立体显示器及其影像显示方法 技术领域 本发明涉及一种立体显示器及其操作方法, 且特别是有关于一种可提供 2D 显示 模式、 3D 直式 (portrait) 显示模式与 3D 横式 (landscape) 显示模式的立体显示器及其影 像显示方法。
背景技术 目前的立体显示技术大致可分成观赏者可直接裸眼观赏的裸眼式 (auto-stereoscopic) 以及需配戴特殊设计眼镜观赏的戴眼镜式 (stereoscopic)。裸眼式 立体显示的工作原理主要是利用固定式光栅来控制观赏者左眼与右眼所接收到的影像。 根 据人眼的视觉特性, 当左、 右眼分别观看相同的影像内容但是具有不同视差 (parallax) 的 二影像时, 人眼会观察将二影像重叠解读成一立体影像。戴眼镜式立体显示的工作原理主 要是利用显示器显示左右眼画面, 通过头戴式眼镜的选择, 让左右眼分别看到左右眼画面 以形成立体视觉。
此外, 目前许多显示器也已经可以提供直式 (portrait) 显示与横式 (landscape) 显示两种显示模式。然而, 上述可以提供直式 (portrait) 显示与横式 (landscape) 显示两 种显示模式的显示器都只限于 2D 显示模式的显示器。换言之, 目前尚未有立体显示器可以 同时提供 3D 直式 (portrait) 显示以及 3D 横式 (landscape) 显示模式。
发明内容
本发明提供一种立体显示器及其操作方法, 其可以提供 2D 显示模式、 3D 直式 (portrait) 显示模式与 3D 横式 (landscape) 显示模式。
本发明提出一种立体显示器, 其包括显示面板、 第一液晶面板以及第二液晶面板。 第一液晶面板位于显示面板的上方。第二液晶面板位于第一液晶面板的上方, 其中第二液 晶面板包括第一透镜组、 第二透镜组、 下电极、 上电极、 液晶材料层以及第一聚合物层。 第一 透镜组与第二透镜组彼此相对向设置, 且第一透镜组的延伸方向与第二透镜组的延伸方向 具有不等于 180 度的夹角。下电极位于第一透镜组的表面上。上电极位于第二透镜组的表 面上。液晶材料层位于上电极与下电极之间。第一聚合物层填于第一透镜组内。
本发明提出一种立体显示器的影像显示方法, 此方法首先提供如上所述的立体显 示器以及将该显示面板发出的具有一第一偏振方向的光线依序通过该第一液晶面板以及 该第二液晶面板以显示出一影像。
本发明提出一种立体显示器的影像显示方法, 此方法首先提供如上所述的立体显 示器。当欲显示出 2D 影像时, 将显示面板发出的具有第一偏振方向的光线在通过第一液晶 面板之后被旋转成具有第二偏振方向的光线, 且具有第二偏振方向的光线在通过第二液晶 面板之后仍保持第二偏振方向, 其中具有第二偏振方向的光线在通过第二液晶面板的聚合 物层时实质上不产生折射, 而显示出 2D 影像。当欲显示出 3D 直式显示模式的影像时, 将显 示面板发出的具有第一偏振方向的光线在通过第一液晶面板之后被旋转成具有第二偏振方向的光线, 且具有第二偏振方向的光线在通过第二液晶面板之后再度被旋转成第一偏振 方向的光线, 其中所述具有第一偏振方向的光线在通过第二液晶面板的聚合物层时产生折 射, 而显示出 3D 直式显示模式的影像。当欲显示出 3D 横式显示模式的影像时, 将显示面板 发出的具有第一偏振方向的光线在通过第一液晶面板之后实质上仍保持第一偏振方向, 且 具有第一偏振方向的光线在通过第二液晶面板之后被旋转成具有第二偏振方向的光线, 其 中所述具有第二偏振方向的光线在通过第二液晶面板之聚合物层时产生折射, 而显示出 3D 横式显示模式的影像。
基于上述, 本发明的立体显示器因使用第一液晶面板与第二液晶面板的搭配, 且 在第二液晶面板的透镜组中设置聚合物层。 通过上述结构的搭配便可实现此显示器可以提 供 2D 显示模式、 3D 直式 (portrait) 显示模式与 3D 横式 (landscape) 显示模式三种显示模 式中之一。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂, 下文特举实施例, 并配合所附附图 作详细说明如下。 附图说明
