CN104181737A - 立体显示器以及用于立体显示器的切换面板 - Google Patents

立体显示器以及用于立体显示器的切换面板 Download PDF

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CN104181737A CN201410466528.8A CN201410466528A CN104181737A CN 104181737 A CN104181737 A CN 104181737A CN 201410466528 A CN201410466528 A CN 201410466528A CN 104181737 A CN104181737 A CN 104181737A
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Abstract

一种立体显示器，其包括显示面板以及切换面板。显示面板具有多个单元区域，且每一个单元区域包括左眼单元区域以及右眼单元区域。切换面板位于显示面板的上方，且切换面板包括第一基板、第二基板、多个电极图案以及光学异向性介质。第二基板位于第一基板的对向。电极图案位于第二基板上。光学异向性介质位于第一基板与第二基板之间，相邻的两个电极图案是对应该显示面板的一个单元区域设置。

Description

立体显示器以及用于立体显示器的切换面板
技术领域
本发明是有关于一种立体显示器以及用于立体显示器的切换面板。
背景技术
目前的立体显示技术大致可分成观赏者可直接裸眼观赏的裸眼式(auto-stereoscopic)以及需配戴特殊设计眼镜观赏的戴眼镜式(stereoscopic)。裸眼式立体显示的工作原理主要是利用固定式光栅来控制观赏者左眼与右眼所接收到的影像。根据人眼的视觉特性，当左、右眼分别观视的影像具有不同视差(parallax)时，人眼会观察将二影像重迭解读成一立体影像。戴眼镜式立体显示的工作原理主要是利用显示器显示左右眼画面，经由头戴式眼镜的选择，让左右眼分别看到左右眼画面以形成立体视觉。
一般来说，裸眼式立体显示器需在显示面板上装设柱状透镜以使得显示面板的右眼影像内容能够传递到人的右眼，并使得显示面板的左眼影像内容能够传递人的左眼。另外，为了使立体显示器可以在平面显示以及立体显示之间进行切换，一般会在显示面板上方装设一个液晶切换面板。然而，上述立体显示器需由显示面板、液晶切换面板以及柱状透镜组成，因而使得立体显示器体整厚度难以降低，且制程复杂度以及制程成本也较高。
发明内容
本发明提供一种立体显示器以及用于立体显示器的切换面板，其可以减少立体显示器体的整厚度。
本发明提出一种立体显示器，其包括显示面板以及切换面板。显示面板具有多个单元区域，且每一个单元区域包括左眼单元区域以及右眼单元区域。切换面板位于显示面板的上方，且切换面板包括第一基板、第二基板、多个电极图案以及学异向性介质。第二基板位于第一基板的对向。电极图案位于第二基板上。光学异向性介质位于第一基板与第二基板之间。
所述电极图案为多个条状电极图案，且每一条状电极图案从该第二基板的一边缘往另一边缘延伸。
所述电极图案包括多个奇数条电极图案以及多个偶数条电极图案，其中所述奇数条电极图案电性连接至一第一电压，且所述偶数条电极图案电性连接至一第二电压，以使每一奇数条电极图案与邻接的偶数条电极图案之间形成一横向电场。
每一个电极图案的纵向截面为一圆弧截面、一梯形截面、一矩形截面或是一三角形截面。
该第一基板的表面未设置有电极层。
进一步包括一浮置电极层，位于该第一基板的表面。
相邻的两个电极图案是对应该显示面板的一个单元区域设置。
该单元区域的该左眼单元区域以及该右眼单元区域各自包括至少一个像素结构。
该像素结构包括一红色子像素结构、一绿色子像素结构以及一蓝色子像素结构。
其中该显示面板包括：一主动元件阵列基板；一对向基板，位于该该主动元件阵列基板的对向；一显示介质，位于该主动元件阵列基板以及该对向基板之间；以及至少一偏光片，位于该对向基板的一表面上。
