TWI756820B - 顯示裝置及其驅動方法 - Google Patents

Abstract

一種顯示裝置包括彼此重疊設置的顯示面板與電控式液晶盒。顯示面板具有在第一方向上排列的多個顯示畫素。電控式液晶盒包括第一基板、第二基板、液晶層以及多個條狀電極。第二基板與第一基板相對設置。液晶層設置於第一基板與第二基板之間。多個條狀電極分別設置於液晶層的相對兩側，且重疊於這些顯示畫素。這些條狀電極各自在第一方向上的寬度都相同。位於第一基板上的這些條狀電極的一部分與位於第二基板上的這些條狀電極的另一部分沿著第一方向交替排列，且在相交於第一方向的第二方向上延伸。

Description

顯示裝置及其驅動方法

本發明是有關於一種電子裝置及其驅動方法，且特別是有關於一種顯示裝置及其驅動方法。

平面顯示器的應用在日常生活中已隨處可見，例如：個人使用的平板電腦、手機等攜帶型電子產品、各機關或商場的公共資訊顯示器、抑或是可供雙人使用的車載顯示器。隨著電子商務、多媒體娛樂與行動通訊的蓬勃發展，顯示器已儼然成為人們生活中不可或缺的一部分。然而，使用者往往需要操作不同的顯示器方能滿足不同使用情境下的應用需求，造成某種程度上的不便以及硬體資源的浪費。

本發明提供一種具有多種操作模式的顯示裝置，其電控式液晶盒的電極設計較簡單。

本發明提供一種驅動方法，能讓顯示裝置滿足不同應用情境下的使用需求。

本發明的顯示裝置，包括彼此重疊設置的顯示面板與電控式液晶盒。顯示面板具有在第一方向上排列的多個顯示畫素。電控式液晶盒包括第一基板、第二基板、液晶層以及多個條狀電極。第二基板與第一基板相對設置。液晶層設置於第一基板與第二基板之間。多個條狀電極分別設置於液晶層的相對兩側，且重疊於這些顯示畫素。這些條狀電極各自在第一方向上的寬度都相同。位於第一基板上的這些條狀電極的一部分與位於第二基板上的這些條狀電極的另一部分沿著第一方向交替排列，且在相交於第一方向的第二方向上延伸。

本發明的驅動方法，適於驅動上述的顯示裝置。多個條狀電極包括在第一方向上依序排列的第一條狀電極、第二條狀電極、第三條狀電極、第四條狀電極、第五條狀電極以及第六條狀電極。第一條狀電極、第三條狀電極與第五條狀電極設置於第一基板上且彼此相鄰。第二條狀電極、第四條狀電極與第六條狀電極設置於第二基板上且彼此相鄰。驅動方法包括致能第一條狀電極與第二條狀電極，以使第一條狀電極與第二條狀電極具有第一電位、致能第五條狀電極與第六條狀電極，以使第五條狀電極與第六條狀電極具有第二電位以及致能第三條狀電極與第四條狀電極，以使第三條狀電極與第四條狀電極的其中至少一者具有第三電位，且第三電位不同於第一電位或第二電位。

基於上述，在本發明一實施例的顯示裝置中，多個條狀電極分別設置在電控式液晶盒的第一基板與第二基板上。透過這些條狀電極位於第一基板上的一部分以及位於第二基板上的另一部分在所述排列方向上交替排列，且這些條狀電極在排列方向上的寬度彼此相同，可簡化顯示裝置的電控式液晶盒的電極設計。另一方面，在本發明一實施例的驅動方法中，當電控式液晶盒被致能時，第一條狀電極與第二條狀電極具有第一電位，第五條狀電極與第六條狀電極具有第二電位，而第三條狀電極與第四條狀電極的其中至少一者的電位不同於第一電位或第二電位。據此，能讓上述的顯示裝置滿足不同應用情境下的操作需求。

本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量（即，測量系統的限制）。例如，「約」可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或例如±30%、±20%、±15%、±10%、±5%內。再者，本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」可依量測性質、切割性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。

在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」可為二元件間存在其它元件。

現將詳細地參考本發明的示範性實施方式，示範性實施方式的實例說明於所附圖式中。只要有可能，相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。

圖1是本發明的第一實施例的顯示裝置的正視示意圖。圖2是圖1的顯示裝置的剖視示意圖。圖3A及圖3B分別是圖1的電控式液晶盒操作在防窺模式與雙人模式下的剖視示意圖。圖4A至圖4C分別是圖1的顯示裝置操作在防窺模式、雙人模式與一般模式下於不同視角的顯示畫面的示意圖。特別說明的是，圖2對應於圖1的剖線A-A’，且為清楚呈現起見，圖1僅繪示出圖2的電路基板110、顯示畫素PX、與條狀電極220。

另一方面，圖3A中的曲線RC11與圖3B中的曲線RC12分別為液晶層210在防窺模式與雙人模式下沿著水平方向（即圖2的方向X）的不同位置上的相位延遲量（phase retardation），其中曲線RC11（或曲線RC12）朝圖面上方延伸代表相位延遲量增加；相反地，朝圖面下方延伸代表相位延遲量減少。