图 1 是根据本发明一实施例的立体显示器的剖面示意图 ; 图 2 是图 1 的第一透镜组与第二透镜组的立体示意图 ; 图 3A 是图 1 的立体显示器的 2D 显示模式的示意图 ; 图 3B 是图 1 的立体显示器的 3D 直式 (portrait) 显示模式的示意图 ; 图 3C 是图 1 的立体显示器的 3D 横式 (landscape) 显示模式的示意图 ; 图 4 是根据本发明另一实施例的立体显示器的剖面示意图 ; 图 5A 是图 4 的立体显示器的 2D 显示模式的示意图 ; 图 5B 是图 4 的立体显示器的 3D 直式 (portrait) 显示模式的示意图 ; 图 5C 是图 1 的立体显示器的 3D 横式 (landscape) 显示模式的示意图 ; 图 6 是根据本发明一实施例的立体显示器中的第二液晶面板的剖面示意图 ; 图 7 是根据本发明另一实施例的立体显示器中的第二液晶面板的剖面示意图。 其中, 附图标记 100 : 显示面板 101 : 像素阵列基板 102 : 显示介质 104 : 对向基板 106、 108 : 偏光片 110 : 背光模块 200 : 第一液晶面板 202 : 第一基板 204 : 第一电极 206 : 液晶层 208 : 第二电极 210 : 第二基板 300 : 第二液晶面板 302 : 第一支撑基板 304 : 下电极 306 : 第一透镜结构 306a : 凹槽结构 308, 312 : 聚合物层 308a, 312a : 聚合物分子 310 : 液晶材料层 314 : 第二透镜结构 314a : 凹槽结构 316 : 上电极 318 : 第二支撑基板320 : 第一透镜组 L1 ~ L4L 光线330 : 第二透镜组具体实施方式
第一实施例
图 1 是根据本发明一实施例的立体显示器的剖面示意图。 请参照图 1, 本实施例的 立体显示器包括显示面板 100、 第一液晶面板 200 以及第二液晶面板 300。
显示面板 100 包括像素阵列基板 101、 对向基板 104 以及显示介质 102。像素阵列 基板 101 上包括多条扫描线 ( 未绘示 )、 多条数据线 ( 未绘示 ) 以及多个像素结构 ( 未绘 示 )。每一像素结构具有主动元件 ( 未绘示 ) 以及像素电极 ( 未绘示 )。主动元件可为底 部栅极型薄膜晶体管或是顶部栅极型薄膜晶体管, 其包括栅极、 通道、 源极以及漏极。栅极 与扫描线电性连接。源极与数据线电性连接。通道位于栅极与源极 / 漏极位之间。对向基 板 104 位于像素阵列基板 101 的对向。对向基板 104 可为空白基板或是设置有电极层 ( 未 绘示 ) 的基板。此外, 对向基板 104 上可更包括设置有彩色滤光阵列 ( 未绘示 ) 以及遮光 图案层 ( 未绘示 )。显示介质 102 位于像素阵列基板 101 与显示介质 104 之间。显示介质 102 可包括液晶分子、 电泳显示介质、 或是其它可适用的介质。 根据本实施例, 上述的显示面板 100 可进一步包括至少一偏光片 106、 108, 其分别 设置在像素阵列基板 100 以及对向基板 108 的表面上。另外, 在显示面板 100 的背面更进 一步包括背光模块 110, 其用以提供显示面板 100 所需的光源。
第一液晶面板 200 位于显示面板 100 的上方。根据本实施例, 第一液晶面板 200 包括第一基板 202、 位于第一基板的对向的第二基板 210 以及位于第一基板 202 与第二基板 210 之间的液晶层 206。第一基板 202 与第二基板 210 可为透明硬质基板或是透明软性基 板。第一基板 202 上设置有第一电极 204, 且第二基板 210 上设置有第二电极 208。
根据一实施例, 第一电极 204 与第二电极 208 都是未图案化的电极层。换言之, 在 此实施例中, 在第一电极 204 与第二电极 208 上施予电压时, 是全面地控制液晶层 206 的扭 转。
