TWI489144B - 可切換式二維／三維顯示器 - Google Patents

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Description

可切換式二維/三維顯示器
本發明是有關於一種二維(2D)/三維(3D)可切換式顯示器，且特別是有關於一種具低雜訊(low noise)驅動設計之2D/3D可切換式視差障壁(parallax barrier)顯示器。
立體顯示器(Autostereoscopic displays)，又稱為裸眼三維顯示器(Naked eye 3D display)，無須配帶任何特殊的頭戴式或掛耳式的濾光/快門(filter/shutter)眼鏡，即可使觀看者產生立體視覺。裸眼三維顯示器已經發展多年，利用人的雙眼通過左眼視圖與右眼視圖的差異而在人腦中合成出一立體圖像，以人腦處理來產生立體視覺，因此藉由提供一立體視差於二維顯示器即可使觀看者感覺到一三維/立體影像。
裸眼3D顯示器，因應3D模式顯示而開發了各式的技術產品，其使用多種的光學元件和顯示技術以與顯示面板(如液晶顯示面板)結合以提供立體視覺，其使用技術大致可分為視差障壁式(Parallax Barrier)裸眼3D顯示技術和光學透鏡式(Lenticular Optics)裸眼3D顯示技術等兩大類。一般而言，視差障壁具有多個垂直透光狹縫分別與液晶顯示面板各行畫素精準對位。而光學透鏡則具有多個圓柱狀透鏡分別與液晶顯示面板各行畫素精準對位。視差障壁可以是一片具有垂直細長條紋的一電子光學面板(如一顯示模組)，也可以是具有特殊細長條狀圖案(如透光狹縫與不透光屏障垂直相間的光柵條紋)的板材。視差障壁可設置在一彩色液晶顯示面板的前方或後方，並相隔一適當間距。第1圖為一種傳統具視差障壁之2D/3D可切換式顯示器之示意圖，其中視差 障壁係置放在顯示面板的前方。如第1圖所示，2D/3D可切換式顯示器1包括一背光系統11、一顯示模組13於背光系統11上、一視差障壁15位於顯示模組13上方、偏光板16a和16b分別位於顯示模組13之上下兩側、和偏光板16c在視差障壁15上。視差障壁15具有不透光與透光條紋相間的光柵，而不透光條紋可區隔左右眼畫素影像的光路，使人眼感知到立體影像。在3D顯示模式中，當光柵的不透光條紋限制右眼/左眼的視覺，人眼可看到左眼畫素/右眼畫素之影像，如此就可以讓左右眼看到不同的畫面進而產生畫面有景深的視覺，呈現立體顯示。再者，可藉由耦接一感測電極(未顯示)至視差障壁15上，而將一觸控感測器(touch sensor)整合至2D/3D可切換式顯示器1，以製造出具觸控螢幕的一3D顯示器。
第2圖為一種傳統具視差障壁之常白(normally-white)模式液晶顯示器之3D模式驅動設計的示意圖。其中視差障壁(如第1圖中之15)係為一液晶面板，包括一液晶層156設置於上下基板之間，上下基板分別具有一下電極152和一上電極154耦接至不同電壓源。一般是施加一共同電壓(如0V)於下電極152和上電極154其中之一(如第2圖中之上電極154)，而另一電極(如第2圖中之下電極152)則施加一交流電壓(alternating voltages)如-5V和+5V。然而，施加於下電極152的交流電壓會引起上電極154的電壓擾動(voltage fluctuations)(如虛線圓圈處)。而此電壓擾動對觸控螢幕來說可能是雜訊，這會影響到結合/整合於3D顯示器之電容式觸控螢幕的操作表現。為了消除對觸控螢幕的影響，其中一種解決方式是如第2圖所示，藉由接地(0V)使上電極154的配線電阻(wiring resistance)Rw降低以抑制電壓擾動。然而，由於驅動液晶之透明材料(如ITO)的電阻率比起金屬如銅、鋁或其他金屬相對地要高出許多，因此驅動液晶之透明材料會使上述相應解決措施複雜化。
本發明係有關於一種具低雜訊(low noise)驅動設計之二維(2D)/三維(3D)可切換式視差障壁顯示器。實施例之顯示器其視差障壁係具有特殊的電極設計和電壓交變驅動方式，可抑制電壓擾動(voltage fluctuations)，進而降低整合於3D顯示器之電容式觸控螢幕的雜訊。
根據一實施例，係提出一種三維(3D)顯示器，至少包括一顯示模組(display module)、一背光模組(backlight module)和一障壁模組(barrier module)，其中顯示模組設置於障壁模組及背光模組之間。障壁模組包括一下基板、一上基板和一液晶層設置於上基板和下基板之間。其中，下基板具有一下電極層，上基板具有一上電極層。下電極層和上電極層至少其中之一包括至少兩指狀電極相互交錯設置，且於一3D驅動模式下的相同時間區間，係施加相反極性的電壓於該兩指狀電極。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
