CN101923257B

CN101923257B - 视差控制元件、显示装置及自动立体影像的形成方法

Info

Publication number: CN101923257B
Application number: CN2010102508316A
Authority: CN
Inventors: 蔡孟杰; 陈峙彣; 石志鸿
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2030-08-06
Also published as: CN101923257A

Abstract

本发明涉及一种视差控制元件，包含第一基板、第二基板以及配置于第一基板与第二基板之间的液晶层。第一基板上设有多个直条状的第一电极与第二电极。第二基板上设有多个第三电极与第四电极，其中每一上述第三电极包含至少一第一部分且每一上述第四电极包含至少一第二部分，其中上述第一与第二部分为阶梯状。本发明同时公开一种显示装置及自动立体影像的形成方法。

Description

视差控制元件、显示装置及自动立体影像的形成方法

技术领域

本发明涉及一种视差控制装置与方法，且特别是有关于一种可在两种显示模式中呈现自动立体影像的视差控制装置与方法。

背景技术

一般来说，3D显示器(three dimensional displays)可区分为戴眼镜式3D显示器(又称立体显示器，stereoscopic displays)与裸眼式3D显示器。(又称自动立体显示器，autostereoscopic displays)。利用戴眼镜式3D显示技术，使用者必须配戴如特殊设计的眼镜如快门眼镜(shutter glasses)，而让使用者的左、右眼分别接收到不同的影像，进而感知立体影像。自动立体显示器则是在显示装置内部设置特殊的光学元件，如视差控制元件(parallax barrier)，以使得显示装置可分别向使用者的左、右眼发出不同的影像，进而让使用者不需配戴辅助眼镜就能感知立体影像。

图1A概要地绘示了一种公知自动立体显示器的运作原理。如图1A所示，自动立体显示器包含显示面板100与设置于显示面板100的显示面上方的视差控制元件110。显示面板100包含了至少二基板102、104，以及设于其间的液晶层106。此外，基板102上设有多个像素(图中未绘示)所组成的像素阵列，每一像素可对应到液晶层106中的至少一特定液晶胞(如，106a、106b)。视差控制元件110包括：相对设置的二基板116、120；设置于所述基板116、120之间的向列式液晶胞(twisted nematic cell，下称TN液晶)112、114；设于基板116表面上的两组条状电极122、124；以及实质上完全覆盖基板120的一表面的表面电极118。本发明所属技术领域的技术人员皆可理解，在此一自动立体显示器中，尚可包括至少一偏光片(此处为求简洁而未予绘示)；举例来说，此偏光片可设于显示面板100下方、显示面板100与视差控制元件110之间或视差控制元件110之上。上述条状电极122和124可交错排列于基板116上，且可通过分别控制这两组电极的电位差，而产生直条状的视差控制结构。举例来说，当将表面电极118与条状电极组122接地而另一条状电极组124连接至高电压时，位于条状电极组122(处于接地状态)处的TN液晶112不会被驱动；而位于条状电极组124(处于高电压状态)处的TN液晶114会被驱动。如此一来，由显示面板100发出的影像(光线)经过此视差控制结构110时，光线无法穿透被驱动的TN液晶114，仅能通过未被驱动的TN液晶112的部分；因此，显示面板100发出的影像会形成一种具有视差屏障图案的影像，而能够分别提供左眼影像(如，来自对应于液晶胞106b的像素的影像)以及右眼影像(如，来自对应于液晶胞106a的像素的影像)给使用者的左、右眼，而使用者的大脑在接收到上述左、右眼影像的信号后，即可感知一立体影像。

目前许多显示装置都可以相对于一基座或电子装置旋转，举例来说，当显示器横放(即显示器的长边位于水平方向中)时称为风景模式(landscapemode)；而当显示器直放(即显示器的长边位于垂直方向中)时称为肖像模式(portrait mode)。然而，上述公知视差控制元件仅能用以在单一种显示模式下提供具有视差屏障图案的影像。以图1B为例，当视差控制元件150的条状电极组152、154沿着平行于显示装置长边的方向设置时，显示器只有在肖像模式下才能呈现立体影像。更详细地说，在此种情形下，来自显示面板160的像素162a与162b的影像可以通过处于接地状态的条状电极152处的TN液晶(图中未绘示)，而分别提供左眼影像(如，来自对应于像素160b的影像)与右眼影像(如，来自对应于像素160a的影像)给使用者的左、右眼，而使用者的大脑感知一立体影像。

为了使得显示器在风景模式与肖像模式中皆能呈现立体影像，在实际应用中，出现了许多问题。举例来说，在不同模式中，使用者必须改变视距(viewingdistance)才能感知到清楚的立体影像。所谓视距指使用者眼睛与屏幕之间的距离(即图1A绘示的D)，一般而言，视距会和使用者两眼的间距成正比以及视差控制元件和像素之间的距离成正比，并和玻璃基板的折射率成反比以及像素间隔(pixel pitch)成反比。当将显示器由肖像模式转换为风景模式时，像素的间距会改变，因而导致视距不同。

此外，因为视差控制元件是利用液晶来形成遮光结构，位于电极边缘的液晶可能会出现转向不完全或分布不均等问题，因此很容易因为使用者观看角度不同，而产生色差(color difference)的现象。不论是视距或是色差的问题，都会造成使用者的不便，且会影响立体影像的显示品质。有鉴于此，相关领域亟需提出一种新的视差控制元件与视差控制方法，以提供使用者更佳的观看经验。

发明内容

发明内容旨在提供本发明所公开的内容的简化摘要，以使阅读者对本发明所公开的内容具备基本的理解。此发明内容并非本发明所公开的内容的完整概述，且其用意并非在指出本发明实施例的重要/关键元件或界定本发明的范围。

