TWI630444B - 顯示裝置及顯示方法 - Google Patents

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TWI630444B TW106127403A TW106127403A TWI630444B TW I630444 B TWI630444 B TW I630444B TW 106127403 A TW106127403 A TW 106127403A TW 106127403 A TW106127403 A TW 106127403A TW I630444 B TWI630444 B TW I630444B
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Abstract

本發明提供一種顯示裝置，包括顯示面板、透鏡組以及光偏振轉換單元。透鏡組包括第一透鏡層以及第二透鏡層。第一透鏡層包含多個第一透鏡。第二透鏡層包含分別與第一透鏡層對位的多個第二透鏡。光偏振轉換單元位於顯示面板與透鏡組之間。本發明還提供一種顯示方法。

Description

顯示裝置及顯示方法
本發明是有關於一種顯示裝置。
頭戴式顯示器（Head-mount Display；HMD）是一種配戴在身上的顯示器。頭戴式顯示器是藉由在離眼睛很近的位置處設置一透鏡組來觀看的小型顯示器，因此實際上與觀看遠處大型顯示器的效果相似。一般來說，近眼顯示器只有一個虛擬成像平面，因雙眼的匯聚（convergence）和單眼聚焦（accommodation）的位置不同，而造成使用者觀看的不舒適感。為了解決上述問題，有些頭戴式顯示器利用空間分光的方式在瞳孔平面（pupil plane）上產生多個視點來調整雙眼的匯聚和單眼聚焦的位置。然而，如果產生的視點過多，會造成視覺解析度的下降而影響頭戴式顯示器的顯示品質。
本發明的一實施例提供一種顯示裝置，其能有效地提高視覺解析度。
本發明的一實施例提供一種顯示方法，其能有效地提高視覺解析度。
本發明的顯示裝置包括顯示面板、透鏡組以及光偏振轉換單元。透鏡組包括第一透鏡層以及第二透鏡層。第一透鏡層包含多個第一透鏡。第二透鏡層包含分別與第一透鏡對位的多個第二透鏡。光偏振轉換單元位於顯示面板與透鏡組之間。
本發明的一實施例的顯示方法包括至少以下步驟。於第一時段內提供多個第一偏振影像光束，以產生第一視點組。於第二時段內提供多個第二偏振影像光束，以產生第二視點組。第一視點組的多個第一視點中的至少一個穿插於第二視點組的多個第二視點中。
本發明的一實施例的顯示方法包括至少以下步驟。首先，提供顯示裝置。顯示裝置包括顯示面板、透鏡組以及光偏振轉換單元。透鏡組包括第一透鏡層以及第二透鏡層。第一透鏡層包含多個第一透鏡。第二透鏡層包含分別與第一透鏡對位的多個第二透鏡。光偏振轉換單元位於顯示面板與透鏡組之間。藉由第一透鏡層於第一時段內提供多個第一偏振影像光束以產生第一視點組。藉由第二透鏡層於第二時段內提供多個第二偏振影像光束以產生第二視點組。第一視點組的多個第一視點中的至少一個穿插於第二視點組的多個第二視點中。
基於上述，本發明的一實施例的顯示裝置藉由空間和時間分光在瞳孔平面上產生多個視點，能夠有效地提供在舒適的觀看環境下的高解析度畫面給使用者。
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。
圖1是根據本發明一實施例的顯示裝置10的示意圖。請參照圖1，顯示裝置10包括顯示面板100、透鏡組200、光偏振轉換單元300以及第三透鏡層400。顯示面板100包括主動元件陣列基板110、對向基板120以及液晶層130。液晶層130夾置於主動元件陣列基板110以及對向基板120之間。
