CN104536144A - 透明立体显示器及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透明立体显示器及其操作方法，该透明立体显示器包括第一基板、第二基板、共用电极、显示介质以及图案化相位延迟膜。第一基板上包括多个像素结构。多个像素结构包括多个右眼像素结构以及多个左眼像素结构。每一像素结构包括显示区、第一区域以及第二区域。图案化相位延迟膜包括多个右眼偏光图案与多个左眼偏光图案。右眼偏光图案对应右眼像素结构设置，且左眼偏光图案对应左眼偏光图案设置。每一个右眼偏光图案的一边缘与对应的右眼像素结构的第二区域重叠。每一个左眼偏光图案的一边缘与对应的左眼像素结构的第二区域重叠。

Description

透明立体显示器及其操作方法
技术领域
本发明是有关于一种立体显示器及其操作方法，且特别是有关于一种透明立体显示器及其操作方法。
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)。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。
详细而言，戴眼镜式立体显示器是在显示面板外贴附具有两种相位延迟区的相位延迟膜，以使用于显示左眼影像的像素区所提供的光线与用于显示右眼影像的像素区所提供的光线具有不同的偏振状态，通过此将左眼影像与右眼影像分别经由头戴式眼镜的选择而传递至左眼与右眼，以在观赏者的脑中形成立体影像。
然而，为了避免像素区所提供的光线斜向通过错误的相位延迟区而传递错误的影像给观赏者，相位延迟膜在两种相位延迟区之间必须配置黑矩阵(black matrix)。此外，为了增加垂直视角，必须增加黑矩阵的宽度，如此一来，就大幅降低了显示器用于显示二维(two dimensional,2D)与三维(threedimensional,3D)影像时的亮度及视角范围，且增加了相位延迟膜的成本。因此，亟需一种在2D显示下具有良好穿透率且在3D显示下具有极佳垂直视角的立体显示器。
发明内容
本发明提供一种透明立体显示器，其在显示2D影像时具有良好穿透率，且其在显示3D影像时具有极佳的垂直视角。
本发明还提供一种透明立体显示器的操作方法，其可使透明立体显示器在显示2D影像时具有良好穿透率，且在显示3D影像时具有极佳的垂直视角。
本发明提出的透明立体显示器包括透明显示面板。透明显示面板包括第一基板、第二基板、共用电极、显示介质以及图案化相位延迟膜。第一基板上包括设置有多个像素结构。多个像素结构包括多个右眼像素结构以及多个左眼像素结构。每一像素结构包括显示区、第一区域以及第二区域。第一区域位于显示区以及第二区域之间，且每一像素结构包括扫描线以及数据线、主动元件、像素电极、第一透明导电图案、第二透明导电图案、第一信号线、第二信号线。主动元件与扫描线以及数据线电性连接。像素电极与主动元件电性连接且设置在显示区内。第一透明导电图案设置于第一区域内。第二透明导电图案设置在第二区域内。第一信号线与第一透明导电图案电性连接。第二信号线与第二透明导电图案电性连接。第二基板位于第一基板的对向。共用电极设置在第一基板或第二基板上，且共用电极对应于像素电极、第一透明导电图案以及第二透明导电图案设置。显示介质位于第一基板与第二基板之间。图案化相位延迟膜设置在第一基板或是第二基板的外表面。像素结构包括多个右眼像素结构以及多个左眼像素结构。图案化相位延迟膜包括多个右眼偏光图案以及多个左眼偏光图案。右眼偏光图案对应右眼像素结构设置，且左眼偏光图案对应左眼偏光图案设置。每一个右眼偏光图案的一边缘与对应的右眼像素结构的第二区域重叠。每一个左眼偏光图案的一边缘与对应的左眼像素结构的第二区域重叠。
本发明提出的透明立体显示器的操作方法包括提供上述透明立体显示器；当以2D模式显示影像时，透明显示面板的每一像素结构的第一区域以及第二区域呈现透光状态；当以3D模式显示影像时，透明显示面板的每一像素结构的第一区域呈现透光状态，且每一像素结构的第二区域呈现遮光状态。
基于上述，本发明的透明立体显示器的像素结构具有显示区、第一区域以及第二区域。可视需要切换每一像素结构的第二区域的显示状态。当欲以2D模式显示影像时，可使第一区域以及第二区域呈现透光状态。当欲以3D模式显示影像时，第一区域仍呈现透光状态，而可通过电压的控制使第二区域呈现遮光状态。如此一来，本发明的透明立体显示器及其操作方法在显示2D影像时可保有良好的亮度，且在显示3D影像时可具有极佳的垂直视角。
