TWI542905B - 透明立體顯示器及其操作方法 - Google Patents

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TWI542905B TW103138733A TW103138733A TWI542905B TW I542905 B TWI542905 B TW I542905B TW 103138733 A TW103138733 A TW 103138733A TW 103138733 A TW103138733 A TW 103138733A TW I542905 B TWI542905 B TW I542905B
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Description

透明立體顯示器及其操作方法
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透明立體顯示器及其操作方法。
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)。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。
詳細而言，戴眼鏡式立體顯示器是在顯示面板外貼附具有兩種相位延遲區的相位延遲膜，以使用於顯示左眼影像的畫素區所提供的光線與用於顯示右眼影像的畫素區所提供的光線具有不同的偏振狀態，藉此將左眼影像與右眼影像分別經由頭戴式眼鏡的選擇而傳遞至左眼與右眼，以在觀賞者的腦中形成立體影像。
然而，為了避免畫素區所提供的光線斜向通過錯誤的相 位延遲區而傳遞錯誤的影像給觀賞者，相位延遲膜在兩種相位延遲區之間必須配置黑矩陣(black matrix)。此外，為了增加垂直視角，必須增加黑矩陣的寬度，如此一來，就大幅降低了顯示器用於顯示二維(two dimensional,2D)與三維(three dimensional,3D)影像時的亮度及視角範圍，且增加了相位延遲膜的成本。因此，亟需一種在2D顯示下具有良好穿透率且在3D顯示下具有極佳垂直視角的立體顯示器。
本發明提供一種透明立體顯示器，其在顯示2D影像時具有良好穿透率，且其在顯示3D影像時具有極佳的垂直視角。
本發明還提供一種透明立體顯示器的操作方法，其可使透明立體顯示器在顯示2D影像時具有良好穿透率，且在顯示3D影像時具有極佳的垂直視角。
本發明提出的透明立體顯示器包括透明顯示面板。透明顯示面板包括第一基板、第二基板、共用電極、顯示介質以及圖案化相位延遲膜。第一基板上包括設置有多個畫素結構。多個畫素結構包括多個右眼畫素結構以及多個左眼畫素結構。每一畫素結構包括顯示區、第一區域以及第二區域。第一區域位於顯示區以及第二區域之間，且每一畫素結構包括掃描線以及資料線、主動元件、畫素電極、第一透明導電圖案、第二透明導電圖案、第一訊號線、第二訊號線。主動元件與掃描線以及資料線電性連接。 畫素電極與主動元件電性連接且設置在顯示區內。第一透明導電圖案設置於第一區域內。第二透明導電圖案設置在第二區域內。第一訊號線與第一透明導電圖案電性連接。第二訊號線與第二透明導電圖案電性連接。第二基板位於第一基板的對向。共用電極設置在第一基板或第二基板上，且共用電極對應於畫素電極、第一透明導電圖案以及第二透明導電圖案設置。顯示介質位於第一基板與第二基板之間。圖案化相位延遲膜設置在第一基板或是第二基板之外表面。畫素結構包括多個右眼畫素結構以及多個左眼畫素結構。圖案化相位延遲膜包括多個右眼偏光圖案以及多個左眼偏光圖案。右眼偏光圖案對應右眼畫素結構設置，且左眼偏光圖案對應左眼畫素結構設置。每一個右眼偏光圖案之一邊緣與對應的右眼畫素結構之第二區域重疊。每一個左眼偏光圖案之一邊緣與對應的左眼畫素結構之第二區域重疊。
本發明提出的透明立體顯示器的操作方法包括提供上述透明立體顯示器；當以2D模式顯示影像時，透明顯示面板之每一畫素結構之第一區域以及第二區域呈現透光狀態；當以3D模式顯示影像時，透明顯示面板之每一畫素結構之第一區域呈現透光狀態，且每一畫素結構之第二區域呈現遮光狀態。
基於上述，本發明之透明立體顯示器之畫素結構具有顯示區、第一區域以及第二區域。可視需要切換每一畫素結構之第二區域的顯示狀態。當欲以2D模式顯示影像時，可使第一區域以及第二區域呈現透光狀態。當欲以3D模式顯示影像時，第一區域 仍呈現透光狀態，而可透過電壓的控制使第二區域呈現遮光狀態。如此一來，本發明之透明立體顯示器及其操作方法在顯示2D影像時可保有良好的亮度，且在顯示3D影像時可具有極佳的垂直視角。
