CN103376561A - 立体显示装置及主动式光学元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种立体显示装置及主动式光学元件，其中立体显示装置包括显示面板、偏振元件以及配置在显示面板与偏振元件之间的主动式光学元件。主动式光学元件配置在显示面板上并包括第一基板、第二基板、第一电极结构层、第二电极结构层以及液晶层。第一电极结构层配置在第一基板上，且包括多个第一电极、与第一电极交替排列的多个第二电极以及位于第一电极与第二电极之间的第一绝缘层，其中第一电极与第二电极皆沿第一方向延伸，且相邻两个第二电极之间具有第一间隙，而各第一电极的面积填满对应的第一间隙。第二电极结构层配置在第二基板上。

Description

立体显示装置及主动式光学元件

技术领域

本发明是有关于一种立体显示装置，且特别是关于一种具有主动式光学元件的立体显示装置及主动式光学元件。

背景技术

在显示技术方面的发展，除了追求轻薄短小以外，更希望能做到显示立体图像的目标。目前，立体显示技术可大致分成观察者需戴特殊设计眼镜观看的戴眼镜式(Stereoscopic)立体显示技术以及可裸眼观看的裸眼式(Auto-stereoscopic)立体显示技术。

戴眼镜式立体显示技术主要是利用立体显示装置送出具有特殊信息(例如是不同偏振态)的左右眼图像，经由头戴式眼镜的选择，让左右眼分别看到左右眼图像，以形成立体视觉。而裸眼式立体显示技术主要是利用视差屏障(parallax barrier)、微透镜阵列(lenticular screen)或是指向背光(Directional Backlight)等技术，将图像分别投向左、右眼，并通过藉由两眼分别接收图像后所产生的视差效应(binocular parallax)而在人脑中形成立体图像。以视差屏障技术来显示立体图像的显示面板主要是藉由通过光栅来控制观赏者左、右眼所接收的图像。

目前戴眼镜式以及裸眼式立体显示技术可以藉由一层平行配置且交替排列的两组条状电极(奇/偶电极)，搭配另外一层共用电极以及夹挤在两层电极之间的液晶层所形成的主动式光学元件来实现立体显示的效果。然而，由于处理能力的限制，平行配置且交替排列的奇/偶电极之间必须存在有间隙以避免奇/偶电极之间短路。此时，液晶层中对应于间隙(也就是奇/偶电极的边缘)的液晶分子无法呈现预期的倾倒方向，进而产生漏光的现象。据此，当立体显示装置显示立体图像时，由于主动式光学元件的漏光现象，进而造成立体图像的显示效果不佳。

发明内容

本发明提供一种立体显示装置及主动式光学元件，其具有优良的立体图像品质。

本发明提供一种立体显示装置，其包括一显示面板、一偏振元件以及一配置在显示面板与偏振元件之间的主动式光学元件。主动式光学元件配置在显示面板上并包括一第一基板、一第二基板、一第一电极结构层、一第二电极结构层以及一液晶层。第二基板与第一基板上下相对。第一电极结构层配置在第一基板上，且第一电极结构层包括多个第一电极、与第一电极交替排列的多个第二电极以及位于第一电极与第二电极之间的一第一绝缘层，其中第一电极与第二电极皆沿一第一方向延伸且相邻两个第二电极之间具有一第一间隙，而各第一电极的面积填满对应的第一间隙。第二电极结构层配置在第二基板上。液晶层位于第一电极结构层与第二电极结构层之间。

本发明另提供一种主动式光学元件，其包括一第一基板、一第二基板、一第一电极结构层、一第二电极结构层以及一液晶层。第二基板与第一基板上下相对。第一电极结构层配置在第一基板上，且第一电极结构层包括多个第一电极、与第一电极交替排列的多个第二电极以及位于第一电极与第二电极之间的一第一绝缘层，其中第一电极与第二电极皆沿一第一方向延伸且相邻两个第二电极之间具有一第一间隙，而各第一电极的面积填满对应的第一间隙。第二电极结构层配置在第二基板上。液晶层位于第一电极结构层与第二电极结构层之间。

基于上述，本发明实施例的立体显示装置及主动式光学元件可利用两层被绝缘层所隔开的导电层与液晶层同一侧制作出交替排列的第一电极与第二电极，且第一电极的面积填满对应的相邻两个第二电极之间的第一间隙。因此，在提供第一电极与第二电极不同的电压以控制液晶层内液晶分子的转向时，液晶层整体都会受到电极驱动。在立体显示装置由依序排列的显示面板、主动式光学元件以及一偏振元件所构成时，主动式光学元件可以控制显示光线的偏振状态以使显示光线穿透或是不穿透偏振元件，从而构成透光区域以及屏障区域。根据本发明的实施例，主动式光学元件的透光区域与屏障区域是紧密相邻的。因此，可降低漏光的现象发生在透光区域与屏障区域之间。另外，本发明实施例可以藉由第一电极与第二电极的驱动使得主动式光学元件的屏障区域大于透光区域，进一步降低左、右眼图像相互干扰(crosstalk)的现象，而使立体图像的品质因而提升。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的立体显示装置的剖面示意图；

