TWI381205B - 可切換式光柵及平面顯示器 - Google Patents

Description

可切換式光柵及平面顯示器

本發明是有關於一種平面顯示器及其可切換式光柵，且特別是有關於一種可在不同分區上分別顯示平面(two-dimension, 2D)及立體(three-dimension, 3D)影像的平面顯示器及其可切換式光柵。

近年來，隨著顯示技術的不斷進步，使用者對於顯示器之顯示品質(如影像解析度、色彩飽和度等)的要求也越來越高。然而，除了高影像解析度以及高色彩飽和度之外，對於使用者而言，顯示器是否能夠顯示立體影像亦成為購買上的考量因素之一。

目前發展出來的立體影像顯示技術，主要是利用固定式光柵來控制觀賞者左眼與右眼所接收到的影像。根據人眼的視覺特性，當左、右眼分別觀視相同的影像內容但是具有不同視差(parallax)的二影像時，人眼會觀察一立體影像。依照固定式光柵位置的不同，可將立體顯示技術大致上區分為前光柵式(front barrier)立體顯示技術以及後光柵式(back barrier)立體顯示技術兩種。

前光柵式立體影像顯示技術是將光柵配置於顯示面板的前方，意即，光柵是位於顯示面板與人眼之間；而後光柵式立體影像顯示技術則是將光柵配置於背光源以及顯示面板之間。關於前光柵式立體影像顯示技術可參考美國專利公開案US 2004/0257531之內容，而後光柵式 立體影像顯示技術則可參考美國專利公開案US 2007/0229654A1之內容。

值得注意的是，利用固定式光柵來產生立體影像屬於一種空間多工(spatial-multiplexed)的方式，此方式雖然可以使得液晶顯示面板具有立體顯示之效果，但卻使立體顯示器之解析度降低，此外，具有固定式光柵之立體顯示器只能用來顯示立體影像而無法顯示平面影像。對於使用者而言，具有固定式光柵之立體顯示器的實用性不高。

為解決上述問題，一種可切換式光柵(switchable barrier)已被應用於立體顯示器中，以使立體顯示器能夠在可切換式光柵未被開啟的情況下顯示出平面影像。當可切換式光柵被開啟時，立體顯示器便能夠顯示出立體影像。

利用可切換式光柵可以使顯示面板同時具有顯示平面影像以及立體影像的功能。然而，當同一個畫面的不同區域需要分別顯示平面影像或立體影像時，就必須要將可切換式光柵劃分成多個分區，以個別顯示平面影像或是立體影像。然而，目前尚未有習知技術針對此方面(分區顯示)的應用提出明確的技術手段。

本發明提供一種可切換式光柵，其具有多個可被獨立控制的圖案化電極。

本發明提供一種平面顯示器，其具有前述之可切換 式光柵。

本發明提出一種可切換式光柵包括一第一基板、一第二基板以及一液晶層。第一基板具有多個分區以及多個圖案化電極，其中各圖案化電極分別位於其中一分區，且彼此電性絕緣，而各圖案化電極具有多個狹縫，且各圖案化電極具有一連續圖案(continuous pattern)。第二基板具有一共用電極。液晶層配置於第一基板與第二基板之間。

本發明提出一種平面顯示器，其包括一顯示面板以及一可切換式光柵。可切換式光柵配置顯示面板的一側，而可切換式光柵包括一第一基板、一第二基板以及一液晶層。第一基板具有多個分區以及多個圖案化電極。其中各圖案化電極分別位於其中一分區，且彼此電性絕緣，而各圖案化電極具有多個狹縫，且各圖案化電極具有一連續圖案。第二基板具有一共用電極。液晶層配置於第一基板與第二基板之間。

在本發明之一實施例中，圖案化電極之間的間隙介於10微米至20微米之間。

在本發明之一實施例中，圖案化電極為一具有連續圖案之透明導電層。

在本發明之一實施例中，圖案化電極包括多個透明導電圖案以及多個橋接導電圖案。透明導電圖案彼此分離。橋接導電圖案橋接於透明導電圖案之間，以使位於同一分區內之透明導電圖案彼此電性連接。

