TWI499805B - 顯示裝置 - Google Patents

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TWI499805B
TWI499805B TW103110265A TW103110265A TWI499805B TW I499805 B TWI499805 B TW I499805B TW 103110265 A TW103110265 A TW 103110265A TW 103110265 A TW103110265 A TW 103110265A TW I499805 B TWI499805 B TW I499805B
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Meng Chieh Chang
Chia Liang Hung
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Innolux Corp
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Description

顯示裝置
本發明係關於一種顯示裝置，尤指一種可切換二維(2D)、三維(3D)影像之顯示裝置。
人類是透過雙眼所看到的展望而感知到真實世界的影像。而人類的大腦會進一步根據雙眼所看到兩個不同角度的展望之間的空間距離差異而形成所謂的三維(3-dimension，3D)影像。一般而言，三維顯示裝置就是模擬人類雙眼不同角度的視野，而使得觀測者在觀看二維顯示影像時，能感知為三維影像的顯示裝置。
目前的三維顯示裝置主要分為兩類，分別是自動立體影像顯示裝置(Auto-stereoscopic display)以及非自動立體影像顯示裝置(Stereoscopic display)。自動立體影像顯示裝置的使用者不用額外戴上特殊結構的眼鏡，就可以看出三維立體影像，即稱為裸視三維技術。反之，另一種非自動立體影像顯示裝置則需要使用者額外配戴特製結構的眼鏡，才能看到三維立體影像。
常見的自動立體影像顯示裝置，包括：視差屏障式(parallax barrier)顯示裝置、空間序列式(spatial sequential)顯示裝置、以及時間序列式(time sequential)顯示 裝置。其中，視差屏障式之顯示裝置的原理是依靠不透光之視差屏障，讓使用者之左右眼看到具有視差之影像，而此視差就會在大腦中形成立體感。空間序列式顯示裝置是利用不隨時間操作的視差屏障讓左右眼看到不同組的像素，而這兩組像素分別被給予左眼和右眼之訊號，進而讓兩眼看見不同之影像；缺點在於解析度會下降。時間序列式的顯示裝置是利用隨時間操作並且和顯示面板同步驅動的視差屏障，讓兩眼在不同時間下看到同一組像素，而這組像素在不同時間下分別被給予左眼和右眼之訊號，進而讓兩眼看見不同之影像。
近年來，對於呈現三維影像之顯示裝置之需求量逐漸提升，基於市場需求，目前亟需一種能夠切換二維(2D)或三維(3D)影像之顯示裝置，方便觀測者選擇所欲的觀賞模式。
本發明之主要目的係在提供一種顯示裝置，俾能依觀測者需求而切換成二維(2D)或三維(3D)影像。
為達成上述目的，本發明提供一種顯示裝置，包括：一顯示單元，包含一畫素層；一背光單元；以及一調變單元，設置於該顯示單元與該背光單元之間，該調變單元包含一液晶層，且該液晶層包含一高分子分散液晶(PDLC)、或一高分子穩定液晶(PSLC)。
在本發明之顯示裝置中，藉由調整施加電壓，使來自背光單元之光線，經過液晶層之調整，以發散或穿 透的形式達到呈現二維(2D)或三維(3D)影像。並且，在背光單元中包含導光板和發光元件的情況下，可進一步在導光板上設置條紋圖案，藉由調整條紋圖案之寬度及間距，改善導光板出光效率不均勻性，同時解決觀看顯示裝置時視覺上的不均勻性。而在裝置之操作上，可透過調整施加電壓大小、調變單元中電極圖案之類型、及液晶層之霧值高低等，有效調控出光形式，進而呈現出二維(2D)或三維(3D)影像。此外，在側邊入光之顯示裝置中，可在導光板之表面上更設置反射層，減少未經導光板上條紋圖案反射之光線穿透出而浪費，有效增加出光效率。或者，在背光單元以面光源出光之情況中，可在液晶層與背光單元之間更設置屏障層，用以選擇性遮蔽來自背光單元之光線。並且，調變單元可與顯示單元共用基板、或調變單元可與背光單元共用基板，減少裝置之重量與基板成本。綜上所述，本發明之顯示裝置可切換二維(2D)、三維(3D)的影像，可應用於任何顯示裝置，例如：車用顯示器、電玩裝置、家電用品顯示器、儀器用顯示器、筆記型電腦等，據此，本發明之顯示裝置可方便觀測者選擇所欲的觀賞模式，輕鬆提升觀賞樂趣。
