CN103185984A - 显示装置 - Google Patents

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CN103185984A CN2012100626586A CN201210062658A CN103185984A CN 103185984 A CN103185984 A CN 103185984A CN 2012100626586 A CN2012100626586 A CN 2012100626586A CN 201210062658 A CN201210062658 A CN 201210062658A CN 103185984 A CN103185984 A CN 103185984A
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陈富豪
陈武立
颜维廷
刘健群
蔡朝旭
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Abstract

一种显示装置，包括背光模块及穿透式显示面板。背光模块包括导光板、图案化光散射结构及发光元件。导光板具有第一表面、相对于第一表面的第二表面及连接第一表面与第二表面的入光面。图案化光散射结构配置于导光板上或导光板内部，其中图案化光散射结构包括多个光散射条。发光元件适于发出照明光，入光面配置于照明光的传递路径上，其中这些光散射条用以散射照明光。穿透式显示面板配置于背光模块的一侧，其中第一表面朝向穿透式显示面板。

Description

显示装置
技术领域
本发明是有关于一种显示装置。
背景技术
随着显示技术的进步，画质更佳、色彩更丰富、效果更好的显示器不断地推陈出新。近年来，立体显示技术更有从电影院推广至家用显示器的趋势。西元2010年被国际订为立体显示元年，根据统计预测，未来全球立体显示器市场，每年平均可成长95％，因此，各显示器大厂皆相继加入战局。在此一需求的驱使下，平面显示器迈入了另一个纪元，那就是立体显示器(stereoscopic display)。
由于立体显示的关键在于让左眼与右眼分别看到视角不同的左眼画面与右眼画面，因此已知立体显示技术多半是采用让使用者配戴特制的眼镜，以筛选左眼画面与右眼画面。
让使用者配戴特制眼镜通常会造成许多的不便之处，尤其对于本身具有近视或远视而须配戴校正视力的眼镜的使用者而言，额外再多配戴一副特制眼镜往往会产生不适与不便。因此，裸眼立体显示技术便成为研发重点之一。已知裸眼式立体显示器主要是采用视差光栅(parallaxbarrier)或柱状透镜膜(1enticular film)来将影像光分别会聚于多个不同的视域上。这些不同视域的影像分别为不同视角的影像。当使用者的左眼与右眼分别处于不同的视域时，便可以看到立体影像。
然而，视差光栅由于会遮挡部分的光，容易有亮度大幅下降的问题。另外，柱状透镜膜虽然能够达到较高的光效率，但却无法作到使显示装置在二维画面显示模式与三维画面显示模式之间切换。
发明内容
本揭露的一实施例提出一种显示装置，包括背光模块及穿透式显示面板。背光模块包括导光板、图案化光散射结构及发光元件。导光板具有第一表面、相对于第一表面的第二表面及连接第一表面与第二表面的入光面。图案化光散射结构配置于导光板上或导光板内部，其中图案化光散射结构包括多个光散射条。发光元件适于发出照明光，其中入光面配置于照明光的传递路径上，且这些光散射条用以散射照明光。穿透式显示面板配置于背光模块的一侧，其中第一表面朝向穿透式显示面板。穿透式显示面板具有多个画素组，每一画素组具有多个画素列，且这些光散射条所散射的照明光在通过这些画素组后分别会聚于多个视域。
本揭露的另一实施例提出一种显示装置，包括背光模块及穿透式显示面板。背光模块包括导光板、图案化电变式光散射结构及发光元件。导光板具有第一表面、相对于第一表面的第二表面及连接第一表面与第二表面的入光面。图案化电变式光散射结构配置于导光板上或导光板内部，其中图案化电变式光散射结构包括多个电变式光散射条。每一电变式光散射条适于随着施加其上的电压的变化而在散射态与透明态之间切换。发光元件适于发出照明光，其中入光面配置于照明光的传递路径上，且这些电变式光散射条适于处于散射态以散射照明光。穿透式显示面板配置于背光模块的一侧，其中第一表面朝向穿透式显示面板。
本揭露的又一实施例提出一种显示装置，包括背光模块、穿透式显示面板及控制单元。背光模块包括基板及多个自发光结构，这些自发光结构配置于基板上，且用以发出照明光。穿透式显示面板配置于背光模块的一侧。控制单元电性连接至这些自发光结构与穿透式显示面板，且控制单元将这些自发光结构分为N组自发光结构，其中N为正整数。穿透式显示面板具有多个画素组，每一画素组具有多个画素列，且每一组自发光结构所发出的照明光在通过这些画素组后分别会聚于多个视域。
附图说明
图1A为本揭露的一实施例的显示装置的剖面示意图；
图1B为图1A的背光模块的上视示意图；
图1C绘示图1A中的穿透式显示面板的画素；
图2为本揭露的另一实施例的背光模块的上视示意图；
图3为本揭露的又一实施例的背光模块的剖面示意图；
图4为本揭露的再一实施例的背光模块的剖面示意图；
图5为本揭露的另一实施例的背光模块的剖面示意图；
图6A与图6B为本揭露的又一实施例的显示装置的剖面示意图；
图7A与图7B为本揭露的再一实施例的显示装置的剖面示意图；
图8为本揭露的另一实施例的背光模块的剖面示意图；
图9A与图9B为本揭露的又一实施例的显示装置的剖面示意图；
图9C为图9A与图9B中的背光模块的上视示意图；
图10为图9A及图9B的显示装置的另一实施例的波形图；
图11为本揭露的又一实施例的显示装置的剖面示意图。
附图标记
100、100e、100f、100h、100i：显示装置
110：穿透式显示面板
111：画素组
112、112a、112b：画素列
113：画素
200、200a、200b、200c、200d、200e、200g、200h：背光模块
210：导光板
210h：基板
212：第一表面
214：第二表面
216：入光面
220：图案化光散射结构
220e：图案化电变式光散射结构
222、222a：光散射条
222e：电变式光散射条
222h：自发光结构
223：光散射图案
223h：自发光图案
225、272：第一电极层
227、274：电变式介质层
229、276：第二电极层