本发明的一方案关于一种视差控制元件，利用此种视差控制元件来呈现立体影像时，较不容易产生因为视角所导致的色差，且在不同观看模式中可保持相近的视距。

依据本发明一具体实施例，此视差控制元件包含第一基板、第二基板与配置于该第一基板与该第二基板之间的液晶层。第一基板上设有多个第一电极与多个第二电极。这些第一电极为直条状且彼此电性连接，并沿着第一方向设置于第一基板上；这些第二电极亦为直条状且彼此电性连接，并沿着第一方向设置于第一基板上，其中这些第一电极与这些第二电极交错排列。第二基板上设有多个第三电极与多个第四电极。这些第三电极彼此电性连接并沿着第二方向设置于第二基板上，且其中每一第三电极包含一阶梯状的第一部分；这些第四电极亦彼此电性连接并沿着第二方向设置于第二基板上，且其中每一第四电极包含一阶梯状的第二部分。

本发明的另一方案关于一种显示装置，此种显示装置呈现立体影像时，较不容易产生因为视角所导致的色差，且在不同观看模式中可保持相近的视距。

依据本发明一具体实施例，此显示装置包含显示面板与视差控制元件。上述显示面板可包含多个像素，这些像素沿着第一方向与第二方向排列成一像素阵列，其中每一上述像素在第一方向的宽度为Wp，在第二方向的高度为Hp。更详细地说，每一像素可包含3个次像素，且每一上述次像素在第一方向中的宽度为(Wp/3)。上述视差控制元件配置于该显示面板的一侧，且此视差控制元件包括第一基板、第二基板与配置于该第一基板与该第二基板之间的液晶层。这些第一电极为直条状且彼此电性连接，并沿着第一方向设置于第一基板上；这些第二电极亦为直条状且彼此电性连接，并沿着第一方向设置于第一基板上，其中这些第一电极与这些第二电极交错排列。第二基板上设有多个第三电极与多个第四电极。这些第三电极彼此电性连接并沿着第二方向设置于第二基板上，且其中每一第三电极包含一阶梯状的第一部分；这些第四电极亦彼此电性连接并沿着第二方向设置于第二基板上，且其中每一第四电极包含一阶梯状的第二部分。更详细地说，每一第三电极的上述第一部分又可包含沿着第二方向排列的三个第一区块，这些第一区块排列成阶梯状，且两相邻的第一区块之间在第一方向的阶差(step)为(Wp/3)或(2Wp/3)。相似地，每一第四电极的上述第二部分又可包含沿着第二方向排列的三个第二区块，这些第二区块排列成阶梯状，且两相邻的第二区块之间在第一方向的阶差为(Wp/3)或(2Wp/3)。

本发明的又一方案关于一种显示装置，此种显示装置呈现立体影像时，较不容易产生因为视角所导致的色差，且在不同观看模式中可保持相近的视距。

依据本发明一具体实施例，此显示装置包含显示面板与视差控制元件。上述显示面板可显示一种二维影像；而上述视差控制元件则可以是根据本发明前述方案与具体实施例所述的视差控制元件。如此一来，此视差控制元件可经操作而能够将显示面板所显示的二维影像转换为具有视差屏障图案的影像；上述具有视差屏障图案的影像可分别提供左眼影像与右眼影像予使用者的左、右眼，而使该使用者感知一立体影像。

本发明的再一方案关于一种自动立体影像的形成方法。

依据本发明一具体实施例，上述方法包含以下步骤。通过显示元件形成二维影像，以及操作本发明前述方案与具体实施例所述的视差控制元件，而将上述二维影像转换为具有视差屏障图案的影像。上述具有视差屏障图案的影像可分别提供左眼影像与右眼影像予使用者的左、右眼，而使该使用者感知一立体影像。

在参阅下文实施方式后，本发明所属技术领域的普通技术人员当可轻易了解本发明的基本精神及其他发明目的，以及本发明所采用的技术手段与实施方案。

附图说明

为让本发明的上述与其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图的说明如下：

图1A概要地绘示了一种公知自动立体显示器的运作原理；

图1B概要地绘示了一公知自动立体显示器，其可在单一种显示模式下提供具有视差屏障图案的影像；

图2绘示根据本发明一具体实施例的视差控制元件的剖面概要图式；

图3A绘示图2所示的视差控制元件的第一基板上的电极配置；

图3B绘示图2所示的视差控制元件的第二基板上的电极配置；

图4A绘示根据本发明一具体实施例的例示性电极设计；

图4B绘示根据本发明另一具体实施例的例示性电极设计；

图4C绘示根据本发明再一具体实施例的例示性电极设计；

图5A绘示根据本发明的显示装置的一具体实施例的剖面概要图式；

图5B绘示图5A所示的具体实施例中，在第一模式下该显示装置的视差控制元件的第一基板与第二基板上的电极排置；

图5C绘示在图5A所示的具体实施例中，在第一模式下该显示装置的显示面板的像素排置；

图5D绘示图5B所示的电极排置与图5C所示的像素排置，在第一模式下形成的一视差屏障结构；

图6A绘示根据图5A所示的具体实施例，在第二模式下该显示装置的视差控制元件的电极排置；

图6B绘示在图6A所示的具体实施例中，在第二模式下该显示装置的显示面板的像素排置；

图6C绘示图6A所示的电极排置与图6B所示的像素排置，在第二模式下形成的另一视差屏障结构；

图6D为示意图，阐明根据图6A-图6C所示的显示装置在第二模式下形成立体影像的原理；

图7A至图7E分别绘示了根据本发明多种具体实施例的第三电极的例示性排置方法；以及

图8为流程图，阐明了根据本发明一具体实施例，用以形成自动立体影像的方法。

其中，附图标记

100、160显示面板 102、104、116、120基板

106液晶层 106a、106b液晶胞

110、150视差控制元件 112、114扭转阵列型液晶胞

118表面电极 122、124、152、154条状电极

162a、162b像素 200、500视差控制元件

210、506、572第一基板 212、512第一电极

214第一连接部 216、516第二电极

218第二连接部 220、508、574第二基板

222、522、600、610、620、630第三电极 224第三连接部

226、526第四电极 228第四连接部

230液晶层 242、252透明导电图样

244、254、264不透明桥接图案 505、576液晶层

505a、505b、505c、505d、576a、576b、576c、576d液晶胞

510电极排置

530、605a、605b、615a、615b、625、635、645a、645b第一部分

532a、532b、532c、601、602、603、611、612、613、621、622、623、631、

632、633第一区块

540第二部分 542a、542b、542c第二区块

550显示面板 552像素

554次像素 560像素排置

570显示装置 580、590视差屏障结构

626、627、628、636、637、638第三区块 800方法

802-808步骤 D视距

Hp像素高度 H₁第一区块高度

Wp像素宽度 W₁第一区块宽度

D₁第一区块阶差 D₂第二区块阶差

具体实施方式

为了使本发明公开的内容的叙述更加详尽与完备，下文针对了本发明的实施方案与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其他具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。