1‧‧‧顯示單元
11‧‧‧第一偏光件
12‧‧‧第一基板
13‧‧‧畫素層
131‧‧‧畫素單元
14‧‧‧第二基板
15‧‧‧第二偏光件
2‧‧‧調變單元
21‧‧‧第三基板
211‧‧‧第二絕緣層
22‧‧‧第一導電層
221‧‧‧出光面
23‧‧‧液晶層
231‧‧‧第一區
232‧‧‧第二區
233‧‧‧第三區
234‧‧‧液晶單元
235‧‧‧三維區
252‧‧‧第一絕緣層
26‧‧‧第三導電層
27‧‧‧第四基板
28‧‧‧第四導電層
29‧‧‧第五基板
3‧‧‧背光單元
31‧‧‧發光元件
32‧‧‧導光板
321‧‧‧第一表面
322‧‧‧第二表面
33‧‧‧驅動單元
4‧‧‧供壓單元
5‧‧‧條紋圖案
51‧‧‧第一端
52‧‧‧第二端
6‧‧‧屏障層
71,72‧‧‧反射層
81‧‧‧陰極
236‧‧‧二維區
24‧‧‧第二導電層
241‧‧‧條狀單元
25‧‧‧第四基板
251‧‧‧入光面
82‧‧‧陽極
83‧‧‧資料線
84‧‧‧掃描線
B‧‧‧間距
D‧‧‧距離
W1,W2,W3,A‧‧‧寬度
圖1A、1B係本發明一較佳實施例之顯示裝置示意圖。
圖2A、2B係本發明一較佳實施例之背光單元示意圖。
圖3係本發明另一較佳實施例之顯示裝置示意圖。
圖4係本發明再一較佳實施例之顯示裝置示意圖。
圖5A係本發明一較佳實施例之背光單元示意圖。
圖5B係本發明一較佳實施例之導光板之條紋圖案示意圖。
圖5C係本發明一較佳實施例之液晶層示意圖。
圖6A至6C係本發明一較佳實施例之調變單元示意圖。
圖7A至7D係本發明另一較佳實施例之調變單元示意圖。
圖8A至8D係本發明再一較佳實施例之調變單元示意圖。
圖9A係本發明另一較佳實施例之背光單元示意圖。
圖9B係本發明另一較佳實施例之導光板之條紋圖案示意圖。
圖9C係本發明另一較佳實施例之液晶層示意圖。
圖10A係本發明再一較佳實施例之調變單元示意圖。
圖10B係本發明又一較佳實施例之調變單元示意圖。
以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可針對不同觀點與應用，在不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更。
[實施例1]
請參照圖1A，其為本發明之顯示裝置示意圖。顯示裝置包括：顯示單元1、調變單元2、及背光單元3，調變單元2設置於顯示單元1與背光單元3之間。顯示單元1依序包含：第一偏光件11、第一基板12、畫素層13、第二基板14、及第二偏光件15；調變單元2依序包含：第三基板21、第一導電層22、液晶層23、第二導電層24、第四基板25、及屏障層6；以及背光單元3包含：發光元件31及導光板32，發光元件31設置於導光板32之兩側邊。
在本發明中，顯示單元1不受限，例如可為常見的液晶顯示單元(LCD)、或有機發光二極體顯示單元(OLED)。其中，畫素層13包含複數畫素單元131，當顯示單元1為液晶顯示單元，則複數之畫素單元131包括其驅動電極、驅動電路、開關元件、被動元件、彩色濾光片或液晶。在此，係以一個畫素單元131包括六個子畫素單元之情形做為示例；然而，本發明並未受限於此，只要一個畫素單元131包括三個以上之子畫素單元，即可達到本實施例之顯示裝置之目的。