根据另一实施例, 第一电极 204 具有第一电极图案, 且第二电极 208 具有第二电极 图案。所述第一电极 204 的第一电极图案与第二电极 208 第二电极图案可分别为条状图案 且两者彼此交越设置, 以使第一液晶面板 200 构成被动式液晶胞。当然, 也可以将第一液晶 面板 200 设计成主动式液晶胞, 也就是在上述的第一电极 204 或第二电极 208 设计成具有 主动元件的电极层。倘若第一液晶面板 200 为被动式液晶胞或是主动式液晶胞, 则可以控 制第一液晶面板 200 中局部区域的液晶层 206 产生扭转。如此, 可以使本实施例的显示器 具有能够局部显示 3D 影像的效果。
另外, 第二液晶面板 300 位于第一液晶面板 200 的上方。 第二液晶面板 300 包括第 一透镜组 320、 第二透镜组 330、 下电极 304、 上电极 316、 液晶材料层 310 以及聚合物层 308、 312。在本发明的各个实施例中, 聚合物层 308、 312 举例包括液晶聚合物层, 但不以此为限, 其他适合的材料亦可予以应用。
在本实施例中, 第一透镜组 320 是由第一支撑基板 302 以及位于第一支撑基板 302 上的第一透镜结构 306 所构成。第二透镜组 330 是由第二支撑基板 318 以及位于第二支撑
基板 318 上的第二透镜结构 314 所构成。上述的第一透镜结构 306 与第二透镜结构 314 例 如是由具有凹槽结构 306a, 314a 的胶材 (resin) 所构成。 所述胶材例如是紫外光固化胶材、 热固化胶材或是其他适用的胶材。此外, 所述第一透镜结构 306 与第二透镜结构 314 分别 包括多个柱状透镜结构。在此, 所述多个柱状透镜结构亦即是形成在胶材中的多个柱状凹 槽结构 306a, 314a。特别是, 第一透镜组 320 与第二透镜组 330 彼此相对向设置, 且第一透 镜组 320 的第一透镜结构 306 的延伸方向与第二透镜组 330 的第二透镜结构 314 的延伸方 向具有不等于 180 度的夹角, 如图 2 所示。换言之, 柱状透镜结构 306( 柱状凹槽结构 306a) 的延伸方向与柱状透镜结构 314( 柱状凹槽结构 314a) 的延伸方向不相同。
另外, 聚合物层 308、 312 是填于第一透镜组 320 的第一透镜结构 306( 柱状凹槽结 构 306a) 内以及第二透镜组 330 的第二透镜结构 314( 柱状凹槽结构 314a) 内。 聚合物层 308 的聚合物分子 308a 是以固定的排列方式排列于第一透镜组 320 的第一透镜结构 306( 柱状 凹槽结构 306a) 内, 且聚合物层 312 的聚合物分子 312a 是以固定的排列方式排列于第二透 镜组 330 的第二透镜结构 314( 柱状凹槽结构 314a) 内。在本实施例中, 聚合物层 308 的聚 合物分子 308a 是横躺于第一透镜结构 306 内。同样地, 聚合物层 312 的聚合物分子 312a 是横躺于第二透镜结构 314 内。因此, 聚合物层 308 与聚合物层 312 具有特定的配向方向 ( 例如是 X 方向的配向方向 )。在本发明的各个实施例中, 聚合物分子 308a、 312a 举例包括 液晶聚合物分子, 但不以此为限, 其他适合的材料亦可予以应用。 值得一提的是, 在本实施例中, 聚合物层 308, 312 的聚合物分子 308a, 312a 具有第 一轴向折射率 (no) 以及第二轴向折射率 (ne)。 所述第一轴向折射率 (no) 一般又可称为液 晶分子的短轴折射率, 所述第二轴向折射率 (ne) 又可称为液晶分子的长轴折射率。第一透 镜结构 306 的折射率 ( 胶材的折射率 ) 与聚合物层 308 的聚合物分子 308a 的第一轴向折 射率 (no) 相当, 且第二透镜结构 314 的折射率 ( 胶材的折射率 ) 与聚合物层 312 的聚合物 分子 312a 的第一轴向折射率 (no) 相当。