230：发光元件
232：照明光
232a、232b：部分照明光
240：反射罩
241：反射元件
250、250c、260：反射片
252：透光开口
252c：图案化反射区
254c：图案化透光区
270：电变式光散射结构
280：控制单元
A1、A2：视域
P1、P1’、P2、P2’：节距
T：图框时间
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步的详细描述。
图1A为本揭露的一实施例的显示装置的剖面示意图，图1B为图1A的背光模块的上视示意图，而图1C绘示图1A中的穿透式显示面板的画素，其中图1B将图1A中的灯罩省略以绘示出发光元件的位置。请参照图1A与图1B，本实施例的显示装置100包括背光模块200及穿透式显示面板110。背光模块200包括导光板210、图案化光散射结构220及至少发光元件230(图1A中是以两个发光元件230为例)。导光板210具有第一表面212、相对于第一表面212的第二表面214及至少一连接第一表面212与第二表面214的入光面216(图1A中是以两个入光面216为例)。图案化光散射结构220配置于导光板210上或导光板210内部。在本实施例中，图案化光散射结构220配置于第一表面212。然而，在其他实施例中，图案化光散射结构220亦可以配置于第二表面214上。或者，在其他实施例中，图案化光散射结构220亦可配置于第一表面212与第二表面214之间。
此外，图案化光散射结构220包括多个光散射条222。每一该光散射条222可包括散射粒子、全息散射结构、表面微结构、光散射层或其组合。散射粒子例如为会使光散射的无机粒子或高分子粒子，其中无机粒子例如为二氧化硅(silicon dioxide，SiO2)粒子、二氧化钛，而高分子粒子的材质例如为聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、聚碳酸脂(polycarbonate，PC)或其组合。这些粒子的掺杂浓度、折射率及粒径大小皆会改变光散射条222的雾度(haze)，而设计者可依实际需求来调整参数，以调整光散射条222的雾度。全息散射结构的形成方法是先利用两道高同调性的光互相干涉，以在感光底片上形成了对应于光散射条222的图案。两道高同调性的光的其中一道光的光形为预定形成的背光模块200中的光散射条222的光形，例如为某个方向的指向光的光形或是朗伯(Lambertian)光形。另一道光为参考光，其例如为平行光或球面光。在感光底片上形成图案后，在将这些图案以翻模的方式形成于导光板210上，即可在导光板上210形成这些光散射条222。此外，在一实施例中，光散射层包括涂料与掺杂于涂料中的散射粒子，光散射层的膜厚例如为25微米至50微米，散射粒子与涂料折射率差小于40％(例如折射率差小于0.05)，且粒子值径例如为16微米至30微米。
在本实施例中，每一光散射条222例如为第一表面212(或第二表面214)上的粗糙表面结构，或者为第一表面212(或第二表面214)上的光散射层，例如为光散射粒子或光散射材料所形成的光散射层。然而，在其他实施例中，每一光散射条222亦可以是导光板210内部的光散射层，例如为光散射粒子或光散射材料所形成的光散射层。
发光元件230适于发出照明光232，且入光面216配置于照明光232的传递路径上。在本实施例中，发光元件230配置于入光面216旁。此外，这些光散射条222用以散射照明光232。在本实施例中，发光元件230例如是冷阴极萤光灯管(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)。然而，在其他实施例中，亦可以用至少一发光二极体(light-emittingdiode，LED)来取代冷阴极萤光灯管。此外，在本实施例中，背光模块200还包括至少一反射罩240(在图1A中是以两个反射罩240为例)。反射罩240配置于发光元件230的一侧，以将发光元件230所发出的照明光232反射至入光面216。
在本实施例中，每一光散射条222包括多个排列于一直线上且间隔配置的光散射图案223，这些光散射图案223例如呈线段状。然而，在其他实施例中，光散射条222亦可以是连续而不间段的条状散射图案。
发光元件230所发出的照明光232在经由入光面216进入导光板210之后，会不断地被第一表面212与第二表面214全反射而局限于导光板210中。然而，图案化光散射结构220则能够破坏全反射，且凭借光散射的原理让照明光232从图案化光散射结构220射出第一表面212。如此一来，每一光散射条222便能够产生线状光源。
在本实施例中，离发光元件230越远的光散射条222的这些光散射图案223的数量密度越密，如此能够使较靠近发光元件230的光散射条222处的光通量较接近于较远离发光元件230的光散射条222处的光通量。这样的话，整个导光板210上的这些光散射条222便能够产生亮度较为一致的线状光源。在本实施例中，发光元件230配置于导光板210的相对两侧，因此这些光散射图案223的数量密度是由导光板210的两侧往导光板的中间递增。然而，在其他实施例中，发光元件230亦可只配置于导光板210的一侧，亦即导光板210的入光面216只有一个，而这些光散射图案223的数量密度是由靠近入光面216的一侧往远离入光面216的一侧递增。再者，在本实施例中，这些光散射条222呈等间隔配置，亦即相邻两光散射条222的节距P1实质上相等。
穿透式显示面板110配置于背光模块200的一侧，其中第一表面212朝向穿透式显示面板110。穿透式显示面板110具有多个画素组111，每一画素组111具有多个画素列112。举例而言，这些画素组111为M个画素组111，M为大于或等于2的正整数，且每一画素组111中的相邻二画素列112之间设有分别属于其他M-1个画素组111的M-1个画素列112。在本实施例中，M＝2，亦即穿透式显示面板110可具有两个画素组，其中穿透式显示面板110上的所有画素列112a形成其中一个画素组，而穿透式显示面板110上的所有画素列112b形成另一个画素组，而画素列112a与画素列112b交替排列。