在本發明之一實施例中，橋接導電圖案之材質包括金屬。

在本發明之一實施例中，可切換式光柵更包括一黑矩陣層。其中黑矩陣層配置於第一基板上，以遮蔽圖案化電極之間的間隙。

在本發明之一實施例中，可切換式光柵更包括一黑矩陣層。其中黑矩陣層配置於第二基板上，以遮蔽圖案化電極之間的間隙。

在本發明之一實施例中，可切換式光柵更包括一控制電極。其中控制電極配置於第一基板上，以遮蔽圖案化電極之間的間隙。

在本發明之一實施例中，可切換式光柵更包括一介電層。其中介電層配置於第一基板上以覆蓋控制電極，而圖案化電極配置於介電層上，且控制電極位於圖案化電極之間的間隙下方。

由於本發明在不同分區上的各圖案化電極皆具有一連續圖案，因此可切換式光柵中的各圖案化電極僅需透過簡單的訊號線便可獨立地控制不同分區內的各個圖案化電極的電壓。此外，在本發明之部分實施例中，黑矩陣層或是控制電極可以有效改善透明導電圖案之間的間隙處發生漏光的現象。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

一般而言，當同一個畫面的不同區域需要分別顯示平面影像或立體影像時，就必須要將可切換式光柵劃分 成多個分區，以個別顯示平面影像或是立體影像。圖1為具有不同分區的可切換式光柵之示意圖。如圖1所示，可切換式光柵100包括一第一基板110、一第二基板120以及位於第一基板110、第二基板120之間的液晶層130。第一基板110上具有多個分區112。第一基板110包括多個透明導電圖案114及多個狹縫116。由於各透明導電圖案114被狹縫116所隔開，為了要使透明導電圖案114能夠彼此電性連接，必須利用很多條訊號線將這些透明導電圖案114連接起來。如此一來，為數眾多的訊號線在線路佈局上將面臨很大的挑戰，導致實際製作上的困難。

圖2為本發明之實施例一種可切換式光柵的示意圖。請參照圖2，本實施例之可切換式光柵200包括一第一基板210、一第二基板220以及一液晶層230。第一基板210具有多個分區212以及多個圖案化電極214，其中各圖案化電極214分別位於其中一分區212，且彼此電性絕緣。而各圖案化電極214具有多個狹縫216，且各圖案化電極214具有一連續圖案(continuous pattern)。第二基板220具有一共用電極222。液晶層230配置於第一基板210與第二基板220之間。

在本實施例中，圖案化電極214之間的間隙I介於10微米至20微米之間。在本實施例中，圖案化電極214包括多個透明導電圖案214a以及多個橋接導電圖案214b。其中，透明導電圖案214a彼此分離。而橋接導電圖案214b橋接於透明導電圖案214a之間，以使位於同一分區212內之透明導電圖案214a彼此電性連接。本實 施例之橋接導電圖案214b之材質例如是金屬。

在本實施例中，圖2中的可切換式光柵200僅繪示兩個分區212為例說明。然而，本發明並不限定於此。分區212的數目可以配合實施當時的需要而改變，例如是4個、6個或是9個。在本實施例中，橋接導電圖案214b位於兩透明導電圖案214a之間，以使透明導電圖案214a彼此電性連接。

在本發明的另一實施例中，上述的橋接導電圖案214b可選擇與透明導電圖案214a相同的透明導電材料，例如是氧化銦錫(Indium Tin Oxides, ITO)、銦鋅氧化物(indium zinc oxide, IZO)。此外，與透明導電圖案214a材質相同的橋接導電圖案214b亦可以與透明導電圖案214a一併製作，如此一來，本實施例之圖案化電極214便可透過單一材料層而製成。

圖3為本發明之實施例另一種可切換式光柵的剖面圖。如圖3所示，為了避免光線從圖案化電極214之間的間隙I漏出。因此，本實施例之可切換式光柵200'更包括一黑矩陣層240，而此黑矩陣層240配置於第一基板210上，以遮蔽圖案化電極214之間的間隙I。

在上述的實施例中，利用橋接導電圖案214b可以大幅降低與各個透明導電圖案214a連接所需之訊號線數量。此外，本實施例中，黑矩陣層240的配置可以有效減少漏光問題的發生。以下，本發明將以其他實施例為例進行說明。

圖4為本發明之實施例又一種可切換式光柵的剖面圖。請參照圖4，本實施例之可切換式光柵200"與上述 可切換式光柵200'在結構上相似。然而，為了減少漏光問題的發生，本實施例之可切換式光柵200"更包括一黑矩陣層240'，且此黑矩陣層240'配置於第二基板220'上，以遮蔽圖案化電極214之間的間隙I。