另外, 在第二液晶面板 300 中, 下电极 304 是位于第一透镜组 320 的表面上, 且上 电极 316 是位于第二透镜组 330 的表面上。在本实施例中, 下电极 304 是设置于第一支撑 基板 302 与第一透镜结构 306 之间, 且上电极 316 是位于第二支撑基板 318 与第二透镜结 构 314 之间。
类似地, 根据一实施例, 上电极 316 与下电极 304 分别为未图案化的电极层。换言 之, 在此实施例中, 在上电极 316 与下电极 304 施予电压时, 是全面地控制液晶材料层 310 的扭转。
根据另一实施例, 下电极 304 具有下电极图案, 且上电极 316 具有上电极图案。所 述下电极 304 的下电极图案与上电极 316 的上电极图案可分别为条状图案且两者彼此交越 设置, 以使第二液晶面板 300 构成被动式液晶胞。当然, 也可以将第二液晶面板 300 设计成 主动式液晶胞, 也就是在上述的下电极 304 或上电极 316 设计成具有主动元件的电极层。 倘 若第二液晶面板 300 为被动式液晶胞或是主动式液晶胞, 则可以控制第二液晶面板 300 中 局部区域的液晶材料层 310 产生扭转。如此, 可以使本实施例的显示器具有能够局部显示 3D 影像的效果。
本发明的立体显示器的影像显示方法包括提供本发明的实施例中的立体显示器 之一以及将该显示面板发出的具有一第一偏振方向的光线依序通过该第一液晶面板以及
该第二液晶面板以显示出一影像, 其中该影像为一 2D 影像、 一 3D 直式显示模式的影像或一 3D 横式显示模式的影像。
以下详细说明图 1 的立体显示器的影像显示方法。
2D 显示模式
图 3A 是图 1 的立体显示器的 2D 显示模式的示意图。请先参照图 3A, 当欲使所述 显示器显示出 2D 影像时, 不对第一液晶面板 200 施予电压而使液晶层 206 保持扭转排列状 态, 并对第二液晶面板 300 施予电压以使液晶材料层 310 呈直立排列状态。在本实施例中, 上述第一液晶面板 200 的液晶层 206 与第二液晶面板 300 的液晶材料层 310 是使用扭转向 列式液晶分子, 其操作电压可为 3.3V 或 5V。 但, 本发明不限第一液晶面板 200 的液晶层 206 与第二液晶面板 300 的液晶材料层 310 的形式以及其操作电压大小。在其他实施例中, 也 可采用其他种形式的液晶材料并使用合适的操作电压。
首先, 显示面板 100 发出具有第一偏振方向的光线 L1。 换言之, 背光模块 110 所发 出的光线在经过显示面板 100 的偏光片 106、 108 以及显示介质 102 的偏光以及扭转之后, 所射出的光线 L1 为具有第一偏振方向 ( 例如是平行 X 方向的偏振方向 )。
之后, 由于第一液晶面板 200 中的液晶层 206 为扭转排列状态, 因此光线 L1 在通 过第一液晶面板 200 之后会被旋转成具有第二偏振方向 ( 例如是平行 Y 方向的偏振方向 ) 的光线 L2。
接着, 由于第二液晶面板 300 的液晶材料层 310 为直立排列状态, 因此具有第二偏 振方向的光线 L2 在通过第二液晶面板 300 之后仍保持第二偏振方向。
特别是, 由于聚合物层 308 具有第一方向的配向方向 (X 方向配向 ), 且第一透镜结 构 306 的折射率与聚合物层 308 的聚合物分子 308a 的第一轴向折射率 (no) 相当。因此, 具有第二偏振方向的光线 L2 在通过第二液晶面板 300 的第一透镜结构 306 与聚合物层 308 时不会有折射行为。换言之, 光线 L2 是直接通过第一透镜结构 306 与聚合物层 308 而成为 具有第二偏振方向的光线 L3。
之后, 由于第二液晶面板 300 的液晶材料层 310 为直立排列状态, 因此光线 L3 在 通过液晶材料层 310 之后仍为第二偏振方向。