为了解决在呈现立体影像时，因为使用者视角不同所致的视差问题，并使得使用者在肖像模式与风景模式下观看立体影像时可保持近似的视距，本发明的一方案关于一种视差控制元件。下文将参照图2与图3A、图3B来阐明此一视差控制元件的结构。

图2为根据本发明一具体实施例的视差控制元件的概要剖面图式。

如图2所示，视差控制元件200包含第一基板210、第二基板220、设置于第一基板210上的多个第一电极212与多个第二电极216、设置于第二基板220上的多个第三电极222与多个第四电极226以及夹设于其间的液晶层230。在本具体实施例中，上述液晶层230由向列式(TN)液晶所组成。此处所述的第一基板210和/或第二基板220可以选用任何适当的基板种类，举例来说，可利用玻璃基板来作为第一基板210与第二基板220，但本发明不限于此。

图3A与图3B分别绘示了图2所示的视差控制元件的第一基板210与第二基板220上的电极配置。如图3A所示，第一基板210上设有多个第一电极212与多个第二电极216。第一电极212沿着第一方向(如，图3A中所示的X方向)延伸而设置于第一基板210的一表面上，第一电极212皆为直条状，且彼此电性连接(例如，通过第一连接部214而电性连接)。第二电极216同样沿着第一方向X延伸而设置于第一基板210的该表面上，第二电极216皆为直条状，且彼此电性连接(例如，通过第二连接部218而电性连接)。第一电极212和第二电极216彼此交错排列；此外，第一连接部214与第二连接部218分别位于第一基板210在X方向中的二相对侧。

接着请参照图3B，第二基板220上设有多个第三电极222与多个第四电极226。第三电极222沿着与第一方向X垂直的第二方向(如，图3B中所示的Y方向)延伸而设置于第二基板220的一表面上，每一第三电极222包含一第一部分，且此第一部分为阶梯状(如图3B中所示)。此外，这些第三电极222通过第三连接部224而彼此电性连接。第四电极226亦沿着第二方向Y延伸而设置于第二基板220的该表面上，每一第四电极226包含一第二部分，且此第二部分为阶梯状(如图3B中所示)。相似地，这些第四电极226通过第四连接部228而彼此电性连接。第三电极222和第四电极226彼此交错排列；此外，第三连接部224与第四连接部228分别位于第二基板220在Y方向中的二相对侧。

虽然图3A与图3B中分别绘示了一种例示性的第一、第二电极与第三、第四电极的排置方式，本发明不限于此，且本发明所属技术领域技术人员当可轻易想见其他排置方式。

举例来说，在一实施例中，所谓第一电极212与第二电极216彼此交错排列，指将一个第一电极212设置于两个相邻的第二电极216之间；或者是，可以将多个(如二、三或更多)第一电极212设置于两个相邻的第二电极216之间。当然，在另一实施例中，也可以将一个第二电极216设置于两个相邻的第一电极212之间；或者是，可以将多个(如二、三或更多)第二电极216设置于两个相邻的第一电极212之间。

相似地，在一实施例中，第三电极222与第四电极226彼此交错排列，指将一个第三电极222设置于两个相邻的第四电极226之间；或者是，可以将多个(如二、三或更多)第三电极222设置于两个相邻的第四电极226之间。在另一实施例中，也可以将一个第四电极226设置于两个相邻的第三电极222之间；或者是，可以将多个(如二、三或更多)第四电极226设置于两个相邻的第三电极222之间。

理论上来说，为了使得视差控制元件200能够展现较佳的视差控制效果，相邻电极之间间隙应该越小越好。因此，根据本发明较佳的具体实施例，相邻的第一电极212与第二电极216之间的间隙小于或等于6μm。相似地，根据本发明另一较佳具体实施例，相邻的第三电极222与第四电极226之间的间隙小于或等于6μm。

根据本发明具体实施例，上述第一电极212、第二电极216、第三电极222与第四电极226可分别独立地由一透明导电材料所组成。透明导电材料的实施例包括但不限于：氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)、氧化铟锌(indium zinc oxide，IZO)、氟掺杂氧化锡(fluorine doped tin oxide，FTO)、氧化锌铝(aluminumzinc oxide，AZO)、氧化锌镓(galliumzinc oxide，GZO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO₂)以及上述材料的组合。作为例示而非限制，可利用由ITO组成的透明导电层作为上述电极。在较佳的情形中，用以形成上述第一、第二、第三或第四连接部214、218、224、228的材料可分别和第一、第二、第三或第四电极212、216、222、226的材料相同。

在一替代性实施例中，上述第一、第二、第三或第四电极212、216、222、226其中任一种电极、或其中至少一个电极可任选地包括多个透明导电图案与至少一桥接图案。下文将以图4A与图4B，进一步说明此种电极设计。

图4A与图4B分别绘示了根据本发明此实施例的两种例示性电极设计；为求简洁，图中仅绘示了第一电极212、第二电极216、第三电极222与第四电极226的排列方式，而省略了视差控制元件的其他部分(如图2所示)。

如图4A所示，上述第一电极212的每一个可包括多个透明导电图样242以及至少一不透明桥接图案244。更明确地说，这些透明导电图样242彼此分离，而桥接图案244则桥接于这些透明导电图案242之间，以使两个相邻的透明导电图案242彼此电性连接。此外，上述桥接图案244位于相邻的第三电极222与第四电极226之间的间隙。

