TWI435116B - 立體顯示器及其影像顯示方法 - Google Patents

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Description

立體顯示器及其影像顯示方法
本發明是有關於一種立體顯示器及其操作方法，且特別是有關於一種可提供2D顯示模式、3D直式(portrait)顯示模式與3D橫式(landscape)顯示模式之立體顯示器及其影像顯示方法。
目前的立體顯示技術大致可分成觀賞者可直接裸眼觀賞之裸眼式(auto-stereoscopic)以及需配戴特殊設計眼鏡觀賞之戴眼鏡式(stereoscopic)。裸眼式立體顯示的工作原理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，人眼會觀察將二影像重疊解讀成一立體影像。戴眼鏡式立體顯示的工作原理主要是利用顯示器顯示左右眼畫面，經由頭戴式眼鏡的選擇，讓左右眼分別看到左右眼畫面以形成立體視覺。
此外，目前許多顯示器也已經可以提供直式(portrait)顯示與橫式(landscape)顯示兩種顯示模式。然而，上述可以提供直式(portrait)顯示與橫式(landscape)顯示兩種顯示模式之顯示器都只限於2D顯示模式之顯示器。換言之，目前尚未有立體顯示器可以同時提供3D直式(portrait)顯示以及3D橫式(landscape)顯示模式。
本發明提供一種立體顯示器及其操作方法，其可以提供2D顯示模式、3D直式(portrait)顯示模式與3D橫式(landscape)顯示模式。
本發明提出一種立體顯示器，其包括顯示面板、第一液晶面板以及第二液晶面板。第一液晶面板位於顯示面板的上方。第二液晶面板位於第一液晶面板的上方，其中第二液晶面板包括第一透鏡組、第二透鏡組、下電極、上電極、液晶材料層以及第一聚合物層。第一透鏡組與第二透鏡組彼此相對向設置，且第一透鏡組的延伸方向與第二透鏡組的延伸方向具有不等於180度的夾角。下電極位於第一透鏡組的表面上。上電極位於第二透鏡組的表面上。液晶材料層位於上電極與下電極之間。第一聚合物層填於第一透鏡組內。
本發明提出一種立體顯示器的影像顯示方法，此方法首先提供如上所述之立體顯示器以及將該顯示面板發出的具有一第一偏振方向的光線依序通過該第一液晶面板以及該第二液晶面板以顯示出一影像。
本發明提出一種立體顯示器的影像顯示方法，此方法首先提供如上所述之立體顯示器。當欲顯示出2D影像時，將顯示面板發出的具有第一偏振方向的光線在通過第一液晶面板之後被旋轉成具有第二偏振方向的光線，且具有第二偏振方向的光線在通過第二液晶面板之後仍保持第二偏振方向，其中具有第二偏振方向的光線在通過第二液晶面板之聚合物層時實質上不產生折射，而顯示出2D影像。當欲顯示出3D直式顯示模式之影像時，將顯示面板發出的具有第一偏振方向的光線在通過第一液晶面板之後被旋轉成具有第二偏振方向的光線，且具有第二偏振方向的光線在通過第二液晶面板之後再度被旋轉成第一偏振方向的光線，其中所述具有第一偏振方向的光線在通過第二液晶面板之聚合物層時產生折射，而顯示出3D直式顯示模式之影像。當欲顯示出3D橫式顯示模式之影像時，將顯示面板發出的具有第一偏振方向的光線在通過第一液晶面板之後實質上仍保持第一偏振方向，且具有第一偏振方向的光線在通過第二液晶面板之後被旋轉成具有第二偏振方向的光線，其中所述具有第二偏振方向的光線在通過第二液晶面板之聚合物層時產生折射，而顯示出3D橫式顯示模式之影像。
基於上述，本發明之立體顯示器因使用第一液晶面板與第二液晶面板的搭配，且在第二液晶面板之透鏡組中設置聚合物層。藉由上述結構之搭配便可實現此顯示器可以提供2D顯示模式、3D直式(portrait)顯示模式與3D橫式(landscape)顯示模式三種顯示模式中之一。
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。
 第一實施例
