TWI662320B - 具有可調整光強度方向之設計的顯示裝置 - Google Patents

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TWI662320B
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Abstract

本發明顯示裝置包含顯示模組及設置於顯示模組上的調整面板。顯示模組朝傳播方向發射準直光線。調整面板包含第一基板、與第一基板相對設置的第二基板、設置於第一基板與第二基板之間的介質層、設置於第一基板上的第一電極層，以及設置於第二基板上且面對第一電極層的第二電極層。介質層中包括有第一介質。當調整面板於第一致能狀態時，第一基板與第二基板之間具有電壓差而形成電場分佈，根據電場分布於介質層中形成至少一種等效屈光結構，至少部分之準直光線通過等效屈光結構並沿偏離傳播方向之預定出光方向出射。

Description

具有可調整光強度方向之設計的顯示裝置
本發明係關於一種顯示裝置；具體而言，本發明係關於一種可採用準直光源的顯示裝置。
顯示裝置已被廣泛地應用於各式的電子裝置之中，例如電視、個人電腦、行動電話、穿戴裝置、數位相機、掌上型電玩等。然而為了提高使用者的視覺感受，業者仍在不斷地就顯示裝置的光學表現進行改良。
現有顯示裝置對於顯示畫面中較明亮的區域往往存在不同視角亮度不同的問題。換言之，位於顯示裝置正面不同位置的觀察者對於明亮區域的感受不相同。現有的作法是將對應畫面中明亮區域的光源驅動電流增加，然而，這樣的作法會導致更多的功耗，光源的壽命也會隨之縮短。因此，現有顯示裝置仍有待改進。
本發明之一目的在於提供一種顯示裝置，可調整不同角度的顯示亮度。
本發明之另一目的在於提供一種顯示裝置，可減少發光源的損耗。
顯示裝置包含顯示模組及設置於顯示模組上的調整面板。顯示模組朝傳播方向發射準直光線。調整面板包含第一基板、與第一基板相對設置的第二基板、設置於第一基板與第二基板之間的介質層、設置於第一基板上的第一電極層，以及設置於第二基板上且面對第一電極層的第二電極層。介質層中包括有第一介質。當調整面板於第一致能狀態時，第一基板與第二基板之間具有電壓差而形成電場分佈，根據電場分布於介質層中形成至少一種等效屈光結構，至少部分之準直光線通過等效屈光結構並沿偏離傳播方向之預定出光方向出射。藉此調整光強度的方向。
1‧‧‧顯示裝置
10‧‧‧顯示模組
20‧‧‧調整面板
30‧‧‧屈光單元
32‧‧‧峰部
34‧‧‧傾斜面
36‧‧‧陡直面
110‧‧‧顯示面板
112‧‧‧子畫素
114‧‧‧液晶層
130‧‧‧背光源
210‧‧‧第一基板
220‧‧‧第二基板
230‧‧‧介質層
231‧‧‧第一介質
232‧‧‧第二介質
234‧‧‧接觸介面
241‧‧‧第一電極層
242‧‧‧第二電極層
243‧‧‧第三電極層
245‧‧‧等位線
250‧‧‧多面體結構
250A,250B,250C,250D,250E,250 F,250G‧‧‧多面體結構
250X,250Y,250Z‧‧‧多面體結構
252‧‧‧側面
252A,252B,252L,252R,252T‧‧‧側面
252AA,252AB,252AR‧‧‧側面
252BA,252BB,252BR,252BT‧‧‧側面
252CA,252CB,252CL‧‧‧側面
252DA,252DB,252DL,252DT‧‧‧側面
252XA,252XB,252XL,252XT‧‧‧側面
252YA,252YB,252YR‧‧‧側面
254‧‧‧稜線
256‧‧‧底面
257‧‧‧對角線
258‧‧‧底邊
260‧‧‧電極組
260A,260B,260C,260D‧‧‧電極組
261L,261R‧‧‧邊緣電極
262‧‧‧中心電極
262L,262R‧‧‧調整電極
270‧‧‧擋牆
A‧‧‧傳播方向
B‧‧‧預定出光方向
B1‧‧‧第一出光方向
B2‧‧‧第二出光方向
B3‧‧‧第三出光方向
B4‧‧‧第四出光方向
C‧‧‧中心線
D1‧‧‧第一設置方向
D2‧‧‧第二設置方向
E‧‧‧準直光線
G,G1~G8‧‧‧出光群
H1‧‧‧方向
J1~J5‧‧‧調整區
W1~W5‧‧‧寬度
Z1‧‧‧第一區
Z2‧‧‧第二區
Z3‧‧‧第三區
θ‧‧‧傾角
ψ‧‧‧夾角
圖1為本發明顯示裝置之一實施例示意圖。
圖2為顯示裝置之一實施例示意圖。
圖3為多面體結構之一實施例立體圖。
圖4為對應圖2之電極分布示意圖。
圖5為第一致能狀態的實施例示意圖。
圖6A及圖6B為第二介質之一實施例俯視圖。
圖7A,7B,7C,7D為出光群產生如圖5出光方式的不同實施例示意圖。
圖8為第一致能狀態的另一實施例示意圖。
圖9A及圖9B為出光群產生如圖8出光方式的不同實施例示意圖。
圖10A為第一致能狀態的另一實施例示意圖。
圖10B為對應圖10A於第一介質中產生等效屈光結構的示意圖。
圖11A及圖11B為出光群產生如圖10A出光方式的實施例示意圖。
圖12A為第二致能狀態的一實施例示意圖。
圖12B為出光群產生如圖12A出光方式的實施例示意圖。
圖13A為第二介質另一實施例俯視圖，圖13B為對應圖13A電極設置方式的示意圖。
圖14為多面體結構之另一實施例立體圖。
圖15為第一電極層和第二電極層另一實施例分布示意圖。
圖16A及圖16B為第二介質之一實施例俯視圖。
圖16C及圖16D為第二介質之不同實施例俯視圖。
圖17A,17B,17C,17D為出光群產生如圖5出光方式的不同實施例示意圖。
圖18A及圖18B為出光群產生如圖8出光方式的不同實施例示意圖。
圖19A及圖19B為出光群產生如圖10A出光方式的實施例示意圖。
圖20A為第二致能狀態的另一實施例示意圖。
圖20B為出光群產生如圖20A出光方式的實施例示意圖。
圖21為調整面板產生不同形態光線的示意圖。
圖22及圖23為調整面板具有多面體結構的介質之顯示裝置之不同實施例示意圖。
圖24為顯示畫面之示意圖。
圖25A為顯示裝置之另一實施例示意圖。
圖25B為顯示裝置具有背光源之一實施例示意圖。
圖26為顯示裝置的調整面板之另一實施例示意圖。
圖27為對應圖26之電極分布示意圖。
圖28為對應圖26於第一致能狀態的實施例示意圖。
圖29為第一致能狀態的另一實施例示意圖。
圖30為第一致能狀態的另一實施例示意圖。
圖31為第二致能狀態的另一實施例示意圖。
圖32A及圖32B為模擬出光之一範例與出光結果。
圖33A及圖33B為模擬出光之另一範例與出光結果。
圖34為介質層具有不同調整區的示意圖。
圖35為根據圖2中的調整面板繪示介質層具有不同調整區的示意圖。
圖36為根據圖26中的調整面板繪示介質層具有不同調整區的示意圖。
圖37為顯示裝置的調整面板之另一實施例示意圖。
圖38為顯示裝置具有背光源之另一實施例示意圖。
圖39為顯示裝置的調整面板之另一實施例示意圖。
圖40為對應圖39於第一致能狀態的實施例示意圖。
圖41為第一致能狀態的另一實施例示意圖。
圖42為第一致能狀態的另一實施例示意圖。
圖43為第二致能狀態的另一實施例示意圖。
圖44為根據圖39中的調整面板繪示介質層具有不同調整區的示意圖。
圖45為顯示裝置的調整面板之另一實施例示意圖。
圖46為顯示裝置具有背光源之另一實施例示意圖。
本發明係提供一種顯示裝置，藉由調整面板改變光線偏折方向，或是提供不同視角均勻的出光，以改善顯示品質。
圖1為本發明顯示裝置1之一實施例剖視示意圖。如圖1所示，顯示裝置1包含顯示模組10及設置於顯示模組10上的調整面板20。顯示模組10朝傳播方向A發射準直光線。當調整面板20於第一致能狀態時，調整面板20內部形成等效屈光結構，使通過等效屈光結構的光線沿偏離傳播方向A之預定出光方向B出射。所述等效屈光結構係指將入射光線的全部或一部份偏離原來路徑的光學機制。等效屈光結構包含數種不同形式，在下文的各實施例中分別說明，但不以下列的實施例為限。
圖2為顯示裝置1之一實施例示意圖，其中調整面板20具有多面體結構250的介質。如圖2所示，調整面板20設置於顯示模組10上。在圖2的實施例，顯示模組10為自發光顯示面板，具有複數個子畫素112。舉例而言，子畫素112中標示代號R,G,B係指產生不同色光的區域。調整面板20包含第一基板210、第二基板220、介質層230、第一電極層241，以及第二電極層242。第二基板220與第一基板210相對設置。第二基板220接收來自顯示模組10的準直光線E，即位於調整面板20的入光側，第一基板210則位於調整面板20的出光側。介質層230設置於第一基板210與第二基板220之間。第一電極層241設置於第一基板210上，而第二電極層242設置於第二基板220上且面對第一電極層241。
如圖2所示，介質層230中包括有第一介質231及第二介質 232，在本實施例中為介質層230中填充有第一介質231及第二介質232。在圖2的實施例，第二介質232與第一介質231彼此交錯，其中，第一介質231為具有雙折射性質的材料，例如流動性的液晶，而第二介質232為固化的液晶，具有固定的折射率。第一介質231的折射率可由電壓控制，換言之，第一介質231的折射率為電壓的函數。另外，如圖2所示，第二介質232之間的每一第一介質231於靠近第二基板220一側具有寬度W2。子畫素112的寬度W1大致等於第一介質231靠近第二基板220一側寬度W2的兩倍。第一電極層241包含多個第一電極，每個第一電極的寬度大致與第一介質231靠近第二基板220一側的寬度W2相等。
第二介質232包含複數個多面體結構250，請參考圖2及圖3。圖3為多面體結構250之一實施例立體圖。在圖3的實施例，多面體結構250為金字塔體。如圖3所示，多面體結構250彼此鄰接且沿平行調整面板之側邊之第一設置方向D1及垂直第一設置方向D1之第二設置方向D2分布。具體而言，每一金字塔體具有底面256及連接底面256的四個側面252。底面256係設置接近第一基板。金字塔體以底面256上的底邊258與次一金字塔體的底邊連接。複數個金字塔體在第一基板上呈陣列分布。前述第一介質(231，見圖2)則是分布於金字塔體之間的空間。
另外，如圖2所示，顯示裝置1更包含第三電極層243。第三電極層243設置在部分之多面體結構250之表面(例如為前述金字塔體的側面252)。如圖2所示，部分多面體結構250之表面有設置第三電極層243，另一些多面體結構250之表面則未設置第三電極層243。第三電極層243與第一電極層241在朝第一基板210投影方向上交錯設置。詳言之，第三電極層243的電極與第一電極層241的第一電極在第一基板210所在平面上的投影範圍以間隔設方式彼此交錯。
