CN102081183A - 薄膜模组及应用其的显示装置与眼镜 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种薄膜模组及应用其的显示装置与眼镜。薄膜模组包括偏光膜、相位差延迟膜以及图案化相位差延迟膜。相位差延迟膜具有相位差延迟膜慢轴。图案化相位差延迟膜的部份区域具有图案化相位差延迟膜慢轴。相位差延迟膜慢轴与图案化相位差延迟膜慢轴实质上为正交。其中，相位差延迟膜与图案化相位差延迟膜位于偏光膜的同一侧。本发明利用各个薄膜间的特性与配置，形成更佳视觉效果的薄膜模组及应用其的显示装置与眼镜。

Description

薄膜模组及应用其的显示装置与眼镜

技术领域

本发明是有关于一种薄膜模组及应用其的显示装置与眼镜，且特别是有关于一种包括图案化相位差延迟膜的薄膜模组及应用其的显示装置与眼镜。。

背景技术

随着科技的进步，显示装置的尺寸不止越来越大，而且更往立体显示装置的方向研发。但是为了达到画面立体的效果，必须在显示装置上增设更多的光学薄膜，例如为相位差延迟膜、图案化相位差延迟膜等等。由于不同的光学薄膜材料具备不同的色散性质，随着光学薄膜的配置，使得立体显示装置显示出来的色散程度更为严重，无法表现出画面原本欲表现的色彩。另一方面，配置相位差延迟及图案化相位差延迟的立体显示装置所需搭配的眼镜，其中至少一镜片上也需涂布更多薄膜，以使特定眼睛可接收到特定的画面，进而让使用者感受到立体的效果。因此光线经过眼镜也会造成一定程度的色散，使得进入使用者眼睛的颜色失真的更严重。所以，研发改善色散情形的立体显示装置及与其搭配的眼镜，实为业界一致努力的方向。

发明内容

本发明有关于一种薄膜模组及应用其的显示装置与眼镜，其利用各个薄膜间的特性与配置，形成更佳视觉效果的薄膜模组及应用其的显示装置与眼镜。

根据本发明的第一方面，提出一种薄膜模组。薄膜模组包括偏光膜、相位差延迟膜以及图案化相位差延迟膜。相位差延迟膜具有相位差延迟膜慢轴。图案化相位差延迟膜的部份区域具有图案化相位差延迟膜慢轴。相位差延迟膜慢轴与图案化相位差延迟膜慢轴实质上为正交。其中，相位差延迟膜与图案化相位差延迟膜位于偏光膜的同一侧。

作为可选的技术方案，该相位差延迟膜位于该偏光膜及该图案化相位差延迟膜之间。

作为可选的技术方案，该图案化相位差延迟膜位于该偏光膜及该相位差延迟膜之间。

作为可选的技术方案，该图案化相位差延迟膜包括液晶材料，该液晶材料设置于该部份区域。

作为可选的技术方案，该相位差延迟膜的全部区域具有该相位差延迟膜慢轴。

根据本发明的第二方面，提出一种显示装置。显示装置包括显示面板、背光模组、偏光膜、相位差延迟膜及图案化相位差延迟膜。偏光膜设置于显示面板的一侧。相位差延迟膜具有相位差延迟膜慢轴。图案化相位差延迟膜的部份区域具有图案化相位差延迟膜慢轴。相位差延迟膜慢轴与图案化相位差延迟膜慢轴实质上为正交。相位差延迟膜与图案化相位差延迟膜位于偏光膜远离背光模组的同一侧。

根据本发明的第三方面，提出一种眼镜。眼镜包括二个镜片框、二个耳架、二个镜片以及薄膜模组。二个耳架耦接于些镜片框，并朝向此些镜片框的后侧延伸。二个镜片耦接于此些镜片框。薄膜模组包括二个偏光膜、二个相位差延迟膜以及图案化相位差延迟膜。此些偏光膜设置于此些镜片之上。此些相位差延迟膜设置于此些镜片之上。各个相位差延迟膜具有相位差延迟膜慢轴。图案化相位差延迟膜设置于此些镜片的其中之一上。图案化相位差延迟膜具有图案化相位差延迟膜慢轴，各个相位差延迟膜慢轴与图案化相位差延迟膜慢轴实质上为正交。其中，各个相位差延迟膜与图案化相位差延迟膜位于各个偏光膜靠近后侧的同一侧。