图2为本发明一实施例的主动式光学元件120a中电极结构层的示意图；

图3A与图3B为本发明一实施例的立体显示装置对应图2中的剖线A至A’在不同时序(time sequence)下的剖面示意图；

图4为本发明另一实施例的主动式光学元件中电极结构层的示意图；

图5为本发明另一实施例的主动式光学元件的俯视示意图；

图6A与图6B为对应图5中的剖线A至A’在不同时序下的剖面示意图；

图7A与图7B为本发明在另一实施例的立体显示装置在不同时序下的剖面示意图；

图8A与图8B为本发明又一实施例的立体显示装置在不同时序下的剖面示意图。

附图标记说明：

100、200、300、400：立体显示装置；

110：显示面板；

120a、120b、120c、120d、120e：主动式光学元件；

122：第一基板；            124：第二基板；

126：第一电极结构层；      126a：第一电极；

126b：第二电极；           126c：第一绝缘层；

126d：介电层；

127、127’：第二电极结构层；

127a：第三电极；            127b：第四电极；

128：液晶层；

130：偏振元件；

310、510、610、710、810：透光分布示意图；

512：第一驱动电极；    514：第二驱动电极；

516：暗态电极；        O：奇像素；

E：偶像素；            X：第一方向；

Y：第二方向；          P1、P2、P3、P4：输入垫；

A126a、A127a、A516：面积；G1：第一间隙；

G2：第二间隙；         G3：第三间隙；

V1、V1’：第一电压；   V2、V2’：第二电压；

Vk：暗态电压；         t1：第一时序；

t2：第二时序；         EL：左眼；

ER：右眼；             SH：屏障区域；

T：透光区域；         θ：角度；

A-A’：剖线。

具体实施方式

图1为本发明一实施例的立体显示装置的剖面示意图。请参照图1，本实施例的立体显示装置100包括一显示面板110、一主动式光学元件120a 以及一偏振元件130，其中主动式光学元件120a配置在显示面板110上，且主动式光学元件120a配置在显示面板110与偏振元件130之间，而显示面板110包括多个奇像素O/偶像素E交替排列。

本实施例的显示面板110例如是可射出具有偏振态的光线的液晶显示面板，但本实施例不以此为限。在其他实施例中，显示面板110亦可为任何可显示图像的显示面板藉由配置一偏光片在其出光面以射出具有偏振态的光线，其中可显示图像的显示面板例如是有机电致发光显示面板、电泳显示面板、电浆显示面板、电湿润显示面板、场发射显示面板或是其他形式的显示面板。

另外，主动式光学元件120a例如可以改变显示面板110射出的偏振光的偏振态。此时，立体显示装置100之前方与使用者之间设置有偏振元件130，其适于使特定偏振状态的光通过，则可使立体显示装置100有立体显示的效果。

详细而言，主动式光学元件120a包括一第一基板122、一第二基板124、一第一电极结构层126、一第二电极结构层127以及一液晶层128。第二基板124与第一基板122上下相对。在本实施例中，第一基板122与第二基板124可为透明的基板，其材质例如是玻璃、石英、有机聚合物或是其他可合适的材料。第一电极结构层126与第二电极结构层127分别配置在第一基板122与第二基板124上，且位于第一基板122与第二基板124靠近液晶层128的内侧。此外，第一电极结构层126与第二电极结构层127中，电极的材质包括透明导电材料，例如是金属氧化物，铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物，或其它合适的氧化物，或者是上述至少二者的堆叠层。液晶层128位于第一电极结构层126与第二电极结构层127之间。

图2为本发明一实施例的主动式光学元件120a中电极结构层的示意图。为清楚绘示主动式光学元件120a中电极结构层的关系，图2省略绘示第一基板122、第二基板124以及液晶层128。

请参照图2，第一电极结构层126包括多个第一电极126a、与第一电极126a上下相对且交替排列的多个第二电极126b以及位于第一电极126a与第二电极126b之间的一第一绝缘层(未绘示)，其中第一电极126a与第二电极126b皆为沿一第一方向X延伸的长条状电极且第一电极126a与第二电极126b沿相交于第一方向X的一第二方向Y交替排列。此外，第一电极126a、第二电极126b以及第二电极结构层127分别电性连接至对应的输入垫P1、P2以及P3。要注明的是，本实施例的第二电极结构层127虽为单层电极结构，但本发明不限于此，在其他实施例中，第二电极结构层亦可为双层电极结构。

图3A与图3B为本发明一实施例的立体显示装置对应图2中的剖线A至A’在不同时序(frame)下的剖面示意图。为方便说明立体显示装置100的操作原理，图3A与图3B中省略显示面板110内部分的构件，详细说明请参考图1，在此不再赘述。要注明的是，图3A中奇像素O/偶像素E仅为示意用，本实施例并不用以限定各电极(例如是第一电极126a与第二电极126b)所对应的像素的数量。