接着, 由于聚合物层 312 具有第一方向的配向方向 (X 方向配向 ), 且第二透镜结 构 314 的折射率与聚合物层 312 的聚合物分子 312a 的第一轴向折射率 (no) 相当。因此, 当具有第二偏振方向的光线 L3 在通过第二液晶面板 300 的聚合物层 312 与第二透镜结构 314 时, 具有第二偏振方向的光线 L3 同样不会有折射行为。换言之, 光线 L3 直接通过聚合 物层 312 与第二透镜结构 314 之后会以光线 L4 直接穿出第二液晶面板 300。
在图 3A 的显示模式中, 由于光线 L4 是直接穿出第二液晶面板 300 而无折射行为, 因而此时所观看到的是 2D 的影像。
3D 直式 (portrait) 显示模式
图 3B 是图 1 的立体显示器的 3D 直式 (portrait) 显示模式的示意图。请参照图 3B, 当欲使所述显示器以 3D 直式 (portrait) 显示模式显示 3D 影像时, 不对第一液晶面板 200 施予电压而使液晶层 206 保持扭转排列状态, 且也不对第二液晶面板 300 施予电压以使 液晶材料层 310 保持扭转排列状态。
同样地, 显示面板 100 发出具有第一偏振方向的光线 L1( 例如是平行 X 方向的偏振方向 )。
接着, 由于第一液晶面板 200 中的液晶层 206 为扭转排列状态, 因此光线 L1 在通 过第一液晶面板 200 之后会被旋转成具有第二偏振方向 ( 例如是平行 Y 方向的偏振方向 ) 的光线 L2。
接着, 由于第二液晶面板 300 的液晶材料层 310 也为扭转排列状态, 因此具有第二 偏振方向的光线 L2 在通过第二液晶面板 300 之后会被扭转成第一偏振方向 ( 例如是平行 X 方向的偏振方向 )。
特别是, 由于聚合物层 308 具有第一方向的配向方向 (X 方向配向 ), 且第一透镜结 构 306 的折射率与聚合物层 308 的聚合物分子 308a 的第一轴向折射率 (no) 相当。因此, 具有第二偏振方向的光线 L2 在通过第二液晶面板 300 的第一透镜结构 306 与聚合物层 308 时不会有折射行为。换言之, 光线 L2 是直接通过第一透镜结构 306 与聚合物层 308 而成为 具有第二偏振方向的光线 L3。
之后, 当具有第二偏振方向的光线 L3 在通过液晶材料层 310 时, 会被扭转成第一 偏振方向 ( 例如是平行 X 方向的偏振方向 )。
接着, 由于聚合物层 312 具有第一方向的配向方向 (X 方向配向 ), 因此具有第一 偏振方向的光线 L3 在通过聚合物层 312 与第二透镜结构 314 时, 会因为聚合物层 312 的聚 合物分子 312a 的第二轴向折射率 (ne) 与第二透镜结构 314 的折射率的差异而产生折射行 为。换言之, 光线 L3 在通过聚合物层 312 与第二透镜结构 314 之后会以折射光线 L4 穿出 第二液晶面板 300。 在图 3B 的显示模式中, 由于光线 L4 是以折射出光形式穿出第二液晶面板 300, 因 而此时可以观看到 3D 的影像。
3D 横式 (landscape) 显示模式
图 3C 是图 1 的立体显示器的 3D 横式 (landscape) 显示模式的示意图。请参照图 3C, 当欲使所述显示器以 3D 横式 (landscape) 显示模式显示 3D 影像时, 对第一液晶面板 200 施予电压而使液晶层 206 呈现直立排列状态, 且不对第二液晶面板 300 施予电压以使液 晶材料层 310 保持扭转排列状态。
同样地, 显示面板 100 发出具有第一偏振方向的光线 L1( 例如是平行 X 方向的偏 振方向 )。
接着, 由于第一液晶面板 200 中的液晶层 206 为直立排列状态, 因此光线 L1 在通 过第一液晶面板 200 之后仍为具有第一偏振方向 ( 例如是平行 X 方向的偏振方向 ) 的光线 L2。
之后, 由于第二液晶面板 300 的液晶材料层 310 为扭转排列状态, 因此具有第一偏 振方向的光线 L2 在通过第二液晶面板 300 之后会被扭转成第二偏振方向 ( 例如是平行 Y 方向的偏振方向 )。