為讓本發明的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。
10、10a‧‧‧透明顯示面板
20‧‧‧影像控制裝置
30‧‧‧2D以及3D模式切換控制裝置
100‧‧‧第一基板
120‧‧‧顯示介質
140‧‧‧彩色濾光層
160‧‧‧第二基板
180‧‧‧光學膜
190‧‧‧圖案化相位延遲膜
192‧‧‧右眼偏光圖案
194‧‧‧左眼偏光圖案
200、300、400、500、600‧‧‧畫素結構
210‧‧‧第一透明導電圖案
220‧‧‧第二透明導電圖案
1000‧‧‧透明立體顯示器
BM‧‧‧遮光圖案
CE‧‧‧共用電極
D、Tr‧‧‧寬度
D1、D2、D3、D4‧‧‧汲極
DL‧‧‧資料線
d1、d2‧‧‧方向
E1、E2、E3、192E、194E‧‧‧邊緣
G1、G2、G3、G4‧‧‧閘極
LS‧‧‧左眼畫素結構
L1‧‧‧第一訊號線
L2‧‧‧第二訊號線
PE‧‧‧畫素電極
PX‧‧‧畫素陣列層
PP‧‧‧畫素結構
R、G、B‧‧‧彩色濾光圖案
RD‧‧‧顯示區
RS‧‧‧右眼畫素結構
R1‧‧‧第一區域
R2‧‧‧第二區域
S1、S2、S3、S4‧‧‧源極
SL‧‧‧掃描線
T1‧‧‧主動元件
T2、T3、T4‧‧‧開關元件
W‧‧‧距離
圖1A是根據本發明一實施例之透明顯示面板的剖面示意圖。
圖1B是根據本發明另一實施例之透明顯示面板的剖面示意圖。
圖2為根據本發明一實施例之透明立體顯示器之畫素陣列的上視示意圖。
圖3A為根據本發明一實施例之透明立體顯示器處於2D顯示狀態時的示意圖。
圖3B為根據本發明一實施例之透明立體顯示器處於3D顯示狀態時的示意圖。
圖4是根據本發明第一實施例之透明立體顯示器之畫素結構的上視示意圖。
圖5是根據本發明第二實施例之透明立體顯示器之畫素結構的上視示意圖。
圖6是根據本發明第三實施例之透明立體顯示器之畫素結構的上視示意圖。
圖7是根據本發明第四實施例之透明立體顯示器之畫素結構的上視示意圖。
圖8是根據本發明第五實施例之透明立體顯示器之畫素結構的上視示意圖。
圖9是根據本發明一實施例之透明立體顯示器的示意圖。
本發明之透明立體顯示器包括透明顯示面板。圖1A是根據本發明一實施例之透明顯示面板的剖面示意圖。請參照圖1A，本實施例之透明顯示面板10包括第一基板100、顯示介質120、彩色濾光層140、第二基板160以及共用電極CE。
第一基板100上設置有畫素陣列層PX。為了清楚說明起見，圖1A僅繪示三個畫素結構PP，然所屬領域具有通常知識者應可理解的是，畫素陣列層PX實際上可包括更多個畫素結構PP。第二基板160位於第一基板100的對向。第一基板100與第二基板160之材質可為玻璃、石英或有機聚合物等等，然本發明不限於此。
顯示介質120例如是位於第一基板100以及第二基板160之間。本實施例並不限定透明顯示面板10的型態，隨著顯示介質120的不同，透明顯示面板10可具有不同的作用機制。舉例而言， 當顯示介質120為液晶材料時，透明顯示面板10為液晶透明立體顯示面板。下文皆以液晶透明立體顯示面板作為實例來說明本實施例之透明顯示面板10。
如圖1A所示，彩色濾光層140位於第二基板160上。彩色濾光層140包括遮光圖案BM以及對應遮光圖案BM設置的多個彩色濾光圖案R、G、B。在本實施例中，彩色濾光圖案R、G、B分別例如為紅色、綠色、藍色濾光圖案，然本發明不限於此排列方式。彩色濾光圖案R、G、B分別對應每一個畫素結構PP設置，以使顯示區RD可產生紅色光、綠色光與藍色光。在本實施例中，遮光圖案BM為黑矩陣，其具有多個開口，而彩色濾光圖案R、G、B配置於這些開口中。
圖1B是根據本發明另一實施例之透明顯示面板的剖面示意圖。透明顯示面板10a與透明顯示面板10類似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符號表示，且不再重複說明。透明顯示面板10a與透明顯示面板10的主要差異在於彩色濾光層140位於第一基板100上。一般而言，在彩色濾光圖案R、G、B位於第一基板100上的實例中，當彩色濾光圖案R、G、B位於主動元件上方時，第一基板100為COA(color filter on array)基板；而當彩色濾光圖案R、G、B位於主動元件下方時，第一基板100為AOC(array on color filter)基板。
