近眼显示装置的制作方法

本发明涉及一种显示装置，且特别涉及一种近眼显示装置。

背景技术：

随着近眼显示器(near-eye display,NED)的快速发展，为了让使用者配戴近眼显示器时所看到影像有更逼真以及更舒适的视觉效果，光场近眼显示器藉此诞生。光场近眼显示器与传统近眼显示器最大的差异在于透过光场影像的机制，使光场近眼显示器还具有将整体光程长度大幅缩短的优点，令更为轻薄的近眼显示器有机会实现。

然而光场近眼显示器中，除了必须提供二维影像资料，还必须提供所欲显示影像光线的三维资讯，使得大部分光场近眼显示器会有影像分辨率急剧下降的问题。因此，如何有效提高现有光场近眼显示器或是一般近眼显示器的分辨率，实为本领域相关人员关注的重点之一。

应注意的是，“背景技术”段落只是用来帮助了解本

技术实现要素：
，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中普通技术人员所知道的公知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被所属技术领域中普通技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种近眼显示装置，其相较于现有的近眼显示装置具有高分辨率。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种近眼显示装置，其包括显示面板、液晶层以及透镜元件。显示面板 用以提供影像光束。液晶层配置于显示面板旁，且影像光束通过液晶层。液晶层配置于显示面板与透镜元件之间。液晶层的至少一部分发生相位调变以调变影像光束。

基于上述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。本发明的实施例中，近眼显示装置的液晶层配置于显示面板旁，且液晶层配置于显示面板与透镜元件之间。另外，显示面板提供的影像光束通过液晶层，且液晶层的至少一部分发生相位调变以调变影像光束。因此，液晶层可以藉由对影像光束的调变来调整显示面板对应的影像的位置，而使得调整后的影像的位置相较于调整前的影像的位置具有位移。藉由液晶层在不同时间点持续的对影像的位置进行调整，当使用者在不同时间点观看到调整前以及调整后的影像的位置时，使用者会观看到调整前的影像以及调整后的影像所形成高分辨率的影像。因此，本发明实施例的近眼显示装置可具有高分辨率。

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，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A是示出本发明一实施例的近眼显示装置的侧视图。

