TWI454744B

TWI454744B - 顯示器以及電子裝置

Info

Publication number: TWI454744B
Application number: TW099125622A
Authority: TW
Inventors: Jhen Wei He; Ching Hua Hung; Kuan Hsiung Wang; Yung Hsun Wu
Original assignee: Innolux Corp
Priority date: 2010-08-02
Filing date: 2010-08-02
Publication date: 2014-10-01
Also published as: TW201207434A

Description

顯示器以及電子裝置

本發明是有關於一種顯示器以及電子裝置，且特別是有關於一種可呈現不同偏振特性的顯示影像之顯示器以及電子裝置。

LCD顯示裝置中，一般而言，畫面之顯示係依循掃描線之順序而被更新。亦即，LCD顯示裝置中，一般而言，其顯示係以畫面之橫向之列之畫素為單位，從畫面之上往下之方向依照列之順序所更新。此方式被稱為所謂之循序掃描方式。直視型LCD顯示裝置所使用之液晶之應答速度緩慢，為了畫面之所有之畫素之顯示之更新，大約需要一幀之期間。亦即，直視型LCD顯示裝置之畫素之顯示係於垂直同步信號之1週期內依序地被更新。

因此，有於一幀之期間之中之特定之時間，畫面之特定之區域之畫素係顯示本次之幀之圖像，而畫面之其他之區域之畫素係顯示前次之幀之圖像之情形。

隨著科技的進步，顯示裝置不斷地創新，使得大眾對於影像的需求也愈來愈多樣化。雖然目前的顯示裝置都能有高解析度、高對比度與高亮度等優質規格，但其顯示出來的畫面仍侷限在二維平面上，而無法呈現出三維空間的立體影像。為了達到更逼真、更寫實的影像顯示效果，立體影像顯示技術正逐步地發展中。

目前的立體影像顯示技術分為兩種，一種是自動立體顯示(autostereoscopic display)技術，或稱裸眼式立體顯示技術。採用這種技術的裸眼式立體顯示器是在顯示面板前放置雙凸透鏡或光柵，藉由左右眼觀看的角度不同而觀看到不同的兩畫面，以產生立體影像。

另一種則是利用畫面偏極的效應，將二個影像同時以不同的偏光方向輸出，而使用者戴上偏光眼鏡，即可看到立體影像。此種立體影像顯示技術也可稱為戴眼鏡式立體顯示(stereoscopic display)技術。目前，戴眼鏡式立體顯示技術已經發展成熟，並廣泛用到某些特殊用途上，如軍事模擬或大型娛樂等。

習知一種戴眼鏡式立體顯示器是在顯示面板前設置一圖案化相位延遲片，其中圖案化相位延遲片具有多個第一延遲圖案與多個第二延遲圖案。各個第一延遲圖案可提供一固定的第一相位延遲，而各個第二延遲圖案可提供一固定的第二相位延遲，其中第一相位延遲與第二相位延遲不同。

當戴眼鏡式立體顯示器接收外界所提供之相異的第一影像訊號與第二影像訊號後，會經由戴眼鏡式立體顯示器的影像處理模組解析第一影像訊號以得到相應之第一影像資訊，同理，由戴眼鏡式立體顯示器的影像處理模組解析第二影像訊號以得到相應之第二影像資訊。戴眼鏡式立體顯示器顯示影像時，戴眼鏡式立體顯示器的顯示面板中對應第一延遲圖案的多個畫素會顯示第一影像資訊，而顯示面板中對應第二延遲圖案的多個畫素會顯示第二影像資訊。第一影像資訊的顯示影像穿過第一延遲圖案後可具有一第一偏振態，而第二影像資訊的顯示影像穿過第二延遲圖案後可具有一第二偏振態。使用者所佩帶的偏光眼鏡中，其中一個鏡片，例如左眼鏡片，可使第一偏振態的光線通過，而另一個鏡片，例如右眼鏡片，可使第二偏振態的光線通過。如此一來，使用者的雙眼將接受不同的影像資訊而可獲得立體影像。

然而，在這樣的設計下，使用者的左眼只能接收部分畫素所顯示的第一影像資訊，而右眼也只能接收其他部分畫素所顯示的第二影像資訊。因此，立體影像的解析度會降為顯示面板之畫素數量一半，而無法實現高解析度的顯示品質。