調變單元2之液晶層23中包含高分子分散液晶(polymer dispersed liquid crystal，PDLC)、或高分子穩定液晶(polymer stabilized liquid crystal，PSLC)；高分子分散液晶(PDLC)為具光學異方向性(optical anisotropy)的液晶微滴均勻分散於高分子聚合網絡中。高分子穩定液晶(PSLC)亦為具光學異方向性的液晶均勻分散於相對較低濃度的高分子中，而一般高分子穩定液晶採用膽固醇液晶，在無施 加電壓之環境下可擁有亮態與暗態兩種狀態之雙穩態特性。在此實施例中，調變單元2之液晶層23中包含高分子分散液晶(PDLC)，藉由施加電壓，可調整液晶層23中液晶與高分子間的折射率匹配關係，調變來自背光單元3之光線以散射或穿透的形式發出。
屏障層6之材料可為任何習知黑色矩陣之材料，亦可為具有良好導電性之金屬材料；而屏障層6之結構一般為柵欄狀直條結構，用於選擇性遮蔽來自背光單元3之光線。據此，屏障層6之設置位置並無特別限制；在本實施例中，屏障層6設置於液晶層23與背光單元3之間，第四基板25之入光面(鄰近背光單元3側)上，而其他設置位置可由本技術領域之人輕易推知，例如：調變單元2之第二導電層24之入光面上；背光單元3之導光板32之底面上等。
並且，背光單元3不受限，僅需發出光線，提供光線依序抵達調變單元2、顯示單元1、最後至觀測者雙眼，因此，背光單元3可為任何習知的發光體；較佳能提供亮暗交錯的發光型態，意即能夠發出點狀、線狀等非面狀光線的發光體，例如：有機發光二極體之主動矩陣或被動矩陣；然而，若為能夠發出不均勻亮度的面光源，其呈現出亮暗交錯的視覺效果，亦可應用於本發明。在此實施例中，背光單元3包含發光元件31及導光板32，發光元件31發出之光線入射至導光板32再出光。發光元件31可由複數發光二極體(LED)所組成，以單側入光、雙側入光、整 面入光應用於本發明；在此實施例中，發光元件31設置於導光板32之兩側邊，以雙側入光的形式發光。
另外，本發明之顯示裝置中，第一基板12、第二基板14、第三基板21、第四基板25、第一偏光件11、第二偏光件15、及導光板32皆使用一般習知材料即可，基板和導光板可為穿透性高的透明材料，例如玻璃、塑膠、壓克力等；偏光件可為調整光線偏極方向之膜層，例如聚乙烯醇膜(PVA)、三醋酸纖維素膜(TAC)等；於此不再詳細贅述。在此實施例中，第一基板12為彩色濾光片(CF)玻璃基板、第二基板14為薄膜電晶體(TFT)玻璃基板。
在本發明中，第一導電層22、第二導電層24導電層之材料可為本技術領域常用之電極材料，如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide,IZO)、或其他透明導電薄膜材料(transparent conductive oxide,TCO)等。導電層可藉由曝光顯影技術而圖案化，可為平面內切換型(IPS)、邊緣電場切換型圖樣(FFS)、扭轉向列型(TN)、垂直配向型(VA)等形式之圖樣，用以調控光型與視角分佈。
在本發明之顯示裝置中，可藉由施加電壓(如圖1A、1B，供壓單元4)調整來自背光單元3之光線通過調變單元2之狀態，請參照圖1A，在施加之電壓小於液晶層23的起始電壓(threshold voltage，Vth)或未施加電壓之情況下，來自背光單元3之光(如箭頭所示)經過調變單元2的液晶層23後，光以散射形式抵達顯示單元1再發出，使觀測者接收到二維(2D)的平面影像；另一方面，請參照圖1B， 在施加電壓之情況下，來自背光單元3之光(如箭頭所示)經過液晶層23後，光以穿透形式抵達顯示單元1再發出，使觀測者接收到三維(3D)的立體影像。據此，本發明之顯示裝置可有效切換二維(2D)、三維(3D)的影像，可應用於任何顯示裝置，例如：車用顯示器、電玩裝置、家電用品顯示器、儀器用顯示器、筆記型電腦等，方便觀測者選擇所欲的觀賞模式，輕鬆提升觀賞樂趣。
其中，顯示單元1之畫素層13與背光單元3間之距離較佳為0.5至4mm；當畫素層13與背光單元3間之距離介於上述範圍時，觀測者可得到較佳的影像品質。在此實施例中，觀測者眼睛至顯示單元1之距離(D )較佳如下方程式1所示：