1、5‧‧‧二維/三維(2D/3D)可切換式顯示器
11、51‧‧‧背光系統
13‧‧‧顯示模組
15、30、30’、30”‧‧‧視差障壁
152‧‧‧下電極
154‧‧‧上電極
156、36、53‧‧‧液晶層
16a、16b、16c、56a、56b、56c‧‧‧偏光板
31、52‧‧‧下基板
32‧‧‧下電極層
321‧‧‧第一指狀電極
322‧‧‧第二指狀電極
323‧‧‧下部中間電極
33、54‧‧‧上基板
34、64‧‧‧上電極層
341、641‧‧‧第三指狀電極
342、642‧‧‧第四指狀電極
343、643‧‧‧上部中間電極
41、57‧‧‧感測電極
60、60’、60”‧‧‧影像
第1圖為一種傳統具視差障壁之2D/3D可切換式顯示器之示意圖，其中視差障壁係置放在顯示面板的前方。
第2圖為一種傳統具視差障壁之常白(normally-white)模式液晶顯示器之3D模式驅動設計的示意圖。
第3A圖為本揭露第一實施例之2D/3D可切換式顯示器之一視差障壁之示意圖。
第3B圖為本揭露第一實施例之2D/3D可切換式顯示器之另一視差障壁之示意圖。
第4A圖為第3A圖之視差障壁之剖面示意圖，其繪示於2D模式下的其中一種驅動電壓應用。
第4B圖為第3A圖之視差障壁之剖面示意圖，其繪示於3D模式下的其中一種驅動電壓應用。
第5圖為根據本揭露第一實施例，第3A圖顯示器的視差障壁和感測電極的一3D模式驅動設計之示意圖。
第6圖為第4B圖顯示器之下電極層的一3D模式驅動電路圖。
第7圖為本揭露第二實施例之2D/3D可切換式顯示器之一視差障壁之示意圖。
第8圖為本揭露第二實施例之2D/3D可切換式顯示器之視差障壁置於顯示模組前方之示意圖。
第9A圖為第7圖之視差障壁之剖面示意圖，其繪示於2D模式下的其中一種驅動電壓應用。
第9B圖為第7圖之視差障壁之剖面示意圖，其繪示於3D模式下的其中一種驅動電壓應用。
第10圖為根據本揭露第二實施例之顯示器的視差障壁和感測電極的一3D模式驅動設計之示意圖。
第11圖為第9B圖顯示器之下電極層的一3D模式驅動電路圖。
第12圖為本揭露第三實施例之2D/3D可切換式顯示器之視差障壁的上電極層和下電極層之示意圖。
第13圖為第12圖之視差障壁之剖面示意圖，其繪示於2D模式下的其中一種驅動電壓應用。
第14A圖為第12圖之視差障壁之剖面示意圖，其繪示於3D橫向/風景模式(3D-landscape mode)下的其中一種驅動電壓應用。
第14B圖為第12圖之視差障壁之剖面示意圖，其繪示於3D縱向/肖像模式(3D-portrait mode)下的其中一種驅動電壓應用。
第15圖為根據本揭露第三實施例之第12圖視差障壁的一3D橫向/風景模式(3D-landscape mode)驅動設計之示意圖。
第16圖為第14A圖之顯示器下電極層的一3D橫向/風景模式驅動電路圖。
第17圖為根據本揭露第三實施例之第12圖視差障壁的一3D縱向/肖像模式(3D-portrait mode)驅動設計之示意圖。
第18圖為第14B圖之顯示器上電極層的一3D縱向/肖像模式驅動電路圖。
第19圖為本揭露第三實施例之2D/3D可切換式顯示器之另一視差障壁的上電極層和下電極層之示意圖。
本揭露之實施例係提出一具低雜訊(low noise)驅動設計之二維(2D)/三維(3D)可切換式視差障壁(parallax barrier)顯示器。實施例之顯示器(例如液晶顯示器，LCD)係利用視差障壁處之電極圖案和交流電壓設計而抑制電壓擾動，若電容式觸控螢幕結合/整合於顯示器，應用實施例可降低顯示器驅動對觸控螢幕之感測電極所造成的雜訊。
以下係參照所附圖式詳細敘述本揭露之實施例。需注意的是，LCD實施例僅提出為舉例說明之用，其細部結構並非對本揭露欲保護之範圍做限縮。在不脫離本揭露精神之情況下，可視應用條件所需而變化和修飾實施例。再者，圖式係已簡化以利清楚說明實施例之內容，圖式上的尺寸比例並非按照實際產品等比例繪製，因此並非作為限縮本發明保護範圍之用。
第一實施例
第3A圖為本揭露第一實施例之2D/3D可切換式顯示器之一視差障壁之示意圖。第3B圖為本揭露第一實施例之2D/3D可切換式顯示器之另一視差障壁之示意圖。第3A圖和第3B圖之視差障壁結構的主要區別是交換電極圖形的安排方式。