本發明提供一種顯示器，可在不損失畫面解析度的前提下提供不同偏振特性的偏振顯示影像，以讓使用者透過一偏振元件觀看預定之影像。

本發明提供一種電子裝置，具有可提供不同偏振特性之偏振顯示影像的顯示器。

本發明提供一種顯示器的顯示方法，使切換式偏振元件與顯示面板的畫素同步切換以顯示出兩種影像。

本發明提出一種顯示器，包括一顯示面板以及一切換式相位延遲元件。顯示面板提供具有一第一偏振態的一偏振影像，而切換式相位延遲元件配置於偏振影像的光徑上。切換式相位延遲元件包括一第一基板、多個第一電極條、多個第二電極條以及一相位延遲介質。第一基板配置於顯示面板上。第一電極條以及第二電極條配置於顯示面板與第一基板之間並且各自電性獨立。各第一電極條與其中一個第二電極條定義出一個相位延遲區。相位延遲介質配置於顯示面板與第一基板之間，並位於第一電極條的一側以及第二電極條的一側。位於各相位延遲區的相位延遲介質由對應的第一電極條以及對應的第二電極條之間的電場控制而提供一相位延遲，以使穿透該切換式相位延遲元件的該偏振影像轉變為具有一第二偏振態的該偏振影像。

在本發明之一實施例中，上述之顯示面板具有行列排列的多個畫素，且各相位延遲區的面積對應多數個畫素的面積。舉例而言，一個相位延遲區對應於至少一整行的該些畫素。此外，在一實施例中，顯示面板具有一時序控制單元，其用以驅動畫素，且時序控制單元更電性連接第一電極條以及第二電極條以輸入對應的控制電壓予第一電極條以及第二電極條。

在本發明之一實施例中，上述之顯示器更包括一控制晶片，其電性連接第一電極條以及第二電極條以輸入對應的控制電壓予第一電極條以及第二電極條。

在本發明之一實施例中，上述之切換式相位延遲元件更包括一第二基板，其配置於顯示面板與第一基板之間，且第一電極條、第二電極條以及相位延遲介質配置於第一基板與第二基板之間。

在本發明之一實施例中，上述之第一電極條位於相位延遲介質與第一基板之間，而第二電極條位於相位延遲介質與顯示面板之間。此時，第一電極條以及第二電極條的延伸方向相同或不同。

在本發明之一實施例中，上述之第一電極條以及第二電極條同時地位於相位延遲介質與顯示面板之間，或是同時地位於相位延遲介質與第一基板之間，且第一電極條以及第二電極條的延伸方向相同。在一實施例中，第一電極條以及第二電極條共平面設置。

在本發明之一實施例中，上述之顯示面板包括一偏振片，其鄰近切換式相位延遲元件而設以提供偏振影像。

在本發明之一實施例中，上述之偏振影像具有一線性偏振時，顯示器更包括一1/4波片，其配置於切換式相位延遲元件的一側。

在本發明之一實施例中，上述之相位延遲為零時，第二偏振態同於該第一偏振態。

在本發明之一實施例中，上述之相位延遲大於零或小於零時，第二偏振態異於第一偏振態。

在本發明之一實施例中，上述之偏振元件包括一第一偏振部以及一第二偏振部。第一偏振部的偏振特性實質上等同於第一偏振顯示影像的偏振特性，而第二偏振部的偏振特性實質上等同於第二偏振顯示影像的偏振特性。

在本發明之一實施例中，上述之偏振元件具有單一偏振特性，其等於第一偏振顯示影像的偏振特性或是第二偏振顯示影像的偏振特性。

本發明另提出一種電子裝置，包括前述之顯示器以及一輸入單元。輸入單元與顯示器耦合，並對顯示器提供輸入，以使顯示器進行顯示。

本發明又提出一種顯示器的顯示方法，顯示器包含具有行列排列的多個畫素的一顯示面板與具有多個相位延遲區的一切換式相位延遲元件。其中切換式相位延遲元件位於顯示面板上且電性連接顯示面板，且每一相位延遲區對應多數個該些畫素的面積。該顯示方法，首先，提供一影像資訊。接著，依循該顯示面板的一掃描順序顯示具有一第一偏振態的影像資訊，並同步驅動對應該掃描順序的該些相位延遲區以將具有該第一偏振態的該影像資訊轉為具有一第二偏振態的該影像資訊。

在本發明之一實施例中，上述之偏振態的關係是第二偏振態同於第一偏振態。

在本發明之一實施例中，上述之偏振態的關係是第二偏振態異於第一偏振態。

基於上述，本發明的顯示器及電子裝置中，在可提供偏振影像的顯示面板前配置一切換式相位延遲元件，切換式相位延遲元件的多個相位延遲區可以獨立地進行相位延遲的切換。因此，顯示面板中每個畫素所提供的光線都可轉變為不同偏振特性的第二偏振顯示影像。使用者透過偏振元件觀看顯示器即可獲得預定呈現的立體影像或是平面影像。如此一來，顯示器及電子裝置所呈現的立體影像可具有與顯示面板相同的解析度。

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。

為了實現相位延遲的切換，圖1A與圖1B繪示為本發明之兩種實施例的顯示器的剖面示意圖。請先參照圖1A，顯示器100A包括由多個掃描線與多個資料線相互垂直交錯所形成之具有多個畫素112的一顯示面板110以及一切換式相位延遲元件120。切換式相位延遲元件120主要由多個第一電極條E1、多個第二電極條E2以及一相位延遲介質Rm所構成，其中相位延遲介質Rm可藉由第一電極條E1與第二電極條E2之間的電場而呈現不同排列態樣以實現相位延遲的切換。

