TWI432857B

TWI432857B - 可旋轉３ｄ顯示器

Info

Publication number: TWI432857B
Application number: TW100117438A
Authority: TW
Inventors: Lunghsun Chen; Juilan Yu
Original assignee: Juilan Yu
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2011-05-18
Publication date: 2014-04-01
Also published as: TW201248277A; CN102789097B; CN102789097A

Description

可旋轉3D顯示器

本發明係有關於一種3D顯示器，特別是有關於一種可旋轉3D顯示器。

所謂立體影像就是在除了平面的X軸和Y軸之外，還要有明顯的深度。一般所採用是利用人類左、右眼所視角度略有不同，所接收影像有小幅差異的視差效果，在大腦中自動相互補償融合而形成的立體影像，並且在靜止以及移動的狀況下均能維持。也就是要能讓左、右眼所看到的影像能有些許不同。

以目前的立體影像技術而言，可區分為眼鏡式(glasses type) 3D技術和裸視(bare eye type) 3D技術。眼鏡式3D技術發展歷史悠久，早期3D立體電影是利用紅綠眼鏡來呈現效果。然而，由於紅綠眼鏡技術僅能在灰階或是單調色彩背景下呈現效果，目前已鮮少採用。

目前主流的商業化技術主要可分2種，分別是偏光眼鏡式(polarizing glasses)和快門眼鏡(shutter glasses)式技術，前者成本較低，故市場採用較為普及，但亮度及解析度較差，後者可解決殘影問題，但成本偏高。

然而，無論如何戴著眼鏡才能享受3D立體影像還是帶給使用者，相當的不便。

因此，裸眼3D技術的應用孕育而生，目前多半用在手機等小尺寸螢幕上，以呈現的3D影像效果。但是，裸眼3D的技術，雖然可以直接觀看，且不再需要佩帶偏光眼鏡。然而，裸眼3D的技術主要是藉由指向性背光、視差屏障(barrier type)或柱狀透鏡(lenticular lens)的方式，讓觀賞者的左右眼出現視差效果，以致於讓影像看起來真的具有一定的立體感。

然而，習知的裸眼3D的技術一旦決定了3D影像的呈現角度，就不易更改顯示的角度。因此，習知的裸眼3D的技術並不合適使用在常常需要改變顯示角度的可攜式電子裝置上。如何能改變3D顯示器的呈現角度，為顯示器業者所積極發展的方向。

鑒於上述之先前技術中所述，由於傳統的裸視3D技術並不容易更改3D顯示的角度，常造成使用上的限制。因此，如何能有效地改善裸視3D影像技術，使其可以根據使用者的需求改變3D顯示角度，不僅可以大幅推廣3D影像技術，更可以方便3D顯示器使用於可攜式電子裝置。

本發明之目的之一，係提供可旋轉3D顯示器，可以根據使用者的需求改變3D顯示角度。

根據以上所述之目的，本發明係揭露一種可旋轉3D顯示器，包含有一上電極基板、一下電極基板與一液晶層，配置於該上電極基板與該下電極基板之間，且利用該些長條狀上電極或該些長條狀下電極控制該液晶層中液晶的角度，使該液晶層形成一液晶透鏡，以呈現一3D影像。

上電極基板包含有複數個長條狀上電極較佳地互相平行配置、一上基板與一上電極介電層，長條狀上電極形成於上基板，且上電極介電層覆蓋長條狀上電極與上基板。

下電極基板包含有複數個長條狀下電極較佳地互相平行配置、一下基板與一下電極介電層，長條狀下電極形成於下基板，且下電極介電層覆蓋長條狀下電極與下基板。

其中長條狀上電極與長條狀下電極形成一預定的角度配置，較佳地近似90度。

長條狀上電極與長條狀下電極可以是氧化銦錫(Indium Tin Oxide；ITO)層、氧化鋅(Zinc Oxide；ZnO)層、氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide；IZO)層、氧化鋁鋅(Aluminum Zinc Oxide；AZO)層或氧化鎵鋅(Gallium Zinc Oxide；GZO)層所構成。此外，上電極介電層與下電極介電層較佳地具有一預定之電阻值。

當使用長條狀上電極控制液晶層中液晶的角度時，長條狀下電極與下電極介電層可形成顯示器所需之共通電極。當使用長條狀下電極控制液晶層中液晶的角度時，長條狀上電極與上電極介電層則可形成顯示器所需之共通電極。因此，本發明之可旋轉3D顯示器可根據需求切換所需的3D顯示角度。