圖5為本發明之實施例其他可切換式光柵的剖面圖。本實施例之可切換式光柵200"'與上述可切換式光柵200'結構相似。惟本實施例之可切換式光柵200"'更包括一控制電極250。其中，控制電極250配置於第一基板210"上，以遮蔽圖案化電極214之間的間隙I。本實施例之控制電極250具有與可切換式光柵200中黑矩陣層240相同之作用，可以避免漏光情形的發生。另外，本實施例之可切換式光柵200"'更包括一介電層260，此介電層260配置於第一基板210"上，以覆蓋控制電極250，而圖案化電極214則配置於介電層260上，且控制電極250位於圖案化電極214之間的間隙I下方。

圖6為本發明另一實施例一種可切換式光柵的上視圖。請參照圖6，本實施例之可切換式光柵300與上述可切換式光柵200在結構上相類似，惟二者主要差異在於，本實施例之第一基板310上橋接導電圖案314b的分布情形。在本實施例中，橋接導電圖案314b的配置是橫跨過第一基板310上的多個透明導電圖案314a。如此一來，同一分區312內的透明導電圖案314a藉由橋接導電圖案314b而形成一具有連續圖案的圖案化電極314。

圖7為本發明其他實施例一種可切換式光柵的上視圖。請參照圖7，本實施例之可切換式光柵400與上一實施例中可切換式光柵300結構上相類似。惟本實施例之 分區412內的透明導電圖案414a及狹縫416呈斜方向的排列方式，且橋接導電圖案414b彼此不互相連接。在本實施例中，橋接導電圖案414b的材質可選擇與透明導電圖案414a相同之材質。

上述的數個實施例中，介紹了幾種可切換式光柵的較佳實施方式。接下來，將以圖示說明可切換式光柵應用至平面顯示器的實施例。

圖8為本發明另一實施例一種平面顯示器的示意圖。請參照圖8，本實施例之平面顯示器500包括一顯示面板510以及一可切換式光柵520。其中，可切換式光柵520配置顯示面板510的一側，本實施例之可切換式光柵520例如是上述的可切換式光柵200、200'、200"、200"'、300、400。

在本實施例中，平面顯示器500具有上述之可切換式光柵200、200'、200"、200"'、300、400。由於可切換式光柵520其分區內只需要透過少數的訊號線就可以達成個別控制圖案化電極的效用。且可切換式光柵520具有黑矩陣層或是控制電極可以達到降低漏光發生的機率。因此，本實施例之平面顯示器500不但可以在不同分區同時顯示平面影像以及立體影像，並且可以改善漏光的現象。

綜上所述，本發明在不同分區上的圖案化電極各具有一連續圖案，因此，只需要透過少數的訊號線就可以達成個別控制各分區內圖案化電極的目的。並且，本發明的部分實施例中，在透明導電圖案之間的間隙上，配置以黑矩陣層或是控制電極，可以有效的改善漏光發生 的現象。另外，採用上述可切換式光柵的平面顯示器，除了可以在不同分區同時顯示平面影像以及立體影像外，其漏光發生的現象也得以改善。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、200、200'、200"、200"'、300、400、520‧‧‧可切換式光柵

110、210、210'、210"‧‧‧第一基板

112、212、312、412‧‧‧分區

114、214、314‧‧‧圖案化電極

116、216、316、416‧‧‧狹縫

120、220、220'、220"‧‧‧第二基板

122、222‧‧‧共用電極

130、230‧‧‧液晶層

214a、314a、414a‧‧‧透明導電圖案

214b、314b、414b‧‧‧橋接導電圖案

240、240'‧‧‧黑矩陣層

250‧‧‧控制電極

260‧‧‧介電層

500‧‧‧平面顯示器

510‧‧‧顯示面板

I‧‧‧間隙

圖1為具有不同分區的可切換式光柵之示意圖。

圖2為本發明之實施例一種可切換式光柵的示意圖。

圖3為本發明之實施例另一種可切換式光柵的剖面圖。

圖4為本發明之實施例又一種可切換式光柵的剖面圖。

圖5為本發明之實施例其他可切換式光柵的剖面圖。

圖6為本發明之另一實施例一種可切換式光柵的上視圖。

圖7為本發明其他實施例一種可切換式光柵的上視圖。

圖8為本發明另一實施例一種平面顯示器的示意圖。

200‧‧‧可切換式光柵

210‧‧‧第一基板

212‧‧‧分區

214‧‧‧圖案化電極

214a‧‧‧透明導電圖案

214b‧‧‧橋接導電圖案

216‧‧‧狹縫

220‧‧‧第二基板

222‧‧‧共用電極

230‧‧‧液晶層

I‧‧‧間隙

Claims (18)