請同時參照圖1A與圖1B，在這些實施例中，共用電極CE設置於第二基板160上，然本發明不限於此。在其他實施例中， 共用電極CE也可設置於第一基板100上。共用電極CE的材質包括金屬氧化物，例如是銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者之堆疊層，然本發明不限於此。
透明顯示面板10與透明顯示面板10a可進一步包括光學膜180與圖案化相位延遲膜190。光學膜180可包括偏光膜。如圖1A與圖1B所示，光學膜180配置於第二基板160之外表面。然本發明不限於此，在其他實施例中，光學膜180也可配置於第一基板100與第二基板160之外表面。如圖1A與圖1B所示，圖案化相位延遲膜190配置於第二基板160之外表面且位於光學膜180之上。然本發明不限於此，在其他實施例中，圖案化相位延遲膜190也可配置於第一基板100之外表面。
圖2為根據本發明一實施例之透明立體顯示器之畫素陣列的上視示意圖。為了清楚說明起見，圖2僅繪示六個畫素結構PP且省略其他構件。每一個畫素結構PP包括顯示區RD、第一區域R1以及第二區域R2。第一區域R1位於顯示區RD以及第二區域R2之間。本發明不限定第一區域R1、第二區域R2與顯示區RD的相對面積比例，可視所欲顯示之需求來調整上述各區的面積。
畫素電極PE設置在顯示區RD內。畫素電極PE例如是金屬氧化物，例如是銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至 少二者之堆疊層，然本發明不限於此。
第一透明導電圖案210設置於第一區域R1內，且第二透明導電圖案220設置在第二區域R2內。值得一提的是，第一透明導電圖案210與第二透明導電圖案220上方不具有彩色濾光圖案R、G、B。如此一來，當以2D模式顯示影像時，每一第一區域R1以及第二區域R2呈現透光狀態；當以3D模式顯示影像時，每一第一區域R1呈現透光狀態，且每一第二區域R2呈現遮光狀態。第一透明導電圖案210、第二透明導電圖案220例如是金屬氧化物，例如是銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者之堆疊層，然本發明不限於此。
請同時參照圖1A(圖1B)與圖2，共用電極CE對應於畫素結構PP之畫素電極PE、第一透明導電圖案210以及第二透明導電圖案220設置。透明顯示面板10之多個畫素結構PP可包括多個右眼畫素結構RS以及多個左眼畫素結構LS。如圖2所示，右眼畫素結構RS與左眼畫素結構LS可分別包括對應於彩色濾光圖案R、G、B的多個畫素結構PP，然本發明不限定上述畫素結構PP的排列方式。
請再參照圖2，右眼畫素結構RS以及左眼畫素結構LS沿著d1方向交替設置。在，此d1方向與資料線DL(後續將詳細說明於圖4)的延伸方向一致，且d2方向與掃描線SL(後續將詳細說明於圖4)的延伸方向一致。
遮光圖案BM對應設置在每一畫素結構PP之顯示區RD周圍、每一畫素結構PP之第一區域R1周圍以及每一畫素結構PP之第二區域R2之周圍。如圖2所示，在一畫素結構(以右眼畫素結構RS為例)之第二區域R2與前一個畫素結構(左眼畫素結構LS)之顯示區RD之間，平行於d2方向之遮光圖案BM具有與所述畫素結構(以右眼畫素結構RS為例)之第二區域R2相鄰之第一邊緣E1以及與前一個畫素結構(左眼畫素結構LS)之顯示區RD相鄰之第二邊緣E2。在所述畫素結構(以右眼畫素結構RS為例)之第二區域R2與第一區域R1之間，平行於d2方向之遮光圖案BM具有與第二區域R2相鄰之第三邊緣E3。如圖2所示，上述畫素結構(以右眼畫素結構RS為例)的第一邊緣E1與前一個畫素結構(左眼畫素結構LS)之第二邊緣E2之間具有最短距離D，上述畫素結構(以右眼畫素結構RS為例)的第二邊緣E2與第三邊緣E3之間具有最短距離W。
在圖1A之實施例的顯示面板中(亦即彩色濾光層140位於第二基板160上)，距離W可滿足以下關係式：
P為所述畫素結構(以右眼畫素結構RS為例)的第一邊緣E1與第二邊緣E2之間的距離，X為左右眼干擾之容忍值，neff為第二基板160的等效折射率，且 T為彩色濾光層140的厚度、第二基板160的厚度與光學膜180的厚度的加總，特別是，第二區域R2在平行於d1方向上的寬度為Tr，且Tr=(距離W)-(距離D)，如圖2所示。
承上所述，在(式1)中，P為在同一畫素結構(例如圖2所示的右眼畫素結構RS)中，第一邊緣E1與第二邊緣E2之間的距離。X為左右眼干擾之容忍值。舉例來說，對戴眼鏡式立體顯示器而言，X是指觀賞者左(右)眼看到右(左)眼影像的現象。3D影像時左右眼干擾(X-talk)的現象與X值成正比，基於立體顯示器垂直視角的觀點而言，X值愈小愈好。在本實施例中，neff為第二基板160的等效折射率。