特别是, 由于聚合物层 308 具有第一方向的配向方向 (X 方向配向 ), 具有第一偏振 方向的光线 L2 在通过第二液晶面板 300 的第一透镜结构 306 与聚合物层 308 时, 会因为第 一透镜结构 306 的折射率与聚合物层 308 的聚合物分子 308a 的第二轴向折射率 (ne) 的差 异而产生折射行为。换言之, 光线 L2 在通过第一透镜结构 306 与聚合物层 308 之后会形成 折射光线 L3。
之后, 折射光线 L3 在通过液晶材料层 310 时, 会被扭转成第二偏振方向 ( 例如是 平行 Y 方向的偏振方向 )。
之后, 由于聚合物层 312 具有第一方向的配向方向 (X 方向配向 ), 且第二透镜结构 314 的折射率与聚合物层 312 的聚合物分子 312a 的第一轴向折射率 (no) 相当。因此当具 有第二偏振方向的折射光线 L3 在通过第二液晶面板 300 的聚合物层 312 与第二透镜结构 314 时不会有折射行为。换言之, 折射光线 L3 是以原行进方向通过聚合物层 312 与第二透 镜结构 314 并以原行进方向穿出第二液晶面板 300, 而形成具有第二偏振方向的折射光线 L4。
在图 3C 的显示模式中, 由于光线 L4 是以折射出光形式穿出第二液晶面板 300, 因 而此时可以观看到 3D 的影像。
第二实施例
图 4 是根据本发明另一实施例的立体显示器的剖面示意图。图 4 的实施例与图 1 的实施例相似, 因此在此与图 1 的实施例相同的元件以相同的符号表示, 且不再重复赘述。 图 4 的实施例与图 1 的实施例不相同之处在于, 在第二液晶面板 300 的第一透镜结构 306 内不填入聚合物层, 而仅在第二透镜结构 314 内填入聚合物层 312。换言之, 在第一透镜组 320 中, 第一透镜结构 306 的柱状透镜结构 ( 柱状凹槽结构 ) 内不填入聚合物层, 因此液晶 材料层 310 是直接与第一透镜结构 306 接触。 在本实施例中, 由于第二液晶面板 300 的第一透镜结构 306 内不填入聚合物层, 因 此填于第一透镜结构 306 内的液晶材料层 310 则是作为光线通过第一透镜结构 306 时是否 产生折射行为的介质。换言之, 在此实施例中, 液晶材料层 310 的液晶分子具有第一轴向折 射率 (no) 以及第二轴向折射率 (ne)。特别是, 第一透镜结构 306 的折射率与液晶材料层 310 的第一轴向折射率 (no) 相当。
根据本发明的另一实施例 ( 没有绘示出 ), 也可以是第二液晶面板的第二透镜结 构内不填入聚合物层, 而仅在第一透镜结构内填入聚合物层。换言之, 在第二透镜组中, 第 二透镜结构的柱状透镜结构 ( 柱状凹槽结构 ) 内不填入聚合物层。在此实施例中, 第二透 镜结构的折射率与液晶材料层的第一轴向折射率 (no) 相当。
换言之, 在本发明的显示器的第二液晶面板中, 聚合物层可以是填入第一透镜组、 第二透镜组或是第一与第二透镜组两者。
类似地, 上述图 4 的实施例的显示器的影像显示方法如下所述。
2D 显示模式
图 5A 是图 4 的立体显示器的 2D 显示模式的示意图。请先参照图 5A, 当欲使所述 显示器显示出 2D 影像时, 不对第一液晶面板 200 施予电压而使液晶层 206 保持扭转排列状 态, 并对第二液晶面板 300 施予电压以使液晶材料层 310 呈直立排列状态。
首先, 显示面板 100 发出具有第一偏振方向的光线 L1( 例如是平行 X 方向的偏振 方向 )。
之后, 由于第一液晶面板 200 中的液晶层 206 为扭转排列状态, 因此光线 L1 在通 过第一液晶面板 200 之后会被旋转成具有第二偏振方向 ( 例如是平行 Y 方向的偏振方向 ) 的光线 L2。
接着, 由于第二液晶面板 300 的液晶材料层 310 为直立排列状态, 因此具有第二偏
