CN101819328A - 立体显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体显示器，其包括液晶显示面板、偏光片、复合光学膜、相位延迟片以及黏着层。液晶显示面板具有显示面以及与显示面相对的背面。偏光片配置于背面上。复合光学膜配置于显示面上。复合光学膜包括四分之一波片与至少一光学膜，且光学膜位于液晶显示面板与四分之一波片之间。相位延迟片具有多个彼此分离的相位延迟图案，各相位延迟图案的相位延迟量为λ/2。黏着层配置于复合光学膜与相位延迟片之间，且相位延迟片透过黏着层与四分之一波片相接着。

Description

立体显示器

技术领域

本发明是有关于一种显示器，且特别是有关于一种立体(three-dimension，3D)显示器。

背景技术

近年来，随着显示技术的不断进步，观赏者对于显示器的显示质量(如影像分辨率、色彩饱和度等)的要求也越来越高。然而，除了高影像分辨率以及高色彩饱和度之外，对于观赏者而言，显示器是否能够显示立体影像亦成为购买上的考虑因素之一。

就使用外观而言，立体显示技术可大致分成观察者需戴特殊设计眼镜观看的眼镜式(stereoscopic)以及直接裸眼观看的裸眼式(auto-stereoscopic)。眼镜式立体显示可分为滤光眼镜(color filter glasses)、偏光眼镜(polarizing glasses)以及快门眼镜(shutter glasses)等方式。眼镜式立体显示的工作原理主要是利用显示器送出具有特殊信息的左右眼影像，经由头戴式眼镜的选择，让左右眼分别看到左右眼影像，以形成立体视觉。

一般而言，眼镜式立体显示技术可藉由经图案化的相位延迟片使显示画面形成左右眼可视区域，以达到三维效果。为了降低立体显示器的视角依存性，以增加观察者的可观看视角，在相位延迟片的选择中又以形成圆偏振影像为主。现有形成圆偏振影像的立体显示器的制造方法是将一层四分之一相位差膜以及一层图案化的二分之一相位差膜同时制作于一片玻璃基板上，再将此玻璃基板与液晶面板贴合后，而形成立体影像显示器。

然而，为了制作四分之一相位差膜及二分之一相位差膜的双层相位差膜，必须于配向膜印刷及刷磨工艺后，再进行两次相位差膜涂布以及曝光工艺，因而此种工艺方法需要较高的设备成本及制造时间。再者，由于在玻璃基板上涂布四分之一相位差膜之后以及在涂布二分之一相位差膜之前，无法进行水洗等清洁步骤，因此无法去除四分之一相位差膜上的颗粒或杂质。亦即，两道相位差膜工艺当中的洁净度不易控制，容易导致所形成的相位延迟片产生缺陷，而影响立体显示器的质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种立体显示器，其中四分之一波片与相位延迟图案互不接触。

为达到上述目的，本发明提出一种立体显示器，其包括液晶显示面板、偏光片、复合光学膜、相位延迟片以及黏着层。液晶显示面板具有显示面以及与显示面相对的背面。偏光片配置于背面上。复合光学膜配置于显示面上。复合光学膜包括四分之一波片与至少一光学膜，且光学膜位于液晶显示面板与四分之一波片之间。相位延迟片具有多个彼此分离的相位延迟图案，各相位延迟图案的相位延迟量为λ/2。黏着层配置于复合光学膜与相位延迟片之间，且相位延迟片透过黏着层与四分之一波片相接着。

在本发明的一实施例中，上述的偏光片包括第一光学膜、第二光学膜以及第一补偿膜，且第二光学膜位于第一光学膜与第一补偿膜之间。第一光学膜例如为醋酸纤维素(cellulose triacetate，TAC)薄膜，而第二光学膜例如为聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)薄膜。

在本发明的一实施例中，上述的复合光学膜中的至少一光学膜包括第二补偿膜以及聚乙烯醇(PVA)薄膜，其中第二补偿膜位于聚乙烯醇(PVA)薄膜与液晶显示面板之间，且聚乙烯醇(PVA)薄膜位于第二补偿膜与四分之一波片之间。