这些光散射条222所散射的照明光232在通过这些画素组111后分别会聚于多个视域，而在图1A中是以两个视域A1、A2为例。此外，在本实施例中，这些光散射条222所散射的照明光232在通过同一画素组111后会聚于同一视域。具体而言，在本实施例中，光散射条222的节距(即周期)P 1约略大于画素列112的节距(即周期)P2的两倍，这些光散射条222所散射的部分照明光232a通过其中一个画素组111a而会聚于视域A1，而这些光散射条222所散射的部分照明光232b通过另一个画素组111b而会聚于视域A2。在本实施例中，这些光散射条222与这些画素列112彼此实质上平行。然而，在其他实施例中，这些光散射条222亦可相对于这些画素列112倾斜。
M个画素组111分别显示M个不同的视角的画面。在本实施例中这些画素列112a显示其中第一视角的画面，而这些画素列112b显示第二视角的画面，其中第一视角画面与第二视角画面为两个不同视角的画面。如此一来，当使用者的左眼与右眼分别处于视域A1与视域A2时，左眼便能够看到第一视角画面，而右眼能够看到第二视角画面，第一视角画面与第二视角画面之间的视差(parallax)便能够让使用者的大脑感觉到立体影像。如此的立体显示模式称之为空间多工模式。
由于本实施例的显示装置100是采用光散射条222来形成线状光源，进而产生立体显示效果，而不是采用视差光栅来产生立体显示效果，所以显示装置100所产生的立体影像的亮度较视差光栅所产生的立体影像的亮度高，而没有视差光栅因遮光效果而使影像亮度衰减的问题。
图2为本揭露的另一实施例的背光模块的上视示意图。请参照图2，本实施例的背光模块200a与图1B的背光模块200类似，而两者的差异如下所述。在本实施例的背光模块200a中，这些光散射条222a亦可相对于穿透式显示面板(如图1C的穿透式显示面板110)的这些画素列112倾斜。此外，在本实施例中，这些光散射条222a亦相对于发光元件230倾斜。
图3为本揭露的又一实施例的背光模块的剖面示意图。请参照图3，本实施例的背光模块200b与图1A的背光模块200类似，而两者的差异如下所述。在本实施例中，背光模块200b还包括反射片250，其覆盖第一表面212。反射片250具有多个透光开252，以分别暴露出这些光散射条222。光散射条222所散射的照明光232可经由这些透光开252传递至穿透式显示面板110(如图1A所绘示)。此外，在本实施例中背光模块200b可还包括另一反射片260，覆盖第二表面214。反射片250与反射片260可将照明光232反射回导光板以达到光能量再利用，进而提升背光模块200b的光效率。此外，在本实施例中，反射片250的透光开252正对光散射条222，因此可有效避免照明光从光散射条222以外的区域出射导光板210而使立体影像的清晰度下降的情形。
图4为本揭露的再一实施例的背光模块的剖面示意图。请参照图4，本实施例的背光模块200c与图3的背光模块200b类似，而两者的差异如下所述。在本实施例的背光模块200c中，反射片250c覆盖第一表面212，且反射片250c具有图案化反射区252c与图案化透光区254c，其中图案化反射区252c覆盖导光板210的图案化光散射结构220所在的位置以外的区域，且图案化反射区252c的作用相当于图3的反射片250的作用。此外，图案化透光区254c正对图案化光散射结构220，而图案化光散射结构220所散射的照明光232可穿透图案化透光区254c而传递至穿透式显示面板110(如图1A所绘示)。在本实施例中，图案化透光区254c例如是由透明材质所形成，而图案化反射区252c则包括反射材质。
图5为本揭露的另一实施例的背光模块的剖面示意图。请参照图5，本实施例的背光模块200d与图1A的背光模块200类似，而两者的差异如下所述。背光模块200d还包括电变式光散射结构270，配置于导光板210上或导光板210内部(在图5中是以配置于导光板210的第一表面212为例)，其中电变式光散射结构270至少分布于图案化光散射结构220以外的区域(在图5中的电变式光散射结构270是以分布于图案化光散射结构以外的部分区域为例)。电变式光散射结构270适于随着施加其上的电压的变化而在散射态与透明态之间切换。
当电变式光散射结构270呈现散射态时，图案化光散射结构220与电变式光散射结构270形成整面散射面，以散射照明光232，进而形成面光源。来自面光源的照明光232并不会会聚于特定的视域中，而是分布于显示装置前方的空间中。因此，此时可使穿透式显示面板110的所有画素113(如图1C所绘示)显示二维影像，而使显示装置处于二维影像显示模式。
当电变式光散射结构270呈现透明态时，图案化光散射结构220将照明光232散射，而电变式光散射结构270则将照明光232全反射，其效果接近于图1A的第一表面212上没有配置图案化光散射结构220的效果，此时背光模块200d可形成复数条线状光源。因此，此时可使画素列112a与画素列112b分别显示不同视角的影像，而使显示装置处于三维影像显示模式。
再者，当部分电变式光散射结构270呈现散射态且另一部分电变式光散射结构270呈现透明态时，呈现散射态的区域可提供面光源，而呈现透明态的区域则可提供多个线状光源。此时，穿透式显示面板110的对应于面光源的区域中的每个画素113(如图1C所绘示)可显示二维影像。另一方面，穿透式显示面板110的对应于多个线状光源的区域中的画素列112a与画素列112b则分别显示不同视角的影像，以显示立体影像。如此一来，穿透式显示面板110的对应于面光源的区域可显示二维影像，而穿透式显示面板110的对应于多个线状光源的区域则可显示三维影像，亦即显示装置的部分区域处于二维影像显示模式且显示装置的另一部分区域处于三维影像显示模式。
在本实施例中，电变式光散射结构270包括第一电极层272、电变式介质层274及第二电极层276。第一电极层272配置于第一表面212上，电变式介质层274配置于第一电极层272上，且电变式介质层274配置于第一电极层272与第二电极层276之间。在本实施例中，第一电极层272与第二电极层276例如皆为透明电极。电变式介质层274适于随着施加其上的电压变化而在散射态与透明态之间切换。此外，在本实施例中，电变式介质层274例如为高分子分散液晶层(polymer dispersed liquidcrystal，PDLC)，因此当第一电极层272与第二电极层276之间没有电压差时，电变式介质层274呈现散射态，以使电变式光散射结构270呈现散射态。此外，当第一电极层272与第二电极层276之间有一定程度以上的电压差时，电变式介质层274呈现透明态，以使电变式光散射结构270呈现透明态。