图1B是示出图1A实施例的液晶层配置于显示面板旁的立体示意图。

图1C是示出图1A实施例的显示面板的一个画素的位置与经过液晶层调整后的影像的位置。

图2A是示出图1A实施例的影像光束通过液晶层的光路示意图。

图2B是示出图1A实施例的影像经过液晶层调整后的平移距离对液晶层的倾斜角的示意图。

图3A是示出本发明另一实施例的液晶层配置于显示面板旁的示意图。

图3B是示出图3A实施例的显示面板的一个画素的位置与经过液晶层调整后的影像的位置。

图4A是示出本发明又一实施例的液晶层配置于显示面板旁的示意图。

图4B是示出图4A实施例的显示面板的一个画素的位置与经过液晶层调整后的影像的位置。

图5A是示出本发明再一实施例的近眼显示装置的侧视图。

图5B是示出图5A的区域A的放大示意图。

图6A是示出图5A实施例的影像光束通过液晶材料以及光学微结构的光路示意图。

图6B是示出图5A实施例的影像经过液晶层调整后的平移距离对光学微结构的倾斜面的倾斜角的示意图。

图7是示出本发明另一实施例的近眼显示装置的液晶层的部分区域的放大示意图。

图8A是示出本发明又一实施例的近眼显示装置的侧视图。

图8B是示出图8A实施例的显示面板的一个画素的位置与多个液晶单元的位置。

图9A至图9H是示出本发明一些实施例的显示面板的一个/多个画素的位置与多个液晶单元的位置。

图10是示出本发明另一实施例的近眼显示装置的侧视图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1A是示出本发明一实施例的近眼显示装置的侧视图，请参考图1A。在本实施例中，近眼显示装置100包括显示面板110、液晶层120以及透镜元件130。液晶层120配置于显示面板110旁，且液晶层120配置于显示面板110与透镜元件130之间。显示面板110用以提供影像光束IL(图1A中示意性地示出1条影像光束IL，但本发明并不限于此)，且影像光束IL穿过液晶层120。本发明中，液晶层120泛指可经由对此液晶层120施加或改变电压而使液晶层120改变光束的状态的光学元件，例如是可经由电压变化而改变折射率等光学性质的材料，本发明对此并不加以限制。具体而言，穿过液晶层120的影像光束IL通过透镜元件130，且透镜元件130汇聚影像光束IL以使影像光束IL进入光瞳P，其中光瞳P可以是使用者的眼睛的 瞳孔，或者影像撷取装置(例如摄影机、感光耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)或其它类似装置)，本发明并不限于此。当影像光束IL通过瞳孔后，影像光束IL可于使用者的眼睛的视网膜上形成影像。然而在其他实施例中，光瞳P亦可以例如是一般光学镜头的孔径光阑所在的位置。具体而言，透镜元件130例如是微透镜阵列(Microlens Array)，而近眼显示装置100例如是光场近眼显示器(Near-Eye Light Field Display)。显示面板110可以搭配透镜元件130的设置，而提供兼具二维资讯以及三维资讯的影像光束IL，藉以实现光场影像的显示。然而，在一些实施例中，透镜元件130亦可以是作为近眼显示装置100的目镜(ocular)，例如是单一透镜的形式，本发明并不限于此。

在本实施例中，显示面板110例如是透明显示面板，且影像光束IL依序通过液晶层120以及透镜元件130。另外，来自外界的环境光束AL(图1A中示意性地示出1条环境光束AL，但本发明亦不限于此)依序通过显示面板110、液晶层120以及透镜元件130。具体而言，影像光束IL可以穿过液晶层120以及透镜元件130之后进入光瞳P，且环境光束AL也可穿过透明的显示面板110、液晶层120以及透镜元件130之后进入光瞳P。进一步而言，来自显示面板110的影像光束IL以及来自外界的环境光束AL皆可以进入光瞳P，进而在使用者的眼睛的视网膜上形成影像。因此，当近眼显示装置100设置于使用者的眼睛前方，且影像光束IL以及环境光束AL皆进入使用者的眼睛的光瞳P时，使用者可以观看到影像光束IL对应的显示画面所形成的虚像(未示出)，同时，使用者亦可观看到环境光束AL对应的外界影像(未示出)，而实现扩增实境(Augmented Reality,AR)的显示效果。在本实施例中，显示面板110例如是透明的薄膜电晶体液晶(thin film transistor-liquid crystal display,TFT-LCD)显示器、透明的有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)显示器或是其他适当类型的透明显示器，本发明并不限于此。另外，在一些实施例中，显示面板110亦可以是不透明显示面板(例如反射式液晶面板或其它其它适当类型的显示器)，此时，近眼显示装置100可以实现虚拟实境(Virtual Reality,VR)的显示效果，本发明亦不限于此。

图1B是示出图1A实施例的液晶层配置于显示面板旁的示意图，且图1C是示出图1A实施例的显示面板的一个画素的位置与经过液晶层调整后的影像的位置。请先参考图1B，图1B是示出的显示面板110包括多个画素112。为了清楚示出各个画素112，图1B仅示例性地示出显示面板110的一部分以及液晶层120的一部分，因此图1B仅示出几个画素112。然而实际显示面板110所包括的画素112的数量并不限于此。另外，图1C示出的画素112例如是包括三个子画素(子画素112a、子画素112b以及子画素112c)，然而在其他实施例中，显示面板110的各个画素112可以包括其他数量的子画素，这些子画素的颜色例如包含红、蓝、绿色，然而这些子画素的颜色可以依据实际显示需求而调整，本发明并不限于此。请同时参考图1A以及图1B。在本实施例中，近眼显示装置100例如是处于由第一方向D1、第二方向D2以及第三方向D3所建构的空间中，且第一方向D1、第二方向D2以及第三方向D3彼此相互垂直。具体而言，显示面板110包括沿着第一方向D1以及第二方向D2所构成的平面上排成阵列的多个画素112。此外，近眼显示装置100的液晶层120相对于显示面板110于第一方向D1与第三方向D3构成的平面上具有第一倾斜角θ₁。

