TW201500805A - 液晶透鏡、立體顯示裝置與其顯示方法 - Google Patents

液晶透鏡、立體顯示裝置與其顯示方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種液晶透鏡，包括複數條第一條狀電極、複數條第二條狀電極以及複數條第三條狀電極。各第一條狀電極位於任二相鄰之第二條狀電極之間，且各第二條狀電極與各第一條狀電極依序沿著一第一方向交替排列。第三條狀電極沿著一第二方向依序排列，並與第一條狀電極以及第二條狀電極交錯。任二相鄰之第二條狀電極與各第三條狀電極垂直於第二方向之二相對側邊定義出一透鏡區。

Description

液晶透鏡、立體顯示裝置與其顯示方法
本發明係關於一種液晶透鏡、立體顯示裝置與其顯示方法，尤指一種可顯示同時具有二維影像與三維影像之畫面之液晶透鏡、立體顯示裝置與其顯示同時具有二維影像與三維影像之畫面之顯示方法。
傳統裸視立體顯示裝置顯示三維影像的方式可區分為利用液晶視差屏障與液晶透鏡二種方式。於利用液晶透鏡的方式中，立體顯示裝置的顯示裝置係顯示出左眼畫面與右眼畫面，且液晶透鏡可將左眼畫面折射至使用者的左眼，並將右眼畫面折射至使用者的右眼，使得使用者可觀看到三維畫面。然而，傳統液晶透鏡的結構僅能於整面呈現液晶透鏡的模式與整面呈現透明模式之間作切換，因此傳統立體顯示裝置僅能顯示出整個畫面為二維影像或三維影像，而無法顯示同時具有部分二維影像與部分三維影像之畫面。如此一來，當傳統立體顯示裝置所顯示的畫面含有影片與文字時，影片與文字皆會以三維的方式來顯示。不過，以三維的方式來顯示的文字容易因左眼與右眼的視差而造成使用者的不適，且三維的文字的解析度會較二維的文字的解析度低，使得文字更加模糊。因此，提供一種可顯示同時具有二維影像與三維影像之畫面之立體顯示裝置實為業界努力的目標。
本發明之目的在於提供一種液晶透鏡、立體顯示裝置與其顯示方法，以顯示同時具有二維影像與三維影像之畫面。
為達上述之目的，本發明提供一種液晶透鏡，其包括一第一基板、一第二基板、一液晶層、一第一電極圖案與一第二電極圖案。第二基板與第一基板相對設置，且液晶層設置於第一基板與第二基板之間。第一電極圖案設置於第一基板與液晶層之間，且第一電極圖案包括複數條第一條狀電極以及複數條第二條狀電極，其中各第一條狀電極位於任二相鄰之第二條狀電極之間，且各第二條狀電極與各第一條狀電極依序沿著一第一方向交替排列。第二電極圖案設置於第二基板與液晶層之間，且第二電極圖案包括複數條第三條狀電極，沿著不同於第一方向之一第二方向依序排列，並與第一條狀電極以及第二條狀電極交錯，其中任二相鄰之第二條狀電極與各第三條狀電極垂直於第二方向之二相對側邊定義出一透鏡區。
為達上述之目的，本發明又提供一種立體顯示裝置，其包括一顯示裝置以及一液晶透鏡。顯示裝置具有一顯示面，且顯示裝置包括複數個像素。液晶透鏡設置於顯示面上，且液晶透鏡包括一第一基板、一第二基板、一液晶層、一第一電極圖案與一第二電極圖案。第二基板與第一基板相對設置，且液晶層設置於第一基板與第二基板之間。第一電極圖案設置於第一基板與液晶層之間，且第一電極圖案包括複數條第一條狀電極以及複數條第二條狀電極，其中各第一條狀電極位於任二相鄰之第二條狀電極之間，且各第二條狀電極與各第一條狀電極依序沿著一第一方向交替排列。第二電極圖案設置於第二基板與液晶層之間，且第二電極圖案包括複數條第三條狀電極，沿著不同於第一方向之一第二方向依序排列，並與第一條狀電極以及第二條狀電極交錯，其中任二相鄰之第二條狀電極與各第三條狀電極垂直於第二方向之二相對側邊定義出一透鏡區。
為達上述之目的，本發明又提供一種立體顯示裝置之顯示方法。 首先，提供立體顯示裝置，其包括一顯示裝置以及一液晶透鏡。顯示裝置具有一顯示面，且顯示裝置包括複數個像素。液晶透鏡設置於顯示面上，且液晶透鏡包括一第一基板、一第二基板、一液晶層、一第一電極圖案與一第二電極圖案。第二基板與第一基板相對設置，且液晶層設置於第一基板與第二基板之間。第一電極圖案設置於第一基板與液晶層之間，且第一電極圖案包括複數條第一條狀電極以及複數條第二條狀電極，其中各第一條狀電極位於任二相鄰之第二條狀電極之間，且各第二條狀電極與各第一條狀電極依序沿著一第一方向交替排列。第二電極圖案設置於第二基板與液晶層之間，且第二電極圖案包括複數條第三條狀電極，沿著不同於第一方向之一第二方向依序排列，並與第一條狀電極以及第二條狀電極交錯，其中任二相鄰之第二條狀電極與各第三條狀電極垂直於第二方向之二相對側邊定義出一透鏡區。然後，於顯示裝置之顯示面顯示一畫面，且畫面包括一二維影像以及一三維影像。接著，提供複數個第一電壓分別至第二條狀電極以及對應二維影像設置之第一條狀電極。隨後，提供複數個第二電壓分別至對應三維影像設置之第一條狀電極以及對應三維影像設置之第三條狀電極。接著，提供複數個第三電壓分別至對應二維影像設置之第三條狀電極，其中各第二電壓介於各第一電壓與各第三電壓之間。