若是在圖1B之實施例的顯示面板中(亦即彩色濾光層140位於第一基板100上)，那麼距離W可滿足以下關係式：
P為所述畫素結構(以右眼畫素結構RS為例)第一邊緣E1與第二邊緣E2之間的距離，X為左右眼干擾之容忍值，neff為第二基板160的等效折射率，且T為第二基板160的厚度與光學膜180的厚度的加總，特別是，第二區域R2在平行於d1方向上的寬度為Tr，且Tr=(距離W)-(距離D)，如圖2所示。
更詳細來說，若彩色濾光層140位於第一基板100上時(如圖1B所示)，T為第二基板160的厚度與光學膜180的厚度之加總。若彩色濾光層140位於第二基板160上時(如圖1A所示)，T為彩色濾光層140的厚度、第二基板160的厚度與光學膜180的厚度之加總。
圖3A為根據本發明一實施例之透明立體顯示器處於2D顯示狀態時的示意圖。接著，請同時參照圖2與圖3A，本實施例之圖案化相位延遲膜190可包括多個右眼偏光圖案192以及多個左眼偏光圖案194。右眼偏光圖案192對應右眼畫素結構RS設置，且左眼偏光圖案194對應左眼畫素結構LS設置。右眼偏光圖案192具有平行於d2方向的邊緣192E，如圖3A所示，右眼偏光圖案192之邊緣192E與對應的右眼畫素結構RS之第二區域R2重疊。同樣地，左眼偏光圖案194具有平行於d2方向的邊緣194E。左眼偏光圖案194之邊緣194E與對應的左眼畫素結構LS之第二區域R2重疊。在本實施例中，基於立體顯示器垂直視角的觀點而言，圖案化相位延遲膜190之右眼偏光圖案192的邊緣192E落於1/2距離W處(即距離W的中心位置)，且圖案化相位延遲膜190之左眼偏光圖案194之邊緣194E落於1/2距離W處，然本發明不限於此。
由上文可知，在本實施例之透明立體顯示器中，先透過上列(式1)求得距離W，之後可進一步取得第二區域R2的寬度Tr。如此一來，可求得圖案化相位延遲膜190最適合的設置位置。
請再參照圖3A，透明顯示面板10處於2D顯示狀態時，第一區域R1以及第二區域R2皆呈透光狀態。圖3B為根據本發明一實施例之透明立體顯示器處於3D顯示狀態時的示意圖。接著，請參照圖3B，透明顯示面板10處於3D顯示狀態時，可將第二區域R2切換成遮光狀態，而第一區域R1仍維持透光狀態。如此一來，呈遮光狀態的第二區域R2可提供加寬遮光圖案BM的效果，進而降低顯示3D影像時左右眼干擾(X-talk)的現象並增加垂直視角。此外，由於在顯示2D影像時，第一區域R1以及第二區域R2皆呈透光狀態，而可維持透明顯示面板10的穿透率，進而使透明顯示面板10具有良好的顯示亮度。
以下將參照圖式更詳細說明本發明之各實施例的畫素結構。圖4是根據本發明第一實施例之透明立體顯示器之畫素結構的上視示意圖。請參照圖4，畫素結構200包括顯示區RD、第一區域R1以及第二區域R2。第一區域R1位於顯示區RD以及第二區域R2之間。本發明不限定第一區域R1、第二區域R2與顯示區RD的相對面積比例，可視需求來調整上述各區的面積。畫素結構200包括掃描線SL以及資料線DL、主動元件T1、畫素電極PE、第一透明導電圖案210、第二透明導電圖案220、第一訊號線L1、第二訊號線L2以及共用電極(未繪示)。
主動元件T1與掃描線SL以及資料線DL電性連接。資料線DL的延伸方向與圖2所示的方向d1一致，且掃描線SL的延伸方向與圖2所示的方向d2一致。主動元件T1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G1、源極S1以及汲極D1。閘極G1與掃描線SL電性連接。源極S1與資料線DL電性連接。汲極D1與畫素電極PE電性連接。
畫素電極PE設置在顯示區RD內。第一透明導電圖案210設置於第一區域R1內。第二透明導電圖案220設置在第二區域R2內。第一訊號線L1與第一透明導電圖案210電性連接。第二訊號線L2與第二透明導電圖案220電性連接。在本實施例中，第一訊號線L1與第二訊號線L2可與資料線DL同時製作，然本發明不限於此。共用電極對應於畫素電極PE、第一透明導電圖案210以及第二透明導電圖案220設置。