此外，為了承載並容納第一電極條E1、第二電極條E2以及相位延遲介質Rm，切換式相位延遲元件120更包括一基板B1。由圖1A可知，在本實施例中，第一電極條E1配置於基板B1上，而第二電極條E2則配置於顯示面板110上。相位延遲介質Rm則配置於相向的第一電極條E1與第二電極條E2之間。這樣的設計可將顯示面板110視為承載第二電極條E2的基板，而有助於減少顯示器100A的厚度。

另外，請參照圖1B，顯示器100B的元件設計可以是在顯示器100A的元件之外，更設置一基板B2。基板B2位於顯示面板110與基板B1之間，且切換式相位延遲元件120的第二電極條E2係設置於基板B2上。相位延遲介質Rm亦是配置於相向的第一電極條E1與第二電極條E2之間。經由上述兩實施例可知，切換式相位延遲元件120的第二電極條E2可以選擇性地直接配置於顯示面板110上或是配置於一獨立的基板B2上。

以下將以不同實施例更詳細地介紹本發明之精神，並且以下所述的顯示器可以採用上述之顯示器100A與100B其中一種元件設計以實現相位延遲的切換。換言之，以上所述切換式相位延遲元件120與顯示面板110的配置關係都可以用以實現接下來的實施例所描述的顯示器，或是以下實施例所描述的切換式相位延遲元件都可以應用於上述的顯示器100A或顯示器100B中。

圖1C與圖1D繪示為本發明之一實施例的顯示器在不同掃描圖框下的示意圖。請參照圖1C，顯示器100包括一顯示面板110以及一切換式相位延遲元件120。顯示面板110具有陣列排列的多個畫素112，且顯示面板110適於供應具有第一偏振態的一偏振影像Li。切換式相位延遲元件120配置於顯示面板110前，且具體地說，切換式相位延遲元件120位於偏振影像Li的光徑上。

在顯示器100中，顯示面板110可以是一液晶顯示面板、一電漿顯示面板、一有機電激發光顯示面板、或是其他平面或非平面顯示面板。此外，為了提供偏振影像Li，顯示面板110可包括一偏振片114，其鄰近切換式相位延遲元件120而設。當然，顯示面板110是藉由其他的機制顯示偏振影像Li時，偏振片114的配置可以省略，所以本發明的顯示面板110可不需配置有偏振片114。

在本實施例中，切換式相位延遲元件120具有多個相位延遲區122。各相位延遲區122的面積對應多數個畫素112的面積。在此，每一個相位延遲區122係以對應於一整行的畫素112為例以進行說明。在其他的實施例中，相位延遲區122可依照其他方式排列而使一個相位延遲區122對應同一行中的部份畫素112或是對應多行的畫素112。另外，各相位延遲區122可以切換地提供不同的相位延遲。

每一個相位延遲區122例如都可以獨立地進行一第一相位延遲I以及一第二相位延遲II的切換。在圖1C的掃描圖框中，當顯示面板110上的同一行畫素112顯示一第一影像資訊M1，由顯示面板110透過偏振片114或其他機制將第一影像資訊M1轉化以供應具有第一偏振態的一偏振影像Li，其中偏振影像Li係具有第一偏振態的第一影像資訊M1。同時，對應同一行畫素112的相位延遲區122提供第一相位延遲，也就是說，通過相位延遲區122的偏振影像Li會轉換為一第二偏振顯示影像Lpa，其中第二偏振顯示影像Lpa係具有一第二偏振態的第一影像資訊M1。

接著，下一掃描圖框中(如圖1B所示)，切換式相位延遲元件120會進行切換而使相位延遲區122提供第二相位延遲II。當顯示面板110上的同一行畫素112顯示一第二影像資訊M2，由顯示面板110透過偏振片114或其他機制將第二影像資訊M2轉化以供應具有第一偏振態的偏振影像Li，其中偏振影像Li係具有第一偏振態的第二影像資訊M2。同時，對應同一行畫素112的相位延遲區122提供第二相位延遲。所以，通過相位延遲區122的偏振影像Li會轉換為一第三偏振顯示影像Lpb，其中第三偏振顯示影像Lpb係具有一第三偏振態的第二影像資訊M2。

如此一來，每一個畫素112在不同的掃描圖框中可分別顯示第一影像資訊M1以及第二影像資訊M2。因而，第一影像資訊M1所組成的影像在解析度上是與畫素112的數量相等。同樣地，第二影像資訊M2所組成的影像在解析度上也與畫素112的數量相等。換言之，本實施例的設計不會有畫面解析度低於畫素數量的情形。

換言之，當顯示器100接收外界所提供之一第一影像訊號與一第二影像訊號後，會先行經由顯示器內的影像處理模組解析第一影像訊號以得到相應之第一影像資訊M1，同理，顯示器100的影像處理模組解析第二影像訊號以得到相應之第二影像資訊M2。