在本发明的一实施例中，上述的复合光学膜中的至少一光学膜为聚乙烯醇(PVA)薄膜，且聚乙烯醇(PVA)薄膜位于四分之一波片与液晶显示面板之间。

在本发明的一实施例中，上述的相位延迟片包括盖板、光学材料层以及多个拟图案。盖板具有外表面以及相对于外表面的内表面。光学材料层配置于盖板的内表面上，其中相位延迟图案位于光学材料层上。拟图案配置于光学材料层上，并且位于相位延迟图案之间，其中拟图案的相位延迟量为0。

在本发明的一实施例中，上述的相位延迟图案的光轴实质上平行于四分之一波片的光轴。

在本发明的一实施例中，上述的相位延迟图案的光轴实质上垂直于四分之一波片的光轴。

本发明另提出一种立体显示器，其包括液晶显示面板、偏光片、复合光学膜以及相位延迟片。液晶显示面板具有显示面以及与显示面相对的背面。偏光片配置于背面上。复合光学膜配置于显示面上。相位延迟片配置于复合光学膜上。而相位延迟片包括盖板、多个彼此分离的相位延迟图案以及四分之一波片，其中各相位延迟图案的相位延迟量为λ/2，相位延迟图案与四分之一波片配置于盖板的二相对表面上。

在本发明的一实施例中，上述的偏光片包括第一光学膜、第二光学膜以及第一补偿膜，且第二光学膜位于第一光学膜与第一补偿膜之间。第一光学膜例如为醋酸纤维素(cellulose triacetate，TAC)薄膜，而第二光学膜例如为聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)薄膜。

在本发明的一实施例中，上述的复合光学膜中的至少一光学膜包括醋酸纤维素(TAC)薄膜以及聚乙烯醇(PVA)薄膜，其中聚乙烯醇(PVA)薄膜位于醋酸纤维素(TAC)薄膜与液晶显示面板之间。

在本发明的一实施例中，上述的盖板具有外表面以及相对于外表面的内表面，四分之一波片位于外表面上，而相位延迟图案位于内表面上。

在本发明的一实施例中，上述的相位延迟片更包括：光学材料层以及多个拟图案。光学材料层配置于盖板的内表面上，且相位延迟图案位于光学材料层上。拟图案配置于光学材料层上，并且位于相位延迟图案之间，其中拟图案的相位延迟量为0。

在本发明的一实施例中，立体显示器更包括黏着层，配置于复合光学膜与相位延迟片之间，且复合光学膜透过黏着层与相位延迟图案相接着。

在本发明的一实施例中，上述的相位延迟图案的光轴实质上平行于四分之一波片的光轴。

在本发明的一实施例中，上述的相位延迟图案的光轴实质上垂直于四分之一波片的光轴。

本发明又提出一种立体显示器，其包括显示面板、偏光片、复合光学膜以及相位延迟片。显示面板具有显示面以及与显示面相对的背面。偏光片配置于背面上。复合光学膜配置于显示面上，复合光学膜包括四分之一波片。相位延迟片具有多个相位延迟图案，各相位延迟图案的相位延迟量为λ/2，其中从显示面出射的光通过四分之一波片后为圆偏振光，此圆偏振光通过相位延迟图案后为另一圆偏振光。

在本发明的一实施例中，上述的复合光学膜更包括光学膜，其中光学膜位于液晶显示面板与四分之一波片之间。

基于上述，本发明实施例的立体显示器藉由将四分之一波片配置于复合光学膜中，并利用黏着层将具有相位延迟图案的相位延迟片贴附于四分之一波片上，因此只需进行一道相位差膜涂布与曝光工艺即可形成相位延迟片，而能够减少工艺时间与成本，并且有效提升工艺洁净度。

此外，本发明实施例的立体显示器直接将四分之一波片与相位延迟图案分别配置于盖板的二相对表面上，因此也可降低工艺复杂度，并避免颗粒或杂质残留于相位延迟片中。

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，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1A是依照本发明的一实施例的一种立体显示器的部分示意图；