值得一提的是，在本實施例中，畫素結構200之第一透明導電圖案210以及第二透明導電圖案220分別受到第一訊號線L1與第二訊號線L2的電性控制。在顯示2D影像時，第一區域R1以及第二區域R2皆呈透光狀態。在顯示3D影像時，可藉由與第二透明導電圖案220電性連接的第二訊號線L2將第一區域R2切換成遮光狀態。如此一來，呈遮光狀態的第二區域R2可提供加寬遮光圖案BM的效果，進而降低顯示3D影像時左右眼干擾(X-talk)的現象並增加垂直視角。此外，由於在顯示2D影像時，第一區域R1以及第二區域R2皆呈透光狀態，而可維持透明顯示面板10的穿透率，進而使透明顯示面板10具有良好的顯示亮度。
圖5是根據本發明第二實施例之透明立體顯示器之畫素結構的上視示意圖。請參照圖5，本實施例之畫素結構300與圖4 之畫素結構200類似，相同或相似的構件以相同或相似的符號表示，且不再重複說明。畫素結構300與畫素結構200的差異在於，畫素結構300還包括開關元件T2。類似地，開關元件T2包括閘極G2、源極S2以及汲極D2。閘極G2與掃描線SL電性連接。源極S2與第一訊號線L1電性連接。在本實施例中，第一訊號線L1為資料線DL，且第一訊號線L1可與資料線DL同時製作。開關元件T2之汲極D2與第一區域R1內的第一透明導電圖案210電性連接。
特別的是，在本實施例中，畫素結構300之第一透明導電圖案210可受到開關元件T2的電性控制，而第二透明導電圖案220可受到第二訊號線L2的電性控制。在顯示2D影像時，第一區域R1以及第二區域R2皆呈透光狀態。在顯示3D影像時，可藉由第二訊號線L2將第二區域R2切換成遮光狀態，而可藉由開關元件T2將第一區域R1維持透光狀態。如此一來，呈遮光狀態的第二區域R2可提供加寬遮光圖案BM的效果，進而降低顯示3D影像時左右眼干擾(X-talk)的現象並增加垂直視角。此外，由於在顯示2D影像時，第一區域R1以及第二區域R2皆呈透光狀態，而可維持透明顯示面板10的穿透率，進而使透明顯示面板10具有良好的顯示亮度。
圖6是根據本發明第三實施例之透明立體顯示器之畫素結構的上視示意圖。請參照圖6，本實施例之畫素結構400與圖4之畫素結構200類似，相同或相似的構件以相同或相似的符號表 示，且不再重複說明。畫素結構400與畫素結構200的差異在於，畫素結構400還包括開關元件T3。類似地，開關元件T3包括閘極G3、源極S3以及汲極D3。開關元件T3與資料線DL以及第二訊號線L2電性連接。詳細而言，開關元件T3之閘極G3與第二訊號線L2電性連接，且開關元件T3之源極S3與資料線DL電性連接。在本實施例中，第二訊號線L2為掃描線SL，且第二訊號線L2可與掃描線SL同時製作。開關元件T3之汲極D3與第二透明導電圖案220電性連接。
特別的是，在本實施例中，畫素結構400之第二透明導電圖案220可受到開關元件T3的電性控制，而第一透明導電圖案210可受到第二訊號線L1的電性控制。在顯示2D影像時，第一區域R1以及第二區域R2皆呈透光狀態。在顯示3D影像時，可藉由開關元件T3將第二區域R2切換成遮光狀態，而可藉由第二訊號線L1將第一區域R1維持透光狀態。如此一來，呈遮光狀態的第二區域R2可提供加寬遮光圖案BM的效果，進而降低顯示3D影像時左右眼干擾(X-talk)的現象並增加垂直視角。此外，由於在顯示2D影像時，第一區域R1以及第二區域R2皆呈透光狀態，而可維持透明顯示面板10的穿透率，進而使透明顯示面板10具有良好的顯示亮度。
圖7是根據本發明第四實施例之透明立體顯示器之畫素結構的上視示意圖。請參照圖7，本實施例之畫素結構500與圖2之畫素結構200類似，相同或相似的構件以相同或相似的符號表 示，且不再重複說明。畫素結構500與畫素結構200的差異在於，畫素結構500除了具有主動元件T1之外，其還包括第一開關元件T2以及第二開關元件T3。第一開關元件T2與掃描線SL以及第一訊號線L1電性連接，其中第一透明導電圖案210與第一開關元件電性T2連接。第二開關元件T3與資料線DL以及第二訊號線L2電性連接，其中第二透明導電圖案220與第二開關元件T3電性連接。在本實施例中，第一訊號線L1為資料線DL，而第二訊號線L2為掃描線SL。第一訊號線L1可與資料線DL同時製作，而第二訊號線L2可與掃描線SL同時製作。
特別的是，在本實施例中，畫素結構500之第一透明導電圖案210可受到第一開關元件T2的電性控制，且第二透明導電圖案220可受到第二開關元件T3的電性控制。在顯示2D影像時，第一區域R1以及第二區域R2皆呈透光狀態。在顯示3D影像時，可藉由第二開關元件T3將第二區域R2切換成遮光狀態，而可藉由第一開關元件T2將第一區域R1維持透光狀態。如此一來，呈遮光狀態的第二區域R2可提供加寬遮光圖案BM的效果，進而降低顯示3D影像時左右眼干擾(X-talk)的現象並增加垂直視角。此外，由於在顯示2D影像時，第一區域R1以及第二區域R2皆呈透光狀態，而可維持透明顯示面板10的穿透率，進而使透明顯示面板10具有良好的顯示亮度。