接着，请同时参考图1B以及图1C。在本实施例中，近眼显示装置100的液晶层120的至少一部分发生相位调变(phase modulation)以调变影像光束IL(未示出于图1B与图1C)。具体而言，液晶层120发生相位调变以使通过液晶层120的影像光束IL在第一方向D1上产生第一位移DP1。当影像光束IL经由液晶层120调整而在第一方向D1上产生第一位移DP1后，使用者所观看到的影像光束IL对应的影像IM的位置便受到调整，而在第一方向D1上产生第一位移DP1，使得影像IM的位置相较于实际画素112的位置具有第一位移DP1。在本实施例中，一个画素112在第二方向D2上具有画素宽度PW2(即画素112在与第二方向D2垂直的方向上所度量的距离)。另外，一个画素112在第一方向D1上具有画素宽度PW1(即画素112在与第一方向D1垂直的方向上所度量的距离)。具体而言，影像IM的位置在第一方向D1上所产生的第一位移DP1小于或等于一画素112在第二方向D2上的画素宽度PW1。

在本实施例中，液晶层120在相位调变前具有一原有的折射率，而液晶层120在相位调变后会改变其折射率，例如是使其折射率增加。因此， 当影像光束IL通过液晶层120时，液晶层120相位调变与否所对应的影像光束IL行进路线是有差异的。具体而言，经过液晶层120相位调变所对应的影像IM的位置(即调整后的影像IM的位置)与未经液晶层120相位调变所对应的影像IM的位置(即调整前的影像IM的位置)是有差异的。液晶层120可以藉由对影像光束IL的调变来调整显示面板110对应的影像IM的位置，而使得调整后的影像IM的位置相较于调整前的影像IM的位置具有位移(第一位移DP1)。

图2A是示出图1A实施例的影像光束IL通过液晶层120的光路示意图，请参考图1A至图2A。在本实施例中，影像光束IL例如是以垂直方向AX(垂直方向AX例如是与第三方向D3平行)入射于液晶层120。由于液晶层120相对于显示面板110具有第一倾斜角θ₁，使得影像光束IL入射于液晶层120的表面具有入射角θ_α，入射角θ_α例如是相等于第一倾斜角θ₁。具体而言，液晶层120未经相位调变时具有折射率n₀，而液晶层120经过相位调变后具有折射率n_e。液晶层120未经相位调变时影像光束IL折射于液晶层120的表面具有折射角θ_β1，而液晶层120经相位调变时影像光束IL折射于液晶层120的表面具有折射角θ_β2。另外，液晶层120外部材料，例如是固定液晶层120的可透光胶材，其具有折射率n_s。在本实施例中，可以得到以下关系式：

n_ssin(θ_α)＝n₀sin(θ_β1)-----------(1)

n_ssin(θ_α)＝n_esin(θ_β2)-----------(2)

综合上述关系式(1)至(2)，可得以下关系式：

藉由上述，在未经液晶层120相位调变的情况下，出射于液晶层120的影像光束IL的位移X₀可以由以下关系式算出：

其中，d为液晶层120的厚度。另外，在经过液晶层120相位调变的情况下，出射于液晶层120的影像光束IL的位移X_e可以由以下关系式算出：

综合上述关系式(4)至(5)，可得经过液晶层120调整后的影像IM的位置与未经液晶层120调整的影像IM的位置之间的距离X_e-X₀＝ΔX(即第一位移DP1)：

简化上述关系式(6)，可得以下关系式：

ΔX＝dcos(θ_α)×tan(θ_β1-θ_β2)-----------(7)

图2B是示出图1A实施例的影像经过液晶层调整后的平移距离对液晶层的倾斜角的示意图，请参考图2B。图2B的纵轴标示“影像平移距离”表示影像IM经过液晶层120调整后的平移距离，即距离ΔX(第一位移DP1)，其单位为微米(um)。另外，图2B的横轴标示“倾斜角”表示液晶层120相对于显示面板110的第一倾斜角θ₁，其单位为度(°)。图2B例如是厚度d为50微米，折射率n_s为1.4985，折射率n₀为1.5183，且折射率n_e为1.7371的情况下所得的数据。在本发明的实施例中，上述参数可以依据实际设计而调整，但本发明并不限于此。举例而言，在本实施例中，当第一倾斜角θ₁例如是70度时，其对应的第一位移DP1例如是接近15微米。