顯示器100會先依循顯示面板110由上往下之掃描線的順序顯示第一影像資訊M1，不以此為限，顯示器100亦可先依循顯示面板110由下往上之掃描線的順序或其他掃描順序來顯示第一影像資訊M1，並透過偏振片114或其他機制將第一影像資訊M1轉換以供應具有第一偏振態的第一影像資訊M1。此外，顯示器100同步驅動對應該些畫素112的該些相位延遲區122以將具有第一偏振態的第一影像資訊M1轉換為具有一第二偏振態的第一影像資訊M1。

於第一影像資訊M1顯示後，顯示器100接著依循顯示面板110由上往下之畫素的順序顯示具有第二影像資訊M2，不以此為限，顯示器100亦可先依循顯示面板110由下往上之掃描線的順序或其他掃描順序來顯示第二影像資訊M2，並透過偏振片114 或其他機制將第二影像資訊M2轉換以供應具有第一偏振態的第二影像資訊M2。此外，顯示器100同步驅動對應該些畫素112的該些相位延遲區122以將具有第一偏振態的第一影像資訊M1轉換為具有一第三偏振態的第二影像資訊M2。

上述之偏振態的關係可為第二偏振態與第三偏振態同於第一偏振態；亦或是第二偏振態與第三偏振態中之一同於第一偏振態，另一則異於第一偏振態；或者為第二偏振態與第三偏振態皆異於第一偏振態，且第二偏振態異於第三偏振態。換言之，第二偏振態可同於或異於第三偏振態，且第二偏振態可同於或異於第一偏振態。

此外，顯示器100的顯示方法可以是在同一個掃描圖框中，使一部份相位延遲區122提供第一相位延遲I，並且使對應此部份相位延遲區122的畫素112顯示第一影像資訊。同時，在同一個掃描圖框中，使其他相位延遲區122提供第二相位延遲II，並且使對應此其他相位延遲區122的畫素112顯示第二影像資訊M2。也就是說，在同一掃描圖框中，切換式相位延遲元件120中有部份相位延遲區122具有第一相位延遲I，而另一部份相位延遲區122具有第二相位延遲II。在下一個掃描圖框中，各相位延遲區122則可切換至另一相位延遲。

值得一提的是，本發明並不限定在同一個掃描圖框中相鄰的相位延遲區122需具有相同的相位延遲或是不同的相位延遲。亦即，在同一個掃描圖框中，不同位置的多個相位延遲區122可以依序提供第一相位延遲I以及第二相位延遲II交替分布，或是同時提供第一相位延遲I，或是同時提供第二相位延遲II，或是部份提供第一相位延遲I而另一部份提供第二相位延遲II...等。

此外，為了符合人眼對於影像的感受，單一影像的更新頻率至少須達60Hz。因此，在本實施例中，顯示面板110的更新頻率可以為120Hz。同時，切換式相位延遲元件120中各個相位延遲區122的切換頻率也可對應地設定為120Hz。當然，上述的顯示方法及更新頻率僅是舉例說明之用，並非用以限定本發明。也就是說，顯示面板110的更新頻率可以為60Hz、240Hz...等條件。

第二偏振顯示影像Lpa與第三偏振顯示影像Lpb所呈現的影像可為各自獨立的兩種影像。因此，為了觀看到至少其中一個影像，使用者可透過一偏振元件200觀看顯示器100。如此一來，使用者可獲得特定的立體影像或是特定的平面影像，在此這些特定的影像是指預定要呈現給使用者的影像，因而稱為預定影像。

假設使用者所欲觀看的預定影像為立體影像，則偏振元件200包括一第一偏振部210以及一第二偏振部220。舉例來說，偏振元件200可以是具有雙鏡片的一偏光式眼鏡，而每一個鏡片為一偏振部。第一偏振部210的偏振特性212實質上等同於第二偏振顯示影像Lpa的偏振特性，而第二偏振部220的偏振特性222實質上等同於第三偏振顯示影像Lpb的偏振特性。如此一來，使用者的雙眼分別地接收第二偏振顯示影像Lpa所組成的影像以及第三偏振顯示影像Lpb所組成的影像。第二偏振顯示影像Lpa所組成的影像以及第三偏振顯示影像Lpb所組成的影像具有不同視差(parallax)時，使用者即可獲得立體影像。

因為由第二偏振顯示影像Lpa所組成的影像以及由第三偏振顯示影像Lpb所組成的影像具有與顯示面板110相同的解析度，使用者所獲得的立體影像也具有相同的解析度。因此，顯示器100可以在不損失解析度的前提下顯示立體影像。