所述单元区域以X方向以及Y方向排列成一阵列，且所述电极图案的延伸方向与所述Y方向平行。
所述单元区域以X方向以及Y方向排列成一阵列，且所述电极图案的延伸方向与所述Y方向之间的夹角不等于180度。
本发明提出一种立体显示器的切换面板，其适合与显示面板组合在一起以构成立体显示器，所述显示面板具有多个单元区域，且每一个单元区域包括左眼单元区域以及右眼单元区域，此立体显示器的切换面板包括第一基板、第二基板、多个电极图案以及学异向性介质。第二基板位于第一基板的对向。电极图案位于第二基板上，其中相邻的两个电极图案是对应显示面板的一个单元区域设置。光学异向性介质位于第一基板与第二基板之间。
所述电极图案为多个条状电极图案，且每一条状电极图案从该第二基板的一边缘往另一边缘延伸。
所述电极图案包括多个奇数条电极图案以及多个偶数条电极图案，其中所述奇数条电极图案电性连接至一第一电压，且所述偶数条电极图案电性连接至一第二电压，以使每一奇数条电极图案与邻接的偶数条电极图案之间形成一横向电场。
每一个电极图案的纵向截面为一圆弧截面、一梯形截面、一矩形截面或是一三角形截面。
该第一基板的表面未设置有电极层。
进一步包括一浮置电极层，位于该第一基板的表面。
所述单元区域以X方向以及Y方向排列成一阵列，且所述电极图案的延伸方向与所述Y方向平行。
所述单元区域以X方向以及Y方向排列成一阵列，且所述电极图案的延伸方向与所述Y方向之间的夹角不等于180度。
基于上述，本发明的立体显示器仅需要在显示面板上设置切换面板即可以达到立体显示的效果，且所述切换面板可使得立体显示器在平面显示以及立体显示之间进行切换。由于本发明的立体显示器不需于显示面板上设置柱状透镜，因此相较于传统立体显示器来说可以降低显示器的整体厚度，且同时具有降低制程复杂度以及制程成本的优点。
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，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1A以及图1B是根据本发明一实施例的立体显示器的剖面示意图。
图1C为图1B的立体显示器的中位于其中两个电极图案之间的光学异向性介质的排列的模拟示意图。
图2的图1A及图1B的立体显示器中的显示面板的剖面示意图。
图3是图1A及图1B的立体显示器中的显示面板中的一个单元区域的示意图。
图4A是图1A及图1B的立体显示器中的切换面板的第二基板的上视示意图。
图4B是图1A及图1B的立体显示器中的显示面板的上视示意图。
图5A是根据另一实施例的立体显示器中的切换面板的第二基板的上视示意图。
图5B是根据另一实施例的立体显示器中的显示面板的上视示意图。
图6至图12是根据数个实施例的立体显示器中的切换面板的剖面示意图。
附图标记说明
100：显示面板                  101：主动元件阵列基板
102：基板                      106：像素阵列层
104：对向基板                  108：显示介质
110、112：偏光片               200：切换面板
202：第一基板                  204：第二基板
206：电极图案                208：光学异向性介质
U：单元区域                  RU：右眼单元区域
LU：左眼单元区域             L1、L1’、L2、L3：光线
A1、A2、A3：区域             P、P’：像素结构
SP1～SP3、SP1’～SP3’：子像素结构
具体实施方式
图1A及图1B是根据本发明一实施例的立体显示器的剖面示意图，其中图1A是未对立体显示器的切换面板施予电压时的示意图，且图1B是对立体显示器的切换面板施予电压时的示意图。请参照图1A以及图1B，本实施例的立体显示器包括显示面板100以及切换面板200。