在另一实施例中，电变式介质层274亦可以是聚合物稳定胆固醇结构(polymer stabilized cholesteric texture，PSCT)液晶，此时当第一电极层272与第二电极层276之间没有电压差时，电变式介质层274呈现透明态，以使电变式光散射结构270呈现透明态，且当第一电极层272与第二电极层276之间有一定程度以上的电压差时，电变式介质层274呈现散射态，以使电变式光散射结构270呈现散射态。
在其他实施例中，电变式光散射结构270亦可同时分布于图案化光散射结构220所在的区域及图案化光散射结构220以外的区域，其中图案化光散射结构220可配置于第一表面212上、配置于第二表面214上或配置于第一表面212与第二表面214之间，而电变式光散射结构270亦可配置于第一表面212上、配置于第二表面214上或配置于第一表面212与第二表面214之间。如此，当电变式光散射结构270呈现散射态时，亦可产生面光源，且当电变式光散射结构270呈现透明态时，则可产生多个线状光源。
图6A与图6B为本揭露的又一实施例的显示装置的剖面示意图，其中图6A与图6B分别绘示在显示装置的一图框时间中的两个不同时间点的照明光的行进路线。请参照图6A与图6B，本实施例的显示装置100e与图1A的显示装置100类似，而两者的差异如下所述。在本实施例的显示装置100e的背光模块200e中，是以图案化电变式光散射结构220e来取代上述实施例的图案化光散射结构220(例如图1A所绘示的图案化光散射结构220)，且图案化电变式光散射结构220e的节距可依需求而调整。换言之，图案化电变式光散射结构220e配置于导光板210上或导光板210内部，其中图案化电变式光散射结构220e包括多个电变式光散射条222e，每一电变式光散射条222e适于随着施加其上的电压的变化而在散射态与透明态之间切换。这些电变式光散射条222e适于处于散射态以散射照明光232。
在本实施例中，每一电变式光散射条222e包括第一电极层225、电变式介质层227及第二电极层229。第一电极层225配置于导光板210的第一表面212上，电变式介质层227配置于第一电极层225上，且电变式介质层227配置于第一电极层225与第二电极层229之间。电变式介质层227适于随着施加其上的电压变化而在散射态与透明态之间切换。此外，在本实施例中，电变式介质层227例如为高分子分散液晶层，因此当第一电极层225与第二电极层229之间没有电压差时，电变式介质层227呈现散射态，以使电变式光散射条222e呈现散射态。此外，当第一电极层225与第二电极层229之间有一定程度以上的电压差时，电变式介质层227呈现透明态，以使电变式光散射条222e呈现透明态。
在另一实施例中，电变式介质层227亦可以是聚合物稳定胆固醇结构(polymer stabilized cholesteric texture，PSCT)液晶，此时当第一电极层225与第二电极层229之间没有电压差时，电变式介质层227呈现透明态，以使电变式光散射条222e呈现透明态，且当第一电极层225与第二电极层229之间有一定程度以上的电压差时，电变式介质层227呈现散射态，以使电变式光散射条222e呈现散射态。
在本实施例中，显示装置100e还包括控制单元280，电性连接至图案化电变式光散射结构220e及穿透式面板110，以使图案化电变式光散射结构220e的作动与穿透式显示面板110所显示的影像互相搭配。具体而言，控制单元280将这些电变式光散射条222e分为N组电变式光散射条222e，N为大于或等于2的正整数(在图6A与图6B中N例如等于2)，每一组电变式光散射条222e中的相邻二电变式光散射条222e之间设有其他N-1组电变式光散射条的N-1个电变式光散射条。在图6A中控制单元280将这些电变式光散射条222e分为两组电变式光散射条222e。具体而言，图6A与图6B中从左方数过来的奇数条电变式光散射条222e形成其中一组电变式光散射条222e，而图6A与图6B中从左方数过来的偶数条电变式光散射条222e形成另一组电变式光散射条222e。换言之，上述两组电变式光散射条222e交替排列于导光板210上，所以在图6A与图6B中，每一组电变式光散射条222e中的相邻二电变式光散射条222e之间设有另一组电变式光散射条222e的一个电变式光散射条222e。此外，控制单元280使N组电变式光散射条222e轮流处于散射态，在图6A与图6B中即是使两组电变式光散射条222e交替处于散射态。
穿透式显示面板110具有多个画素组111，每一画素组111具有多个画素列112。举例而言，这些画素组111为M个画素组111，M为大于或等于2的正整数，且每一画素组111中的相邻二画素列112之间设有分别属于其他M-1个画素组111的M-1个画素列112。在本实施例中，M＝2，亦即穿透式显示面板110可具有两个画素组，其中穿透式显示面板110上的所有画素列112a形成其中一组，而穿透式显示面板110上的所有画素列112b形成另一组，而画素列112a与画素列112b交替排列。在本实施例中，电变式光散射条222e的节距(即周期)P1’约略大于画素列112的节距(即周期)P2’。
当任一组电变式光散射条222e处于散射态时，这组电变式光散射条222e所散射的照明光232在通过这些画素组111a、112b后分别会聚于多个视域A1、A2。举例而言，当显示装置100e处于图6A所绘示的状态时，从图6A左边数过来的奇数列的这一组电变式光散射条222e处于散射态，因此能够将照明光232散射至穿透式显示面板110。另外，从图6A的左边数过来的偶数列的这一组电变式光散射条222e则处于透明态，而无法让照明光232散射出导光板210。另一方面，当显示装置100e处于图6B所绘示的状态时，从图6B左边数过来的偶数列的这一组电变式光散射条222e处于散射态，因此能够将照明光232散射至穿透式显示面板110。另外，从图6B的左边数过来的奇数列的这一组电变式光散射条222e则处于透明态，而无法让照明光232散射出导光板210。