请先参照图3A，第一电极126a与第二电极126b分属于不同膜层，所以各第一电极126a的面积A126a可大于或等于相邻两个第二电极126b之间的第一间隙G1。在本实施例中是以各第一电极126a的面积A126a等于相邻两个第二电极126b之间的第一间隙G1为例，且第一电极126a以及第二电极126b之间存在有第一绝缘层126c用以电性绝缘第一电极126a以及第二电极126b。也就是说，第一电极126a与第二电极126b分别配置在第一绝缘层126c的相对两侧。此外，本实施例的主动式光学元件120a更可选择性地配置一介电层126d以覆盖第二电极126b以及第一绝缘层126c，亦即第二电极126b夹于第一绝缘层126c与介电层126d之间。

请参照图2、图3A及图3B，在进行一立体显示时，第一电极126a以及第二电极126b例如分别被输入不同的一第一电压V1及一第二电压V2。同时，第二电极结构层127例如被输入一共用电压。此时，第一电极126a与第二电极结构层127之间的电压差以及第二电极126b与第二电极结构层127之间的电压差彼此不同。以两种不同电压差驱动图2中所绘示的液晶层128，可使来自显示面板110的显示光线通过主动式光学元件120a后，对应于第一电极126a所在区域以及第二电极126b所在区域后呈现两种不同的偏振状态。两种不同偏振状态的光线可以藉由偏振元件130的作用而选择性地被使用者的双眼接收以实现立体图像的显示。

值得一提的是，本实施例的立体显示装置100可适用于戴眼镜式立体显示技术以及可裸眼观看的裸眼式立体显示技术。以裸眼式立体显示技术为例，偏振元件130例如是固定在主动式光学元件120a远离显示面板110的一侧的偏振片。在本实施例中，偏振元件130(偏振片)例如是贴附在主动式光学元件120a上，且偏振元件130(偏振片)具有单一的偏振方向。举例而言，进行立体显示时，立体显示装置100的驱动方法可以划分为两个接续的时序(图3A与图3B所绘示的图样)。在图3A所示的一第一时序t1下，第一电压V1与第二电压V2中第一电压V1等于一暗态电压，而第二电压V2例如是一亮态电压。在图3B所示的一第二时序t2下，第一电压V1与第二电压V2中第二电压V2等于暗态电压而第一电压V1例如是一亮态电压。值得一提的是，无论在第一时序t1或是第二时序t2下，第二电极结构层127例如都被输入一共用电压，以提供驱动液晶层128所需的电压差。

在此，所谓的暗态电压是指可以驱动液晶层128呈现特定的光学作用而让显示光线大致上无法穿透偏振元件130的电压值。另外，亮态电压则是可以驱动液晶层128呈现特定的光学作用而让显示光线可以穿透偏振元件130的电压值。因此，如图2与图3A所示，在第一时序t1下，奇像素O/偶像素E分别显示左眼EL的图像信息以及显示右眼ER的图像信息。并且，在第一时序t1下，输入垫P1所输入的第一电压V1为暗态电压，因此第一电极126a的对应区域呈现低透光度的状态，并形成透光分布示意图310上不透光的屏障区域SH。同时(第一时序t1)，输入垫P2所输入的第二电压V2为亮态电压，因此第二电极126b的对应区域呈现高透光度的状态，并形成透光分布示意图310上的透光区域T。

在本实施例中，奇像素O/偶像素E在第一时序t1下例如分别显示左眼EL的图像信息以及显示右眼ER的图像信息。基于透光区域T与屏障区域SH的分布，使用者的左眼EL可接收到奇像素O显示的左眼EL的图像信息，而使用者的右眼ER可接收到偶像素E显示的右眼ER的图像信息。

接着，在第二时序t2下，如图2与图3B所示，显示面板110的奇像素O/偶像素E例如分别显示右眼ER的图像信息以及显示左眼EL的图像信息。而此刻(第二时序t2)输入垫P1所输入的第一电压V1变为亮态电压，因此第一电极126a所对应的区域在透光分布示意图310中将由不透光的屏障区域SH转变成透光区域T。同时(第二时序t2)，输入垫P2所输入的第二电压V2变成暗态电压，因此第二电极126b所对应的区域在透光分布示意图310中将由透光区域T转变成不透光的屏障区域SH。据此，在第二时序t2下，基于透光区域T与屏障区域SH的分布，使用者的左眼EL可接收到偶像素E显示的左眼EL的图像信息，而使用者的右眼ER可接收到奇像素O显示的右眼ER的图像信息。

经过上述两个时序的显示，使用者的左、右眼EL、ER所接收到的显示图像的解析度约等同于显示面板110的解析度。因此，本实施例的立体显示装置100可通过第一时序t1与第二时序t2的显示方法以提升显示立体图像的解析度(例如是提升显示图像的解析度至与显示面板110的解析度相同)。