請參照圖1及圖2，顯示裝置10包括顯示面板100與電控式液晶盒200。顯示面板100具有顯示側100d，電控式液晶盒200設置於顯示面板100的顯示側100d，且重疊於顯示面板100。先說明的是，顯示面板100適於提供影像畫面，而電控式液晶盒200配置用以讓顯示裝置10得以在多種操作模式（例如防窺模式、雙人模式或一般模式）之間進行切換，並且根據所設定的操作模式，將顯示面板100的影像畫面投射至觀賞空間（即電控式液晶盒200遠離顯示面板100的一側空間）的不同視角上。

在本實施例中，顯示面板100可以是自發光型顯示面板，自發光型顯示面板包括微型發光二極體（micro light emitting diode，micro LED）顯示面板、有機發光二極體（organic light emitting diode，OLED）顯示面板、或次毫米發光二極體（mini light emitting diode，mini LED）顯示面板。然而，本發明不限於此，根據其他實施例，顯示面板也可以是非自發光型顯示面板，例如是液晶顯示面板。

舉例來說，顯示面板100包括電路基板110與多個微型發光二極體元件。這些微型發光二極體元件設置於電路基板110上，且電性連接電路基板110。分別在方向X與方向Y排成多列與多行的這些微型發光二極體元件可定義出顯示面板100的多個顯示畫素PX。應可理解的是，這些顯示畫素PX可被電路基板110個別地控制以顯示影像畫面。也就是說，電路基板110可包含多種訊號走線、主動元件（例如薄膜電晶體）、或形成控制電路的電路元件（例如電阻器、電容器），但不以此為限。

電控式液晶盒200包括第一基板201、第二基板202、液晶層210以及多個條狀電極220。第二基板202與第一基板201相對設置。液晶層210設置於第一基板201與第二基板202之間。這些條狀電極220分別設置於液晶層210的相對兩側。具體而言，這些條狀電極220可區分為位於第一基板201上的第一部分以及位於第二基板202上的第二部分。這些條狀電極220的第一部分位於第一基板201與液晶層210之間，這些條狀電極220的第二部分位於第二基板202與液晶層210之間。

在本實施例中，第一部分包括彼此相鄰的第一條狀電極221、第三條狀電極223與第五條狀電極225，第二部分包括彼此相鄰的第二條狀電極222、第四條狀電極224與第六條狀電極226。第一部分的多個條狀電極與第二部分的多個條狀電極沿著方向X交替排列，且在方向Y上延伸。在本實施例中，方向X可選擇性地垂直於方向Y，但不以此為限。進一步而言，這些條狀電極220各自在方向X上所具有寬度W都相同。據此，可簡化顯示裝置10的電控式液晶盒200的電極設計。

值得注意的是，電控式液晶盒200的這些條狀電極220在第一基板201的法線方向（例如方向Z）上分別重疊於顯示面板100的多個顯示畫素PX。舉例來說，顯示面板100的多個顯示畫素PX包括在方向X上依序排列的顯示畫素PX1、顯示畫素PX2、顯示畫素PX3、顯示畫素PX4、顯示畫素PX5以及顯示畫素PX6，且這些顯示畫素PX1~PX6分別完全重疊於第一條狀電極221、第二條狀電極222、第三條狀電極223、第四條狀電極224、第五條狀電極225以及第六條狀電極226，但本發明不以此為限。

從另一觀點來說，顯示面板100的多個顯示畫素PX沿著方向X以第一距離d1排列於電路基板110上，電控式液晶盒200的多個條狀電極220沿著方向X以第二距離d2排列，且第二距離d2實質上等於第一距離d1，但不以此為限。

需說明的是，在本實施例中，每一個條狀電極220在方向X上所重疊的顯示畫素PX數量是以一個為例進行示範性地說明，並不表示本發明以此為限制。在其他實施例中，每一個條狀電極在方向X上所重疊的顯示畫素PX數量也可根據實際的設計需求而調整為兩個以上，且多個條狀電極之間的第二距離也可以是多個顯示畫素PX之間的第一距離的整數倍（例如兩倍以上）。

另一方面，在本實施例中，這些條狀電極220的第一部分（例如第一條狀電極221、第三條狀電極223與第五條狀電極225）於第一基板201上的垂直投影不重疊於這些條狀電極220的第二部分（例如第二條狀電極222、第四條狀電極224與第六條狀電極226）於第一基板201上的垂直投影。更具體地說，這些條狀電極220之間的第二距離d2實質上可等於這些條狀電極220各自的寬度W。亦即，這些條狀電極220的第一部分在第一基板201的法線方向（例如方向Z）上可切齊這些條狀電極220的第二部分，但本發明不以此為限。

進一步而言，液晶層210包含多個液晶分子LC。為了讓這些液晶分子LC在不受電場的作用下仍可維持一特定方向的排列，電控式液晶盒200更包括第一配向層231與第二配向層232。第一配向層231設置於第一基板201與液晶層210之間，並覆蓋多個條狀電極220的第一部分。第二配向層232設置於第二基板202與液晶層210之間，並覆蓋多個條狀電極220的第二部分。舉例來說，在本實施例中，第一配向層231的配向方向反向地平行（anti-parallel）於第二配向層232的配向方向，且兩配向層的配向方向可垂直於條狀電極220的延伸方向（例如方向Y）。也就是說，本實施例的電控式液晶盒200為電場控制雙折射（electrically controlled birefringence，ECB）型液晶盒，且液晶層210的多個液晶分子LC在不受電場的作用時，其分子長軸的排列方向會垂直於條狀電極220的延伸方向（如圖2所示）。