在本实施例中，液晶层120可以藉由对影像光束IL的调变来调整显示面板110对应的影像IM的位置，而使得调整后的影像IM的位置相较于调整前的影像IM的位置具有位移(第一位移DP1)。当液晶层120在不同时间点持续对影像IM的位置进行调整时，使用者可以在不同时间点观看到调整前以及调整后的影像IM的位置。举例而言，可以于一第一时间点不对液晶层120进行相位调变，接着于一第二时间点对液晶层120进行相位调变，并且将上述第一时间点与第二时间点之间的操作作为一个周期进行液晶层120的调整。当上述调整的速度够快，例如是将液晶层120以频率为120赫兹来做调整时，使用者会同时观看到调整前的影像IM以及调整后的影像IM，且使用者无法分辨调整前的影像IM以及调整后的影像IM是实际上是出现于不同的时间点。此时，使用者会观看到调整前的影像IM以及调整后的影像IM所合成出的高分辨率的影像。因此，近眼显示装置100相较于现 有的近眼显示装置可以实现高分辨率。

图3A是示出本发明另一实施例的液晶层配置于显示面板旁的示意图，且图3B是示出图3A实施例的显示面板的一个画素的位置与经过液晶层调整后的影像的位置，请参考图3A以及图3B。具体而言，图3A的近眼显示装置300类似于图1A的近眼显示装置100，相同的元件以相同的标号表示，而两实施例的差异如下所述。图1A的近眼显示装置100中，液晶层120相对于显示面板110于第二方向D2上具有第一倾斜角θ₁。相对而言，图3A的近眼显示装置300的显示面板110设置在平行于第一方向D1与第二方向D2所构成的平面上，且液晶层120相对于显示面板110于第二方向D2与第三方向D3构成的平面上具有第二倾斜角θ₂。此外，请参考图3B，在本实施例中，液晶层120可以发生相位调变以使通过液晶层120的影像光束IL在第二方向D2上产生第二位移DP2，且第二位移DP2小于或等于一画素112在第一方向D1上的画素宽度PW2。具体而言，图3A的实施例的其余相关构件描述已教示于图1A实施例的相关说明中，在此便不再赘述。

图4A是示出本发明又一实施例的液晶层配置于显示面板旁的示意图，且图4B是示出图4A实施例的显示面板的一个画素的位置与经过液晶层调整后的影像的位置，请参考图4A以及图4B。具体而言，图4A的近眼显示装置400类似于图1A的近眼显示装置100，相同的元件以相同的标号表示，两实施例差异如下所述。图1A的近眼显示装置100中，液晶层120相对于显示面板110于第一方向D1与第三方向D3所构成的平面上具有第一倾斜角θ₁。相对而言，图4A的近眼显示装置400的液晶层120相对于显示面板110于第一方向D1与第三方向D3所构成的平面上上具有第一倾斜角θ₁，且同时相对于显示面板110于第二方向D2与第三方向D3所构成的平面上具有第二倾斜角θ₂。另外，请参考图4B，除此之外，在本实施例中，液晶层120可以发生相位调变以使通过液晶层120的影像光束IL在第一方向D1上产生第一位移DP1，且第一位移DP1小于或等于一画素112在第二方向D2上的画素宽度PW1。同时，液晶层120可以发生相位调变以使通过液晶层120的影像光束IL在第二方向D2上产生第二位移DP2，且第二位移DP2小于或等于一画素112在第一方向D1上的画素宽度PW2。具体而言，图4A的实施例的其余相关构件描述已教示于图1A实施例的相关说明 中，在此便不再赘述。

除此之外，在一些实施例中，液晶层120可以选择性地包括层叠设置的第一子液晶层与第二子液晶层。第一子液晶层相对于显示面板110于第一方向D1与第三方向D3所构成的平面上具有第一倾斜角θ₁，且第二子液晶层相对于显示面板110于第二方向D2与第三方向D3所构成的平面上具有第二倾斜角θ₂。另外，第一子液晶层可以发生相位调变以使通过第一子液晶层的影像光束IL在第一方向D1上产生第一位移DP1，且第二子液晶层可以发生相位调变以使通过第二子液晶层的影像光束IL在第二方向D2上产生第二位移DP2。此外，上述第一位移DP1小于或等于一画素112在第二方向D2上的画素宽度PW1，且第二位移D2小于或等于一画素112在第一方向D1上的画素宽度PW2。具体而言，这些实施例为图4A实施例的液晶层120在不同方向产生的位移改由不同的子液晶层(如第一子液晶层以及第二子液晶层)来进行实施。这些实施例的其余相关构件描述已教示于图1A、图3A以及图4A实施例的相关说明中，在此便不再赘述。