显示面板100具有多个单元区域U，且每一个单元区域U包括左眼单元区域LU以及右眼单元区域RU。根据本实施例，在上述显示面板100中，如图2所示，每一个单元区域U的左眼单元区域LU包括至少一个像素结构P，且每一个单元区域U的右眼单元区域RU包括至少一个像素结构P’。根据本实施例，像素结构P包括三个子像素结构SP1、SP2、SP3，举例来说，子像素结构SP1为红色子像素结构(R)，子像素结构SP2为绿色子像素结构(G)，且子像素结构SP3为蓝色子像素结构(B)。类似地，像素结构P’包括三个子像素结构SP1’、SP2’、SP3’，举例来说，子像素结构SP1’为红色子像素结构(R’)，子像素结构SP2’为绿色子像素结构(G’)，且子像素结构SP3’为蓝色子像素结构(B’)。在上述的子像素结构中，每一个子像素结构(SP1、SP2、SP3、SP1’、SP2’、SP3’的任一)与对应的一条资料线与对应的一条扫描线电性连接，且每一个子像素结构(SP1、SP2、SP3、SP1’、SP2’、SP3’的任一)包括至少一主动元件以及至少一像素电极。
然而，本发明不限制左眼单元区域LU中的像素结构P的数目以及右眼单元区域RU中的像素结构P’的数目。换言的，在其他的实施例中，左眼单元区域LU可以包含两个或以上的像素结构P，且右眼单元区域RU可包含两个或以上的像素结构P’。另外，虽然本实施例的像素结构P、P’都是包含三个子像素结构为例来说明，但本发明也不限制每一个像素结构P、P’中的子像素结构的数目。换言的，在其他的实施例中，每一个像素结构P、P’可以包含一个、两个、四个或以上的子像素结构。
另外，显示面板100可为任何可显示影像的显示面板，其例如是液晶显示面板、有机电致发光显示面板、电泳显示面板或是其他形式的显示面板。以液晶显示面板为例，如图3所示，显示面板100包括主动元件阵列基板101、对向基板104、显示介质108以及至少一偏光片110、112。主动元件阵列基板101包括基板102以及位于基板102上的像素阵列层106。一般来说，像素阵列层106包括扫描线、资料线以及与扫描线以及资料线电性连接的子像素结构。对向基板104可为单纯的空白基板、或是设置有电极层的基板、或是设置有电极层以及彩色滤光阵列的基板。显示介质108则包括液晶分子。另外，在主动元件阵列基板101以及对向基板104上设置偏光片110、112可使光线于通过显示面板100的后具有特定的偏光方向。
请参照图1A以及图1B，切换面板200位于显示面板100的上方。切换面板200与显示面板100之间可透过粘着材料或是机械固定结构而固定在一起。另外，切换面板200包括第一基板202、第二基板204、多个电极图案206以及光学异向性介质208。
第一基板202以及第二基板204彼此相对向设置，且其材质可为玻璃、石英、有机聚合物、或是其它可适用的材料。在本实施例中，第一基板202为单纯的空白基板，换言的，第一基板202的表面未设置有电极层。
另外，电极图案206是位于第二基板204上。电极图案206的材质包括透明导电材料，其例如是金属氧化物，如铟锡氧化物、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迭层。在本实施例中，切换面板200的电极图案206的纵向截面为圆弧截面，但本发明不限于此。
根据本实施例，上述的电极图案206的上视图如图4A所示，电极图案206为多个条状电极图案，且每一条状电极图案206是从第二基板204的一个边缘往另一个边缘延伸。而且条状电极图案206彼此平行排列于第二基板204的表面上。当未对电极图案206电压或是对所有的电极图案206施予共电压时，相邻的两个电极图案206之间不会形成有电场，如图1A所示。此外，当欲使相邻的两个电极图案206之间形成有横向电场E时，如图1B所示，可藉由如图4A所示的方式来达成，也就是将奇数条的电极图案206电性连接至第一电压V1，且将偶数条电极图案206电性连接至第二电压V2，其中第一电压V1与第二电压V2之间具有压差(也就是第一电压V1不等于第二电压V2)。
