CN103383493A - 显示装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种显示装置及其控制方法，该显示装置包括背光模组、可切换光栅模块、偏光膜及显示面板。背光模块适于提供具有第一偏振方向的线偏振光。可切换光栅模块位于背光模块上并具有配向模式及穿透模式，可切换光栅模块于出光侧的第一配向膜具有第一配向方向，线偏振光穿过穿透模式的可切换光栅模块后维持第一偏振方向，线偏振光穿过配向模式的可切换光栅模块后转变成第二偏振方向，且第二偏振方向平行第一配向方向。偏光膜位于第一配向膜上，且具有倾斜于第一或第二偏振方向的穿透轴。可切换光栅模块依据显示面板的影像信息而选择切换成配向模式或穿透模式的其中之一。本发明还公开了上述显示装置的控制方法。

Description

显示装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种显示装置及其控制方法，特别是一种可切换平面影像或立体影像的显示装置及其控制方法。
背景技术
近年来，随着显示技术的不断进步，观赏者对于显示器的显示品质（如影像解析度、色彩饱和度等）的要求也越来越高。然而，除了高影像解析度以及高色彩饱和度之外，为了满足观赏者观看真实影像的需求，也发展出能够显示出立体影像的显示装置。
图1A为现有技术一种可显示出立体影像的显示装置的示意图。如图1A所示，显示装置100包括背光模块110、具有像素的显示面板120以及位于背光模块110与显示面板120之间的视差光栅130。图1B为图1A的显示装置同时呈现立体影像以及平面影像时的示意图。如图1B所示，显示装置100的平面影像预定显示区100A例如位于立体影像预定显示区100B的两侧，由于在立体影像预定显示区100B中的部分视差光栅会遮蔽光线，以使通过的光线于观赏者的左右眼分别呈现左眼影像与右眼影像，如图1A所示。然而，如此将导致通过平面影像预定显示区100A的光量大于通过立体影像预定显示区100B的光量，使得观赏者在观看显示装置所呈现的立体影像与平面影像时可以感受到明显的亮度差异。即使显示装置在不同时序中分别呈现立体影像以及平面影像，观赏者也容易感受到显示装置100在全面切换成立体影像模式与全面切换成平面影像模式时明显的亮度差异。因此，如何使显示装置在切换立体影像模式与平面影像模式时维持亮度的一致性是目前业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种显示装置及其控制方法，该显示装置可以依据显示面板所提供的影像信息来切换可切换光栅模块，以平衡显示装置呈现平面影像时亮度与呈现立体影像时亮度之间的差异。该控制方法可以依据显示面板所提供的影像信息来切换可切换光栅模块并局部地调变背光模块的亮度，以平衡显示装置呈现平面影像与呈现立体影像时的亮度。
为了实现上述目的，本发明提供了一种显示装置，其包括背光模块、可切换光栅模块、偏光膜以及显示面板。背光模块适于提供线偏振光，线偏振光具有第一偏振方向。可切换光栅模块位于背光模块上，可切换光栅模块具有配向模式以及穿透模式，其中可切换光栅模块于出光侧具有第一配向膜，且第一配向膜具有第一配向方向，于入光侧具有第二配向膜，且第二配向膜具有第二配向方向，线偏振光穿过穿透模式的可切换光栅模块后维持第一偏振方向，而线偏振光穿过配向模式的可切换光栅模块后，其偏振方向转变成第二偏振方向，其中第二偏振方向平行第一配向方向。偏光膜位于第一配向膜上，偏光膜具有一穿透轴，其中穿透轴倾斜于第一偏振方向或第二偏振方向其中之一。显示面板提供影像信息，其中可切换光栅模块依据影像信息而选择切换成配向模式或穿透模式的其中之一。
上述的显示装置还包括图案化微位相差膜，位于可切换光栅模块与偏光膜之间，其中图案化微位相差膜具有多条相位延迟图案以及多条零延迟图案，相位延迟图案与零延迟图案彼此交替排列，且各相位延迟图案的相位延迟量为λ/2。
上述的显示装置，当所述的线偏振光穿过可切换光栅模块后，在配向模式的状态，线偏振光的一部分通过相位延迟图案（相位延迟图案的拉伸方向(或称光轴方向)与第一偏振夹45度角）后，第二偏振方向转变为一与第二偏振方向垂直的第三偏振方向，而线偏振光的另一部分通过零延迟图案后维持第二偏振方向，通过图案化微位相差膜的线偏振光的一部分该第三偏振方向与偏光膜的穿透轴垂直而无法透过，整体光学模块呈视差模式（搭配光栅模块驱动模式与偏光膜偏振方向形成具有视差光栅效果的组合)，也即偏光膜的穿透轴与第二偏振方向平行，并与第三偏振方向垂直，影像信息为立体影像。
上述的显示装置，当线偏振光穿过穿透模式的可切换光栅模块后，线偏振光的一部分通过相位延迟图案后，第一偏振方向转变为一与第一偏振方向垂直的第三偏振方向，而线偏振光的另一部分通过零延迟图案后维持第一偏振方向，通过图案化微位相差膜的线偏振光的一部分偏振方向与偏光膜的穿透轴垂直而无法透过，整体光学模块呈视差模式，偏光膜的穿透轴与第一偏振方向或第三偏振方向的其中之一者平行，并与第一偏振方向或第三偏振方向的另外一者垂直，影像信息为立体影像。
上述的显示装置，当所述的线偏振光穿过可切换光栅模块的穿透模式，线偏振光的一部分通过相位延迟图案后，相位延迟图案后将线偏振光的第一偏振方向转变（两倍的夹角，2θ）成一平行第一偏振方向的第四偏振方向，而线偏振光的另一部分通过零延迟图案后维持第一偏振方向，通过图案化微位相差膜的线偏振光的偏振方向与偏光膜的穿透轴倾斜而呈平衡分光模式（播放平面影像时仅让部分的光透过偏光膜，减少与立体影像的亮度落差），第一偏振方向或第四偏振方向具有平行穿透轴的分量，而全面通过偏光膜，影像信息为平面影像。
上述的显示装置，当所述的第一偏振方向或第二偏振方向与穿透轴的间的夹角为45度、135度、225度或315度，因应视角需求。
上述的显示装置，所述的可切换光栅模块还包括第二配向膜以及液晶层，其中第二配向膜位于可切换光栅模块的入光侧，液晶层位于第一配向膜与第二配向膜之间。
上述的显示装置，所述的液晶层的材质为扭转向列液晶。
上述的显示装置，当所述的第一配向膜或第二配向膜的配向方向与穿透轴的间的夹角为45度、135度、225度或315度，因应视角需求。
上述的显示装置，所述的显示装置还包括控制单元，电性连接可切换光栅模块与显示面板，控制单元依据显示面板的影像信息来控制可切换光栅模块的局部或全部切换成配向模式或穿透模式的其中之一。
上述的显示装置，所述的可切换光栅模块的局部切换成配向模式，而可切换光栅模块的其他部分切换成穿透模式。
上述的显示装置，所述的背光模块对应配向模式的可切换光栅模块处具有第一亮度，背光模块对应穿透模式的可切换光栅模块处具有第二亮度，且第一亮度不同于第二亮度。
上述的显示装置，所述的显示装置还包括控制单元，电性连接可切换光栅模块与显示面板，控制单元依据显示面板的影像信息来控制可切换光栅模块的局部或全部切换成配向模式或穿透模式的其中之一，并控制背光模块在对应配向模式的区块与对应穿透模式的区块呈现不同的亮度。
上述的显示装置，所述的可切换光栅模块还包括第二配向膜、液晶层以及多个条状电极，其中第二配向膜位于可切换光栅模块的入光侧，液晶层位于第一配向膜与第二配向膜之间，条状电极位于第二配向膜上，可切换光栅模块中配置条状电极的局部呈现穿透模式，而可切换光栅模块中未配置条状电极的另一部分呈现配向模式。
为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种显示装置，其包括背光模块与显示面板、可切换光栅模块以及偏光膜。背光模块与显示面板适于提供具有影像信息的线偏振光，且线偏振光具有第一偏振方向。可切换光栅模块位于显示面板上，可切换光栅模块具有配向模式以及穿透模式，其中可切换光栅模块于出光侧具有第一配向膜，且第一配向膜具有第一配向方向，线偏振光穿过穿透模式的可切换光栅模块后维持第一偏振方向，而线偏振光穿过配向模式的可切换光栅模块后，其偏振方向转变成第二偏振方向，其中第二偏振方向平行第一配向方向。偏光膜位于第一配向膜上，偏光膜具有穿透轴，其中第一配向膜的第一配向方向或第二配向膜的第二配向方向其中之一倾斜于穿透轴，可切换光栅模块依据影像信息而选择切换成配向模式或穿透模式的其中之一。
上述的显示装置，所述的可切换光栅模块还包括第二配向膜、液晶层以及多个条状电极。第二配向膜位于可切换光栅模块的入光侧。液晶层位于第一配向膜与第二配向膜之间。多个条状电极位于第一配向膜或第二配向膜的其中之一上，可切换光栅模块中配置条状电极的局部呈现穿透模式，而可切换光栅模块中未配置条状电极的另一部分呈现配向模式。
