专利名称：显示装置与显示影像的方法
技术领域：
本发明是关于显示装置，更特别关于显示二维影像与三维影像之间的切换方法。
背景技术：
随着科技进步，电视信息从黑白到彩色再进步到高画质影像。为了满足人类对自然视觉重现的要求，显示技术已由平面走向立体显示。要造成立体影像可通过两眼视差达成，其原理是两眼的位置及视角不同，导致左眼及右眼看到的影像略为不同，最后左眼影像与右眼影像经大脑结合形成立体影像。一般立体显示技术可分为戴眼镜式与裸眼式。戴眼镜式的立体显示技术主要分为偏光眼镜和快门眼镜，均利用显示器送出左右眼影像，经眼镜选择后让左右眼分别看到左右眼影像以形成立体视觉。但快门眼镜受到液 晶反应速度及数据线排列的限制，左右眼影像之间的串音效应较严重。另一方面，快门式眼镜需和显示器同步驱动，其耗电量、重量、及成本均较偏光眼镜高上许多。综上所述，偏光眼镜已慢慢成为戴眼镜式的立体显示的技术主流。偏光眼镜式的立体显示技术如图I所示，在显示器10外侧贴上偏光层11，再将图案化的相位差膜13贴附于显示器10的玻璃基板外侦牝即偏光层11夹设于显示器10与图案化的相位差膜13之间。图案化的相位差膜13具有左眼影像偏振区13A(相位差为0)对应显示器10的左眼影像像素区，与右眼影像偏振区13B (相位差为1/2 A )对应显示器10的右眼影像像素区。如此一来，经偏光层11偏振后的影像经过图案化的相位差膜13后，对应区域13A的影像的偏振方向将转为45° (左眼影像15A)，而对应区域13B的影像的偏振方向将转为-45° (右眼影像15B)。使用者可通过偏光眼镜17让左眼只看到左眼影像15A，右眼只看到右眼影像15B，经大脑结合后即产生立体影像的视觉感受。然而此技术的问题在于只要影像光束稍微偏离垂直视角，就会产生严重的串音效应。如图2所示，液晶显示器具有背光源21、偏光层22、玻璃基板23、阵列电路层24、液晶层25、彩色滤光层26、玻璃基板27、与偏光层28。在液晶显不器的偏光层28外具有图案化的相位差膜29。彩色滤光层26的彩色滤光片R与L，分别对应图案化的相位差膜29的右眼影像偏振区29R与左眼影像偏振区29L。在图2中，垂直光束210R与210L，在经过偏光眼镜220后可让使用者观赏立体影像。但偏向光束210’将会让左眼影像穿过右眼影像偏振区29R，造成串音的结果。在玻璃基板27和偏光层28的厚度过厚时，偏向光束210’的问题会更严重。为解决上述问题，一般是在图案化的相位差膜29的右眼影像偏振区29R与29L之间夹设黑条BS，如图3A所示。另一个方法是增加彩色滤光片R与L之间黑色矩阵BM的宽度，如图3B所示。不论是采用黑条BS或黑色矩阵BM，都会降低开口率。另一个问题是，当显示模式由三维转为二维时，上述黑条BS或黑色矩阵BM仍存在于显示装置中并降低影像的开口率。换句话说，为了避免三维显示的串音问题而采用的黑条或黑色矩阵，将会影响二维显示的品质。综上所述，目前亟需在不大幅改变现有设计的情况下解决三维显示的串音问题，并兼顾二维显示的开口率。
发明内容
本发明一实施例提供一种显示装置，包括显示器，具有多个像素区；图案化相位差膜，具有多个右眼影像偏振区与左眼影像偏振区各自对应像素区；以及电致变色元件，位于液晶显示器的基板的外侧或内侧，且该电致变色元件具有电致变色区，其中电致变色区对应右眼影像偏振区与左眼影像偏振区的交界。本发明另一实施例提供一种显示影像的方法，包括提供偏光眼镜；提供显示装置，包括显示器，具有多个像素区；图案化相位差膜，具有多个右眼影像偏振区与多个左眼影像偏振区各自对应像素区；以及电致变色元件，位于显示器的基板的外侧或内侧，且电致变色元件具有电致变色区，其中电致变色区对应右眼影像偏振区与左眼影像偏振区的交界；开启电致变色元件，使电致变色区遮光后关闭电致变色元件；以及控制显示器使像素区分为多个左眼影像像素与多个右眼影像像素，以分别显示左眼影像与右眼影像，其中左眼影像与右眼影像穿过偏光眼镜，让使用者观赏到三维影像。
本发明另一实施例提供一种显示影像的方法，包括提供显示装置，包括显示器，具有多个像素区；图案化相位差膜，具有多个右眼影像偏振区与多个左眼影像偏振区各自对应像素区；以及电致变色元件，位于显示器的基板的外侧或内侧，且电致变色元件具有电致变色区，其中该电致变色区对应右眼影像偏振区与左眼影像偏振区的交界；控制显示器，使像素区显示二维影像。本发明除了不增加电致变色区的宽度即可增加垂直视角的优点外，还具有轻量化及可挠性等优点。