圖1是根據本發明一實施例之立體顯示器的剖面示意圖。請參照圖1，本實施例之立體顯示器包括顯示面板100、第一液晶面板200以及第二液晶面板300。
顯示面板100包括畫素陣列基板101、對向基板104以及顯示介質102。畫素陣列基板101上包括多條掃描線(未繪示)、多條資料線(未繪示)以及多個畫素結構(未繪示)。每一畫素結構具有主動元件(未繪示)以及畫素電極(未繪示)。主動元件可為底部閘極型薄膜電晶體或是頂部閘極型薄膜電晶體，其包括閘極、通道、源極以及汲極。閘極與掃描線電性連接。源極與資料線電性連接。通道位於閘極與源極/汲極位之間。對向基板104位於畫素陣列基板101的對向。對向基板104可為空白基板或是設置有電極層(未繪示)之基板。此外，對向基板104上可更包括設置有彩色濾光陣列(未繪示)以及遮光圖案層(未繪示)。顯示介質102位於畫素陣列基板101與顯示介質104之間。顯示介質102可包括液晶分子、電泳顯示介質、或是其它可適用的介質。
根據本實施例，上述之顯示面板100可進一步包括至少一偏光片106、108，其分別設置在畫素陣列基板100以及對向基板108的表面上。另外，在顯示面板100之背面更進一步包括背光模組110，其用以提供顯示面板100所需的光源。
第一液晶面板200位於顯示面板100的上方。根據本實施例，第一液晶面板200包括第一基板202、位於第一基板的對向的第二基板210以及位於第一基板202與第二基板210之間的液晶層206。第一基板202與第二基板210可為透明硬質基板或是透明軟性基板。第一基板202上設置有第一電極204，且第二基板210上設置有第二電極208。
根據一實施例，第一電極204與第二電極208都是未圖案化之電極層。換言之，在此實施例中，於第一電極204與第二電極208上施予電壓時，是全面地控制液晶層206的扭轉。
根據另一實施例，第一電極204具有第一電極圖案，且第二電極208具有第二電極圖案。所述第一電極204之第一電極圖案與第二電極208第二電極圖案可分別為條狀圖案且兩者彼此交越設置，以使第一液晶面板200構成被動式液晶胞。當然，也可以將第一液晶面板200設計成主動式液晶胞，也就是在上述之第一電極204或第二電極208設計成具有主動元件之電極層。倘若第一液晶面板200為被動式液晶胞或是主動式液晶胞，則可以控制第一液晶面板200中局部區域的液晶層206產生扭轉。如此，可以使本實施例之顯示器具有能夠局部顯示3D影像之效果。
另外，第二液晶面板300位於第一液晶面板200的上方。第二液晶面板300包括第一透鏡組320、第二透鏡組330、下電極304、上電極316、液晶材料層310以及聚合物層308、312。在本發明之各個實施例中，聚合物層308、312舉例係包括液晶聚合物層，但不以此為限，其他適合之材料亦可予以應用。
在本實施例中，第一透鏡組320是由第一支撐基板302以及位於第一支撐基板302上之第一透鏡結構306所構成。第二透鏡組330是由第二支撐基板318以及位於第二支撐基板318上之第二透鏡結構314所構成。上述之第一透鏡結構306與第二透鏡結構314例如是由具有凹槽結構306a,314a之膠材(resin)所構成。所述膠材例如是紫外光固化膠材、熱固化膠材或是其他適用之膠材。此外，所述第一透鏡結構306與第二透鏡結構314分別包括多個柱狀透鏡結構。在此，所述多個柱狀透鏡結構亦即是形成在膠材中的多個柱狀凹槽結構306a,314a。特別是，第一透鏡組320與第二透鏡組330彼此相對向設置，且第一透鏡組320之第一透鏡結構306的延伸方向與第二透鏡組330之第二透鏡結構314的延伸方向具有不等於180度的夾角，如圖2所示。換言之，柱狀透鏡結構306(柱狀凹槽結構306a)的延伸方向與柱狀透鏡結構314(柱狀凹槽結構314a)的延伸方向不相同。