图1B是依照本发明的第一实施例的一种立体显示器的剖面示意图；

图2是依照本发明的第二实施例的一种立体显示器的剖面示意图；

图3是依照本发明的第三实施例的一种立体显示器的剖面示意图。

【主要组件符号说明】

100、200、300：立体显示器

102：眼镜

102L、102R：镜片

110：液晶显示面板

110a：显示面

110b：背面

120：偏光片

122：第一光学膜

124：第二光学膜

126：第一补偿膜

130、230、330：复合光学膜

132、332：四分之一波片

134、334：聚乙烯醇(PVA)薄膜

136：第二补偿膜

140、340：相位延迟片

142、342：相位延迟图案

144、344：盖板

144a、344a：外表面

144b、344b：内表面

146、346：光学材料层

148、348：拟图案

150：黏着层

338：醋酸纤维素(TAC)薄膜

D1、D2：延伸方向

F1、F2：画面

L：左眼画面

P：像素

R：右眼画面

具体实施方式

图1A是依照本发明的一实施例的一种立体显示器的部分示意图。图1B是依照本发明的第一实施例的一种立体显示器的剖面示意图。

请同时参照图1A与图1B，立体显示器100适于让观察者在配戴眼镜102时观看，其中眼镜102具有二偏极特性不同的镜片102L、102R。举例而言，当观察者配戴眼镜102观看立体显示器100时，透过不同偏极特性的镜片102L、102R，可以让左右眼分别看到偏振方向不同的左眼画面L以及右眼画面R，以形成立体视觉。此外，立体显示器100包括液晶显示面板110、偏光片120、背光模块(未绘示)、复合光学膜130、相位延迟片140以及黏着层150。在本实施例中，偏光片120、复合光学膜130、相位延迟片140以及黏着层150皆位于液晶显示面板110与眼镜102之间。偏光片120位于背光模块以及液晶显示面板110之间。

液晶显示面板110具有显示面110a以及与显示面110a相对的背面110b。液晶显示面板110具有多个呈数组排列的像素P，且这些像素P适于让使用者从液晶显示面板110的显示面110a观看。

偏光片120配置于液晶显示面板110的背面110b上。偏光片120包括第一光学膜122、第二光学膜124以及第一补偿膜126。第二光学膜124位于第一光学膜122与第一补偿膜126之间。第一光学膜122例如为醋酸纤维素(cellulose triacetate，TAC)薄膜，而第二光学膜124例如为聚乙烯醇(polyvinylalcohol，PVA)薄膜。

复合光学膜130配置于液晶显示面板110的显示面110a上。复合光学膜包括四分之一波片132与至少一层光学膜，且光学膜位于液晶显示面板110与四分之一波片132之间。四分之一波片132例如是高分子薄膜。在一实施例中，上述光学膜包括聚乙烯醇(PVA)薄膜134以及第二补偿膜136，其中第二补偿膜136是用以偏极化从液晶显示面板110出射的光。第二补偿膜136位于聚乙烯醇(PVA)薄膜134与液晶显示面板110之间，且聚乙烯醇(PVA)薄膜134位于第二补偿膜136与四分之一波片132之间。复合光学膜130例如是将四分之一波片132、聚乙烯醇(PVA)薄膜134及第二补偿膜136压合成一体，或者是利用贴合的方式将各膜片接合而形成之。

相位延迟片140具有多个彼此分离的相位延迟图案142，各相位延迟图案142的相位延迟量为λ/2。详言之，相位延迟片140还可包括盖板144、光学材料层146以及多个拟图案148。盖板144例如为玻璃基板，且其具有外表面144a以及相对于外表面144a的内表面144b。光学材料层146配置于盖板144的内表面144b上，且光学材料层146例如为聚酰亚胺(polyimide，PI)。相位延迟图案142与拟图案148位于光学材料层146上，其中拟图案148的相位延迟量为0。拟图案148位于相位延迟图案142之间，即相位延迟量为λ/2的相位延迟图案142与相位延迟量为0的拟图案148相互交错排列，而使得相位延迟图案142与拟图案148构成具有两相位延迟量不同的区域。在一实施例中，相位延迟图案142的光轴的延伸方向D2实质上垂直于四分之一波片132的光轴的延伸方向D1。