图I是现有技术中，偏光眼镜式的立体显示技术的示意图；图2是现有技术中，偏光眼镜式的立体显示装置的剖视图；图3A至图3B是现有技术中，解决串音效应的立体显示装置的剖视图；图4与图7至图11是本发明实施例中，显示装置的剖视图；图5是本发明一实施例中，电致变色区宽度对应垂直视角的线性图；以及图6是本发明一实施例中，电致变色区宽度对应穿透度损失的线性图。附图标号BM 黑色矩阵；BS 黑条；R、L 彩色滤光片；10 显示器；11、22、28 偏光层；13,29 图案化的相位差膜；13A、29L 左眼影像偏振区；13B、29R 右眼影像偏振区；15A 左眼影像；15B 右眼影像；
17、220 偏光眼镜；21 背光源；23、27 玻璃基板；24 阵列电路层；25 液晶层；26 彩色滤光层；40 电致变色元件；40A 电致变色区；
210R、210L 垂直光束；210’ 偏向光束。
具体实施例方式本发明为解决现有技术中偏向光束造成的串音问题，采用电致变色元件(ECD)阻挡偏向光束。电致变色元件可为电致变色材料夹设于两片基板之间的三明治结构，通过基板上的电路让电致变色材料变色，达到遮光效果。为缩减元件厚度，本发明的电致变色元件的基板较佳为塑胶等可挠透明材料。一般而言，电致变色材料可粗分为有机材料与无机材料，有机材料在施加电压后改变分子间的共轭双键数目，进而改变其透光率。无机材料在施加电压后会改变其金属离子的氧化态，进而改变其透光率。关于电致变色材料的选择、原理、和元件结构，可进一步参考美国氰胺公司于1969年发表的期刊Appl.0pt.Suppl. 1969, vol. 3,page 193.,及其他相关专利及期刊。开启电致变色元件，使电致变色材料变色的电路可为主动电路或被动电路。由于应用于本发明的电致变色元件只是用来遮挡偏向光束，并不需显示复杂的图形，因此使电致变色材料变色的电路较佳为被动电路。电致变色元件有下列优点。首先，电致变色元件的驱动电压(约3V)不高。再者，电致变色元件在施加电压后形成的遮光图案，并不会在停止施加电压后消失。换句话说，只要形成遮光图案后即可关闭电源，不需持续耗电。最重要的是，当显示器自三维影像的显示模式切换为二维影像的显示模式时，可开启电致变色元件使电致变色的遮光区回复透光区。如此一来，电致变色元件的电致变色区将不会像黑条BS或黑色矩阵BM —样，降低二维影像的开口率。为使本领域技术人员更加了解本发明的特征，特提供下述实施例说明电致变色元件应用于2D/3D显示器。如图4所示的显示装置中，液晶显示器含有背光源21、偏光层22、玻璃基板23、阵列电路层24、液晶层25、彩色滤光层26、玻璃基板27、与偏光层28。电致变色元件40位于偏光层28外侧，而图案化的相位差膜29位于电致变色元件40外侧。阵列电路层24可控制液晶层25的透光区域，将显示区分为右眼影像像素区与左眼影像像素区。彩色滤光层26具有多个滤光区，分别对应右眼影像像素区与左眼影像像素区。举例来说，穿过某一滤光区的光线，只穿过其对应的右眼影像像素区(或左眼影像像素区)，而不穿过其他的右眼影像像素区与左眼影像像素区。图案化的相位差膜29具有右眼影像偏振区29R与左眼影像偏振区29L，分别对应右眼影像像素区与左眼影像像素区。举例来说，穿过某一右眼影像像素区(或左眼影像像素区)的光线，只穿过其对应的右眼影像偏振区29R(或左眼影像偏振区29L)，而不穿过其他的右眼影像偏振区29R与左眼影像偏振区29L。如图4所示，电致变色元件40具有电致变色区40A对应右眼影像偏振区29R与左眼影像偏振区29L的交界。举例来说，穿过右眼影像偏振区29R与左眼影像偏振区29L的交界的光线，必然穿过电致变色区40A(透明时)或被电致变色区40A遮挡(遮光时)，而不穿过电致变色元件40的其他透光部份。当显示装置显示三维影像时，将开启电致变色元件40，使电致变色区40A呈遮光型态以避免串音效应后，再关闭电致变色元件。当显示装置显示二维影像时，将开启电致变色元件40，使电致变色区40A呈透光型态以避免影响二维影像的开口率后，再关闭电致变色元件40。在本发明另一实施例中，可将玻璃基板23及/或玻璃基板27置换为可挠式的塑胶基板，以进一步缩减元件尺寸。可以理解的是，上述置换亦可减少偏向光束的角度，进而缩减光致变色区40A的宽度。经由理论计算，要增加视角的方法大致有三增加光致变色区40A的宽度、另外采用黑条BS，或缩减基板的厚度。