另外，聚合物層308、312是填於第一透鏡組320之第一透鏡結構306(柱狀凹槽結構306a)內以及第二透鏡組330之第二透鏡結構314(柱狀凹槽結構314a)內。聚合物層308之聚合物分子308a是以固定的排列方式排列於第一透鏡組320之第一透鏡結構306(柱狀凹槽結構306a)內，且聚合物層312之聚合物分子312a是以固定的排列方式排列於第二透鏡組330之第二透鏡結構314(柱狀凹槽結構314a)內。在本實施例中，聚合物層308之聚合物分子308a是橫躺於第一透鏡結構306內。同樣地，聚合物層312之聚合物分子312a是橫躺於第二透鏡結構314內。因此，聚合物層308與聚合物層312具有特定的配向方向(例如是X方向之配向方向)。在本發明之各個實施例中，聚合物分子308a、312a舉例係包括液晶聚合物分子，但不以此為限，其他適合之材料亦可予以應用。
值得一提的是，在本實施例中，聚合物層308,312之聚合物分子308a,312a具有第一軸向折射率(no)以及第二軸向折射率(ne)。所述第一軸向折射率(no)一般又可稱為液晶分子之短軸折射率，所述第二軸向折射率(ne)又可稱為液晶分子之長軸折射率。第一透鏡結構306的折射率(膠材的折射率)與聚合物層308之聚合物分子308a的第一軸向折射率(no)相當，且第二透鏡結構314的折射率(膠材的折射率)與聚合物層312之聚合物分子312a的第一軸向折射率(no)相當。
另外，在第二液晶面板300中，下電極304是位於第一透鏡組320的表面上，且上電極316是位於第二透鏡組330的表面上。在本實施例中，下電極304是設置於第一支撐基板302與第一透鏡結構306之間，且上電極316是位於第二支撐基板318與第二透鏡結構314之間。
類似地，根據一實施例，上電極316與下電極304分別為未圖案化之電極層。換言之，在此實施例中，於上電極316與下電極304施予電壓時，是全面地控制液晶材料層310的扭轉。
根據另一實施例，下電極304具有下電極圖案，且上電極316具有上電極圖案。所述下電極304之下電極圖案與上電極316之下電極圖案可分別為條狀圖案且兩者彼此交越設置，以使第二液晶面板300構成被動式液晶胞。當然，也可以將第二液晶面板300設計成主動式液晶胞，也就是在上述之下電極304或上電極316設計成具有主動元件之電極層。倘若第二液晶面板300為被動式液晶胞或是主動式液晶胞，則可以控制第二液晶面板300中局部區域的液晶材料層310產生扭轉。如此，可以使本實施例之顯示器具有能夠局部顯示3D影像之效果。
本發明之立體顯示器的影像顯示方法包括提供本發明之實施例中之立體顯示器之一以及將該顯示面板發出的具有一第一偏振方向的光線依序通過該第一液晶面板以及該第二液晶面板以顯示出一影像，其中該影像係為一2D影像、一3D直式顯示模式之影像或一3D橫式顯示模式之影像。
以下詳細說明圖1之立體顯示器的影像顯示方法。
2D顯示模式
圖3A是圖1之立體顯示器之2D顯示模式之示意圖。請先參照圖3A，當欲使所述顯示器顯示出2D影像時，不對第一液晶面板200施予電壓而使液晶層206保持扭轉排列狀態，並對第二液晶面板300施予電壓以使液晶材料層310呈直立排列狀態。在本實施例中，上述第一液晶面板200之液晶層206與第二液晶面板300之液晶材料層310是使用扭轉向列式液晶分子，其操作電壓可為3.3V或5V。然，本發明不限第一液晶面板200之液晶層206與第二液晶面板300之液晶材料層310之形式以及其操作電壓大小。在其他實施例中，也可採用其他種形式之液晶材料並使用合適的操作電壓。
首先，顯示面板100發出具有第一偏振方向的光線L1。換言之，背光模組110所發出的光線在經過顯示面板100之偏光片106、108以及顯示介質102之偏光以及扭轉之後，所射出的光線L1為具有第一偏振方向(例如是平行X方向之偏振方向)。
之後，由於第一液晶面板200中的液晶層206為扭轉排列狀態，因此光線L1在通過第一液晶面板200之後會被旋轉成具有第二偏振方向(例如是平行Y方向之偏振方向)的光線L2。
接著，由於第二液晶面板300之液晶材料層310為直立排列狀態，因此具有第二偏振方向的光線L2在通過第二液晶面板300之後仍保持第二偏振方向。