舉例而言，當使用長條狀上電極控制液晶層中液晶的角度時，3D影像可以是一橫向立體影像，反之，當使用長條狀下電極控制液晶層中液晶的角度時，3D影像則可以是一縱向立體影像。

上述之上基板與下基板較佳地均為玻璃基板所構成。而上述之預定的角度近似90度。

因此，本發明所揭露之可旋轉3D顯示器利用液晶3D鏡頭，可根據使用角度調整影像的立體角度。例如是，當使用者以縱向觀看顯示畫面時，此時，畫面形成縱向的立體影像。反之，當使用者以橫向觀看顯示畫面時，此時，畫面形成橫向的立體影像。使用者可以更方便地在不同的畫面形式下，觀看3D的影像，有效地改善習知3D顯示器不易改變觀看方向之缺點。

本發明係揭露一種可旋轉3D顯示器，利用液晶可調整角度的特性，形成所需的立體影像，且可以根據使用角度，呈現不同方向的立體影像。以下將以圖示及詳細說明清楚說明本發明之精神，如熟悉此技術之人員在瞭解本發明之較佳實施例後，當可由本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。

參閱第1圖，其係繪示本發明之可旋轉3D顯示器之立體示意圖。如圖中所示，本發明之可旋轉3D顯示器係由一上電極基板200與一下電極基板100所構成。其中，下電極基板100較佳地包含有一下基板110、一長條狀下電極120與一下電極介電層130。其中，長條狀下電極120較佳地係由一透明導電層所構成，例如是一氧化銦錫(Indium Tin Oxide；ITO)層、氧化鋅(Zinc Oxide；ZnO)層、氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide；IZO)層、氧化鋁鋅(Aluminum Zinc Oxide；AZO)層或氧化鎵鋅(Gallium Zinc Oxide；GZO)層所構成之長條狀電極。下基板110較佳地則為一下玻璃基板，其亦可為一下透明樹指基板，或其他透明材質所構成之下基板，其均不脫離本發明之精神與範圍。

長條狀下電極120形成於下基板110之上，長條狀下電極120較佳地係互相平行配置，然後再利用下電極介電層130覆蓋，並於長條狀下電極120上形成一具有一預定電阻值的介電層。下電極介電層130可包含有一預定電阻值的介電層，以形成一均勻電場層，亦可進一步包含有一液晶配向層，以控制液晶的初始角度並使其整齊排列。

相同地，上電極基板200較佳地包含有一上基板180、一長條狀上電極170與一上電極介電層160。其中，長條狀上電極170較佳地亦係由一透明導電層所構成，例如是一氧化銦錫(Indium Tin Oxide；ITO)層、氧化鋅(Zinc Oxide；ZnO)層、氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide；IZO)層、氧化鋁鋅(Aluminum Zinc Oxide；AZO)層或氧化鎵鋅(Gallium Zinc Oxide；GZO)層所構成之長條狀電極。上基板180較佳地則為一上玻璃基板，其亦可為一上透明樹指基板，或其他透明材質所構成之上基板，其均不脫離本發明之精神與範圍。

長條狀上電極170形成於上基板180之上，長條狀上電極170較佳地係互相平行配置，然後再利用上電極介電層160覆蓋，並於長條狀上電極170上形成一具有一預定電阻值的介電層。上電極介電層160可包含有一預定電阻值的介電層，以形成一均勻電場層，亦可進一步包含有一液晶配向層，以控制液晶的初始角度並使其整齊排列。

當上電極基板100與上電極基板200組合後，長條狀下電極120的走向與長條狀上電極170的走向，形成一預定的角度。其中，該角度介於0度與180度之間，且不等於0度與180度，較佳地該角度近似90度。

此外，上電極介電層160或下電極介電層130，可以是由銦鎵鋅氧(IGZO；In-Ga-Zn-O)、氧化鋅(Zinc Oxide；ZnO)、氧化鋁鋅(Aluminum Zinc Oxide；AZO)、聚-3,4-亞乙基二氧硫代酚(poly-3,4-ethylenedioxythiophene；PEDOT)、氧化铌(NbxOy)、氧化鋁(Alumina；Al₂ O₃ )、氧化鈦(Titania；TiO₂ )、氧化錫(SnO₂ 、SnO₅ )、二氧化鉿(HfO₂ )、氮化矽(silicon nitride；Si₃ N₄ )、氧化鉭(Ta₂ O₅ )、氧化鋯(ZrO₂ )、氧化鑭(La₂ O₃ )或氧化镨(Pr₂ O₃ )所構成。