相位延迟片140中相位延迟量不同区域交错排列的设置例如是对应于液晶显示面板110上的像素P而设计。举例而言，相位延迟片140包括多个条状相位延迟图案142与拟图案148，且各条状相位延迟图案142与拟图案148分别对应液晶显示面板110中的各列像素P。因此，相位延迟片140上的条状相位延迟图案142具有相位延迟的效果，可以使得液晶显示面板110所显示的影像通过相位延迟图案142之后产生λ/2的相位延迟，而影像通过拟图案148之后则是呈现无相位差。当然，相位延迟图案142与拟图案148的排列方式并不限于条状排列，相位延迟图案142与拟图案148也可以是分别对应于一个或多个像素P的岛状图案(island-like patterns)。亦即，本发明并不限定延迟图案142与拟图案148的图案形状、大小与排列方式，于此技术领域具有通常知识者可视其需求来设计相位延迟图案142、拟图案148与液晶显示面板110上像素P的对应关系。

具体而言，由于第二补偿膜136位于像素P与眼镜102之间，因此液晶显示面板110适于显示一偏振方向为第二补偿膜136光轴的延伸方向的线偏影像，其中第二补偿膜136的光轴例如是正交于第一补偿膜126的光轴。之后，四分之一波片132所提供的λ/4相位延迟可以使线偏影像转成圆偏影像而进入相位延迟片140，如图1A中的画面F1所示。在此实施例中，圆偏影像例如为右旋偏极影像。接着，圆偏影像进入相位延迟片140，相位延迟片140中具有相位延迟量为λ/2的相位延迟图案142可以使通过的圆偏影像转变成旋旋光性方向相反的圆偏影像，而进入观察者所配戴的眼镜102，如图1A中所示的右旋偏极影像转为左旋偏极影像。另一方面，由于拟图案148相位延迟量为0，因此圆偏影像通过相位延迟片140的拟图案148后所呈现的影像会保持原有的旋旋光性，而进入观察者所配戴的眼镜102。也就是说，如图1A所示，画面F1的影像在通过相位延迟片140后会呈现画面F2，画面F2被间隔地划分为条状左眼画面L以及右眼画面R，其中左眼画面L及右眼画面R分别为具有不同旋旋光性的圆偏影像。因此，观察者经由眼镜102可以看到如画面F2的左眼画面L与右眼画面R所迭加的立体影像。

当然，在图1A所示的实施例中，是以四分之一波片132的光轴的延伸方向D1实质上垂直于相位延迟图案142的光轴的延伸方向D2为例来进行说明，但本发明并不限于此。在另一实施例中，四分之一波片132的光轴也可以实质上平行于相位延迟图案142的光轴。

请继续参照图1B，黏着层150配置于复合光学膜130与相位延迟片140之间，且相位延迟片140透过黏着层150与四分之一波片132相接着。此外，在另一实施例中，也可以不利用黏着层150，而是使用机构封止的方式来接合复合光学膜130与相位延迟片140，于此技术领域具有通常知识者当可视其需求径行调整，故于此不在赘述。

在此说明的是，本发明实施例将包含四分之一波片132的复合光学膜130接合于液晶显示面板110的显示面110a上，并另外在光学材料层146上制作复数区域的相位延迟图案142以形成相位延迟片140后，再利用黏着层150将相位延迟片140贴附于复合光学膜130上。如此一来，在制作相位延迟图案142之前不需额外形成四分之一相位差膜，因而能够减少一次相位差膜涂布工艺，进一步降低工艺时间与成本。此外，本发明实施例在光学材料层146上直接制造相位延迟图案142，使得工艺洁净度能够获得有效的提升，并可有助于避免缺陷的产生。

图2是依照本发明的第二实施例的一种立体显示器的剖面示意图。须注意的是，在图2中，与图1B相同的构件则使用相同的标号并省略其说明。

请参照图2，在第二实施例中，组成图2所示的立体显示器200的主要构件与组成图1B所示的立体显示器100的主要构件大致相同，然而两者之间的差异主要是在于组成复合光学膜的光学膜片。在图1B所示的立体显示器100中，复合光学膜130包括四分之一波片132、聚乙烯醇(PVA)薄膜134以及第二补偿膜136。然而，在图2所示的立体显示器200中，复合光学膜230包括四分之一波片132以及聚乙烯醇(PVA)薄膜134，而没有配置第二补偿膜。聚乙烯醇(PVA)薄膜134位于四分之一波片132与液晶显示面板110之间。