特別是，由於聚合物層308具有第一方向之配向方向(X方向配向)，且第一透鏡結構306的折射率與聚合物層308之聚合物分子308a的第一軸向折射率(no)相當。因此，具有第二偏振方向的光線L2在通過第二液晶面板300之第一透鏡結構306與聚合物層308時不會有折射行為。換言之，光線L2是直接通過第一透鏡結構306與聚合物層308而成為具有第二偏振方向之光線L3。
之後，由於第二液晶面板300之液晶材料層310為直立排列狀態，因此光線L3在通過液晶材料層310之後仍為第二偏振方向。
接著，由於聚合物層312具有第一方向之配向方向(X方向配向)，且第二透鏡結構314的折射率與聚合物層312之聚合物分子312a的第一軸向折射率(no)相當。因此，當具有第二偏振方向之光線L3在通過第二液晶面板300之聚合物層312與第二透鏡結構314時，具有第二偏振方向的光線L3同樣不會有折射行為。換言之，光線L3直接通過聚合物層312與第二透鏡結構314之後會以光線L4直接穿出第二液晶面板300。
在圖3A之顯示模式中，由於光線L4是直接穿出第二液晶面板300而無折射行為，因而此時所觀看到的是2D的影像。
3D直式(portrait)顯示模式
圖3B是圖1之立體顯示器之3D直式(portrait)顯示模式之示意圖。請參照圖3B，當欲使所述顯示器以3D直式(portrait)顯示模式顯示3D影像時，不對第一液晶面板200施予電壓而使液晶層206保持扭轉排列狀態，且也不對第二液晶面板300施予電壓以使液晶材料層310保持扭轉排列狀態。
同樣地，顯示面板100發出具有第一偏振方向的光線L1(例如是平行X方向之偏振方向)。
接著，由於第一液晶面板200中的液晶層206為扭轉排列狀態，因此光線L1在通過第一液晶面板200之後會被旋轉成具有第二偏振方向(例如是平行Y方向之偏振方向)的光線L2。
接著，由於第二液晶面板300之液晶材料層310也為扭轉排列狀態，因此具有第二偏振方向的光線L2在通過第二液晶面板300之後會被扭轉成第一偏振方向(例如是平行X方向之偏振方向)。
特別是，由於聚合物層308具有第一方向之配向方向(X方向配向)，且第一透鏡結構306的折射率與聚合物層308之聚合物分子308a的第一軸向折射率(no)相當。因此，具有第二偏振方向的光線L2在通過第二液晶面板300之第一透鏡結構306與聚合物層308時不會有折射行為。換言之，光線L2是直接通過第一透鏡結構306與聚合物層308而成為具有第二偏振方向之光線L3。
之後，當具有第二偏振方向之光線L3在通過液晶材料層310時，會被扭轉成第一偏振方向(例如是平行X方向之偏振方向)。
接著，由於聚合物層312具有第一方向之配向方向(X方向配向)，因此具有第一偏振方向的光線L3在通過聚合物層312與第二透鏡結構314時，會因為聚合物層312之聚合物分子312a的第二軸向折射率(ne)與第二透鏡結構314的折射率之差異而產生折射行為。換言之，光線L3在通過聚合物層312與第二透鏡結構314之後會以折射光線L4穿出第二液晶面板300。
在圖3B之顯示模式中，由於光線L4是以折射出光形式穿出第二液晶面板300，因而此時可以觀看到3D的影像。
3D橫式(landscape)顯示模式
圖3C是圖1之立體顯示器之3D橫式(landscape)顯示模式之示意圖。請參照圖3C，當欲使所述顯示器以3D橫式(landscape)顯示模式顯示3D影像時，對第一液晶面板200施予電壓而使液晶層206呈現直立排列狀態，且不對第二液晶面板300施予電壓以使液晶材料層310保持扭轉排列狀態。
同樣地，顯示面板100發出具有第一偏振方向的光線L1(例如是平行X方向之偏振方向)。
接著，由於第一液晶面板200中的液晶層206為直立排列狀態，因此光線L1在通過第一液晶面板200之後仍為具有第一偏振方向(例如是平行X方向之偏振方向)的光線L2。
之後，由於第二液晶面板300之液晶材料層310為扭轉排列狀態，因此具有第一偏振方向的光線L2在通過第二液晶面板300之後會被扭轉成第二偏振方向(例如是平行Y方向之偏振方向)。