其中，eye 表示觀測者雙眼距離，SPP 表示子畫素單元之間距(pitch)，LC 表示光通過液晶層之距離，n LC 表示液晶層之折射率，TFT1 表示第二基板(於此為有薄膜電晶體玻璃基板)之厚度，n TFT 表示第二基板之折射率，pol.2 表示第二偏光件之厚度，n pol . 表示第二基板之折射率，air 表示顯示單元與調變單元間之距離，n air 表示空氣之折射率，PDLC 表示為液晶層之厚度，n PDLC 表示液晶層之折射率。
舉例說明：在觀測者雙眼相距32.5mm之情況 下，當畫素層13與背光單元3相距0.8386mm時，觀測者眼睛至顯示單元1之距離(D )為60mm；當畫素層13與背光單元3相距2.5036mm時，觀測者眼睛至顯示單元1之距離(D )為3313mm。或者，在觀測者雙眼相距65mm之情況下，當畫素層13與背光單元3相距0.8386mm時，觀測者眼睛至顯示單元1之距離(D )為120mm；當畫素層13與背光單元3相距2.5036mm時，觀測者眼睛至顯示單元1之距離(D )為6727mm。詳細說明，代入方程式1中之各值係列於下表1：
[實施例2]
針對本發明顯示裝置中之背光單元，詳細說明如下。請參見圖2A、2B，其為背光單元3上設置有複數條紋圖案5和反射層71,72之兩種實施態樣。其中，背光單元3包含發光元件31及導光板32，發光元件31設置於導光板32之兩側邊(入光面)，導光板具有第一表面321(出光面)及相對之第二表面322(底面)，且第一表面321鄰近於調變單元(圖未示)，導光板32之第二表面322上設有複數條 紋圖案5；如圖2A所示，反射層71可設置於第二表面322上並覆蓋第二表面322和複數條紋圖案5；或者如圖2B所示，反射層72可僅設置於複數條紋圖案5上並覆蓋複數條紋圖案5。
在此，複數條紋圖案5之材料並無特殊限制，可為任何能破壞全反射情形發生之材料；舉例而言，複數條紋圖案5之材料可為由二氧化鈦(TiO2 )與油墨或光阻所形成之複合材料。另外，反射層71,72可為單層或多層結構之金屬層，較佳為具有高反射性之膜層，例如銀(Ag)或鋁(Al)層。然而，本發明並不僅限於此。再者，在本實施例中，複數條紋圖案5係直接設置於導光板32上；然而，亦可在導光板32上形成凹槽，再將複數條紋圖案5嵌設於之凹槽內。
如此一來，由發光元件31發出的光線，部分光線(如實線箭頭所示)抵達複數條紋圖案5而被反射往第一表面321發出，部分光線(如虛線箭頭所示)穿透第二表面322而被反射層71,72反射往第一表面321發出，可減少未經條紋圖案5反射之光線穿透出第二表面322而浪費，有效增加出光效率。
[實施例3]
請參見圖3，其為本發明另一實施例之顯示裝置示意圖；本實施例中顯示顯示單元1與調變單元2結合而可省略設置一基板，詳細說明，顯示單元1依序包含：第一偏光件11、第一基板12、畫素層13、及第二基板14、， 調變單元2依序包含：第一導電層22、液晶層23、第二導電層24、第四基板25、及第二偏光件15；據此，顯示單元1與調變單元2共同使用第二基板14，實施例1中包含於調變單元2中之第三基板21可被省略，減少裝置之重量與基板成本。此外，本實施例中的背光單元3與圖2A相同，在此不再重複敘述。
在此實施例中，顯示單元1為液晶顯示單元(LCD)，由顯示單元1之入光側進入的部分紫外光可被第二偏光件15阻擋，而不易劣化調變單元2和顯示單元1之液晶結構。此外，在藉由曝光顯影技術而圖案化第一導電層22和第二導電層24時，由於調變單元2包含於顯示單元1中，利於對準顯示單元1，進而利於光型與視角分布設計。
其中，與實施例1相同，顯示單元1之畫素層13與背光單元3間之距離較佳為0.5至4mm；當畫素層13與背光單元3間之距離介於上述範圍時，觀測者可得到較佳的影像品質。在此實施例中，觀測者眼睛至顯示單元1之距離(D )較佳如下方程式2所示：
其中，eye 、SPP 、LC 、n LC 、TFT1 、n TFT 、pol.2 、n pol . 、air 、n air 、PDLC 、及n PDLC 定義與方程式1相同，LGP 表示導光板之厚度，n LGP 表示導光板之折射率。