图5A是示出本发明再一实施例的近眼显示装置的俯视图，且图5B是示出图5A的区域A的放大示意图。图5A、图5B的近眼显示装置500类似于图1A的近眼显示装置100，相同的元件以相同的标号表示，在此不再赘述。近眼显示装置500与近眼显示装置100的差异如下所述。请同时参考图5A以及图5B。在本实施例中，近眼显示装置500的液晶层520还包括光学微结构层522。光学微结构层522位于透镜元件130与显示面板110之间，且光学微结构层522包括面向显示面板110且排列设置的多个光学微结构523。另外，各光学微结构523包括相对于显示面板110倾斜的倾斜面IS。具体而言，光学微结构523例如是棱镜结构。在本实施例中，棱镜结构尺寸例如是不大于微透镜阵列(透镜元件130)的一个透镜的直径，但本发明并不限于此。

另外，在本实施例中，液晶层520还包括第一基板524、第二基板526与液晶材料528，且液晶材料528填充于第一基板524与第二基板526之间。另外，光学微结构层522配置于第一基板524上且位于第一基板524与第二基板526之间，且液晶材料528覆盖这些光学微结构523的这些倾斜面IS并配向于这些倾斜面IS上。在本实施例中，第一基板524以及第二基板526例如是透明玻璃板，且第一基板524用以承载这些光学微结构523。另外，各光学微结构523在第一方向D1上的宽度大于或等于一画素(未示出于图5A、5B)在第一方向D1上的画素宽度，且各光学微结构523在第二方向D2上的宽度大于或等于一画素在第二方向D2上的画素宽度。

在本实施例中，各倾斜面IS相对于显示面板110于第一方向D1与第二方向D2所构成的平面上具有第一倾斜角θ₁(例如是相同于图1A实施例所述的第一倾斜角θ₁)。另外，液晶层520亦可以发生相位调变以使通过液晶层520的IL影像光束在第三方向D3上产生第一位移(例如是相同于图1A实施例所述的第一位移DP1)，且第一位移小于或等于一画素在第二方向D2上的画素宽度(例如是相同于图1A实施例所述的画素宽度PW1)。具体而言，图5A、5B实施例的这些光学微结构523的这些倾斜面IS例如是等效于图1A实施例具有第一倾斜角θ₁的液晶层120的倾斜面。另外，在一些实施例中，各倾斜面IS相对于显示面板110于第二方向D2与第三方向D3所构成的平面上具有第二倾斜角θ₂(例如是相同于图3A实施例所述的第二倾斜角θ₂)。在这些实施例中，液晶层发生相位调变以使通过液晶层的影像光束IL在第二方向D2上产生第二位移(例如是相同于图3A实施例所述的第二位移DP2)，且第二位移DP2小于或等于一画素在第一方向D1上的画素宽度(例如是相同于图3A实施例所述的画素宽度PW2)，本发明并不限于此。

图6A是示出图5A、5B实施例的影像光束通过液晶材料以及光学微结构的光路示意图，请参考图6A。在本实施例中，影像光束IL例如是以垂直方向(如与第三方向D3平行的方向)入射于液晶层520。影像光束IL例如是依序通过第二基板526、液晶材料528、这些光学微结构523以及第一基板524。由于这些光学微结构523的各倾斜面IS相对于显示面板110于第一方向D1与第三方向D3所构成的平面上具有第一倾斜角θ₁，使得影像光束IL入射于这些倾斜面IS具有入射角θ_α，且入射角θ_α例如是相等于第一倾斜角θ₁。另外，影像光束IL于这些倾斜面IS折射时具有折射角θ_β。具体而言，液晶层520经相位调变时具有折射率n_p，且这些光学微结构523具有折射率n_s。在本实施例中，可以得到以下关系式：

n_psin(θ_α)＝n_ssin(θ_β)-----------(8)

根据上述关系式(8)，可得以下关系式：

s＝(d-d_ptan(θ_α))-----------(9)

其中，d为液晶层520的厚度(亦即第一基板524与第二基板526之间的厚度)，s为影像光束IL入射点至第一基板524的距离，且d_p为倾斜面IS与第二基板526接触点与影像光束IL的垂直距离。综合上述关系式(8)至(9)，影像光束IL经由这些光学微结构523折射而产生的位移ΔX(即第一位移DP1)可以由下式得出：

ΔX＝(d-d_ptan(θ_α))×tan(θ_β-θ_α)-----------(10)