特別是，由於聚合物層308具有第一方向之配向方向(X方向配向)，具有第一偏振方向之光線L2在通過第二液晶面板300之第一透鏡結構306與聚合物層308時，會因為第一透鏡結構306的折射率與聚合物層308之聚合物分子308a的第二軸向折射率(ne)之差異而產生折射行為。換言之，光線L2在通過第一透鏡結構306與聚合物層308之後會形成折射光線L3。
之後，折射光線L3在通過液晶材料層310時，會被扭轉成第二偏振方向(例如是平行Y方向之偏振方向)。
之後，由於聚合物層312具有第一方向之配向方向(X方向配向)，且第二透鏡結構314的折射率與聚合物層312之聚合物分子312a的第一軸向折射率(no)相當。因此當具有第二偏振方向之折射光線L3在通過第二液晶面板300之聚合物層312與第二透鏡結構314時不會有折射行為。換言之，折射光線L3是以原行進方向通過聚合物層312與第二透鏡結構314並以原行進方向穿出第二液晶面板300，而形成具有第二偏振方向之折射光線L4。
在圖3C之顯示模式中，由於光線L4是以折射出光形式穿出第二液晶面板300，因而此時可以觀看到3D的影像。
第二實施例
圖4是根據本發明另一實施例之立體顯示器的剖面示意圖。圖4之實施例與圖1之實施例相似，因此在此與圖1之實施例相同的元件以相同的符號表示，且不再重複贅述。圖4之實施例與圖1之實施例不相同之處在於，在第二液晶面板300之第一透鏡結構306內不填入聚合物層，而僅在第二透鏡結構314內填入聚合物層312。換言之，在第一透鏡組320中，第一透鏡結構306之柱狀透鏡結構(柱狀凹槽結構)內不填入聚合物層，因此液晶材料層310是直接與第一透鏡結構306接觸。
在本實施例中，由於第二液晶面板300之第一透鏡結構306內不填入聚合物層，因此填於第一透鏡結構306內之液晶材料層310則是作為光線通過第一透鏡結構306時是否產生折射行為之介質。換言之，在此實施例中，液晶材料層310之液晶分子具有第一軸向折射率(no)以及第二軸向折射率(ne)。特別是，第一透鏡結構306的折射率與液晶材料層310的第一軸向折射率(no)相當。
根據本發明之另一實施例(沒有繪示出)，也可以是第二液晶面板之第二透鏡結構內不填入聚合物層，而僅在第一透鏡結構內填入聚合物層。換言之，在第二透鏡組中，第二透鏡結構之柱狀透鏡結構(柱狀凹槽結構)內不填入聚合物層。在此實施例中，第二透鏡結構的折射率與液晶材料層的第一軸向折射率(no)相當。
換言之，在本發明之顯示器之第二液晶面板中，聚合物層可以是填入第一透鏡組、第二透鏡組或是第一與第二透鏡組兩者。
類似地，上述圖4之實施例之顯示器的影像顯示方法如下所述。
2D顯示模式
圖5A是圖4之立體顯示器之2D顯示模式之示意圖。請先參照圖5A，當欲使所述顯示器顯示出2D影像時，不對第一液晶面板200施予電壓而使液晶層206保持扭轉排列狀態，並對第二液晶面板300施予電壓以使液晶材料層310呈直立排列狀態。
首先，顯示面板100發出具有第一偏振方向的光線L1(例如是平行X方向之偏振方向)。
之後，由於第一液晶面板200中的液晶層206為扭轉排列狀態，因此光線L1在通過第一液晶面板200之後會被旋轉成具有第二偏振方向(例如是平行Y方向之偏振方向)的光線L2。
接著，由於第二液晶面板300之液晶材料層310為直立排列狀態，因此具有第二偏振方向的光線L2在通過第二液晶面板300之後仍保持第二偏振方向。
特別是，由於第一透鏡結構306具有第一方向之排列方向(往X方向排延伸列)，因此填於第一透鏡結構306內之液晶材料層310具有第一方向之配向方向(X方向配向)。另外，第一透鏡結構306的折射率與液晶材料層310之第一軸向折射率(no)相當。因此，具有第二偏振方向的光線L2在通過第二液晶面板300之第一透鏡結構306與填於第一透鏡結構306內之液晶材料層310時不會有折射行為。換言之，光線L2是直接通過第一透鏡結構306而成為具有第二偏振方向之光線L3。