另外，根据本实施例，位于切换面板200的第二基板204上的电极图案206是对应显示面板100的单元区域U设置。举例来说，如图4A以及图4B所示，显示面板100的一个单元区域U是对应设置在两个相邻的电极图案206之间。更详细来说，倘若多个单元区域U沿着X方向以及Y方向是排列成阵列形式，那么每一排单元区域U是对应设置在两个相邻的电极图案206之间。由于两个相邻的电极图案206之间可形成有横向电场E(如图1所示)，因此每一组电极图案206之间的横向电场E是涵盖了左眼单元区域LU以及右眼单元区域RU。
值得一提的是，切换面板200的第二基板204上的电极图案206的延伸方向可以与上述的Y方向平行。换言的，切换面板200的第二基板204上的电极图案206的延伸方向与单元区域U在Y方向上的排列彼此平行。然，本发明不限于此。在其他实施例中，如图5A以及图5B所示，切换面板200的第二基板204上的电极图案206的延伸方向与上述的Y方向的夹角θ不等于180度。换言的，切换面板200的第二基板204上的电极图案206的延伸方向与单元区域U在Y方向上的排列彼此不平行。
请参照图1A以及图1B，切换面板200的光学异向性介质208是位于第一基板202与第二基板204之间。光学异向性介质208例如是具有双折射性的介质，例如液晶分子或是其他合适的物质。以液晶分子为例，通常液晶分子具有第一轴向折射率(no)以及第二轴向折射率(ne)。所述第一轴向折射率(no)一般又可称为液晶分子的短轴折射率，所述第二轴向折射率(ne)又可称为液晶分子的长轴折射率。而且上述的光学异向性介质208会随着切换面板200中的电场分布来排列。换言的，当切换面板200中未形成有电场时，光学异向性介质208将直立或水平地排列于切换面板200中，图1A所绘示的光学异向性介质208是以直立排列为例来说明，本发明不限于此。当切换面板204的相邻的两个电极图案206之间形成有横向电场E时，光学异向性介质208会根据横向电场E的分布而排列成如图1B所示的形式。在图1B中，位于电极图案206正下方的光学异向性介质208(即位于区域A1的光学异向性介质208)实质上是直立排列，位于两相邻电极图案206之间的正下方的光学异向性介质208(即位于区域A2的光学异向性介质208)实质上是横躺排列，而位于区域A1以及区域A2之间的区域A3中的光学异向性介质208则是顺着电场E分布而呈现倾斜排列。上述图1B所绘示的光学异向性介质208是示意图，实际上，位于两相邻电极图案206之间的正下方的光学异向性介质208的分布以及排列可参考图1C所示的模拟图。在图1C中，光学异向性介质208会根据横向电场E的分布而排列。
以下将针对本实施例的立体显示器的平面显示以及立体显示的操作进行说明。
平面显示
如图1A所示，当切换面板200的电极图案206之间不形成有横向电场时(即未对电极图案206施予电压，或对所有电极图案206施予共电压)，光学异向性介质208是直立或水平地排列于第一基板202以及第二基板204之间，图1A所绘示的光学异向性介质208是以直立排列为例来说明，本发明不限于此。因此，当来自于显示面板100的光线L1(具有特定偏光性的光线)于通过切换面板200的光学异向性介质208时，此时光学异向性介质208对于光线L1来说不具有双折射性质。因而光线L1于通过光学异向性介质208时不会产生双折射，光线L1是平行穿过光学异向性介质208以形成光线L1’。由于光线L1’是平行穿过光学异向性介质208而无聚光或是散光的效应，因而此时使用者在切换面板200的上方所观看到的是二维影像(平面影像)。
立体显示