1. 一種可切換式光柵，包括：一第一基板，具有多個分區以及多個圖案化電極，其中各該圖案化電極分別位於其中一分區，且彼此電性絕緣，而各該圖案化電極具有多個狹縫，且各該圖案化電極具有一連續圖案(continuous pattern)；一第二基板，具有一共用電極；以及一液晶層，配置於該第一基板與該第二基板之間；其中，各該圖案化電極包括多個透明導電圖案，該些透明導電圖案彼此分離；以及多個橋接導電圖案，橋接於該些透明導電圖案之間，以使位於同一分區內之該些透明導電圖案彼此電性連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可切換式光柵，其中該些圖案化電極之間的間隙介於10微米至20微米之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之可切換式光柵，其中各該圖案化電極為一透明導電層。
4. 如申請專利範圍第1項所述之可切換式光柵，其中各該橋接導電圖案位於其中兩個狹縫之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述之可切換式光柵，其中該些橋接導電圖案之材質包括金屬。
6. 如申請專利範圍第1項所述之可切換式光柵，更包括一黑矩陣層，其中該黑矩陣層配置於該第一基板上，以遮蔽該些圖案化電極之間的間隙。
7. 如申請專利範圍第1項所述之可切換式光柵，更包括一黑矩陣層，其中該黑矩陣層配置於該第二基板上，以遮蔽該些圖案化電極之間的間隙。
8. 如申請專利範圍第1項所述之可切換式光柵，更包括一控制電極，其中該控制電極配置於該第一基板上，以遮蔽該些圖案化電極之間的間隙。
9. 如申請專利範圍第8項所述之可切換式光柵，更包括一介電層，其中該介電層配置於該第一基板上以覆蓋該控制電極，而該些圖案化電極配置於該介電層上，且該控制電極位於該些圖案化電極之間的該間隙下方。
10. 一種平面顯示器，包括：一顯示面板；一可切換式光柵，配置該顯示面板的一側，而該可切換式光柵包括：一第一基板，具有多個分區以及多個圖案化電極，其中各該圖案化電極分別位於其中一分區，且彼此電性絕緣，而各該圖案化電極具有多個狹縫，且各該圖案化電極具有一連續圖案；一第二基板，具有一共用電極；以及一液晶層，配置於該第一基板與該第二基板之間；其中，各該圖案化電極包括多個透明導電圖案，該些透明導電圖案彼此分離；以及多個橋接導電圖案，橋接於該些透明導電圖案之間，以使位於同一分區內之該些透明導電圖案彼此電性連接。
11. 如申請專利範圍第10項所述之可切換式光柵，其中該些圖案化電極之間的間隙介於10微米至20微米之間。
12. 如申請專利範圍第10項所述之可切換式光柵，其中各該圖案化電極為一透明導電層。
13. 如申請專利範圍第10項所述之可切換式光柵，其中各該橋接導電圖案位於其中兩個狹縫之間。
14. 如申請專利範圍第10項所述之可切換式光柵，其中該些橋接導電圖案之材質包括金屬。
15. 如申請專利範圍第10項所述之可切換式光柵，更包括一黑矩陣層，其中該黑矩陣層配置於該第一基板上，以遮蔽該些圖案化電極之間的間隙。
16. 如申請專利範圍第10項所述之可切換式光柵，更包括一黑矩陣層，其中該黑矩陣層配置於該第二基板上，以遮蔽該些圖案化電極之間的間隙。
17. 如申請專利範圍第10項所述之可切換式光柵，更包括一控制電極，其中該控制電極配置於該第一基板上，以遮蔽該些圖案化電極之間的間隙。
18. 如申請專利範圍第17項所述之可切換式光柵，更包括一介電層，其中該介電層配置於該第一基板上以覆蓋該控制電極，而該些圖案化電極配置於該介電層上，且該控制電極位於該些圖案化電極之間的該間隙下方。