之後，由於第二液晶面板300之液晶材料層310為直立排列狀態，因此光線L3在通過液晶材料層310之後仍為第二偏振方向。
接著，由於聚合物層312具有第一方向之配向方向(X方向配向)，且第二透鏡結構314的折射率與聚合物層312之聚合物分子312a的第一軸向折射率(no)相當。因此，當具有第二偏振方向之光線L3在通過第二液晶面板300之聚合物層312與第二透鏡結構314時，具有第二偏振方向的光線L3同樣不會有折射行為。換言之，光線L3直接通過聚合物層312與第二透鏡結構314之後會以光線L4直接穿出第二液晶面板300。
在圖5A之顯示模式中，由於光線L4是直接穿出第二液晶面板300而無折射行為，因而此時所觀看到的是2D的影像。
3D直式(portrait)顯示模式
圖5B是圖4之立體顯示器之3D直式(portrait)顯示模式之示意圖。請參照圖5B，當欲使所述顯示器以3D直式(portrait)顯示模式顯示3D影像時，不對第一液晶面板200施予電壓而使液晶層206保持扭轉排列狀態，且也不對第二液晶面板300施予電壓以使液晶材料層310保持扭轉排列狀態。
同樣地，顯示面板100發出具有第一偏振方向的光線L1(例如是平行X方向之偏振方向)。
接著，由於第一液晶面板200中的液晶層206為扭轉排列狀態，因此光線L1在通過第一液晶面板200之後會被旋轉成具有第二偏振方向(例如是平行Y方向之偏振方向)的光線L2。
接著，由於第二液晶面板300之液晶材料層310也為扭轉排列狀態，因此具有第二偏振方向的光線L2在通過第二液晶面板300之後會被扭轉成第一偏振方向(例如是平行X方向之偏振方向)。
特別是，由於第一透鏡結構306具有第一方向之排列方向(往X方向排延伸列)，因此填於第一透鏡結構306內之液晶材料層310具有第一方向之配向方向(X方向配向)。另外，第一透鏡結構306的折射率與液晶材料層310之第一軸向折射率(no)相當。因此，具有第二偏振方向的光線L2在通過第二液晶面板300之第一透鏡結構306與填於第一透鏡結構306內之液晶材料層310時不會有折射行為。換言之，光線L2是直接通過第一透鏡結構306而成為具有第二偏振方向之光線L3。
之後，當具有第二偏振方向之光線L3在通過液晶材料層310時，會被扭轉成第一偏振方向(例如是平行X方向之偏振方向)。
接著，由於聚合物層312具有第一方向之配向方向(X方向配向)，因此具有第一偏振方向的光線L3在通過聚合物層312與第二透鏡結構314時，會因為聚合物層312之聚合物分子312a的第二軸向折射率(ne)與第二透鏡結構314的折射率之差異而產生折射行為。換言之，光線L3在通過聚合物層312與第二透鏡結構314之後會以折射光線L4穿出第二液晶面板300。
在圖5B之顯示模式中，由於光線L4是以折射出光形式穿出第二液晶面板300，因而此時可以觀看到3D的影像。
3D橫式(landscape)顯示模式
圖5C是圖4之立體顯示器之3D橫式(landscape)顯示模式之示意圖。請參照圖5C，當欲使所述顯示器以3D橫式(landscape)顯示模式顯示3D影像時，對第一液晶面板200施予電壓而使液晶層206呈現直立排列狀態，且不對第二液晶面板300施予電壓以使液晶材料層310保持扭轉排列狀態。
同樣地，顯示面板100發出具有第一偏振方向的光線L1(例如是平行X方向之偏振方向)。
接著，由於第一液晶面板200中的液晶層206為直立排列狀態，因此光線L1在通過第一液晶面板200之後仍為具有第一偏振方向(例如是平行X方向之偏振方向)的光線L2。
之後，由於第二液晶面板300之液晶材料層310為扭轉排列狀態，因此具有第一偏振方向的光線L2在通過第二液晶面板300之後會被扭轉成第二偏振方向(例如是平行Y方向之偏振方向)。
特別是，由於第一透鏡結構306具有第一方向之排列方向(往X方向排延伸列)，因此位於第一透鏡結構306中的液晶材料層310也會具有第一方向之配向方向(X方向配向)。此時，具有第一偏振方向之光線L2在通過第二液晶面板300之第一透鏡結構306時，會因為第一透鏡結構306的折射率與液晶材料層310之聚合物分子的第二軸向折射率(ne)之差異而產生折射行為。換言之，光線L2在通過第一透鏡結構306與位於第一透鏡結構306之液晶材料層310之後會形成折射光線L3。