如图1B所示，当切换面板200的电极图案206之间形成有横向电场E时(即对奇数条电极图案206施予第一电压V1并对偶数条电极图案206施予第二电压V2)，光学异向性介质208将随着电场E的分布而排列于第一基板202以及第二基板204之间。因此，当来自于显示面板100的光线L1(具有特定偏光性的光线)于通过切换面板200的光学异向性介质208时，位于区域A3的光学异向性介质208相对于区域A2的光学异向性介质208来说，由于排列方向不同因而具有不同的折射率，故光线L1于通过位于区域A3的光学异向性介质208时会产生折射而形成光线L2以及光线L3。由于光线L2以及光线L3的折射方向不同，因而光线L2可以传递至使用者的右眼，且光线L3可以传递至使用者的左眼，使得使用者观看到三维影像(立体影像)。
在上述图1A以及图1B的实施例中，切换面板200的电极图案206的纵向截面为圆弧截面。但是，在其他实中，切换面板200的电极图案206也可以是其他形式。举例来说，切换面板200的电极图案206的纵向截面为三角形截面，如图6所示。此外，切换面板200的电极图案206的纵向截面也可以是矩形截面，如图7所示。另外，切换面板200的电极图案206的纵向截面还可以是梯形截面，如图8所示。
值得注意的是，在上述图1A、图1B以及图6至图8的实施例中，切换面板200的电极图案206是设置在第二基板204上。然，本发明不限于此。在其他实施例中，切换面板200的电极图案206也可以设置在第一基板202上，且第二基板204上没有设置电极层。
图9是根据一实施例的立体显示器中的切换面板的剖面示意图。请参照图9，本实施例的切换面板与图1A以及图1B的立体显示器中的切换面板相似，因此相同的元件以相同的标号表示，且不再重复说明。在图9的实施例中，切换面板200更包括浮置电极层210，其是设置在第一基板202的表面。所述浮置电极层210为电性浮置状态，也就是浮置电极层210不会被施予电压。浮置电极层210的材质包括透明导电材料，其例如是金属氧化物，如铟锡氧化物、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迭层。由于浮置电极层210至浮置状态，因此浮置电极层210的设置不会影响相邻的电极图案206之间所形成的横向电场。而在切换面板200的第一基板202的表面所设置的浮置电极层210可以作为遮蔽层，其可遮蔽切换面板200外界的电场，以避免外界电场对切换面板200内的光学异向性介质208造成影响。
类似地，在上述图9的实施例中，切换面板200的第一基板202上设置有浮置电极层210，切换面板200的第二基板204上设置有电极图案206，且电极图案206的纵向截面为圆弧截面。但是，本发明不限于此，在其他实施例中，切换面板200的电极图案206也可以是其他形式。
举例来说，如图10所示，切换面板200的第一基板202上设置有浮置电极层210，切换面板200的第二基板204上设置有电极图案206，且切换面板200的电极图案206的纵向截面为三角形截面。
此外，在图11的实施例中，切换面板200的第一基板202上设置有浮置电极层210，切换面板200的第二基板204上设置有电极图案206，且切换面板200的电极图案206的纵向截面也可以是矩形截面。
另外，如图12的实施例中，切换面板200的第一基板202上设置有浮置电极层210，切换面板200的第二基板204上设置有电极图案206，且切换面板200的电极图案206的纵向截面还可以是梯形截面。
值得注意的是，在上述图9至图12的实施例中，切换面板200的电极图案206是设置在第二基板204(也就是切换面板200中较远离显示面板100的基板)上，且切换面板200的浮置电极层210是设置在第一基板202(也就是切换面板200中较靠近显示面板100的基板)上。然，本发明不限于此。在其他实施例中，切换面板200的电极图案206也可以设置在第一基板202(也就是切换面板200中较靠近显示面板100的基板)上，且切换面板200的浮置电极层210是设置在第二基板204(也就是切换面板200中较远离显示面板100的基板)上。