舉例說明：在觀測者雙眼相距32.5mm之情況 下，當畫素層13與背光單元3相距1.3386mm時，觀測者眼睛至顯示單元1之距離(D )為120mm；當畫素層13與背光單元3相距3.2036mm時，觀測者眼睛至顯示單元1之距離(D )為4155mm。或者，在觀測者雙眼相距65mm之情況下，當畫素層13與背光單元3相距1.3386mm時，觀測者眼睛至顯示單元1之距離(D )為242mm；當畫素層13與背光單元3相距3.2036mm時，觀測者眼睛至顯示單元1之距離(D )為8312mm。詳細說明，代入方程式2中之各值係列於下表2：
[實施例4]
請參見圖4，其為本發明再一實施例之顯示裝置示意圖；本實施例中顯示調變單元2與背光單元3結合而可省略設置一基板，詳細說明，調變單元2依序包含：第三基板21、第一導電層22、液晶層23、及第二導電層24，背光單元3與圖2A所述相同；據此，調變單元2具有入光面251及相對之出光面221，背光單元3係附著於入光面251上。因此，實施例1中包含於調變單元2中之第四基板25 可被省略，共用背光單元3之導光板32，減少裝置之重量與基板成本。此外，本實施例中的顯示單元1與實施例1相同，在此不再重複敘述。
其中，與實施例1相同，顯示單元1之畫素層13與背光單元3間之距離較佳為0.5至4mm；當畫素層13與背光單元3間之距離介於上述範圍時，觀測者可得到較佳的影像品質。在此實施例中，觀測者眼睛至顯示單元1之距離(D )較佳亦如上方程式2所示。舉例說明：在觀測者雙眼相距32.5mm之情況下，當畫素層13與背光單元3相距1.8386mm時，觀測者眼睛至顯示單元1之距離(D )為164mm；當畫素層13與背光單元3相距3.6036mm時，觀測者眼睛至顯示單元1之距離(D )為4636mm。或者，在觀測者雙眼相距65mm之情況下，當畫素層13與背光單元3相距1.8386mm時，觀測者眼睛至顯示單元1之距離(D )為329mm；當畫素層13與背光單元3相距3.6036mm時，觀測者眼睛至顯示單元1之距離(D )為9275mm。詳細說明，代入方程式2中之各值係列於下表3：
[實施例5]
針對本發明顯示裝置中之背光單元與液晶層，詳細說明如下。請參見圖5A，其為導光板32上設置有複數條紋圖案5之示意圖，且發光元件31設置於導光板32之兩側邊；其中，如圖5B所示，每一條紋圖案5具有第一端51及相對之第二端52，第一端51之寬度為W1，第二端52之寬度為W2，且條紋圖案5具有中央寬度W3。在此實施例中，W1小於W3且W2亦小於W3。因此，本發明之導光板之條紋圖案，於靠近發光元件31之第一端51及第二端52有較小之寬度，而於遠離發光元件31之中央區域具有較大之寬度W3，此種特殊設計之導光板圖案，可改善習知雙側邊入光情況下，均等寬度圖案所導致之中央區域出光效率不佳，使整體出光強度均勻化。
並且，請參見圖5C，液晶層與導光板配合，可將液晶層23分為對應至第一端51之寬度為W1之第一區231、對應至第二端52之寬度為W2之第二區232、及對應至中央寬度W3之第三區233。據此，為了解決觀看顯示裝置時視覺上的不均勻性，條紋圖案5寬度較小之W1、W2所對應之第一區231、第二區232，因條紋圖案5兩端間距較大，液晶層23之第一區231、第二區232可設計為霧值(haze value)較高的區域；相反地，條紋圖案5中央寬度W3較大，因條紋圖案5中央間距較小，所對應液晶層23之第三區233可設計為霧值(haze value)較低的區域。
[實施例6]
針對調變單元2，請參見圖6A~6C，其為調變單元2依序包含第三基板21、第一導電層22、液晶層23、第二導電層24、及第四基板25之示意圖；其中，液晶層23包含複數液晶單元234，第一導電層22、第二導電層24分別位於液晶層23之兩表面，換句話說，液晶層23介於第一導電層22及第二導電層24之間，第一導電層22作為整面電極，且第二導電層24經圖案化形成平面內切換型(IPS)圖案，其包含複數條狀單元241，每一條狀單元241之寬度A與該些條狀單元241之間距B之總和係小於導光板上條紋圖案之最小寬度(即，實施例5說明之第一寬度W1或第二寬度W2)，即A+B<W1或A+B<W2。其中，COM表示電極共同電壓訊號，符號+或-表示電極電壓訊號對應共同電壓訊號為正極性或負極性。此外，本技術領域之人可知：背光單元不一定要設置在鄰近於第二導電層24之位置，背光單元亦可設置在鄰近於第一導電層22之位置。