如上所述，在第一基板210上设置有多个第一电极212，而通过桥接图案桥接透明导电图案的这种电极设计可运用于所有第一电极212中，或仅运用于其中一部分第一电极212。虽然此处以第一电极212为例，来说明此种电极设计，但亦可将此电极设计运用于第二电极216中，或同时运用于第一电极212与第二电极216中。

图4B绘示了第三电极222的电极设计。如图所示，第三电极222的每一个可包括多个透明导电图样252以及至少一不透明桥接图案254。更明确地说，这些透明导电图样252彼此分离，而不透明桥接图案254则桥接于这些透明导电图案252之间，以使这些透明导电图案252彼此电性连接。此外，上述桥接图案254位于相邻的第一电极212与第二电极216之间的间隙。如上所述，在第三基板220上设有多个第三电极222，而通过不透明桥接图案桥接透明导电图案的这种电极设计可运用于所有第三电极222中，或仅运用于其中一部分第三电极222。此外，当注意到，在图4B所示的电极设计中，第三电极222包括多个由透明导电图案252与不透明桥接图案254所组成的非矩形区块。又，第四电极226包括多个矩形区块。

虽然此处以第三电极222为例，来说明此种电极设计，但亦可将此电极设计运用于第四电极226中，或同时运用于第三电极222与第四电极226中。亦可想见，在一任选实施例中，可同时将此处所述的电极设计运用于第一、第二、第三以及第四电极212、216、222、226中。

在一任选的实施例中，上述不透明桥接图案244与254的材质可分别包含不透明金属。作为例示而非限制，上述金属材料可为银、金、铜、钯、铬、铂、钼、钛、钽、钨、铝、铁、钴、锌、锡、镍、或上述金属的合金或混合物。

在制备过程中，可分别形成多个彼此分离的透明导电图样与不透明金属组成的桥接图案，以得到如图4A或图4B所示的电极结构。

或者是，在另一替代性的工艺中，可先形成一连续的透明导电电极，而后在所述的位置上形成不透明金属层以作为桥接图案。以图4C的视差控制元件为例，在第一基板210的一表面设有第一电极212与第二电极(图中未绘示)，其中第一电极212为连续的透明导电电极，且在其一表面上设有不透明桥接图案264。在本实施例中，上述不透明桥接图案264位于两相邻的第三电极222与第四电极226的间隙和第一电极212的重叠处。

在一任选的实施例中，可在第一基板210或第二基板220上配置一黑矩阵层，以遮蔽位于第二基板220上的第三电极222与第四电极226之间的间隙。或者是，在另一任选的实施例中，可在第一基板210或第二基板220上配置一黑矩阵层，以遮蔽位于第一基板210上的第一电极212与第二电极216之间的间隙。亦或是，在另一任选的实施例中，可在第一基板210或第二基板220上配置一黑矩阵层，以同时遮蔽第一电极212与第二电极216之间的间隙以及第三电极222与第四电极226之间的间隙。

在一任选的实施例中，上述第三电极222除了第一部分之外，可更包含第三部分(图中未绘示)，此一第三部分同样为阶梯状。或者是，第四电极226除了第二部分之外，可更包含第四部分(图中未绘示)，此一第四部分亦为阶梯状。

依据本发明一具体实施例，此显示装置包含显示面板与根据本发明上述方案/具体实施例的视差控制元件(如视差控制元件200)，且视差控制元件配置于该显示面板的一侧(如，显示面板用以显示影像的一侧或显示面板的入光侧)。简单地说，显示面板包含多个像素，可根据这些像素的排列方式，来设计视差控制元件中的电极排置。

在实际运用中，上述显示面板包括任何可用以显示二维影像的元件，其实施例包括但不限于：液晶显示单元、电致发光显示单元与电泳显示单元。

图5A绘示了根据本发明一具体实施例的显示装置570，其包含显示面板550与视差控制元件500。以图5A为例，显示面板550是一种液晶显示单元，其包含一对基板572、574，以及夹设于其间的液晶层576。液晶层576包含多个液晶胞，分别对应至基板576上的像素排置(即，图5C所示的像素排置560)。应注意，在图5A中，为求图面简单，并未绘示出第一电极512与第二电极516之间的间隙；亦未绘示出第三电极522与第四电极526之间的间隙。

显示面板550可更包含偏光片(图中未绘示)，此偏光片可设置于基板572的一表面上和/或基板574的一表面上。此外，显示面板550可更包含一光源，如一背光模块(图中未绘示)，设置于显示面板550的入光面(如，基板572下方)。再者，显示面板550可包含彩色滤光片(图中未绘示)，因而使得显示面板550能够呈现出彩色的二维影像。此处所述的液晶显示单元包括偏光片、彩色滤光片和/或背光模块的材料与建构方式，皆为本发明所属技术领域具有通常知识者所熟知，此处不再一一赘述。

此外，虽然图5A中所绘示的视差控制元件500与显示面板550分别具有二基板，但在任选的实施例中，可省略其中一基板。举例来说，可省略视差控制元件500的第一基板506，而使得视差控制元件500与显示面板550共用基板574。或者是，可省略显示面板550的第二基板574，而使得视差控制元件500与显示面板550共用基板506。

下文将参照图5A至图5D以及图6A至图6D来描述此显示装置570的结构以及其在不同观看模式中的操作原理。

图5B与图5C分别绘示了在第一模式(如，肖像模式)下，显示装置570的视差控制元件500的电极排置510与显示面板550的像素排置560。

请参照图5A与图5B，视差控制元件500与上述视差控制元件200同样地包括第一基板506、第二基板508、配置于第一基板506与第二基板508之间的液晶层505、配置于第一基板506上的多个第一电极512与多个第二电极516以及配置于第二基板508上的多个第三电极522与多个第四电极526。