综上所述，本发明的立体显示器仅需要在显示面板上设置切换面板即可以达到立体显示的效果，且所述切换面板可使得立体显示器在平面显示以及立体显示之间进行切换。换言的，本发明的立体显示器不需于显示面板上设置柱状透镜，因此相较于传统立体显示器来说可以降低显示器的整体厚度，且同时具有降低制程复杂度以及制程成本的优点。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (17)

1.一种立体显示器，包括：
一显示面板，其具有多个单元区域，且每一个单元区域包括一左眼单元区域以及一右眼单元区域；以及
一切换面板，位于该显示面板的上方，其中该切换面板包括：
一第一基板；
一第二基板，位于该第一基板的对向；
多个电极图案，位于该第二基板上；以及
一光学异向性介质，位于该第一基板与该第二基板之间；
相邻的两个电极图案是对应该显示面板的一个单元区域设置。
2.如权利要求1所述的立体显示器，其特征在于，所述电极图案为多个条状电极图案，且每一条状电极图案从该第二基板的一边缘往另一边缘延伸。
3.如权利要求1所述的立体显示器，其特征在于，所述电极图案包括多个奇数条电极图案以及多个偶数条电极图案，其中所述奇数条电极图案电性连接至一第一电压，且所述偶数条电极图案电性连接至一第二电压，以使每一奇数条电极图案与邻接的偶数条电极图案之间形成一横向电场。
4.如权利要求1所述的立体显示器，其特征在于，每一个电极图案的纵向截面为一圆弧截面、一梯形截面、一矩形截面或是一三角形截面。
5.如权利要求1所述的立体显示器，其特征在于，该第一基板的表面未设置有电极层。
6.如权利要求1所述的立体显示器，其特征在于，进一步包括一浮置电极层，位于该第一基板的表面。
7.如权利要求1所述的立体显示器，其特征在于，该单元区域的该左眼单元区域以及该右眼单元区域各自包括至少一个像素结构。
8.如权利要求7所述的立体显示器，其特征在于，该像素结构包括一红色子像素结构、一绿色子像素结构以及一蓝色子像素结构。
9.如权利要求1所述的立体显示器，其中该显示面板包括：
一主动元件阵列基板；
一对向基板，位于该该主动元件阵列基板的对向；
一显示介质，位于该主动元件阵列基板以及该对向基板之间；以及
至少一偏光片，位于该对向基板的一表面上。
10.如权利要求1所述的立体显示器，其特征在于，所述单元区域以X方向以及Y方向排列成一阵列，且所述电极图案的延伸方向与所述Y方向平行。
11.一种立体显示器的切换面板，其适合与一显示面板组合在一起以构成一立体显示器，该显示面板具有多个单元区域，且每一个单元区域包括一左眼单元区域以及一右眼单元区域，该立体显示器的切换面板包括：
一第一基板；
一第二基板，位于该第一基板的对向；
多个电极图案，位于该第二基板上，其中相邻的两个电极图案是对应该显示面板的一个单元区域设置；以及
一光学异向性介质，位于该第一基板与该第二基板之间。
12.如权利要求11所述的立体显示器的切换面板，其特征在于，所述电极图案为多个条状电极图案，且每一条状电极图案从该第二基板的一边缘往另一边缘延伸。
13.如权利要求11所述的立体显示器的切换面板，其特征在于，所述电极图案包括多个奇数条电极图案以及多个偶数条电极图案，其中所述奇数条电极图案电性连接至一第一电压，且所述偶数条电极图案电性连接至一第二电压，以使每一奇数条电极图案与邻接的偶数条电极图案之间形成一横向电场。
14.如权利要求11所述的立体显示器的切换面板，其特征在于，每一个电极图案的纵向截面为一圆弧截面、一梯形截面、一矩形截面或是一三角形截面。
15.如权利要求11所述的立体显示器的切换面板，其特征在于，该第一基板的表面未设置有电极层。
16.如权利要求11所述的立体显示器的切换面板，其特征在于，进一步包括一浮置电极层，位于该第一基板的表面。
17.如权利要求11所述的立体显示器的切换面板，其特征在于，所述单元区域以X方向以及Y方向排列成一阵列，且所述电极图案的延伸方向与所述Y方向平行。
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