進一步參閱第2圖與第3圖，第2圖係繪示本發明之可旋轉3D顯示器利用下電極控制液晶透鏡之示意圖，而第3圖則係繪示本發明之可旋轉3D顯示器利用上電極控制液晶透鏡之示意圖。

如第2圖所示，當利用長條狀下電極120控制液晶層140，以形成所需的液晶透鏡150時，由於本發明利用在長條狀上電極170被施予一預定的電壓，且其上形成有一定電阻值的上電極介電層160，因此，可形成一均勻的電位，以形成所需的共通電極。而在長條狀下電極120則分別施予所需的電壓，以改變液晶層140中液晶的角度，進而形成所需的液晶透鏡150。

進一步如第3圖所示，當利用長條狀上電極170控制液晶層140，以形成所需的液晶透鏡150時，由於本發明利用在長條狀下電極120被施予一預定的電壓，且其上形成有一定電阻值的下電極介電層130，因此，可形成一均勻的電位，以形成所需的共通電極。而在長條狀上電極170則分別施予所需的電壓，以改變液晶層140中液晶的角度，以形成所需的液晶透鏡150。

再進一步參閱第4圖與第5圖，第4圖係繪示本發明之可旋轉3D顯示器橫向顯示立體影像之示意圖，而第5圖則係繪示本發明之可旋轉3D顯示器縱向顯示立體影像之示意圖。

由於，長條狀下電極120與長條狀上電極170形成有一預定的角度，較佳地近似90度。當欲觀賞第4圖所示之橫向顯示立體影像時，可以利用長條狀下電極120控制液晶層140中液晶的角度，以在本發明之可旋轉3D顯示器形成所需的橫向立體影像400。當欲觀賞第5圖所示之縱向顯示立體影像時，可以利用長條狀上電極170控制液晶層140中液晶的角度，以在本發明之可旋轉3D顯示器形成所需的縱向立體影像500。本發明可根據所需的立體影像角度，利用長條狀上電極或下電極，以控制液晶的角度，進而顯示橫向或縱向的3D影像。

因此，本發明之可旋轉3D顯示器可以方便地根據使用者觀看顯示器的方向，決定所需的液晶的角度，形成所需的液晶透鏡，進而提供合適的3D影像，亦可以將顯示器切換為2D的顯示器。此外，本發明之可旋轉3D顯示器藉由長條狀上電極或下電極，以控制液晶的角度，以形成多個柱狀透鏡，進而顯示3D影像。每一個柱狀透鏡較佳地可由複數個上電極或下電極所控制，較佳地三個以上的上電極或下電極所控制，更佳地五個以上的上電極或下電極所控制，使得柱狀透鏡的角度更為平滑，且藉由電極介電層所形成之均勻電場層，更可以使得每一個柱狀透鏡的曲面更為平滑，參閱第2圖與第3圖之液晶透鏡150。

由於本發明之可旋轉3D顯示器係採用液晶3D鏡頭，且利用形成一預定角度配置的條狀上電極與條狀下電極控制液晶的角度，故其可以根據不同的使用角度調整影像的立體角度。當使用者以縱向觀看顯示畫面時，此時，影像畫面形成縱向的立體影像。反之，當使用者以橫向觀看顯示畫面時，此時，畫面形成橫向的立體影像。因此，使用者可以方便地在不同的畫面形式下，觀看3D的影像，而不會如習知立體影像僅能在單一的角度下形成3D的立體影像。

如熟悉此技術之人員所瞭解的，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍。凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

100．．．下電極基板

110．．．下基板

120．．．長條狀下電極

130．．．下電極介電層

140．．．液晶層

150．．．液晶透鏡

160．．．上電極介電層

170．．．長條狀上電極

180．．．上基板

200．．．上電極基板

400．．．橫向立體影像

500．．．縱向立體影像

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖係為本發明之可旋轉3D顯示器之立體示意圖；

第2圖係為本發明之可旋轉3D顯示器利用下電極控制液晶透鏡之示意圖；

第3圖係為本發明之可旋轉3D顯示器利用上電極控制液晶透鏡之示意圖；

第4圖係為本發明之可旋轉3D顯示器橫向顯示立體影像之示意圖；以及

第5圖係為本發明之可旋轉3D顯示器縱向顯示立體影像之示意圖。