假設使用者所欲觀看的預定影像為平面影像，則偏振元件200可以僅具有單一偏振特性，其等於第二偏振顯示影像Lpa的偏振特性或是第三偏振顯示影像Lpb的偏振特性。也就是說，當偏振元件200為偏光式眼鏡時，兩個鏡片可以具有相同的偏振性質。這樣的設計可使顯示器100具有雙重顯示(dual-view)的功能或是防窺的功能。

就雙重顯示的功能而言，假設第一使用者所使用的偏光式眼鏡中兩個鏡片都具有相同的第一偏振性，而第二使用者所使用的偏光式眼鏡中兩個鏡片也都具有相同的第二偏振性，其中第一使用者所使用的偏振式眼鏡僅允許第二偏振顯示影像Lpa通過，而第二使用者所使用的偏振式眼鏡僅允許第三偏振顯示影像Lpb通過。第一使用者將看到第二偏振顯示影像Lpa所構成的預定影像，而第二使用者將看到第三偏振顯示影像Lpb所構成的預定影像，以達到雙重顯示的功能。

就防窺的功能而言，顯示器100的顯示方法例如是在相位延遲區122提供第一相位延遲時使對應的畫素112顯示一預定影像資訊，並且在相位延遲區122提供第二相位延遲時使對應的畫素112顯示一雜訊影像資訊。使用者需使用僅允許第二偏振顯示影像Lpa通過的偏振元件200才能看到預定影像資訊所呈現之預定影像。其他的使用者若未使用偏振元件200或是使用具有其他偏振性質的偏振元件則會看到預定影像資訊與雜訊影像資訊共同構成的雜訊影像而無法真正獲得預定影像。所以，顯示器100具有防窺的功能。整體而言，顯示器100的設計在於透過偏振元件200的解碼以令使用者獲得正確的且解析度不損失的預定影像，其可為立體的或是平面的影像。

除此之外，圖2A與圖2B繪示為本發明之一實施例的顯示器之電路方塊示意圖。請先同時參照圖1與圖2A，顯示面板110具有時序控制單元116，以驅動畫素112。此外，時序控制單元116更電性連接至切換式相位延遲元件120以輸入對應的控制電壓來改變每一個相位延遲區122的相位延遲。本實施例可直接利用顯示面板110中的時序控制單元116切換每一個相位延遲區122的相位延遲而有助於簡化整個顯示器100的電路設計以及驅動方法。也就是說，切換式相位延遲元件120的驅動方法即為被動式驅動方法。

尤其是，當一行畫素112由一條掃描線所驅動且一個相位延遲區122對應一整行畫素112時，時序控制單元116驅動一整行畫素112時可以同步地使對應的相位延遲區122切換相位延遲。所以，切換式相位延遲元件120與顯示面板110的更新頻率可輕易地達到同步的效果，即可有效地避免切換式相位延遲元件120與顯示面板110的更新頻率不同步而造成的殘影(image sticking)或是串音現象(cross talk effect)而達到更理想的顯示品質。

另外，圖2B所示的電路方塊示意圖中，顯示器100更包括一控制晶片140，其電性連接切換式相位延遲元件120以及顯示面板110。控制晶片140可依據顯示面板110的更新頻率來輸出對應的控制訊號予切換式相位延遲元件120，藉以切換每一個相位延遲區122的相位延遲。在這樣的電路設計中，控制晶片140例如可以連接至顯示面板110的時序控制單元，或是將控制晶片140與顯示面板110的驅動晶片(未繪示)同時地連接到一個外部的時序控制單元(未繪示)以達到切換式相位延遲元件120與顯示面板110同步更新的效果。

在此，同步所涵蓋的意義包括在其中一個相位延遲區122被更新時，位於此相位延遲區122中的所有畫素112都一起被更新，或是在其中一個相位延遲區122被更新時，位於此相位延遲區122中僅有部分的畫素112同時被更新。舉例而言，當一個相位延遲區122對應多行畫素112時，這些畫素由不同的掃描線所驅動。所以，同一個相位延遲區122中的所有畫素112會在不同的掃描順序上被更新。此時，對應的相位延遲區122只要與其中一條掃描線同時被更新即可謂同步。當然，當一個相位延遲區122恰好對應一行畫素112時，相位延遲區122與對應的那一行畫素112可以在同一個掃描順序時被更新。

值得一提的是，在本實施例中所描述的偏振特性可以是圓形偏振或是線性偏振，所以圖式中所繪示的偏振特性212、222以直線表示僅為示意說明之用，而非限定這些偏振特性為線性或是圓形。當偏振片114為由一圓偏振片所組成或是由一線性偏振片加上一1/4波片所組成時，偏振影像Li具有圓形偏振特性。此時，第二偏振顯示影像Lpa的偏振特性、第三偏振顯示影像Lpb的偏振特性例如都是圓形偏振，例如左旋偏振或是右旋偏振。另外，偏振特性212與偏振特性222也可以都是圓形偏振，例如左旋偏振或是右旋偏振，以接收對應的偏振顯示影像。