图5是本发明一实施例中，电致变色区40A的不同宽度对应的垂直视角。以厚度为700 u m的玻璃基板为例，当电致变色区40A的宽度为lOOym时，其垂直视角约为6°。若要将垂直视角提升至13°，需将电致变色区40A的宽度增加到200 iim。另一方面，若是采用厚度为IOOiim的塑胶基板，在电致变色区40A的宽度为IOOiim时，即可让垂直视角达到16°。若是电致变色区40A的宽度增加至200iim 时，可让垂直视角大幅提升至33°。如图6所示，电致变色区40A的宽度将会降低显示元件的穿透度。以31. 5时的显示器为例，当电致变色区40A的宽度由100 u m增加至200 u m时，其穿透度损失由约-10%增加到-40%。以40时的显示器为例，当电致变色区40A的宽度由IOOiim增加至200 iim时，其穿透度损失由约-8%增加到-32%。以46时的显示器为例，当电致变色区40A的宽度由IOOiim增加至200 iim时，其穿透度损失由约-6%增加到-24%。以55时的显示器为例，当电致变色区40A的宽度由100 u m增加至200 ii m时，其穿透度损失由约_5%增加到-20%。由上述可知，增加电致变色区40A宽度的做法虽可增加垂直视角，但会降低穿透度。在本发明另一实施例中，当42时的显示器的基板采用宽度为42 y m的电致变色区40A时，厚度为700 u m的玻璃基板其垂直视角仅为8. 9°，而厚度为100 u m的塑胶基板其垂直视角可高达26. 8°。除了不增加电致变色区40A的宽度即可增加垂直视角的优点外，塑胶基板还具有轻量化及可挠性等优点。图7所示的显示装置与图4类似，差别在于偏光层28的位置由位于玻璃基板27与电致变色元件40之间，改为置于电致变色元件40与图案化的相位差膜29之间。此外，本实施例的玻璃基板23及/或玻璃基板27亦可置换为可挠式的塑胶基板，其优点如前述。图8所示的显示装置与图4类似，差别在于彩色滤光层26的位置由玻璃基板27上，改为置于玻璃基板23上的阵列电路层24上。上述具有阵列电路层24与彩色滤光层26形成其上的玻璃基板23，即所谓的彩色滤光层上阵列(AOC)基板。另一方面，可将彩色滤光层26夹设于玻璃基板23与阵列电路层24之间，此即所谓的阵列上彩色滤光(COA)基板。此外，本实施例的玻璃基板23及/或玻璃基板27亦可置换为可挠式的塑胶基板，其优点如前述。图9所示的显示装置与图6类似，差别在于偏光层28的位置由位于玻璃基板27与电致变色元件40之间，改为置于电致变色元件40与图案化的相位差膜29之间。此外，本实施例的玻璃基板23及/或玻璃基板27亦可置换为可挠式的塑胶基板，其优点如前述。
图10所示的显示装置与图4类似，差别在于图4中的电致变色元件40夹设于偏光层28与图案化的相位差膜29之间，而图8中的图案化的相位差膜29夹设于偏光层28与电致变色元件40之间。此外，本实施例的玻璃基板23及/或玻璃基板27亦可置换为可挠式的塑胶基板，其优点如前述。图11所示的显示装置与图8类似，差别在于彩色滤光层26的位置由玻璃基板27上，改为置于玻璃基板23上的阵列电路层24上。上述具有阵列电路层24与彩色滤光层26形成其上的玻璃基板23，即所谓的彩色滤光层上阵列(AOC)基板。另一方面，可将彩色滤光层26夹设于玻璃基板23与阵列电路层24之间，此即所谓的阵列上彩色滤光(COA)基板。此外，本实施例的玻璃基板23及/或玻璃基板27亦可置换为可挠式的塑胶基板，其优点如前述。除了上述的液晶显示器以外，其他显示器如电子纸、电子阅读器、电致发光显示器、有机电致发光显示器、真空荧光显示器、发光二极管、阴极射线管、液晶显示器、等离子体显示面板、数字光学处理器、硅基板上液晶显示器、有机发光二极管、表面传导电子发射显示器、场发射显示器、量子点激光电视、液晶激光电视、铁电液晶显示器、干涉测量调节显 示器、厚膜介电电致发光器、量子点发光二极管、屈伸像素显示器、有机发光晶体管、光致变色显示器、或激光荧光体显示器亦可搭配上述的电致变色元件。只要是偏光眼镜式的立体显示器，均可采用本发明的电致变色元件，而不限于图示的液晶显示器。虽然本发明已以数个较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作任意的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种显示装置，其特征在于，所述的显示装置包括 一显示器，具有多个像素区； 一图案化相位差膜，具有多个右眼影像偏振区与多个左眼影像偏振区各自对应所述像素区；以及 一电致变色元件，位于所述显示器的一基板的外侧或内侧，且所述电致变色元件具有一电致变色区， 其中所述电致变色区对应所述右眼影像偏振区与所述左眼影像偏振区的交界。