上述的左眼EL的图像信息与右眼ER的图像信息的变换速率可称作画面更新率(frame rate)。在第一时序t1下，使用者的左眼EL可接收到奇像素O的图像信息，而右眼ER可接收到偶像素E的图像信息。而在第二时序t2下，左眼EL可接收到偶像素E的图像信息，而右眼ER可接收到奇像素O的图像信息。一般而言，人眼的视觉暂留现象约可维持1/60秒。因此为了要让左、右眼EL、ER未察觉到第一时序t1与第二时序t2的图像信息不连续，立体显示装置100的画面更新率(或是第一时序t1与第二时序2的切换速率)可以为120Hz或是更高，以获得完整解析度(亦即等于显示面板的解析度)且显示品质良好的图像。

另外，由于本实施例的主动式光学元件120a可利用被第一绝缘层126c所隔开的两层导电层与液晶层128同一侧制作出交替排列的第一电极126a与第二电极126b。因此，交替排列的第一电极126a与第二电极126b之间不须存在有间隙来避免第一电极126a与第二电极126b之间的短路。也就是说，第一电极126a的面积A126a可以填满对应的相邻两个第二电极126b之间的第一间隙G1。

在提供第一电极126a与第二电极126b不同的电压以控制液晶层128内液晶分子的转向时，液晶层128整体都会受到电极驱动。此时，主动式光学元件120a的透光区域T与屏障区域SH是紧密相邻的，以避免相邻两个第二电极126b之间的第一间隙G1的漏光现象。据此，本实施例的立体显示装置100在显示立体图像时，由于主动式光学元件120a可减缓漏光的现象，因此可提升立体显示装置100所显示的立体图像的品质。

另外，本实施例的立体显示装置100亦可适用于戴眼镜式立体显示技术。戴眼镜式立体显示技术与裸眼式立体显示技术差异处仅在于，在戴眼镜式立体显示技术中，偏振元件130是配戴在使用者头上的偏光眼镜(未绘示)，且偏光眼镜的左眼镜片的偏振态不同于右眼镜片的偏振态。也就是说，偏光眼镜的左眼镜片与右眼镜片可以分别视为一第一偏振镜片以及一第二偏振镜片。此时，使用者的左眼与右眼任一者所看到的视觉效果如同上述。亦即，如上所述，第一电极126a与第二电极126b分别被输入不同的电压时，来自显示面板100的显示光线通过偏振元件130后可以呈现两种偏振状态。因此，当使用观察者配戴偏光眼镜观看立体显示装置100时，左眼会仅观看到其中一种偏振状态的显示光线而右眼仅观看到另一种偏振状态的显示光线。换言之，两种偏振状态的光线分别透过对应不同偏振态的偏振镜片，即可以让左右眼分别看到不同偏振方向的左眼画面以及右眼画面，以形成立体视觉。

以偏光眼镜的左眼镜片为左旋的偏振态，而右眼镜片为右旋的偏振态为例。由显示面板110的奇像素O/偶像素E所输出的光线为相同偏振态的光(以右旋光为例)。因此，在第一时序t1下，藉由主动式光学元件120a调变第一电极结构层126与第二电极结构层127的压差，使对应于第一电极126a或第二电极126b的液晶分子对应电场分布而改变排列，进而将显示面板110的奇像素O射出的光的偏振态改变为左旋光。另外，偶像素E的偏振态可以维持相同的偏振方向(即右旋光)。因此，在第一时序t1下，透过偏光眼镜，左眼可接收来自于奇像素O的图像，而右眼可接收来自于偶像素E的图像。

在第二时序t2下，藉由主动式光学元件120a的调变，使奇像素O射出的光的偏振态维持与显示面板110射出时相同的偏振方向(即右旋光)，而偶像素E的偏振态变成左旋光。因此，在第二时序t2下，透过偏光眼镜，左眼可接收来自于偶像素E的图像，而右眼可接收来自于奇像素O的图像。如此一来，只要奇像素O/偶像素E在第一时序以及第二时序下交替地显示左眼EL以及右眼ER的图像信息，并搭配立体显示装置100的画面更新率(或是第一时序t1与第二时序2的切换速率)为120Hz或是更高，即可获得完整解析度(亦即等于显示面板的解析度)且显示品质良好的图像。

当然，本发明的主动式光学元件120a除了可采用上述实施例的第一电极结构层126的双层电极结构搭配第二电极结构层127的单层电极结构外，在其他实施例中，主动式光学元件亦可采用第一电极结构层的双层电极结构搭配第二电极结构层的双层电极结构，或是第一电极结构层为单层电极结构搭配第二电极结构层的双层电极结构。以下特举第一电极结构层的双层电极结构搭配第二电极结构层的双层电极结构的例子加以说明。

为简化说明，以下将不再重复叙述戴眼镜式立体显示技术的功效以及操作原理，而仅以裸眼式的立体显示技术进行说明，但要注明的是，以下的实施例并不限于应用在裸眼式的立体显示技术中。