在本实施例中，在同一时间内，控制单元280使M个画素组分别显示M个不同的视角的1/N个画面。举例而言，当显示装置100e处于图6A的状态时，画素列112a显示一半的视域A 1的影像，而画素列112b显示一半的视域A2的影像。当显示装置100e处于图6B的状态时，画素列112a显示另一半的视域A2的影像，而画素列112b显示另一半的视域A1的影像。当显示装置100e交替处于图6A与图6B的显示状态时，显示装置100e便能够提供全解析度的影像，亦即图6A时的画素列112a所显示的影像加上图6B时画素列112b所显示的影像组成传递至视域A1的全解析度的影像，而图6A时的画素列112b所显示的影像加上图6B时画素列112a所显示的影像组成传递至视域A2的全解析度的影像。换言之，显示装置100e可采用时间多工的显示模式，来达到全解析度的立体影像的显示。
此外，上述实施例所提到的可以配置图案化光散射结构220的位置皆可用来配置本实施例的图案化电变式光散射结构220e。换言之，图案化电变式光散射结构220e可配置于第一表面212或第二表面214上，或者亦可配置于第一表面212与第二表面214之间。另外，在本实施例中，每一电变式光散射条222e包括多个排列于一直线上且间隔配置的电变式光散射图案，此电变式光散射图案可用来取代图1B的光散射图案223，因此排列方式可与图1B的光散射图案223相同。换言之，在本实施例中，离发光元件230越远的电变式光散射条222e的这些电变式光散射图案的数量密度越密。再者，在本实施例中，这些电变式光散射条222e呈等间隔配置。另外，每一电变式光散射条222e的每一个电变式光散射图案可由部分的第一电极层225、部分的电变式介质层227及部分的第二电极层229所形成。
在其他实施例中，图3的图案化光散射结构220亦可被取代成图案化电变式光散射结构220e，且图4的图案化光散射结构220亦可被取代成图案化电变式光散射结220e，以形成另外两种背光模块。
在本实施例中，这些电变式光散射条222e与这些画素列112彼此实质上平行。然而，在其他实施例中，这些电变式光散射条222e亦可相对于这些画素列112倾斜，而电变式光散射条222e的倾斜情况可参考图2的光散射条222a的倾斜情况。
在另一实施例中，控制单元280亦可使这些电变式光散射条222e同时处于散射态，电变式光散射条222e的节距(即周期)P1’例如约略大于画素列112的节距(即周期)P2’的两倍，且这些电变式光散射条222e所散射的照明光232在通过这些画素组111后分别会聚于多个视域。此情况相当于把图1A的光散射条222改为电变式光散射条222e，且电变式光散射条222e的节距维持与图1A所绘示的情形相同，而控制单元280使M个画素组111分别显示M个不同的视角的画面。当这些电变式光散射条222e同时处于散射态时，则可如图1A的显示装置100产生空间多工的立体显示的效果。
图7A与图7B为本揭露的再一实施例的显示装置的剖面示意图，其中图7A与图7B分别绘示在显示装置的一图框时间中的两个不同时间点的照明光的行进路线。图7A与图7B的显示装置100f与图6A及图6B的显示装置100e类似，而两者的差异如下所述。图6A及图6B的显示装置100e具有时间多工显示模式，而本实施例的显示装置100f则具有兼具时间多工与空间多工的复合多工显示模式。具体而言，在本实施例中，当从附图的左方数过来的奇数排电变式光散射条222e处于散射态时(如图7A所绘示)，这些奇数排电变式光散射条222e将照明光232散射至穿透式显示面板110，且照明光232分别将M个画素组所产生的影像传递至M个视域中。在本实施例中，M例如为4，而照明光232分别将从附图左边数来第4K-3个、第4K-2个、第4K-1个及第4K个画素列所产生的影像分别传递至视域A1、视域A2、视域A3及视域A4，其中K为正整数。另一方面，当从附图的左方数过来的偶数排电变式光散射条222e处于散射态时(如图7B所绘示)，这些偶数排电变式光散射条222e将照明光232散射至穿透式显示面板110，且照明光232分别将M个画素组所产生的影像传递至M个视域中。在本实施例中，M例如为4，而照明光232分别将从附图左边数来第4K-1个、第4K个、第4K-3个及第4K-2个画素列112所产生的影像分别传递至视域A1、视域A2、视域A3及视域A4。在经由图7A与图7B的两个状态的一个图框(frame)时间后，图7A的状态中的第4K-3个画素列112与图7B的状态中的第4K-1个画素列112所产生的影像可形成视域A1的影像，图7A的状态中的第4K-2个画素列112与图7B的状态中的第4K个画素列112所产生的影像可形成视域A2的影像，图7A的状态中的第4K-1个画素列112与图7B的状态中的第4K-3个画素列112所产生的影像可形成视域A3的影像，图7A的状态中的第4K个画素列112与图7B的状态中的第4K-2个画素列112所产生的影像可形成视域A4的影像。如此一来，每一个视域A1中所产生的影像皆利用了穿透式显示面板110的一半的解析度，且每一个视域A1中的影像皆是由图7A的状态所产生的影像与图7B的状态所产生的影像所组成。所以，本实施例的显示装置100f且有两倍的时间多工与两倍的空间多工的复合式多工的显示模式。
此外，每一画素组111中的相邻二画素列112之间设有分别属于其他M-1个画素组111的M-1个画素列112。举例而言，当M＝4，所有上述第4K-3个(例如第1个、第5个、第9个…等)画素列112形成一画素组111，所有上述第4K-2个(例如第2个、第6个、第10个…等)画素列112形成另一画素组111，所有上述第4K-1个(例如第3个、第7个、第11个…等)画素列112形成又一画素组111，而所有上述第4K个(例如第4个、第8个、第12个…等)画素列112形成再一画素组111，故共有4个画素组111。相邻两第4K-1个画素列112之间设有一个第4K个画素列112、一个第4K-3个画素列112及一个第4K-2个画素列112等共3个其他画素组111的画素列112。具体而言，相邻的第3个(即以K＝1代入4K-1中可得3)画素列112与第7个(即以K＝2代入4K-1中可得7)画素列112(第3个与第7个同属4K-1这一个画素组111)之间设有第4个画素列112(属4K这个画素组111)、第5个画素列112(属4K-3这个画素组111)及第6个画素列112(属4K-2这个画素组111)等共3个(即以M＝4代入M-1后可得3)分别属于其他3组(即不同于4K-1这一组的其他3组)的画素列112。