圖4為對應圖2之電極分布示意圖。在圖4中僅繪示第一電極層241和第二電極層242的對應關係。從圖4的俯視平面圖觀之，第一電極層241具有複數個呈條狀的第一電極，第二電極層242為平面電極。第一電極間繪示虛線框的位置表示第三電極層243的分布範圍。第一電極均採斜向設置，且彼此平行間隔排列。第一電極的傾斜方向大致與平面電極側邊夾45度角或沿平面電極的對角線方向。進一步而言，參考圖3及圖4，第一電極的傾斜方向沿金字塔體底面256的對角線257方向。第一電極層241中形成間隔排列的第一電極可與第三電極層243錯開，亦即在第一基板所在平面上的投影範圍以間隔設方式彼此交錯。
圖5為第一致能狀態的實施例示意圖。在圖5中的第一電極層241與第二電極層242係對應圖4中AA線的放大剖視圖。圖5係繪示單向偏折形態作為第一致能狀態。如圖5所示，第一電極層241設置於第一基板210上，而第二電極層242設置於第二基板220上。當調整面板20於第一致能狀態時，第一基板210與第二基板220之間具有電壓差而形成電場分佈。例如，調整第一電極層241為關態(OFF)，第二電極層242為開態(ON)，在第一基板210與第二基板220之間形成電場分佈，等位線245形狀隨之改變，液晶分子由原先平躺狀態(以液晶分子長軸方向來看)變為直立狀態。此時根據電場分布於介質層中形成等效屈光結構以改變準直光線路徑。
具體而言，由前述可知，第一介質231的折射率可由電壓控制。當第一基板210與第二基板220之間未具有電壓差時，第一介質231與第二介質232的折射率皆等於第一折射率值(例如1.5)。當調整面板20於第一致能狀態時，第一介質231的折射率發生改變，隨電壓差自第一折射率值n1改變為第二折射率值n2(例如增加為1.7)；另一方面，第二介質232 的折射率維持等於第一折射率值n1。兩者間折射率值的差異沿著第一介質231與第二介質232的交界分布。換言之，在流動性的液晶與多面體結構之間係以多面體結構表面作為折射介面(在此實施例，即是沿著金字塔體側面的形狀)。於第一致能狀態時，折射介面產生並形成等效屈光結構。
如圖5所示，預定出光方向包含第一出光方向B1。當調整面板20於第一致能狀態時，顯示模組於對應第三電極層243的位置及對應部分第一電極層241的位置畫素不點亮或設定為暗或全黑(如圖中斜線覆蓋區域)，準直光線通過等效屈光結構並沿偏離傳播方向之第一出光方向B1出射。藉此調整面板20對應點亮的每個位置可將光線朝單一方向偏折出射。
由於準直光線具有光強度峰值集中於小視角範圍的特質，採用準直光線可提供調整光強度方向的效果。於一實施例，準直光線的出光視角小於或等於15度。所述出光視角係指光線自顯示模組出光後光強度峰值半高寬的視角範圍。
在其他實施例，第一介質變動後折射率較佳大於第二介質的折射率。亦即，在接近調整面板入光側的介質具有較大折射率，使光線先通過折射率較大的介質，藉此增加光線出射後偏離傳播方向的程度，但不以此為限。
圖6A及圖6B為第二介質232之一實施例俯視圖。在圖6A中，多面體結構250為金字塔體。如圖6A所示，多面體結構250彼此鄰接且沿第一設置方向D1及第二設置方向D2分布。部分多面體結構250之表面設置有第三電極層243。第三電極層243由多個第三電極所組成。以金字塔體的多面體結構而言，第三電極層243係設置於一金字塔體四個側面中的其中兩個相鄰的側面上，沿側邊的邊緣分布。鄰接的次一金字塔體將第三電極層243設置在相反於前一金字塔體的另兩個相鄰的側面上。例如， 在多面體結構250X，第三電極層243設置在側面252XT與相鄰的側面252XL，而對於多面體結構250Y，第三電極層243則設置在側面252YR與相鄰的側面252YB。
整體而言，位於不同多面體結構250上的第三電極層243大致沿同一傾斜方向排列而呈斜向設置，且彼此平行間隔排列。第二介質232具有相對於第二設置方向D2傾斜之多排排列的複數個第三電極層243。如圖6A所示，第三電極層243被分為第N1~N5排。舉例而言，側面252YR與側面252YB的第三電極層243位於同一排(第N3排)且沿方向H1排列。側面252L與側面252T的第三電極層243位於與前者(第N3排)間隔設置的另一排(第N4排)，且亦沿方向H1排列。進一步而言，參考圖3及圖6A，多個第三電極沿斜直線排列，每一斜直線的傾斜方向沿金字塔體底面256的對角線257方向。不同斜直線上的第三電極具有間隔，間隔距離大致為金字塔體底面256的對角線257長度的一半。間隔排列的第三電極可與第一電極錯開(參考圖4)。
在前述圖5的例子中，光線於電壓差形成時經由多面體結構側面朝單一方向偏折。如圖6A所示，以平面圖而言，預定出光方向可包含第一出光方向B1、第二出光方向B2、第三出光方向B3、第四出光方向B4。以金字塔體的多面體結構250而言，其四個側面可將光線分別導引至上述四個不同的出光方向。例如，經側面252R的光線朝第一出光方向B1偏折，經側面252L的光線朝第二出光方向B2偏折，側面252B的光線朝第三出光方向B3偏折，側面252T的光線朝第四出光方向B4偏折。
為提供光線可朝不同的預定出光方向出射，並考慮各電極層的分佈位置，第二介質係以多面體結構250中沿第一設置方向及第二設置方向鄰接之四個多面體結構250組成出光群。出光群(圖6B中虛線框的範 圍，例如G1)係指可以滿足所有預定出光方向的單元。詳言之，組成出光群的複數個多面體結構250形成2x2排列，四個多面體結構250中以接近出光群中心的八個側面劃分為出光群。例如，出光群G1包含多面體結構250A的側面252AR及側面252AB、多面體結構250B的側面252BT及側面252BR、多面體結構250C的側面252CL及側面252CB，以及多面體結構250D的側面252DT及側面252DL。
如圖6B所示，每一出光群包含多面體結構250的不同側面，可提供光線朝不同的預定出光方向出射，其中一部份的側面未設置第三電極層243，而其餘部分的側面則有設置第三電極層243。
於一實施例，每一出光群中設置第三電極層243的位置較佳相同，例如圖6B所示，每一出光群皆以出光群中心左方兩側面(例如多面體結構250A的側面252AB及多面體結構250B的側面252BT)及上方兩側面(例如多面體結構250C的側面252CL及多面體結構250A的側面252AR)設置第三電極層243，可提供亮度分布較為均勻的出光效果，但第三電極層243的位置不以上述例子為限。
需補充的是，前述出光群所需的多面體結構250數量僅為一範例，並不以此為限。在其他實施例，可以前述2x2個多面體結構250作為一基本單元而加以擴增出光群的範圍，例如以4x2個多面體結構250組成出光群。
圖7A,7B,7C,7D為出光群產生如圖5出光方式的不同實施例示意圖。參考圖7A至圖7D，當調整面板於圖5繪示的第一致能狀態時，顯示模組於對應第三電極層的位置及對應部分第一電極層的位置畫素不點亮或設定為暗或全黑。如圖7A所示，對應設有第三電極層243的側面252AR、側面252AB、側面252BT、側面252CL的位置不點亮，以及對應側 面252BR、側面252DL、側面252DT的位置不點亮，而對應側面252CB的位置點亮或設定為亮或全白，將光線朝第三出光方向B3偏折。
類似地，在圖7B，除了對應設有第三電極層243的側面的位置不點亮，側面252BR、側面252DL、側面252CB的位置不點亮，而對應側面252DT的位置點亮，將光線朝第四出光方向B4偏折。
在圖7C，除了對應設有第三電極層243的側面的位置不點亮，側面252DL、側面252DT、側面252CB的位置不點亮，而對應側面252BR的位置點亮，將光線朝第一出光方向B1偏折。
在圖7D，除了對應設有第三電極層243的側面的位置不點亮，側面252BR、側面252DT、側面252CB的位置不點亮，而對應側面252DL的位置點亮，將光線朝第二出光方向B2偏折。
由圖7A至圖7D的說明可知形成單一方向偏折光的不同形式。當調整面板操作於圖5繪示的單向偏折形態時，於一實施例，可選擇圖7A至圖7D其中一種，使各出光群將顯示模組產生的光線導向同一種預定出光方向，藉此達成將光線向單一方向偏折出射。
於另一實施例，不同出光群可選擇圖7A至圖7D中的不同形式。例如，圖6B中的出光群G1~出光群G5採用圖7A的形式，將光線朝第三出光方向B3偏折，而出光群G6~出光群G8採用圖7C的形式，將光線朝第一出光方向B1偏折。藉此，不同出光群提供的單一方向偏折光的方向相異，顯示裝置於畫面不同位置將光線調整為不同的光強度方向，以提供不同的視覺感受。
圖8為第一致能狀態的另一實施例示意圖。圖8係繪示多向偏折形態作為第一致能狀態。如圖8所示，第一電極層241設置於第一基板210上，而第二電極層242設置於第二基板220上。當調整面板20於第 一致能狀態時，第一基板210與第二基板220之間具有電壓差而形成電場分佈。類似地，第一介質231的折射率可由電壓控制，第二介質232為多面體結構，其折射率值固定。當調整面板20於第一致能狀態時，隨電壓差產生，第一介質231的折射率自第一折射率值變為第二折射率值，第二介質232的折射率維持等於第一折射率值。此時第一介質231與第二介質232的交界具折射率值的差異。換言之，以多面體結構表面作為折射介面並形成等效屈光結構。
如圖8所示，預定出光方向包含第一出光方向B1與第二出光方向B2。與圖5繪示實施例之差異在於，當調整面板20於第一致能狀態時，顯示模組於對應第三電極層243的位置畫素不點亮或設定為暗或全黑(如圖中斜線覆蓋區域)，準直光線通過等效屈光結構並沿偏離傳播方向之第一出光方向B1及第二出光方向B2出射。藉此調整面板20對應點亮的每個位置可將光線朝兩個方向偏折出射。
圖9A及圖9B為出光群產生如圖8出光方式的不同實施例示意圖。參考圖9A及圖9B，當調整面板於圖8繪示的第一致能狀態時，顯示模組於對應第三電極層243的位置畫素不點亮或設定暗或全黑。如圖9A所示，對應設有第三電極層243的側面的位置不點亮，以及對應側面252CB、側面252DT的位置不點亮，而對應側面252BR、側面252DL的位置點亮，將光線朝第一出光方向B1及第二出光方向B2偏折。