為達上述之目的，本發明又提供一種液晶透鏡，包括一第一基板、一第二基板、一液晶層、一電極圖案以及一平面電極。第二基板與第一基板相對設置，且液晶層設置於第一基板與第二基板之間。電極圖案設置於第一基板與液晶層之間。電極圖案包括複數條第一條狀電極以及複數條第二條狀電極，且第一條狀電極與第二條狀電極以一矩陣方式排列，其中各行之第二條狀電極與各行之第一條狀電極依序沿著一第一方向交替排列。平面電極設置於第二基板與液晶層之間，且平面電極於垂直於第一基板之一投影方向上覆蓋電極圖案，其中任二相鄰之第二條狀電極定義出一透鏡區。
為達上述之目的，本發明又提供一種立體顯示裝置，其包括一顯示裝置以及一液晶透鏡。顯示裝置具有一顯示面，且顯示裝置包括複數個像素。液晶透鏡設置於顯示面上，且液晶透鏡包括一第一基板、一第二基板、一液晶層、一電極圖案以及一平面電極。第二基板與第一基板相對設置，且液晶層設置於第一基板與第二基板之間。電極圖案設置於第一基板與液晶層之間。電極圖案包括複數條第一條狀電極以及複數條第二條狀電極，且第一條狀電極與第二條狀電極以一矩陣方式排列，其中各行之第二條狀電極與各行之第一條狀電極依序沿著一第一方向交替排列。平面電極設置於第二基板與液晶層之間，且平面電極於垂直於第一基板之一投影方向上覆蓋電極圖案，其中任二相鄰之第二條狀電極定義出一透鏡區。
為達上述之目的，本發明又提供一種立體顯示裝置之顯示方法。首先，提供立體顯示裝置，其包括一顯示裝置以及一液晶透鏡。顯示裝置具有一顯示面，且顯示裝置包括複數個像素。液晶透鏡設置於顯示面上，且液晶透鏡包括一第一基板、一第二基板、一液晶層、一電極圖案以及一平面電極。第二基板與第一基板相對設置，且液晶層設置於第一基板與第二基板之間。電極圖案設置於第一基板與液晶層之間。電極圖案包括複數條第一條狀電極以及複數條第二條狀電極，且第一條狀電極與第二條狀電極以一矩陣方式排列，其中各行之第二條狀電極與各行之第一條狀電極依序沿著一第一方向交替排列。平面電極設置於第二基板與液晶層之間，且平面電極於垂直於第一基板之一投影方向上覆蓋電極圖案，其中任二相鄰之第二條狀電極定義出一透鏡區。然後，於顯示裝置之顯示面顯示一畫面，且畫面包括一二維影像以及一三維影像。提供複數個第一電壓分別至第二條狀電極以及對應二維影像設置之第一條狀電極。提供複數個第二電壓分別至對應三維影像設置之第一條狀電極以及平面電極。
本發明的液晶透鏡利用第三條狀電極與第一條狀電極以及第二條狀電極交錯，使得液晶透鏡可同時於部分透鏡區內呈現透明狀態以及於另一部分透鏡區內呈現透鏡狀態。另外，本發明的液晶透鏡另利用獨立控制之第一與第二條狀電極於對應三維影像之透鏡區內呈現透鏡狀態，並於對應二維影像之透鏡區呈現透明狀態。因此，本發明的立體顯示裝置可同時顯示二維影像以及三維影像。
100、200、300、400、500‧‧‧立體顯示裝置
102‧‧‧顯示裝置
102a‧‧‧顯示面
104、402‧‧‧液晶透鏡
106‧‧‧像素
106a‧‧‧第一視角像素
106b‧‧‧第二視角像素
108‧‧‧第一方向
110‧‧‧第一基板
112‧‧‧第二基板
114‧‧‧液晶層
114a‧‧‧液晶分子
116‧‧‧第一電極圖案
116a、404a‧‧‧第一條狀電極
116b、404b‧‧‧第二條狀電極
118‧‧‧第二電極圖案
118a‧‧‧第三條狀電極
120‧‧‧第二方向
122、122a、122b、122c、122d、408‧‧‧透鏡區
124‧‧‧配向膜
126‧‧‧透鏡
302、502‧‧‧第四條狀電極
406‧‧‧平面電極
V1‧‧‧第一電壓
V2‧‧‧第二電壓
V3‧‧‧第三電壓
S10、12、14、S16、S18、S20、S22、S24、S26‧‧‧步驟
第1圖繪示了本發明第一實施例之立體顯示裝置的上視示意圖。
第2圖繪示了第1圖沿著剖面線A-A’的剖面示意圖。
第3圖繪示了第1圖沿著剖面線B-B’的剖面示意圖。
第4圖繪示了本發明第一實施例之立體顯示裝置顯示同時具有二維影像與三維影像之畫面的顯示方法流程圖。
第5圖繪示了本發明第一實施例之液晶透鏡於立體顯示裝置顯示同時具有二維影像與三維影像之畫面時的示意圖。
第6圖至第9圖繪示了第5圖中不同透鏡區的液晶透鏡之剖面示意圖。
第10圖繪示了本發明第二實施例之立體顯示裝置的剖面示意圖。
第11圖繪示了本發明第三實施例之立體顯示裝置的剖面示意圖。
第12圖繪示了本發明第四實施例之立體顯示裝置的上視示意圖。
第13圖繪示了第12圖沿著剖面線C-C’的剖面示意圖。
第14圖繪示了本發明第四實施例之立體顯示裝置顯示同時具有二維影像與三維影像之畫面的顯示方法流程圖。
第15圖繪示了本發明第四實施例之液晶透鏡於立體顯示裝置顯示同時具有二維影像與三維影像之畫面時的示意圖。
第16圖繪示了本發明第五實施例之立體顯示裝置的剖面示意圖。