然而，本發明不限於此，在其他實施例中，第一配向層的配向方向也可同向地平行於第二配向層的配向方向。亦即，電控式液晶盒也可以是光學補償彎曲（optically compensated bend，OCB）型液晶盒。

以下將針對顯示裝置10的驅動方法進行示例性地說明。首先，請參照圖2及圖3A，當顯示裝置10操作在防窺模式時，電控式液晶盒200的第一條狀電極221與第二條狀電極222被致能以具有第一電位，第五條狀電極225與第六條狀電極226被致能以具有第二電位，第三條狀電極223與第四條狀電極224被致能以分別具有第三電位與第四電位，其中第三電位與第一電位相同，第四電位與第二電位相同，且第一電位不同於第二電位。圖3A示出多個液晶分子LC在防窺模式的多個條狀電極的電位配置（例如第一條狀電極221與第二條狀電極222的第一電位以及第三條狀電極223的第三電位為0伏特，第四條狀電極224的第四電位、第五條狀電極225與第六條狀電極226的第二電位為3.5伏特）下所形成的排列狀態。

在本實施例中，液晶層210的多個液晶分子LC為正型液晶分子。因此，這些液晶分子LC在這些條狀電極之間的電場作用下，其分子長軸會傾向於沿著垂直等電位線EPL的延伸方向排列（或者是，傾向於沿著電力線的延伸方向排列）。此時，這些液晶分子LC的排列狀態在方向X上的不同位置處對於入射的偏振光會產生不同程度的相位延遲量。如圖3A的曲線RC11所示，液晶層210在第一基板201的法線方向上與第二條狀電極222（或第五條狀電極225）重疊的部分具有最大的相位延遲量，且液晶層210的相位延遲量隨著遠離第二條狀電極222與第五條狀電極225在方向X上的位置而遞減。

具體而言，液晶層210在方向Z上重疊於第一條狀電極221、第二條狀電極222與第三條狀電極223的一部分以及液晶層210重疊於第四條狀電極224、第五條狀電極225與第六條狀電極226的另一部分會分別形成具有分光效果的液晶透鏡。

舉例來說，來自顯示畫素PX1並朝向第一條狀電極221傳遞的光線（或者是，來自顯示畫素PX4並朝向第四條狀電極224傳遞的光線）在通過液晶層210後會朝向圖3A的右側偏折。來自顯示畫素PX3並朝向第三條狀電極223傳遞的光線（或者是，來自顯示畫素PX6並朝向第六條狀電極226傳遞的光線）在通過液晶層210後會朝向圖3A的左側偏折。來自顯示畫素PX2並朝向第二條狀電極222傳遞的光線（或者是，來自顯示畫素PX5並朝向第五條狀電極225傳遞的光線）在通過液晶層210後並不會產生實質的偏折效果。

請同時參照圖4A，也因此，當顯示裝置10操作在防窺模式下時，顯示面板100的多個顯示畫素PX重疊於第二條狀電極222與第五條狀電極225的一部分（例如顯示畫素PX2與顯示畫素PX5）被致能以在顯示裝置10的正視角方向上顯示影像畫面IM（如圖4A所示）。值得注意的是，此時，多個顯示畫素PX重疊於第一條狀電極221、第三條狀電極223、第四條狀電極224與第六條狀電極226的另一部分（例如顯示畫素PX1、顯示畫素PX3、顯示畫素PX4與顯示畫素PX6）不被致能以在顯示裝置10的左、右兩側的特定視角範圍內顯示插黑畫面BL1、BL2（如圖4A所示）。據此，以實現顯示裝置10的防窺效果。

特別說明的是，上述由第一條狀電極221、第二條狀電極222與第三條狀電極223驅使形成的液晶透鏡以及由第四條狀電極224、第五條狀電極225與第六條狀電極226驅使形成的液晶透鏡可沿著方向X交替排列以形成多個柱狀液晶透鏡。也就是說，此時的第一條狀電極221、第二條狀電極222與第三條狀電極223可形成第一電極組，第四條狀電極224、第五條狀電極225與第六條狀電極226可形成第二電極組，且電控式液晶盒200包括多個交替排列的第一電極組與第二電極組。

請參照圖2及圖3B，進一步而言，當顯示裝置10操作在雙人模式時，電控式液晶盒200的第一條狀電極221與第二條狀電極222被致能以具有第一電位，第五條狀電極225與第六條狀電極226被致能以具有第二電位，第三條狀電極223與第四條狀電極224被致能以具有相同的第三電位，其中第一電位與第二電位相同，且第三電位不同於第一電位與第二電位。圖3B示出多個液晶分子LC在雙人模式的多個條狀電極的電位配置（例如第一條狀電極221與第二條狀電極222的第一電位以及第五條狀電極225與第六條狀電極226的第二電位為5伏特，第三條狀電極223與第四條狀電極224的第三電位為0伏特）下所形成的排列狀態。