图4为本发明另一实施例的主动式光学元件中电极结构层的示意图。为清楚绘示主动式光学元件中电极结构层的关系，图4省略绘示第一基板122、第二基板124以及液晶层128。

请参照图4，本实施例的主动式光学元件120b与图2中的主动式光学元件120a具有相似的结构，且相似的标号具有相似的组成与功能，二者差异处仅在于主动式光学元件120b的第二电极结构层127’为双层电极结构。具体而言，第二电极结构层127’包括多个第三电极127a以及与第三电极127a交替排列的多个第四电极127b。要注明的是，第二电极结构层127’还包括一第二绝缘层(未示出)配置在第三电极127a与第四电极127b之间。此外，第三电极127a与第四电极127b皆为沿相交于第一方向X的第二方向Y延伸的长条状电极，且第三电极127a与第四电极127b沿第一方向X交替排列。

要注明的是，第一方向X与第二方向Y所夹的角度θ不限定为90度，其可以依据立体显示装置的不同规格的需求去改变此角度θ。此外，相邻两个第四电极127b之间具有一第二间隙G2，而各第三电极127a的面积A127a填满对应的第二间隙G2。具体而言，各第三电极127a的面积A127a可大于或等于相邻两个第四电极127b之间的第二间隙G2。

另外，在进行一立体显示时，第三电极127a以及第四电极127b分别被输入不同的一第一电压V1’及一第二电压V2’，其中在一第一时序t1下，第一电压V1’与第二电压V2’其中一个等于一暗态电压，而在一第二时序t2下，第一电压V1’与第二电压V2’其中另一个等于暗态电压。此处的第一电压V1’以及第二电压V2’可选择性地搭配第一电压V1以及第二电压V2的电压值来控制第一电极结构层126与第二电极结构层127’之间的液晶层的状态。如此一来，液晶层所呈现的透光区域与屏障区域可以具有阵列分布。具体而言，虽然本实施例的主动式光学元件120b需要四个输入垫P1、P2、P3、P4以输入不同的电压，然而，本实施例的主动式光学元件120b可通过两种电压达到阵列分布的视差屏障的控制。

藉此，使用本实施例的主动式光学元件120b的立体显示装置除了可具有前述实施例的立体显示装置100的特点，亦可藉由彼此相交的第一电极结构层126与第二电极结构层127’来达到阵列分布的屏障区域。因此本实施例的主动式光学元件120b除了可适用于条状布局的像素阵列的显示面板外，亦可适用于点状或是其他非条状布局的像素阵列的显示面板。

此外，由于第一电极结构层126与第二电极结构层127’彼此相交，因此在进行一立体显示时，无论立体显示装置是横放或直放(旋转90度)，都有相对应的电极层可形成垂直的视差屏障，进而达到在不同角度观看下均有立体显示的效果。

另外，本发明的主动式光学元件除了可为上述的结构外，在其他实施例中，主动式光学元件亦可为其他适于显示优良的立体图像品质的配置，更详细的配置方式将搭配图5、图6A及图6B加以说明。图5为本发明另一实施例的主动式光学元件的俯视示意图，而图6A与图6B为对应图5中的剖线A至A’在不同时序下的剖面示意图。

请同时参照图5、图6A以及图6B，本实施例的立体显示装置200的主动式光学元件120c与图3A中的主动式光学元件120a具有相似的结构，且相似的标号具有相似的组成与功用。惟二者差异处在于主动式光学元件120c的第一电极126a与第二电极126b还可划分为被持续输入一暗态电压Vk的多个暗态电极516，被输入一第一电压V1的多个第一驱动电极512，以及被输入一第二电压V2的多个第二驱动电极514。也就是说，第一电极126a与第二电极126b有一部分被持续输入暗态电压Vk而被视为暗态电极516；一部分被输入第一电压V1而被视为第一驱动电极512；剩余部分被输入第二电压V2而被视为第二驱动电极514。在此，相邻两个暗态电极516之间仅设置有第一驱动电极512与第二驱动电极514其中一种。另外，第一电极126a与第二电极126b的宽度设计可以随不同设计需求而有所调整，其中持续被输入暗态电压Vk者可以选择性地具有相对窄的宽度以使主动式光学元件120c具有所需的透光度。换言之，暗态电极516、第一驱动电极512与第二驱动电极514的宽度可以相同或是不同。

在本实施例中，第一电极126a例如皆为持续被输入一暗态电压Vk的多个暗态电极516，而第二电极126b则被划分为被输入一第一电压V1的多个第一驱动电极512，以及被输入一第二电压V2的多个第二驱动电极514。第一驱动电极512与第二驱动电极514例如位于第一绝缘层126c的同一侧，且彼此交替地排列。另外，相邻的第一驱动电极512以及第二驱动电极514之间存在有一第三间隙G3，且各暗态电极516的面积A516填满对应的第三间隙G3。具体而言，暗态电极516的面积A516可大于或等于第三间隙G3。在本实施例中，暗态电极516的面积A516例如是大于第三间隙G3，但本发明不限于此，在其他实施例中，暗态电极516的面积A516亦可以等于第三间隙G3。