[實施例7]
針對調變單元2之另一態樣，請參見圖7A~7D，其為調變單元2依序包含第三基板21、第一導電層22、液晶層23、第二導電層24、第一絕緣層252、第三導電層26、及第四基板27之示意圖；其中，液晶層23包含複數液晶單元234，第一導電層22、第二導電層24分別位於液晶層23之兩表面，換句話說，液晶層23介於第一導電層22及第二導電層24之間，於第二導電層24側更設置第三導電層26，一絕緣層介於第二導電層24及第三導電層 26之間，第二導電層24及第三導電層26電性可分別獨立控制。第一導電層22和第三導電層26皆作為整面電極，且第二導電層24經圖案化形成邊緣電場切換型(FFS)圖案，其包含複數條狀單元241，每一條狀單元241之寬度A與該些條狀單元241之間距B之總和係小於導光板上條紋圖案之最小寬度(即，實施例5說明之第一寬度W1或第二寬度W2)，即A+B<W1或A+B<W2。其中，COM表示電極共同電壓訊號，符號+或-表示電極電壓訊號對應共同電壓訊號為正極性或負極性。此外，本技術領域之人可知：背光單元不一定要設置在鄰近於第三導電層26之位置，背光單元亦可設置在鄰近於第一導電層22之位置。
[實施例8]
針對調變單元2之再一態樣，請參見圖8A~8D，其為調變單元2依序包含第五基板29、第四導電層28、第二絕緣層211、第一導電層22、液晶層23、第二導電層24、第一絕緣層252、第三導電層26、及第四基板27之示意圖；其中，液晶層23包含複數液晶單元234，第一導電層22、第二導電層24分別位於液晶層23之兩表面，換句話說，液晶層23介於第一導電層22及第二導電層24之間，於第二導電層24側更設置第三導電層26，一絕緣層介於第二導電層24及第三導電層26之間，第二導電層24及第三導電層26電性可分別獨立控制。於第一導電層22側更設置第四導電層28，另一絕緣層介於第一導電層22及第四導電層28之間，第一導電層22及第四導電層28電性 可分別獨立控制。第三導電層26和第四導電層28皆作為整面電極，且第一導電層22和第二導電層24皆經圖案化形成邊緣電場切換型(FFS)圖案而分別包含複數條狀單元，每一條狀單元之寬度A與該些條狀單元之間距B之總和係小於導光板上條紋圖案之最小寬度(即，實施例5說明之第一寬度W1或第二寬度W2)，即A+B<W1或A+B<W2。其中，COM表示電極共同電壓訊號，符號+或-表示電極電壓訊號對應共同電壓訊號為正極性或負極性。此外，本技術領域之人可知：背光單元不一定要設置在鄰近於第三導電層26之位置，背光單元亦可設置在鄰近於第四導電層28之位置。
在上述實施例6~8中，如圖6A、7A、8A所示，當顯示裝置維持等電位態(即，呈現二維影像之省電模式)時，液晶單元234中的液晶分子方向任意分布，光(如箭頭所示)通過液晶層23呈散射狀態，因此，發出的光散射性強，呈現出高霧值；如圖6B、7B、8B所示，當顯示裝置在垂直電場態(即，呈現三維影像)時，液晶單元234中的液晶分子皆呈垂直分布，光(如箭頭所示)通過液晶層23呈穿透狀態，因此，發出的光散射性低，呈現出低霧值；以及如圖6C所示：當顯示裝置在水平與垂直電場態(即，呈現二維影像)時，或如圖7C、8C所示：當顯示裝置在FFS水平與垂直電場態(即，呈現二維影像之一種態樣)時，抑或如圖7D、8D所示：當顯示裝置在邊緣與平面內切換型(Fringe and in-plane switch，FIS)之水平與垂直電場態(即，呈現二維影像之另一種態樣)時，液晶單元234中的液晶分子部分呈垂 直、部分呈水平、及部分呈傾斜分布，光(如箭頭所示)通過液晶層23呈部分穿透、部分發散狀態，因此，發出的光的散射性和霧值隨著每一條狀單元之寬度A與該些條狀單元之間距B而變化。
藉此，由於PDLC液晶層釋放電壓回復至穩態的時間長，本發明之二維或三維影像皆採取預施加電壓的操作模式(pre-charge)，將電壓操作區間建立於略低起始電壓及操作電壓之間，有利於提升二維及三維影像之切換速度。而當長時間靜止於二維影像時、或無需快速切換至三維影像時，則可釋放電壓進入呈現二維影像之省電模式，放大電壓操作區間以降低裝置耗能。