此時，基於前述相同的原理，這些液晶分子LC的排列狀態在方向X上的不同位置處對於入射的偏振光會產生不同程度的相位延遲量。如圖3B的曲線RC12所示，液晶層210在第一基板201的法線方向（例如方向Z）上重疊於第一條狀電極221與第二條狀電極222的交界處、第三條狀電極223與第四條狀電極224的交界處以及第五條狀電極225與第六條狀電極226的交界處的三個部分具有最大的相位延遲量，且液晶層210的相位延遲量隨著遠離上述三個交界處在方向X上的位置而遞減。

具體而言，液晶層210在方向Z上重疊於第一條狀電極221與第二條狀電極222的一部分、液晶層210在方向Z上重疊於第三條狀電極223與第四條狀電極224的另一部分以及液晶層210在方向Z上重疊於第五條狀電極225與第六條狀電極226的又一部分會分別形成具有分光效果的液晶稜鏡。

舉例來說，來自顯示畫素PX1並朝向第一條狀電極221傳遞的光線（或者是，來自顯示畫素PX3並朝向第三條狀電極223傳遞的光線以及來自顯示畫素PX5並朝向第五條狀電極225傳遞的光線）在通過液晶層210後會朝向圖3B的右側偏折。來自顯示畫素PX2並朝向第二條狀電極222傳遞的光線（或者是，來自顯示畫素PX4並朝向第四條狀電極224傳遞的光線以及來自顯示畫素PX6並朝向第六條狀電極226傳遞的光線）在通過液晶層210後會朝向圖3B的左側偏折。

請同時參照圖4B，也因此，當顯示裝置10操作在雙人模式下時，顯示面板100的多個顯示畫素PX重疊於第一條狀電極221、第三條狀電極223與第五條狀電極225的一部分（例如顯示畫素PX1、顯示畫素PX3與顯示畫素PX5）被致能以在顯示裝置10的一側視角範圍顯示第一影像畫面IM1，而多個顯示畫素PX重疊於第二條狀電極222、第四條狀電極224與第六條狀電極226的另一部分被致能以在顯示裝置10的另一側視角範圍內顯示第二影像畫面IM2，且第一影像畫面IM1不同於第二影像畫面IM2。也就是說，此時的顯示裝置10可同時為不同的觀賞者提供不同的顯示畫面，以滿足雙人操作的需求。

特別說明的是，上述由第一條狀電極221與第二條狀電極222驅使形成的液晶稜鏡以及第三條狀電極223與第四條狀電極224驅使形成的液晶稜鏡可沿著方向X交替排列。也就是說，此時的第一條狀電極221與第二條狀電極222（或者是，第五條狀電極225與第六條狀電極226）可形成第一電極組，第三條狀電極223與第四條狀電極224可形成第二電極組，且電控式液晶盒200包括多個交替排列的第一電極組與第二電極組。

基於上述說明，本實施例的顯示裝置10透過電控式液晶盒200的配置在不同的操作模式之間切換以滿足不同應用情境下的使用需求。舉例來說，當電控式液晶盒200被致能時，第一條狀電極221與第二條狀電極222具有第一電位，第五條狀電極225與第六條狀電極226具有第二電位，而第三條狀電極223與第四條狀電極224的其中至少一者的電位不同於第一電位或第二電位，此時，顯示裝置10可操作在防窺模式或雙人模式下。應可理解的是，當電控式液晶盒200不被致能時，顯示面板100的影像畫面IM可在觀賞空間中的任何視角被看見（如圖4C所示）。也就是說，此時的顯示裝置10是操作於一般模式下。

圖5A及圖5B是本發明的另一實施例的電控式液晶盒分別操作在防窺模式與雙人模式下的剖視示意圖。圖6A及圖6B是本發明的又一實施例的電控式液晶盒分別操作在防窺模式與雙人模式下的剖視示意圖。圖7A及圖7B是本發明的再一實施例的電控式液晶盒分別操作在防窺模式與雙人模式下的剖視示意圖。

特別說明的是，圖5A、圖5B、圖6A、圖6B、圖7A及圖7B的電控式液晶盒都可用於取代圖2中顯示裝置10的電控式液晶盒200。另一方面，圖5A的曲線RC21（或圖6A的曲線RC31、圖7A的曲線RC41）、圖5B的曲線RC22（或圖6B的曲線RC32、圖7B中的曲線RC42）分別為液晶層210在防窺模式與雙人模式下沿著水平方向（即圖2的方向X）的不同位置上的相位延遲量（phase retardation），其中曲線RC21（或曲線RC22、曲線RC31、曲線RC32、曲線RC41、曲線RC42）朝圖面上方延伸代表相位延遲量增加；相反地，朝圖面下方延伸代表相位延遲量減少。

請參照圖2、圖5A及圖5B，本實施例的電控式液晶盒200A與圖2、圖3A的電控式液晶盒200的差異在於：電控式液晶盒200A的第一配向層231A與第二配向層232A的配向方向平行於條狀電極220的延伸方向（例如方向Y）。也就是說，電控式液晶盒200A的液晶層210A的多個液晶分子LC在不受電場的作用時，其分子長軸的排列方向會平行於條狀電極220的延伸方向。