图6B是示出图5A实施例的影像经过液晶层调整后的平移距离对光学微结构的倾斜面的倾斜角的示意图，请参考图6B。图6B的纵轴标示「影像平移距离」表示影像IM经过液晶层520调整后的平移距离，即距离ΔX(第一位移DP1)，其单位为微米。另外，图6B的横轴标示「倾斜角」表示这些倾斜面IS相对于显示面板110的第一倾斜角θ₁，其单位为度(°)。具体而言，图6B的作图列出多组实验数据，如第一实验数据、第二实验数据、第三实验数据、第四实验数据以及第五实验数据，且这些数据例如是于厚度d为100微米，折射率n_s为1.4985且折射率n_p为1.6下所得到。另外，在第一至第五实验数据中，距离d_p并不相同，亦即，在第一至第五实验数据中，影像光束IL进入光学微结构523的位置并不相同。在本发明的实施例中，上述参数可以依据实际设计而调整，本发明并不限于此。

在本实施例中，由于液晶层520可以藉由对影像光束IL的调变来调整显示面板110对应的影像IM的位置，而使得调整后的影像IM的位置相较于调整前的影像IM的位置具有位移(第一位移DP1)。当使用者在不同时间点观看到调整前以及调整后的影像IM的位置时，使用者会观看到调整前的影像IM以及调整后的影像IM所合成出的高分辨率的影像。具体而言，本实施例的近眼显示装置500可以获致类似于图1A实施例近眼显示装置100的技术效果，相较于现有的近眼显示装置可具有高分辨率。另外，图5A实施例的液晶层520不需如图1A实施例的液晶层120倾斜设置，且图5A实施例的液晶层520透过这些光学微结构523的这些倾斜面IS等效于图1A实施例具有第一倾斜角θ₁的液晶层120的倾斜面。因此，图5A实施例的近眼显示装置500相较于图1A实施例的近眼显示装置100具有较小的体 积。

图7是示出本发明另一实施例的近眼显示装置的液晶层的部分区域的放大示意图，请参考图7。在本实施例中，液晶层720类似于图5A实施例的液晶层520，其构件以及相关叙述可以参考图5A实施例的液晶层520，相同的元件以相同的标号表示，在此不再赘述。液晶层720与液晶层520的差异如下所述。在本实施例中，液晶层720的光学微结构层722配置于第二基板526上且位于第二基板526与显示面板110之间。此外，光学微结构层722的这些光学微结构723的材料具有双轴折射(biconic)特性。在本实施例中，这些光学微结构723并未配置于第一基板524与第二基板526之间，且液晶材料728并未覆盖这些光学微结构723的这些倾斜面IS，也未配向于这些倾斜面IS上。另外，在本实施例中，这些光学微结构723与显示面板110之间可以选择性地设置隔板730，例如是玻璃板，以避免光学微结构723直接接触到显示面板110。具体而言，由于这些光学微结构723具有双轴折射特性，本实施例的近眼显示装置可以藉由液晶层720的液晶材料728的相位调变与否，而调整显示面板110对应的影像IM的位置于至少两个状态。因此，本实施例的近眼显示装置可以获致类似于图5A实施例的近眼显示装置500的技术效果，其具有高分辨率。另外，相较于图5A实施例的近眼显示装置500，图7本实施例的近眼显示装置不必将液晶材料728配向于这些倾斜面IS，相较于现有的近眼显示装置可具有较小的体积且可减少制程步骤。

图8A是示出本发明又一实施例的近眼显示装置的俯视图，且图8B是示出图8A实施例的显示面板的一个画素的位置与多个液晶单元的位置。图8A实施例的近眼显示装置800类似于图1A实施例的近眼显示装置100，相同的元件以相同的标号表示，在此不再赘述。近眼显示装置800与近眼显示装置100的差异如下所述。请同时参考图8A以及图8B。在本实施例中，近眼显示装置800的显示面板810包括沿着第一方向D1与第二方向D2所构成的平面上排成阵列的多个画素812，各画素812例如包括子画素812a、子画素812b以及子画素812c。另外，近眼显示装置800的液晶层820包括沿着第一方向D1以及沿着第二方向D2排成阵列的多个液晶单元822。具体而言，请参考图8B，在本实施例中，各液晶单元822在第一方向D1 上的宽度W1小于或等于一画素812在第二方向D1上的画素宽度PW1，且各液晶单元822在第二方向D2上的宽度W2小于或等于一画素812在第一方向D2上的画素宽度PW2。此外，各液晶单元822至少部分地覆盖至少一子画素。举例而言，这些液晶单元822之中的液晶单元822a至少部分地覆盖画素812的子画素812a、子画素812b以及子画素812c，且这些液晶单元822之中的液晶单元822b亦至少部分地覆盖画素812的子画素812a、子画素812b以及子画素812c。然而在一些实施例中，可以根据实际显示需求，改变各液晶单元822覆盖的子画素数量以及覆盖的面积，本发明并不限于此。