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是根据本发明一实施例的透明显示面板的剖面示意图。
图1B是根据本发明另一实施例的透明显示面板的剖面示意图。
图2为根据本发明一实施例的透明立体显示器的像素阵列的上视示意图。
图3A为根据本发明一实施例的透明立体显示器处于2D显示状态时的示意图。
图3B为根据本发明一实施例的透明立体显示器处于3D显示状态时的示意图。
图4是根据本发明第一实施例的透明立体显示器的像素结构的上视示意图。
图5是根据本发明第二实施例的透明立体显示器的像素结构的上视示意图。
图6是根据本发明第三实施例的透明立体显示器的像素结构的上视示意图。
图7是根据本发明第四实施例的透明立体显示器的像素结构的上视示意图。
图8是根据本发明第五实施例的透明立体显示器的像素结构的上视示意图。
图9是根据本发明一实施例的透明立体显示器的示意图。
其中，附图标记说明如下：
10、10a：透明显示面板
20：影像控制装置
30：2D以及3D模式切换控制装置
100：第一基板
120：显示介质
140：彩色滤光层
160：第二基板
180：光学膜
190：图案化相位延迟膜
192：右眼偏光图案
194：左眼偏光图案
200、300、400、500、600：像素结构
210：第一透明导电图案
220：第二透明导电图案
1000：透明立体显示器
BM：遮光图案
CE：共用电极
D、Tr：宽度
D1、D2、D3、D4：漏极
DL：数据线
d1、d2：方向
E1、E2、E3、192E、194E：边缘
G1、G2、G3、G4：栅极
LS：左眼像素结构
L1：第一信号线
L2：第二信号线
PE：像素电极
PX：像素阵列层
PP：像素结构
R、G、B：彩色滤光图案
RD：显示区
RS：右眼像素结构
R1：第一区域
R2：第二区域
S1、S2、S3、S4：源极
SL：扫描线
T1：主动元件
T2、T3、T4：开关元件
W：距离
具体实施方式
本发明的透明立体显示器包括透明显示面板。图1A是根据本发明一实施例的透明显示面板的剖面示意图。请参照图1A，本实施例的透明显示面板10包括第一基板100、显示介质120、彩色滤光层140、第二基板160以及共用电极CE。
第一基板100上设置有像素阵列层PX。为了清楚说明起见，图1A仅绘示三个像素结构PP，然本领域技术人员应可理解的是，像素阵列层PX实际上可包括更多个像素结构PP。第二基板160位于第一基板100的对向。第一基板100与第二基板160的材质可为玻璃、石英或有机聚合物等等，然本发明不限于此。
显示介质120例如是位于第一基板100以及第二基板160之间。本实施例并不限定透明显示面板10的型态，随着显示介质120的不同，透明显示面板10可具有不同的作用机制。举例而言，当显示介质120为液晶材料时，透明显示面板10为液晶透明立体显示面板。下文皆以液晶透明立体显示面板作为实例来说明本实施例的透明显示面板10。
如图1A所示，彩色滤光层140位于第二基板160上。彩色滤光层140包括遮光图案BM以及对应遮光图案BM设置的多个彩色滤光图案R、G、B。在本实施例中，彩色滤光图案R、G、B分别例如为红色、绿色、蓝色滤光图案，然本发明不限于此排列方式。彩色滤光图案R、G、B分别对应每一个像素结构PP设置，以使显示区RD可产生红色光、绿色光与蓝色光。在本实施例中，遮光图案BM为黑矩阵，其具有多个开口，而彩色滤光图案R、G、B配置于这些开口中。
图1B是根据本发明另一实施例的透明显示面板的剖面示意图。透明显示面板10a与透明显示面板10类似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符号表示，且不再重复说明。透明显示面板10a与透明显示面板10的主要差异在于彩色滤光层140位于第一基板100上。一般而言，在彩色滤光图案R、G、B位于第一基板100上的实例中，当彩色滤光图案R、G、B位于主动元件上方时，第一基板100为COA(color filter on array)基板；而当彩色滤光图案R、G、B位于主动元件下方时，第一基板100为AOC(array on color filter)基板。