請參考第1圖至第3圖，第1圖繪示了本發明第一實施例之立體顯示裝置的上視示意圖，第2圖繪示了第1圖沿著剖面線A-A’的剖面示意圖，且第3圖繪示了第1圖沿著剖面線B-B’的剖面示意圖。如第1圖至第3圖所示，立體顯示裝置100包括一顯示裝置102與一液晶透鏡104。顯示裝置102具有一顯示面102a，且顯示裝置102包括複數個像素106，用以從顯示面102a顯示出畫面。像素106所顯示的畫面可包括一二維影像、一三維影像或二維影像與三維影像的混合。於本實施例中，像素106係以矩陣方式排列，但不限於此。當畫面包括三維影像時，像素106可包括複數個第一視角像素106a與複數個第二視角像素106b，且第一視角像素106a用於顯示出第一視角畫面，而第二視角像素106b用於顯示出第二視角畫面。並且，於各列之像素106中，各第一視角像素106a與各第二視角像素106b沿著一第一方向108依序排列。也就是說，各行的第一視角像素106a與各行的第二視角像素106b沿著第一方向108依序排列。舉例而言，第一視角像素106a可為左眼像素，而第二視角像素106b可為右眼像素，因此相鄰之各第一視角像素106a與各第二視角像素106b可構成一三維影像之像素，但不限於此。於本實施例中，顯示裝置102可包括例如液晶顯示裝置或有機發光二極體顯示裝置，但不限於此。此外，液晶透鏡104設置於顯示裝置102之顯示面102a上，用以呈現出透鏡狀態或透明狀態。當立體顯示裝置100顯示出三維影像時，液晶透鏡104係處於透鏡狀態，使得混合有第一視角畫面與第二視角畫面之畫面可經由液晶透鏡104被區分出，且第一視角畫面與第二視角畫面可分別朝不同視角射出，以形成三維影像。
具體來說，液晶透鏡104包括一第一基板110、一第二基板112、一液晶層114、一第一電極圖案116以及一第二電極圖案118。第一基板110 與第二基板112相對設置，且液晶層114設置於第一基板110與第二基板112之間。第一電極圖案116設置於第一基板110與液晶層114之間，且第二電極圖案118設置於第二基板112與液晶層114之間。於本實施例中，第二基板112設置於顯示裝置102與第一基板110之間，且第二電極圖案118位於第一電極圖案116與顯示裝置102之間，但本發明並不限於此。並且，第一基板110與第二基板112可為透明基板，例如玻璃基板、塑膠基板或石英基板，但不限於此。此外，液晶層114可包括複數個液晶分子114a，例如：扭轉向列型(twist nematic，TN)液晶，但不限於此。
另外，本實施例之第一電極圖案116包括複數條第一條狀電極116a與複數條第二條狀電極116b。其中，第一條狀電極116a與第二條狀電極116b分別沿著不同於第一方向108之一第二方向120延伸，而對應各行的像素106設置，且各第一條狀電極116a與各第二條狀電極116b沿著第二方向120的長度約略與各行像素106的長度相同。並且，各第一條狀電極116a位於任二相鄰之第二條狀電極116b之間，使得各第二條狀電極116b與各第一條狀電極116a依序沿著第一方向108交替排列。再者，第二電極圖案118包括複數條第三條狀電極118a，沿著第二方向120依序排列，且各第三條狀電極118a沿著第一方向108延伸，而對應各列之像素106設置，使得第三條狀電極118a與第一條狀電極116a以及第二條狀電極116b相互交錯。於本實施例中，任二相鄰之第二條狀電極116b與各第三條狀電極118a垂直於第二方向120之二相對側邊定義出一透鏡區122，且各透鏡區122內的液晶透鏡104於透鏡狀態時可產生單一透鏡的效果。並且，各透鏡區122係對應相鄰之各第一視角像素106a與各第二視角像素106b設置，即對應二相鄰像素106設置，使各第一視角像素106a所產生的光線與各第二視角像素106b所產生的光線可分別透過各透鏡區122的透鏡折射而朝不同視角射出。較佳地，各第一條狀電極116a與其相鄰之二第二條狀電極116b之間的距離可彼此相 等，使得各透鏡區122的透鏡可對稱於各第一條狀電極116a。另外，本實施例之液晶透鏡104可選擇性地另包括二配向膜124，分別設置於第一電極圖案116與液晶層114之間以及設置於第二電極圖案118與液晶層114之間，用以控制液晶層114之液晶分子114a於未施加電場的情況下的預定排列方向與預傾角。
值得注意的是，本實施例的液晶透鏡104之第三條狀電極118a因與第一條狀電極116a以及第二條狀電極116b交錯，且對應各列的像素106設置，使得液晶透鏡104可同時於部分透鏡區內呈現透明狀態以及於另一部分透鏡區內呈現透鏡狀態。因此，顯示裝置102所顯示之具有二維影像與三維影像之畫面可透過液晶透鏡104，使得立體顯示裝置100可同時顯示二維影像以及三維影像。此外，由於三維影像的單一像素需由各第一視角像素106a與各第二視角像素106b構成，因此本實施例之立體顯示裝置100可透過同時顯示二維影像與三維影像之方式用二維影像來顯示圖案，進而可提升圖案的解析度。