圖2是圖1的顯示裝置10中的顯示面板100的剖面示意圖。以下將先針對顯示面板100作詳細解說。請參照圖2，主動元件陣列基板110包括第一基板112、主動元件陣列層114、第一配向層116以及第一偏光片118。第一基板100的材質可為玻璃、石英、有機聚合物或是金屬等等。第一基板112上設置有主動元件陣列層114，而主動元件陣列層114將於後續段落作詳細說明。第一配向層116配置於主動元件陣列層114上，以對液晶層130進行配向作用。第一偏光片118配置於第一基板112相對於主動元件陣列層114的表面上，以調變光的偏振方向。
對向基板120包括第二基板122、對向電極124、第二配向層126以及第二偏光片128。第二基板122是設置在第一基板112的對向側。第二基板122的材質可為玻璃、石英或有機聚合物等等。當第一基板112的材質不為金屬時，第二基板122的材質可以與第一基板112的材質相同或不同。除此之外，為了使顯示面板100可呈現多彩化的顯示效果，第一基板112或第二基板122可以具有彩色濾光層（未繪示），其包括紅、綠、藍色濾光圖案。亦即，第二基板122可以是彩色濾光基板或是第一基板112可以是彩色濾光層製作於畫素陣列上（Color filter on Array；COA）或是畫素陣列製作於彩色濾光層上（Array on Color filter；AOC）的設計。另外，顯示面板100更可包括遮光圖案層（或稱為黑矩陣；未繪示）於第二基板122或第一基板112上，且設置於彩色濾光陣列的濾光圖案之間。
第二基板122上設置有對向電極層124，且對向電極層124位於液晶層130以及第二基板122之間。對向電極層124可為透明導電層，其材質包括金屬氧化物，例如是銦錫氧化物或者是銦鋅氧化物。對向電極層124可全面地覆蓋於第二基板122上或圖案化的設置於第二基板122上。在一些實施例中，對向電極層122連接至共用電壓（Vcom），且當一不同於共用電壓的電壓被施加於主動元件陣列層114時，主動元件陣列層114以及對向電極層124之間會產生垂直電場，以驅動在主動元件陣列層114以及對向電極層124之間的液晶層130中的液晶分子。第二配向層126配置於對向電極層124上，以對液晶層130進行配向作用。第一配向層116以及第二配向層126例如是有機材料，且可以是採用接觸式或是非接觸式配向方式對液晶層130進行配向。第二偏光片128配置於第二基板122相對於對向電極層124的表面上，以調變光的偏振方向。值得注意的是，在一些實施例中，第一偏光片118及/或第二偏光片128可以被省略，本發明不限於此。
液晶層130位於第一配向層116以及第二配向層126之間。液晶層130包括液晶分子。在一些實施例中，可使用聚合物穩定配向（Polymer-Stabilized Alignment；PSA）技術，因此在液晶層130中除了液晶分子之外，還包括單體化合物。換言之，在此顯示面板尚未進行單體化合物之照光程序時，液晶層130中包含有液晶分子以及單體化合物。當此顯示面板於進行單體化合物之照光程序時，單體化合物會進行聚合反應而於主動元件陣列層114之表面形成聚合物薄膜。因此當此液晶顯示面板於進行單體化合物之照光程序之後，此時液晶層130主要為液晶分子。
圖3是圖2的顯示面板中的主動元件層114的上視示意圖。以下將針對主動元件層114作詳細解說。請參照圖3，主動元件陣列層114包括多條掃描線SL1~SLn、多條資料線DL1~DLn以及多個畫素結構P。掃描線SL1~SLn與資料線DL1~DLn彼此交錯設置，且各畫素結構P電性連接於所對應的掃描線SL1~SLn其中一條和資料線DL1~DLn其中一條。本實施例是以掃描線SL1~SLn與資料線DL1~DLn彼此交錯設置形成多個畫素結構P，但本發明不限於此。掃描線SL1~SLn的延伸方向與資料線DL1~DLn的延伸方向不平行。較佳的是，掃描線SL1~SLn的延伸方向與資料線DL1~DLn的延伸方向垂直。基於導電性的考量，掃描線SL1~SLn與資料線DL1~DLn之間夾有絕緣層。掃描線SL1~SLn與資料線DL1~DLn一般是使用金屬材料，但本發明不限於此。根據其他實施例，掃描線SL1~SLn與資料線DL1~DLn也可以使用其他導電材料。例如：合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物、它合適的材料或是金屬材料與其它導電材料的堆疊層。