請參照第3A圖。視差障壁30可設置於一顯示模組上，並與一背光模組夾置該顯示模組(未顯示於第3A圖)，且可以是一液晶顯示面板包括一下基板31、一上基板33和一液晶層36設置於上基板33和下基板31之間。下基板31具有一下電極層 32，上基板33具有一上電極層34，而下電極層32和上電極層34係分別耦接至不同電壓源。
第3A圖中，上電極層34係為一平面，而下電極層32至少包括兩指狀電極相互交錯設置並相隔一間距。如第3A圖所示，下電極層32包括一第一指狀電極321耦接至一第一電壓源，和一第二指狀電極322係與第一指狀電極321相互交錯設置並耦接至一第二電壓源。再者，顯示器於一3D驅動模式下的相同時間區間(time interval)，係可施加相反極性的電壓於第一指狀電極321和第二指狀電極322。
第4A圖為第3A圖之視差障壁之剖面示意圖，其繪示於2D模式下的其中一種驅動電壓應用。在2D驅動模式(2D driving mode)下，下電極層32和上電極層34可分別施加B電壓(即關閉視差障壁)。此時，視差障壁如同一片透明板材使觀看者可以看到2維影像。B電壓可能是接地電壓或共同電壓，而B值可以為正、負或0(如0V)。
第4B圖為第3A圖之視差障壁之剖面示意圖，其繪示於3D模式下的其中一種驅動電壓應用。在3D驅動模式(3D driving mode)下，上電極層34可施加B電壓，於相同時間區間對第一指狀電極321可施加+A+B電壓(正極性)，對第二指狀電極322可施加-A+B電壓(負極性)，A為電壓差(與共同電壓的電壓差)，B為共同電壓，其中+A表示正電壓差，-A表示負電壓差，以下依此敘述。於一常白(normally-white)模式液晶顯示器之例子中，上電極層34例如施加0V，於第一時間區間內係對第一指狀電極321施加+5V電壓(正極性)，對第二指狀電極322施加-5V電壓(負極性)；於第二時間區間內則對第一指狀電極321施加-5V電壓(負極性)，對第二指狀電極322施加+5V電壓(正極性)；且持續規則地進行此種電壓的交替變換。注意該些電壓值僅為舉例說明並非限制之用，可根據應用時之實際需求而作適當選擇與變化。
第5圖為根據本揭露第一實施例，第3A圖顯示器的視差障壁和感測電極的一3D模式驅動設計之示意圖。第6圖為第4B圖顯示器之下電極層的一3D模式驅動電路圖。請參照第5圖和第6圖。在一實施例中，係同時於第一指狀電極321和第二指狀電極322施加相反極性的交流電壓，且該些步階電壓(step voltages)係具有相同絕對值(第6圖)，因而使在上電極層34處的感應電荷(induced charges)得以消除，進而抑制上電極層34處的電壓擾動(如第5圖虛線圓圈處)，即使接地後的上電極層34其配線電阻(wiring resistance)Rw不夠低，利用實施例之3D模式驅動設計仍可有效降低電壓擾動。由於抑制電壓擾動可降低具視差障壁LCD的電磁偶合/輻射之雜訊(electromagnetic coupling/emission noise)，而使得結合/整合電容式觸控螢幕於3D顯示器更為簡單容易。再者，於第一指狀電極321和第二指狀電極322之間的電壓交變可以藉由將兩者耦合於具有一交換式電壓調節器(phase voltage regulator，SVR)之一交流電壓源(AC voltage source)來實施，如第6圖所示。交換式電壓調節器的設置可用來調節輸出至第一指狀電極321和第二指狀電極322的電壓，例如改變正輸出電壓為負輸出電壓。然而，本揭露並不僅限於使用此一電壓源。也可以令第一指狀電極321和第二指狀電極322分別耦接至不同電壓源來實行電壓交變(voltage alternation)。其電壓交變的實行方式可依應用設計而作適當選擇。
再者，實施例中視差障壁的下電極層32可，不限制地，更包括一下部中間電極(bottom middle electrode)323位於第一指狀電極321和第二指狀電極322之間，如第4A、4B圖所示。第一指狀電極321、下部中間電極323和第二指狀電極322可分別耦接至不同電壓源。在2D驅動模式下，下部中間電極323可施以0V(即關閉視差障壁)。在3D驅動模式下，下部中間電極323可施以0V。於3D顯示應用，視差障壁中下部中間電極323的存在可有助於改善影像品質，特別是對應於電極邊界的影像之品 質，如第一指狀電極321和下部中間電極323之邊界、下部中間電極323和第二指狀電極322之邊界，以呈現乾淨和銳利之影像。係施加B電壓於該下部中間電極。