图8为本揭露的另一实施例的背光模块的剖面示意图。请参照图8，本实施例的背光模块200g与图6A及图6B的背光模块类似，而两者的差异如下所述。本实施例的背光模块200g还包括如图5的实施例所述的电变式光散射结构270。与图5的实施例相同地，本实施例的电变式光散射结构270配置于导光板210上或导光板210内部。此外，电变式光散射结构270至少分布于图案化电变式光散射结构220(多个光散射条222e)以外的区域。电变式光散射结构270适于随着施加其上的电压的变化而在散射态与透明态之间切换。当电变式光散射结构270呈现散射态时，显示装置处于二维影像显示模式。此外，当电变式光散射结构270呈现透明态时，显示装置处于三维影像显示模式。再者，当部分电变式光散射结构270呈现散射态且另一部分电变式光散射结构270呈现透明态时，显示装置的部分区域处于二维影像显示模式且显示装置的另一部分区域处于三维影像显示模式。
图9A与图9B为本揭露的又一实施例的显示装置的剖面示意图，其中图9A与图9B分别绘示在显示装置的一图框时间中的两个不同时间点的照明光的行进路线。图9C为图9A与图9B中的背光模块的上视示意图。请参照图9A至图9C，本实施例的显示装置100h类似于图6A及图6B的显示装置100e，而两者的差异如下所述。在本实施例中，显示装置100h的背光模块200h为直下式背光模块，其包括基板210h及多个自发光结构222h。自发光结构222h配置于基板210h上，且用以发出照明光232。在本实施例中，每一自发光结构222h为发光二极体或有机发光二极体。在本实施例中，自发光结构222h的位置配置于如图6A的电变式光散射条222e的位置，自发光结构222h发光时所产生的效果相当且类似于电变式光散射条222e处于散射态而散射照明光232时所产生的效果，而自发光结构222h不发光时所产生的效果相当且类似于电变式光散射条222e处于透明态而不散射照明光232时所产生的效果。与图6A的电变式光散射条222e不同的是，每一自发光结构222h包括多个排列于一直线上且间隔配置的自发光图案223h。在本实施例中，每一自发光图案223h可呈等间隔配置，以使自发光结构222h所提供的照明光232较为均匀。再者，每一自发光图案223h例如为发光二极体或有机发光二极体。在本实施例中，这些自发光结构222h与这些画素列112彼此实质上平行。然而，在其他实施例中，这些自发光结构222h亦可以相对于这些画素列112倾斜，就如同图2的光散射条222a相对于画素列112倾斜那样。
自发光结构222h的发光或不发光的作动模式及其与穿透式显示面板110的各画素列112的显示状态的搭配，可参照图6A与图6B的实施例的电变式光散射条222e的处于散射态或透明态的作动模式及其与穿透式显示面板110的各画素列112的显示状态的搭配，上述作动模式与搭配方式的细节在此不再重述。换言之，控制单元280电性连接至这些自发光结构222h与穿透式显示面板110，其中控制单元280将这些自发光结构222h分为N组自发光结构222h，N为正整数。此外，穿透式显示面板110具有多个画素组111，每一画素组111具有多个画素列112，且每一组自发光结构222h所发出的照明光232在通过这些画素组111后分别会聚于多个视域A1、A2。
在本实施例中，控制单元280使这些自发光结构222h的发光时机与穿透式显示面板110所显示的影像互相搭配。具体而言，在本实施例中，N为大于或等于2的正整数，每一组自发光结构222h中的相邻二自发光结构222h之间设有其他N-1组自发光结构222h的N-1个自发光结构222h，且控制单元280使N组自发光结构222h轮流发光。换言之，显示装置100h可产生时间多工的立体显示模式。然而，在另一实施例中，可将这些自发光结构222h配置于如图1A所绘示的光散射条222的位置。此外，N＝1，且控制单元280使这些自发光结构222h同时发光。这些自发光结构222h所发出的照明光232在通过这些画素组111后分别会聚于多个视域A1、A2(如图1A所绘示)。换言之，此显示装置可产生空间多工的立体显示模式。
此外，在另一实施例中，亦可将自发光结构222h的位置配置于图7A与图7B的电变式光散射条222e的位置，自发光结构222h的发光或不发光的作动模式及其与穿透式显示面板110的各画素列112的显示状态的搭配，可参照图7A与图7B的实施例的电变式光散射条222e的处于散射态或透明态的作动模式及其与穿透式显示面板110的各画素列112的显示状态的搭配，上述作动模式与搭配方式的细节在此不再重述。换言之，此显示装置可产生兼具时间多工与空间多工的立体显示模式。
图10为图9A及图9B的显示装置的另一实施例的波形图。请参照图9A、图9B与图10，在本实施例中，自发光结构222h可分成对应于多个不同视域的多组自发光结构222h，例如分成对应于视域A1的自发光结构222h与对应于视域A2的自发光结构222h。在每一图框时间T中，视域A1所应呈现的影像数据先传送至对应的画素列112。接着，此影像数据便不再传送，但此时画素列112的液晶分子则维持于对应于此影像数据的状态。然后，开启对应于视域A1的自发光结构222h，以使对应于视域A1的自发光结构222h所发出的照明光232将视域A1的影像传送至视域A1。接着，关闭对应于视域A1的自发光结构222h，且将视域A2所应呈现的影像数据先传送至对应的画素列112。然后，此影像数据便不再传送，但此时画素列112的液晶分子则维持于对应于此影像数据的状态。然后，开启对应于视域A2的自发光结构222h，以使对应于视域A2的自发光结构222h所发出的照明光232将视域A2的影像传送至视域A2。如此，则能够在多个不同视域中产生多个不同视角的影像，以达到立体显示的效果。
图11为本揭露的又一实施例的显示装置的剖面示意图。请参照图11，本实施例的显示装置100i与图1A的显示装置100类似，而两者的差异如下所述。在图1A的实施例中，发光元件230例如是配置于入光面216的正前方。然而，在本实施例中，发光元件230亦可以是配置于其他位置，例如配置于入光面216的斜前方。此外，可利用反射元件241或其他光耦合元件来将位于其他位置的发光元件230所发出的照明光232导向入光面216。在本实施例中，发光元件230所发出的照明光232在被反射元件241反射后，经由入光面216进入导光板210中，其中反射元件241例如为反射镜。