當偏振影像Li為線性偏振影像時，第二偏振顯示影像Lpa的偏振特性、第三偏振顯示影像Lpb的偏振特性例如都是線性偏振。另外，偏振特性212與偏振特性222也可以都是線性偏振。一般而言，線性偏振的光線僅能在有限的視角範圍內被觀看。所以，在其他的實施例中，例如圖3所繪示的實施例，顯示器102除了顯示器100所具有的構件外更包括一1/4波片130。1/4波片130配置於切換式相位延遲元件120遠離顯示面板110的一側，以將第二偏振顯示影像Lpa以及第三偏振顯示影像Lpb轉換為圓形偏振的顯示影像。此時，偏振特性212與偏振特性222例如是圓形偏振，以增加使用者可觀看的視角範圍及提高顯示器102的顯示品質。在其他的實施例中，1/4波片130也可以是配置於切換式相位延遲元件120接近顯示面板110的一側。

除此之外，本發明中並不限定所述的第一相位延遲與第二相位延遲的關係。舉例來說，第一相位延遲與第二相位延遲可以分別是0與π/2或是π/4與3π/4，也可以是0、π/2、π/4、3π/4...等其中兩者。也就是說，本發明只要使得第一相位延遲與第二相位延遲不同並不限定兩者之關係已隨不同的設計需求進行改變。

以下將以數個實施例說明本發明之切換式相位延遲元件，不過以下實施方式僅是舉例說明之用，而非用以限定本發明。所屬技術領域之通常知識者應知，凡是可以達成以上所描述之相位延遲切換的相位延遲元件都符合本發明之精神而涵蓋於本發明之中。

圖4繪示為本發明之一實施例的切換式相位延遲元件之剖面示意圖。請參照圖4，切換式相位延遲元件120a包括一第一基板1202、一第二基板1204、一相位延遲介質1206、多個第一電極條E1以及多個第二電極條E2。第一基板1202與第二基板1204相向而設，相位延遲介質1206配置於第一基板1202與第二基板1204之間。第一電極條E1配置於第一基板1202與相位延遲介質1206之間，而第二電極條E2配置於第二基板1204與相位延遲介質1206之間。另外，各第一電極條E1與其中一個第二電極條E2定義出一個相位延遲區122。

若搭配圖2A與圖2B來看，第一電極條E1與第二電極條E2例如電性連接至圖2A的時序控制單元116或是電性連接至圖2B的控制晶片140以獲得對應的控制電壓。因此，每一個第一電極條E1與對應的第二電極條E2之間可形成一電場，其用以控制對應的相位延遲區122中相位延遲介質1206的狀態。也就是說，本實施例僅需改變第一電極條E1與第二電極條E2的控制電壓即可使各個相位延遲區122提供不同的相位延遲以達到可切換式相位延遲的作用。所以，切換式相位延遲元件120a的驅動方法相當簡易。

相位延遲介質1206可以是一扭轉向列型液晶材料、一超扭轉向列型液晶材料、一垂直配向型液晶材料或一光學補償雙折射型液晶材料。當然，凡是可以隨電場變化而呈現不同相位延遲的材料都可以作為本發明的相位延遲介質1206。此外，第一電極條E1與第二電極條E2主要以透明導電材料所構成的條狀圖案為主。不過，在其他的實施方式中，透明導電材料所構成的條狀圖案中可以配置有金屬導線(未繪示)以提高第一電極條E1與第二電極條E2的傳輸效率。所以，本發明不限於上述之材料的採用。

值得一提的是，本實施例中所述的第二基板1204可以是獨立的一個透明基板，或是圖1或圖3中所繪示的顯示面板110。當第二基板1204為獨立的透明基板時，切換式相位延遲元件120a可以藉由一黏著膠貼附於一顯示面板上以構成如圖1或圖3所繪示的顯示器100或102。當第二基板1204為圖1或圖3中所繪示的顯示面板110時，切換式相位延遲元件120a 中的第二電極條E2例如是直接製作於顯示面板110上。舉例而言，在顯示面板110的鄰近切換式相位延遲元件120a的表面設有偏振片114或是透明保護層(如cover glass等)(圖未示)時，第二電極條E2係直接地製作於偏振片114或透明保護層上。如此一來，顯示器100或102可具有較薄的厚度。

具體而言，圖5所繪示為圖4之切換式相位延遲元件的一實施例之第一電極條E1與第二電極條E2的上視示意圖。請參照圖5，第一電極條E1與第二電極條E2例如是平行而設的透明電極條。此外，每一第一電極條E1與其中一個第二電極條E2相向而設，以定義出一個相位延遲區122。如此的電極分布方式應用於圖1或圖3的顯示器100或102時，每一個相位延遲區122至少涵蓋了一行的畫素112。所以，每一個相位延遲區122中的第一電極條E1與第二電極條E2的更新頻率例如是與所對應的那一行畫素112的更新頻率同步以顯示影像。

