上相邻子像素颜色不同，下一行子像素相对于上一行子像素向右偏移小于单位子像素宽度的量；所述视差屏障下一行光栅区域内的遮光区相对于上一行光栅区域内的遮光区向右偏移小于单位遮光区宽度的量。
8.根据权利要求4所述的3D显示装置，其特征在于，奇数列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和的比为1：3，偶数列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和的比分别为3：1，以使奇数列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和的比为1：3，偶数列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和的比为3：1。
9.根据权利要求8所述的3D显示装置，其特征在于，所述显示面板在列方向上相邻子像素颜色不同，偶数行子像素相对于奇数行子像素向左偏移小于单位子像素宽度的量；所述视差屏障偶数行光栅区域内的遮光区相对于奇数行光栅区域内的遮光区向左偏移小于单位遮光区宽度的量；或者，
所述显示面板在列方向上相邻子像素颜色不同，偶数行子像素相对于奇数行子像素向右偏移小于单位子像素宽度的量；所述视差屏障中偶数行光栅区域内的遮光区相对于奇数行子像素区域内的遮光区向右偏移小于单位遮光区宽度的量。
10.根据权利要求1～9任一项所述的3D显示装置，其特征在于，所述显示面板包括红、绿和蓝三种颜色的子像素。
11.根据权利要求1～9任一项所述的3D显示装置，其特征在于，所述子像素的宽长比为1:3～1:1。
12.根据权利要求1～9任一项所述的3D显示装置，其特征在于，所述屏障驱动模块具体用于输出第一驱动电压信号和第二驱动电压信号；
所述视差屏障包括液晶层及分别设置于所述液晶层两侧的第一电极层和第二电极层；或者，所述视差屏障包括电致变色层及分别设置于所述电致变色层两侧的第一电极层和第二电极层；
其中，所述第一电极层接收所述第一驱动电压信号，所述第二电极层接收所述第二驱动电压信号。
13.一种3D显示装置的驱动方法，其特征在于，用于驱动权利要求1～12任一项所述的3D显示装置，所述驱动方法包括：
向所述3D显示装置的显示面板的一部分子像素施加左眼图像信号，向另一部分子像素施加右眼图像信号；被施加所述左眼图像信号的子像素为第一子像素，被施加所述右眼图像信号的子像素为第二子像素；
向所述3D显示装置的视差屏障施加驱动电压信号，使所述视差屏障形成多个遮光区和透光区，使在左眼观察所述3D显示装置时，各遮光区遮挡各第二子像素，各透光区暴露各第一子像素，在右眼观察所述3D显示装置时，各遮光区遮挡各第一子像素，各透光区暴露各第二子像素；
其中，一行光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和均大于0，一列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和均大于0，以使一行子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和均大于0，一列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和均大于0；所述一行光栅区域的宽度为单位遮光区的长度，所述一列光栅区域的宽度为单位遮光区的宽度，所述一行子像素区域的宽度为单位子像素的长度，所述一列子像素区域的宽度为单位子像素的宽度。
14.根据权利要求13所述的3D显示装置的驱动方法，其特征在于，一行光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和相等，以使一行子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和相等。
15.根据权利要求14所述的3D显示装置的驱动方法，其特征在于，一列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和相等，以使一列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和相等。
16.根据权利要求14所述的3D显示装置的驱动方法，其特征在于，奇数列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和的比为1：3，偶数列光栅区域内遮光区的面积之和与透光区的面积之和的比分别为3：1，以使奇数列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和的比为1：3，偶数列子像素区域内遮光区所遮挡的子像素面积之和与透光区所暴露的子像素面积之和的比为3：1。
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