圖8是根據本發明第五實施例之透明立體顯示器之畫素結構的上視示意圖。請參照圖8，本實施例之畫素結構600與圖2 之畫素結構200類似，相同或相似的構件以相同或相似的符號表示，且不再重複說明。畫素結構600與畫素結構200的差異在於，畫素結構600除了具有主動元件T1之外，其還包括第一開關元件T2以及第二開關元件T4。第一開關元件T2與掃描線SL以及第一訊號線L1電性連接，其中第一透明導電圖案210與第一開關元件電性T2連接。類似地，第二開關元件T4包括閘極G4、源極S4以及汲極D4。第二開關元件T4與掃描線SL以及第二訊號線L2電性連接。詳細而言，第二開關元件T4之閘極G4與掃描線SL電性連接，且開關元件T4之源極S4與第二訊號線L2電性連接。第二開關元件T4之汲極D4與第二透明導電圖案220電性連接。在本實施例中，第一訊號線L1與第二訊號線L2皆為資料線DL，且第一訊號線L1與第二訊號線L2可和資料線DL同時製作。
類似地，在本實施例中，畫素結構600之第一透明導電圖案210可受到第一開關元件T2的電性控制，且第二透明導電圖案220可受到第二開關元件T4的電性控制。在顯示2D影像時，第一區域R1以及第二區域R2皆呈透光狀態。在顯示3D影像時，可藉由第二開關元件T4將第二區域R2切換成遮光狀態，而可藉由第一開關元件T2將第一區域R1維持透光狀態。如此一來，呈遮光狀態的第二區域R2可提供加寬遮光圖案BM的效果，進而降低顯示3D影像時左右眼干擾(X-talk)的現象並增加垂直視角。此外，由於在顯示2D影像時，第一區域R1以及第二區域R2皆呈透光狀態，而可維持透明顯示面板10的穿透率，進而使透明顯示 面板10具有良好的顯示亮度。
圖9是根據本發明一實施例之透明立體顯示器的示意圖。以下參照圖9說明本發明一實施例之透明立體顯示器的操作方法。
首先，如圖9所示，提供透明立體顯示器1000。立體顯示器1000包括透明顯示面板10、影像控制裝置20與2D以及3D模式切換控制裝置30。透明顯示面板10可包括上述任一實施例中的畫素結構200、300、400、500或600，然本發明不限於此。影像控制裝置20與透明顯示面板10之每一畫素結構PP之掃描線SL以及資料線DL電性連接。2D以及3D模式切換控制裝置30與透明顯示面板10之每一畫素結構PP之第一訊號線L1以及第二訊號線L2電性連接。
值得一提的是，透明立體顯示器1000為二維-三維可切換式立體顯示器。當以2D模式顯示2D影像時，透明顯示面板10之每一畫素結構PP之第一區域R1以及第二區域R2呈現透光狀態(如圖3A所示)。具體的操作方法如下：當以2D模式顯示2D影像時，透過影像控制裝置20輸入2D影像訊號至透明顯示面板10之畫素結構PP之顯示區RD，以顯示2D影像，並同時透過2D以及3D模式切換控制裝置30輸入2D控制訊號，以使每一畫素結構PP之第一區域R1以及第二區域R2呈現透光狀態。
當以3D模式顯示3D影像時，透明顯示面板10之每一畫素結構PP之第一區域R1呈現透光狀態，且每一畫素結構PP 之第二區域R2呈現遮光狀態(如圖3B所示)。具體的操作方法如下：當以3D模式顯示3D影像時，透過影像控制裝置20輸入3D影像訊號至透明顯示面板10之畫素結構PP之顯示區RD，以顯示3D影像，並同時透過2D以及3D模式切換控制裝置30輸入3D控制訊號，以使每一畫素結構PP之第一區域R1呈現透光狀態，且使每一畫素結構PP之第二區域R2呈現遮光狀態。
值得注意的是，本發明不限定第一區域R1以及第二區域R2的電性控制方式。舉例而言，可僅使用兩條訊號線來分別電性控制第一區域R1以及第二區域R2。或者，也可使用例如開關元件來電性控制第一區域R1及/或第二區域R2。
綜上所述，本發明之透明立體顯示器之畫素結構具有顯示區、第一區域以及第二區域。每一畫素結構之第一區域以及第二區域可以具有各自獨立的電壓供給，並可視需要切換第二區域的顯示狀態。當欲以2D模式顯示影像時，可使第一區域以及第二區域呈現透光狀態。當欲以3D模式顯示影像時，第一區域仍呈現透光狀態，而可透過電壓的控制使第二區域呈現遮光狀態。如此一來，本發明之透明立體顯示器及其操作方法在顯示2D影像時可保有良好的亮度，且在顯示3D影像時可具有極佳的垂直視角。
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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