另外，圖6繪示為圖4之切換式相位延遲元件120a的另一實施例之第一電極條E1與第二電極條E2的上視示意圖。請參照圖6，第一電極條E1與第二電極條E2可以分別地都具有一狹縫S1與一狹縫S2。如此一來，圖4之可切換式相位延遲元件120a中，相位延遲介質1206可以受到狹縫S1與狹縫S2的影響而呈現多域配向排列(multi-domain arrangement)。因此，可切換式相位延遲元件120a應用於圖1或圖3的顯示器100或102中有助於達到廣視角的顯示效果。

在本實施例中，狹縫S1與狹縫S2的形狀與配置關係僅是舉例說明之用。在不同的實施方式中，狹縫S1與狹縫S2垂直地投影於可切換式相位延遲元件120a的第一基板1202或第二基板1204的面積可以彼此重疊或是相隔一距離。另外，狹縫S1與狹縫S2至少其中一者更可以由一凸起物取代以使相位延遲介質1206呈現多域配向排列。更進一步來說，狹縫S1與狹縫S2可選擇性地只有一者配置於第一電極條E1或第二電極條E2中。亦即，圖5的第一電極條E1可以與圖6的第二電極條E2搭配配置，或是圖5的第二電極條E2可以與圖6的第一電極條E1搭配配置。此外，第一電極條E1與第二電極條E2正投影至第一基板1202上的投影面積可以完全重疊或是僅有部分地重疊。

圖7繪示為本發明之另一實施例的切換式相位延遲元件之剖面示意圖。請參照圖7，切換式相位延遲元件120b與前述的切換式相位延遲元件120a具有相同種類的組成構件，而不一一贅述。不過，切換式相位延遲元件120b中的第一電極條E1以及第二電極條E2都配置於相位延遲介質1206的同一側。在此，第一電極條E1以及第二電極條E2例如都配置於相位延遲介質1206與第二基板1204之間。不過，在其他的實施方式中，第一電極條E1以及第二電極條E2可以配置於相位延遲介質1206與第一基板1202之間。

值得一提的是，在本實施例中，第一電極條E1與第二電極條E2係共平面地且交替地排列。亦即，切換式相位延遲元件120b係採共平面轉換式(in-plane switch)配置方式。相位延遲介質1206會受到相鄰的第一電極條E1與第二電極條E2之間的電場而轉換排列方式以提供不同的相位延遲。

此外，本實施例的第一電極條E1與第二電極條E2的線寬相較於前述實施例中縮小許多，亦即第一電極條E1與第二電極條E2是細條狀的設計。第一電極條E1與第二電極條E2 可採用金屬材質製作以提供理想的傳輸品質。並且，切換式相位延遲元件120b應用於圖1或圖3所繪示的顯示器100或102時，第一電極條E1與第二電極條E2的配置位置例如可以對齊顯示面板110中的遮光元件，例如掃描線、黑矩陣等，以避免顯示器100或102的顯示亮度受到負面影響。

具體來說，圖8繪示為圖7之切換式相位延遲元件中電極條的上視示意圖。請參照圖8，第一電極條E1與第二電極條E2實質上各自為折曲狀的條狀電極。並且，第一電極條E1與第二電極條E2的主要延伸方向實質上相同而定義出長條狀的相位延遲區122。在這樣的電極圖案設計下，同一個相位延遲區122中具有不同方向的電場而使相位延遲介質1206呈現不同的排列方向。所以，圖8的電極條設計也有助於達到廣視角的顯示效果。

圖9繪示為本發明之又一實施例的切換式相位延遲元件之剖面示意圖。請參照圖9，切換式相位延遲元件120c的組成構件與前述的切換式相位延遲元件120b的組成構件相似，而不一一贅述。不過，切換式相位延遲元件120c中的第一電極條E1以及第二電極條E2並非共平面地配置，且切換式相位延遲元件120c中的第一電極條E1以及第二電極條E2係透明電極條。另外，切換式相位延遲元件120c至少包括一絕緣層120I，其配置於第一電極條E1以及第二電極條E2之間。

在本實施例中，相鄰兩個第二電極條E2之間的間距G會將第一電極條E1暴露出來，並且第一電極條E1與第二電極條E2垂直投影於第二基板1204的面積可選擇性地彼此重疊或是不重疊。由於間距G所暴露出來的第一電極條E1被絕緣層120I所覆蓋，第一電極條E1與第二電極條E2被輸入對應的控制電壓時，第二電極條E2所在位置與第一電極條E1所在位置上具有不同的電壓，其可產生一電場而控制相位延遲介質1206的狀態。因而，各第一電極條E1與其中一條第二電極條E2可定義出一個相位延遲區122。換言之，切換式相位延遲元件120c係採用邊緣電場切換(fringe field switch)的原理來切換各相位延遲區122所提供的相位延遲。所以，圖9的電極條設計也有助於達到廣視角的顯示效果。