每一畫素結構P包括主動元件T以及畫素電極PE。請參照圖3，主動元件T與對應的掃描線（以掃描線SL1為範例）及對應的資料線（以資料線DL1為範例）電性連接。另一方面，畫素電極PE與主動元件T電性連接。主動元件T包括閘極（未繪示）、通道層（未繪示）、源極（未繪示）以及汲極（未繪示）。關於主動元件T與畫素電極PE的作動方式為所屬技術領域中具有通常知識者所周知的技術，故在此不加以贅述。在本實施例中，三個畫素結構P可以被視為一個畫素單元PU，且每一畫素單元PU具有寬度P d。然而，本發明不限於此。在其他實施例中，畫素單元PU可以由其他數量的畫素結構P所構成。值得注意的是，本實施例是以液晶顯示面板作為顯示面板100的例示，但本發明不限於此。在其他實施例中，顯示面板100也可以為有機發光二極體（Organic Light-Emitting Diode；OLED）顯示面板或是電濕潤（electrowetting）顯示面板。當使用有機發光二極體顯示面板或是電濕潤顯示面板時，需要搭配偏光片，以使得光線具有偏振方向。
一般來說，液晶分子的折射率具有異方向性，即光進入液晶分子中，當光的電場震動方向與液晶長軸方向垂直時，稱為尋常光（ordinary ray）。當光的電場震動方向與液晶長軸方向平行時，稱為非尋常光（extraordinary ray）。尋常光折射率（n o）與非尋常光折射率（n e）分別為液晶分子對尋常光和非尋常光之折射率。請再次參照圖1，透鏡組200配置於顯示面板100的右側且包括第一透鏡層210以及第二透鏡層220。第一透鏡層210以及第二透鏡層220相鄰配置，且可彼此直接接觸或分離開來。第一透鏡層210包括第一覆蓋層214以及多個彼此平行鄰接的第一透鏡212。第一透鏡212可以藉由將第一覆蓋層214挖空並填入第一液晶分子212a所形成。在一些實施例中，第一覆蓋層214的材料例如是環氧樹脂（epoxy resin）、UV膠或其他合適的材料。在本實施例中，第一覆蓋層214的光折射率可約等於第一液晶分子212a的尋常光折射率。另一方面，填入第一透鏡212中的第一液晶分子212a會具有第一配向方向。第二透鏡層220包括第二覆蓋層224以及多個彼此平行鄰接的第二透鏡222。第二透鏡222可以藉由將第二覆蓋層224挖空並填入第二液晶分子222a所形成。在本實施例中，第二覆蓋層224的光折射率可約等於第二液晶分子222a的尋常光折射率。在一些實施例中，第二覆蓋層224的材料可以是類似於第一覆蓋層214的材料。另一方面，填入第二透鏡222的第二液晶分子222a具有第二配向方向，且第二配向方向垂直於第一配向方向。也就是說，第一透鏡212中的第一液晶分子212a與第二透鏡222中的第二液晶分子222a具有垂直的配向方向。
如圖1所示，第二透鏡222分別與第一透鏡212對位。也就是說，每一第二透鏡222的邊緣會與對應的第一透鏡212的邊緣對齊，且每一第二透鏡222往第一透鏡212所在位置的垂直投影會與對應的第一透鏡212完全重疊。除此之外，兩相鄰的第一透鏡212的中心點到中心點之間會具有間距（pitch）P m，且顯示面板100中的畫素單元PU的寬度P d會大於第一透鏡212之間的間距P m。如同前述，由於第二透鏡222分別與第一透鏡212對位，故兩相鄰的第二透鏡222的中心點到中心點之間的間距P m會與兩相鄰的第一透鏡212的中心點到中心點之間的間距P m相同。在本實施例中，第一透鏡層210位於顯示面板100與第二透鏡層220之間。顯示面板100與第一透鏡層210之間具有第一距離A，而顯示面板100與第二透鏡層220之間具有第二距離B。當顯示裝置10作動時，基於第一距離A以及第二距離B之間的關係，能夠產生N個視點（關於產生視點的具體機制會在後續段落中詳細作說明），其關係式如下： 。