由於本實施例的電控式液晶盒200A操作在防窺模式與雙人模式時的多個條狀電極的驅動方式相似於圖3A及圖3B的驅動方式，因此，詳細的說明請參見前述實施例的相關段落，於此便不再重述。如圖5A的曲線RC21所示，液晶層210A在第一基板201的法線方向上與第二條狀電極222（或第五條狀電極225）重疊的部分具有最大的相位延遲量，且液晶層210A的相位延遲量隨著遠離第二條狀電極222與第五條狀電極225在方向X上的位置而遞減。亦即，液晶層210A在方向Z上重疊於第一條狀電極221、第二條狀電極222與第三條狀電極223的一部分以及液晶層210A重疊於第四條狀電極224、第五條狀電極225與第六條狀電極226的另一部分也可分別形成具有分光效果的液晶透鏡。

另一方面，如圖5B的曲線RC22所示，液晶層210A在第一基板201的法線方向（例如方向Z）上重疊於第一條狀電極221與第二條狀電極222的交界處、第三條狀電極223與第四條狀電極224的交界處以及第五條狀電極225與第六條狀電極226的交界處的三個部分具有最大的相位延遲量，且液晶層210A的相位延遲量隨著遠離上述三個交界處在方向X上的位置而遞減。亦即，在方向Z上，液晶層210A重疊於第一條狀電極221與第二條狀電極222的一部分、液晶層210A重疊於第三條狀電極223與第四條狀電極224的另一部分以及液晶層210A重疊於第五條狀電極225與第六條狀電極226的又一部分也可分別形成具有分光效果的液晶稜鏡。

請參照圖2、圖6A及圖6B，本實施例的電控式液晶盒200B與圖2、圖3A的電控式液晶盒200的差異在於：電控式液晶盒200B的第一配向層231B與第二配向層232B的配向方向與條狀電極220的延伸方向（例如方向Y）之間的夾角為45度。也就是說，電控式液晶盒200B的液晶層210B的多個液晶分子LC在不受電場的作用時，其分子長軸的排列方向不平行且不垂直於條狀電極220的延伸方向。

由於本實施例的電控式液晶盒200B操作在防窺模式與雙人模式時的多個條狀電極的驅動方式相似於圖3A及圖3B的驅動方式，因此，詳細的說明請參見前述實施例的相關段落，於此便不再重述。如圖6A的曲線RC31所示，液晶層210B在第一基板201的法線方向上與第二條狀電極222（或第五條狀電極225）重疊的部分具有最大的相位延遲量，且液晶層210B的相位延遲量隨著遠離第二條狀電極222與第五條狀電極225在方向X上的位置而遞減。亦即，在方向Z上，液晶層210B重疊於第一條狀電極221、第二條狀電極222與第三條狀電極223的一部分以及液晶層210B重疊於第四條狀電極224、第五條狀電極225與第六條狀電極226的另一部分也可分別形成具有分光效果的液晶透鏡。

另一方面，如圖6B的曲線RC32所示，液晶層210B在第一基板201的法線方向（例如方向Z）上重疊於第一條狀電極221與第二條狀電極222的交界處、第三條狀電極223與第四條狀電極224的交界處以及第五條狀電極225與第六條狀電極226的交界處的三個部分具有最大的相位延遲量，且液晶層210B的相位延遲量隨著遠離上述三個交界處在方向X上的位置而遞減。亦即，在方向Z上，液晶層210B重疊於第一條狀電極221與第二條狀電極222的一部分、液晶層210A重疊於第三條狀電極223與第四條狀電極224的另一部分以及液晶層210B重疊於第五條狀電極225與第六條狀電極226的又一部分也可分別形成具有分光效果的液晶稜鏡。

請參照圖2、圖7A及圖7B，本實施例的電控式液晶盒200C與圖2、圖3A的電控式液晶盒200的差異在於：電控式液晶盒200C的液晶層210C的多個液晶分子LC為負型液晶分子，且第一配向層231C與第二配向層232C的配向方向平行於第一基板201（或第二基板202）的法線方向（例如方向Z）。也就是說，電控式液晶盒200C的液晶層210C的多個液晶分子LC在不受電場的作用時，其分子長軸的排列方向會垂直於第一基板201與第二基板202。

圖7A示出本實施例的電控式液晶盒200C操作在防窺模式時的狀態，其中第一條狀電極221與第二條狀電極222的第一電位以及第三條狀電極223的第三電位為0伏特，第四條狀電極224的第四電位、第五條狀電極225與第六條狀電極226的第二電位為5伏特。如圖7A的曲線RC41所示，液晶層210C在第一基板201的法線方向上與第二條狀電極222（或第五條狀電極225）重疊的部分具有最小的相位延遲量，且液晶層210C的相位延遲量隨著遠離第二條狀電極222與第五條狀電極225在方向X上的位置而遞增。亦即，液晶層210C在方向Z上重疊於第一條狀電極221、第二條狀電極222與第三條狀電極223的一部分以及液晶層210C重疊於第四條狀電極224、第五條狀電極225與第六條狀電極226的另一部分可分別形成具有分光效果的液晶透鏡。