请同时参照图5与图6A，在进行一立体显示时，奇像素O/偶像素E在第一时序t1下例如分别显示左眼EL的图像信息以及显示右眼ER的图像信息。此时(第一时序t1)，输入垫P1所输入的第一电压V1为暗态电压，因此第一驱动电极512所对应的区域在透光分布示意图510上形成不透光的屏障区域SH。同时(第一时序t1)，输入垫P2所输入的第二电压V2为亮态电压，因此第二驱动电极514在透光分布示意图510上形成透光区域T。据此，在第一时序t1下，使用者的左眼EL可接收到奇像素O显示的左眼EL的图像信息，而使用者的右眼ER可接收到偶像素E显示的右眼ER的图像信息。

在第二时序t2下，如图5与图6B所示，显示面板110的奇像素O/偶像素E分别变成显示右眼ER的图像信息以及显示左眼EL的图像信息。而此刻(第二时序t2)输入垫P1所输入的第一电压V1变为亮态电压，因此第一驱动电极512所对应区域在透光分布示意图510由不透光的屏障区域SH转变成透光区域T。同时(第二时序t2)，输入垫P2所输入的第二电压V2变成暗态电压，因此第二驱动电极514所对应区域在透光分布示意图510由透光区域T转变成不透光的屏障区域SH。据此，在第二时序t2下，使用者的左眼EL可接收到偶像素E显示的左眼EL的图像信息，而使用者的右眼ER可接收到奇像素O显示的右眼ER的图像信息。

值得一提的是，本实施例的立体显示装置200亦可藉由提升画面更新率来达到显示图像的解析度与显示面板110的解析度相同的效果。具体而言，提供主动式光学元件120c的第一驱动电极512与第二驱动电极514的电压切换频率为120赫兹，以在不降低显示图像的解析度下，达到立体显示的效果。

另外，本实施例的立体显示装置200中，除了持续被输入暗态电压的暗态电极516可以驱动液晶分子以定义出不透光的屏障区域SH外，第一电压V1或第二电压V2为暗态电压时对应的驱动电极(也就是第一驱动电极512或第二驱动电极514)也可以定义出不透光的屏障区域SH。因此，主动式光学元件120c的屏障区域SH大于透光区域T，藉此不仅可以遮蔽大角度的漏光现象，更进一步降低左、右眼图像相互干扰(crosstalk)的现象，使立体图像的品质因而提升。

要注明的是，在本实施例的电极图案设计中，第一电极126a有部分地重叠在第二电极126b。第一电极126a所提供的电场在此重叠区域中将因为第二电极126b的屏蔽而无法直接作用于液晶层128。所以，所有的第一电极126a虽被持续输入暗态电压Vk而被视为暗态电极516，但暗态电极516仅有对应于第三间隙G3的部分可以有效地控制液晶分子而定义出持续不透光的屏蔽区域SH。也就是说，第一电极126a重叠在第二电极126b的区域将因第二电极126b上的电压呈现透光或是不透光的状态，而非受第一电极126a的电压所控制。

当然，本实施例并不用以限定本发明的各驱动电极所对应的像素的数量。举例而言，在本实施例中，一个驱动电极(例如是一个第一驱动电极512或一个第二驱动电极514)对应至一个像素，然而，在其他实施例中，亦可为多个驱动电极(例如是多个第一驱动电极512或多个第二驱动电极514)对应至一个像素。图7A与图7B为本发明在另一实施例的立体显示装置在不同时序下的剖面示意图。

请参照图7A，本实施例的立体显示装置300为相同的3个电极(例如是3个第一驱动电极512或3个第二驱动电极514)对应至一个像素。具体而言，本实施例的立体显示装置300与图6A中的立体显示装置200具有相似的结构，且相似的标号具有相似的组成与功能。二者差异处仅在于主动式光学元件120d的第一电极126a划分为被持续输入一暗态电压Vk的多个暗态电极516，被输入一第一电压V1的多个第一驱动电极512，以及被输入一第二电压V2的多个第二驱动电极514，而第二电极126b划分为被输入第一电压V1的多个第一驱动电极512以及被输入第二电压V2的多个第二驱动电极514。也就是说，同一导电层所构成的多个第一电极126a是藉由三种电压所驱动，此三种电压可以是持续的暗态电压Vk、第一电压V1与第二电压V2。另外，同一导电层所构成的多个第二电极126b是藉由两种电压所驱动，此两种电压可以是第一电压V1与第二电压V2。