在此实施例中，藉由将液晶显示面板110显示面110a与背面110b上的两层补偿膜整合为配置于液晶显示面板110的背面110b上的单一补偿膜(即偏光片120中的第一补偿膜126)，因此可使得立体影像有较佳的光学效果，并且观察者所观察到的立体影像具有较高分辨率。

图3是依照本发明的第三实施例的一种立体显示器的剖面示意图。同样地，在图3中，与图1B相同的构件则使用相同的标号并省略其说明。

请参照图3，立体显示器300包括液晶显示而板110、偏光片120、复合光学膜330以及相位延迟片340。液晶显示面板110具有显示面110a以及与显示面110a相对的背面110b。偏光片120配置于液晶显示面板110的背面110b上。复合光学膜330配置于液晶显示面板110的显示面110a上。相位延迟片340配置于复合光学膜330上。

复合光学膜330中的光学膜包括醋酸纤维素(TAC)薄膜338以及聚乙烯醇(PVA)薄膜334，其中聚乙烯醇(PVA)薄膜334位于醋酸纤维素(TAC)薄膜338与液晶显示面板110之间。

相位延迟片340包括盖板344、多个彼此分离的相位延迟图案342以及四分之一波片332，其中各相位延迟图案342的相位延迟量为λ/2。相位延迟图案342与四分之一波片332配置于盖板344的二相对表面上。具体而言，盖板344具有外表面344a以及相对于外表面344a的内表面344b。亦即，四分之一波片332位于外表面344a上，而相位延迟图案342位于内表面342a上。四分之一波片332例如是高分子薄膜，且其可直接贴附于盖板344的外表面344a上。在一实施例中，相位延迟图案342的光轴可实质上平行于四分之一波片332的光轴，或者是相位延迟图案342的光轴也可实质上垂直于四分之一波片332的光轴。

相位延迟片340更可包括光学材料层346以及多个拟图案348。光学材料层346配置于盖板344的内表面344b上，且相位延迟图案342位于光学材料层346上。拟图案348配置于光学材料层346上，并且位于相位延迟图案342之间，其中拟图案348的相位延迟量为0。藉由使相位延迟图案342与拟图案348于光学材料层346上相互交错排列，因此相位延迟片340会具有两相位延迟量不同的区域，其中一区域的相位延迟量实质上为λ/2(相位延迟图案342)，而另一区域的相位延迟量实质上为0(拟图案348)。

此外，在一实施例中，立体显示器300更包括黏着层350。黏着层350配置于复合光学膜330与相位延迟片340之间，且复合光学膜330中的醋酸纤维素(TAC)薄膜338透过黏着层350与相位延迟图案342相接着。

在此实施例中，将相位延迟图案342与四分之一波片332分别设置于盖板344的内表面344b与外表面344a上，因此在制作相位延迟图案342之前不需额外形成四分之一相位差膜，因而能够减少工艺时间与成本，并且有效提升工艺洁净度。

综上所述，本发明实施例的立体显示器至少具有以下所述的特征：

1.由于相位延迟片中不包括四分之一波片，因而只需进行一次相位差膜涂布及曝光工艺，降低工艺复杂度。

2.形成相位延迟图案之前不需额外形成四分之一相位差膜，而不会发生颗粒或杂质残留等问题，有助于提升洁净度且避免产生缺陷。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，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。

Claims (13)

1.一种立体显示器，其特征在于，包括：

一液晶显示面板，具有一显示面以及一与该显示面相对的背面；

一偏光片，配置于该背面上；

一复合光学膜，配置于该显示面上，该复合光学膜包括一四分之一波片与至少一光学膜，且该光学膜位于该液晶显示面板与该四分之一波片之间；

一相位延迟片，具有多个彼此分离的相位延迟图案，各该相位延迟图案的相位延迟量为入/2；以及

一黏着层，配置于该复合光学膜与该相位延迟片之间，且该相位延迟片透过该黏着层与该四分之一波片相接着。

2.如权利要求1所述的立体显示器，其特征在于，该偏光片包括第一光学膜、第二光学膜以及一第一补偿膜，且该第二光学膜位于该第一光学膜与该第一补偿膜之间，其中该第一光学膜为一醋酸纤维素薄膜，而该第二光学膜为一聚乙烯醇薄膜。