请同时参照图1A与图1B，在这些实施例中，共用电极CE设置于第二基板160上，然本发明不限于此。在其他实施例中，共用电极CE也可设置于第一基板100上。共用电极CE的材质包括金属氧化物，例如是铟锡氧化物、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，然本发明不限于此。
透明显示面板10与透明显示面板10a可进一步包括光学膜180与图案化相位延迟膜190。光学膜180可包括偏光膜。如图1A与图1B所示，光学膜180配置于第二基板160的外表面。然本发明不限于此，在其他实施例中，光学膜180也可配置于第一基板100与第二基板160的外表面。如图1A与图1B所示，图案化相位延迟膜190配置于第二基板160的外表面且位于光学膜180之上。然本发明不限于此，在其他实施例中，图案化相位延迟膜190也可配置于第一基板100的外表面。
图2为根据本发明一实施例的透明立体显示器的像素阵列的上视示意图。为了清楚说明起见，图2仅绘示六个像素结构PP且省略其他构件。每一个像素结构PP包括显示区RD、第一区域R1以及第二区域R2。第一区域R1位于显示区RD以及第二区域R2之间。本发明不限定第一区域R1、第二区域R2与显示区RD的相对面积比例，可视所欲显示的需求来调整上述各区的面积。
像素电极PE设置在显示区RD内。像素电极PE例如是金属氧化物，例如是铟锡氧化物、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，然本发明不限于此。
第一透明导电图案210设置于第一区域R1内，且第二透明导电图案220设置在第二区域R2内。值得一提的是，第一透明导电图案210与第二透明导电图案220上方不具有彩色滤光图案R、G、B。如此一来，当以2D模式显示影像时，每一第一区域R1以及第二区域R2呈现透光状态；当以3D模式显示影像时，每一第一区域R1呈现透光状态，且每一第二区域R2呈现遮光状态。第一透明导电图案210、第二透明导电图案220例如是金属氧化物，例如是铟锡氧化物、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，然本发明不限于此。
请同时参照图1A(图1B)与图2，共用电极CE对应于像素结构PP的像素电极PE、第一透明导电图案210以及第二透明导电图案220设置。透明显示面板10的多个像素结构PP可包括多个右眼像素结构RS以及多个左眼像素结构LS。如图2所示，右眼像素结构RS与左眼像素结构LS可分别包括对应于彩色滤光图案R、G、B的多个像素结构PP，然本发明不限定上述像素结构PP的排列方式。
请再参照图2，右眼像素结构RS以及左眼像素结构LS沿着d1方向交替设置。在，此d1方向与数据线DL(后续将详细说明于图4)的延伸方向一致，且d2方向与扫描线SL(后续将详细说明于图4)的延伸方向一致。
遮光图案BM对应设置在每一像素结构PP的显示区RD周围、每一像素结构PP的第一区域R1周围以及每一像素结构PP的第二区域R2的周围。如图2所示，在一像素结构(以右眼像素结构RS为例)的第二区域R2与前一个像素结构(左眼像素结构LS)的显示区RD之间，平行于d2方向的遮光图案BM具有与所述像素结构(以右眼像素结构RS为例)的第二区域R2相邻的第一边缘E1以及与前一个像素结构(左眼像素结构LS)的显示区RD相邻的第二边缘E2。在所述像素结构(以右眼像素结构RS为例)的第二区域R2与第一区域R1之间，平行于d2方向的遮光图案BM具有与第二区域R2相邻的第三边缘E3。如图2所示，上述像素结构(以右眼像素结构RS为例)的第一边缘E1与前一个像素结构(左眼像素结构LS)的第二边缘E2之间具有最短距离D，上述像素结构(以右眼像素结构RS为例)的第二边缘E2与第三边缘E3之间具有最短距离W。
在图1A的实施例的显示面板中(亦即彩色滤光层140位于第二基板160上)，距离W可满足以下关系式：
( W + X × P ) = 2 T n eff 2 - 1     (式1)
P为所述像素结构(以右眼像素结构RS为例)的第一边缘E1与第二边缘E2之间的距离，
X为左右眼干扰的容忍值，