除了第3A圖的電極設計，指狀電極也可以是形成於上基板33處。如第3B圖所示的視差障壁30’，下電極層32係為一平面，而上電極層34至少包括兩指狀電極341和342相互交錯設置並相隔一間距。類似地，顯示器於一3D驅動模式下的相同時間區間，係可施加相反極性的電壓於指狀電極341和342。因此，使在下電極層32處產生的感應電荷(induced charges)得以消除，進而抑制下電極層32處的電壓擾動以及消除整合於3D顯示器之觸控螢幕電極的感應電荷；也可因此降低對觸控螢幕的影響(如減弱或消除雜訊)。其他細節，如2D模式和3D模式之驅動電壓設計之應用，係類似如上說明，在此不再贅述。
第二實施例
第7圖為本揭露第二實施例之2D/3D可切換式顯示器之一視差障壁之示意圖。第7圖中視差障壁30”的元件類似於第3A圖之視差障壁30係沿用相同標號。第二實施例和第一實施例之視差障壁，其結構的主要區別是在於上電極層的電極圖形設計。
類似地，視差障壁30”包括一下基板31具有一下電極層32，一上基板33具有一上電極層34，和一液晶層36設置於上基板33和下基板31之間。而不限制地，一或多個電壓源係分別耦接至下電極層32和上電極層34。實際操作時，係以相同或相似訊號來驅動電極，例如藉由耦接至相同電壓源以提供相同或相似電壓。
第二實施例中，上電極層34和下電極層32分別包括兩個指狀電極相互交錯設置並相隔一間距。如第7圖所示，下電極層32包括一第一指狀電極321和一第二指狀電極322相互 交錯設置；上電極層34包括一第三指狀電極341和一第四指狀電極342相互交錯設置。
第8圖為本揭露第二實施例之2D/3D可切換式顯示器之視差障壁置於顯示模組前方之示意圖。2D/3D可切換式顯示器5包括一背光模組51、一感測電極57、一顯示模組(包括液晶層53和兩側之下基板52和上基板54)設置於背光模組51及感測電極57之間、一視差障壁30”設置於顯示模組及感測電極57之間、一偏光板56a位於顯示模組之下基板52及背光模組51之間、一偏光板56b位於顯示模組之上基板54及視差障壁30”之下基板31之間、一偏光板56c與視差障壁30”之上基板33夾置該感測電極57。整合至顯示器的感測電極57可以是電容式觸控螢幕的感測電極，以製造出具觸控螢幕的一2D/3D顯示器。
第二實施例之視差障壁30”，其上電極層34係實質上對位於下電極層32。如第8圖所示，下電極層32之第一指狀電極321係實質上對位於上電極層34之第三指狀電極341，而下電極層32之第二指狀電極322係實質上對位於上電極層34之第四指狀電極342。
第9A圖為第7圖之視差障壁之剖面示意圖，其繪示於2D模式下的其中一種驅動電壓應用。在2D驅動模式(2D driving mode)下，下電極層32(如第一指狀電極321和第二指狀電極322)和上電極層34(如第三指狀電極341和第四指狀電極342)可施加B電壓(即關閉視差障壁)。此時，視差障壁如同一片透明板材使觀看者可以看到2維影像。B電壓可能是接地電壓或共同電壓，而B值可以為正、負或0(如0V)。
在3D驅動模式下，於相同時間區間，第一指狀電極321和第二指狀電極322可施加相反極性之電壓，第一指狀電極321和第三指狀電極341可施加相反極性之電壓，第三指狀電極341和第四指狀電極342可施加相反極性之電壓。
第9B圖為第7圖之視差障壁之剖面示意圖，其繪 示於3D模式下的其中一種驅動電壓應用。在3D驅動模式(3D driving mode)下，於第一時間區間內，係對第一指狀電極321和第四指狀電極342施加+A+B電壓(正極性)，而同時則對第二指狀電極322和第三指狀電極341施加B電壓。於一第二時間區間，係對第一指狀電極321和第四指狀電極342施加B電壓，而同時則對第二指狀電極322和第三指狀電極341施加+A+B(正極性)電壓。其中A為電壓差(與共同電壓的電壓差)，B為共同電壓，+A表示正電壓差，以下依此敘述。於一常白(normally-white)模式液晶顯示器之例子中，於第一時間區間內係對第一指狀電極321和第四指狀電極342施加+5V電壓，對第二指狀電極322和第三指狀電極341施加0V電壓；於第二時間區間內則對第一指狀電極321和第四指狀電極342施加0V電壓，對第二指狀電極322和第三指狀電極341施加+5V電壓；且之後持續規則地進行此種電壓的交替變換。第一指狀電極321和第四指狀電極342可選擇性地耦接至相同的電壓源，第二指狀電極322和第三指狀電極341可選擇性地耦接至另一電壓源。再者，該些指狀電極之間的電壓交變可以藉由將其耦合於具有一交換式電壓調節器(SVR)之一交流電壓源來實施。另外，需注意上述該些電壓值僅為舉例說明，並非限制之用，應用時可根據實際需求而作電壓值的適當選擇與變化。