應可理解的是，不同於圖3A的實施例，來自顯示畫素PX1並朝向第一條狀電極221傳遞的光線（或者是，來自顯示畫素PX4並朝向第四條狀電極224傳遞的光線）在通過液晶層210C後會朝向圖7A的左側偏折。來自顯示畫素PX3並朝向第三條狀電極223傳遞的光線（或者是，來自顯示畫素PX6並朝向第六條狀電極226傳遞的光線）在通過液晶層210C後會朝向圖7A的右側偏折。來自顯示畫素PX2並朝向第二條狀電極222傳遞的光線（或者是，來自顯示畫素PX5並朝向第五條狀電極225傳遞的光線）在通過液晶層210C後並不會產生實質的偏折效果。

另一方面，由於本實施例的電控式液晶盒200C操作在雙人模式時的多個條狀電極的驅動方式相似於圖3A及圖3B的驅動方式，因此，詳細的說明請參見前述實施例的相關段落，於此便不再重述。如圖7B的曲線RC42所示，液晶層210C在第一基板201的法線方向（例如方向Z）上重疊於第一條狀電極221與第二條狀電極222的交界處、第三條狀電極223與第四條狀電極224的交界處以及第五條狀電極225與第六條狀電極226的交界處的三個部分具有最小的相位延遲量，且液晶層210C的相位延遲量隨著遠離上述三個交界處在方向X上的位置而遞增。亦即，在方向Z上，液晶層210C重疊於第一條狀電極221與第二條狀電極222的一部分、液晶層210C重疊於第三條狀電極223與第四條狀電極224的另一部分以及液晶層210C重疊於第五條狀電極225與第六條狀電極226的又一部分也可分別形成具有分光效果的液晶稜鏡。

以下將列舉另一些實施例以詳細說明本揭露，其中相同的構件將標示相同的符號，並且省略相同技術內容的說明，省略部分請參考前述實施例，以下不再贅述。

圖8是本發明的第二實施例的顯示裝置的剖視示意圖。請參照圖8，本實施例的顯示裝置11與圖2的顯示裝置10的差異在於：顯示面板與電控式液晶盒的配置關係不同。具體而言，顯示裝置11的顯示面板100A的多個顯示畫素PX各自的幾何中心C1與電控式液晶盒200的多個條狀電極220各自的幾何中心C2在方向Z上錯開。

由於本實施例的電控式液晶盒200的操作方式相似於圖3A及圖3B的電控式液晶盒200的操作方式，詳細的說明請參見前述的相關段落，於此便不再重述。應注意的是，當顯示裝置11操作在防窺模式時，不同於圖2的顯示面板100的驅動方式，本實施例的顯示面板100A的多個顯示畫素重疊於第二條狀電極222與第五條狀電極225的一部分（例如顯示畫素PX1、顯示畫素PX2、顯示畫素PX4與顯示畫素PX5）被致能以在顯示裝置11的正視角方向上顯示影像畫面，而顯示面板100A的多個顯示畫素重疊於第一條狀電極221、第三條狀電極223、第四條狀電極224與第六條狀電極226的另一部分（例如顯示畫素PX3與顯示畫素PX6）不被致能以在顯示裝置11的左、右兩側的特定視角範圍內顯示插黑畫面。

值得一提的是，由於顯示面板100A在正視角範圍內用於呈現影像畫面的顯示畫素數量為兩個，因此可增加防窺模式下的正視角影像畫面的解析度與可視角度範圍。

圖9是本發明的第三實施例的顯示裝置的剖視示意圖。請參照圖9，本實施例的顯示裝置12與圖2的顯示裝置10的差異在於：條狀電極的寬度不同。在本實施例中，電控式液晶盒200D的多個條狀電極220A位於第一基板201上的一部分（例如第一條狀電極221A、第三條狀電極223A與第五條狀電極225A）於第一基板201上的垂直投影不重疊於多個條狀電極220A位於第二基板202上的另一部分（例如第二條狀電極222A、第四條狀電極224A與第六條狀電極226A）於第一基板201上的垂直投影。

具體而言，電控式液晶盒200D的多個條狀電極220A各自在方向X上的寬度W’可選擇性地小於這些條狀電極220A之間在方向X上的第二距離d2。據此，可有效降低電控式液晶盒200D的第一基板201與第二基板202的對組誤差所造成的相位延遲量的變異量，有助於提升電控式液晶盒200D在防窺模式與雙人模式下的分光品質。

圖10是本發明的第四實施例的顯示裝置的剖視示意圖。請參照圖10，本實施例的顯示裝置13與圖2的顯示裝置10的差異在於：條狀電極的寬度不同。在本實施例中，電控式液晶盒200E的多個條狀電極220B位於第一基板201上的一部分（例如第一條狀電極221B、第三條狀電極223B與第五條狀電極225B）於第一基板201上的垂直投影部分重疊於多個條狀電極220B位於第二基板202上的另一部分（例如第二條狀電極222B、第四條狀電極224B與第六條狀電極226B）於第一基板201上的垂直投影。

具體而言，電控式液晶盒200E的多個條狀電極220B各自在方向X上的寬度W”可選擇性地大於這些條狀電極220B之間在方向X上的第二距離d2。據此，可有效降低電控式液晶盒200E的第一基板201與第二基板202的對組誤差所造成的相位延遲量的變異量，有助於提升電控式液晶盒200E在防窺模式與雙人模式下的分光品質。