图5B绘示了第一基板506与第二基板508上的电极设计，但图中为求简洁仅绘示了电极的结构。与图3A相似，在图5B中，第一基板(未绘示)上设有多个第一电极512与多个第二电极516。第一电极512沿着第一方向X延伸而设置于第一基板的一表面上，这些第一电极512为直条状且彼此电性连接。第二电极516同样沿着第一方向X延伸而设置于第一基板上，这些第二电极516皆为直条状且彼此电性连接。第一电极512和第二电极516彼此交错排列。

如图5C所示，显示面板550可包含多个像素552，上述像素552沿着第一方向X与第二方向Y排列成一像素阵列。每一像素552在第一方向X的宽度为Wp，在第二方向Y的高度为Hp。更详细地说，每一像素552可包含3个次像素554，且每一次像素554在第一方向X中的宽度为(Wp/3)，在第二方向Y中的高度为Hp。

再回到图5B，与图3B相似，视差控制元件500的第二基板(未绘示)上设有多个第三电极522与多个第四电极526。第三电极522沿着与第一方向X垂直的第二方向Y延伸而设置于第二基板的一表面上，每一第三电极522包含一阶梯状的第一部分530，且这些第三电极522彼此电性连接。第四电极526亦沿着第二方向Y延伸而设置于第二基板上，每一第四电极526包含一阶梯状的第二部分540，且这些第四电极526彼此电性连接。第三电极522和第四电极526彼此交错排列。

更详细地说，第三电极522的第一部分530包含沿着第二方向Y排列的三个第一区块532a、532b、532c，这些第一区块532a、532b、532c排列成阶梯状；其中两相邻的第一区块(如532a与532b)之间的阶差D₁为(Wp/3)或(2Wp/3)。亦即，两相邻的第一区块之间在X方向的阶差D₁实质上等于一个或两个次像素在第一方向X中的宽度。

相似地，第四电极526的第二部分540又可包含沿着第二方向Y排列的三个第二区块542a、542b、542c，这些第二区块542a、542b、542c排列成阶梯状，且两相邻的第二区块(如542b与542c)之间在X方向中的阶差D₂为(Wp/3)或(2Wp/3)。亦即，两相邻的第二区块之间的阶差D₂实质上等于一个或两个次像素在第一方向X中的宽度。

当可想见，此处所述的第一电极512、第二电极516、第三电极522以及第四电极526可分别具有与上述第一电极212、第二电极216、第三电极222以及第四电极226相似的结构与设计。因而，上文关于第一、第二、第三、第四电极212、216、222、226的叙述同样亦可适用于此处所述的第一、第二、第三与第四电极512、516、522、526。

举例来说，此视差控制元件500的第一电极512与第二电极516之间可具有一间隙；或者是，第三电极522与第四电极526之间可具有一间隙。

再者，此视差控制元件500的第一、第二、第三与第四电极512、516、522、526可独立地由透明导电层所组成。又或者是，第一、第二、第三与第四电极512、516、522、526可分别具有如上文参照图4A、图4B或图4C所示的结构；更详细地说，在一实施例中，其可分别具有多个彼此分离的透明导电图案以及桥接于这些透明导电图案之间的至少一不透明桥接图案。在另一实施中，可包含不透明桥接图案位于两相邻的第一电极与第二电极的间隙与第三电极的重叠处或第三电极与第四电极的间隙与第一电极的重叠处。相似地，上述不透明桥接图案的材质包括上文所述的不透明金属。

此外，此视差控制元件500可更具有如上文所述的黑矩阵层，其配置于第一基板506或第二基板508上，以遮蔽位于第二基板508上的第三电极522与第四电极526之间的间隙；或者是，黑矩阵层配置于第一基板506或第二基板508上，以遮蔽位于第一基板506上的第一电极512与第二电极516之间的间隙。亦或是，在另一任选的实施例中，可在第一基板506或第二基板508上配置一黑矩阵层，以同时遮蔽第一电极512与第二电极516之间的间隙以及第三电极522与第四电极526之间的间隙。

在本说明书中，每一第一区块532a、532b、532c在第二方向Y中的区块高度为H₁且在第一方向X中的区块宽度为W₁(请参见图5B的标示)；每一第二区块542a、542b、542c在第二方向Y中的区块高度为H₂且在第一方向X中的区块宽度为W₂(请参见图5B的标示)在一实施例中，区块宽度W₁小于每一像素552的宽度Wp，而区块宽度W₂小于每一像素552的宽度Wp。在另一实施例中，区块宽度W₁等于每一像素552的宽度Wp，而区块宽度W₂小于每一像素552的宽度Wp。。在一具体实施例中，区块高度H₁或H₂实质上等于每一像素552的高度Hp。

在任选的具体实施例中，每一第一电极512与每一第二电极516在第二方向Y中的高度小于每一像素552的高度Hp。

请同时参见图5A-图5D，在第一种观看模式下，操作视差控制结构500以使得显示装置570呈现自动立体影像的步骤如下。施加参考电压至第二电极516、第三电极522与第四电极526；同时施加数据电压至第一电极512。由于第一电极512所形成的电场驱动了相对应位置的液晶胞505a，光线就无法穿透该部分；至于其他部分(如与第二电极516相对应处)的液晶胞505b则不会被驱动，且可允许光线穿透。当显示面板550所呈现的二维影像通过此一视差控制结构500时，在此第一操作模式下的视差控制结构500搭配显示面板550上的像素排置560可形成如图5D所示的视差屏障结构580。上述视差屏障结构580可将此二维影像转换为具有视差屏障图案的影像；更详细地说，上述具有视差屏障图案的影像包含一左眼影像(图中标示“左”的像素)与一右眼影像(图中标示“右”的像素)，当使用者的左、右眼分别接收到上述左眼影像与右眼影像时，使用者的大脑就能够感知到一立体影像。更详细地说，以图5A为例，此时液晶胞576a对应至图5C所示的一右眼像素，而液晶胞576b对应至图5C所示的一左眼像素，因而使用者的大脑能够感知立体影像。