在本实施例中，至少一部分的这些液晶单元822发生相位调变以调整至少一部分的影像光束IL。具体而言，至少一部分的这些画素812中的各画素812a、812b以及812c对应于至少二个液晶单元822。对应于一画素812的这些液晶单元822的至少一部分可以于一第一时间点发生相位调变以调变影像光束IL，且对应于画素812的这些液晶单元822的至少另一部分于一第二时间点发生相位调变以调变影像光束IL。在本实施例中，画素812与所对应的这些液晶单元822例如是在垂直于画素812的方向上有重叠。以下以图8A以及图8B示出的液晶单元822a以及液晶单元822b来举例。举例而言，图8B是示出的画素812对应于液晶单元822a以及液晶单元822b。在第一时间点时，液晶单元822a可以发生相位调变，使得影像光束IL1(影像光束IL的一部分)可以通过液晶单元822a。同时，液晶单元822b可以发生相位调变，使得影像光束IL2(影像光束IL的一部分)无法通过液晶单元822b。接着，在第二时间点时，液晶单元822a可以发生相位调变，使得影像光束IL1无法通过液晶单元822a。同时，液晶单元822b可以发生相位调变，使得影像光束IL2可以通过液晶单元822b。也就是说，在第一时间点时，显示面板810对应的影像(未示出)的位置相当于液晶单元822a的所在位置。另外，在第二时间点时，显示面板810对应的影像(未示出)的位置相当于液晶单元822b的所在位置。在本实施例中，可以将上述第一时间点与第二时间点之间的操作作为一个周期进行液晶层820的调整。当上述调整的速度够快，例如是将液晶层820以频率为120赫兹或是240赫兹来做调整时，使用者会观看到第一时间点的影像以及第二时间点的影像 所合成出的高分辨率的影像。藉此，本实施例的近眼显示装置800可以获致类似于图1A实施例近眼显示装置100的技术效果，相较于现有的近眼显示系统具有高分辨率。

图9A至图9H是示出本发明一些实施例的显示面板的一或多个画素的位置与多个液晶单元的位置。具体而言，图9A至图9H的这些实施例所描述的近眼显示装置类似于图8A实施例的近眼显示装置800，相同的元件以相同的标号表示，在此不再加以赘述。在图9A至图9H中，仅示出一个或多个画素812以及多个液晶单元，藉以说明这些液晶单元与一个或多个画素812的位置关系。具体而言，这些实施例中画素812的数量以及液晶单元的数量仅作为示意性的说明，本发明并不限于此。请先参考图9A至图9C。在图9A中，画素812的位置与液晶层920a的这些液晶单元922a的位置彼此交错。具体而言，画素812的位置与这些液晶单元922a的位置在第二方向D2上彼此交错。亦即，这些液晶单元922a其与第一方向D1平行的边并未对齐于画素812其与第一方向D1平行的边。另外，在本实施例中，一个液晶单元922a的大小相同于一个子画素(例如是子画素812a、812b或子画素812c)。

在图9B中，在本实施例中，一个画素812的空间可以提供液晶层920b的四个液晶单元922b配置。在图9C中，这些画素812的位置与液晶层920c的这些液晶单元922c的位置在第一方向D1上彼此错位。另外，图9D示出液晶层920d的多个液晶单元922d与这些画素812的位置关系，其中每个液晶单元922d可覆盖多个子画素，且图9E亦示出液晶层920e的多个液晶单元922e与这些画素812的位置关系。具体而言，可以依据实际显示需求，设计这些液晶单元与这些画素812的位置关系，本发明并不限于此。