請繼續參照圖1，光偏振轉換單元300配置於顯示面板100以及透鏡組200之間。在本實施例中，光偏振轉換單元300為扭轉向列型液晶盒（TN-LC cell）。換言之，光偏振轉換單元300包括兩個基板（未繪示）以及配置於基板之間的液晶層（未繪示）。基板上可配置有電極層（未繪示），以產生改變液晶分子排列方向的電場，而使得光偏振轉換單元300能夠調變入射光的偏振方向。然而，本發明不限於此。在其他實施例中，光偏振轉換單元300也可以是邊界電場切換液晶盒（FFS-LC cell）、光學補償雙折射液晶盒（OBC-LC cell）或聚合物穩定配向液晶盒（PSA-LC cell）。
請繼續參照圖1，顯示裝置10更包括配置於透鏡組200右側的第三透鏡層400，以匯聚由透鏡組200所射出的光線至特定的視點。
圖4A是根據本發明一實施例的顯示裝置10在第一時段內的光傳導示意圖。圖4B是根據本發明一實施例的顯示裝置10在第一時段內的亮度-瞳孔平面位置曲線圖。圖4C是根據本發明一實施例的顯示裝置10在第二時段內的光傳導示意圖。圖4D是根據本發明一實施例的顯示裝置10在第二時段內的亮度-瞳孔平面位置曲線圖。圖4E是根據本發明一實施例的顯示裝置10的光傳導示意圖。圖4F是根據本發明一實施例的顯示裝置10的亮度-瞳孔平面位置曲線圖。以下將針對顯示面板10的顯示方法具體作說明。
請先參照圖4A以及圖4B，在第一時段內，藉由顯示面板100提供多個第一影像光束L1。當第一影像光束L1穿過光偏振轉換單元300之後，會被光偏振轉換單元300調變為具有偏振方向的第一偏振影像光束L1’。第一偏振影像光束L1’的偏振方向與第一透鏡212中的第一液晶分子212a的短軸平行，因此，當第一偏振影像光束L1’通過第一透鏡層210時，在第一覆蓋層214與第一透鏡212的交界處不會發生折射，而是以原傳播方向進入第二透鏡層220。第一偏振影像光束L1’的偏振方向與第二透鏡222中的第二液晶分子222a的長軸平行，因此，當第一偏振影像光束L1’通過第二透鏡層220時，在第二覆蓋層224與第二透鏡222的交界處會發生折射，而使得第一偏振影像光束L1’改變傳播方向進入第三透鏡400。在第一偏振影像光束L1’通過第三透鏡400之後，會匯聚於特定的位置而產生第一視點組V1。第一視點組V1的位置以及數量可以藉由量測在各個位置的亮度來判斷。在第一時段內可以得到包含k1個顯著波峰的第一量測波型組，而可以藉由顯著波峰的數量來判定第一視點組V1的數量。舉例來說，請參照圖4B，第一量測波型組包含兩個顯著波峰，故可以得知第一視點組V1包括兩個第一視點V1a、V1b。
接著，請參照圖4C以及圖4D，在第二時段內，藉由顯示面板100提供多個第二影像光束L2，且第二影像光束L2不同於第一影像光束L1。當第二影像光束L2穿過光偏振轉換單元300之後，會被光偏振轉換單元300調變為具有偏振方向的第二偏振影像光束L2’。第二偏振影像光束L2’的偏振方向與第一透鏡212中的第一液晶分子212a的長軸平行，因此，當第二偏振影像光束L2’通過第一透鏡層210時，在第一覆蓋層214與第一透鏡212的交界處會發生折射，而使得第二偏振影像光束L2’改變傳播方向進入第二透鏡層220。第二偏振影像光束L2’的偏振方向與第二透鏡222中的第二液晶分子222a的短軸平行，因此，當第二偏振影像光束L2’通過第二透鏡層220時，在第二覆蓋層224與第二透鏡222的交界處不會發生折射，而是以原傳播方向進入第三透鏡400。在第二偏振影像光束L2’通過第三透鏡400之後，會匯聚於特定的位置而產生第二視點組V2。類似於第一視點組V1，第二視點組V2的位置以及數量也可以藉由量測在各個位置的亮度來判斷。在第二時段內可以得到包含k2個顯著波峰的第二量測波型組，而可以藉由顯著波峰的數量來判定第二視點組V2的數量。舉例來說，請參照圖4D，第二量測波型組包含三個顯著波峰，故可以得知第二視點組V2包括三個第二視點V2a、V2b、V2c。