接着，请参见图6A与图6B，其分别绘示了在第二模式(如，风景模式)下，显示装置570的视差控制元件500的电极排置510与显示面板550的像素排置560。事实上，图6A与图6B分别绘示了和图5B与图5C相同的结构，但将图5B、图5C顺时针旋转了90度。

在第二种观看模式下，操作视差控制结构500以使得显示装置570呈现自动立体影像的步骤如下。施加参考电压至第一电极512、第二电极516与第四电极526；同时施加数据电压至第三电极522。由于第三电极522所形成的电场驱动了相对应位置的液晶胞505c，光线就无法穿透该部分；至于其他部分(如与第四电极526相对应处)的液晶胞505d则不会被驱动，且可允许光线穿透。当显示面板550所呈现的二维影像通过此一视差控制结构500时，在此第二操作模式下的视差控制结构500搭配显示面板550的像素排置560可形成如图6C所示的视差屏障结构590。视差屏障结构590可将此二维影像转换为具有视差屏障图案的影像，而能够分别提供一左眼影像与右眼影像予一使用者的左、右眼，而使得使用者的大脑感知一立体影像。

接着，请参见图6D，其绘示了显示装置570在第二操作模式下形成立体影像的概要附图。与图5A相似，在图6D中，为求图面简单，并未绘示出第三电极522与第四电极526之间的间隙。

如图6D所示，此时液晶胞576c对应至图6C所示的一右眼像素，而液晶胞576d对应至图6C所示的一左眼像素，因而使用者的大脑能够感知立体影像。

在第二观看模式下，假若位于电极边缘的液晶转向不完全或分布不均，会导致显示装置出现严重的色差。然而，本发明所提出的视差控制元件200与500采用了阶梯状的电极设计，能够明显地改善上述问题。请参见第6A-6C图，第三电极522的三个第一区块532a、532b、532c之间在第一方向X中的的阶差D₁分别为(Wp/3)；且显示面板550上每一像素552的每一次像素554在X方向中的宽度同样也是(Wp/3)。当将上述电极设计与像素排置搭配使用时，第三电极522的第一部分530的三个第一区块532a、532b、532c在X方向中所对应至的第一个次像素分别为R、G、B三个次像素(如图6C所示)；换句话说，位于第三电极522的第一部分530边缘的次像素不是同一种次像素。如此一来，即便电极边缘发生液晶转向不完全或分布不均等问题，由于R、G、B三种次像素都可能发生此种问题，三种次像素所造成的色度不均能够互相抵消，因而可以改善显示装置因为视角不同而发生的色差问题。

此外，由于本发明配合既有的像素结构来设计阶梯状电极的排置，显示器不论处于第一模式(如，肖像模式)或第二模式(如，风景模式)中，其显示面板的像素间距上不会改变。如此一来，使用者在切换观看模式时，不需大幅度地调整视距，即可观看到立体影像。

虽然图5B与图6A中所示的第三电极的第一区块532a、532b、532c之间的阶差D₁分别为(Wp/3)，本发明不限于此种电极配置。本发明所属技术领域普通技术人员在阅读并理解本说明书的内容后，当可轻易想见其他多种修饰与变形。

举例来说，图7A至图7E分别绘示了多种第三电极的例示性排置方法，并搭配图6B所示的像素排置。为了方便说明，在图7A至图7E中，将X方向箭头所指的方向称为右方，Y方向箭头所指的方向称为下方。此外，图中仅标示出与第三电极相对应的次像素标号，而省略了其他像素/次像素。

在图7A中，第三电极600包含沿着方向Y排列的两个第一部分605a、605b。每一第一部分605a、605b分别由三个第一区块601、602、603所组成；以第一区块602来看，位于其上方的第一区块601与下方的第一区块603分别向左方与右方各位移了(Wp/3)的距离。如此一来，每一第一部分605a、605b的第一区块601、602、603在X方向中所对应到的第一个次像素分别是R、G、B。此外，位于下方的第一部分605b的第一区块601相较于上方的第一部分605a的第一区块603，向右方位移了(Wp/3)的距离。

图7B所示的第三电极610同样包括沿着方向Y排列的两个第一部分615a、615b。每一第一部分615a、615b分别由三个第一区块611、612、613所组成；以第一区块612来看，位于其上方的第一区块611向左方位移了(2Wp/3)的距离，且位于第一区块612下方的第一区块613则向左方位移了(Wp/3)的距离。在此种像素排置中，第一区块611、612、613在X方向中所对应到的第一个次像素分别是R、B、G。此外，位于下方的第一部分615b的第一区块611相较于上方的第一部分615a的第一区块613，向左方位移了(Wp/3)的距离。

图7A与图7B分别绘示了在Y方向中排列了两个第一部分以形成第三电极，然而本发明不限于此。以图7A为例，当可根据实际上的像素排置来选择每一第三电极600中第一部分605的重多目。此外，亦可视情形来改变多个第一部份彼此之间的相对位置。

此外，本发明亦不限于在Y方向中重复排列第一部分以组成一第三电极，而可以利用两种或更多的阶梯状部分来组成第三电极。

举例来说，在图7C中，第三电极620包括排列于Y方向中的第一部分625与第三部分629。更详细地说，第一部分625包括三个第一区块621、622与623，以第一区块622来看，位于其上方的第一区块621与下方的第一区块623分别向区块622的左方与右方位移了(2Wp/3)的距离；因而使得第一区块621、622与623在X方向中所对应到的第一个次像素分别是R、B、G。第三部分629和第一部分625互为镜像，且因而第三部分629的三个第三区块626、627、628在X方向中所对应到的第一个次像素分别是G、B、R。在本实施例中，由于第三部分629和第一部分625互为镜像，位于下方的第三部分629的第一区块626相较于上方的第一部分625a的第一区块623，没有相对位移。