上述的显示装置，所述的背光模块对应配向模式的可切换光栅模块处具有第一亮度，背光模块对应穿透模式的可切换光栅模块处具有第二亮度，且第一亮度不同于第二亮度。
上述的显示装置，所述的显示装置还包括控制单元，电性连接可切换光栅模块与显示面板，控制单元依据线偏振光中的影像信息来控制可切换光栅模块的局部或全部切换成配向模式或穿透模式的其中之一，并控制背光模块在对应配向模式的区块与对应穿透模式的区块呈现不同的亮度。
为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种如上述的显示装置的控制方法，其包括下列步骤。判断影像信息为文字、平面影像或立体影像。当影像信息为文字或平面影像时，可切换光栅模块全面切换成配向模式或穿透模式(图4B,5A)。当影像信息为立体影像时，可切换光栅模块全面切换成穿透模式或配向模式。当影像信息中同时具有平面影像与立体影像时，可切换光栅模块局部切换成配向模式以及另一部分切换成穿透模式。
上述的显示装置的控制方法，所述的显示装置还包括控制单元，电性连接可切换光栅模块与显示面板，且显示装置的控制方法还包括下列步骤。当影像信息为文字或平面影像时，控制单元控制可切换光栅模块全面切换成配向模式或穿透模式，并控制背光模块不作亮度补偿。当影像信息为立体影像时，控制单元控制可切换光栅模块全面切换成穿透模式或配向模式，并控制背光模块作亮度补偿。当影像信息中同时具有平面影像与立体影像时，控制单元控制可切换光栅模块局部切换成配向模式以及另一部分切换成穿透模式，并控制背光模块在对应配向模式的区块与对应穿透模式的区块之一作亮度平衡。
为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种如上述的显示装置的控制方法，其包括下列步骤。判断影像信息为文字、平面影像或立体影像。当影像信息为文字或平面影像时，可切换光栅模块全面切换成配向模式。当影像信息为立体影像时，可切换光栅模块中配置条状电极的切换成穿透模式。
上述的显示装置的控制方法，所述的显示装置还包括控制单元，电性连接可切换光栅模块、显示面板以及背光模块，显示装置的控制方法还包括下列步骤。当影像信息为文字或平面影像时，控制单元控制可切换光栅模块全面切换成配向模式，并控制背光模块不作亮度补偿。当影像信息为立体影像时，控制单元控制可切换光栅模块中的条状电极，使可切换光栅模块中配置条状电极的区域切换成穿透模式。控制单元调变背光模块的局部亮度。
本发明的技术效果在于：
本发明的显示装置及其控制方法可依显示面板所欲显示的影像信息来控制可切换光栅模块，使可切换光栅模块对应地切换成配向模式或穿透模式，且由于可切换光栅模块的第一配向膜或第二配向膜其中一配向方向倾斜于偏光膜的穿透轴，藉此，可使显示装置在显示平面影像时的亮度与显示立体影像时的亮度趋于一致，即使在显示装置中同时呈现平面影像与立体影像，能提供显示亮度较为一致的平面影像与立体影像。
还以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A为现有技术一种可显示出立体影像的显示装置的示意图；
图1B为图1A的显示装置同时呈现立体影像以及平面影像时的示意图；
图2A至2C分别为本发明一实施例中一种应用示意图；
图3A为本发明的第一实施例中一种显示装置同时呈现立体影像及平面影像的示意图；
图3B为本发明的另一种显示装置的示意图；
图4A为图3A的显示装置全面切换成立体影像的一种显示状态的示意图；
图4B为图3A的显示装置全面切换成平面影像的一种显示状态的示意图；
图5A为图3A的显示装置全面切换成平面影像的一种显示状态的示意图；
图5B为图3A的显示装置全面切换成立体影像的另一种显示状态的示意图；
图6A为本发明第一实施例中一种显示装置的示意图；
图6B为本发明第一实施例中另一种显示装置的示意图；
图7A～图7D与图7E至图7H分别为第一偏振方向(0,45,90,135)与微位相差膜穿透轴之间的夹角为零度以及特定角度时的示意图；
图8为本发明的第二实施例中一种显示装置同时呈现立体影像及平面影像的示意图；
图9为本发明的第三实施例中一种显示装置同时呈现立体影像及平面影像的示意图。
其中，附图标记
20观赏者
110、210、410背光模块
120、240显示面板
130视差光栅
100、200、200A-200D、300、400、500、600A-600I、700、800、900显示装置
220可切换光栅模块
222第一配向膜
224第二配向膜
226液晶层
228条状电极
230偏光膜
250图案化微位相差膜
250A相位延迟图案
250B零延迟图案
310控制单元
A、A1、A2、A3、A4穿透轴
B1第一亮度
B2第二亮度
D1、D1a、D1b、D1c、D1d、D1e、D1f、D1g第一偏振方向
D2、D2a、D2b、D2c、D2d、D2e、D2f第二偏振方向
D3、D3a、D3b、D3c、D3d、D3e、D3f第三偏振方向
D4、D4a、D4b、D4c、D4d、D4e、D4f、D4g第四偏振方向
L线偏振光
MA配向模式
MT穿透模式
R1、R1a第一配向方向
R2第二配向方向
R3位相差膜拉伸方向
S1入光侧
S2出光侧
ZA平面影像预定显示区
ZB立体影像预定显示区
θ偏振方向与穿透轴之间的夹角
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
本发明一实施例的显示装置中具有可依据影像信息而选择全面或局部切换成配向模式或穿透模式的其中之一的可切换光栅模块，并且位于可切换光栅模块入光侧的第二配向膜具有倾斜于偏光膜的穿透轴的第二配向方向，使得线偏振光通过切换成穿透模式的可切换光栅模块后的第一偏振方向具有平行穿透轴的分量，而通过偏光片，如此可适时降低线偏振光通过平面影像预定显示区时的亮度，藉此，可使显示装置即使同时呈现平面影像以及立体影像，也能具有较一致的亮度。
图2A至2C分别为本发明一实施例中一种显示装置的应用，其中图2A为显示装置200全面显示平面影像时的示意图，图2B为显示装置200全面显示立体影像时的示意图，而图2C为显示装置200在显示平面影像的背景中，局部地显示立体影像的示意图。如图2A－图2C所示，本发明的显示装置不论显示平面影像、立体影像或同时显示平面影像与立体影像，都能维持亮度的一致性，提供观赏者较佳的显示品质。
以下将列举几种本发明的显示装置的实施例，但本发明并不受限于此。
并且，为了清楚地说明线偏振光经过显示装置的各构件后偏振方向的变化，在以下图示中，是以使用者观看显示装置时所看到的平面为基准，也即，使用者的目视方向是沿着显示装置各构件的厚度方向。并且，所谓线偏振光的角度是指在使用者所目视的平面上，该线偏振光与显示装置的一边（例如图7E’所示的长边）之间的夹角。
第一实施例
图3A为本发明的第一实施例中一种显示装置同时呈现立体影像及平面影像的示意图，其中显示装置200A具有一平面影像预定显示区ZA以及一立体影像预定显示区ZB。
如图3A所示，显示装置200A适于让一观赏者20观看，显示装置200A包括背光模块210、可切换光栅模块220、偏光膜230以及显示面板240。背光模块210适于提供一线偏振光L，且线偏振光L具有第一偏振方向D1。如前述，图中所示的第一偏振方向D1事实上为使用者20观看显示装置200A时，在显示面的平面上振荡的方向，且该偏振方向平行显示装置200A的长边（水平边）。可切换光栅模块220位于背光模块210上。在本实施例中，可切换光栅模块220于其入光侧S1与出光侧S2分别具有第二配向膜224与第一配向膜222，且第二配向膜224与第一配向膜222分别具有第二配向方向R2与第一配向方向R1。偏光膜230位于第一配向膜222上，且偏光膜230具有一穿透轴A。特别的是，在本实施例中，第二配向膜224的第二配向方向R2倾斜于偏光膜230的穿透轴A。在其他实施例中，也可以是第一配向膜222的第一配向方向R1倾斜于偏光膜230的穿透轴A。并且，可切换光栅模块220具有配向模式MA以及穿透模式MT，可切换光栅模块220依据显示面板240所提供的影像信息而选择切换成配向模式MA或穿透模式MT的其中之一。藉此，可使显示装置200A显示平面影像时的亮度与显示立体影像时的亮度较为一致。换句话说，图3A所示为可切换光栅模块220的局部切换成配向模式MA，而可切换光栅模块220的其他部分切换成穿透模式MT的示意图。