據此，經由實施例5~8，可舉例操作方式如下：在對於液晶層之第一區、第二區、及第三區施加相同電壓之情況下，呈現低霧值的區域，應搭配較小的電極間距(即，條狀單元之間距B)或較大的電極寬度(即，條狀單元之寬度A)；相反地，呈現高霧值的區域，應搭配較大的電極間距(即，條狀單元之間距B)或較小的電極寬度(即，條狀單元之寬度A)；或者在固定電極寬度(即，條狀單元之寬度A)及電極間距(即，條狀單元之間距B)之情況下，呈現低霧值的液晶層區域應施加較高垂直方向電場(兩側電極電壓差較大)，呈現高霧值的液晶層區域應施加較低垂直方向電場(兩側電極電壓差較小)。
此外，除了以電極圖案調整液晶層霧值外，亦 可使用不均勻曝光的方式達到具有不同霧值之液晶層。例如，以紫外光從液晶層面向照射之情況下，在液晶層上方放置一遮罩(或膜層)，該遮罩具有不均勻的透光度、或不均勻密度的深色圖案；如此一來，經紫外光照射後，對應遮罩之高透光度、或高密度深色圖案區域之液晶層區域，因受到較高能量的紫外光作用，即可形成較高霧值；相反地，對應遮罩之低透光度、或低密度深色圖案區域之液晶層區域，因受到較低能量的紫外光作用，即可形成較低霧值。或者，以紫外光從液晶層面向照射之情況下，在液晶層上方放置一凸透鏡(或凸塊)，藉由凸透鏡的聚光特性，可造成中央光強度較高而兩端光強度較低，而亦可形成具有不同霧值之液晶層。再者，可舉例如：以紫外光從液晶層兩側邊照射之情況下，在液晶層上方放置反射層，利用紫外光抵達反射層而反射至液晶層，藉由調整紫外光出光位置、反射層角度，亦可形成具有不同霧值之液晶層。
[實施例9]
針對本發明顯示裝置中背光單元之另一態樣，請參照圖9A~9C，詳細說明如下。如圖9A所示，當發光元件31僅設置於導光板32之一側邊時；導光板32上設置之複數條紋圖案5，如圖9B所示，每一條紋圖案5具有第一端51及相對之第二端52，第一端51之寬度為W1，第二端52之寬度為W2，且條紋圖案5具有中央寬度W3。在此實施例中，W1小於W3且W3小於W2。因此，本發明之導光板之條紋圖案，於靠近發光元件31之第一端51有較小 之寬度，而於遠離發光元件31之第二端52具有較大之寬度W2，此種特殊設計之導光板圖案，可改善習知單側邊入光情況下，均等寬度圖案所導致之遠離發光元件之區域出光效率不佳。
液晶層與導光板配合，請參見圖9C，與實施例5所述相同，可將液晶層23分為第一區231、第二區232、及第三區233，而為了解決觀看顯示裝置時視覺上的不均勻性，第一區231、第二區232、及第三區233之霧值(haze value)高低較佳與對應之條紋圖案5之間距大小成正比，與條紋圖案5之寬度W1,W2,W3成反比。換言之，當條紋圖案5之間距較大、寬度較小時，對應之液晶層區域較佳具有高霧值；相反地，當條紋圖案5之間距較小、寬度較大時，對應之液晶層區域較佳具有低霧值。此處之液晶層分區並非限制，其分區數目亦可為2、4、5…等其他整數。
[實施例10]
或者，調變單元2中之複數導電層可構成一主動矩陣或一被動矩陣。如圖10A所示為被動矩陣之示意圖，其具有平行條狀陰極81、有機層(圖未示)、及平行條狀陽極82，陰極81與陽極82相互正交，在每一交叉處形成驅動單元33；另如圖10B所示為主動矩陣之示意圖，其具有面狀陰極、有機層、及面狀陽極(圖未示)，且面狀陽極覆蓋著薄膜電晶體(TFT)陣列，其中包含資料線83(data line)和掃描線84(scan line)，用以控制每一驅動單元33。在此情況下，利用主動矩陣或被動矩陣來達成液晶層23之不同霧化程度， 可有效達成同時呈現二維區235與三維區236的效果。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
1‧‧‧顯示單元
11‧‧‧第一偏光件
12‧‧‧第一基板
13‧‧‧畫素層
14‧‧‧第二基板
15‧‧‧第二偏光件
2‧‧‧調變單元
22‧‧‧第一導電層
221‧‧‧出光面
23‧‧‧液晶層
24‧‧‧第二導電層
25‧‧‧第四基板
251‧‧‧入光面
3‧‧‧背光單元
31‧‧‧發光元件
32‧‧‧導光板
4‧‧‧供壓單元
5‧‧‧條紋圖案
71‧‧‧反射層
D‧‧‧距離