振方向的光线 L2 在通过第二液晶面板 300 之后仍保持第二偏振方向。
特别是, 由于第一透镜结构 306 具有第一方向的排列方向 ( 往 X 方向排延伸列 ), 因此填于第一透镜结构 306 内的液晶材料层 310 具有第一方向的配向方向 (X 方向配向 )。 另外, 第一透镜结构 306 的折射率与液晶材料层 310 的第一轴向折射率 (no) 相当。因此, 具有第二偏振方向的光线 L2 在通过第二液晶面板 300 的第一透镜结构 306 与填于第一透 镜结构 306 内的液晶材料层 310 时不会有折射行为。换言之, 光线 L2 是直接通过第一透镜 结构 306 而成为具有第二偏振方向的光线 L3。
之后, 由于第二液晶面板 300 的液晶材料层 310 为直立排列状态, 因此光线 L3 在 通过液晶材料层 310 之后仍为第二偏振方向。
接着, 由于聚合物层 312 具有第一方向的配向方向 (X 方向配向 ), 且第二透镜结 构 314 的折射率与聚合物层 312 的聚合物分子 312a 的第一轴向折射率 (no) 相当。因此, 当具有第二偏振方向的光线 L3 在通过第二液晶面板 300 的聚合物层 312 与第二透镜结构 314 时, 具有第二偏振方向的光线 L3 同样不会有折射行为。换言之, 光线 L3 直接通过聚合 物层 312 与第二透镜结构 314 之后会以光线 L4 直接穿出第二液晶面板 300。
在图 5A 的显示模式中, 由于光线 L4 是直接穿出第二液晶面板 300 而无折射行为, 因而此时所观看到的是 2D 的影像。 3D 直式 (portrait) 显示模式
图 5B 是图 4 的立体显示器的 3D 直式 (portrait) 显示模式的示意图。请参照图 5B, 当欲使所述显示器以 3D 直式 (portrait) 显示模式显示 3D 影像时, 不对第一液晶面板 200 施予电压而使液晶层 206 保持扭转排列状态, 且也不对第二液晶面板 300 施予电压以使 液晶材料层 310 保持扭转排列状态。
同样地, 显示面板 100 发出具有第一偏振方向的光线 L1( 例如是平行 X 方向的偏 振方向 )。
接着, 由于第一液晶面板 200 中的液晶层 206 为扭转排列状态, 因此光线 L1 在通 过第一液晶面板 200 之后会被旋转成具有第二偏振方向 ( 例如是平行 Y 方向的偏振方向 ) 的光线 L2。
接着, 由于第二液晶面板 300 的液晶材料层 310 也为扭转排列状态, 因此具有第二 偏振方向的光线 L2 在通过第二液晶面板 300 之后会被扭转成第一偏振方向 ( 例如是平行 X 方向的偏振方向 )。
特别是, 由于第一透镜结构 306 具有第一方向的排列方向 ( 往 X 方向排延伸列 ), 因此填于第一透镜结构 306 内的液晶材料层 310 具有第一方向的配向方向 (X 方向配向 )。 另外, 第一透镜结构 306 的折射率与液晶材料层 310 的第一轴向折射率 (no) 相当。因此, 具有第二偏振方向的光线 L2 在通过第二液晶面板 300 的第一透镜结构 306 与填于第一透 镜结构 306 内的液晶材料层 310 时不会有折射行为。换言之, 光线 L2 是直接通过第一透镜 结构 306 而成为具有第二偏振方向的光线 L3。
之后, 当具有第二偏振方向的光线 L3 在通过液晶材料层 310 时, 会被扭转成第一 偏振方向 ( 例如是平行 X 方向的偏振方向 )。
接着, 由于聚合物层 312 具有第一方向的配向方向 (X 方向配向 ), 因此具有第一 偏振方向的光线 L3 在通过聚合物层 312 与第二透镜结构 314 时, 会因为聚合物层 312 的聚
合物分子 312a 的第二轴向折射率 (ne) 与第二透镜结构 314 的折射率的差异而产生折射行 为。换言之, 光线 L3 在通过聚合物层 312 与第二透镜结构 314 之后会以折射光线 L4 穿出 第二液晶面板 300。