neff为第二基板160的等效折射率，且
T为彩色滤光层140的厚度、第二基板160的厚度与光学膜180的厚度的加总，特别是，第二区域R2在平行于d1方向上的宽度为Tr，且Tr＝(距离W)﹣(距离D)，如图2所示。
承上所述，在(式1)中，P为在同一像素结构(例如图2所示的右眼像素结构RS)中，第一边缘E1与第二边缘E2之间的距离。X为左右眼干扰的容忍值。举例来说，对戴眼镜式立体显示器而言，X是指观赏者左(右)眼看到右(左)眼影像的现象。3D影像时左右眼干扰(X-talk)的现象与X值成正比，基于立体显示器垂直视角的观点而言，X值愈小愈好。在本实施例中，neff为第二基板160的等效折射率。
若是在图1B的实施例的显示面板中(亦即彩色滤光层140位于第一基板100上)，那么距离W可满足以下关系式：
( W + X × P ) = 2 T n eff 2 - 1
P为所述像素结构(以右眼像素结构RS为例)第一边缘E1与第二边缘E2之间的距离，
X为左右眼干扰的容忍值，
neff为第二基板160的等效折射率，且
T为第二基板160的厚度与光学膜180的厚度的加总，
特别是，第二区域R2在平行于d1方向上的宽度为Tr，且Tr＝(距离W)﹣(距离D)，如图2所示。
更详细来说，若彩色滤光层140位于第一基板100上时(如图1B所示)，T为第二基板160的厚度与光学膜180的厚度的加总。若彩色滤光层140位于第二基板160上时(如图1A所示)，T为彩色滤光层140的厚度、第二基板160的厚度与光学膜180的厚度的加总。
图3A为根据本发明一实施例的透明立体显示器处于2D显示状态时的示意图。接着，请同时参照图2与图3A，本实施例的图案化相位延迟膜190可包括多个右眼偏光图案192以及多个左眼偏光图案194。右眼偏光图案192对应右眼像素结构RS设置，且左眼偏光图案194对应左眼偏光图案LS设置。右眼偏光图案192具有平行于d2方向的边缘192E，如图3A所示，右眼偏光图案192的边缘192E与对应的右眼像素结构RS的第二区域R2重叠。同样地，左眼偏光图案194具有平行于d2方向的边缘194E。左眼偏光图案194的边缘194E与对应的左眼像素结构LS的第二区域R2重叠。在本实施例中，基于立体显示器垂直视角的观点而言，图案化相位延迟膜190的右眼偏光图案192的边缘192E落于1/2距离W处(即距离W的中心位置)，且图案化相位延迟膜190的左眼偏光图案194的边缘194E落于1/2距离W处，然本发明不限于此。
由上文可知，在本实施例的透明立体显示器中，先通过上列(式1)求得距离W，之后可进一步取得第二区域R2的宽度Tr。如此一来，可求得图案化相位延迟膜190最适合的设置位置。
请再参照图3A，透明显示面板10处于2D显示状态时，第一区域R1以及第二区域R2皆呈透光状态。图3B为根据本发明一实施例的透明立体显示器处于3D显示状态时的示意图。接着，请参照图3B，透明显示面板10处于3D显示状态时，可将第二区域R2切换成遮光状态，而第一区域R1仍维持透光状态。如此一来，呈遮光状态的第二区域R2可提供加宽遮光图案BM的效果，进而降低显示3D影像时左右眼干扰(X-talk)的现象并增加垂直视角。此外，由于在显示2D影像时，第一区域R1以及第二区域R2皆呈透光状态，而可维持透明显示面板10的穿透率，进而使透明显示面板10具有良好的显示亮度。
以下将参照图式更详细说明本发明的各实施例的像素结构。图4是根据本发明第一实施例的透明立体显示器的像素结构的上视示意图。请参照图4，像素结构200包括显示区RD、第一区域R1以及第二区域R2。第一区域R1位于显示区RD以及第二区域R2之间。本发明不限定第一区域R1、第二区域R2与显示区RD的相对面积比例，可视需求来调整上述各区的面积。像素结构200包括扫描线SL以及数据线DL、主动元件T1、像素电极PE、第一透明导电图案210、第二透明导电图案220、第一信号线L1、第二信号线L2以及共用电极(未绘示)。
主动元件T1与扫描线SL以及数据线DL电性连接。数据线DL的延伸方向与图2所示的方向d1一致，且扫描线SL的延伸方向与图2所示的方向d2一致。主动元件T1可为底部栅极型薄膜晶体管或是顶部栅极型薄膜晶体管，其包括栅极G1、源极S1以及漏极D1。栅极G1与扫描线SL电性连接。源极S1与数据线DL电性连接。漏极D1与像素电极PE电性连接。