详言之，线偏振光L穿过穿透模式MT的可切换光栅模块220后维持第一偏振方向D1，而线偏振光L穿过配向模式MA的可切换光栅模块220后，其偏振方向转变成平行第一配向方向R1的第二偏振方向D2。换句话说，本发明的显示装置中，只要穿透轴倾斜于第一偏振方向与第二偏振方向其中的一，即可实现本发明。在本实施例的显示装置200A中，可于可切换光栅模块220与偏光膜230之间进一步设置图案化微位相差膜250，以作为呈现立体影像时的视差光栅。当然，在其他实施例中，也可以不额外设置图案化微位相差膜250，而仅通过于可切换光栅模块220中设置多个彼此分离的条状电极来使对应的液晶层形成彼此交错的配向模式MA与穿透模式MT，以作为呈现立体影像时的视差光栅，利用条状电极形成视差光栅的实施例将于后文第二实施例详述。
请继续参阅图3A，本实施例的显示装置200A中的图案化微位相差膜250具有多条相位延迟图案250A以及多条零延迟图案250B，相位延迟图案250A与零延迟图案250B彼此交替排列，且各相位延迟图案250A的相位延迟量为λ/2。并且，在本实施例中，可切换光栅模块220包括一位于其入光侧S1的第二配向膜224以及一位于第一配向膜222与第二配向膜224之间的液晶层226，而液晶层226的材质例如为扭转向列液晶或是超扭转向列液晶。
如图3A的左侧的立体影像预定显示区ZB所示，可切换光栅模块220切换成配向模式MA。此处所谓的配向膜态意指液晶层226中两侧的液晶分子分别依照第一配向方向R1与第二配向方向R2而排列，而将线偏振光L的第一偏振方向D1扭转成平行第一配向方向R1的第二偏振方向D2。之后，自可切换光栅模块220出射的线偏振光L具有第二偏振方向D2。接着，线偏振光L的一部分通过相位延迟图案250A后，由于相位延迟图案250A的拉伸方向与第二偏振夹45度角，因此可将入射光的第二偏振方向D2转变为一与第二偏振方向D2垂直的第三偏振方向D3而自图案化微位相差膜250出射。如前述，图中所示的第二偏振方向D2事实上为使用者20观看显示装置200A时，在显示面的平面上振荡的方向，且该偏振方向与显示装置200A长边（水平边）之间的夹角呈实质上45度。另一方面，线偏振光L的另一部分通过零延迟图案250B后维持第二偏振方向D2而自图案化微位相差膜250出射，藉此，背光模块210所提供的线偏振光L在依序通过可切换光栅模块220的配向模式MA以及图案化微位相差膜250后，其偏振方向在沿图案化微位相差膜250的平面方向上被转变成彼此交替的第三偏振方向D3以及第二偏振方向D2，例如自图3A的左侧起算，线偏振光L具有位于奇数列的第三偏振方向D3以及位于偶数列的第二偏振方向D2。如前述，图中所示的第三偏振方向D3事实上为使用者20观看显示装置200A时，在显示面的平面上振荡的方向，且该偏振方向与显示装置200A长边（水平边）之间的夹角呈实质上135度，并与前述第二偏振方向D2垂直。之后，在本实施例中，由于第三偏振方向D3垂直于偏光膜230的穿透轴A，因此具有第三偏振方向D3的线偏振光L并无法通过偏光膜230，而构成了图案化微位相差膜250中的光线遮蔽区。另一方面，由于第二偏振方向D2平行于偏光膜230的穿透轴A，因此具有第二偏振方向D2的线偏振光L可以几乎完全地通过偏光膜230，而构成了图案化微位相差膜250中的光线穿透区。因此，背光模块210所提供的线偏振光L在通过图案化微位相差膜250后，通过在图案化微位相差膜250的奇数列呈现光线穿透区并于偶数列呈现光线遮蔽区，而让观赏者20的左右眼分别观察到显示面板240所提供的立体影像。
值得一提的是，由于在本实施例的立体影像预定显示区ZB中，具有第三偏振方向D3的线偏振光L并无法通过图案化微位相差膜250，因此对于自可切换光栅模块220出射的具有第一偏振方向D1的线偏振光L而言，在通过图案化微位相差膜250后光量大致减半。换句话说，由于本实施例的显示装置200A中具有图案化微位相差膜250作为呈现立体影像的视差光栅，因此视差光栅中的光线遮蔽区将无可避免地导致显示亮度的降低。
请再参考图3A右侧的平面影像预定显示区ZA所示，可切换光栅模块220切换成穿透模式MT。此处所谓的穿透模式MT意指液晶层226中的液晶分子受到电压的驱动而垂直排列，而呈现出光实质上完全穿透的状态，使得线偏振光L穿过穿透模式MT的可切换光栅模块220后维持第一偏振方向D1。接着，线偏振光L的一部分通过相位延迟图案250A后，由于相位延迟图案250A的拉伸方向(或称光轴方向)与第一偏振方向D1夹0度角，因此第一偏振方向D1在通过相位延迟图案并不会改变其偏振方向而维持一与第一偏振方向D1平行的第四偏振方向D4自图案化微位相差膜250出射。图中所示的第四偏振方向D4的定义如前述的第一偏振方向D1，不再赘述。
另一方面，线偏振光L的另一部分通过零延迟图案250B后维持第一偏振方向D1而自图案化微位相差膜250出射，藉此，背光模块210所提供的线偏振光L在通过可切换光栅模块220的穿透模式MT与图案化微位相差膜250后，其偏振方向在沿图案化微位相差膜250的平面方向上被转变成彼此交替的第一偏振方向D1以及第四偏振方向D4，例如自图3A的平面影像预定显示区ZA的左侧起算，线偏振光L具有位于奇数列的第一偏振方向D1以及位于偶数列的第四偏振方向D4。由于具有第一偏振方向D1与第四偏振方向D4的线偏振光L均具有平行穿透轴A的分量，因此均可以顺利地通过偏光膜230，此时影像信息为平面影像。
值得一提的是，具有第一偏振方向D1与第四偏振方向D4的线偏振光L通过偏光膜230后的光量可通过调整第二配向方向R2与穿透轴A之间的夹角来控制。如前述，此处的穿透轴A的方向意指位于偏光膜230的平面方向，且与偏光膜230长边（水平边）之间的夹角呈实质上45度。举例来说，当第二配向膜224的第二配向方向R2与穿透轴A之间的夹角θ为45度时，由于第一偏振方向D1也与穿透轴A夹45度角，因此具有第一偏振方向D1的线偏振光L通过偏光膜230后的光量大致减半。另一方面，由于本实施例中的第四偏振方向D4也与穿透轴A夹45度角，因此具有第四偏振方向D4的线偏振光L通过偏光膜230后的光量也大致减半。如此一来，显示装置200A在平面影像预定显示区ZA的显示亮度在通过偏光膜230前后大致减半，因此显示装置200A在立体影像预定显示区ZB的显示亮度与显示装置200A在平面影像预定显示区ZA后的显示亮度可趋于一致。
本发明的显示装置200A因应在视差光栅中所降低的亮度，而于显示装置200A中设置可切换光栅模块220，通过使可切换光栅模块220中第二配向膜224的第二配向方向R2与偏光膜230的穿透轴A之间具有不为垂直的夹角，藉此可使线偏振光L在通过穿透模式MT的可切换光栅模块220后，仅有平行于穿透轴A的光分量可通过偏光膜230，使得显示装置200A在平面影像预定显示区ZA的亮度可因应显示装置200A在立体影像预定显示区ZB中视差光栅所降低程度来降低，如此一来，即可使显示装置200A在显示平面影像时的显示亮度与在显示立体影像时的显示亮度趋于一致。
以下简要说明图3A的显示装置200A的控制方法，其包括下列步骤。判断影像信息为文字、平面影像或立体影像。当影像信息为文字或平面影像时，可切换光栅模块220全面切换成穿透模式MT。当影像信息为立体影像时，可切换光栅模块220全面切换成配向模式MA。当影像信息中同时具有平面影像与立体影像时，可切换光栅模块220局部切换成配向模式MA以及另一部分切换成穿透模式MT。
图3B为本发明的另一种显示装置的示意图。图3B的显示装置300与图3A的显示装置200A类似，只是图3B的显示装置300进一步包括一控制单元310，其余构件、光偏振方向以及穿透轴的定义与图3A相同，简言之，图中所示的偏振方向事实上为使用者20观看本实施例的显示装置时，在显示面的平面上振荡的方向，且该偏振方向的夹角是以相对于本实施例的显示装置的长边（水平边）时的夹角。如图3B所示，控制单元310电性连接可切换光栅模块220与显示面板240，控制单元310依据显示面板240的影像信息来控制可切换光栅模块220的局部或全部切换成配向模式MA或穿透模式MT的其中之
以下简要说明图3B的显示装置300的控制方法，其相较于图3A的显示装置300的控制方法进一步包括下列步骤。当影像信息为文字或平面影像时，控制单元310控制可切换光栅模块220全面切换成穿透模式MT，并控制背光模块210作亮度平衡。当影像信息为立体影像时，控制单元310控制可切换光栅模块220全面切换成配向模式MA，并控制背光模块210作亮度补偿。当影像信息中同时具有平面影像与立体影像时，控制单元310控制可切换光栅模块220局部切换成配向模式MA以及另一部分切换成穿透模式MT，并控制背光模块210在对应配向模式MA的区块与对应穿透模式MT的区块之一作亮度调整。