之後，折射光線L3在通過液晶材料層310時，會被扭轉成第二偏振方向(例如是平行Y方向之偏振方向)。
之後，由於聚合物層312具有第一方向之配向方向(X方向配向)，且第二透鏡結構314的折射率與聚合物層312之聚合物分子312a的第一軸向折射率(no)相當。因此當具有第二偏振方向之折射光線L3在通過第二液晶面板300之聚合物層312與第二透鏡結構314時不會有折射行為。換言之，折射光線L3是以原行進方向通過聚合物層312與第二透鏡結構314並以原行進方向穿出第二液晶面板300，而形成具有第二偏振方向之折射光線L4。
在圖5C之顯示模式中，由於光線L4是以折射出光形式穿出第二液晶面板300，因而此時可以觀看到3D的影像。
在上述各實施例中，第二液晶面板300內的上電極316是位於第二支撐基板318與第二透鏡結構314之間，且下電極304是位於第一支撐基板302與第一透鏡結構306之間。然，本發明不限於此。根據其他實施例，如圖6所示，下電極304也可位於第一支撐基板302的外表面，且上電極316可以位於第二支撐基板318的外表面。另外，如圖7所示，下電極304可以位於第一透鏡結構306與液晶材料層310之間，且上電極316可位於第二透鏡結構314與液晶材料層310之間。
綜上所述，本發明之立體顯示器因使用第一液晶面板與第二液晶面板的搭配，且在第二液晶面板之透鏡組中設置聚合物層。藉由上述結構之搭配便可實現此顯示器可以提供2D顯示模式、3D直式(portrait)顯示模式與3D橫式(landscape)顯示模式三種顯示模式。
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，故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．．．顯示面板
101．．．畫素陣列基板
102．．．顯示介質
104．．．對向基板
106、108．．．偏光片
110‧‧‧背光模組
200‧‧‧第一液晶面板
202‧‧‧第一基板
204‧‧‧第一電極
206‧‧‧液晶層
208‧‧‧第二電極
210‧‧‧第二基板
300‧‧‧第二液晶面板
302‧‧‧第一支撐基板
304‧‧‧下電極
306‧‧‧第一透鏡結構
306a‧‧‧凹槽結構
308,312‧‧‧聚合物層
308a,312a‧‧‧聚合物分子
310‧‧‧液晶材料層
314‧‧‧第二透鏡結構
314a‧‧‧凹槽結構
316‧‧‧上電極
318‧‧‧第二支撐基板
320‧‧‧第一透鏡組
330‧‧‧第二透鏡組
L1~L4L‧‧‧光線
圖1是根據本發明一實施例之立體顯示器的剖面示意圖。
圖2是圖1之第一透鏡組與第二透鏡組的立體示意圖。
圖3A是圖1之立體顯示器之2D顯示模式之示意圖。
圖3B是圖1之立體顯示器之3D直式(portrait)顯示模式之示意圖。
圖3C是圖1之立體顯示器之3D橫式(landscape)顯示模式之示意圖。
圖4是根據本發明另一實施例之立體顯示器的剖面示意圖。
圖5A是圖4之立體顯示器之2D顯示模式之示意圖。
圖5B是圖4之立體顯示器之3D直式(portrait)顯示模式之示意圖。
圖5C是圖1之立體顯示器之3D橫式(landscape)顯示模式之示意圖。
圖6是根據本發明一實施例之立體顯示器中的第二液晶面板的剖面示意圖。
圖7是根據本發明另一實施例之立體顯示器中的第二液晶面板的剖面示意圖。
100．．．顯示面板
101．．．畫素陣列基板
102．．．顯示介質
104．．．對向基板
106、108．．．偏光片
110．．．背光模組
200．．．第一液晶面板
202．．．第一基板
204．．．第一電極
206．．．液晶層
208．．．第二電極
210．．．第二基板