請參照圖4E以及圖4F，當結合第一時段以及第二時段的影像傳輸時，可以得到N個視點。舉例來說，N=k1+k2，且為正奇數。在本實施例中，第一視點組V1以及第二視點組V2的總和為5。也就是說，在本實施例中，顯示裝置10可以產生5個視點。如前述，顯示裝置10所產生的視點數量及第一距離A以及第二距離B關係式如下： 。 在本實施例中，顯示面板100與第二透鏡層220之間的距離B為顯示面板100與第一透鏡層210之間的距離A的1.5倍。另一方面，請參照圖4E，在本實施例中，第一視點V1a位於第二視點V2a、V2b之間，且第一視點V1b位於第二視點V2b、V2c之間。換言之，在本實施例中，第一視點V1a、V1b以及第二視點V2a、V2b、V2c交錯排列。
基於上述，本發明的顯示裝置10藉由空間和時間分光在瞳孔平面上產生交錯排列的第一視點組以及第二視點組，能夠有效地提供在舒適的觀看環境下的高解析度畫面給使用者。
圖5是根據本發明另一實施例的顯示裝置10的光傳導示意圖。本實施例與圖4E的實施例相似，因此相同的元件以相同的符號表示且不再重複說明。圖5與圖4E兩實施例的差異在於在第一時段內以及第二時段內分別形成的第一視點組V1以及第二視點組V2的數量以及位置。請參照圖5，在本實施例中，第一視點組V1包括三個第一視點V1a、V1b、V1c而第二視點組V2包括兩個第二視點V2a、V2b。除此之外，這些視點是依照第一視點V1a、第一視點V1b、第二視點V2a、第一視點V1c、第二視點V2b的順序依序排列。第一視點組V1中的第一視點V1a、V1b、V1c中的至少一個穿插於第二視點組V2中的第二視點V2a、V2b。也就是說，在本發明中，除了如同圖4E的實施例中視點交錯排列的型態，視點還可以呈隨機排列，只要第一視點組V1中的第一視點V1a、V1b、V1c中的至少一個穿插於第二視點組V2中的第二視點V2a、V2b即可。
基於上述，本發明的顯示裝置10藉由空間和時間分光在瞳孔平面上產生隨機排列的第一視點組以及第二視點組，能夠有效地提供在舒適的觀看環境下的高解析度畫面給使用者。
圖6A是根據本發明又一實施例的顯示裝置10在第一時段內的光傳導示意圖。圖6B是根據本發明又一實施例的顯示裝置10在第二時段內的光傳導示意圖。圖6C是根據本發明又一實施例的顯示裝置10的光傳導示意圖。本實施例與圖4A至圖4F的實施例相似，因此相同的元件以相同的符號表示且不再重複說明。圖6A至圖6C與圖4A至圖4F兩實施例的差異在於，在本實施例中具有較多的視點。詳細來說，如圖6A所示，在第一時段內顯示裝置10產生三個第一視點V1a、V1b、V1c。另一方面，如圖6B所示，在第二時段內顯示裝置10產生四個第二視點V2a、V2b、V2c、V2d。換言之，在本實施例中，第一視點組V1以及第二視點組V2的總和為7，如圖6C所示。也就是說，在本實施例中，顯示裝置10可以產生7個視點。如前述，顯示裝置10所產生的視點數量及第一距離A以及第二距離B關係式如下： 。 在本實施例中，顯示面板100與第二透鏡層220之間的距離B為顯示面板100與第一透鏡層210之間的距離A的4/3倍。類似於圖4E，在本實施例中，第一視點V1a位於第二視點V2a、V2b之間，第一視點V1b位於第二視點V2b、V2c之間，且第一視點V1c位於第二視點V2c、V2d之間。換言之，在本實施例中，第一視點V1a、V1b、V1c以及第二視點V2a、V2b、V2c、V2d交錯排列。
值得注意的是，儘管在圖6A至圖6C的實施例中第一視點組V1以及第二視點組V2為交錯排列，但本發明不限於此。在其他實施例中，圖6A至圖6C的視點也可以類似於圖5的實施例呈現隨機排列。除此之外，在上述的實施例中是使用總共為5個視點以及7個視點的實施例為例示，但本發明不限於此。在其他的實施例中，顯示裝置10也可以產生其他數量的視點，只要所產生的視點數量為正奇數即可。
綜上所述，本發明的顯示裝置藉由空間和時間分光在瞳孔平面上產生多個視點，能夠有效地提供在舒適的觀看環境下的高解析度畫面給使用者。