像素电极PE设置在显示区RD内。第一透明导电图案210设置于第一区域R1内。第二透明导电图案220设置在第二区域R2内。第一信号线L1与第一透明导电图案210电性连接。第二信号线L2与第二透明导电图案220电性连接。在本实施例中，第一信号线L1与第二信号线L2可与数据线DL同时制作，然本发明不限于此。共用电极对应于像素电极PE、第一透明导电图案210以及第二透明导电图案220设置。
值得一提的是，在本实施例中，像素结构200的第一透明导电图案210以及第二透明导电图案220分别受到第一信号线L1与第二信号线L2的电性控制。在显示2D影像时，第一区域R1以及第二区域R2皆呈透光状态。在显示3D影像时，可通过与第二透明导电图案220电性连接的第二信号线L2将第一区域R2切换成遮光状态。如此一来，呈遮光状态的第二区域R2可提供加宽遮光图案BM的效果，进而降低显示3D影像时左右眼干扰(X-talk)的现象并增加垂直视角。此外，由于在显示2D影像时，第一区域R1以及第二区域R2皆呈透光状态，而可维持透明显示面板10的穿透率，进而使透明显示面板10具有良好的显示亮度。
图5是根据本发明第二实施例的透明立体显示器的像素结构的上视示意图。请参照图5，本实施例的像素结构300与图4的像素结构200类似，相同或相似的构件以相同或相似的符号表示，且不再重复说明。像素结构300与像素结构200的差异在于，像素结构300还包括开关元件T2。类似地，开关元件T2包括栅极G2、源极S2以及漏极D2。栅极G2与扫描线SL电性连接。源极S2与第一信号线L1电性连接。在本实施例中，第一信号线L1为数据线DL，且第一信号线L1可与数据线DL同时制作。开关元件T2的漏极D2与第一区域R1内的第一透明导电图案210电性连接。
特别的是，在本实施例中，像素结构300的第一透明导电图案210可受到开关元件T2的电性控制，而第二透明导电图案220可受到第二信号线L2的电性控制。在显示2D影像时，第一区域R1以及第二区域R2皆呈透光状态。在显示3D影像时，可通过第二信号线L2将第二区域R2切换成遮光状态，而可通过开关元件T2将第一区域R1维持透光状态。如此一来，呈遮光状态的第二区域R2可提供加宽遮光图案BM的效果，进而降低显示3D影像时左右眼干扰(X-talk)的现象并增加垂直视角。此外，由于在显示2D影像时，第一区域R1以及第二区域R2皆呈透光状态，而可维持透明显示面板10的穿透率，进而使透明显示面板10具有良好的显示亮度。
图6是根据本发明第三实施例的透明立体显示器的像素结构的上视示意图。请参照图6，本实施例的像素结构400与图4的像素结构200类似，相同或相似的构件以相同或相似的符号表示，且不再重复说明。像素结构400与像素结构200的差异在于，像素结构400还包括开关元件T3。类似地，开关元件T3包括栅极G3、源极S3以及漏极D3。开关元件T3与数据线DL以及第二信号线L2电性连接。详细而言，开关元件T3的栅极G3与第二信号线L2电性连接，且开关元件T3的源极S3与数据线DL电性连接。在本实施例中，第二信号线L2为扫描线SL，且第二信号线L2可与扫描线SL同时制作。开关元件T3的漏极D3与第二透明导电图案220电性连接。
特别的是，在本实施例中，像素结构400的第二透明导电图案220可受到开关元件T3的电性控制，而第一透明导电图案210可受到第二信号线L1的电性控制。在显示2D影像时，第一区域R1以及第二区域R2皆呈透光状态。在显示3D影像时，可通过开关元件T3将第二区域R2切换成遮光状态，而可通过第二信号线L1将第一区域R1维持透光状态。如此一来，呈遮光状态的第二区域R2可提供加宽遮光图案BM的效果，进而降低显示3D影像时左右眼干扰(X-talk)的现象并增加垂直视角。此外，由于在显示2D影像时，第一区域R1以及第二区域R2皆呈透光状态，而可维持透明显示面板10的穿透率，进而使透明显示面板10具有良好的显示亮度。