以下將進一步說明本實施例的立體顯示裝置100顯示同時具有二維影像與三維影像之畫面的顯示方法。請參考第4圖至第9圖，第4圖繪示了本發明第一實施例之立體顯示裝置顯示同時具有二維影像與三維影像之畫面的顯示方法流程圖，第5圖繪示了本發明第一實施例之液晶透鏡於立體顯示裝置顯示同時具有二維影像與三維影像之畫面時的示意圖，第6圖至第9圖繪示了第5圖中不同透鏡區的液晶透鏡之剖面示意圖。如第4圖所示，本實施例的立體顯示裝置100顯示同時具有二維影像與三維影像之畫面的顯示方法可包括：步驟S10：提供立體顯示裝置100；步驟S12：於顯示裝置102之顯示面102a顯示一畫面，且畫面包 括一二維影像以及一三維影像；步驟S14：將複數個第一電壓V1分別提供至第二條狀電極116b以及對應二維影像設置之第一條狀電極116a；步驟S16：將複數個第二電壓V2分別提供至對應三維影像設置之第一條狀電極116a以及對應三維影像設置之第三條狀電極118a；以及步驟S18：將複數個第三電壓V3分別提供至對應二維影像設置之第三條狀電極118a，其中各第二電壓V2介於各第一電壓V1與各第三電壓V3之間。
於本實施例中，步驟S12中之二維影像可例如為文字，且三維影像可例如為影片或圖片，但不限於此。並且，於步驟S14至步驟S16中，各第一電壓V1與各第二電壓V2之間具有一第一電壓差，可大於0伏特且小於20伏特。各第二電壓V2與各第三電壓V3之間具有一第二電壓差，可大於0伏特且小於20伏特。由於各第二電壓V2介於各第一電壓V1與各第三電壓V3之間，因此各第一電壓V1與各第三電壓V3之間的第三電壓差可大於0伏特且小於40伏特。如此一來，各第一電壓差、各第二電壓差與各第三電壓差皆可用於將液晶分子114a的長軸偏轉至約略垂直第一基板110。本實施例的各第一電壓V1可大於各第二電壓V2，且各第二電壓V2大於各第三電壓V3，但不限於此。舉例來說，如第5圖至第9圖所示，橫跨透鏡區122a、122b、122c、122d之第二條狀電極116b以及橫跨透鏡區122a、122c之第一條狀電極116a施以第一電壓V1，例如：2伏特之正電壓，且橫跨透鏡區122a、122b之第三條狀電極118a施以第三電壓V3，例如：-3伏特之負電壓。因此，透鏡區122a內之液晶分子114a會受到第三電壓差驅使，使得液晶分子114a的長軸約略垂直第一基板110。
再者，橫跨透鏡區122b、122d之第一條狀電極116a與橫跨透鏡 區122c、122d之第三條狀電極118a施以第二電壓V2，例如：0伏特，因此透鏡區122b內位於第二條狀電極116b與第三條狀電極118a之間的液晶分子114a會受到第三電壓差驅使，使得液晶分子114a的長軸可約略垂直第一基板110，且透鏡區122b內位於第一條狀電極116a與第三條狀電極118a之間的液晶分子114a會受到第三電壓差驅使，使得液晶分子114a的長軸亦可約略垂直第一基板110。於本實施例中，0伏特可視為將對應三維影像設置之第一條狀電極116a以及對應三維影像設置之第三條狀電極118a電連接至一接地端，但不限於此。並且，本實施例的第一電壓V1彼此相同，第二電壓V2彼此相同，且第三電壓V3彼此相同，但本發明並不限於此。於本發明的其他實施例中，第一電壓之其中之至少二者可彼此不相同。同樣地，第二電壓之其中之至少二者亦可彼此不相同。或者，第三電壓之其中之至少二者亦可彼此不相同。
此外，透鏡區122c內的液晶分子114a會受到第二電壓差驅使，使得液晶分子114a的長軸可約略垂直第一基板110。藉此，透鏡區122a、122b、122c之液晶透鏡104係呈現透明狀態，且對應透鏡區122a、122b、122c之像素116所產生的光線可直接穿透透鏡區122a、122b、122c之液晶透鏡104，而可形成二維影像。
另外，透鏡區122d內之位於第二條狀電極116b與第三條狀電極118a之間的液晶分子114a會收到第二電壓差驅使，使其長軸可約略垂直第一基板110。不過，透鏡區122d內第一條狀電極116a與第三條狀電極118a之間並無電壓差，因此位於第一條狀電極116a與第三條狀電極118a之間的液晶分子114a並不會被偏轉，而仍呈現液晶分子114a的長軸平行第一基板110。再者，透鏡區122d內第二條狀電極116b與第三條狀電極118a之間仍具有第二電壓差，因此位於第二條狀電極116b與第三條狀電極118a之間的 液晶分子114a會受到第二電壓差偏轉，使得液晶分子114a的長軸垂直第一基板110。由於第一條狀電極116a與第二條狀電極116b之間仍具有第一電壓差，因此位於第一條狀電極116a與第二條狀電極116b之間的液晶分子114a會受到第二條狀電極116b與第一條狀電極116a以及第三條狀電極118a之間的梯度電場影響而產生偏轉。如此一來，透鏡區122d之液晶透鏡104可構成一透鏡126，而呈現透鏡狀態。因此，對應透鏡區122d之第一視角像素106a與第二視角像素106b所產生的光線可分別透過透鏡126折射，而分別朝第一視角與第二視角射出，以可形成三維影像。本發明之各第一電壓並不限大於各第二電壓，且各第二電壓不限大於各第三電壓。於本發明的其他實施例中，各第一電壓可小於各第二電壓，且各第二電壓小於各第三電壓。舉例來說，各第一電壓可為一負電壓，例如：-3伏特。各第二電壓為0伏特。各第三電壓可為一正電壓，例如：2伏特。或者，各第二電壓並不為0伏特，而為一正電壓或一負電壓。