應理解，在其他實施例，可選擇將出光群中未設置第三電極層的四個側面中任兩個側面的位置點亮，使各出光群將顯示模組產生的光線導向兩個預定出光方向，藉此達成將光線向多向偏折出射。進一步而言，若選擇將出光群中未設置第三電極層的四個側面的位置皆點亮，使各出光群將顯示模組產生的光線導向四個預定出光方向，藉此亦可達成將光線向 多向偏折出射。如圖9B所示，除了對應設有第三電極層243的側面的位置不點亮，而對應側面252BR、側面252CB、側面252DL、側面252DT的位置皆為點亮，將光線朝四個預定出光方向(B1,B2,B3,B4)偏折。
圖10A為第一致能狀態的另一實施例示意圖。圖10A係繪示散射形態作為第一致能狀態。散射形態係指將準直光線分散至不同視角方向，使各視角光強度接近。如圖10A所示，第二電極層242設置於第二基板220上，而第三電極層243設置於部分多面體結構的表面。當調整面板20於第一致能狀態時，第一基板210與第二基板220之間具有電壓差而形成電場分佈。例如，調整第二電極層242為開態(ON)，第三電極層243為關態(OFF)，在第一基板210與第二基板220之間形成電場分佈，等位線245形狀隨之改變，部分液晶分子由原先平躺狀態變為直立狀態，而靠近多面體結構表面的位置受第三電極層243改變電位差大小的影響，使部分液晶分子呈現傾斜狀態。此時根據電場分布於介質層中形成等效屈光結構改變準直光線路徑。
第一介質231與第二介質232與前述實施例類似，亦即，第一介質231的折射率可由電壓控制，第二介質232為多面體結構，其折射率值固定。當調整面板20於第一致能狀態時，隨電壓差產生，第一介質231的折射率發生改變。此時在第一介質231與第二介質232的交界建立折射介面。換言之，以多面體結構表面作為折射介面並形成第一種等效屈光結構。
此外，如圖10B所示，除上述由多面體結構表面形成之等效屈光結構外，在第一介質231不同位置的液晶分子狀態隨電壓差改變，在第一介質231中可同時形成另一種等效屈光結構。具體而言，第一介質231根據電場分布產生具有折射率梯度分布之折射介面，例如使液晶分子轉 向以堆疊、連接或其他組合方式形成之類曲面。如圖10B所示，等效屈光結構包含多個屈光單元30。換言之，在第一介質231內部，上述折射介面即可形成另一種等效屈光結構。在圖10A及圖10B的例子中，於第一介質231內部建立折射介面形成如透鏡的形式。
如圖10A及圖10B所示，預定出光方向包含第一出光方向B1與第二出光方向B2。與圖5及圖8繪示實施例之差異在於，當調整面板20於第一致能狀態時，顯示模組於對應第一電極層241的位置畫素不點亮或設定為暗或全黑(如圖中斜線覆蓋區域)，對應第三電極層243的位置點亮或設定為亮或全白，準直光線通過前述兩種等效屈光結構並朝向第一出光方向B1、第二出光方向B2及傳播方向A出射。藉此調整面板20對應點亮的每個位置可將光線散射出光。
整體而言，如圖10A及圖10B所示，本實施例同時具有兩種等效屈光結構。於第一介質231內部建立折射介面所形成的等效屈光結構30提供如透鏡的效果，將來自顯示模組的光線折射形成發散出光的形式。於第一介質231與第二介質232的交界建立折射介面所形成的等效屈光結構提供如稜鏡的效果，將部分發散的光線朝預定出光方向偏折。通過調整面板20的光線以散射形態出射。
應理解，前述將光線朝向第一出光方向B1、第二出光方向B2及傳播方向A出射僅為舉例說明散射形態出射的光線包含預定出光方向以外的不同方向，並不以傳播方向A為限。藉由散射形態的操作方式，使各方向具有較均勻的光強度分布。
圖11A及圖11B為出光群產生如圖10A出光方式的實施例示意圖。參考圖11A，當調整面板於圖10A繪示的第一致能狀態時，顯示模組於對應第三電極層的位置點亮。於一實施例，如圖11A所示，將對應 部分第三電極層243的位置點亮，例如設有第三電極層243的側面252AR及位於次一多面體結構對側的側面252CL的位置點亮，其餘位置不點亮，使涵蓋在側面252AR及側面252CL範圍內的第一介質內部形成如透鏡的等效屈光結構，將光線以散射形態出射。
於另一實施例，如圖11B所示，對應設有第三電極層243的側面252AR、側面252AB、側面252BT、側面252CL的位置皆點亮，而未設置第三電極層243的四個側面的位置不點亮，將光線以散射形態出射。相較於前一實施例，增加在側面252AB及側面252BT的位置點亮可提高散射光線在第三出光方向及第四出光方向的亮度。
圖12A為第二致能狀態的一實施例示意圖。圖12A係繪示準直形態作為第二致能狀態。準直形態係指維持準直光線方向的操作方式。如圖12A所示，第一電極層241設置於第一基板210上，第二電極層242設置於第二基板220上，第三電極層243設置於部分多面體結構的表面。當調整面板20於第二致能狀態時，第一基板210與第二基板220之間不具有電壓差，例如，調整第一電極層241、第二電極層242以及第三電極層243皆為關態(OFF)。準直光線沿傳播方向A穿透調整面板20。
圖12B為出光群產生如圖12A出光方式的實施例示意圖。參考圖12B，當調整面板於圖12A繪示的第二致能狀態時，顯示模組於對應出光群的每一側面皆點亮或設定為亮或全白，將光線朝傳播方向出射。
由前述各實施例可知，顯示裝置可藉由調整面板中電極層的電壓差(具有電壓差或不具有電壓差)，搭配於特定位置畫素不點亮以切換出射光線具有不同的形態(例如單向偏折、多向偏折、散射、準直)。藉此提供光強度方向的不同改變方式。
圖13A為第二介質232的另一實施例俯視圖。在此實施例 繪示多面體結構250表面之電極的不同設置方式。如圖13A所示，多面體結構250為金字塔體。多面體結構250彼此鄰接且沿第一設置方向D1及第二設置方向D2分布。部分多面體結構250之表面設置有第三電極層243。類似地，位於不同多面體結構250上的第三電極層243大致沿同一傾斜方向排列而呈斜向設置。與前述實施例的差異在於，配合顯示不同亮暗效果需求，每一出光群中所設置第三電極層243的位置可以不同。
例如在圖13A中，出光群G3的第三電極層243設置在與出光群G1的第三電極層243相反位置的四個側面上並沿相同傾斜方向排列。配合出光群G3第三電極層243的位置變更，出光群G2及出光群G4的第三電極層243可改設置於對應的側面上(即與出光群G1的第三電極層243相反位置的四個側面)，使不同多面體結構上的第三電極層243位於同一側的斜直線上呈斜向設置。對應出光群G2~G4未設置第三電極層243的一側可設置第一電極層，使第三電極層可與第一電極層錯開。請參考圖13B的示意圖，相較於圖12A，圖13B的結構中於多面體結構250E、多面體結構250F、以及多面體結構250G的第三電極層243的位置變更，第一電極層241的位置相應改變，使第三電極層243可與第一電極層241錯開。
在其他實施例，亦可選擇只變更出光群G3的第三電極層243的位置，而出光群G2與出光群G4的第三電極層243的位置不變(即與出光群G1的第三電極層243位置相同)，第一電極層錯開設置的位置隨之調整。
圖14為多面體結構250之另一實施例立體圖。在圖14的實施例，多面體結構250為三角柱體。如圖14所示，多面體結構250彼此鄰接且沿平行調整面板之側邊之第一設置方向D1及垂直第一設置方向D1之第二設置方向D2分布。具體而言，每一三角柱體具有稜線254及相對稜線 254之底面256，以及連接底面256的兩個側面252。底面256係設置接近第一基板。三角柱體以底面256上的底邊258與次一金字塔體的底邊258連接。每一三角柱體在第一基板上沿垂直第一設置方向D1或平行第一設置方向D1設置。例如，多面體結構250X的稜線254係沿垂直第一設置方向D1，而多面體結構250Y的稜線254係沿平行第一設置方向D1。前述第一介質則是分布於三角柱體之間的空間。
圖15為第一電極層241和第二電極層242另一實施例分布示意圖。從圖15的平面圖觀之，第一電極層241具有複數個呈條狀的電極，第二電極層242為平面電極。第一電極層241的條狀電極間繪示虛線框的位置表示第三電極層243的分布範圍。第一電極層241的條狀電極均採縱向設置(平行於第二設置方向D2)，且彼此平行間隔排列。
圖16A及圖16B為第二介質232之一實施例俯視圖。在圖16A中，多面體結構250為三角柱體。如圖16A所示，多面體結構250彼此鄰接且沿第一設置方向及第二設置方向分布。部分多面體結構250之表面設置有第三電極層243。第三電極層243由多個第三電極所組成。以三角柱體的多面體結構250而言，第三電極層243係設置於其中之一三角柱體兩個側面上。鄰接的次一三角柱體若具有相異的稜線254排列方向，則於三角柱體兩個側面上設置第三電極層243。反之，鄰接的次一三角柱體若具有相同的稜線254排列方向，則於三角柱體兩個側面上不設置第三電極層243。
例如，在多面體結構250X，第三電極層243設置在側面252XA與側面252XB，而對於多面體結構250Y，其稜線254排列方向與多面體結構250X的稜線254排列方向不同，則多面體結構250Y在側面252YA與側面252YB亦設置第三電極層243。在多面體結構250Z，其稜線254排 列方向與多面體結構250X的稜線254排列方向相同，故多面體結構250Z的兩側面不設置第三電極層。
整體而言，位於不同多面體結構250上的第三電極層243大致沿同一方向(例如平行於第二設置方向D2)排列，且彼此平行間隔排列。進一步而言，參考圖16A及圖15，多個第三電極沿直線排列，每一直線的延伸方向沿平行第二設置方向D2。不同直線上的第三電極具有間隔，間隔距離大致為三角柱體底邊的寬度。第一電極層241中形成間隔排列的條狀電極可與第三電極錯開，亦即在第一基板所在平面上的投影範圍以間隔設方式彼此交錯。
如圖16A所示，以平面圖而言，預定出光方向可包含第一出光方向B1、第二出光方向B2、第三出光方向B3、第四出光方向B4。以三角柱體的多面體結構250而言，其兩個側面可將光線分別導引至上述四個不同的出光方向的其中兩個，另外兩個出光方向可由稜線254排列方向相異的另一三角柱體來導引。例如，經側面252AB的光線朝第一出光方向B1偏折，經側面252AA的光線朝第二出光方向B2偏折，經側面252BB的光線朝第三出光方向B3偏折，經側面252BA的光線朝第四出光方向B4偏折。