3.如权利要求1所述的立体显示器，其特征在于，该复合光学膜中的该至少一光学膜包括：

一第二补偿膜；以及

一聚乙烯醇薄膜，其中该第二补偿膜位于该聚乙烯醇薄膜与该液晶显示面板之间，且该聚乙烯醇薄膜位于该第二补偿膜与该四分之一波片之间。

4.如权利要求1所述的立体显示器，其特征在于，该复合光学膜中的该至少一光学膜为一聚乙烯醇薄膜，且该聚乙烯醇薄膜位于该四分之一波片与该液晶显示面板之间。

5.如权利要求1所述的立体显示器，其特征在于，该相位延迟片包括：

一盖板，具有一外表面以及一相对于该外表面的内表面；

一光学材料层，配置于该盖板的该内表面上，其中该些相位延迟图案位于该光学材料层上；以及

多个拟图案，配置于该光学材料层上，并且位于该些相位延迟图案之间，其中该些拟图案的相位延迟量为0，其中该些相位延迟图案的光轴平行或垂直于该四分之一波片的光轴。

6.一种立体显示器，其特征在于，包括：

一液晶显示面板，具有一显示面以及一与该显示面相对的背面；

一偏光片，配置于该背面上；

一复合光学膜，配置于该显示面上；

一相位延迟片，配置于该复合光学膜上，而该相位延迟片包括：一盖板；多个彼此分离的相位延迟图案，各该相位延迟图案的相位延迟量为入/2；以及一四分之一波片，其中该些相位延迟图案与该四分之一波片配置于该盖板的二相对表面上。

7.如权利要求6所述的立体显示器，其特征在于，该偏光片包括第一光学膜、第二光学膜以及一第一补偿膜，且该第二光学膜位于该第一光学膜与该第一补偿膜之间，其中该第一光学膜为一醋酸纤维素薄膜，而该第二光学膜为一聚乙烯醇薄膜，其中该复合光学膜中的该至少一光学膜包括：

一醋酸纤维素薄膜；以及

一聚乙烯醇薄膜，其中该聚乙烯醇薄膜位于该醋酸纤维素薄膜与该液晶显示面板之间。

8.如权利要求6所述的立体显示器，其特征在于，该盖板具有一外表面以及一相对于该外表面的内表面，该四分之一波片位于该外表面上，而该些相位延迟图案位于该内表面上。

9.如权利要求6所述的立体显示器，其特征在于，该相位延迟片还包括：

一光学材料层，配置于该盖板的该内表面上，且该些相位延迟图案位于该光学材料层上；以及

多个拟图案，配置于该光学材料层上，并且位于该些相位延迟图案之间，其中该些拟图案的相位延迟量为0。

10.如权利要求6所述的立体显示器，其特征在于，还包括一黏着层，配置于该复合光学膜与该相位延迟片之间，且该复合光学膜透过该黏着层与该些相位延迟图案相接着。

11.如权利要求6所述的立体显示器，其特征在于，该些相位延迟图案的光轴实质上平行或垂直于该四分之一波片的光轴。

12.一种立体显示器，其特征在于，包括：

一显示面板，具有一显示面以及一与该显示面相对的背面；

一偏光片，配置于该背面上；

一复合光学膜，配置于该显示面上，该复合光学膜包括一四分之一波片；以及

一相位延迟片，具有多个相位延迟图案，各该相位延迟图案的相位延迟量为λ/2，其中一从该显示面出射的光通过该四分之一波片后为一圆偏振光，该圆偏振光通过该相位延迟图案后为一另一圆偏振光。

13.如权利要求12所述的立体显示器，其特征在于，该复合光学膜还包括一光学膜，其中该光学膜位于该液晶显示面板与该四分之一波片之间。

Images