由上述可知，透過上述顯示方法，本實施例之立體顯示裝置100可同時於對應三維影像之透鏡區122d顯示出三維影像以及於對應二維影像之透鏡區122a、122b、122c顯示出二維影像。
本發明之立體顯示裝置並不以上述實施例為限。下文將繼續揭示本發明之其它實施例或變化形，然為了簡化說明並突顯各實施例或變化形之間的差異，下文中使用相同標號標注相同元件，並不再對重覆部分作贅述。
請參考第10圖，第10圖繪示了本發明第二實施例之立體顯示裝置的剖面示意圖。如第10圖所示，本發明之第二實施例提供一立體顯示裝置200，與上述第一實施例之立體顯示裝置不同的地方在於，本實施例的第一基板110係設置於顯示裝置102與第二基板112之間，使得第一電極圖案116 位於第二電極圖案118與顯示裝置102之間。並且，本實施例之立體顯示裝置100亦可應用上述顯示方法來顯示同時具有二維影像與三維影像之畫面。
請參考第11圖，第11圖繪示了本發明第三實施例之立體顯示裝置的剖面示意圖。如第11圖所示，本發明之第三實施例提供一立體顯示裝置300，與上述第一實施例之立體顯示裝置不同的地方在於，本實施例的第一電極圖案116另包括複數條第四條狀電極302，且各第四條狀電極302設置於各第一條狀電極116a與各第二條狀電極116b之間。也就是說，各透鏡區122的透鏡係透過各第三條狀電極118a與各第一條狀電極116a、與各第一條狀電極116a相鄰之二第四條狀電極302以及二第二條狀電極116b之間的電場所形成。值得一提的是，當第四條狀電極302橫跨於對應三維影像之透鏡區122時，其施加於第四條狀電極302之第四電壓係介於第一電壓與第二電壓之間，使得所形成的透鏡可具有較佳的曲面。
請參考第12圖與第13圖，第12圖繪示了本發明第四實施例之立體顯示裝置的上視示意圖，且第13圖繪示了第12圖沿著剖面線C-C’的剖面示意圖。如第12圖與第13圖所示，本發明之第四實施例提供一立體顯示裝置400，與上述第一實施例之立體顯示裝置不同的地方在於，本實施例的液晶透鏡402中設置於第二基板112與液晶層114之間的電極層並未圖案化，且設置於第一基板110與液晶層114之間的第一條狀電極404a與第二條狀電極404b於第二方向120之長度並未與各行像素106於第二方向120上之長度相同，而是與各像素106於第二方向120之長度相同。具體來說，本實施例之液晶透鏡402包括第一基板110、第二基板112、液晶層114、電極圖案404以及平面電極406。其中，第一基板110、第二基板112與液晶層114可與上述第一實施例相同，因此在此不再贅述。電極圖案404設置於第一基板110與液晶層114之間。並且，電極圖案404包括複數條第一條狀電極404a以及 複數條第二條狀電極404b，且第一條狀電極404a與第二條狀電極404b以一矩陣方式排列，其中各行之第二條狀電極404b與各行之第一條狀電極404a依序沿著第一方向108交替排列。值得注意的是，本實施例的第一條狀電極404a沿著第二方向120的長度約略與各像素106沿著第二方向120的長度相同，使得各列之第一條狀電極404a與第二條狀電極404b對應各列之像素106設置。因此，任二相鄰之第二條狀電極404b可定義出一透鏡區408，且各透鏡區408內的液晶透鏡104於透鏡狀態時可產生單一透鏡的效果。也就是說，各透鏡區408的透鏡是透過各自獨立的各第一條狀電極404a與二相鄰之第二條狀電極404b來控制。並且，當畫面包括三維影像時，各透鏡區408對應相鄰之各第一視角像素106a與各第二視角像素106b設置。另外，平面電極406設置於第二基板112與液晶層114之間，且平面電極406於垂直於第一基板110之一投影方向上覆蓋電極圖案404。
以下將進一步說明本實施例的立體顯示裝置400顯示同時具有二維影像與三維影像之畫面的顯示方法。請參考第14圖與第15圖，第14圖繪示了本發明第四實施例之立體顯示裝置顯示同時具有二維影像與三維影像之畫面的顯示方法流程圖，且第15圖繪示了本發明第四實施例之液晶透鏡於立體顯示裝置顯示同時具有二維影像與三維影像之畫面時的示意圖。如第14圖與第15圖所示，本實施例的立體顯示裝置400顯示同時具有二維影像與三維影像之畫面的顯示方法可包括：步驟S20：提供立體顯示裝置400；步驟S22：於顯示裝置102之顯示面102a顯示一畫面，且畫面包括一二維影像以及一三維影像；步驟S24：提供複數個第一電壓V1分別至第二條狀電極404b以及對應二維影像設置之第一條狀電極404a；以及步驟S26：提供複數個第二電壓V2分別至對應三維影像設置之第 一條狀電極404a以及平面電極406。