300．．．第二液晶面板
302．．．第一支撐基板
304．．．下電極
306．．．第一透鏡結構
308,312．．．聚合物層
308a,312a．．．聚合物分子
310．．．液晶材料層
314．．．第二透鏡結構
316．．．上電極
318．．．第二支撐基板
320．．．第一透鏡組
330．．．第二透鏡組

Claims (6)

  1. 一種立體顯示器的影像顯示方法，包括：提供一立體顯示器，該立體顯示器包括：一顯示面板；一第一液晶面板，位於該顯示面板的上方；以及一第二液晶面板，位於該第一液晶面板的上方，其中該第二液晶面板包括：一第一透鏡組；一第二透鏡組，其中該第一透鏡組的延伸方向與該第二透鏡組的延伸方向具有一夾角，且該夾角不等於180度；一下電極，位於該第一透鏡組的一表面上；一上電極，位於該第二透鏡組的一表面上；一液晶材料層，位於該上電極與該下電極之間；以及一第一聚合物層，填於該第一透鏡組內；當欲顯示出一2D影像時，將該顯示面板發出的具有一第一偏振方向的光線在通過該第一液晶面板之後被旋轉成具有一第二偏振方向的光線，且具有該第二偏振方向的光線在通過該第二液晶面板之後仍保持該第二偏振方向，其中具有該第二偏振方向的光線在通過該第二液晶面板之該聚合物層時實質上不產生折射，而顯示出該2D影像；當欲顯示出一3D直式顯示模式之影像時，將該顯示面板發出的具有該第一偏振方向的光線在通過該第一液晶 面板之後被旋轉成具有該第二偏振方向的光線，且具有該第二偏振方向的光線在通過該第二液晶面板之後再度被旋轉成該第一偏振方向的光線，其中所述具有該第一偏振方向的光線在通過該第二液晶面板之該聚合物層時便產生折射，而顯示出該3D直式顯示模式之影像；以及當欲顯示出一3D橫式顯示模式之影像時，將該顯示面板發出的具有該第一偏振方向的光線在通過該第一液晶面板之後實質上仍保持該第一偏振方向，且具有該第一偏振方向的光線在通過該第二液晶面板之後被旋轉成具有該第二偏振方向的光線，其中所述具有該第二偏振方向的光線在通過該第二液晶面板之該聚合物層時產生折射，而顯示出該3D橫式顯示模式之影像。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於顯示該2D影像時，不對該第一液晶面板施予電壓使得該液晶層實質上呈現扭轉狀態，且對該第二液晶面板施予一電壓使得該液晶材料層實質上呈現直立狀態。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於顯示該3D直式顯示模式之影像時，不對該第一液晶面板施予電壓使得該液晶層實質上呈現扭轉狀態，且不對該第二液晶面板施予電壓使得該液晶材料層實質上呈現扭轉狀態。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於顯示該3D橫式顯示模式之影像時，對該第一液晶面板施予一電壓使得該液晶層實質上呈現直立狀態，且不對該第二液晶面板施予電壓使得該液晶材料層實質上呈現扭轉狀態。
  5. 一種立體顯示器的影像顯示方法，包括：提供一立體顯示器，該立體顯示器包括：一顯示面板；一第一液晶面板，位於該顯示面板的上方；以及一第二液晶面板，位於該第一液晶面板的上方，其中該第二液晶面板包括：一第一透鏡組；一第二透鏡組，其中該第一透鏡組的延伸方向與該第二透鏡組的延伸方向具有一夾角，且該夾角不等於180度；一下電極，位於該第一透鏡組的一表面上；一上電極，位於該第二透鏡組的一表面上；一液晶材料層，位於該上電極與該下電極之間；以及一第一聚合物層，填於該第一透鏡組內；以及將該顯示面板發出的具有一第一偏振方向的光線依序通過該第一液晶面板以及該第二液晶面板以顯示出一影像。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該影像係為一2D影像、一3D直式顯示模式之影像或一3D橫式顯示模式之影像。
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