在图7D所示的例示性实施例中，第三电极630包括排列于Y方向中的第一部分635与第三部分639，其中第一部分635的三个第一区块631、632、633的排置方式和图7A所示的区块601、602、603相同；且第三部分639的三个第三区块636、637、638排置方式和图7B所示的区块611、612、613相同。因此，第三电极630的第一部分605的第一区块631、632、633在X方向中所对应到的第一个次像素分别是R、G、B；而其第三部分639的第三区块636、637、638在X方向中所对应到的第一个次像素分别是R、B、G。在本实施例中，位于下方的第三部分639的第一区块636相较于上方的第一部分635的第一区块633，向左方位移了(2Wp/3)的距离。

图7E所示的第三电极640包括沿着方向Y排列的两个第一部分645a、645b，此处所述的第一部分645a、645b与图7B所示的第一部份615a、615b具有相同的排置方式，因此沿用了图7B中关于第一区块的标号。图7E的第三电极640与图7B的第三电极610不同之处在于位于下方的第一部分645b的第一区块611相较于上方的第一部分645a的第一区块613，向右方位移了(2Wp/3)的距离。

可将此处参照图7A至图7E所示的第三电极的实施例，运用于上文所述的视差控制元件200或500中，而实现本发明的目的。此外，虽然此处描述了第三电极的排置方式，这些排置方式亦可同样适用于上文所述的第四电极226或526。此外，在较佳的具体实施例中，第三电极与第四电极应具有互补的排置方式。

本发明的又一方案关于一种显示装置，其运用了本发明上述方案与具体实施例所提出的视差控制元件，因而此显示装置在呈现立体影像时，较不容易产生因为视角所导致的色差，且在不同观看模式中可保持相近的视距。

依据本发明一具体实施例，上述显示装置包含显示面板与视差控制元件，如上文所述的视差控制元件200或500。上述显示面板可显示一种二维影像；而视差控制元件200或500经操作而能够将显示面板所显示的二维影像转换为具有视差屏障图案的影像。此一具有视差屏障图案的影像可分别提供左眼影像与右眼影像予使用者的左、右眼，而使该使用者感知一立体影像。

在本具体实施例中，显示面板可以包含液晶显示面板。此处所述的液晶显示面板可包含光源、偏光片与液晶显示单元。上述光源的一实施例为背光模块，但本发明不限于此。

根据本发明的原理与精神，本发明的另一方案有关于一种自动立体影像的形成方法。简言之，可通过操作上述视差控制装置200或500，而将来自一显示元件的二维影像转换为具有视差屏障图案的影像，上述具有视差屏障图案的影像可分别提供左眼影像与右眼影像予使用者的左、右眼，而使得使用者的大脑能够感知一立体影像，如图5A与图6D所示。

根据本发明具体实施例，此处提出的自动立体影像的形成方法适用于在第一模式和/或第二模式下呈现自动立体影像。此处所称的第一模式与第二模式一般指显示装置处于肖像模式或风景模式的情形。举例来说，可通过将显示装置相对于一本体或固定面旋转90度，而将显示装置由肖像模式切换至风景模式。

图8为一流程图，阐明了依据本发明一具体实施例的方法800所包含的步骤。

在步骤802，通过显示装置中的显示元件(如，上文所述的显示元件550)形成二维影像。

另一方面，操作本发明前述方案与具体实施例所述的视差控制元件(如视差控制元件200或500)，而产生一视差屏障结构。

更具体来说，当显示装置处于第一模式下时，施加参考电压至视差控制结构(如，视差控制元件500)的第二电极、第三电极与第四电极；并施加数据电压至该视差控制结构的第一电极，以形成一视差屏障结构(步骤804)。

或者是，当显示装置处于第二模式下时，施加参考电压至视差控制结构的第一电极、第二电极与第四电极；并施加数据电压至视差控制结构的第三电极，以形成一视差屏障结构(步骤806)。

其后，在步骤808中，当显示元件呈现的二维影像经过步骤804或806所产生的视差屏障结构时，上述视差屏障结构可将此二维影像转换为具有视差屏障图案的影像。

上述具有视差屏障图案的影像可分别提供左眼影像与右眼影像予使用者的左、右眼，而使该使用者感知一立体影像。

虽然此处参照图8以特定的顺序来描述本发明一实施例提出的方法，但本发明不限于此。举例来说，在一实施例中，可先进行步骤804(或步骤806)而形成一视差屏障结构，而后再进行步骤802以提供该二维影像。或者是，步骤802和步骤804(或步骤806)可同时进行。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种视差控制元件，其特征在于，包含：

一第一基板；

多个第一电极，沿一第一方向设置于该第一基板上，其中这些第一电极为直条状且彼此电性连接；

多个第二电极，沿该第一方向设置于该第一基板上，这些第二电极为直条状且彼此电性连接，其中这些第一电极与这些第二电极交错排列；

一第二基板；

多个第三电极，沿着一第二方向设置于该第二基板上且彼此电性连接，其中该每一第三电极包含至少一第一部分，该第一部分为阶梯状；

多个第四电极，沿着该第二方向设置于该第二基板上且彼此电性连接，其中这些第三电极与这些第四电极交错排列，并且该每一第四电极包含至少一第二部分，该第二部分为阶梯状；以及

一液晶层，配置于该第一基板与该第二基板之间；

其中该第一方向与该第二方向垂直。

2.根据权利要求1所述的视差控制元件，其特征在于，这些第一电极的至少其中之一设置于该两相邻第二电极之间。

3.根据权利要求2所述的视差控制元件，其特征在于，这些第二电极的至少其中之一设置于该两相邻第一电极之间。

4.根据权利要求1所述的视差控制元件，其特征在于，每一相邻的该第一电极与该第二电极之间有一小于或等于6μm的间隙。

5.根据权利要求1所述的视差控制元件，其特征在于，每一相邻的该第三电极与该第四电极之间有一小于或等于6μm的间隙。

6.根据权利要求1所述的视差控制元件，其特征在于，这些第一电极、这些第二电极、这些第三电极与这些第四电极分别由一透明导电层所组成。

7.根据权利要求1所述的视差控制元件，其特征在于，这些第一电极的至少其中之一包括：

多个透明导电图案，这些透明导电图案彼此分离；以及

至少一不透明桥接图案，桥接于这些透明导电图案之间，以使这些透明导电图案彼此电性连接，而该至少一不透明桥接图案位于两相邻的该第三电极与该第四电极的一间隙。

8.根据权利要求1所述的视差控制元件，其特征在于，更包含至少一不透明桥接图案，其中该至少一不透明桥接图案位于两相邻的该第三电极与该第四电极的一间隙与该第一电极的重叠处。