以下各实施例中，光偏振方向以及穿透轴的定义与图3A相同，简言之，图中所示的偏振方向事实上为使用者20观看各实施例的显示装置时，在显示面的平面上振荡的方向，且该偏振方向的夹角是以相对于各实施例的显示装置的长边（水平边）时的夹角。
图4A为图3A的显示装置全面切换成立体影像的一种显示状态的示意图。图4A的显示装置200B与图3A的显示装置200A类似，只是在本实施例中，是将可切换光栅模块220全面切换成配向模式MA，通过可切换光栅模块220的液晶层226，使得线偏振光L的第一偏振方向D1在通过可切换光栅模块220后扭转成平行第一配向方向R1的第二偏振方向D2出射。
同理，具有第二偏振方向D2的线偏振光L的一部分在通过相位延迟图案250A后，将第二偏振方向D2转变为一与第二偏振方向D2垂直的第三偏振方向D3而自图案化微位相差膜250出射。另一方面，线偏振光L的另一部分通过零延迟图案250B后维持第二偏振方向D2而自图案化微位相差膜250出射，藉此，背光模块210所提供的线偏振光L在通过可切换光栅模块220的配向模式MA与图案化微位相差膜250后，线偏振光L穿过图案化微位相差膜250后在沿图案化微位相差膜250的平面方向上被转变成彼此交替的第三偏振方向D3以及第二偏振方向D2，例如自图3A的左侧起算，线偏振光L具有位于奇数列的第三偏振方向D3以及位于偶数列的第二偏振方向D2。之后，由于本实施例中的穿透轴A平行第二偏振方向D2并垂直第三偏振方向D3，因此具有第三偏振方向D3的线偏振光L并无法通过偏光膜230，而构成了图案化微位相差膜250中的光线遮蔽区，而具有第二偏振方向D2的线偏振光L可以几乎完全地通过偏光膜230，而构成了图案化微位相差膜250中的光线穿透区。如此，背光模块210所提供的线偏振光L在通过图案化微位相差膜250后，通过在图案化微位相差膜250的奇数列呈现光线遮蔽区并于偶数列呈现光线穿透区，而让观赏者20的左右眼分别观察到显示面板240所提供的立体影像。
图4B为图3A的显示装置全面切换成平面影像的一种实施例的示意图。图4B的显示装置200C与图3A的显示装置200A类似，只是在本实施例中，是将可切换光栅模块220全面切换成配向模式MA，并且第一偏振方向D1a与水平方向夹45度角。通过可切换光栅模块220的液晶层226，使得线偏振光L的第一偏振方向D1a在通过可切换光栅模块220后扭转成平行第一配向方向R1的第二偏振方向D2a出射。接着，由于相位延迟图案250A的拉伸方向与第二偏振方向夹0度角，因此第二偏振方向D2a在通过相位延迟图案250A后，不会改变其偏振方向而形成与第二偏振方向平行的第三偏振方向D3a，因此通过零延迟图案250B后的第二偏振方向D2a与通过相位延迟图案250A后的第三偏振方向D3a相同。此时，穿透轴A具有与水平方向夹45度的夹角。由于通过图案化微位相差膜220的线偏振光L的偏振方向D2a、D3a与偏光膜230的穿透轴A倾斜而呈分光模式，换句话说，具有第二偏振方向D2a与第三偏振方向D3a的线偏振光L均具有平行穿透轴A的分量，因此均可以顺利地通过偏光膜230，此时影像信息为平面影像。
图5A为图3A的显示装置全面切换成平面影像的另一种实施例的示意图。图5A的显示装置200D与图3A的显示装置200A类似，只是在本实施例中，是将可切换光栅模块220全面切换成穿透模式MT，因此当线偏振光L的第一偏振方向D1在通过可切换光栅模块220后将维持原有的第一偏振方向D1出射。
同理，线偏振光L的一部分通过相位延迟图案250A后，由于第一偏振方向D1与相位延迟图案250A的拉伸方向夹0度角，因此不会改变偏振方向，而将第一偏振方向D1转变为一与第一偏振方向D1平行的第四偏振方向D4而自图案化微位相差膜250出射。另一方面，线偏振光L的另一部分通过零延迟图案250B后维持第一偏振方向D1而自图案化微位相差膜250出射，藉此，背光模块210所提供的线偏振光L在通过可切换光栅模块220的穿透模式MT与图案化微位相差膜250后，其偏振方向在沿图案化微位相差膜250的平面方向上被转变成彼此交替的第一偏振方向D1以及第四偏振方向D4，例如自图3A的左侧起算，线偏振光L具有位于奇数列的第四偏振方向D4以及位于偶数列的第一偏振方向D1。之后，由于通过图案化微位相差膜250的线偏振光L的偏振方向D1、D4与偏光膜230的穿透轴A倾斜而呈分光模式，换句话说，具有第四偏振方向D4与第一偏振方向D1的线偏振光L均具有平行穿透轴A的分量，因此均可以顺利地通过偏光膜230。换句话说，本实施例的穿透轴A例如与第一偏振方向夹角为45度，因此具有第一偏振方向D1以及具有第四偏振方向D4的线偏振光L分别约有一半的分量可通过偏光膜230。
图5B为图3A的显示装置全面切换成立体影像的另一种实施例的示意图。图5B的显示装置200E与图5A的显示装置200D类似，只是在本实施例中，第一偏振方向D1a与水平方向夹45度角，因此当线偏振光L的第一偏振方向D1a在通过可切换光栅模块220后将维持原有的第一偏振方向D1a出射。接着，由于相位延迟图案250A的拉伸方向与第一偏振方向夹45度角，因此第一偏振方向D1a在通过相位延迟图案250A后，会改变其偏振方向而形成与第一偏振方向D1a垂直的第四偏振方向D4a。由于偏光膜230的穿透轴A为平行第一偏振方向D1a并垂直第四偏振方向D4a，换句话说，通过图案化微位相差膜250的线偏振光L的一部分偏振方向D4a与偏光膜230的穿透轴A垂直无法透过而呈视差模式，因此在本实施例中，具有第一偏振方向D1a的线偏振光L可以几乎完全地通过偏光膜230而构成光线穿透区，而具有第四偏振方向D4a的线偏振光L无法通过偏光膜230而构成光线遮蔽区。如此，背光模块210所提供的线偏振光L在通过图案化微位相差膜250后，通过在图案化微位相差膜250的偶数列呈现光线穿透区并于奇数列呈现光线遮蔽区，而让观赏者20的左右眼分别观察到显示面板240所提供的立体影像。值得一提的是，请同时参照图4A、图4B、图5A及图5B，由于全面呈现平面影像的显示装置200C、200D（图4B及图5A）的显示亮度在通过偏光膜230后大致减半，且全面呈现立体影像的显示装置200B、200E（图4A及图5B）的显示亮度在通过偏光膜230后也为大致减半，因此当本发明的显示装置即使在不同时序中全面切换成平面影像模式或是立体影像模式，切换前后的显示亮度也大致维持一定，因此可提供观赏者20一舒适的观赏情境。
此外，特别的是，在本发明的显示装置中，背光模块210可进一步具有局部调变亮度的功能，以因应多重观看角度(multi-view)的立体影像的视域数来调变平面影像预定显示区ZA以及立体影像预定显示区ZB之间的亮度差异。
具体而言，图6A为本发明一实施例的示意图。本实施例的显示装置400与图3A的显示装置200A类似，相同构件以相同符号表示，只是图6A的显示装置400中的背光模块410进一步具有局部调变亮度的功能。如图6A所示，在立体影像预定显示区ZB中，背光模块410对应配向模式MA的可切换光栅模块220处具有第一亮度B1，而在平面影像预定显示区ZA中，背光模块410对应穿透模式MT的可切换光栅模块220处具有第二亮度B2，且第一亮度B1不同于第二亮度B2。换句话说，本实施例的背光模块410可依据立体影像的多重观看角度(multi-view)的视域数量来调变平面影像预定显示区ZA的亮度，使该区域的亮度对应地变亮或变暗来平衡平面影像预定显示区ZA与立体影像预定显示区ZB之间的亮度差异。
图6B为本发明一实施例的示意图。本实施例的显示装置500与图3B的显示装置300类似，相同构件以相同符号表示，只是图6B的显示装置500中的背光模块410进一步具有局部调变亮度的功能。如图6B所示，控制单元310电性连接可切换光栅模块220、显示面板240以及背光模块410，控制单元310依据显示面板240的影像信息来控制控制背光模块410在对应配向模式MA的区块与对应穿透模式MT的区块呈现不同的亮度。