综上所述，由于本揭露的实施例的显示装置可采用光散射条来形成线状光源，进而产生立体显示效果，而不是采用视差光栅来产生立体显示效果，所以显示装置所产生的立体影像的亮度较视差光栅所产生的立体影像的亮度高，而没有视差光栅因遮光效果而使影像亮度衰减的问题。此外，在本揭露的实施例的显示装置中，是可采用图案化电变式光散射结构或自发光结构来形成线状光源，因此可达到空间多工的显示模式或时间多工的显示模式，或达到兼具时间多工与空间多工的复合式显示模式。再者，由于本揭露的实施例的显示装置可具有电变式光散射结构，因此可使显示装置在三维显示模式与二维显示模式的间切换。
本发明的技术内容及技术特点已如上公开，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 (45)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
背光模块，包括：
导光板，具有第一表面、相对于所述第一表面的第二表面及连接所述第一表面与所述第二表面的入光面；
图案化光散射结构，配置于所述导光板上或所述导光板内部，其中所述图案化光散射结构包括多个光散射条；以及
发光元件，适于发出照明光，其中所述入光面配置于所述照明光的传递路径上，且所述多个光散射条用以散射所述照明光；以及
穿透式显示面板，配置于所述背光模块的一侧，其中所述第一表面朝向所述穿透式显示面板，所述穿透式显示面板具有多个画素组，每一画素组具有多个画素列，且所述多个光散射条所散射的所述照明光在通过所述多个画素组后分别会聚于多个视域。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于所述图案化光散射结构配置于所述第一表面或所述第二表面上。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于所述图案化光散射结构配置于所述第一表面与所述第二表面之间。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于每一所述光散射条包括多个排列于一直线上且间隔配置的光散射图案。
5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于离所述发光元件越远的所述光散射条的所述多个光散射图案的数量密度越密。
6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于所述多个光散射条呈等间隔配置。
7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于所述多个光散射条所散射的所述照明光在通过同一画素组后会聚于同一视域。
8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于所述背光模块还包括反射片，覆盖所述第一表面，所述反射片具有多个透光开口，以分别暴露出所述多个光散射条。
9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于所述背光模块还包括反射片，覆盖所述第一表面，所述反射片具有图案化反射区与图案化透光区，所述图案化反射区覆盖所述导光板的所述图案化光散射结构所在的位置以外的区域，且所述图案化透光区正对所述图案化光散射结构。
10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括电变式光散射结构，配置于所述导光板上或所述导光板内部，其中所述电变式光散射结构至少分布于所述图案化光散射结构以外的区域，所述电变式光散射结构适于随着施加其上的电压的变化而在散射态与透明态之间切换，当所述电变式光散射结构呈现所述散射态时，所述显示装置处于二维影像显示模式，当所述电变式光散射结构呈现所述透明态时，所述显示装置处于三维影像显示模式，且当部分所述电变式光散射结构呈现所述散射态且另一部分所述电变式光散射结构呈现所述透明态时，所述显示装置的部分区域处于二维影像显示模式且所述显示装置的另一部分区域处于三维影像显示模式。
11.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于所述多个画素组为M个画素组，M为大于或等于2的正整数，且每一画素组中的相邻二画素列之间设有分别属于其他M-1个画素组的M-1个画素列。
12.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于所述M个画素组分别显示M个不同的视角的画面。
13.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于所述多个光散射条相对于所述多个画素列倾斜或实质上平行。
14.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于所述背光模块还包括反射元件，配置于所述照明光的传递路径上，以将来自所述发光元件的所述照明光束反射至所述入光面。
15.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于每一所述光散射条包括散射粒子、全像散射结构、表面微结构、光散射层或其组合。
16.一种显示装置，其特征在于，包括：
背光模块，包括：
导光板，具有第一表面、相对于所述第一表面的第二表面及连接所述第一表面与所述第二表面的入光面；
图案化电变式光散射结构，配置于所述导光板上或所述导光板内部，其中所述图案化电变式光散射结构包括多个电变式光散射条，每一所述电变式光散射条适于随着施加其上的电压的变化而在散射态与透明态之间切换；以及
发光元件，适于发出照明光，其中所述入光面配置于所述照明光的传递路径上，且所述多个电变式光散射条适于处于所述散射态以散射所述照明光；以及
穿透式显示面板，配置于所述背光模块的一侧，其中所述第一表面朝向所述穿透式显示面板。
17.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于，还包括控制单元，电性连接至所述图案化电变式光散射结构及所述穿透式面板，以使所述图案化电变式光散射结构的作动与所述穿透式显示面板所显示的影像互相搭配。
18.如权利要求17所述的显示装置，其特征在于所述控制单元将所述多个电变式光散射条分为N组电变式光散射条，N为大于或等于2的正整数，每一组电变式光散射条中的相邻二电变式光散射条之间设有其他N-1组电变式光散射条的N-1个电变式光散射条，且所述控制单元使所述N组电变式光散射条轮流处于所述散射态，所述穿透式显示面板具有多个画素组，每一画素组具有多个画素列，当任一组电变式光散射条处于所述散射态时，所述组电变式光散射条所散射的所述照明光在通过所述多个画素组后分别会聚于多个视域。