為提供光線可朝不同的預定出光方向出射，並考慮各電極層的分佈位置，第二介質係以多面體結構250中沿第一設置方向D1及第二設置方向D2鄰接之四個多面體結構250組成出光群。詳言之，組成出光群的複數個多面體結構250形成2x2排列，四個多面體結構250的八個側面共同作為出光群。例如，出光群G1包含多面體結構250A的側面252AA及側面252AB、多面體結構250B的側面252BA及側面252BB、多面體結構250C的側面252CA及側面252CB，以及多面體結構250D的側面252DA及側面 252DB。
出光群中於第一設置方向D1或第二設置方向D2上至少其一的兩相鄰三角柱體的稜線254相互垂直。例如在圖16B的實施例，出光群中於第二設置方向D2上之兩相鄰三角柱體的稜線254相互垂直。例如，多面體結構250A的稜線254與多面體結構250B的稜線254相互垂直。
如圖16B所示，每一出光群包含多面體結構250的不同側面，不同稜線排列方向可使多面體結構250的側面將光線朝不同的預定出光方向出射，其中一部份的側面未設置第三電極層243，而其餘部分的側面則有設置第三電極層243。
圖16C及圖16D為第二介質232之不同實施例俯視圖。在圖16C，位於不同多面體結構250上的第三電極層243沿平行於第一設置方向D1排列，且彼此平行間隔排列。在圖16C的實施例，出光群中於第一設置方向D1上之兩相鄰三角柱體的稜線254相互垂直。例如，出光群G中的多面體結構250A的稜線254與多面體結構250C的稜線254相互垂直。
在圖16D，位於不同多面體結構250上的第三電極層243沿平行於第一設置方向D1排列，且彼此平行間隔排列。在圖16D的實施例，出光群中於第一設置方向D1上及第二設置方向D2上之兩相鄰三角柱體的稜線相互垂直。例如，出光群G中的多面體結構250A的稜線254與多面體結構250C的稜線254相互垂直，此外，多面體結構250A的稜線254亦與多面體結構250B的稜線254相互垂直。
圖17A,17B,17C,17D為出光群產生如圖5出光方式的不同實施例示意圖。參考圖17A至圖17D，當調整面板以單向偏折形態作為第一致能狀態時，顯示模組於對應第三電極層的位置及對應部分第一電極層的畫素位置不點亮或設定為暗或全黑。如圖17A所示，對應設有第三電極層 243的側面252CA、側面252CB、側面252DA、側面252DB的位置不點亮，以及對應側面252AB、側面252BA、側面252BB的位置不點亮，而對應側面252AA的位置點亮或設定為亮或全白，將光線朝第二出光方向B2偏折。
類似地，在圖17B，除了對應設有第三電極層243的側面的位置不點亮，側面252AA、側面252BA、側面252BB的位置不點亮，而對應側面252AB的位置點亮，將光線朝第一出光方向B1偏折。
在圖17C，除了對應設有第三電極層243的側面的位置不點亮，側面252AA、側面252AB、側面252BA的位置不點亮，而對應側面252BB的位置點亮，將光線朝第三出光方向B3偏折。
在圖17D，除了對應設有第三電極層243的側面的位置不點亮，側面252AA、側面252AB、側面252BB的位置不點亮，而對應側面252BA的位置點亮，將光線朝第四出光方向B4偏折。
由圖17A至圖17D的說明可知形成單一方向偏折光的不同形式。當調整面板操作於單向偏折形態時，於一實施例，可選擇圖17A至圖17D其中一種，使各出光群將顯示模組產生的光線導向同一種預定出光方向，藉此達成將光線向單一方向偏折出射。
於另一實施例，不同出光群可選擇圖17A至圖17D中的不同形式。例如，圖16B中的出光群G1~出光群G4採用圖17A的形式，將光線朝第二出光方向B2偏折，而出光群G5~出光群G6採用圖17D的形式，將光線朝第四出光方向B4偏折。藉此，不同出光群提供的單一方向偏折光的方向相異，顯示裝置於畫面不同位置將光線調整為不同的光強度方向，以提供不同的視覺感受。
圖18A及圖18B為出光群產生如圖8出光方式的不同實施例示意圖。參考圖18A及圖18B，當調整面板以多向偏折形態作為第一致 能狀態時，顯示模組於對應第三電極層243的位置畫素不點亮或設定暗或全黑。如圖18A所示，對應設有第三電極層243的側面的位置不點亮，以及對應側面252BA、側面252BB的位置不點亮，而對應側面252AA、側面252BB的位置點亮，將光線朝第一出光方向B1及第二出光方向B2偏折。
應理解，在其他實施例，可選擇將出光群中未設置第三電極層243的四個側面中任三個側面的位置點亮，使各出光群將顯示模組產生的光線導向三個預定出光方向，藉此達成將光線向多向偏折出射。進一步而言，若選擇將出光群中未設置第三電極層的四個側面的位置皆點亮，使各出光群將顯示模組產生的光線導向四個預定出光方向，藉此亦可達成將光線向多向偏折出射。如圖18B所示，除了對應設有第三電極層243的側面的位置不點亮，而對應側面252AA、側面252AB、側面252BA、側面252BB的位置皆為點亮，將光線朝四個預定出光方向(B1,B2,B3,B4)偏折。
圖19A及圖19B為出光群產生如圖10A出光方式的實施例示意圖。參考圖19A，當調整面板以散射形態作為第一致能狀態時，顯示模組於對應第三電極層的位置點亮。於一實施例，如圖19A所示，將對應部分第三電極層243的位置點亮，例如設有第三電極層243的側面252CA及側面252CB的位置點亮，其餘位置不點亮，使對應側面252CA及側面252CB範圍內的第一介質內部形成如透鏡的等效屈光結構，將光線以散射形態出射。
於另一實施例，如圖19B所示，對應設有第三電極層243的側面252CA、側面252CB、側面252DA、側面252DB的位置皆點亮，而未設置第三電極層243的四個側面的位置不點亮，將光線以散射形態出射。相較於前一實施例，增加在側面252DA及側面252DB的位置點亮可提高散射光線在第三出光方向及第四出光方向的亮度。
圖20A為第二致能狀態的另一實施例示意圖。圖20A係繪示準直形態作為第二致能狀態。如圖20A所示，第一電極層241設置於第一基板210上，第二電極層242設置於第二基板220上，第三電極層243設置於部分多面體結構的表面。當調整面板20於第二致能狀態時，第一基板210與第二基板220之間不具有電壓差，例如，調整第一電極層241、第二電極層242以及第三電極層243皆為關態(OFF)。準直光線沿傳播方向A穿透調整面板20。
圖20B為出光群產生如圖20A出光方式的實施例示意圖。參考圖20B，當調整面板於圖20A繪示的第二致能狀態時，顯示模組於對應出光群的每一側面皆點亮，將光線朝傳播方向出射。
在前述實施例中，顯示裝置可藉由調整面板中電極層形成電壓差，搭配於特定位置不點亮，使出射光線具有特定的形態。在其他實施例中，亦可不採用不點亮的操作。請參考圖21。圖21為調整面板20產生不同形態光線的示意圖。如圖21所示，顯示模組於對應調整面板的每一位置皆點亮。此時每一子畫素對應具有不同的出射形態。例如，準直光線通過對應第一電極層241的位置以多向偏折形態出射，而通過對應第三電極層243的位置則以散射形態出射。藉此每一子畫素可具有不同形態的出光。
圖22為調整面板20具有多面體結構的介質之顯示裝置之另一實施例示意圖。如圖22所示，依顯示需求，在多面體結構之表面未設置第三電極層(243，參考圖21)。第一電極層241設置於第一基板210上，而第二電極層242設置於第二基板220上且面對第一電極層241。第一電極層241例如為條狀電極，第二電極層242例如為平面電極。第一電極層241分布涵蓋第一介質231與第二介質232，各第一電極層241之間可採適當絕緣避免訊號干擾。
藉此，準直光線通過對應第一電極層241的位置可以多向偏折形態出射。當搭配下方顯示模組(未繪示)於特定位置不點亮，可使準直光線通過對應第一電極層241的位置可以單向偏折形態出射。此外，當操作第一電極層241與第二電極層242使第一基板210與第二基板220之間不具有電壓差，準直光線通過調整面板20以準直形態出射。藉此，調整面板20可以單向偏折形態或多向偏折形態作為第一致能狀態，以準直形態作為第二致能狀態。
需補充的是，取消部分電極層時，出光群的範圍可相應調整。以圖22的實施例為例，多面體結構之表面未設置第三電極層。當預定出光方向包含第一出光方向、第二出光方向、第三出光方向、第四出光方向，並以金字塔體作為多面體結構。單一金字塔體的四個側面可將光線分別導引至上述四個不同的出光方向。此時可以單一多面體結構的四個側面作為出光群。
在另一實施例，採用三角柱體作為多面體結構。單一三角柱體的兩個側面可將光線分別導引至上述四個不同的出光方向的其中兩個，另外兩個出光方向可由稜線排列方向相異的另一三角柱體來導引。此時可以稜線排列方向相異的兩個多面體結構的四個側面作為出光群。
圖23為調整面板20具有多面體結構的介質之顯示裝置之另一實施例示意圖。如圖23所示，第一基板210接收來自顯示模組的準直光線E，即位於調整面板20的入光側，第二基板220則位於調整面板20的出光側。介質層230設置於第一基板210與第二基板220之間。第一電極層241設置於第一基板210上，而第二電極層242設置於第二基板220上且面對第一電極層241。介質層230中包括有第一介質231及第二介質232，在本實施例中為介質層230中填充有第一介質231及第二介質232。第二介質 232與第一介質231彼此交錯，其中第二介質232包含複數個多面體結構。多面體結構的底面係設置接近第一基板210。第三電極層243設置於部分多面體結構的表面。
圖24為顯示畫面之示意圖。如圖24所示，顯示畫面呈現風景中有太陽及水面，陽光在水面上產生反射光。於圖24的顯示畫面可應用本發明之技術，例如，反射光位置為第一區Z1，太陽所在位置為第二區Z2，顯示畫面其餘部分為第三區Z3。在第一區Z1操作於單向偏折形態，自第一區Z1出射光線光強度朝向特定方向。在第二區Z2操作於散射形態，自第二區Z2出射光線於各方向具有較均勻的光強度分布，使不同位置的觀察者對於第二區Z2的畫面的亮度感受較為一致。在第三區Z3操作於準直形態，自第三區Z3出射光線維持顯示模組的出光方向。提供至電極層的電壓訊號可依時序設定各區所需的電壓差，使各區出射光線呈現不同的形態。藉此提供更生動的顯示畫面以改善顯示品質。
圖25A為顯示裝置1之另一實施例示意圖。如圖25A所示，顯示裝置1包含顯示模組10及設置於顯示模組10上的調整面板20。顯示模組10包含背光源130及顯示面板110，顯示面板110位於背光源130與調整面板20之間。背光源130朝傳播方向A發射準直光線通過顯示面板110後抵達調整面板20。當調整面板20於第一致能狀態時，調整面板20內部形成等效屈光結構，使通過等效屈光結構的光線沿偏離傳播方向A之預定出光方向B出射。