图7是根据本发明第四实施例的透明立体显示器的像素结构的上视示意图。请参照图7，本实施例的像素结构500与图2的像素结构200类似，相同或相似的构件以相同或相似的符号表示，且不再重复说明。像素结构500与像素结构200的差异在于，像素结构500除了具有主动元件T1之外，其还包括第一开关元件T2以及第二开关元件T3。第一开关元件T2与扫描线SL以及第一信号线L1电性连接，其中第一透明导电图案210与第一开关元件电性T2连接。第二开关元件T3与数据线DL以及第二信号线L2电性连接，其中第二透明导电图案220与第二开关元件T3电性连接。在本实施例中，第一信号线L1为数据线DL，而第二信号线L2为扫描线SL。第一信号线L1可与数据线DL同时制作，而第二信号线L2可与扫描线SL同时制作。
特别的是，在本实施例中，像素结构500的第一透明导电图案210可受到第一开关元件T2的电性控制，且第二透明导电图案220可受到第二开关元件T3的电性控制。在显示2D影像时，第一区域R1以及第二区域R2皆呈透光状态。在显示3D影像时，可通过第二开关元件T3将第二区域R2切换成遮光状态，而可通过第一开关元件T2将第一区域R1维持透光状态。如此一来，呈遮光状态的第二区域R2可提供加宽遮光图案BM的效果，进而降低显示3D影像时左右眼干扰(X-talk)的现象并增加垂直视角。此外，由于在显示2D影像时，第一区域R1以及第二区域R2皆呈透光状态，而可维持透明显示面板10的穿透率，进而使透明显示面板10具有良好的显示亮度。
图8是根据本发明第五实施例的透明立体显示器的像素结构的上视示意图。请参照图8，本实施例的像素结构600与图2的像素结构200类似，相同或相似的构件以相同或相似的符号表示，且不再重复说明。像素结构600与像素结构200的差异在于，像素结构600除了具有主动元件T1之外，其还包括第一开关元件T2以及第二开关元件T4。第一开关元件T2与扫描线SL以及第一信号线L1电性连接，其中第一透明导电图案210与第一开关元件电性T2连接。类似地，第二开关元件T4包括栅极G4、源极S4以及漏极D4。第二开关元件T4与扫描线SL以及第二信号线L2电性连接。详细而言，第二开关元件T4的栅极G4与扫描线SL电性连接，且开关元件T4的源极S4与第二信号线L2电性连接。第二开关元件T4的漏极D4与第二透明导电图案220电性连接。在本实施例中，第一信号线L1与第二信号线L2皆为数据线DL，且第一信号线L1与第二信号线L2可和数据线DL同时制作。
类似地，在本实施例中，像素结构600的第一透明导电图案210可受到第一开关元件T2的电性控制，且第二透明导电图案220可受到第二开关元件T4的电性控制。在显示2D影像时，第一区域R1以及第二区域R2皆呈透光状态。在显示3D影像时，可通过第二开关元件T4将第二区域R2切换成遮光状态，而可通过第一开关元件T2将第一区域R1维持透光状态。如此一来，呈遮光状态的第二区域R2可提供加宽遮光图案BM的效果，进而降低显示3D影像时左右眼干扰(X-talk)的现象并增加垂直视角。此外，由于在显示2D影像时，第一区域R1以及第二区域R2皆呈透光状态，而可维持透明显示面板10的穿透率，进而使透明显示面板10具有良好的显示亮度。
图9是根据本发明一实施例的透明立体显示器的示意图。以下参照图9说明本发明一实施例的透明立体显示器的操作方法。
首先，如图9所示，提供透明立体显示器1000。立体显示器1000包括透明显示面板10、影像控制装置20与2D以及3D模式切换控制装置30。透明显示面板10可包括上述任一实施例中的像素结构200、300、400、500或600，然本发明不限于此。影像控制装置20与透明显示面板10的每一像素结构PP的扫描线SL以及数据线DL电性连接。2D以及3D模式切换控制装置30与透明显示面板10的每一像素结构PP的第一信号线L1以及第二信号线L2电性连接。
值得一提的是，透明立体显示器1000为二维-三维可切换式立体显示器。当以2D模式显示2D影像时，透明显示面板10的每一像素结构PP的第一区域R1以及第二区域R2呈现透光状态(如图3A所示)。具体的操作方法如下：当以2D模式显示2D影像时，通过影像控制装置20输入2D影像信号至透明显示面板10的像素结构PP的显示区RD，以显示2D影像，并同时通过2D以及3D模式切换控制装置30输入2D控制信号，以使每一像素结构PP的第一区域R1以及第二区域R2呈现透光状态。