值得一提的是，背光模块410也可依据图案化微位相差膜250中相位延迟图案250A的拉伸方向(或称相位延迟图案的光轴方向)R3来对应地调变局部的亮度。请先参照图7A，图7A的显示装置600A与图3A的显示装置200A类似，图7A的显示装置600A中，图案化微位相差膜250中相位延迟图案250A的拉伸方向R3与水平之间的夹角为零度，只是可切换光栅模块220的第一配向方向R1与偏光膜230的穿透轴A与水平的夹角均为135度。因此，通过配向模式MA具有第一偏振方向D1的线偏振光L会转变成平行第一配向方向R1的第二偏振方向D2b。第二偏振方向D2b(135度)在通过相位延迟图案250A后转变成与第二偏振方向D2b垂直的第三偏振方向D3b。如此一来，第二偏振方向D2b与穿透轴A1之间的夹角为零度，且第一偏振方向D1与穿透轴A1之间的夹角为135度。在本实施例中，经由光分量的运算得知，预知通过平面影像预定显示区ZA的显示亮度将与通过立体影像预定显示区ZB的显示亮度相似，当立体影像预定显示区ZB的视域数量为两个时，则不须调变局部的亮度即可使得平面影像预定显示区ZA的显示亮度与立体影像预定显示区ZB的显示亮度相似。当立体影像预定显示区ZB的视域数量为两个以上时，可通过使背光模块410中对应立体影像预定显示区ZB的第一亮度B1高于背光模块410中对应平面影像预定显示区ZA的第二亮度B2，来平衡显示装置600A中使平面影像的显示亮度与立体影像的显示亮度趋于一致。
同理，图7B的显示装置600B与图7A的显示装置600A类似，图案化微位相差膜250中相位延迟图案250A的拉伸方向R3与水平之间的夹角为零度。只是图7B的显示装置600B中，第一偏振方向D1b为垂直相位延迟图案250A的拉伸方向R3，第一配向膜222的第一配向方向R1与水平之间的夹角为45度。如图7B以及前述光学原理可知，在立体影像预定显示区ZB中，通过图案化微位相差膜250后的第二偏振方向D2与穿透轴A之间的夹角为零度，而第三偏振方向D3垂直于穿透轴A，易言之，在立体影像预定显示区ZB中，通过图案化微位相差膜250的线偏振光L的一部分偏振方向D3与偏光膜230的穿透轴A垂直而呈视差模式。另一方面，在平面影像预定显示区ZA中，通过图案化微位相差膜250后的第一偏振方向D1b、第四偏振方向D4b与穿透轴A之间的夹角为45度，易言之，通过图案化微位相差膜250的线偏振光L的偏振方向D1b、D4b与偏光膜230的穿透轴A倾斜而呈分光模式。同理，经由光分量的运算得知，预知通过平面影像预定显示区ZA的显示亮度将与通过立体影像预定显示区ZB的显示亮度相似，当立体影像预定显示区ZB的视域数量为两个时，则不须调变局部的亮度即可使得平面影像预定显示区ZA的显示亮度与立体影像预定显示区ZB的显示亮度相似。当立体影像预定显示区ZB的视域数量为两个以上时，可通过使背光模块410中对应立体影像预定显示区ZB的第一亮度B1高于背光模块410中对应平面影像预定显示区ZA的第二亮度B2，来平衡显示装置600B中使平面影像的显示亮度与立体影像的显示亮度趋于一致。
图7B’的显示装置600C与图7B的显示装置600B相似，只是将偏光膜230的穿透轴A1由45度变为135度。其结果同图7B的显示装置600B，经由光分量的运算得知，预知通过平面影像预定显示区ZA的显示亮度将与通过立体影像预定显示区ZB的显示亮度相似，当立体影像预定显示区ZB的视域数量为两个时，则不须调变局部的亮度即可使得平面影像预定显示区ZA的显示亮度与立体影像预定显示区ZB的显示亮度相似。当立体影像预定显示区ZB的视域数量为两个以上时，可通过使背光模块410中对应立体影像预定显示区ZB的第一亮度B1高于背光模块410中对应平面影像预定显示区ZA的第二亮度B2，来平衡显示装置600B中使平面影像的显示亮度与立体影像的显示亮度趋于一致。
同理，图7C的显示装置600D与图7A的显示装置600A类似，图案化微位相差膜250中相位延迟图案250A的拉伸方向R3与水平之间的夹角为零度。只是图7C的显示装置600D中，第一偏振方向D1a与水平的夹角为45度，而偏光膜230的穿透轴A与水平的夹角也为45度，第一配向膜222的第一配向方向R1与水平之间的夹角为零度，在此配置下，通过穿透模式MT的区域为立体影像预定显示区ZB，通过配向模式MA的区域为平面影像预定显示区ZA。具有第一偏振方向D1a的线偏振光L在经过可切换光栅模块220及图案化微位相差膜250时的偏振方向变化如图7C中所示，简言之，在立体影像预定显示区ZB中，通过图案化微位相差膜250的线偏振光L的一部分偏振方向D4a与偏光膜230的穿透轴A垂直而呈视差模式，而在平面影像预定显示区ZA中，通过图案化微位相差膜250的线偏振光L的偏振方向D2a、D3a与偏光膜230的穿透轴A倾斜而呈分光模式。同理，经由光分量的运算得知，预知通过平面影像预定显示区ZA的显示亮度将与通过立体影像预定显示区ZB的显示亮度相似，当立体影像预定显示区ZB的视域数量为两个时，则不须调变局部的亮度即可使得平面影像预定显示区ZA的显示亮度与立体影像预定显示区ZB的显示亮度相似。当立体影像预定显示区ZB的视域数量为两个以上时，可通过使背光模块410中对应立体影像预定显示区ZB的第一亮度B1高于背光模块410中对应平面影像预定显示区ZA的第二亮度B2，来平衡显示装置600D中使平面影像的显示亮度与立体影像的显示亮度趋于一致。
图7D的显示装置600E与图7A的显示装置600A类似。只是图7D的显示装置600D中，第一偏振方向D1c与水平的夹角为135度，而偏光膜230的穿透轴A1与水平的夹角也为135度，第一配向膜222的第一配向方向R1与水平之间的夹角为零度，在此配置下，通过穿透模式MT的区域为立体影像预定显示区ZB，通过配向模式MA的区域为平面影像预定显示区ZA。具有第一偏振方向D1c的线偏振光L在经过可切换光栅模块220及图案化微位相差膜250时的偏振方向变化如图7D中所示，简言之，在立体影像预定显示区ZB中，通过图案化微位相差膜250的线偏振光L的一部分偏振方向D4c与偏光膜230的穿透轴A1垂直而呈视差模式，而在平面影像预定显示区ZA中，通过图案化微位相差膜250的线偏振光L的偏振方向D2a、D3a与偏光膜230的穿透轴A1倾斜而呈分光模式。同理，经由光分量的运算得知，预知通过平面影像预定显示区ZA的显示亮度将与通过立体影像预定显示区ZB的显示亮度相似，当立体影像预定显示区ZB的视域数量为两个时，则不须调变局部的亮度即可使得平面影像预定显示区ZA的显示亮度与立体影像预定显示区ZB的显示亮度相似。当立体影像预定显示区ZB的视域数量为两个以上时，可通过使背光模块410中对应立体影像预定显示区ZB的第一亮度B1高于背光模块410中对应平面影像预定显示区ZA的第二亮度B2，来平衡显示装置600E中使平面影像的显示亮度与立体影像的显示亮度趋于一致。
图7E为多视角(multi-view)立体显示的实施例的示意图，其中，图案化微位相差膜250中相位延迟图案250A的拉伸方向R3a与水平之间的夹角为18.43度，此外，显示装置中的线偏振光L的第一偏振方向D1d、可切换光栅模块220的第二配向膜224的第二配向方向R2、可切换光栅模块220的第一配向膜222的第一配向方向R1、相位延迟图案250A的拉伸方向R3a及穿透轴A2的角度如图7E’所示。
请参照图7E与图7E’，图7E的显示装置600F与图3A的显示装置200A类似，只是图7A的显示装置600F中，微位相差膜250A的拉伸方向R3a与水平之间的夹角为18.43度，线偏振光L的第一偏振方向D1d与水平之间的夹角为18.43度，第一配向方向R1与水平之间的夹角为63.43度，第二偏振方向D2c与穿透轴A2之间的夹角为0度，且第一偏振方向D1d与穿透轴A2之间的夹角为45度。于立体影像预定显示区ZB中，通过配向模式MA的线偏振光L的偏振方向会旋转至第一配向方向R1的方向，因此从背光模块410出射具有第一偏振方向D1d的线偏振光L，通过配向模式MA的可切换光栅模块220后其偏振方向会转成与水平方向夹63.43度的第二偏振方向D2c，接着，由于第二偏振方向D2c与相位延迟图案250A的拉伸方向R3a夹45度角，因此通过相位延迟图案250A的线偏振光L的偏振方向会旋转90度，而旋转为与水平方向夹153.43度的第三偏振方向D3c。于平面影像预定显示区ZA，由于第一偏振方向D1d与相位延迟图案250A的拉伸方向R3a夹零度角，因此通过相位延迟图案250A的线偏振光L不会改变其偏振方向，使得通过相位延迟图案250A的线偏振光L的第四偏振方向D4d与第一偏振方向D1d的偏振方向相同，接与水平方向夹18.43度角。