具体而言，图7A与图7B为本发明在另一实施例的立体显示装置在不同时序下的剖面示意图，主动式光学元件120d的驱动方法类似于前述图6A与图6B所绘示的实施例。简言之，在第一时序t1下例如是使得第一电压V1等于一暗态电压Vk以提供给第一驱动电极512，而第二电压V2等于一亮态电压以提供给第二驱动电极514。同时，暗态电极516被提供暗态电压Vk。如此一来，第二驱动电极514所对应的区域可以为透光区域T以将奇像素O显示的左眼EL的图像信息投射至使用者的左眼EL，并使偶像素E显示的右眼ER的图像信息投射至使用者的右眼ER。此外，第二时序t2下，第一驱动电极512被提供的第一电压V1转变为等于亮态电压，第二驱动电极514被提供的第二电压V2则转变为等于暗态电压Vk。并且，暗态电极516仍持续地被提供暗态电压。如此，将偶像素E显示的左眼EL的图像信息投射至使用者的左眼EL，并且奇像素O显示的右眼ER的图像信息投射至使用者的右眼ER。

当然，上述实施例使持续被输入暗态电压Vk的暗态电极516隶属于相同导电层的设计并不用以限制本发明。在其他实施例中，部分的第二电极亦可持续地被输入暗态电压Vk而被视为暗态电极，即如图8A与图8B所示。图8A与图8B为本发明又一实施例的立体显示装置在不同时序下的剖面示意图。请参照图8A与图8B，本实施例的立体显示装置400中每三个依序排列的第一电极126a可以按照被输入的电压而为暗态电极516、第一驱动电极512以及第二驱动电极514。同时，每三个依序排列的第二电极126b可以按照被输入的电压而为暗态电极516、第二驱动电极514以及第一驱动电极512。在此，暗态电极516、第一驱动电极512以及第二驱动电极514分别定义为持续被输入暗态电压的电极、被输入第一电压的电极以及被输入第二电压的电极，其中暗态电压、第一电压以及第二电压的描述可以参照于前述实施例的说明，而不于此赘述。

具体而言，本实施例不同于图7A与图7B的实施例之处在于，本实施例中对应于各像素(偶像素E或奇像素O)的驱动电极有两个，其中这两个驱动电极分别为一个第一电极126a与一个第二电极126b且这两个驱动电极被提供相同电压。举例而言，在本实施例中，对应至偶像素E的两个驱动电极可为第一电极126a的第一驱动电极512以及第二电极126b的第二驱动电极514，而对应至奇像素O的两个驱动电极可为第一电极126a的第二驱动电极514以及第二电极126b的第一驱动电极512。当然，本实施例不以此为限。另外，在本实施例中，持续被输入暗态电压的暗态电极可以是位于第一绝缘层126c接近于液晶层128的一侧的第二电极126b也可以是位于第一绝缘层126c另一侧的第一电极126a。

值得一提的是，本实施例的立体显示装置400可藉由提供第一驱动电极512与第二驱动电极514的电压切换频率为120赫兹，以在不降低显示图像的解析度下，达到立体显示的效果。并且，本实施例可藉由提供主动式光学元件120e多个暗态电极516来达到大角度漏光的遮蔽效果。

综上所述，本发明实施例的立体显示装置可利用两层被绝缘层所隔开的导电层与液晶层同一侧制作出交替排列的第一电极与第二电极，且藉由第一电极填满相邻两个第二电极之间的第一间隙，来改善现有技术因电极间存在有间隙造成液晶分子无法呈现预期的倾倒方向所引发的漏光的现象。换句话说，本实施例的主动式光学元件可减缓漏光的现象，并提升立体显示装置所显示的立体图像的品质。此外，本实施例的主动式光学元件亦可藉由彼此相交的第一电极结构层与第二电极结构层来达到阵列分布的屏障区域。因此本实施例的主动式光学元件除了可适用于条状布局的像素阵列的显示面板外，亦可适用于点状或是其他布局的像素阵列的显示面板，且具有无论显示器横放或竖放(旋转90度)，都有相对应的电极层可形成垂直的视差屏障的效果。另外，本发明实施例的立体显示装置亦可使部分第一电极以及/或部分第二电极被持续输入暗态电压而定义出多个暗态电极。此时，主动式光学元件的屏障区域可以大于透光区域，以进一步降低左、右眼图像相互干扰的现象，进而提升立体图像的品质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (22)

1.一种立体显示装置，其特征在于，包括：

一显示面板；

一主动式光学元件，配置在该显示面板上并包括：

一第一基板；

一第二基板，与该第一基板上下相对；

一第一电极结构层，配置在该第一基板上，且该第一电极结构层包括多个第一电极、与该些第一电极交替排列的多个第二电极以及位于该些第一电极与该些第二电极之间的一第一绝缘层，其中该些第一电极与该些第二电极皆沿一第一方向延伸且相邻两个该些第二电极之间具有一第一间隙，而各该第一电极的面积填满对应的该第一间隙；