200‧‧‧畫素結構
210‧‧‧第一透明導電圖案
220‧‧‧第二透明導電圖案
BM‧‧‧遮光圖案
D1‧‧‧汲極
DL‧‧‧資料線
G1‧‧‧閘極
L1‧‧‧第一訊號線
L2‧‧‧第二訊號線
PE‧‧‧畫素電極
RD‧‧‧顯示區
R1‧‧‧第一區域
R2‧‧‧第二區域
S1‧‧‧源極
SL‧‧‧掃描線
T1‧‧‧主動元件

Claims (18)

  1. 一種透明立體顯示器，包括一透明顯示面板，該透明顯示面板包括：一第一基板，該第一基板上設置有多個畫素結構，其中每一畫素結構包括一顯示區、一第一區域以及一第二區域，該第一區域位於該顯示區以及該第二區域之間，且每一畫素結構包括：一資料線以及一掃描線，分別沿著一第一方向以及一第二方向延伸；一主動元件，與該資料線以及該掃描線電性連接；一畫素電極，與該主動元件電性連接且設置在該顯示區內；一第一透明導電圖案，設置於該第一區域內；一第二透明導電圖案，設置在該第二區域內；一第一訊號線，與該第一透明導電圖案電性連接；以及一第二訊號線，與該第二透明導電圖案電性連接；一第二基板，位於該第一基板的對向；一共用電極，設置在該第一基板或該第二基板上，且對應於該畫素電極、該第一透明導電圖案以及該第二透明導電圖案設置；一顯示介質，位於該第一基板與該第二基板之間；以及一圖案化相位延遲膜，設置在該第二基板的外表面，該圖案化相位延遲膜包括多個右眼偏光圖案以及多個左眼偏光圖案，而該些畫素結構包括多個右眼畫素結構以及多個左眼畫素結構，該 些右眼偏光圖案對應該些右眼畫素結構設置，該些左眼偏光圖案對應該些左眼畫素結構設置，其中每一個右眼偏光圖案的一邊緣與對應的右眼畫素結構的該第二區域重疊，且每一個左眼偏光圖案的一邊緣與對應的左眼畫素結構的該第二區域重疊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的透明立體顯示器，該透明顯示面板更包括一彩色濾光層，位於該第一基板上，其中該彩色濾光層包括一遮光圖案以及對應該遮光圖案設置的多個彩色濾光圖案，且該些彩色濾光圖案對應每一畫素結構設置。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的透明立體顯示器，該透明顯示面板更包括一光學膜，位於該第二基板的外表面，其中：該遮光圖案對應設置在每一畫素結構之該顯示區的周圍、每一畫素結構之該第一區域的周圍以及每一畫素結構之該第二區域的周圍；在每一畫素結構的該第二區域與在該第一方向上的前一個畫素結構的該顯示區之間的該遮光圖案具有與該第二區域相鄰的一第一邊緣以及與所述前一個畫素結構之該顯示區相鄰的一第二邊緣，並且在每一畫素結構的該第二區域與該第一區域之間的該遮光圖案具有與該第二區域相鄰的一第三邊緣；每一畫素結構的該第一邊緣與在該第一方向上的前一個畫素結構的該第二邊緣之間具有一最短距離D；每一畫素結構的該第三邊緣與在該第一方向上的前一個畫素結構的該第二邊緣之間具有一最短距離W，且 P為每一畫素結構的該第一邊緣與該第二邊緣之間的距離，X為左右眼干擾之容忍值，neff為該第二基板的等效折射率，且T為該第二基板的厚度與該光學膜的厚度的加總，其中該第二區域寬度為Tr，且Tr=(該距離W)-(該距離D)。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的透明立體顯示器，其中該右眼偏光圖案之該邊緣落於1/2該距離W處。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的透明立體顯示器，其中該光學膜包括一偏光膜。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的透明立體顯示器，其中該第一透明導電圖案與該第二透明導電圖案之上方不具有彩色濾光圖案。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的透明立體顯示器，該透明顯示面板更包括一彩色濾光層，位於該第二基板上，其中該彩色濾光層包括一遮光圖案以及對應該遮光圖案設置的多個彩色濾光圖案，且該些彩色濾光圖案對應每一畫素結構設置。