19.如权利要求18所述的显示装置，其特征在于所述多个画素组为M个画素组，M为大于或等于2的正整数，且每一画素组中的相邻二画素列之间设有分别属于其他M-1个画素组的M-1个画素列。
20.如权利要求19所述的显示装置，其特征在于在同一时间内，所述控制单元使所述M个画素组分别显示M个不同的视角的1/N个画面。
21.如权利要求17所述的显示装置，其特征在于所述控制单元使所述多个电变式光散射条同时处于所述散射态，所述穿透式显示面板具有多个画素组，每一画素组具有多个画素列，且所述多个电变式光散射条所散射的所述照明光在通过所述多个画素组后分别会聚于多个视域。
22.如权利要求21所述的显示装置，其特征在于所述多个画素组为M个画素组，M为大于或等于2的正整数，且每一画素组中的相邻二画素列之间设有分别属于其他M-1个画素组的M-1个画素列。
23.如权利要求22所述的显示装置，其特征在于所述控制单元使所述M个画素组分别显示M个不同的视角的画面。
24.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于所述图案化电变式光散射结构配置于所述第一表面或所述第二表面上。
25.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于所述图案化电变式光散射结构配置于所述第一表面与所述第二表面之间。
26.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于每一所述电变式光散射条包括多个排列于一直线上且间隔配置的电变式光散射图案。
27.如权利要求26所述的显示装置，其特征在于离所述发光元件越远的所述电变式光散射条的所述多个电变式光散射图案的数量密度越密。
28.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于所述多个电变式光散射条呈等间隔配置。
29.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于所述背光模块还包括反射片，覆盖所述第一表面，所述反射片具有多个透光开口，以分别暴露出所述多个电变式光散射条。
30.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于所述背光模块还包括反射片，覆盖所述第一表面，所述反射片具有图案化反射区与图案化透光区，所述图案化反射区覆盖所述导光板的所述图案化电变式光散射结构所在的位置以外的区域，且所述图案化透光区正对所述图案化电变式光散射结构。
31.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于，还包括电变式光散射结构，配置于所述导光板上或所述导光板内部，其中所述电变式光散射结构至少分布于所述图案化电变式光散射结构以外的区域，所述电变式光散射结构适于随着施加其上的电压的变化而在散射态与透明态之间切换，当所述电变式光散射结构呈现所述散射态时，所述显示装置处于二维影像显示模式，当所述电变式光散射结构呈现所述透明态时，所述显示装置处于三维影像显示模式，且当部分所述电变式光散射结构呈现所述散射态且另一部分所述电变式光散射结构呈现所述透明态时，所述显示装置的部分区域处于二维影像显示模式且所述显示装置的另一部分区域处于三维影像显示模式。
32.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于所述多个电变式光散射条相对于所述多个画素列倾斜或实质上平行。
33.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于所述背光模块还包括反射元件，配置于所述照明光的传递路径上，以将来自所述发光元件的所述照明光束反射至所述入光面。
34.一种显示装置，其特征在于，包括：
背光模块，包括：
基板；以及
多个自发光结构，配置于所述基板上，且用以发出照明光；
穿透式显示面板，配置于所述背光模块的一侧；以及
控制单元，电性连接至所述多个自发光结构与所述穿透式显示面板，其中所述控制单元将所述多个自发光结构分为N组自发光结构，N为正整数，且所述穿透式显示面板具有多个画素组，每一画素组具有多个画素列，且每一组自发光结构所发出的所述照明光在通过所述多个画素组后分别会聚于多个视域。
35.如权利要求34所述的显示装置，其特征在于所述控制单元使所述多个自发光结构的发光时机与所述穿透式显示面板所显示的影像互相搭配。
36.如权利要求35所述的显示装置，其特征在于N为大于或等于2的正整数，每一组自发光结构中的相邻二自发光结构之间设有其他N-1组自发光结构的N-1个自发光结构，且所述控制单元使所述N组自发光结构轮流发光。
37.如权利要求36所述的显示装置，其特征在于所述多个画素组为M个画素组，M为大于或等于2的正整数，且每一画素组中的相邻二画素列之间设有分别属于其他M-1个画素组的M-1个画素列。
38.如权利要求37所述的显示装置，其特征在于在同一时间内，所述控制单元使所述M个画素组分别显示M个不同的视角的1/N个画面。
39.如权利要求34所述的显示装置，其特征在于N＝1，且所述控制单元使所述多个自发光结构同时发光，且所述多个自发光结构所发出的所述照明光在通过所述多个画素组后分别会聚于多个视域。
40.如权利要求39所述的显示装置，其特征在于所述多个画素组为M个画素组，M为大于或等于2的正整数，且每一画素组中的相邻二画素列之间设有分别属于其他M-1个画素组的M-1个画素列。
41.如权利要求40所述的显示装置，其特征在于所述控制单元使所述M个画素组分别显示M个不同的视角的画面。
42.如权利要求34所述的显示装置，其特征在于每一所述自发光结构包括多个排列于一直线上且间隔配置的自发光图案。
43.如权利要求34所述的显示装置，其特征在于所述多个自发光结构呈等间隔配置。
44.如权利要求34所述的显示装置，其特征在于所述多个自发光结构相对于所述多个画素列倾斜或实质上平行。
45.如权利要求34所述的显示装置，其特征在于每一所述自发光结构为发光二极体或有机发光二极体。
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