2.如权利要求I所述的显示装置，其特征在于，所述图案化相位差膜位于所述电致变色元件与所述显示器之间。
3.如权利要求I所述的显示装置，其特征在于，所述电致变色元件位于所述图案化相位差膜与所述显示器之间。
4.如权利要求I所述的显示装置，其特征在于，所述显示器包括一液晶显示器，且所述液晶显示器包括 所述基板； 一对向基板；以及 一液晶层位于所述基板与所述对向基板之间。
5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述基板及/或所述对向基板为可挠的塑胶基板。
6.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述基板是一彩色滤光基板，而所述对向基板是一阵列基板。
7.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述基板是一彩色滤光上阵列基板或一阵列上彩色滤光基板。
8.—种显示影像的方法，其特征在于，所述的显示影像的方法包括 提供一偏光眼镜； 提供一显示装置，包括 一显示器，具有多个像素区； 一图案化相位差膜，具有多个右眼影像偏振区与多个左眼影像偏振区各自对应所述像素区；以及 一电致变色元件，位于所述显示器的一基板的外侧或内侧，且所述电致变色元件具有一电致变色区， 其中所述电致变色区对应所述右眼影像偏振区与所述左眼影像偏振区的交界； 开启所述电致变色元件，使所述电致变色区遮光后关闭所述电致变色元件；以及控制所述显示器使所述像素区分为多个左眼影像像素与多个右眼影像像素，以分别显示一左眼影像与一右眼影像， 其中所述左眼影像与所述右眼影像穿过所述偏光眼镜，让一使用者观赏到一三维影像。
9.如权利要求8所述的显示影像的方法，其特征在于，在让所述使用者观赏到所述三维影像后，所述的显示影像的方法更包括 移除所述偏光眼镜；以及控制所述显示器，使所述像素区显示一二维影像。
10.如权利要求9所述的显示影像的方法，其特征在于，所述的显示影像的方法更包括开启所述电致变色元件，使所述电致变色区透光后关闭所述电致变色元件。
11.一种显示影像的方法，其特征在于，所述的显示影像的方法包括 提供一显示装置，包括 一显示器，具有多个像素区； 一图案化相位差膜，具有多个右眼影像偏振区与多个左眼影像偏振区各自对应所述像素区；以及 一电致变色元件，位于所述显示器的一基板的外侧或内侧，且所述电致变色元件具有一电致变色区； 其中所述电致变色区对应所述右眼影像偏振区与所述左眼影像偏振区的交界； 控制所述显示器，使所述像素区显示一二维影像。
12.如权利要求11所述的显示影像的方法，其特征在于，所述的显示影像的方法更包括开启所述电致变色元件，使所述电致变色区透光后关闭所述电致变色元件。
13.如权利要求11所述的显示影像的方法，其特征在于，在控制所述显示器，使所述像素区显示所述二维影像的步骤后，所述的显示影像的方法更包括 提供一偏光眼镜； 开启所述电致变色元件，使所述电致变色区遮光后关闭所述电致变色元件；以及控制所述显示器使所述像素区分为多个左眼影像像素与多个右眼影像像素，以分别显示一左眼影像与一右眼影像， 其中所述左眼影像与所述右眼影像穿过所述偏光眼镜，让一使用者观赏到一三维影像。
全文摘要
本发明提供一种显示装置与显示影像的方法，该显示装置包括显示器，具有多个像素区；图案化相位差膜，具有多个左眼影像偏振区与右眼影像偏振区各自对应像素区；以及电致变色元件，位于显示器的基板的外侧或内侧，且具有电致变色区，其中电致变色区对应所述左眼影像偏振区与所述右眼影像偏振区的交界。本发明除了不增加电致变色区的宽度即可增加垂直视角的优点外，还具有轻量化及可挠性等优点。
文档编号G02F1/153GK102809862SQ20111014290
公开日2012年12月5日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者蔡奇哲, 陈建诚, 陈建宏 申请人:奇美电子股份有限公司, 群康科技(深圳)有限公司