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。
10‧‧‧顯示裝置
100‧‧‧顯示面板
110‧‧‧主動元件陣列基板
112‧‧‧第一基板
114‧‧‧主動元件陣列層
116‧‧‧第一配向層
118‧‧‧第一偏光片
120‧‧‧對向基板
122‧‧‧第二基板
124‧‧‧對向電極
126‧‧‧第二配向層
128‧‧‧第二偏光片
130‧‧‧液晶層
200‧‧‧透鏡組
210‧‧‧第一透鏡層
212‧‧‧第一透鏡
212a‧‧‧第一液晶分子
214‧‧‧第一覆蓋層
220‧‧‧第二透鏡層
222‧‧‧第二透鏡
222a‧‧‧第二液晶分子
224‧‧‧第二覆蓋層
300‧‧‧光偏振轉換單元
400‧‧‧第三透鏡層
A‧‧‧第一距離
B‧‧‧第二距離
DL1~DLn‧‧‧資料線
SL1~SLn‧‧‧掃描線
P‧‧‧畫素結構
PE‧‧‧畫素電極
PU‧‧‧畫素單元
T‧‧‧主動元件
L1‧‧‧第一影像光束
L2‧‧‧第二影像光束
L1’‧‧‧第一偏振影像光束
L2’‧‧‧第二偏振影像光束
Pm‧‧‧間距
Pd‧‧‧寬度
V1‧‧‧第一視點組
V2‧‧‧第二視點組
V1a、V1b、V1c‧‧‧第一視點
V2a、V2b、V2c、V2d‧‧‧第二視點
圖1是根據本發明一實施例的顯示裝置的示意圖。 圖2是圖1的顯示裝置中的顯示面板的剖面示意圖。 圖3是圖2的顯示面板中的主動元件層的上視示意圖。 圖4A是根據本發明一實施例的顯示裝置在第一時段內的光傳導示意圖。 圖4B是根據本發明一實施例的顯示裝置在第一時段內的亮度-瞳孔平面位置曲線圖。 圖4C是根據本發明一實施例的顯示裝置在第二時段內的光傳導示意圖。 圖4D是根據本發明一實施例的顯示裝置在第二時段內的亮度-瞳孔平面位置曲線圖。 圖4E是根據本發明一實施例的顯示裝置的光傳導示意圖。 圖4F是根據本發明一實施例的顯示裝置的亮度-瞳孔平面位置曲線圖。 圖5是根據本發明另一實施例的顯示裝置的光傳導示意圖。 圖6A是根據本發明又一實施例的顯示裝置在第一時段內的光傳導示意圖。 圖6B是根據本發明又一實施例的顯示裝置在第二時段內的光傳導示意圖。 圖6C是根據本發明又一實施例的顯示裝置的光傳導示意圖。

Claims (17)

  1. 一種顯示裝置，包括：一顯示面板；一透鏡組，包括：一第一透鏡層，包含多個第一透鏡；以及一第二透鏡層，包含多個第二透鏡，分別與該些第一透鏡對位；以及一光偏振轉換單元，位於該顯示面板與該透鏡組之間，其中該第一透鏡層位於該顯示面板以及該第二透鏡層之間，該顯示面板與該第一透鏡層之間具有一第一距離A，該顯示面板與該第二透鏡層之間具有一第二距離B，該顯示裝置產生N個視點，且
    Figure TWI630444B_C0001
  2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中B為A的1.5倍。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中B為A的4/3倍。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該顯示面板包括多個畫素單元，每一畫素單元包含三個畫素結構，該每一畫素單元具有一寬度Pd，兩相鄰的該些第一透鏡之間具有一間距(pitch)Pm，且該寬度Pd大於該間距Pm。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，更包括一第三透鏡層，其中該透鏡組位於該光偏振轉換單元與該第三透鏡層之間，該顯示裝置產生N個視點，於一第一時段內產生的一第一視點組對應一第一量測波型組的k1個顯著波峰，於一第二時段內產生的一第二視點組對應一第二量測波型組的k2個顯著波峰，N=k1+k2，且N為正奇數。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中每一第一透鏡中具有多個第一液晶分子，每一第二透鏡中具有多個第二液晶分子，且該些第一液晶分子的配向方向垂直於該些第二液晶分子的配向方向。