圖25B為顯示裝置1具有背光源130之一實施例示意圖。如圖25B所示，調整面板20設置於顯示模組10上。在圖25A及圖25B的實施例，顯示模組10為非自發光顯示模組，包含顯示面板110及背光源130。顯示面板110中具有液晶層114及複數個子畫素112。舉例而言，子 畫素112中標示代號R,G,B係指產生不同色光的區域。調整面板20包含第一基板210、第二基板220、介質層230、第一電極層241，以及第二電極層242。第二基板220與第一基板210相對設置。背光源130例如可採用micro-LED或μ-LED作為光源。
在圖25B的實施例，第二基板220較第一基板210設置接近顯示面板110。第二基板220接收來自顯示模組110的準直光線E，即位於調整面板20的入光側，第一基板210則位於調整面板20的出光側。介質層230設置於第一基板210與第二基板220之間。介質層230中包括有第一介質231及第二介質232，在本實施例中為介質層230中填充有第一介質231及第二介質232。第二介質232與第一介質231彼此交錯，其中第二介質232包含複數個多面體結構250。多面體結構250的底面係設置接近第一基板210。此外，第一電極層241、第二電極層242、第三電極層243的設置方式已如前述，在此不另贅述。
圖26為顯示裝置1的調整面板20之另一實施例示意圖。如圖26所示，調整面板20設置於顯示模組10上。在圖26的實施例，顯示模組10為自發光顯示面板，具有複數個子畫素112。舉例而言，子畫素112中標示代號R,G,B係指產生不同色光的區域。調整面板20包含第一基板210、第二基板220、介質層230、第一電極層241，以及第二電極層242。第二基板220與第一基板210相對設置。第二基板220接收來自顯示模組10的準直光線，即位於調整面板20的入光側，第一基板210則位於調整面板20的出光側。
介質層230設置於第一基板210與第二基板220之間。在圖26的實施例，介質層230中包括填充於兩基板間的第一介質231。第一介質231例如為具有雙折射性質的材料，例如液晶。第一介質231的折射率 可由電壓控制，換言之，第一介質231的折射率為電壓的函數。
如圖26所示，第一電極層241設置於第一基板210上，而第二電極層242設置於第二基板220上且面對第一電極層241。請參考圖26及圖27。圖27為對應圖26之電極分布示意圖。如圖27所示，第一電極層241與第二電極層242包含多個呈條狀的電極。第一電極層241的電極沿平行調整面板側邊之第一設置方向D1延伸，並設置沿垂直第一設置方向D1間隔分布。第二電極層242的電極沿平行調整面板側邊之第二設置方向D2延伸，並設置沿垂直第二設置方向D2間隔分布。第一設置方向D1垂直於第二設置方向D2。
另外，第二電極層242包含對應等效屈光結構的每一屈光單元之複數電極組260(參考圖26)。以圖27的實施例為例，第二電極層242中每四個條狀電極的範圍內可產生一個屈光單元，故以第二電極層242中每四個條狀電極作為一電極組。如圖26及圖27所示，每一電極組260包含中心電極262以及相對之二邊緣電極(261L,261R)。中心電極262具有至少二調整電極(262L,262R)。二邊緣電極(261L,261R)分別位於中心電極262之兩側。如圖26所示，子畫素112的寬度W1大致等於電極組的寬度W3。
參考圖26及圖27，於一實施例，邊緣電極(261L及/或261R)的寬度W4可大於調整電極(262L及/或262R)的寬度W5。邊緣電極寬度較大，可作為相鄰電極組間的共用電極，例如圖27的第二電極層242中，相鄰電極組間的邊緣電極(如261R)可共同作為前一電極組的邊緣電極以及次一電極組的邊緣電極。
在其他實施例，邊緣電極的寬度W4可與調整電極的寬度W5相等。例如，將圖27的第二電極層242中的每一邊緣電極分為兩個寬度較小且分離的邊緣電極，如此一來，每一電極組具有獨立的四個電極， 相鄰電極組間的邊緣電極彼此分離。
圖28為第一致能狀態的實施例示意圖。圖28係對應圖26中的調整面板20。在圖28中的第一電極層241與第二電極層242係對應圖27中AA線的放大剖視圖。圖28係繪示單向偏折形態作為第一致能狀態。如圖28所示，第一電極層241設置於第一基板210上，而第二電極層242設置於第二基板220上。當調整面板20於第一致能狀態時，第一基板210與第二基板220之間具有電壓差而形成電場分佈。藉由電場分布變化改變液晶分子的排列。例如，部分液晶分子變為直立狀態，而部分液晶分子變為傾斜狀態。此時根據電場分布於介質層中形成等效屈光結構改變準直光線路徑。
具體而言，第一介質231的折射率可由電壓控制。以填充液晶作為介質層的第一介質231而言，液晶分子排列的秩序係與第一介質231的折射率有關。換言之，改變液晶分子的排列狀態則可改變第一介質231的折射率。當第一基板210與第二基板220之間未具有電壓差時，光線通過第一介質231不同位置感受的折射率相同。當調整面板20於第一致能狀態時，例如，每一電極組260中的二調整電極(262L,262R)具有不同電壓值且二邊緣電極(261L,261R)具有不同電壓值，調整電極262R與第一電極層241的電壓值相同。藉此，每一電極組260對應的範圍內形成多個不同電壓差，以控制液晶分子具有不同排列方向。第一介質231根據電場分布產生具有折射率梯度分布之折射介面，例如使液晶分子轉向以堆疊、連接或其他組合方式形成之類曲面。換言之，折射介面位於第一介質231內部。於第一致能狀態時，折射介面產生並形成等效屈光結構。
如圖28所示，每一電極組260對應的範圍內具有一屈光單元30。等效屈光結構的每一屈光單元30具有峰部32，其位置在朝第二基 板220投影方向上離開二邊緣電極(261L,261R)之間的中心線C。各電極組260對應的屈光單元30的峰部32偏移位置大致相同。屈光單元30中接近峰部32的一側(例如接近邊緣電極261R的一側)較為陡直，另一側自邊緣電極(例如邊緣電極261L)跨過二調整電極(262L,262R)形成傾斜面34。
整體而言，在圖28的實施例，於第一介質231內部建立折射介面所形成的等效屈光結構提供如稜鏡的效果，將來自顯示模組的光線朝單一出光方向偏折。如圖28所示，預定出光方向包含第一出光方向B1。當調整面板20於第一致能狀態時，準直光線E通過等效屈光結構並沿偏離傳播方向之第一出光方向B1出射。藉此調整面板20對應每一電極組260的位置可將光線朝單一方向偏折出射。
圖29為第一致能狀態的另一實施例示意圖。圖29係繪示多向偏折形態作為第一致能狀態的另一實施例。與前述實施例的差異在於，在圖28，每一電極組260的位置將顯示模組產生的光線導向同一種預定出光方向，藉此達成將光線向單一方向偏折出射。在圖29，每一電極組形成的屈光單元不盡相同，使每一電極組的位置提供的偏折光的方向也不盡相同。
如圖29所示，當調整面板於第一致能狀態時，例如，電極組260A中的二調整電極(262L,262R)具有不同電壓值且二邊緣電極(261L,261R)具有不同電壓值，調整電極262R與第一電極層241的電壓值相同。電極組260D中的二調整電極(262L,262R)具有不同電壓值且二邊緣電極(261L,261R)具有不同電壓值，並將調整電極262L與第一電極層241的電壓值設定為相同。藉此，電極組260A控制液晶分子排列方式與電極組260D控制液晶分子排列方式不同。此時第一介質231根據電場分布產生具有折射率梯度分布之折射介面以形成等效屈光結構。
如圖29所示，每一電極組對應的範圍內具有一屈光單元30。等效屈光結構的每一屈光單元30具有峰部32，其位置在朝第二基板220投影方向上離開二邊緣電極(261L,261R)之間的中心線C。各電極組對應的屈光單元30的峰部32偏移位置不盡相同。例如，在電極組260A，屈光單元30的峰部32接近邊緣電極261R的一側，傾斜面34自邊緣電極261L跨過二調整電極(262L,262R)而形成。在電極組260D，屈光單元30的峰部32接近邊緣電極261L的一側，傾斜面34自邊緣電極261R跨過二調整電極(262L,262R)而形成。
如圖29所示，預定出光方向包含第一出光方向B1與第二出光方向B2。當調整面板20於第一致能狀態時，準直光線E通過等效屈光結構並沿偏離傳播方向之第一出光方向B1及第二出光方向B2出射。例如對應電極組260A及電極組260C的位置將光線導向第一出光方向B1，而對應電極組260B及電極組260D的位置將光線導向第二出光方向B2。藉此調整面板20對應每一電極組的位置可將光線朝單一方向偏折出射，各電極組的位置將光線偏折的方向不盡相同。藉此設計，顯示裝置於畫面不同位置將光線調整為不同的光強度方向，以提供不同的視覺感受。
圖30為第一致能狀態的另一實施例示意圖。圖30係繪示散射形態作為第一致能狀態。如圖30所示，當調整面板20於第一致能狀態時，第一基板210與第二基板220之間具有電壓差而形成電場分佈。例如，電極組260中的二調整電極(262L,262R)具有相同電壓值，二邊緣電極(261L,261R)具有不同電壓值，且二調整電極(262L,262R)與第一電極層241的電壓值相同。
如前所述，第一介質231的折射率可由電壓控制。當調整面板20於第一致能狀態時，每一電極組260對應的範圍內形成多個不同電壓 差，以控制液晶分子排列方式。此時第一介質231根據電場分布產生具有折射率梯度分布之折射介面以形成等效屈光結構改變準直光線路徑。
如圖30所示，每一電極組260對應的範圍內具有一屈光單元30。等效屈光結構的每一屈光單元30具有峰部32，其位置在朝第二基板220投影方向上位於二邊緣電極(261L,261R)之間的中心線C上。各電極組260對應的屈光單元30的峰部32位置大致相同。
整體而言，在圖30的實施例，於第一介質231內部建立折射介面所形成的等效屈光結構提供如透鏡的效果，將來自顯示模組的光線折射形成發散出光的形式。如圖30所示，預定出光方向包含第一出光方向B1與第二出光方向B2。當調整面板於第一致能狀態時，準直光線通過等效屈光結構並朝向第一出光方向B1、第二出光方向B2及傳播方向A出射。藉此調整面板對20應每一電極組260的位置可將光線散射出光。