第10圖為根據本揭露第二實施例之顯示器的視差障壁和感測電極的一3D模式驅動設計之示意圖。第11圖為第9B圖顯示器之下電極層的一3D模式驅動電路圖。請參照第10圖和第11圖。在一實施例中，係同時於第三指狀電極341和第四指狀電極342施加相反極性的交流電壓，且該些步階電壓(step voltages)具有相同絕對值(第11圖)，因而使在整合於3D顯示器的感測電極57(即觸控螢幕電極)處的感應電荷得以消除。因此，藉由實施例之3D模式驅動設計(電壓交變)可有效降低原感應電荷對觸控螢幕的影響。再者，於第一指狀電極321和第四指狀電極342之 電極組以及第二指狀電極322和第三指狀電極341之電極組之間的電壓交變可以藉由將兩者耦合於具有一交換式電壓調節器(SVR)之一交流電壓源來實施，如第11圖所示。交換式電壓調節器的設置可用來調節該些指狀電極構成的任一電極組的電壓，例如改變正極性輸出電壓為負極性輸出電壓。利用實施例之3D模式驅動設計可有效降低電壓擾動。由於抑制電壓擾動可降低具視差障壁LCD的電磁偶合/輻射之雜訊(electromagnetic coupling/emission noise)，而使得結合/整合電容式觸控螢幕於3D顯示器更為簡單容易。
類似地，第二實施例中視差障壁的下電極層32可，不限制地，更包括一下部中間電極(bottom middle electrode)323位於第一指狀電極321和第二指狀電極322之間；和上電極層34可，不限制地，更包括一上部中間電極(top middle electrode)343於第三指狀電極341和第四指狀電極342之間，如第9A、9B圖所示。而上部中間電極343係實質上對位於下部中間電極323。同樣地，被施加相同或類似電壓的該些指狀電極和該些中間電極亦可耦接至具有調節器(如SVR)的同一個電壓源。
在2D驅動模式下，下部中間電極323和上部中間電極343可施以0V(即關閉視差障壁)。在3D驅動模式下，下部中間電極323和上部中間電極343可施以0V。於3D顯示應用，視差障壁中下部中間電極323和上部中間電極343的存在可有助於改善影像品質，特別是對應於電極邊界的影像之品質，如第一指狀電極321和下部中間電極323之邊界、下部中間電極323和第二指狀電極322之邊界、第三指狀電極341和上部中間電極343之邊界、上部中間電極343和第四指狀電極342之邊界，以呈現乾淨和銳利之影像。
第三實施例
第12圖為本揭露第三實施例之2D/3D可切換式顯 示器之視差障壁的上電極層和下電極層之示意圖。為清楚說明第三實施例，第12圖未繪示上下基板及夾置於之間的液晶層。第12圖中視差障壁的元件類似於第7圖之視差障壁30”係沿用相同標號。第三實施例和第二實施例之視差障壁其結構的主要區別是在於上電極層的電極設計。
類似地，下電極層32包括一第一指狀電極321和一第二指狀電極322相互交錯設置且相隔一間距，而下部中間電極323位於第一指狀電極321和第二指狀電極322之間；上電極層64包括一第三指狀電極641和一第四指狀電極642相互交錯設置且相隔一間距，而上部中間電極643於第三指狀電極641和第四指狀電極642之間，如第12圖所示。類似地，被施加相同或類似電壓的該些指狀電極(即，第一、第二、第三、第四指狀電極321、322、641、642)和中間電極(即，下部和上部中間電極323、643)亦可耦接至具有調節器(如SVR)的同一個電壓源。
第12圖中，第一指狀電極321和第二指狀電極322係形成具一底部延伸方向(bottom elongating direction)之複數個底部狹縫(bottom slits)；而第三指狀電極641和第四指狀電極642係形成具一頂部延伸方向(top elongating direction)之複數個頂部狹縫(top slits)。如第12圖所示，底部延伸方向平行於Y軸，頂部延伸方向平行於X軸。再者，該些底部狹縫的底部延伸方向(平行於Y軸)係實質上平行於顯示模組之一顯示區域的一寬邊，而該些頂部狹縫的頂部延伸方向(平行於X軸)係實質上平行於顯示區域的一長邊。
第13圖為第12圖之視差障壁之剖面示意圖，其繪示於2D模式下的其中一種驅動電壓應用。在2D驅動模式下，下電極層32(如第一指狀電極321和第二指狀電極322)和上電極層64(如第三指狀電極641和第四指狀電極642)可施加B電壓(即關閉視差障壁)。此時，視差障壁如同一片透明板材，在視差障壁上的影像60並不是黑白相間條紋，因此觀看者可以看到2維影像。 B電壓可能是接地電壓或共同電壓，而B值可以為正、負或0(如0V)。