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的透明立體顯示器，該透明顯示面板更包括一光學膜，位於該第二基板的外表面，其中：該遮光圖案對應設置在每一畫素結構之該顯示區的周圍、每一畫素結構之該第一區域的之周圍以及每一畫素結構之該第二區 域之周圍；在每一畫素結構的該第二區域與在該第一方向上的前一個畫素結構的該顯示區之間的該遮光圖案具有與該第二區域相鄰的一第一邊緣以及與所述前一個畫素結構之該顯示區相鄰的一第二邊緣，且在每一畫素結構之該第二區域與該第一區域之間的該遮光圖案具有與該第二區域相鄰的一第三邊緣；每一畫素結構的該第一邊緣與在該第一方向上的前一個畫素結構的該第二邊緣之間具有一最短距離D；每一畫素結構的該第三邊緣與在該第一方向上的前一個畫素結構的該第二邊緣之間具有一最短距離W，且 P為每一畫素結構的該第一邊緣與該第二邊緣之間的距離，X為左右眼干擾之容忍值，neff為該第二基板的等效折射率，且T為該彩色濾光層的厚度、該第二基板的厚度與該光學膜的厚度的加總，其中該第二區域寬度為Tr，且Tr=(該距離W)-(該距離D)。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的透明立體顯示器，其中該右眼偏光圖案之該邊緣落於1/2該距離W處。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的透明立體顯示器，其中該光學膜包括一偏光膜。
  11. 如申請專利範圍第7項所述的透明立體顯示器，其中該第一透明導電圖案與該第二透明導電圖案之上方不具有彩色濾光圖案。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的透明立體顯示器，其中每一該畫素結構更包括：一開關元件，與該掃描線以及該第一訊號線電性連接，其中該第一透明導電圖案透過該開關元件與該第一訊號線電性連接。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的透明立體顯示器，其中每一該畫素結構更包括：一開關元件，與該資料線以及該第二訊號線電性連接，其中該第二透明導電圖案透過該開關元件與該第二訊號線電性連接。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的透明立體顯示器，其中每一該畫素結構更包括：一第一開關元件，與該掃描線以及該第一訊號線電性連接，其中該第一透明導電圖案透過該第一開關元件與該第一訊號線電性連接；以及一第二開關元件，與該資料線以及該第二訊號線電性連接，其中該第二透明導電圖案透過該第二開關元件與該第二訊號線電性連接。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的透明立體顯示器，其中每一該畫素結構更包括：一第一開關元件，與該掃描線以及該第一訊號線電性連接， 其中該第一透明導電圖案透過該第一開關元件與該第一訊號線電性連接；以及一第二開關元件，與該掃瞄線以及該第二訊號線電性連接，其中該第二透明導電圖案透過該第二開關元件與該第二訊號線電性連接。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的透明立體顯示器，更包括：一影像控制裝置，與該透明顯示面板之每一畫素結構之該掃描線以及該資料線電性連接；以及一2D以及3D模式切換控制裝置，與該透明顯示面板之每一畫素結構之該第一訊號線以及該第二訊號線電性連接。
  17. 一種透明立體顯示器的操作方法，包括：提供一透明立體顯示器，其如申請專利範圍第1項所述；當以一2D模式顯示一2D影像時，該透明顯示面板之每一該畫素結構之該第一區域以及該第二區域呈現一透光狀態；以及當以一3D模式顯示一3D影像時，該透明顯示面板之每一該畫素結構之該第一區域呈現所述透光狀態，且每一該畫素結構之該第二區域呈現一遮光狀態。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的透明立體顯示器的操作方法，更包括：當以該2D模式顯示該2D影像時，透過一影像控制裝置輸入一2D影像訊號至該透明顯示面板之該畫素結構之該顯示區以顯示該2D影像，並同時透過一2D以及3D模式切換控制裝置輸入 一2D控制訊號以使每一該畫素結構之該第一區域以及該第二區域呈現所述透光狀態；以及當以該3D模式顯示該3D影像時，透過該影像控制裝置輸入一3D影像訊號至該透明顯示面板之該畫素結構之該顯示區以顯示該3D影像，並同時透過該2D以及3D模式切換控制裝置輸入一3D控制訊號以使每一該畫素結構之該第一區域呈現所述透光狀態，且使每一該畫素結構之該第二區域呈現所述遮光狀態。
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