圖11是本發明的第五實施例的顯示裝置的正視示意圖。請參照圖11，本實施例的顯示裝置14與圖1的顯示裝置10的主要差異在於：電控式液晶盒的條狀電極與顯示面板的顯示畫素的配置關係不同。具體而言，電控式液晶盒200F的多個條狀電極220C在方向X（即第一方向）上排列，且分別在方向Y’上延伸，其中方向Y’（即第二方向）相交於方向X。

由於本實施例的電控式液晶盒200F的多個條狀電極220C於兩基板上的配置方式（例如第一條狀電極221C、第三條狀電極223C與第五條狀電極225C位於第一基板201上，而第二條狀電極222C與第四條狀電極224C位於第二基板202上）相似於圖2的電控式液晶盒200，因此，詳細的說明請參見前述實施例的相關段落，於此便不再重述。

應注意的是，在本實施例中，條狀電極220C的延伸方向（即方向Y’）不平行也不垂直於顯示畫素PX的排列方向（即方向X或方向Y）。舉例來說，條狀電極220C的延伸方向與顯示畫素PX的排列方向X之間的夾角θ可介於30度至60度的範圍。據此，可讓電控式液晶盒200F在顯示面板100的不同維度（例如方向X與方向Y）上都具有實質的分光效果。

舉例來說，在本實施例中，條狀電極220C的延伸方向與顯示畫素PX的排列方向X之間的夾角θ介於45度至60度的範圍內。因此。電控式液晶盒200F對於顯示面板100上沿著方向X排列的一部分顯示畫素PX的分光效果較沿著方向Y排列的另一部分的顯示畫素PX的分光效果好。然而，本發明不限於此，根據其他實施例，條狀電極的延伸方向與顯示畫素PX的排列方向X之間的夾角θ也可介於30度至45度的範圍內，以致電控式液晶盒對於顯示面板100上沿著方向Y排列的一部分顯示畫素PX的分光效果較沿著方向X排列的另一部分的顯示畫素PX的分光效果好。也就是說，電控式液晶盒200F在顯示面板100的不同維度上的分光效率的大小關係可取決於夾角θ的設計值。

另一方面，在本實施例中，條狀電極220C在方向X上所重疊的顯示像素PX的數量為六個。因此，可增加顯示裝置14操作在防窺模式時的影像畫面與插黑畫面的設計裕度，例如正視角的影像畫面的解析度、可視角度範圍的調整、或顯示面板100的顯示畫素PX的訊號調整。特別說明的是，相對於顯示畫素PX的排列方向傾斜的條狀電極220C還可抑制電控式液晶盒200F與顯示面板100在相互疊置時所產生的摩爾紋（Moiré）。

綜上所述，在本發明一實施例的顯示裝置中，多個條狀電極分別設置在電控式液晶盒的第一基板與第二基板上。透過這些條狀電極位於第一基板上的一部分以及位於第二基板上的另一部分在所述排列方向上交替排列，且這些條狀電極在排列方向上的寬度彼此相同，可簡化顯示裝置的電控式液晶盒的電極設計。另一方面，在本發明一實施例的驅動方法中，當電控式液晶盒被致能時，第一條狀電極與第二條狀電極具有第一電位，第五條狀電極與第六條狀電極具有第二電位，而第三條狀電極與第四條狀電極的其中至少一者的電位不同於第一電位或第二電位。據此，能讓上述的顯示裝置滿足不同應用情境下的操作需求。

10、11、12、13、14:顯示裝置 100、100A:顯示面板 100d:顯示側 110:電路基板 200、200A、200B、200C、200D、200E、200F:電控式液晶盒 201:第一基板 202:第二基板 210、210A、210B、210C:液晶層 220、220A、220B、220C、221、221A、221B、221C、222、222A、222B、222C、223、223A、223B、223C、224、224A、224B、224C、225、225A、225B、225C、226、226A、226B:條狀電極 231、231A、231B、231C:第一配向層 232、232A、232B、232C:第二配向層 BL1、BL2:插黑畫面 C1、C2:幾何中心 d1:第一距離 d2:第二距離 EPL:等電位線 IM、IM1、IM2:影像畫面 LC:液晶分子 PX、PX1、PX2、PX3、PX4、PX5、PX6:顯示畫素 RC11、RC12、RC21、RC22、RC31、RC32、RC41、RC42:曲線 W、W’、W”:寬度 X、Y、Y’、Z:方向 θ:夾角 A-A’:剖線

圖1是本發明的第一實施例的顯示裝置的正視示意圖。 圖2是圖1的顯示裝置的剖視示意圖。 圖3A及圖3B分別是圖1的電控式液晶盒操作在防窺模式與雙人模式下的剖視示意圖。 圖4A至圖4C分別是圖1的顯示裝置操作在防窺模式、雙人模式與一般模式下於不同視角的顯示畫面的示意圖。 圖5A及圖5B是本發明的另一實施例的電控式液晶盒分別操作在防窺模式與雙人模式下的剖視示意圖。 圖6A及圖6B是本發明的又一實施例的電控式液晶盒分別操作在防窺模式與雙人模式下的剖視示意圖。 圖7A及圖7B是本發明的再一實施例的電控式液晶盒分別操作在防窺模式與雙人模式下的剖視示意圖。 圖8是本發明的第二實施例的顯示裝置的剖視示意圖。 圖9是本發明的第三實施例的顯示裝置的剖視示意圖。 圖10是本發明的第四實施例的顯示裝置的剖視示意圖。 圖11是本發明的第五實施例的顯示裝置的正視示意圖。