简言之，在立体影像预定显示区ZB中，通过图案化微位相差膜250的线偏振光L的一部分偏振方向D3c与偏光膜230的穿透轴A2垂直而呈视差模式，而在平面影像预定显示区ZA中，通过图案化微位相差膜250的线偏振光L的偏振方向D1d、D4d与偏光膜230的穿透轴A2倾斜而呈分光模式。在本实施例中，经由光分量的运算得知，预知通过平面影像预定显示区ZA的显示亮度将与通过立体影像预定显示区ZB的显示亮度相似，但是此例在立体显示区域中为多视角的实施例，立体显示区域中的遮蔽区域比例增加，因此可通过使背光模块410中对应平面影像预定显示区ZA的第二亮度B2低于背光模块410中对应立体影像预定显示区ZB的第一亮度B1，来平衡显示装置600F中使平面影像的显示亮度与立体影像的显示亮度趋于一致。
另外，图7F的显示装置600G与图7E的显示装置600F类似，只是偏光膜230的穿透轴A3与水平之间的夹角为153.43度，线偏振光L的第一偏振方向D1e与水平的夹角为108.43度，第一配向方向R1与水平之间的夹角为153.43度，因此通过配向模式MA的线偏振光L的第二偏振方向D2d与相位延迟图案250A的拉伸方向R3a夹135度角，而使得通过相位延迟图案250A的线偏振光L的偏振方向旋转至与水平方向夹63.43度的第三偏振方向D3d。简言之，在立体影像预定显示区ZB中，通过图案化微位相差膜250的线偏振光L的一部分偏振方向D3d与偏光膜230的穿透轴A3垂直而呈视差模式，而在平面影像预定显示区ZA中，通过图案化微位相差膜250的线偏振光L的偏振方向D1e、D4e(108.43度)与偏光膜230的穿透轴A3(153.43度)倾斜而呈分光模式。在本实施例中，经由光分量的运算得知，预知通过平面影像预定显示区ZA的显示亮度将与通过立体影像预定显示区ZB的显示亮度相似，但是此例在立体显示区域中为多视角的实施例，立体显示区域中的遮蔽区域比例增加，因此可通过使背光模块410中对应平面影像预定显示区ZA的第二亮度B2低于背光模块410中对应立体影像预定显示区ZB的第一亮度B1，来平衡显示装置600G中使平面影像的显示亮度与立体影像的显示亮度趋于一致。
此外，图7G的显示装置600H与图7E的显示装置600F类似，只是图7G的显示装置600H中，线偏振光L的第一偏振方向D1f与水平之间的夹角为63.43度，第一配向方向R1与水平之间的夹角为108.43度，在此配置下，通过穿透模式MT的区域为立体影像预定显示区ZB，通过配向模式MA的区域为平面影像预定显示区ZA。具有第一偏振方向D1f(63.43度)的线偏振光L在经过可切换光栅模块220及图案化微位相差膜250时的偏振方向变化如图7G中所示，在立体影像预定显示区ZB中，由于具有第一偏振方向D1f的线偏振光L与相位延迟图案250A的拉伸方向R3a夹45度角，因此通过相位延迟图案250A的线偏振光L的偏振方向会旋转90度而变成与水平方向夹153.43度角的第四偏振方向D4f。在平面影像预定显示区ZA中，由于第二偏振方向D2e的线偏振光L与相位延迟图案250A的拉伸方向R3a垂直，因此具有第二偏振方向D2e的线偏振光L通过相位延迟图案250A后，其偏振方向会旋转180度，等同于没有旋转，故具有第二偏振方向D2e的线偏振光L通过相位延迟图案250A后会变成没有改变偏振方向的第三偏振方向D3e。简言之，在立体影像预定显示区ZB中，通过图案化微位相差膜250的线偏振光L的一部分偏振方向D4f与偏光膜230的穿透轴A2垂直而呈视差模式，而在平面影像预定显示区ZA中，通过图案化微位相差膜250的线偏振光L的偏振方向D2e、D3e与偏光膜230的穿透轴A2倾斜而呈分光模式。同样地，经由光分量的运算得知，预知通过平面影像预定显示区ZA的显示亮度将与通过立体影像预定显示区ZB的显示亮度相似，但是此例在立体显示区域中为多视角的实施例，立体显示区域中的遮蔽区域比例增加，因此可通过使背光模块410中对应平面影像预定显示区ZA的第一亮度B1低于背光模块410中对应立体影像预定显示区ZB的第二亮度B2，来平衡显示装置600H中使平面影像的显示亮度与立体影像的显示亮度趋于一致。
另一方面，图7H的显示装置600I与图7F的显示装置600G类似，只是图7H的显示装置600I中，线偏振光L的第一偏振方向D1g与水平之间的夹角为153.43度，第一配向方向R1与水平之间的夹角为18.43度，在此配置下，通过穿透模式MT的区域为立体影像预定显示区ZB，通过配向模式MA的区域为平面影像预定显示区ZA。具有第一偏振方向D1g的线偏振光L在经过可切换光栅模块220及图案化微位相差膜250时的偏振方向变化如图7H中所示，在立体影像预定显示区ZB中，由于具有第一偏振方向D1g的线偏振光L与相位延迟图案250A的拉伸方向R3a夹135度角，因此通过相位延迟图案250A的线偏振光L的偏振方向会旋转270度而变成与水平方向夹63.43度角的第四偏振方向D4g。在平面影像预定显示区ZA中，由于第二偏振方向D2f的线偏振光L与相位延迟图案250A的拉伸方向R3a夹零度角，因此具有第二偏振方向D2e的线偏振光L通过相位延迟图案250A后，其偏振方向不会旋转，故具有第二偏振方向D2f的线偏振光L通过相位延迟图案250A后会变成没有改变偏振方向的第三偏振方向D3f。简言之，在立体影像预定显示区ZB中，通过图案化微位相差膜250的线偏振光L的一部分偏振方向D4g与偏光膜230的穿透轴A3垂直而呈视差模式，而在平面影像预定显示区ZA中，通过图案化微位相差膜250的线偏振光L的偏振方向D2f、D3f与偏光膜230的穿透轴A3倾斜而呈分光模式。
第二实施例
图8为本发明的第二实施例中一种显示装置同时呈现立体影像及平面影像的示意图，其中显示装置800具有一平面影像预定显示区ZA以及一立体影像预定显示区ZB。
如图8所示，不同于第一实施例中的显示装置800，本实施例的显示装置800中并不具有绘于图2～图7中的图案化微位相差膜250，而是仅通过于可切换光栅模块220中设置多个彼此分离的条状电极228来使对应的液晶层226形成彼此交错的配向模式MA与穿透模式MT，以作为呈现立体影像时的视差光栅。
详细而言，在本实施例的可切换光栅模块220除了包括前述图3A之外，进一步包括多个条状电极228。如图8所示，第二配向膜224位于可切换光栅模块220的入光侧S1，液晶层226位于第一配向膜222与第二配向膜224之间，多个条状电极228位于第二配向膜224上，当然，在本实施例的第一配向膜222上可设置有整面电极（图未示），通过控制电压于液晶层226两侧的条状电极228以及整面电极而使液晶层226呈现穿透模式MT，而未配置条状电极228处的液晶层226则呈现配向模式。
具体来说，在显示装置800的平面影像预定显示区ZA中，可以在液晶层226两侧的第一配向膜222与第二配向膜224上分别设置整面电极，在呈现平面影像时，平面影像预定显示区ZA中的液晶层226呈现配向模式MA。简言之，如图8所示，线偏振光L的第一偏振方向D1经由呈现配向模式MA的液晶层226后被扭转成平行第一配向方向R1的第二偏振方向D2。之后，自可切换光栅模块220出射的线偏振光L具有第二偏振方向D2。接着，由于具有第二偏振方向D2的线偏振光L具有平行穿透轴A4的分量，因此在平面影像预定显示区ZA中的线偏振光L可以通过偏光膜230，而呈现出平面影像。
另一方面，在显示装置800的立体影像预定显示区ZB中，由于多个条状电极228是间隔地排列于第二配向膜224上（在其他实施例中，多个条状电极228也可以是间隔地排列于第一配向膜222上），因此可通过条状电极228的设置位置来使液晶层226呈现穿透模式MT与配向模式MA的图案化。详言之，在立体影像预定显示区ZB的设置有条状电极228的区域中，通过施加电压于液晶层226两侧的条状电极228及整面电极，可使液晶层226呈现穿透模式MT，也即设置条状电极228处可视为零延迟图案250B。另一方面，在立体影像预定显示区ZB的未设置条状电极228的区域中，液晶层226两侧的液晶分子将分别依照第一配向方向R1与第二配向方向R2而排列，呈现出配向模式MA而贡献液晶自然扭转时的相位延迟量，也即未设置条状电极228处可视为相位延迟图案250A。如此一来，通过可切换光栅模块220中条状电极228的设置位置即可形成光线遮蔽区以及光线穿透区，以作为立体影像的视差光栅。