9.根据权利要求1所述的视差控制元件，其特征在于，更包括一黑矩阵层，以遮蔽这些第三电极与这些第四电极之间的间隙。

10.根据权利要求1所述的视差控制元件，其特征在于，这些第三电极的至少其中之一包括：

多个透明导电图案，这些透明导电图案彼此分离；以及

至少一不透明桥接图案，桥接于这些透明导电图案之间，以使这些透明导电图案彼此电性连接，而该至少一不透明桥接图案位于两相邻的该第一电极与该第二电极的一间隙。

11.根据权利要求1所述的视差控制元件，其特征在于，更包含至少一不透明桥接图案，其中该至少一不透明桥接图案位于两相邻的该第一电极与该第二电极的一间隙与该第三电极的重叠处。

12.根据权利要求1所述的视差控制元件，其特征在于，更包括一黑矩阵层，以遮蔽这些第一电极与这些第二电极之间的间隙。

13.根据权利要求1所述的视差控制元件，其特征在于，该每一第三电极更包含一第三部分，该第三部分为阶梯状且与该第一部分呈镜像。

14.一种显示装置，其特征在于，包括：

一显示面板，包含多个像素，这些像素沿着一第一方向与一第二方向排列成一像素阵列，其中该每一像素沿着该第一方向具有一宽度Wp，而沿着该第二方向具有一高度Hp，该每一像素包含3个次像素，且每一次像素沿着该第一方向具有一宽度Wp/3；

一视差控制元件，配置于该显示面板的一侧，该视差控制元件包括一第一基板、多个第一电极、多个第二电极、一第二基板、多个第三电极、多个第四电极以及一液晶层：

所述多个第一电极沿该第一方向设置于该第一基板上，其中这些第一电极为直条状且彼此电性连接；

所述多个第二电极沿该第一方向设置于该第一基板上，这些第二电极为直条状且彼此电性连接，其中这些第一电极与这些第二电极交错排列；

所述多个第三电极设置于该第二基板上且彼此电性连接，其中每一该第三电极包含至少一第一部分，该第一部分具有沿着该第二方向排列的三个第一区块，这些第一区块排列成阶梯状，且该两相邻的第一区块具有一阶差，该阶差为Wp/3或2Wp/3；

所述多个第四电极设置于该第二基板上且彼此电性连接，其中这些第三电极与这些第四电极交错排列，并且每一该第四电极包含至少一第二部分，该第二部分具有沿着该第二方向排列的三个第二区块，这些第二区块排列成阶梯状，且该两相邻的第二区块具有一阶差，该阶差为Wp/3或2Wp/3；以及

该液晶层配置于该第一基板与该第二基板之间；

其中该第一方向与该第二方向垂直。

15.根据权利要求14所述的显示装置，其特征在于，相邻的该第一电极与该第二电极之间具有一间隙。

16.根据权利要求14所述的显示装置，其特征在于，相邻的该第三电极与该第四电极之间具有一间隙。

17.根据权利要求14所述的显示装置，其特征在于，这些第一电极、这些第二电极、这些第三电极与这些第四电极分别由一透明导电层所组成。

18.根据权利要求14所述的显示装置，其特征在于，这些第一电极的至少其中之一包括：

多个透明导电图案，这些透明导电图案彼此分离；以及

19.根据权利要求14所述的显示装置，其特征在于，更包含至少一不透明桥接图案，其中该至少一不透明桥接图案位于两相邻的该第三电极与该第四电极的一间隙与该第一电极的重叠处。

20.根据权利要求14所述的显示装置，其特征在于，更包括一黑矩阵层，以遮蔽这些第三电极与这些第四电极之间的间隙。

21.根据权利要求14所述的显示装置，其特征在于，这些第三电极的至少其中之一包括：

多个透明导电图案，这些透明导电图案彼此分离；以及

22.根据权利要求14所述的显示装置，其特征在于，更包含至少一不透明桥接图案，其中该至少一不透明桥接图案位于两相邻的该第一电极与该第二电极的一间隙与该第三电极的重叠处。

23.根据权利要求14所述的显示装置，其特征在于，更包括一黑矩阵层，以遮蔽这些第一电极与这些第二电极之间的间隙。

24.根据权利要求14所述的显示装置，其特征在于，每一该第三电极更包含一第三部分，该第三部分与该第一部分呈镜像，并且该第三部分具有沿着该第二方向排列的三个第三区块，这些第三区块排列成阶梯状，且该两相邻的第三区块具有一阶差，该阶差为Wp/3或2Wp/3。

25.一种自动立体影像的形成方法，其特征在于，包含以下步骤：

通过一显示元件形成一二维影像；以及

操作一如权利要求1所述的视差控制元件而将该二维影像转换为一具有视差屏障图案的影像，其中该具有视差屏障图案的影像可分别提供一左眼影像与一右眼影像予一使用者，而使该使用者感知一立体影像。

26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，该操作一如权利要求1所述的视差控制元件的步骤包含在一第一模式中进行以下步骤：

施加一参考电压至这些第三电极与这些第四电极；以及

施加一数据电压至这些第一电极，并施加该参考电压至这些第二电极，以使该视差控制元件将该二维影像转换为该具有视差屏障图案的影像。

27.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，该操作一如权利要求1所述的视差控制元件的步骤包含在一第二模式中进行以下步骤：

施加一参考电压至这些第一电极与这些第二电极；以及

施加一数据电压至这些第三电极，并施加该参考电压至这些第四电极，以使该视差控制元件将该二维影像转换为该具有视差屏障图案的影像。