應理解，前述將光線朝向第一出光方向B1、第二出光方向B2及傳播方向A出射僅為舉例說明散射形態出射的光線包含預定出光方向以外的不同方向，並不以傳播方向為限。藉由散射形態的操作方式，使各方向具有較均勻的光強度分布。
需補充的是，前述電極組中以二邊緣電極以及具二調整電極的中心電極為示例，但電極的數量並不以此為限。例如，可增加每一電極組中的中心電極數量以提高控制折射介面的精準度，可進一步改善出光效果。例如，形成如稜鏡形式(參考圖28)的屈光單元30，使陡直面36實質上與第二基板220表面垂直，並且使峰部32形狀趨近於尖角。此外，每一電極組260中各電極的寬度及彼此的間距可進一步調整，以提高控制折射介面的精準度。
另外，承前述討論，在其他實施例，可選擇在同一電極組中 藉由增加電極的數量以形成多個屈光單元。例如形成多個透鏡形式，在此情形，峰部32的位置將不以落在邊緣電極(261L,261R)之間的中心線C為限。
另外，承前述討論，在其他實施例亦可視需求將電極組的電極數量減為三個，例如，電極組的中心電極僅保留一個調整電極而形成三個電極所組成的電極組。以圖28的等效屈光結構為例，所需形成的屈光單元30係將峰部32偏向接近邊緣電極261R的一側，當調整電極減少為一個時，調整電極的位置可離開二邊緣電極(261L,261R)之間的中心線C並設置接近邊緣電極261R。藉此，在調整面板20的特定位置可以佈署具有三個電極的電極組以提供如圖28所示之屈光單元30。
圖31為第二致能狀態的另一實施例示意圖。圖31係繪示準直形態作為第二致能狀態。如圖31所示，第一電極層241設置於第一基板210上，第二電極層242設置於第二基板220上。當調整面板20於第二致能狀態時，第一基板210與第二基板220之間不具有電壓差，例如，調整第二電極層242每一電極組260的各電極與第一電極層241的電壓值相同。準直光線E沿傳播方向A穿透調整面板20。
由圖28至圖31的實施例可知，顯示裝置可藉由調整面板20中電極層形成/不形成電壓差，以切換出射光線具有不同的形態(例如單向偏折、散射、準直)。藉此提供光強度方向的不同改變方式。
圖32A為模擬出光之一範例。如圖32A所示，在第一基板210和第二基板220之間建立折射介面以形成等效屈光結構。等效屈光結構的每一屈光單元30具有傾斜面34，傾斜面34與第二基板220表面具有傾角θ。準直光線E實質自傳播方向A朝傾斜面34傾斜方向之一側(例如遠離陡直面)偏折。預定出光方向B與第一基板210表面具有夾角ψ。如圖32A所示，準直光線E朝向預定出光方向B出射，預定出光方向B與第一基板 210表面具有夾角ψ。
此外，第一介質的折射率可由電壓控制。折射介面可以於第一介質內部產生(如圖28實施例所示)。預定出光方向與第一基板210表面的夾角隨傾角θ增加而增加。例如，第一介質的折射率為1.725，第一基板210和第二基板220的折射率為1.5。當傾角θ角度增加，夾角ψ隨之增加。傾角θ角度範圍介於10至60度，夾角ψ具有對應前述角度範圍之夾角範圍介於0至40度。
另外，折射介面可以沿第一介質與第二介質的交界產生(如圖5實施例所示)。例如，第一介質具有隨電壓差改變之第一折射率值及第二折射率值。預定出光方向與第一基板210表面的夾角ψ隨著傾角θ與第一折射率和第二折射率值的差值改變有不同變化。前述第一折射率和第二折射率的差值範圍介於0至0.225。例如，第一介質接近入光側，第二介質接近出光側。第一介質的折射率介於1.5至1.725，第二介質的折射率、第一基板和第二基板的折射率為1.5。傾角θ具有第一角度範圍介於10至60度，夾角ψ具有對應第一角度範圍之夾角範圍介於0至40度。
詳言之，在第一角度範圍，當傾角θ角度增加，第一介質的折射率與第二介質的折射率不同時(例如第一介質的折射率變為1.725)，夾角ψ角度隨之增加。此外，在第一角度範圍，當傾角θ角度固定，第一介質的折射率增加，夾角ψ角度亦隨之增加。換言之，在第一角度範圍，預定出光方向與第一基板210表面的夾角ψ隨傾角θ與折射率差值之增加而增加。
另外，同樣以第一介質接近入光側，第二介質接近出光側。第一介質的折射率介於1.5至1.725，第二介質的折射率、第一基板210和第二基板220的折射率為1.5。傾角θ具有第二角度範圍介於67.5至75度， 夾角ψ具有對應第二角度範圍之夾角範圍介於40至75度。
詳言之，在第二角度範圍，當傾角θ角度增加，第一介質的折射率與第二介質的折射率不同時，夾角ψ角度隨之減少。此外，在第二角度範圍，當傾角θ角度固定，第一介質的折射率增加，夾角ψ角度亦隨之減少。換言之，在第二角度範圍，預定出光方向與第一基板210表面的夾角ψ隨傾角θ與折射率差值之增加而減少。
圖32B為採圖32A所示等效屈光結構的出光結果。如圖32A所示，等效屈光結構的每一屈光單元30具有傾斜面34及陡直面36，在此實施例，陡直面36略微傾斜，傾斜程度小於傾斜面34，亦即，陡直面36與第二基板220表面所夾角度較傾斜面34與第二基板220表面所夾角度大。此外，傾斜面34及陡直面36連接處形成圓角。
在圖32B，縱軸為光強度，橫軸為視角。需注意的是，此處視角係為預定出光方向與第一基板法線的夾角。如圖32B所示，準直光線偏折出光，大部分的光強度集中分布在約-60度，其他角度的光強度明顯低於前者。若以0度位置為界，部分的光線可能因陡直面略微傾斜而在另一側，約80度的位置出射。另外，部分光線可能因傾斜面及陡直面連接處形成圓角而在約-68度及約-7度出射。
圖33A為模擬出光之另一範例；圖33B為採圖33A所示等效屈光結構的出光結果。隨控制折射介面的精準度提高，可改善出光效果。如圖33A所示，等效屈光結構的每一屈光單元30具有傾斜面34及陡直面36，在此實施例，陡直面36較前一實施例具有更小傾斜程度。此外，傾斜面34及陡直面36連接處形成尖角。
在圖33B，縱軸為光強度，橫軸為視角。如圖33B所示，準直光線偏折出光，大部分的光強度集中分布在約-60度，其他角度的光強 度明顯低於前者。若以0度位置為界，出射光線幾乎分布於視角小於0度的一側。另外，部分光線在約-55度及約-35度出射，其光強度與-60度位置出光的光強度差距較前一實施例更為顯著。藉此可將光線導向特定出光方向，可達成調整光強度方向的效果。
圖34為介質層230具有不同調整區的示意圖。例如，介質層230分隔具有複數個調整區(J1~J5)。調整區對應每一子畫素，且至少部分之調整區具有不同的屈光程度。圖34係以圖33A繪示模擬的折射介面為例。如圖34所示，將介質層230劃分成調整區J1、調整區J2、調整區J3、調整區J4，以及調整區J5。
調整區J1及調整區J4例如可接收通過產生紅光之子畫素的準直光線，調整區J2及調整區J5例如可接收通過產生綠光之子畫素的準直光線，而調整區J3例如可接收通過產生藍光之子畫素的準直光線。例如，設定調整區J1、調整區J2、調整區J3之間的屈光程度彼此不同，而調整區J1的屈光程度與調整區J4的屈光程度相同，調整區J2的屈光程度與調整區J5的屈光程度相同。以形成如稜鏡的等效屈光結構而言，不同屈光程度即是指將光線偏折的角度大小不同。另外，以形成如透鏡的等效屈光結構而言，不同屈光程度即是指將光線散射程度不同。
圖35為介質層230具有不同調整區的一實施例示意圖。圖35係以圖2中的調整面板為例。如圖35所示，介質層230具有第一介質231與第二介質232，並將介質層230分隔具有調整區J1、調整區J2、調整區J3，分別接收通過不同子畫素的準直光線。各調整區之間例如以隔板(圖未示)隔開。隔板較佳為可透光。調整區J1、調整區J2、調整區J3之間的屈光程度可設定為彼此不同。
舉例而言，第一介質231的折射率可由電壓控制，而第二介 質232的折射率為固定值。在調整區J1，第一介質231和第二介質232的折射率差值為dnA，在調整區J2，第一介質231和第二介質232的折射率差值為dnB，在調整區J3，第一介質231和第二介質232的折射率差值為dnC。各調整區折射率差值不同(dnA≠dnB≠dnC)。以單向偏折形態而言，調整面板20除了可以將光線朝單一方向偏折出射，還可利用各調整區折射率差值不同進一步控制偏折的程度。藉此提高多種光強度方向調整效果。
圖36為介質層230具有不同調整區的另一實施例示意圖。圖36係以圖26中的調整面板20為例。如圖36所示，介質層230具有第一介質231，並將介質層230分隔具有調整區J1、調整區J2、調整區J3、調整區J4，分別接收通過不同子畫素的準直光線。各調整區大小例如可與電極組260的範圍對應。各調整區之間例如以隔板隔開。隔板較佳為可透光。調整區J1、調整區J2、調整區J3、調整區J4之間的屈光程度可設定為彼此不同。
舉例而言，第一介質231的折射率可由電壓控制。每一電極組260對應的範圍內形成多個不同電壓差，以控制液晶分子具有不同排列方向。此外，在各調整區中所形成的電壓差分布彼此不同，使各調整區中液晶分子的排列有差異。以單向偏折形態為例，在調整區J1所形成屈光單元的傾斜面的傾斜程度與調整區J2、調整區J3所形成屈光單元的傾斜面的傾斜程度不同，以進一步控制偏折的程度。藉此提高多種光強度方向調整效果。
圖37為顯示裝置的調整面板20之另一實施例示意圖。如圖37所示，第一基板210接收來自顯示模組的準直光線E，即位於調整面板20的入光側，第二基板220則位於調整面板20的出光側。介質層230設置於第一基板210與第二基板220之間。第一電極層241設置於第一基板210 上，而第二電極層242設置於第二基板220上且面對第一電極層241。介質層230中包括填充於兩基板間的第一介質231。第一介質231例如為具有雙折射性質的材料，例如液晶。
圖38為顯示裝置1具有背光源130之另一實施例示意圖。如圖38所示，調整面板20設置於顯示模組10上。在圖38的實施例，顯示模組10為非自發光顯示模組，包含顯示面板110及背光源130。顯示面板110中具有液晶層114及複數個子畫素112。舉例而言，子畫素112中標示代號R,G,B係指產生不同色光的區域。調整面板20包含第一基板210、第二基板220、介質層230、第一電極層241，以及第二電極層242。第二基板220與第一基板210相對設置。背光源130例如可採用micro-LED或μ-LED作為光源。
在圖38的實施例，第二基板220較第一基板210設置接近顯示面板110。第二基板220接收來自顯示模組10的準直光線E，即位於調整面板20的入光側，第一基板210則位於調整面板20的出光側。介質層230設置於第一基板210與第二基板220之間。介質層230中包括填充於兩基板間的第一介質231。此外，第二電極層242包含複數電極組260的內容已如前述，在此不另贅述。