進行操作時，可選擇第12圖中的下電極層32或上電極層34來驅動，視觀看顯示器影像的定位而定。兩種常見的影像顯示定位為縱向/肖像(portrait)顯示和橫向/風景(landscape)顯示。一般來說，顯示區域的高大於寬的定位方式較適合呈現人臉和上半身的相片或畫作，也是適合大部份電子書籍頁面的定位方向。而橫向/風景顯示一般係適合呈現需要左右視野較廣闊的繪畫景色或戶外風景。第14A圖為第12圖之視差障壁之剖面示意圖，其繪示於3D橫向/風景模式(3D-landscape mode)下的其中一種驅動電壓應用。第14B圖為第12圖之視差障壁之剖面示意圖，其繪示於3D縱向/肖像模式(3D-portrait mode)下的其中一種驅動電壓應用。
如第14A圖所示，如果使用者想要進行3D橫向/風景模式，則施加B電壓(如0V)於上電極層64，包括第三指狀電極641、上部中間電極643和第四指狀電極642，以顯示出底部狹縫。同時係施加+A+B電壓(正極性，如+5V)於第一指狀電極321和施加-A+B(負極性，如-5V)於第二指狀電極322，施加B電壓(如0V)於選擇性設置的下部中間電極323。其中A為電壓差(與共同電壓的電壓差)，B為共同電壓，+A表示正電壓差，-A表示負電壓差。下一個間間區間則對第一指狀電極321和第二指狀電極322進行電壓的交替變換。之後持續規則地進行電壓交變。因此在視差障壁上呈現出黑白相間條紋的影像60’，使觀看者可以看到3維影像，該些黑白相間條紋係平行於顯示區域的寬邊。
如第14B圖所示，如果使用者想要進行3D縱向/肖像模式，則施加B電壓(如0V)於下電極層32，包括第一指狀電極321、下部中間電極323和第二指狀電極322，以顯示出頂部狹縫。同時係施加+A+B電壓(正極性，如+5V)於第三指狀電極641和施加-A+B(負極性，如-5V)於第四指狀電極642，施加B電壓(如 0V)於選擇性設置的上部中間電極643。其中A為電壓差(與共同電壓的電壓差)，B為共同電壓，+A表示正電壓差，-A表示負電壓差。下一個間間區間則對第三指狀電極641和第四指狀電極642進行電壓的交替變換。之後持續規則地進行電壓交變。因此在視差障壁上呈現出黑白相間條紋的影像60”，使觀看者可以看到3維影像，該些黑白相間條紋係平行於顯示區域的長邊。
當然，上述該些電壓值僅為舉例說明，並非限制之用，應用時可根據實際需求而作電壓值的適當選擇與變化。
第15圖為根據本揭露第三實施例之第12圖視差障壁的一3D橫向/風景模式(3D-landscape mode)驅動設計之示意圖。第16圖為第14A圖之顯示器下電極層的一3D橫向/風景模式驅動電路圖。請參照第15圖和第16圖。在一實施例中，係同時於第一指狀電極321和第二指狀電極322施加相反極性的交流電壓，且該些步階電壓(step voltages)係具有相同絕對值(第16圖)，因而使在上電極層64(641/643/642)處的感應電荷(induced charges)得以消除，進而抑制上電極層64處的電壓擾動，降低對觸控螢幕的影響。即使接地後的上電極層64其配線電阻Rw不夠低，利用實施例之3D模式驅動設計仍可有效抑制電壓擾動。再者，於第一指狀電極321和第二指狀電極322之間的電壓交變可以藉由將兩者耦合於具有一交換式電壓調節器(SVR)之一交流電壓源來實施，如第16圖所示。交換式電壓調節器的設置可用來調節輸出至第一指狀電極321和第二指狀電極322的電壓，例如改變正輸出電壓為負輸出電壓。由於抑制電壓擾動可降低具視差障壁LCD的電磁偶合/輻射之雜訊(electromagnetic coupling/emission noise)，而使得結合/整合電容式觸控螢幕於3D顯示器更為簡單容易。
第17圖為根據本揭露第三實施例之第12圖視差障壁的一3D縱向/肖像模式(3D-portrait mode)驅動設計之示意圖。第18圖為第14B圖之顯示器上電極層的一3D縱向/肖像模式驅 動電路圖。請參照第17圖和第18圖。在一實施例中，係同時於第三指狀電極641和第四指狀電極642施加相反極性的交流電壓，且該些步階電壓(step voltages)係具有相同絕對值(第18圖)，因而使整合於顯示器的感測電極57處之感應電荷(induced charges)得以消除，進而降低對觸控螢幕的影響。即使接地後的下電極層32(321/323/322)其配線電阻Rw不夠低，利用實施例之3D模式驅動設計仍可有效抑制感測電極57的電壓擾動。再者，於第三指狀電極641和第四指狀電極642之間的電壓交變可以藉由將兩者耦合於具有一交換式電壓調節器(SVR)之一交流電壓源來實施，如第18圖所示。交換式電壓調節器的設置可用來調節輸出至第三指狀電極641和第四指狀電極642的電壓，例如改變正輸出電壓為負輸出電壓。由於抑制電壓擾動可降低具視差障壁LCD的電磁偶合/輻射之雜訊(electromagnetic coupling/emission noise)，而使得結合/整合電容式觸控螢幕於3D顯示器更為簡單容易。