一第二电极结构层，配置在该第二基板上；以及

一液晶层，位于该第一电极结构层与该第二电极结构层之间；以及

一偏振元件，该主动式光学元件配置在该显示面板与该偏振元件之间。

2.根据权利要求1所述的立体显示装置，其中各该第一电极的面积大于相邻两个第二电极之间的该第一间隙。

3.根据权利要求1所述的立体显示装置，其中各该第一电极的面积等于相邻两个第二电极之间的该第一间隙。

4.根据权利要求1所述的立体显示装置，其中进行一立体显示时，该些第一电极以及该些第二电极分别被输入不同的一第一电压及一第二电压。

5.根据权利要求4所述的立体显示装置，其中在一第一时序下，该第一电压与该第二电压其中一者等于一暗态电压，而在一第二时序下，该第一电压与该第二电压其中另一者等于该暗态电压。

6.根据权利要求1所述的立体显示装置，其中进行一立体显示时，该些第一电极与该些第二电极划分为被持续输入一暗态电压的多个暗态电极，被输入一第一电压的多个第一驱动电极，以及被输入一第二电压的多个第二驱动电极，相邻两个暗态电极之间仅设置有该些第一驱动电极与该些第二驱动电极其中一种。

7.根据权利要求6所述的立体显示装置，其中在一第一时序下，该第一电压与该第二电压其中一者等于一暗态电压，而在一第二时序下，该第一电压与该第二电压其中另一者等于该暗态电压。

8.根据权利要求1所述的立体显示装置，其中该第二电极结构层包括多个第三电极、与该些第三电极上下相对且交替排列的多个第四电极以及位于该些第三电极与该些第四电极之间的一第二绝缘层，其中该些第三电极与该些第四电极皆沿相交于该第一方向的一第二方向延伸，且相邻两个该些第四电极之间具有一第二间隙，而各该第三电极的面积填满对应的该第二间隙。

9.根据权利要求8所述的立体显示装置，其中各该第三电极的面积大于相邻两个第四电极之间的该第二间隙。

10.根据权利要求8所述的立体显示装置，其中各该第三电极的面积等于相邻两个第四电极之间的该第二间隙。

11.根据权利要求8所述的立体显示装置，其中进行一立体显示时，该些第三电极以及该些第四电极分别被输入不同的一第一电压及一第二电压。

12.根据权利要求11所述的立体显示装置，其中在一第一时序下，该第一电压与该第二电压其中一者等于一暗态电压，而在一第二时序下，该第一电压与该第二电压其中另一者等于该暗态电压。

13.根据权利要求8所述的立体显示装置，其中进行一立体显示时，该些第三电极与该些第四电极被划分为持续输入一暗态电压的多个暗态电极，被输入一第一电压的多个第一驱动电极，以及被输入一第二电压的多个第二驱动电极，相邻两个暗态电极之间仅设置有该些第一驱动电极与该些第二驱动电极其中一种。

14.根据权利要求13所述的立体显示装置，其中在一第一时序下，该第一电压与该第二电压其中一者等于一暗态电压，而在一第二时序下，该第一电压与该第二电压其中另一者等于该暗态电压。

15.根据权利要求1所述的立体显示装置，其中该偏振元件是贴附在该主动式光学元件上。

16.根据权利要求1所述的立体显示装置，其中该偏振元件为包括一第一偏振镜片以及一第二偏振镜片的一偏振眼镜，且该第一偏振镜片与该第二偏振镜片的偏振状态不同。

17.一种主动式光学元件，其特征在于，包括：

一第一基板；

一第二基板，与该第一基板上下相对；

一第一电极结构层，配置在该第一基板上，且该第一电极结构层包括多个第一电极、与该些第一电极交替排列的多个第二电极以及位于该些第一电极与该些第二电极之间的一第一绝缘层，其中该些第一电极与该些第二电极皆沿一第一方向延伸且相邻两个该些第二电极之间具有一第一间隙，而各该第一电极的面积填满对应的该第一间隙；

一第二电极结构层，配置在该第二基板上；以及

一液晶层，位于该第一电极结构层与该第二电极结构层之间。

18.根据权利要求17所述的主动式光学元件，其中各该第一电极的面积大于相邻两个第二电极之间的该第一间隙。

19.根据权利要求17所述的主动式光学元件，其中各该第一电极的面积等于相邻两个第二电极之间的该第一间隙。

20.根据权利要求17所述的主动式光学元件，其中该第二电极结构层包括多个第三电极、与该些第三电极上下相对且交替排列的多个第四电极以及位于该些第三电极与该些第四电极之间的一第二绝缘层，其中该些第三电极与该些第四电极皆沿相交于该第一方向的一第二方向延伸，且相邻两个该些第四电极之间具有一第二间隙，而各该第三电极的面积填满对应的该第二间隙。

21.根据权利要求20所述的主动式光学元件，其中各该第三电极的面积大于相邻两个第四电极之间的该第二间隙。

22.根据权利要求20所述的主动式光学元件，其中各该第三电极的面积等于相邻两个第四电极之间的该第二间隙。

Images