当以3D模式显示3D影像时，透明显示面板10的每一像素结构PP的第一区域R1呈现透光状态，且每一像素结构PP的第二区域R2呈现遮光状态(如图3B所示)。具体的操作方法如下：当以3D模式显示3D影像时，通过影像控制装置20输入3D影像信号至透明显示面板10的像素结构PP的显示区RD，以显示3D影像，并同时通过2D以及3D模式切换控制装置30输入3D控制信号，以使每一像素结构PP的第一区域R1呈现透光状态，且使每一像素结构PP的第二区域R2呈现遮光状态。
值得注意的是，本发明不限定第一区域R1以及第二区域R2的电性控制方式。举例而言，可仅使用两条信号线来分别电性控制第一区域R1以及第二区域R2。或者，也可使用例如开关元件来电性控制第一区域R1和/或第二区域R2。
综上所述，本发明的透明立体显示器的像素结构具有显示区、第一区域以及第二区域。每一像素结构的第一区域以及第二区域可以具有各自独立的电压供给，并可视需要切换第二区域的显示状态。当欲以2D模式显示影像时，可使第一区域以及第二区域呈现透光状态。当欲以3D模式显示影像时，第一区域仍呈现透光状态，而可通过电压的控制使第二区域呈现遮光状态。如此一来，本发明的透明立体显示器及其操作方法在显示2D影像时可保有良好的亮度，且在显示3D影像时可具有极佳的垂直视角。
虽然本发明已以实施例揭露如上，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当视后附的权利要求所界定为准。

Claims (18)

1.一种透明立体显示器，包括一透明显示面板，该透明显示面板包括：
一第一基板，该第一基板上包括设置有多个像素结构，其中每一像素结构包括一显示区、一第一区域以及一第二区域，该第一区域位于该显示区以及该第二区域之间，且每一像素结构包括：
一数据线以及一扫描线，分别沿着一第一方向以及一第二方向延伸；
一主动元件，与该数据线以及该扫描线电性连接；
一像素电极，与该主动元件电性连接且设置在该显示区内；
一第一透明导电图案，设置于该第一区域内；
一第二透明导电图案，设置在该第二区域内；
一第一信号线，与该第一透明导电图案电性连接；以及
一第二信号线，与该第二透明导电图案电性连接；
一第二基板，位于该第一基板的对向；
一共用电极，设置在该第一基板或该第二基板上，且对应于该像素电极、该第一透明导电图案以及该第二透明导电图案设置；
一显示介质，位于该第一基板与该第二基板之间；以及
一图案化相位延迟膜，设置在该第二基板的外表面，该图案化相位延迟膜包括多个右眼偏光图案以及多个左眼偏光图案，而该多个像素结构包括多个右眼像素结构以及多个左眼像素结构，该多个右眼偏光图案对应该多个右眼像素结构设置，该多个左眼偏光图案对应该多个左眼偏光图案设置，其中每一个右眼偏光图案的一边缘与对应的右眼像素结构的该第二区域重叠，且每一个左眼偏光图案的一边缘与对应的左眼像素结构的该第二区域重叠。
2.如权利要求1所述的透明立体显示器，该透明显示面板还包括一彩色滤光层，位于该第一基板上，其中该彩色滤光层包括一遮光图案以及对应该遮光图案设置的多个彩色滤光图案，且该多个彩色滤光图案对应每一像素结构设置。
3.如权利要求2所述的透明立体显示器，该透明显示面板还包括一光学膜，位于该第二基板的外表面，其中：
该遮光图案对应设置在每一像素结构的该显示区的周围、每一像素结构的该第一区域的周围以及每一像素结构的该第二区域的周围；
在每一像素结构的该第二区域与在该第一方向上的前一个像素结构的该显示区之间的该遮光图案具有与该第二区域相邻的一第一边缘以及与所述前一个像素结构的该显示区相邻的一第二边缘，并且在每一像素结构的该第二区域与该第一区域之间的该遮光图案具有与该第二区域相邻的一第三边缘；
每一像素结构的该第一边缘与在该第一方向上的前一个像素结构的该第二边缘之间具有一最短距离D；
每一像素结构的该第三边缘与在该第一方向上的前一个像素结构的该第二边缘之间具有一最短距离W，且
( W + X × P ) = 2 T neff 2 - 1
P为每一像素结构的该第一边缘与该第二边缘之间的距离，
X为左右眼干扰的容忍值，
neff为该第二基板的等效折射率，且
T为该第二基板的厚度与该光学膜的厚度的加总，
其中该第二区域宽度为Tr，且Tr＝(该距离W)﹣(该距离D)。
4.如权利要求3所述的透明立体显示器，其中该右眼偏光图案的该边缘落于该1/2距离W处。
5.如权利要求3所述的透明立体显示器，其中该光学膜包括一偏光膜。