第19圖為本揭露第三實施例之2D/3D可切換式顯示器之另一視差障壁的上電極層和下電極層之示意圖。第19圖和第12圖之視差障壁的差異在於上下電極層的電極圖案互換。第19圖中，第一指狀電極341和第二指狀電極342係形成具一底部延伸方向之複數個底部狹縫(bottom slits)，且底部延伸方向平行於X軸；而第三指狀電極641和第四指狀電極642係形成具一頂部延伸方向之複數個頂部狹縫(top slits)且頂部延伸方向平行於Y軸。
如第19圖所示之視差障壁，如果使用者想要進行3D橫向/風景模式，則施加+A+B電壓(正極性，如+5V)於第三指狀電極641和施加-A+B(負極性，如-5V)於第四指狀電極642，施加B電壓(如0V)於選擇性設置的上部中間電極643。A為電壓差(與共同電壓的電壓差)，B為共同電壓，其中+A表示正電壓差，-A表示負電壓差，以下依此敘述。而同時施加B電壓(如0V)於 下電極層32，包括第一指狀電極321、下部中間電極323和第二指狀電極322，以顯示出頂部狹縫。下一個間間區間則對第三指狀電極641和第四指狀電極642進行電壓的交替變換。之後持續規則地進行電壓交變。如果使用者想要進行3D縱向/肖像模式(3D-portrait mode)，可施加+A+B電壓(正極性，如+5V)於第一指狀電極321和施加-A+B(負極性，如-5V)於第二指狀電極322，施加B電壓(如0V)於選擇性設置的下部中間電極323；而上電極層64(包括第三指狀電極641、上部中間電極643和第四指狀電極642)可施加B電壓(如0V)，以顯示出底部狹縫。下一個間間區間則對第一指狀電極321和第二指狀電極322進行施加電壓的交替變換。之後持續規則地進行電壓交變。其餘細節，例如2D模式和3D模式的驅動電壓應用，類似前述內容，在此不再贅述。
綜上所述，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。本發明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，當可作各種之更動與潤飾。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。
30‧‧‧視差障壁
36‧‧‧液晶層
31‧‧‧下基板
32‧‧‧下電極層
321‧‧‧第一指狀電極
322‧‧‧第二指狀電極
33‧‧‧上基板
34‧‧‧上電極層

Claims (14)

  1. 一種可切換式二維/三維顯示器，包括：一背光模組(display module)；一顯示模組(backlight module)，設置於該背光模組上方；以及一障壁模組(barrier module)，設置於該顯示模組上方，且包括：一下基板具有一下電極層；一上基板具有一上電極層；以及一液晶層設置於該上基板和該下基板之間；其中，該下電極層包括一第一指狀電極及一第二指狀電極相互交錯設置，該上電極層包括一第三指狀電極及一第四指狀電極相互交錯設置，且該第一指狀電極係實質上對位於該第三指狀電極，而該第二指狀電極係實質上對位於該第四指狀電極，於一三維驅動模式下的相同時間區間，分別施加相反極性的電壓於該第一指狀電極及該第二指狀電極。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可切換式二維/三維顯示器，其中在該三維驅動模式下，當施加一正極性電壓於該第一指狀電極時，係同時施加一負極性電壓或一共同電壓於該第二指狀電極。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之可切換式二維/三維顯示器，其中當該二維/三維顯示器在該三維驅動模式下，於一第一時間區間(firsttime interval)係施加一正極性電壓於該第一指狀電極和同時地施加一負極性電壓於該第二指狀電極；而於一第二時間區間(second time interval)係施加一負極性電壓於該第一指狀電極和同時施加一正極性電壓於該第二指狀電極。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之可切換式二維/三維顯示器，其中更包括一第一中間電極，位於該第一指狀電極和該第二指狀電極之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之可切換式二維/三維顯示 器，其中在該三維驅動模式下，係施加一共同電壓於該第一中間電極。