另外，请参考图9F至图9H。在图9F至图9H的这些实施例中，画素912包括子画素912a、子画素912b以及子画素912c。且画素912的这些子画素912a、子画素912b以及子画素912其大小与排列方式不同于图9A至图9E的这些实施例的画素812的这些子画素812a、子画素812b以及子画素812c。具体而言，图9F示出液晶层920f的多个液晶单元922f与这些画素912的位置关系，图9G示出液晶层920g的多个液晶单元922g与这些画素912的位置关系，且图9H示出液晶层920h的多个液晶单元922h与这些 画素912的位置关系。具体而言，可以依据实际显示需求，采用具有不同子画素大小以及子画素排列的画素来作为显示面板的画素。另外，搭配设计这些液晶单元与这些画素之间的位置关系，以达到所需的显示效果，本发明并不限于此。

图10是示出本发明另一实施例的近眼显示装置的俯视图。在本实施例中，近眼显示装置100’包括显示面板110、液晶层120、透镜元件130以及处理器111。本实施例的近眼显示装置100’类似于图1A实施例的近眼显示装置100，相同的元件以相同的标号表示，在此不再赘述。近眼显示装置100’与近眼显示装置100的差异在于，近眼显示装置100’还包括处理器111。近眼显示装置100’的处理器111电连接于显示面板110以及液晶层120。处理器111接收由影像源(未显示)提供的预设影像资讯，其中影像资讯可包括静态画面、动态画面，或者是平面画面、立体画面。依据预设影像资讯，处理器111产生对应预设影像资讯的控制讯号，用于控制显示面板110提供影像光束IL。

本发明的实施例中，处理器111电连接液晶层120。一调整装置(未示出)可电连接处理器111，调整装置包括距离感测器(例如，激光感应器)(未示出)，或者操作介面(按键或旋钮，未示出)，使用者可以通过操作介面以手动调整。调整装置取得所要的分辨率或维度的对应调整讯号，并提供调整讯号至处理器111，透过处理器111的运算，处理器111提供所需的电压值给液晶层120以改变影像光束IL的折射率等光学性质状态，以获得高分辨率的影像，本发明并不限于此。在另一实施例可由另一处理器单独提供液晶层120所需的电压值，不加以限制。其中，本实施例中，影像源，例如智慧型手机、平板电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)或笔记型电脑等可独立运作的可携式电子装置，或者例如是智慧型机器人、中央控制系统、云端伺服器控制中心和桌上型电脑等具备提供影像内容功能的电子装置，本发明并不加以限制。本实施例中，处理器111例如分别包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)、微处理器(Microprocessor)、影像尺寸的缩放器(Scalar)、数字讯号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、可程式化控制器、可程式化逻辑装置(Programmable Logic Device，PLD)或其他类似装置或这些装置的组合，本发明并不限于此。

综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的实施例中，近眼显示装置的液晶层配置于显示面板旁，且液晶层配置于显示面板与透镜元件之间。另外，显示面板提供的影像光束通过液晶层，且液晶层的至少一部分发生相位调变以调变影像光束。因此，液晶层可以藉由对影像光束的调变来调整显示面板对应的影像的位置，而使得调整后的影像的位置相较于调整前的影像的位置具有位移。藉由液晶层在不同时间点持续的对影像的位置进行调整，当使用者在不同时间点观看到调整前以及调整后的影像的位置时，使用者会观看到调整前的影像以及调整后的影像所合成出的高分辨率的影像。因此，本发明实施例的近眼显示装置相较于现有的近眼显示装置具有高分辨率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

【符号说明】

100、100’、300、400、500、700、800：近眼显示装置

110、810：显示面板

111：处理器

112、812、912：画素

112a、112b、112c、812a、812b、812c、912a、912b、912c：子画素

120、320、420、520、720、820、920a、920b、920c、920d、920e、920f、920g、920h：液晶层

130：透镜元件

522、722：光学微结构层

523、723：光学微结构

524：第一基板

526：第二基板

528、728：液晶材料

730：隔板

822、822a、822b、922a、922b、922c、922d、922e、922f、922g、922h：液晶单元

A：区域

AL：环境光束

d：厚度

D1：第一方向

D2：第二方向

D3：第三方向

DP：位移

DP1：第一位移

DP2：第二位移

IL、IL1、IL2：影像光束

IM：影像

IS：倾斜面

P：光瞳

PW1、PW2：画素宽度

s、dp、ΔX：距离

W1、W2：宽度

X0、Xe：位移

θ₁：第一倾斜角

θ₂：第二倾斜角

θ_α：入射角

θ_β、θ_β1、θ_β2：折射角