在图 5B 的显示模式中, 由于光线 L4 是以折射出光形式穿出第二液晶面板 300, 因 而此时可以观看到 3D 的影像。
3D 横式 (landscape) 显示模式
图 5C 是图 4 的立体显示器的 3D 横式 (landscape) 显示模式的示意图。请参照图 5C, 当欲使所述显示器以 3D 横式 (landscape) 显示模式显示 3D 影像时, 对第一液晶面板 200 施予电压而使液晶层 206 呈现直立排列状态, 且不对第二液晶面板 300 施予电压以使液 晶材料层 310 保持扭转排列状态。
同样地, 显示面板 100 发出具有第一偏振方向的光线 L1( 例如是平行 X 方向的偏 振方向 )。
接着, 由于第一液晶面板 200 中的液晶层 206 为直立排列状态, 因此光线 L1 在通 过第一液晶面板 200 之后仍为具有第一偏振方向 ( 例如是平行 X 方向的偏振方向 ) 的光线 L2。
之后, 由于第二液晶面板 300 的液晶材料层 310 为扭转排列状态, 因此具有第一偏 振方向的光线 L2 在通过第二液晶面板 300 之后会被扭转成第二偏振方向 ( 例如是平行 Y 方向的偏振方向 )。
特别是, 由于第一透镜结构 306 具有第一方向的排列方向 ( 往 X 方向排延伸列 ), 因此位于第一透镜结构 306 中的液晶材料层 310 也会具有第一方向的配向方向 (X 方向配 向 )。此时, 具有第一偏振方向的光线 L2 在通过第二液晶面板 300 的第一透镜结构 306 时, 会因为第一透镜结构 306 的折射率与液晶材料层 310 的聚合物分子的第二轴向折射率 (ne) 的差异而产生折射行为。换言之, 光线 L2 在通过第一透镜结构 306 与位于第一透镜结构 306 的液晶材料层 310 之后会形成折射光线 L3。
之后, 折射光线 L3 在通过液晶材料层 310 时, 会被扭转成第二偏振方向 ( 例如是 平行 Y 方向的偏振方向 )。
之后, 由于聚合物层 312 具有第一方向的配向方向 (X 方向配向 ), 且第二透镜结构 314 的折射率与聚合物层 312 的聚合物分子 312a 的第一轴向折射率 (no) 相当。因此当具 有第二偏振方向的折射光线 L3 在通过第二液晶面板 300 的聚合物层 312 与第二透镜结构 314 时不会有折射行为。换言之, 折射光线 L3 是以原行进方向通过聚合物层 312 与第二透 镜结构 314 并以原行进方向穿出第二液晶面板 300, 而形成具有第二偏振方向的折射光线 L4。
在图 5C 的显示模式中, 由于光线 L4 是以折射出光形式穿出第二液晶面板 300, 因 而此时可以观看到 3D 的影像。
在上述各实施例中, 第二液晶面板 300 内的上电极 316 是位于第二支撑基板 318 与第二透镜结构 314 之间, 且下电极 304 是位于第一支撑基板 302 与第一透镜结构 306 之 间。但, 本发明不限于此。根据其他实施例, 如图 6 所示, 下电极 304 也可位于第一支撑基 板 302 的外表面, 且上电极 316 可以位于第二支撑基板 318 的外表面。另外, 如图 7 所示, 下电极 304 可以位于第一透镜结构 306 与液晶材料层 310 之间, 且上电极 316 可位于第二透镜结构 314 与液晶材料层 310 之间。
综上所述, 本发明的立体显示器因使用第一液晶面板与第二液晶面板的搭配, 且 在第二液晶面板的透镜组中设置聚合物层。 通过上述结构的搭配便可实现此显示器可以提 供 2D 显示模式、 3D 直式 (portrait) 显示模式与 3D 横式 (landscape) 显示模式三种显示模 式。
当然, 本发明还可有其它多种实施例, 在不背离本发明精神及其实质的情况下, 熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形, 但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。