6.如权利要求2所述的透明立体显示器，其中该第一透明导电图案与该第二透明导电图案的上方不具有彩色滤光图案。
7.如权利要求1所述的透明立体显示器，该透明显示面板还包括一彩色滤光层，位于该第二基板上，其中该彩色滤光层包括一遮光图案以及对应该遮光图案设置的多个彩色滤光图案，且该多个彩色滤光图案对应每一像素结构设置。
8.如权利要求7所述的透明立体显示器，该透明显示面板还包括一光学膜，位于该第二基板的外表面，其中：
该遮光图案对应设置在每一像素结构的该显示区的的周围、每一像素结构的该第一区域的的周围以及每一像素结构的该第二区域的周围；
在每一像素结构的该第二区域与在该第一方向上的前一个像素结构的该显示区之间的该遮光图案具有与该第二区域相邻的一第一边缘以及与所述前一个像素结构的该显示区相邻的一第二边缘，且在每一像素结构的该第二区域与该第一区域之间的该遮光图案具有与该第二区域相邻的一第三边缘；
每一像素结构的该第一边缘与在该第一方向上的前一个像素结构的该第二边缘之间具有一最短距离D；
每一像素结构的该第三边缘与在该第一方向上的前一个像素结构的该第二边缘之间具有一最短距离W，且
( W + X × P ) = 2 T neff 2 - 1
P为每一像素结构的该第一边缘与该第二边缘之间的距离，
X为左右眼干扰的容忍值，
neff为该第二基板的等效折射率，且
T为该彩色滤光层的厚度、该第二基板的厚度与该光学膜的厚度的加总，
其中该第二区域宽度为Tr，且Tr＝(该距离W)﹣(该距离D)。
9.如权利要求7所述的透明立体显示器，其中该右眼偏光图案的该边缘落于该1/2距离W处。
10.如权利要求7所述的透明立体显示器，其中该光学膜包括一偏光膜。
11.如权利要求7所述的透明立体显示器，其中该第一透明导电图案与该第二透明导电图案的上方不具有彩色滤光图案。
12.如权利要求1所述的透明立体显示器，其中每一该像素结构还包括：
一开关元件，与该扫描线以及该第一信号线电性连接，其中该第一透明导电图案与该开关元件电性连接。
13.如权利要求1所述的透明立体显示器，其中每一该像素结构还包括：
一开关元件，与该数据线以及该第二信号线电性连接，其中该第二透明导电图案与该开关元件电性连接。
14.如权利要求1所述的透明立体显示器，其中每一该像素结构还包括：
一第一开关元件，与该扫描线以及该第一信号线电性连接，其中该第一透明导电图案与该第一开关元件电性连接；以及
一第二开关元件，与该数据线以及该第二信号线电性连接，其中该第二透明导电图案与该第二开关元件电性连接。
15.如权利要求1所述的透明立体显示器，其中每一该像素结构还包括：
一第一开关元件，与该扫描线以及该第一信号线电性连接，其中该第一透明导电图案与该第一开关元件电性连接；以及
一第二开关元件，与该扫描线以及该第二信号线电性连接，其中该第二透明导电图案与该第二开关元件电性连接。
16.如权利要求1所述的透明立体显示器，还包括：
一影像控制装置，与该透明显示面板的每一像素结构的该扫描线以及该数据线电性连接；以及
一2D以及3D模式切换控制装置，与该透明显示面板的每一像素结构的该第一信号线以及该第二信号线电性连接。
17.一种透明立体显示器的操作方法，包括：
提供一透明立体显示器，其如权利要求1所述；
当以一2D模式显示一2D影像时，该透明显示面板的每一该像素结构的该第一区域以及该第二区域呈现一透光状态；以及
当以一3D模式显示一3D影像时，该透明显示面板的每一该像素结构的该第一区域呈现一透光状态，且每一该像素结构的该第二区域呈现一遮光状态。
18.如权利要求17所述的透明立体显示器的操作方法，还包括：
当以该2D模式显示该2D影像时，通过一影像控制装置输入一2D影像信号至该透明显示面板的该像素结构的该显示区以显示该2D影像，并同时通过一2D以及3D模式切换控制装置输入一2D控制信号以使每一该像素结构的该第一区域以及该第二区域呈现所述透光状态；以及
当以该3D模式显示该3D影像时，通过该影像控制装置输入一3D影像信号至该透明显示面板的该像素结构的该显示区以显示该3D影像，并同时通过该2D以及3D模式切换控制装置输入一3D控制信号以使每一该像素结构的该第一区域呈现一透光状态，且使每一该像素结构的该第二区域呈现一遮光状态。
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