由於本實施例之步驟S20至步驟S24與上述第一實施例之步驟10至步驟S14相同，因此不再贅述。於本實施例中，各第一電壓V1與各第二電壓V2之間的第一電壓差亦可大於0伏特且小於20伏特，使得第一電壓差可用於將液晶分子114a的長軸偏轉至約略垂直第一基板110。並且，本實施例的各第一電壓V1可大於各第二電壓V2，但不限於此。具體來說，各第一電壓V1可為一正電壓，例如：2伏特，且各第二電壓V2為0伏特。但本發明並不限於此。於本發明之其他實施例中，各第一電壓可小於各第二電壓，但不限於此。具體來說，各第一電壓可為一負電壓，例如：-3伏特，且各第二電壓為0伏特。或者，各第二電壓並不為0伏特，而為一正電壓或一負電壓。另外，本實施例的第一電壓V1彼此相同，且第二電壓V2彼此相同，但本發明並不限於此。於本發明的其他實施例中，第一電壓之其中之至少二者可彼此不相同。或者，第二電壓之其中之至少二者亦可彼此不相同。
此外，由於本實施例之各透鏡區408是對應各自獨立的各第一條狀電極404a與二相鄰之第二條狀電極404b，且施加至各第一條狀電極404a與二相鄰之第二條狀電極404b之第一電壓V1或第二電壓V2亦為各自獨立，因此各透鏡區408的液晶透鏡402可各自獨立控制。也就是說，當透鏡區408對應三維影像時，此透鏡區408內的第一條狀電極404a會施以第二電壓V2，使得第一條狀電極404a與平面電極406之間並無電場來驅使液晶分子114a。並且，此透鏡區408內之第二條狀電極404b仍施以第一電壓V1，使得此透鏡區408內之液晶分子114a形成透鏡。由於本實施例對應二維影像之透鏡區408的液晶分子114a的驅動方式係與上述第一實施例的透鏡區122a相同，且本實施例對應三維影像之透鏡區408的液晶分子114a的驅動方式係與上述第一實施例的透鏡區122d相同，因此在此不再贅述。另外，本實施例的液晶透 鏡可另包括主動陣列電晶體，用以將第一電壓分別提供至第二條狀電極以及將第二電壓分別提供至第一條狀電極，但本發明並不限於此。於本發明的其他實施例中，液晶透鏡的第一條狀電極與第二條狀電極亦可分別電性連接至各自獨立的電壓源，以分別提供所需的電壓至第一條狀電極與第二條狀電極。
請參考第16圖，第16圖繪示了本發明第五實施例之立體顯示裝置的剖面示意圖。如第16圖所示，本發明之第五實施例提供一立體顯示裝置500，與上述第四實施例之立體顯示裝置不同的地方在於，本實施例的電極圖案404另包括複數條第四條狀電極502，且各第四條狀電極502設置於各第一條狀電極404a與各第二條狀電極404b之間。也就是說，各透鏡區408的透鏡係透過平面電極與各第一條狀電極404a、與各第一條狀電極404a相鄰之二第四條狀電極502以及二第二條狀電極404b之間的電場所形成。值得一提的是，當透鏡區408對應三維影像時，此透鏡區408內之第四條狀電極502所施加之第四電壓係介於第一電壓與第二電壓之間，使得所形成的透鏡可具有較佳的曲面。
綜上所述，本發明的液晶透鏡利用第三條狀電極與第一條狀電極以及第二條狀電極交錯，且對應各列的像素設置，使得液晶透鏡可同時於部分透鏡區內呈現透明狀態以及於另一部分透鏡區內呈現透鏡狀態。另外，本發明的液晶透鏡另利用獨立控制之第一與第二條狀電極於對應三維影像之透鏡區內呈現透鏡狀態，並於對應二維影像之透鏡區呈現透明狀態。因此，本發明的立體顯示裝置可同時顯示二維影像以及三維影像。
以上所述僅為本創作之較佳實施例，凡依本創作申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本創作之涵蓋範圍。
100‧‧‧立體顯示裝置
104‧‧‧液晶透鏡
108‧‧‧第一方向
116‧‧‧第一電極圖案
116a‧‧‧第一條狀電極
116b‧‧‧第二條狀電極
118‧‧‧第二電極圖案
118a‧‧‧第三條狀電極
120‧‧‧第二方向
122‧‧‧透鏡區

Claims (37)

  1. 一種液晶透鏡，包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相對設置；一液晶層，設置於該第一基板與該第二基板之間；一第一電極圖案，設置於該第一基板與該液晶層之間，且該第一電極圖案包括複數條第一條狀電極以及複數條第二條狀電極，其中各該第一條狀電極位於任二相鄰之該等第二條狀電極之間，且各該第二條狀電極與各該第一條狀電極依序沿著一第一方向交替排列；以及一第二電極圖案，設置於該第二基板與該液晶層之間，且該第二電極圖案包括複數條第三條狀電極，沿著不同於該第一方向之一第二方向依序排列，並與該等第一條狀電極以及該等第二條狀電極交錯，其中任二相鄰之該等第二條狀電極與各該第三條狀電極垂直於該第二方向之二相對側邊定義出一透鏡區。