10:顯示裝置

100:顯示面板

100d:顯示側

110:電路基板

200:電控式液晶盒

201:第一基板

202:第二基板

210:液晶層

220、221、222、223、224、225、226:條狀電極

231:第一配向層

232:第二配向層

d1:第一距離

d2:第二距離

LC:液晶分子

PX、PX1、PX2、PX3、PX4、PX5、PX6:顯示畫素

W:寬度

X、Y、Z:方向

A-A’:剖線

Claims (17)

1. 一種顯示裝置，包括：一顯示面板，具有在一第一方向上排列的多個顯示畫素；以及一電控式液晶盒，重疊設置於該顯示面板，且包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相對設置；一液晶層，設置於該第一基板與該第二基板之間；以及多個條狀電極，分別設置於該液晶層的相對兩側，且重疊於該些顯示畫素，該些條狀電極各自在該第一方向上的一寬度都相同，其中位於該第一基板上的該些條狀電極的一部分與位於該第二基板上的該些條狀電極的另一部分沿著該第一方向交替排列，且在相交於該第一方向的一第二方向上延伸，其中該些條狀電極包括在該第一方向上依序排列的一第一條狀電極、一第二條狀電極、一第三條狀電極、一第四條狀電極、一第五條狀電極以及一第六條狀電極，該第一條狀電極、該第三條狀電極與該第五條狀電極設置於該第一基板上且彼此相鄰，該第二條狀電極、該第四條狀電極與該第六條狀電極設置於該第二基板上且彼此相鄰，其中該第一條狀電極與該第二條狀電極具有一第一電位，該第五條狀電極與該第六條狀電極具有一第二電位，該第三條狀電極與該第四條狀電極的其中至少一者的一第三電位不同於該第一電位或該第二電位。
2. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該些顯示畫素沿著該第一方向以一第一距離排列，該些條狀電極沿著該第一方向以一第二距離排列，且該第二距離為該第一距離的整數倍。
3. 如請求項2所述的顯示裝置，其中該第二距離等於該第一距離。
4. 如請求項2所述的顯示裝置，其中該些條狀電極的該部分於該第一基板上的垂直投影不重疊於該些條狀電極的該另一部分於該第一基板上的垂直投影。
5. 如請求項4所述的顯示裝置，其中該些條狀電極的該部分在該第一基板的法線方向上切齊該些條狀電極的該另一部分。
6. 如請求項4所述的顯示裝置，其中該些條狀電極各自的該寬度小於該第二距離。
7. 如請求項2所述的顯示裝置，其中該些條狀電極的該部分於該第一基板上的垂直投影部分重疊於該些條狀電極的該另一部分於該第一基板上的垂直投影。
8. 如請求項7所述的顯示裝置，其中該些條狀電極各自的該寬度大於該第二距離。
9. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該些顯示畫素各自的幾何中心與該些條狀電極各自的幾何中心錯開。
10. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該第一方向與該第二方向之間的夾角介於30度至60度的範圍。
11. 一種驅動方法，適於驅動如請求項1所述的顯示裝置，該驅動方法包括：致能該第一條狀電極與該第二條狀電極，以使該第一條狀電極與該第二條狀電極具有該第一電位；致能該第五條狀電極與該第六條狀電極，以使該第五條狀電極與該第六條狀電極具有該第二電位；以及致能該第三條狀電極與該第四條狀電極，以使該第三條狀電極與該第四條狀電極的其中該至少一者具有該第三電位。
12. 如請求項11所述的顯示裝置的驅動方法，其中該第三條狀電極被致能以具該第三電位，該第四條狀電極被致能以具有一第四電位，該第三電位與該第一電位相同，該第四電位與該第二電位相同，且該第一電位不同於該第二電位。
13. 如請求項12所述的顯示裝置的驅動方法，更包括：致能該些顯示畫素重疊於該第二條狀電極與該第五條狀電極的一部分，且該些顯示畫素重疊於該第一條狀電極、該第三條狀電極、該第四條狀電極與該第六條狀電極的另一部分不被致能。
14. 如請求項13所述的顯示裝置的驅動方法，其中該些顯示畫素的該部分完全重疊於該第二條狀電極與該第五條狀電極，且該些顯示畫素的該另一部分完全重疊於該第一條狀電極、該第三條狀電極、該第四條狀電極與該第六條狀電極。
15. 如請求項13所述的顯示裝置的驅動方法，其中該些顯示畫素各自的幾何中心與該些條狀電極各自的幾何中心錯開。
16. 如請求項11所述的顯示裝置的驅動方法，其中該第三條狀電極與該第四條狀電極被致能以具有該第三電位，該第一電位與該第二電位相同，且該第三電位不同於該第一電位與該第二電位。
17. 如請求項16所述的顯示裝置的驅動方法，更包括：致能該些顯示畫素完全重疊該第一條狀電極、該第三條狀電極與該第五條狀電極的一部分，以顯示一第一影像畫面；以及致能該些顯示畫素完全重疊該第二條狀電極、該第四條狀電極與該第六條狀電極的另一部分，以顯示一第二影像畫面，其中該第一影像畫面不同於該第二影像畫面。

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