简言之，如图8所示，一部分的线偏振光L经由未设置条状电极228的部分可切换光栅模块220后，线偏振光L的第一偏振方向D1经由呈现配向模式MA的液晶层226后被扭转成平行第一配向方向R1的第二偏振方向D2。另一方面，另一部分的线偏振光L经由设置有条状电极228的部分可切换光栅模块220后，线偏振光L的第一偏振方向D1经由呈现穿透模式MT的液晶层226后维持原有的第一偏振方向D1。藉此，背光模块210所提供的线偏振光L在通过可切换光栅模块220后，其偏振方向在沿可切换光栅模块220的平面方向上被转变成彼此交替的第一偏振方向D1以及第二偏振方向D2。之后，在本实施例中，由于第一偏振方向D1垂直于偏光膜230的穿透轴A4，因此具有第一偏振方向D1的线偏振光L并无法通过偏光膜230，而构成了光线遮蔽区。另一方面，由于第二偏振方向D2具有平行于偏光膜230的穿透轴A4的分量，因此具有第二偏振方向D2的线偏振光L可以通过偏光膜230，而构成了光线穿透区。因此，背光模块210所提供的线偏振光L在通过可切换光栅模块220后，通过在设置有条状电极228处呈现光线遮蔽区并于未设置条状电极228处呈现光线穿透区，而让观赏者20的左右眼分别观察到显示面板240所提供的立体影像。
以下简要说明图8的显示装置800的控制方法，其包括下列步骤。判断影像信息为文字、平面影像或立体影像。当影像信息为文字或平面影像时，可切换光栅模块220全面切换成配向模式MA。当影像信息为立体影像时，可切换光栅模块220中配置条状电极228的切换成穿透模式MT。
同样地，在本实施例中，也可如第一实施例般，还包括控制单元（图未示）以及具有局部调变亮度功能的背光模块210。详言之，控制单元310电性连接背光模块210、可切换光栅模块220与显示面板240，控制单元310依据显示面板240的影像信息来控制可切换光栅模块220的局部或全部切换成配向模式MA或穿透模式MT的其中之一，并控制背光模块210在对应配向模式MA的区块与对应穿透模式MT的区块呈现不同的亮度，例如立体影像预定显示区ZB处具有第一亮度B1，而平面影像预定显示区ZA处具有第二亮度B2。
另一方面，通过使背光模块210进一步具有局部调变亮度的功能，以因应多重观看角度(multi-view)的立体影像的视区数来调变平面影像预定显示区ZA以及立体影像预定显示区ZB之间的亮度差异，不再赘述。此时，当显示装置800包括控制单元310以及具局部调变亮度功能的背光模块210时，此时显示装置800的控制方法例如可包括下列步骤。当影像信息为文字或平面影像时，控制单元310控制可切换光栅模块220全面切换成配向模式MA，并控制背光模块210作亮度平衡。当影像信息为立体影像时，控制单元310控制可切换光栅模块220中的条状电极228，使可切换光栅模块220中配置条状电极228的区域切换成穿透模式MT。控制单元310调变背光模块210的局部亮度。
第三实施例
图9为本发明的第三实施例中一种显示装置同时呈现立体影像及平面影像的示意图，其中显示装置900具有一平面影像预定显示区ZA以及一立体影像预定显示区ZB。
如图9所示，不同于第一实施例中的显示装置900，本实施例的显示装置900是将前述的显示面板240与背光模块410先整合后（或具有主动发光的显示面板240A）再一起发出具有影像信息的线偏振光L至可切换光栅模块220中，此外，本实施例的显示装置900同第一实施、第二实施例般，是直接利用可切换光栅模块220作为视差光栅。
详言之，本实施例的显示装置900包括主动发光的显示面板240A(或整合显示面板240与背光模块410的装置)、可切换光栅模块220以及偏光膜230。主动发光的显示面板240A适于提供一具有影像信息的线偏振光L，且线偏振光L具有第一偏振方向D1。可切换光栅模块220位于主动发光的显示面板240A上，可切换光栅模块220于出光侧S2具有第一配向膜222，且第一配向膜222具有第一配向方向R1。可切换光栅模块220具有配向模式MA以及穿透模式MT，其中线偏振光L穿过穿透模式MT的可切换光栅模块220后维持第一偏振方向D1，而线偏振光L穿过配向模式MA的可切换光栅模块220后，其偏振方向转变成第二偏振方向D2b，其中第二偏振方向D2b平行第一配向方向R1。偏光膜230位于第一配向膜222上，偏光膜230具有穿透轴A4，其中第一配向膜222的配向方向不平行于穿透轴A4，可切换光栅模块220依据影像信息而选择切换成配向模式MA或穿透模式MT的其中之一。
详言之，在本实施例中，可切换光栅模块220包括第一配向膜222、第二配向膜224、液晶层226以及多个条状电极228(图未示)。第二配向膜224位于可切换光栅模块220的入光侧S1。液晶层226位于第一配向膜222与第二配向膜224之间。多个条状电极228位于第一配向膜222或第二配向膜224的其中之一上，因此本实施例的可切换光栅模块220如图8的可切换光栅模块220般，可切换光栅模块220中配置有条状电极228的局部呈现穿透模式MT，而可切换光栅模块220中未配置条状电极228的另一部分呈现配向模式MA。
简言之，图9的显示装置900的平面影像预定显示区ZA中，可以在液晶层226两侧的第一配向膜222与第二配向膜224上分别设置整面电极。平面影像预定显示区ZA中的液晶层226呈现配向模式MA，线偏振光L的第一偏振方向D1经由呈现配向模式MA的液晶层226后被扭转成第二偏振方向D2b。之后，由于具有第二偏振方向D2b的线偏振光L具有平行穿透轴A4的分量，因此在平面影像预定显示区ZA中的线偏振光L可以通过偏光膜230，而呈现出平面影像。
另一方面，图9的显示装置900的立体影像预定显示区ZB中，通过施加电压于液晶层226两侧的条状电极228及整面电极，可使该处的液晶层226呈现穿透模式MT，因此设置条状电极228处可视为零延迟图案250B。另一方面，在立体影像预定显示区ZB的未设置条状电极228的区域中，液晶层226呈现出配向模式MA而贡献液晶自然扭转时的相位延迟量，因此未设置条状电极228处可视为相位延迟图案250A。如此一来，通过可切换光栅模块220中条状电极228的设置位置即可形成光线遮蔽区以及光线穿透区，以作为立体影像的视差光栅。简言之，主动发光的显示面板240A所提供的具有影像信息的线偏振光L在通过可切换光栅模块220后，通过在设置有条状电极228处呈现光线遮蔽区并于未设置条状电极228处呈现光线穿透区，而让观赏者20的左右眼分别观察到主动发光的显示面板240A所提供的立体影像。
当然，在本实施例中，也可以进一步赋予主动发光的显示面板240A具有局部调变亮度的功能。如图9所示，可对应地调整主动发光的显示面板240A中对应立体影像预定显示区ZB的局部亮度，以因应多重观看角度(multi-view)的立体影像的视区数来调变平面影像预定显示区ZA以及立体影像预定显示区ZB之间的亮度差异。例如使主动发光的显示面板240A中对应立体影像预定显示区ZB处具有第一亮度B1，而主动发光的显示面板240A对应立体影像预定显示区ZA处具有第二亮度B2。当通过平面影像预定显示区ZA的显示亮度高于通过立体影像预定显示区ZB的显示亮度，可通过主动发光的显示面板240A的第一亮度B1高于第二亮度B2来平衡显示装置900的显示亮度，使平面影像的显示亮度与立体影像的显示亮度趋于一致。反之亦然，不再赘述。
当然，在本实施例的显示装置900中还包括一控制单元（图未示），其电性连接可切换光栅模块220、主动发光的显示面板240A(或整合显示面板240与背光模块410的装置)，控制单元310依据线偏振光L中的影像信息来控制可切换光栅模块220的局部或全部切换成配向模式MA或穿透模式MT的其中之一，并控制背光模块410在对应配向模式MA的区块与对应穿透模式MT的区块呈现不同的亮度。
基于上述，本发明的显示装置及其控制方法可依显示面板所欲显示的影像信息来控制可切换光栅模块，使可切换光栅模块对应地切换成配向模式或穿透模式，且由于可切换光栅模块的配向膜具有其中一配向方向倾斜于偏光膜的穿透轴的一配向膜，藉此，可使显示装置在显示平面影像时的亮度与显示立体影像时的亮度趋于一致，即使在显示装置中同时呈现平面影像与立体影像，能提供显示亮度较为一致的平面影像与立体影像。
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 (21)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
背光模块，适于提供线偏振光，该线偏振光具有第一偏振方向；
可切换光栅模块，位于该背光模块上，该可切换光栅模块具有配向模式以及穿透模式，其中该可切换光栅模块于出光侧以及入光侧分别具有第一配向膜以及第二配向膜，该第一配向膜具有第一配向方向，该线偏振光穿过该穿透模式的该可切换光栅模块后维持该第一偏振方向，而该线偏振光穿过该配向模式的该可切换光栅模块后，其偏振方向转变成第二偏振方向，其中该第二偏振方向平行该第一配向方向；以及
偏光膜，位于该第一配向膜上，该偏光膜具有穿透轴，其中该穿透轴倾斜于该第一偏振方向与第二偏振方向其中之一；