  2. 如請求項1所述之液晶透鏡，其中各該第一條狀電極與其相鄰之該等第二條狀電極之間的距離彼此相等。
  3. 如請求項1所述之液晶透鏡，其中該第一電極圖案另包括複數條第四條狀電極，且各該第四條狀電極設置於各該第一條狀電極與各該第二條狀電極之間。
  4. 如請求項1所述之液晶透鏡，另包括二配向膜，分別設置於該第一電極圖案與該液晶層之間以及設置於該第二電極圖案與該液晶層之間。
  5. 一種立體顯示裝置，包括： 一顯示裝置，具有一顯示面，且該顯示裝置包括複數個像素；以及一液晶透鏡，設置於該顯示面上，且該液晶透鏡包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相對設置；一液晶層，設置於該第一基板與該第二基板之間；一第一電極圖案，設置於該第一基板與該液晶層之間，且該第一電極圖案包括複數條第一條狀電極以及複數條第二條狀電極，其中各該第一條狀電極設置於於任二相鄰之該等第二條狀電極之間，且各該第二條狀電極與各該第一條狀電極依序沿著一第一方向交替排列；以及一第二電極圖案，設置於該第二基板與該液晶層之間，且該第二電極圖案包括複數條第三條狀電極，沿著不同於該第一方向之一第二方向依序排列，並與該等第一條狀電極以及該等第二條狀電極交錯，其中任二相鄰之該等第二條狀電極與各該第三條狀電極垂直於該第二方向之二相對側邊定義出一透鏡區。
  6. 如請求項5所述之立體顯示裝置，其中該等像素以一矩陣方式排列，且各該第三條狀電極對應各列之該等像素設置。
  7. 如請求項5所述之立體顯示裝置，其中該等像素包括複數個第一視角像素與複數個第二視角像素，且於各列之該等像素中，各該第一視角像素與各該第二視角像素沿著該第一方向依序排列，其中各該透鏡區對應相鄰之各該第一視角像素與各該第二視角像素設置。
  8. 如請求項5所述之立體顯示裝置，其中該第一基板設置於該顯示裝置與該第二基板之間。
  9. 如請求項5所述之立體顯示裝置，其中該第二基板設置於該顯示裝置與該第一基板之間。
  10. 如請求項5所述之立體顯示裝置，其中各該第一條狀電極與相鄰之該等第二條狀電極之間的距離彼此相等。
  11. 如請求項5所述之立體顯示裝置，其中該第一電極圖案另包括複數條第四條狀電極，且各該第四條狀電極設置於各該第一條狀電極與各該第二條狀電極之間。
  12. 如請求項5所述之立體顯示裝置，另包括二配向膜，分別設置於該第一電極圖案與該液晶層之間以及設置於該第二電極圖案與該液晶層之間。
  13. 一種立體顯示裝置之顯示方法，包括：提供該立體顯示裝置，其包括：一顯示裝置，具有一顯示面，且該顯示裝置包括複數個像素；以及一液晶透鏡，設置於該顯示面上，且該液晶透鏡包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相對設置；一液晶層，設置於該第一基板與該第二基板之間；一第一電極圖案，設置於該第一基板與該液晶層之間，且該第一電極圖案包括複數條第一條狀電極以及複數條第二條狀電極，其中各該第一條狀電極位於任二相鄰之該等第二條狀電極之間，且各該第二條狀電極與各該第一條狀電極依序沿著一第一方向交替排列；以及 一第二電極圖案，設置於該第二基板與該液晶層之間，且該第二電極圖案包括複數條第三條狀電極，沿著不同於該第一方向之一第二方向依序排列，並與該等第一條狀電極以及該等第二條狀電極交錯，其中任二相鄰之該等第二條狀電極與各該第三條狀電極垂直於該第二方向之二相對側邊定義出一透鏡區；於該顯示裝置之該顯示面顯示一畫面，且該畫面包括一二維影像以及一三維影像；提供複數個第一電壓分別至該等第二條狀電極以及對應該二維影像設置之該等第一條狀電極；提供複數個第二電壓分別至對應該三維影像設置之該等第一條狀電極以及對應該三維影像設置之該等第三條狀電極；以及提供複數個第三電壓分別至對應該二維影像設置之該等第三條狀電極，其中各該第二電壓介於各該第一電壓與各該第三電壓之間。
  14. 如請求項13所述之立體顯示裝置之顯示方法，其中各該第一電壓與各該第二電壓之間具有一第一電壓差，大於0伏特且小於20伏特。
  15. 如請求項13所述之立體顯示裝置之顯示方法，其中各該第三電壓與各該第二電壓之間具有一第二電壓差，大於0伏特且小於20伏特。
  16. 如請求項13所述之立體顯示裝置之顯示方法，其中各該第一電壓大於各該第二電壓，且各該第二電壓大於各該第三電壓。
  17. 如請求項16所述之立體顯示裝置之顯示方法，其中各該第一電壓為一正電壓，各該第二電壓為0伏特，且各該第三電壓為一負電壓。
  18. 如請求項13所述之立體顯示裝置之顯示方法，其中各該第一電壓小於各該第二電壓，且各該第二電壓小於各該第三電壓。
  19. 如請求項18所述之立體顯示裝置之顯示方法，其中各該第一電壓為一負電壓，各該第二電壓為0伏特，且各該第三電壓為一正電壓。