圖39為顯示裝置1的調整面板20之另一實施例示意圖。如圖39所示，調整面板20設置於顯示模組10上。在圖39的實施例，顯示模組10為自發光顯示面板，具有複數個子畫素112。舉例而言，子畫素112中標示代號R,G,B係指產生不同色光的區域。調整面板20包含第一基板210、第二基板220、介質層230、第一電極層241，以及第二電極層242。第二基板220與第一基板210相對設置。第二基板220接收來自顯示模組10的準直光線E，即位於調整面板20的入光側，第一基板210則位於調整 面板20的出光側。
介質層230設置於第一基板210與第二基板220之間。在圖39的實施例，介質層230中包括填充於兩基板間的第一介質231及第二介質232。第一介質231與第二介質232分別為具有不同極性及折射率之第一流體及第二流體。例如，第一流體為油，第二流體為水溶液。第一流體與第二流體實質上不互溶。如圖39所示，第一流體與第二流體之間具有接觸介面234。
如圖39所示，第一電極層241設置於第一基板210上，而第二電極層242設置於第二基板220上且面對第一電極層241。在此實施例，第一電極層241與第二電極層242包含多個呈條狀的電極，其分布與圖27所示類似。第一電極層241的電極彼此平行並間隔分布。第二電極層242的電極設置方向與第一電極層241的電極方向垂直，亦採彼此平行並間隔分布。與圖27的差異在於，第二電極層242的邊緣電極(261L,261R)的寬度與調整電極(262L,262R)的寬度大致相等。每一電極組260具有獨立的四個電極，相鄰電極組260間的邊緣電極彼此分離。
類似地，第二電極層242包含對應等效屈光結構的每一屈光單元之複數電極組260。以圖39的實施例為例，第二電極層242中每四個條狀電極的範圍內可產生一個屈光單元，故以第二電極層242中每四個條狀電極作為一電極組260。介質層230依據電極組260範圍以擋牆270分隔為多個區域。擋牆270例如為可透光材質。如圖39所示，每一電極組260包含中心電極262以及相對之二邊緣電極(261L,261R)。中心電極262具有至少二調整電極(262L,262R)。二邊緣電極(261L,261R)分別位於中心電極262之兩側。如圖39所示，子畫素112的寬度W1大致等於電極組260的寬度W3。
圖40為第一致能狀態的實施例示意圖。圖40係對應圖39中的調整面板20。圖40係繪示單向偏折形態作為第一致能狀態。如圖40所示，第一電極層241設置於第一基板210上，而第二電極層242設置於第二基板220上。當調整面板20於第一致能狀態時，第一基板210與第二基板220之間具有電壓差而形成電場分佈。藉由電場分布變化改變接觸介面的形狀。例如，接觸介面由平坦狀變成傾斜狀。
具體而言，接觸介面的形狀可由電壓控制。當第一基板210與第二基板220之間未具有電壓差時，接觸介面為平坦狀表面，此時接觸介面於不同位置的法線方向實質相同，不改變準直光線行進方向。當調整面板20於第一致能狀態時，例如，每一電極組260中的二調整電極(262L,262R)具有不同電壓值且二邊緣電極(261L,261R)具有不同電壓值，調整電極262L與第一電極層241的電壓值相同。
藉此，每一電極組260對應的範圍內形成多個不同電壓差，以控制第一介質231的濕潤性而改變接觸角，並利用第二介質232推擠第一介質231以維持接觸介面形成為特定形狀(例如具有傾斜面34)。此時在第一介質231與第二介質232的交界建立折射介面，接觸介面的法線方向改變，而改變光線路徑。換言之，在第一流體與第二流體之間具有作為折射介面之接觸介面。於第一致能狀態時，折射介面根據電場分佈改變形狀而形成等效屈光結構。
如圖40所示，每一電極組260對應的範圍內具有一屈光單元30。等效屈光結構的每一屈光單元30具有峰部32，其位置在朝第二基板220投影方向上離開二邊緣電極(261L,261R)之間的中心線C。各電極組260對應的屈光單元30的峰部32偏移位置大致相同。屈光單元30中接近峰部32的一側(例如接近邊緣電極261L的一側)較為陡直，另一側自邊緣電 極(例如邊緣電極261R)跨過二調整電極形成傾斜面34。
整體而言，在圖40的實施例，折射介面所形成的等效屈光結構提供如稜鏡的效果，將來自顯示模組的光線朝單一出光方向偏折。如圖40所示，預定出光方向包含第二出光方向B2。當調整面板20於第一致能狀態時，準直光線E通過等效屈光結構並沿偏離傳播方向之第二出光方向B2出射。藉此調整面板20對應每一電極組260的位置可將光線朝單一方向偏折出射。
在其他實施例，第一介質231變動後折射率較佳大於第二介質232的折射率。亦即，在接近調整面板20入光側的介質具有較大折射率，使光線先通過折射率較大的介質，藉此增加光線出射後偏離傳播方向的程度，但不以此為限。
圖41為第一致能狀態的另一實施例示意圖。圖41係繪示多向偏折形態作為第一致能狀態的另一實施例。與前述實施例的差異在於，在圖40，每一電極組的位置將顯示模組產生的光線導向同一種預定出光方向，藉此達成將光線向單一方向偏折出射。在圖41，每一電極組形成的屈光單元不盡相同，使每一電極組的位置提供的偏折光的方向也不盡相同。
如圖41所示，當調整面板20於第一致能狀態時，例如，電極組260A中的二調整電極(262L,262R)具有不同電壓值且二邊緣電極(261L,261R)具有不同電壓值，調整電極261L與第一電極層241的電壓值相同。電極組260C中的二調整電極(262L,262R)具有不同電壓值且二邊緣電極(261L,261R)具有不同電壓值，調整電極262R與第一電極層241的電壓值相同。藉此，電極組260A控制接觸介面的形狀與電極組260C控制接觸介面的形狀不同。折射介面根據電場分佈改變形狀而形成等效屈光結構。
如圖41所示，每一電極組對應的範圍內具有一屈光單元 30。等效屈光結構的每一屈光單元30具有峰部32，其位置在朝第二基板220投影方向上離開二邊緣電極(261L,261R)之間的中心線C。各電極組對應的屈光單元30的峰部32偏移位置不盡相同。例如，在電極組260A，屈光單元30的峰部32接近邊緣電極261L的一側，傾斜面34自邊緣電極261R跨過二調整電極(262L,262R)而形成。在電極組260C，屈光單元30的峰部32接近邊緣電極261R的一側，傾斜面34自邊緣電極261L跨過二調整電極(262L,262R)而形成。
如圖41所示，預定出光方向包含第一出光方向B1與第二出光方向B2。當調整面板20於第一致能狀態時，準直光線E通過等效屈光結構並沿偏離傳播方向之第一出光方向B1及第二出光方向B2出射。例如對應電極組260A及電極組260B的位置將光線導向第二出光方向B2，而對應電極組260C及電極組260D的位置將光線導向第一出光方向B1。藉此調整面板20對應每一電極組的位置可將光線朝單一方向偏折出射，各電極組的位置將光線偏折的方向不盡相同。藉此設計，顯示裝置於畫面不同位置將光線調整為不同的光強度方向，以提供不同的視覺感受。
圖42為第一致能狀態的另一實施例示意圖。圖42係繪示散射形態作為第一致能狀態。如圖42所示，當調整面板20於第一致能狀態時，第一基板210與第二基板220之間具有電壓差而形成電場分佈。例如，電極組260A中的二調整電極(262L,262R)具有相同電壓值且與第一電極層241的電壓值相同，二邊緣電極(261L,261R)具有相同電壓值且不等於二調整電極(262L,262R)的電壓值。
如前所述，接觸介面的形狀可由電壓控制。當調整面板20於第一致能狀態時，每一電極組對應的範圍內形成多個不同電壓差，以控制第一介質231的濕潤性而改變接觸角，並利用第二介質232推擠第一介 質231以維持接觸介面形成為特定形狀(例如具有弧曲面)。此時在第一介質231與第二介質232的交界建立折射介面，接觸介面的法線方向改變，而改變光線路徑。折射介面根據電場分佈改變形狀而形成等效屈光結構。
如圖42所示，每一電極組260對應的範圍內具有一屈光單元30。等效屈光結構的每一屈光單元30具有峰部32，其位置在朝第二基板220投影方向上位於二邊緣電極(261L,261R)之間的中心線C上。各電極組對應的屈光單元30的峰部32位置大致相同。
整體而言，在圖42的實施例，折射介面所形成的等效屈光結構提供如透鏡的效果，將來自顯示模組的光線折射形成發散出光的形式。如圖42所示，預定出光方向包含第一出光方向B1與第二出光方向B2。當調整面板20於第一致能狀態時，準直光線E通過等效屈光結構並朝向第一出光方向B1、第二出光方向B2及傳播方向A出射。藉此調整面板20對應每一電極組260的位置可將光線散射出光。
應理解，前述將光線朝向第一出光方向、第二出光方向及傳播方向出射僅為舉例說明散射形態出射的光線包含預定出光方向以外的不同方向，並不以傳播方向為限。藉由散射形態的操作方式，使各方向具有較均勻的光強度分布。
需補充的是，前述電極組中以二邊緣電極以及具二調整電極的中心電極為示例，但電極的數量並不以此為限。例如，可增加每一電極組中的中心電極數量以提高控制折射介面的精準度，可進一步改善出光效果。例如，形成如稜鏡形式(參考圖40)的屈光單元30，使陡直面36實質上與第二基板220表面垂直，並且使峰部32形狀趨近於尖角。此外，每一電極組260中各電極的寬度及彼此的間距可進一步調整，以提高控制折射介面的精準度。
另外，承前述討論，在其他實施例，可選擇在同一電極組中藉由增加電極的數量以形成多個屈光單元。例如形成多個透鏡形式，在此情形，峰部32的位置將不以落在邊緣電極(261L,261R)之間的中心線C為限。
另外，承前述討論，在其他實施例亦可視需求將電極組的電極數量減為三個，例如，電極組的中心電極僅保留一個調整電極而形成三個電極所組成的電極組。以圖40的等效屈光結構為例，所需形成的屈光單元30係將峰部32偏向接近邊緣電極261L的一側，當調整電極減少為一個時，調整電極的位置可離開二邊緣電極(261L,261R)之間的中心線C並設置接近邊緣電極261L。藉此，在調整面板的特定位置可以佈署具有三個電極的電極組以提供如圖40所示之屈光單元30。
圖43為第二致能狀態的另一實施例示意圖。圖43係繪示準直形態作為第二致能狀態。如圖43所示，第一電極層241設置於第一基板210上，第二電極層242設置於第二基板220上。當調整面板20於第二致能狀態時，第一基板210與第二基板220之間不具有電壓差，例如，調整第二電極層242每一電極組260的各電極與第一電極層241的電壓值相同。準直光線E沿傳播方向穿透調整面板20。