Claims (16)

  1. 一種顯示裝置，包括：一顯示單元，包含一畫素層；一背光單元，包含一發光元件及一導光板，該發光元件發出之一光線入射至該導光板以提供一面光源，該導光板具有一第一表面及相對之一第二表面，該第一表面鄰近於該調變單元；以及一調變單元，設置於該顯示單元與該背光單元之間；其中，該調變單元包含一液晶層、複數導電層及一屏障層，該液晶層介於該些複數導電層之間，該液晶層包含一高分子分散型液晶或一高分子穩定型液晶，且該屏障層設置於該液晶層與該背光單元之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，該導光板之該第二表面上設有複數條紋圖案。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之顯示裝置，其中，該導光板之該第二表面上設有一反射層，且該反射層覆蓋該第二表面及該複數條紋圖案。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之顯示裝置，其中，該複數條紋圖案上設有一反射層，且該反射層覆蓋該複數條紋圖案。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，該些複數導電層其中之一係為整面電極。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之顯示裝置，其中，該些複數導電層其中之一係為圖案化電極，包含複數條狀單元。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中，一絕緣層介於該些整面電極與圖案化電極之間。
  8. 申請專利範圍第2項所述之顯示裝置，其中，該發光元件係設置於該導光板之單側邊或雙側邊。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之顯示裝置，其中，該發光元件係設置於該導光板之雙側邊，每一條紋圖案具有一第一端及相對之一第二端，該第一端之寬度為一第一寬度，該第二端之寬度為一第二寬度，且每一條紋圖案具有一中央寬度；其中，該第一寬度與該第二寬度分別小於該中央寬度。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之顯示裝置，其中，該發光元件係設置於該導光板之單側邊，每一條紋圖案具有一第一端及相對之一第二端，該第一端之寬度為一第一寬度，該第二端之寬度為一第二寬度；其中，該第一寬度小於該第二寬度。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置，其中，該液晶層具有一第一區、一第二區、及一第三區，且該第一區、該第二區、及該第三區之霧值係分別與該第一寬度、該第二寬度、及該中央寬度呈反比。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其中，該液晶層具有一第一區、一第二區，且該第一區及該第二區之霧值係分別與該第一寬度及該第二寬度呈反比。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之顯示裝置，其中，設於該第二表面上之該導電層包含複數條狀單元，每一條狀單 元之寬度係與該第一區、該第二區、及該第三區之霧值呈反比。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之顯示裝置，其中，設於該第二表面上之該導電層包含複數條狀單元，每一條狀單元之寬度係與該第一區及該第二區之霧值呈反比。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，該顯示單元中之該畫素層與該背光單元間之距離係為0.5mm至4mm之間。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，該顯示單元與該調變單元共同使用一基板。
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