  7. 一種顯示方法，包括：藉由如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置之該顯示面板提供多個第一影像光束以於一第一時段內提供多個第一偏振影像光束，以產生一第一視點組；以及藉由如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置之該顯示面板提供多個第二影像光束以於一第二時段內提供多個第二偏振影像光束，以產生一第二視點組，其中該第一視點組的多個第一視點中的至少一個穿插於該第二視點組的多個第二視點中。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的顯示方法，其中該些第一視點與該些第二視點彼此交錯排列，該些第一視點分別對應k1個顯著波峰，該些第二視點分別對應k2個顯著波峰，N=k1+k2，且N為正奇數。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的顯示方法，其中N=5。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的顯示方法，其中N=7。
  11. 一種顯示方法，包括：提供一顯示裝置，包括：一顯示面板；一透鏡組，包括：一第一透鏡層，包含多個第一透鏡；以及一第二透鏡層，包含多個第二透鏡，分別與該些第一透鏡對位；以及一光偏振轉換單元，位於該顯示面板與該透鏡組之間，藉由該第二透鏡層於一第一時段內提供多個第一偏振影像光束以產生一第一視點組；以及藉由該第一透鏡層於一第二時段內提供多個第二偏振影像光束以產生一第二視點組，其中該第一視點組的多個第一視點中的至少一個穿插於該第二視點組的多個第二視點中。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的顯示方法，其中該第一透鏡層位於該顯示面板以及該第二透鏡層之間，該顯示面板與該第一透鏡層之間具有一第一距離A，該顯示面板與該第二透鏡層之間具有一第二距離B，該顯示裝置產生N個視點，且
    Figure TWI630444B_C0002
  13. 如申請專利範圍第11項所述的顯示方法，其中：藉由該第二透鏡層於該第一時段內提供該些第一偏振影像光束以產生該第一視點組的步驟包括：藉由該顯示面板提供多個第一影像光束；當該些第一影像光束穿過該光偏振轉換單元後被調變為該些第一偏振影像光束；以及當該些第一偏振影像光束穿過該第二透鏡層後被折射而匯聚成該第一視點組；藉由該第一透鏡層於該第二時段內提供該些第二偏振影像光束以產生該第二視點組的步驟包括：藉由該顯示面板提供多個第二影像光束；當該些第二影像光束穿過該光偏振轉換單元後被調變為該些第二偏振影像光束；以及當該些第二偏振影像光束穿過該第一透鏡層後被折射而匯聚成該第二視點組，其中該些第一視點與該些第二視點彼此交錯排列，該些第一視點分別對應k1個顯著波峰，該些第二視點分別對應k2個顯著波峰，N=k1+k2，且N為正奇數。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的顯示方法，其中該第一透鏡層不折射該些第一偏振影像光束，且該第二透鏡層不折射該些第二偏振影像光束。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的顯示方法，其中該顯示裝置更包括一第三透鏡層，且該透鏡組位於該光偏振轉換單元與該第三透鏡層之間，該顯示面板包括多個畫素單元，每一畫素單元包含三個畫素結構，該每一畫素單元具有一寬度Pd，兩相鄰的該些第一透鏡之間具有一間距(pitch)Pm，且該寬度Pd大於該間距Pm。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的顯示方法，其中每一第一透鏡中具有多個第一液晶分子，每一第二透鏡中具有多個第二液晶分子，且該些第一液晶分子的配向方向垂直於該些第二液晶分子的配向方向。