由圖40至圖43的實施例可知，顯示裝置可藉由調整面板中電極層形成/不形成電壓差，改變第一流體與第二流體間之接觸介面的形狀，以切換出射光線具有不同的形態(例如單向偏折、散射、準直)。藉此提供光強度方向的不同改變方式。
圖44為根據圖39中的調整面板20繪示介質層230具有不同調整區的示意圖。圖44係以圖39中的調整面板20為例。如圖44所示，介質層230具有第一介質231與第二介質232，並將介質層230分隔具有調整區J1、調整區J2、調整區J3、調整區J4，分別接收通過不同子畫素的準 直光線。各調整區大小例如可與電極組260的範圍對應。各調整區之間可以擋牆作為調整區的邊界。擋牆較佳為可透光。調整區J1、調整區J2、調整區J3、調整區J4之間的屈光程度可設定為彼此不同。
舉例而言，第一介質231與第二介質232分別為具有不同極性及折射率之第一流體及第二流體。第一流體與第二流體之間具有接觸介面。每一電極組260對應的範圍內形成多個不同電壓差，利用電場分布變化改變接觸介面的形狀。此外，在各調整區中所形成的電壓差分布彼此不同，使各調整區中接觸介面的形狀有差異。以單向偏折形態為例，在調整區J1所形成屈光單元的傾斜面的傾斜程度與調整區J2、調整區J3的傾斜面的傾斜程度不同以進一步控制偏折的程度。藉此提高多種光強度方向調整效果。
圖45為顯示裝置的調整面板20之另一實施例示意圖。如圖45所示，第一基板210接收來自顯示模組的準直光線，即位於調整面板20的入光側，第二基板220則位於調整面板20的出光側。介質層230設置於第一基板210與第二基板220之間。第一電極層241設置於第一基板210上，而第二電極層242設置於第二基板220上且面對第一電極層241。介質層230中包括有第一介質231及第二介質232，在本實施例中為介質層230中填充有第一介質231及第二介質232。第一介質231與第二介質232分別為具有不同極性及折射率之第一流體及第二流體，兩者實質上不互溶。
圖46為顯示裝置1具有背光源130之另一實施例示意圖。如圖46所示，調整面板20設置於顯示模組10上。在圖46的實施例，顯示模組10為非自發光顯示模組，包含顯示面板110及背光源130。顯示面板110中具有液晶層114及複數個子畫素112。舉例而言，子畫素112中標示代號R,G,B係指產生不同色光的區域。調整面板20包含第一基板210、 第二基板220、介質層230、第一電極層241，以及第二電極層242。第二基板220與第一基板210相對設置。背光源130例如可採用micro-LED或μ-LED作為光源。
在圖46的實施例，第二基板220較第一基板210設置接近顯示面板110。第二基板220接收來自顯示模組10的準直光線E，即位於調整面板20的入光側，第一基板210則位於調整面板20的出光側。介質層230設置於第一基板210與第二基板220之間。介質層230中包括有第一介質231及第二介質232，在本實施例中為介質層230中填充有第一介質231及第二介質232。此外，第二電極層242包含複數電極組的內容已如前述，在此不另贅述。
本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。

Claims (17)

  1. 一種顯示裝置，包含：一顯示模組，朝一傳播方向發射一準直光線；以及一調整面板，設置於該顯示模組上，該調整面板包含：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相對設置；一介質層，設置於該第一基板與該第二基板之間，該介質層中包括有一第一介質及一第二介質，該第二介質包含複數個多面體結構，該些多面體結構彼此鄰接且沿平行該調整面板之側邊之一第一設置方向及垂直該第一設置方向之一第二設置方向分布，該第二介質與該第一介質彼此交錯；一第一電極層，設置於該第一基板上；以及一第二電極層，設置於該第二基板上且面對該第一電極層；其中，當該調整面板於一第一致能狀態時，該第一基板與該第二基板之間具有電壓差而形成一電場分佈，根據電場分布於該介質層中形成至少一種等效屈光結構，至少部分之該準直光線通過該等效屈光結構並沿偏離該傳播方向之一預定出光方向出射。
  2. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該第一介質的折射率為電壓的函數，當該調整面板於該第一致能狀態時，該第一介質隨電壓差自一第一折射率值改變為一第二折射率值，該第二介質的折射率等於第一折射率值。
  3. 如請求項1所述之顯示裝置，更包含一第三電極層，設置在部分之該多面體結構之表面，且該第三電極層與該第一電極層在朝該第一基板投影方向上交錯設置。
  4. 如請求項3所述之顯示裝置，其中該些多面體結構中沿該第一設置方向及該第二設置方向鄰接之四個多面體結構組成一出光群，該些多面體結構為三角柱體，每一三角柱體具有一稜線及相對該稜線之一底面，該底面設置接近該第一基板，該出光群中於該第一設置方向或該第二設置方向上之兩相鄰三角柱體的稜線相互垂直。
  5. 如請求項3所述之顯示裝置，其中該些多面體結構中沿該第一設置方向及該第二設置方向鄰接之四個多面體結構組成一出光群，該些多面體結構為金字塔體。
  6. 如請求項3所述之顯示裝置，其中該預定出光方向包含一第一出光方向與一第二出光方向，當該調整面板於該第一致能狀態時，該顯示模組於對應該第三電極層的位置及對應部分該第一電極層的位置不點亮，在該第一介質與該第二介質的交界產生一折射介面以形成該等效屈光結構，該準直光線朝向該第一出光方向出射。
  7. 如請求項3所述之顯示裝置，其中該預定出光方向包含一第一出光方向與一第二出光方向，當該調整面板於該第一致能狀態時，該顯示模組於對應該第三電極層的位置不點亮，在該第一介質與該第二介質的交界產生一折射介面以形成該等效屈光結構，該準直光線朝向該第一出光方向及該第二出光方向出射。
  8. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該第一介質的折射率為電壓的函數，該預定出光方向包含一第一出光方向與一第二出光方向，當該調整面板於該第一致能狀態時，該顯示模組於對應該第一電極層的位置不點亮，該第一介質根據電場分布產生具有折射率梯度分布之一折射介面，該折射介面形成該等效屈光結構，該準直光線朝向該第一出光方向、該第二出光方向及該傳播方向出射。
  9. 一種顯示裝置，包含：一顯示模組，朝一傳播方向發射一準直光線；以及一調整面板，設置於該顯示模組上，該調整面板包含：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相對設置；一介質層，設置於該第一基板與該第二基板之間，該介質層中包括有一第一介質；一第一電極層，設置於該第一基板上；以及一第二電極層，設置於該第二基板上且面對該第一電極層；其中，當該調整面板於一第一致能狀態時，該第一基板與該第二基板之間具有電壓差而形成一電場分佈，根據電場分布於該介質層中形成至少一種等效屈光結構，至少部分之該準直光線通過該等效屈光結構並沿偏離該傳播方向之一預定出光方向出射，其中該第一電極層設置沿平行該調整面板側邊之一第一設置方向分布，該第二電極層沿一第二設置方向分布，該第一設置方向垂直於該第二設置方向，該第二電極層包含對應該等效屈光結構之複數電極組，每一電極組包含一中心電極以及相對之二邊緣電極，該中心電極具有至少一調整電極，該二邊緣電極分別位於該中心電極之兩側。
  10. 如請求項9所述之顯示裝置，其中該中心電極具有二調整電極，當該調整面板於該第一致能狀態時，該二調整電極具有不同電壓值且該二邊緣電極具有不同電壓值，該等效屈光結構包含多個屈光單元，每一屈光單元具有一峰部位置在朝該第二基板投影方向上離開該二邊緣電極之間的中心線。
  11. 如請求項9所述之顯示裝置，其中該中心電極具有二調整電極，當該調整面板於該第一致能狀態時，該二調整電極具有相同電壓值，該等效屈光結構包含多個屈光單元，每一屈光單元具有一峰部位置在朝該第二基板投影方向上位於該二邊緣電極之間的中心線上。
  12. 如請求項9所述之顯示裝置，其中該介質層中包括有一第二介質，該第一介質與該第二介質分別為具有不同極性及折射率之一第一流體及一第二流體，該第一流體與該第二流體之間具有作為折射介面之一接觸介面；當該調整面板於該第一致能狀態時，該折射介面根據電場分佈改變形狀而形成該等效屈光結構。
  13. 如請求項1或9所述之顯示裝置，其中當該調整面板於一第二致能狀態時，該第一基板與該第二基板之間不具有電壓差，該準直光線沿該傳播方向穿透該調整面板。
  14. 如請求項1或9所述之顯示裝置，其中該顯示模組為一自發光顯示面板，具有複數個子畫素，該介質層分隔具有複數個調整區，該些調整區對應每一子畫素，且至少部分之該些調整區具有不同的屈光程度。
  15. 如請求項9所述之顯示裝置，其中該等效屈光結構的每一屈光單元具有一傾斜面，該傾斜面與該第二基板表面具有一傾角，該準直光線實質自該傳播方向朝該傾斜面傾斜方向之一側偏折。
  16. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該第一介質具有隨電壓差改變之一第一折射率值及一第二折射率值，當該調整面板於該第一致能狀態時，該第一介質隨電壓差自一第一折射率值改變為一第二折射率值，該第一折射率與該第二折射率值的差值範圍介於0至0.225。
  17. 如請求項16所述之顯示裝置，其中該等效屈光結構的每一屈光單元具有一傾斜面，該傾斜面與該第二基板表面具有一傾角，該第一折射率值介於1.5至1.725，該傾角具有一第一角度範圍介於10至60度，該預定出光方向與該第一基板表面具有一夾角，該夾角具有對應該第一角度範圍之夾角範圍介於0至40度；該傾角具有一第二角度範圍介於67.5至75度，該夾角具有對應該第二角度範圍之夾角範圍介於40至75度；在該第一角度範圍，該夾角隨該傾角及與該第一折射率與該第二折射率值的差值之增加而增加；在該第二角度範圍，該夾角隨該傾角及與該第一折射率與該第二折射率值的差值之增加而減少。
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