显示面板，提供影像信息，其中该可切换光栅模块依据该影像信息而选择切换成该配向模式或该穿透模式的其中之一。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括图案化微位相差膜，位于该可切换光栅模块与该偏光膜之间，其中该图案化微位相差膜具有多条相位延迟图案以及多条零延迟图案，该些相位延迟图案与该些零延迟图案彼此交替排列，且各该相位延迟图案的相位延迟量为λ/2。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，当该线偏振光穿过该配向模式的该可切换光栅模块后，该线偏振光的一部分通过该些相位延迟图案后，该偏振方向转变为一与该偏光膜的穿透轴垂直的偏振方向，而该线偏振光的另一部分通过该些零延迟图案后维持该偏振方向，通过该图案化微位相差膜的该线偏振光的一部分偏振方向与该偏光膜的该穿透轴垂直而无法透过呈视差模式，该偏光膜的该穿透轴与该第一偏振方向或该第二偏振方向的其中之一垂直，该影像信息为立体影像。
4.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，当该线偏振光穿过该穿透模式的该可切换光栅模块后，该线偏振光的一部分通过该些相位延迟图案后，该第一偏振方向转变为一与该第一偏振方向垂直的第三偏振方向，而该线偏振光的另一部分通过该些零延迟图案后维持该第一偏振方向，通过该图案化微位相差膜的该线偏振光的一部分偏振方向与该偏光膜的该穿透轴垂直而呈视差模式，该偏光膜的该穿透轴与该第一偏振方向或该第三偏振方向的其中之一垂直，该影像信息为立体影像。
5.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，当该线偏振光穿过该些相位延迟图案后，该些相位延迟图案将该线偏振光的该偏振方向转变成一平行该未通过该些相位延迟图案之前的偏振方向，而该线偏振光的另一部分通过该些零延迟图案后维持该偏振方向，通过与未通过该图案化微位相差膜的该线偏振光的偏振方向与该偏光膜的该穿透轴倾斜而呈平衡分光模式，通过与未通过该图案化微位相差膜的该线偏振光均具有平行该穿透轴的分量，而全面通过该偏光片，该影像信息为平面影像。
6.如权利要求1所述的立体显示器，其特征在于，该第一偏振方向或第二偏振方向其中之一与穿透轴之间的夹角为45度、135度或225度。
7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该可切换光栅模块还包括液晶层，其中该液晶层位于该第一配向膜与该第二配向膜之间。
8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该液晶层的材质为扭转向列液晶。
9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括控制单元，电性连接该可切换光栅模块与该显示面板，该控制单元依据该显示面板的该影像信息来控制该可切换光栅模块的局部或全部切换成该配向模式或该穿透模式的其中之一。
10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该可切换光栅模块的局部切换成该配向模式，而该可切换光栅模块的其他部分切换成该穿透模式。
11.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，该背光模块对应该配向模式的该可切换光栅模块处具有第一亮度，该背光模块对应该穿透模式的该可切换光栅模块处具有第二亮度，且该第一亮度不同于该第二亮度。
12.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，还包括控制单元，电性连接该可切换光栅模块与该显示面板，该控制单元依据该显示面板的该影像信息来控制该可切换光栅模块的局部或全部切换成该配向模式或该穿透模式的其中之一，并控制该背光模块在对应该配向模式的区块与对应该穿透模式的区块呈现不同的亮度。
13.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该可切换光栅模块还包括第二配向膜、液晶层以及多个条状电极，其中该第二配向膜位于该可切换光栅模块的入光侧，该液晶层位于该第一配向膜与该第二配向膜之间，该些条状电极位于该第二配向膜上，该可切换光栅模块中配置该些条状电极的局部呈现该穿透模式，而该可切换光栅模块中未配置该些条状电极的另一部分呈现该配向模式。
14.一种显示装置，其特征在于，包括：
显示面板，适于提供一具有影像信息的线偏振光，且该线偏振光具有第一偏振方向；
可切换光栅模块，位于该显示面板上，该可切换光栅模块具有配向模式以及穿透模式，其中该可切换光栅模块于出光侧与入光侧分别具有第一配向膜以及第二配向膜，且该第一配向膜具有第一配向方向，该线偏振光穿过该穿透模式的该可切换光栅模块后维持该第一偏振方向，而该线偏振光穿过该配向模式的该可切换光栅模块后，其偏振方向转变成第二偏振方向，其中该第二偏振方向平行该第一配向方向；以及
偏光膜，位于该第一配向膜上，该偏光膜具有穿透轴，其中该第一配向膜的第一配向方向或第二配向膜的第二配向方向倾斜于该穿透轴，该可切换光栅模块依据该影像信息而选择切换成该配向模式或该穿透模式的其中之一。
15.如权利要求14所述的显示装置，其特征在于，该可切换光栅模块还包括：
液晶层，位于该第一配向膜与该第二配向膜之间；以及
多个条状电极，位于该第一配向膜或该第二配向膜的其中之一上，该可切换光栅模块中配置该些条状电极的局部呈现该穿透模式，而该可切换光栅模块中未配置该些条状电极的另一部分呈现该配向模式。
16.如权利要求15所述的显示装置，其特征在于，还包括背光模块，其中该背光模块对应该配向模式的该可切换光栅模块区块具有第一亮度，该背光模块对应该穿透模式的该可切换光栅模块区块具有第二亮度，且该第一亮度不同于该第二亮度。
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，电性连接该可切换光栅模块、该显示面板与该背光模块，该控制单元依据该线偏振光中的影像信息来控制该可切换光栅模块的局部或全部切换成该配向模式或该穿透模式的其中之一，并控制该背光模块在对应该配向模式的区块与对应该穿透模式的区块呈现不同的亮度。
18.一种如权利要求1所述的显示装置的控制方法，其特征在于，包括：
判断该影像信息为文字、平面影像或立体影像；
当该影像信息为文字或平面影像时，该可切换光栅模块全面切换成该配向模式；
当该影像信息为立体影像时，该可切换光栅模块全面切换成该穿透模式；以及
当该影像信息中同时具有平面影像与立体影像时，该可切换光栅模块局部切换成该配向模式以及另一部分切换成该穿透模式。
19.如权利要求18所述的显示装置的控制方法，其特征在于，该显示装置还包括控制单元，电性连接该可切换光栅模块与该显示面板，该显示装置的控制方法还包括：
当该影像信息为文字或平面影像时，该控制单元控制该可切换光栅模块全面切换成该配向模式，并控制该背光模块作亮度调整；
当该影像信息为立体影像时，该控制单元控制该可切换光栅模块全面切换成该穿透模式，并控制该背光模块作亮度调整；以及
当该影像信息中全面为平面影像或全面立体影像时，该控制单元控制该背光模块作亮度调整；
当该影像信息中同时具有平面影像与立体影像时，该控制单元控制该可切换光栅模块局部切换成该配向模式以及另一部分切换成该穿透模式，并控制该背光模块在对应该配向模式的区块与对应该穿透模式的区块作亮度平衡。
20.一种如权利要求14所述的显示装置的控制方法，其特征在于，包括：
判断该影像信息为文字、平面影像或立体影像；
当该影像信息为文字或平面影像时，该可切换光栅模块全面切换成该配向模式；以及
当该影像信息为立体影像时，该可切换光栅模块中配置该些条状电极的切换成该穿透模式。
21.如权利要求14所述的显示装置的控制方法，其特征在于，还包括控制单元，电性连接该可切换光栅模块、该显示面板与该背光模块，该显示装置的控制方法还包括：
当该影像信息为文字或平面影像时，该控制单元控制该可切换光栅模块全面切换成该配向模式，并控制该背光模块作亮度调整；
当该影像信息为立体影像时，该控制单元控制该可切换光栅模块中的该些条状电极，使该可切换光栅模块中配置该些条状电极的区域切换成该穿透模式；以及
该控制单元调变该背光模块的局部亮度。
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