  17. 一種顯示裝置，包括：一顯示面板；一透鏡組，包括：一第一透鏡層，包含多個第一透鏡；一第二透鏡層，包含多個第二透鏡，分別與該些第一透鏡對位；以及一第三透鏡層；以及一光偏振轉換單元，位於該顯示面板與該透鏡組之間，其中該透鏡組位於該光偏振轉換單元與該第三透鏡層之間，該顯示裝置產生N個視點，於一第一時段內產生的一第一視點組對應一第一量測波型組的k1個顯著波峰，於一第二時段內產生的一第二視點組對應一第二量測波型組的k2個顯著波峰，N=k1+k2，且N為正奇數。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6927275B2 (ja) * 2019-11-11 2021-08-25 セイコーエプソン株式会社 液晶装置および電子機器
TWI750093B (zh) * 2021-05-14 2021-12-11 友達光電股份有限公司 顯示設備
TWI812011B (zh) * 2022-02-16 2023-08-11 友達光電股份有限公司 顯示裝置
CN115407570B (zh) * 2022-08-23 2023-12-15 武汉华星光电技术有限公司 显示面板及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201418777A (zh) * 2012-11-15 2014-05-16 Au Optronics Corp 顯示裝置
US20160241843A1 (en) * 2015-02-13 2016-08-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Three-dimensional (3d) display apparatus and method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4817425B2 (ja) * 2005-08-22 2011-11-16 株式会社リコー 画像表示システム及び画像表示方法
US9349183B1 (en) * 2006-12-28 2016-05-24 David Byron Douglas Method and apparatus for three dimensional viewing of images
CN101968587B (zh) * 2010-10-12 2012-05-02 友达光电股份有限公司 立体显示器及其影像显示方法
JP2012141400A (ja) 2010-12-28 2012-07-26 Sony Corp 立体表示装置の駆動方法および立体表示装置
CN103792753A (zh) * 2012-10-31 2014-05-14 大昱光电股份有限公司 裸眼式立体显示装置及其液晶透镜
CN105988228B (zh) * 2015-02-13 2020-07-31 北京三星通信技术研究有限公司 三维显示设备及其三维显示方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201418777A (zh) * 2012-11-15 2014-05-16 Au Optronics Corp 顯示裝置
US20160241843A1 (en) * 2015-02-13 2016-08-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Three-dimensional (3d) display apparatus and method

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