  20. 一種液晶透鏡，包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相對設置；一液晶層，設置於該第一基板與該第二基板之間；一電極圖案，設置於該第一基板與該液晶層之間，該電極圖案包括複數條第一條狀電極以及複數條第二條狀電極，且該等第一條狀電極與該等第二條狀電極以一矩陣方式排列，其中各行之該等第二條狀電極與各行之該等第一條狀電極依序沿著一第一方向交替排列；以及一平面電極，設置於該第二基板與該液晶層之間，且該平面電極於垂直於該第一基板之一投影方向上覆蓋該電極圖案，其中任二相鄰之該等第二條狀電極定義出一透鏡區。
  21. 如請求項20所述之液晶透鏡，其中各該第一條狀電極與其相鄰之該等第二條狀電極之間的距離彼此相等。
  22. 如請求項20所述之液晶透鏡，其中該電極圖案另包括複數條第四條狀電極，且各該第四條狀電極設置於各該第一條狀電極與各該第二條狀電極之間。
  23. 如請求項20所述之液晶透鏡，另包括二配向膜，分別設置於該電極圖案 與該液晶層之間以及設置於該平面電極與該液晶層之間。
  24. 一種立體顯示裝置，包括：一顯示裝置，具有一顯示面，且該顯示裝置包括複數個像素；以及一液晶透鏡，設置於該顯示面上，且該液晶透鏡包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相對設置；一液晶層，設置於該第一基板與該第二基板之間；一電極圖案，設置於該第一基板與該液晶層之間，該電極圖案包括複數條第一條狀電極以及複數條第二條狀電極，且該等第一條狀電極與該等第二條狀電極以一矩陣方式排列，其中各行之該等第二條狀電極與各行之該等第一條狀電極依序沿著一第一方向交替排列；以及一平面電極，設置於該第二基板與該液晶層之間，且該平面電極於垂直於該第一基板之一投影方向上覆蓋該電極圖案，其中任二相鄰之該等第二條狀電極定義出一透鏡區。
  25. 如請求項24所述之立體顯示裝置，其中該等像素以一矩陣方式排列，且各列之該等第一條狀電極與該等第二條狀電極對應各列之該等像素設置。
  26. 如請求項24所述之立體顯示裝置，其中該等像素包括複數個第一視角像素與複數個第二視角像素，且於各列之該等像素中，各該第一視角像素與各該第二視角像素沿著該第一方向依序排列，其中各該透鏡區對應相鄰之各該第一視角像素與各該第二視角像素設置。
  27. 如請求項24所述之立體顯示裝置，其中該第一基板設置於該顯示裝置與 該第二基板之間。
  28. 如請求項24所述之立體顯示裝置，其中該第二基板設置於該顯示裝置與該第一基板之間。
  29. 如請求項24所述之立體顯示裝置，其中各該第一條狀電極與相鄰之該等第二條狀電極之間的距離彼此相等。
  30. 如請求項24所述之立體顯示裝置，其中該電極圖案另包括複數條第四條狀電極，且各該第四條狀電極設置於各該第一條狀電極與各該第二條狀電極之間。
  31. 如請求項24所述之立體顯示裝置，另包括二配向膜，分別設置於該電極圖案與該液晶層之間以及設置於該平面電極與該液晶層之間。
  32. 一種立體顯示裝置之顯示方法，包括：提供該立體顯示裝置，其包括：一顯示裝置，具有一顯示面，且該顯示裝置包括複數個像素；以及一液晶透鏡，設置於該顯示面上，且該液晶透鏡包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相對設置；一液晶層，設置於該第一基板與該第二基板之間；一電極圖案，設置於該第一基板與該液晶層之間，該電極圖案包括複數條第一條狀電極以及複數條第二條狀電極，且該等第一條狀電極與該等第二條狀電極以一矩陣方式排列，其中各行之該等第二條狀電極與各行之該等第一條狀電極依序 沿著一第一方向交替排列；以及一平面電極，設置於該第二基板與該液晶層之間，且該平面電極於垂直於該第一基板之一投影方向上覆蓋該電極圖案，其中任二相鄰之該等第二條狀電極定義出一透鏡區；於該顯示裝置之該顯示面顯示一畫面，且該畫面包括一二維影像以及一三維影像；提供複數個第一電壓分別至該等第二條狀電極以及對應該二維影像設置之該等第一條狀電極；以及提供複數個第二電壓分別至對應該三維影像設置之該等第一條狀電極以及該平面電極。
  33. 如請求項32所述之立體顯示裝置之顯示方法，其中各該第一電壓與各該第二電壓之間具有一電壓差，大於0伏特且小於20伏特。
  34. 如請求項32所述之立體顯示裝置之顯示方法，其中各該第一電壓大於各該第二電壓。
  35. 如請求項34所述之立體顯示裝置之顯示方法，其中各該第一電壓為一正電壓，且各該第二電壓為0伏特。
  36. 如請求項32所述之立體顯示裝置之顯示方法，其中各該第一電壓小於各該第二電壓。
  37. 如請求項36所述之立體顯示裝置之顯示方法，其中各該第一電壓為一負電壓，且各該第二電壓為0伏特。
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