在上述的實施例中，第一電極條E1與第二電極條E2實質上都呈現彼此平行的排列關係，不過本發明不限於此。舉例來說，圖10繪示為本發明之再一實施例的切換式相位延遲元件之剖面示意圖，而圖11繪示為圖10之切換式相位延遲元件的一實施例之第一電極條E1與第二電極條E2的上視示意圖。請同時參照圖10與圖11，切換式相位延遲元件120d與前述的切換式相位延遲元件120a具有相同種類的組成構件，而不一一贅述。不過，切換式相位延遲元件120d中的第一電極條E1以及第二電極條E2分別具有不同的延伸方向。在此，第一電極條E1與第二電極條E2的延伸方向係相互垂直以作為說明，不過本發明不需特別地限制電極條的延伸方向。

在本實施例中，每一個第一電極條E1與其中一個第二電極條E2之重疊面積可定義為一個相位延遲區122。也就是說，切換式相位延遲元件120d應用於圖1或圖3所繪示的顯示器100或102時，一個相位延遲區122的面積例如對應於同一行畫素112中的部份畫素112。如此，有助於提高顯示器100或102的多樣性而可滿足不同的設計需求。

以上實施例中所描述的顯示器可以應用於許多的光電元件或是電子裝置中。舉例而言，圖12繪示為本發明之一實施例的電子裝置。請參照圖12，一顯示器310可以搭配一輸入單元320而構成一種電子裝置300，其中顯示器310可以是前述實施例中的顯示器100、顯示器102、或是應用切換式相位延遲元件120a~120d其中一者的顯示器。在這樣的電子裝置300中，輸入單元320與顯示器310耦合，並對顯示器310提供輸入，以使顯示器310顯示影像。輸入單元320例如可為一電源啟動鈕或快捷鍵…等可以改變電子裝置300當前狀態的元件。此外，這樣的電子裝置300可以為移動式電話、數位照相機、個人數位助理、筆記型電腦、桌上型電腦、電視機、車用顯示器、或可攜式DVD機。

綜上所述，本發明將切換式相位延遲元件配置於可提供偏振影像的顯示面板前以構成顯示器。每一個顯示畫素所顯示的偏振影像都可以被轉換成兩種不同偏振特性。所以，本發明的顯示器可以在不損失解析度的顯示下顯示兩種影像，且此兩種影像由不同的偏振性質的偏振顯示影像所構成。如此一來，使用者透過一偏振元件即可獲所需的平面影像或是立體影像。另外，切換式相位延遲元件係以被動方式驅動，所以不會複雜化顯示器的驅動方式及驅動電路。

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、100A、100B、102、310‧‧‧顯示器

110‧‧‧顯示面板

112‧‧‧畫素

114‧‧‧偏振片

116‧‧‧時序控制單元

120、120a、120b、120c、120d‧‧‧切換式相位延遲元件

120I‧‧‧絕緣層

122‧‧‧相位延遲區

130‧‧‧1/4波片

140‧‧‧控制晶片

200‧‧‧偏振元件

210‧‧‧第一偏振部

212、222‧‧‧偏振特性

220‧‧‧第二偏振部

300‧‧‧電子裝置

320‧‧‧輸入單元

1202‧‧‧第一基板

1204‧‧‧第二基板

1206、Rm‧‧‧相位延遲介質

B1、B2‧‧‧基板

E1‧‧‧第一電極條

E2‧‧‧第二電極條

G‧‧‧間距

I、II‧‧‧相位延遲

Li‧‧‧偏振影像

Lpa‧‧‧第二偏振顯示影像

Lpb‧‧‧第三偏振顯示影像

S1、S2‧‧‧狹縫

M1‧‧‧第一影像資訊

圖1A與圖1B繪示為本發明之兩種實施例的顯示器的剖面示意圖。

圖1C與圖1D繪示為本發明之一實施例的顯示器在不同掃描圖框下的示意圖。

圖2A與圖2B繪示為本發明之一實施例的顯示器之電路方塊示意圖。

圖3繪示為本發明之另一實施例的顯示器的示意圖。

圖4繪示為本發明之一實施例的切換式相位延遲元件之剖面示意圖。

圖5所繪示為圖4之切換式相位延遲元件的一實施例之第一電極條E1與第二電極條E2的上視示意圖。

圖6繪示為圖4之切換式相位延遲元件的另一實施例之第一電極條E1與第二電極條E2的上視示意圖。

圖7繪示為本發明之另一實施例的切換式相位延遲元件之剖面示意圖。

圖8繪示為圖7之切換式相位延遲元件中電極條的上視示意圖。

圖9繪示為本發明之又一實施例的切換式相位延遲元件之剖面示意圖。

圖10繪示為本發明之再一實施例的切換式相位延遲元件之剖面示意圖。

圖11繪示為圖10之切換式相位延遲元件的一實施例之第一電極條E1與第二電極條E2的上視示意圖。

圖12繪示為本發明之一實施例的電子裝置。

100‧‧‧顯示器