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之可切換式二維/三維顯示器，其中當該二維/三維顯示器在該三維驅動模式下，於一第一時間區間，係施加一正極性電壓於該第一指狀電極和該第四指狀電極，而該第二指狀電極和該第三指狀電極則同時施加一共同電壓；而於一第二時間區間，係施加一共同電壓於該第一指狀電極和該第四指狀電極，而該第二指狀電極和該第三指狀電極則同時施加一正極性電壓。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之可切換式二維/三維顯示器，其中該上電極層更包括一第二中間電極於該第三指狀電極和該第四指狀電極之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之可切換式二維/三維顯示器，其中在該三維驅動模式下，係施加一共同電壓於該第二中間電極及該第二中間電極。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之可切換式二維/三維顯示器，其中在一二維驅動模式下，係施加一共同電壓於該下電極層和該上電極層。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之可切換式二維/三維顯示器，更包括一感測電極(sensor electrode)設置於該障壁模組上。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之可切換式二維/三維顯示器，其中該第一指狀電極係耦接至一第一電壓源，該第二指狀電極係耦接至一第二電壓源。
  12. 一種可切換式二維/三維顯示器，包括：一背光模組(display module)；一顯示模組(backlight module)，設置於該背光模組上方；以及一障壁模組(barrier module)，設置於該顯示模組上方，且包括： 一下基板具有一下電極層；一上基板具有一上電極層；以及一液晶層設置於該上基板和該下基板之間；其中，該下電極層包括一第一指狀電極及一第二指狀電極相互交錯設置，該上電極層包括一第三指狀電極及一第四指狀電極相互交錯設置，於一三維驅動模式下的相同時間區間，分別施加相反極性的電壓於該第一指狀電極及該第二指狀電極；其中該第一指狀電極和該第二指狀電極係形成具一底部延伸方向(bottom elongating direction)之複數個底部狹縫(bottom slits)，而該第三指狀電極和該第四指狀電極係形成具一頂部延伸方向(top elongating direction)之複數個頂部狹縫(top slits)，其中該底部延伸方向係實質上垂直於該頂部延伸方向；其中在該三維驅動模式下，該第一指狀電極和該第二指狀電極係同時分別施加一正極性電壓和一負極性電壓，而該上電極層係施加一共同電壓以顯示出該些底部狹縫。
  13. 一種可切換式二維/三維顯示器，包括：一背光模組(display module)；一顯示模組(backlight module)，設置於該背光模組上方；以及一障壁模組(barrier module)，設置於該顯示模組上方，且包括：一下基板具有一下電極層；一上基板具有一上電極層；以及一液晶層設置於該上基板和該下基板之間；其中，該下電極層包括一第一指狀電極及一第二指狀電極相互交錯設置，該上電極層包括一第三指狀電極及一第四指狀電極相互交錯設置，於一三維驅動模式下的相同時間區間，分別施加相反極性的電壓於該第一指狀電極及該第二指狀電極；其中該第一指狀電極和該第二指狀電極係形成具一底部延伸方向(bottom elongating direction)之複數個底部狹縫(bottom slits)，而該第三指狀電極和該第四指狀電極係形成具一頂部延伸方向(top elongating direction)之複數個頂部狹縫(top slits)，其中該底部延伸方向係實質上垂直於該頂部延伸方向；其中在該三維驅動模式下，該第三指狀電極和該第四指狀電極係同時分別施加一正極性電壓和一負極性電壓，而該下電極層係施加一共同電壓以顯示出該些頂部狹縫。
  14. 如申請專利範圍第12或第13項所述之可切換式二維/三維顯示器，其中該些底部狹縫的該底部延伸方向係實質上平行於該顯示模組之一顯示區域的一寬邊，而該些頂部狹縫的該頂部延伸方向係實質上平行於該顯示區域的一長邊。
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