作为可选的技术方案，该些相位差延迟膜的其中之一位于该些偏光膜的其中之一及该图案化相位差延迟膜之间。

作为可选的技术方案，各该偏光膜位于各该镜片靠近该后侧的一侧。

作为可选的技术方案，各该偏光膜位于各该镜片远离该后侧的一侧。

与现有技术相比，本发明利用各个薄膜间的特性与配置，形成更佳视觉效果的薄膜模组及应用其的显示装置与眼镜。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1绘示依照本发明的第一实施例的显示装置的示意图。

图2绘示图1的显示装置的分解示意图。

图3绘示依照本发明的另一实施例的显示装置的示意图。

图4A绘示相位差延迟膜对不同光波长的光线产生的相位延迟的示意图。

图4B绘示相位差延迟膜与图案化相位差延迟膜的慢轴互相平行设置对不同光波长的光线产生的相位延迟的示意图。

图4C绘示相位差延迟膜与图案化相位差延迟膜的慢轴互相垂直设置对不同光波长的光线产生的相位延迟的示意图。

图5A到图5D绘示依照本发明的第二实施例中各不同实施方式的眼镜示意图。

具体实施方式

第一实施例

请同时参照图1及图2。图1绘示本实施例的显示装置的示意图。图2绘示图1的显示装置的分解示意图。显示装置10例如是液晶立体显示器，其包括显示面板110、薄膜模组120、背光模组130及保护板140。显示面板110设置于背光模组130及薄膜模组120之间。薄膜模组120包括上偏光膜121、相位差延迟膜122以及图案化相位差延迟膜123。相位差延迟膜122具有相位差延迟膜慢轴122a，且相位差延迟膜122的全部区域具有相位差延迟膜慢轴122a。图案化相位差延迟膜123的部份区域具有图案化相位差延迟膜慢轴123a，相位差延迟膜慢轴122a与图案化相位差延迟膜慢轴123a实质上为正交。显示装置10更包括下偏光膜124。下偏光膜124设置于显示面板110与背光模组130之间。背光模组130用以发出光线。保护板140例如是玻璃基板，设置于薄膜模组120之上，用以保护显示装置10内部的元件。

关于薄膜模组120中各薄膜的位置关系，相位差延迟膜122与图案化相位差延迟膜123位于上偏光膜121远离背光模组130的同一侧。更进一步说明，相位差延迟膜122位于上偏光膜121及图案化相位差延迟膜123之间。显示装置10中的元件，由-z轴的方向往+z轴的方向，依序为背光模组130、下偏光膜124、显示面板110、上偏光膜121、相位差延迟膜122、图案化相位差延迟膜123及保护板140。此些元件的顺序可依照设计者的需求变动，非用以限缩本发明的精神与范围。

进一步说明相位差延迟膜122与图案化相位差延迟膜123。在本实施例中，相位差延迟膜122的相位延迟例如为λ/4，用以使经过其的光线圆极化。另一方面，图案化相位差延迟膜123的部份区域上涂布具有图案化相位差延迟膜慢轴123a的材料，此材料的相位延迟例如为λ/2。其中，相位差延迟膜慢轴122a与图案化相位差延迟膜慢轴123a实质上为正交，用以改善经过相位差延迟膜122及图案化相位差延迟膜123的光线色散的程度(以下会有详细的说明)。

在本实施例中，图案化相位差延迟膜123的表面上经由图案化处理分出多个区域，例如是矩形或长条形。于各区域上涂布具相位延迟特性的材料，且被涂布的各区域互不相邻。此材料可例如是液晶。如此一来，从背光模组130发出的光线实质上可区分为经过图案化相位差延迟膜123上的图案化液晶123b的光线L1，与未经过图案化相位差延迟膜123上的图案化液晶123b的光线L2。由于图案化液晶123b在本实施例中其相位延迟为λ/2，使得有经过此材料与未经过此材料的光线的相位差为180°，以利后续使用特定的偏光板使特定极化方向的光线通过。因此，在光线接收端上搭配特定的偏光膜即可接收到特定极化方向的光线，例如是光线L1或L2。接收光线端可例如为眼镜。在眼镜的其中一个镜片上设置可使光线L1通过的偏光膜，而另一个镜片上设置可使光线L2通过的偏光膜，即可使光线L1及L2分别穿过不同的镜片，如图2所示。然后再透过一些影像处理技术，便可让使用者感受到画面立体的效果。

但是，经过相位差延迟膜122与图案化液晶层123b的光线的色散的程度严重时，会造成光线L1与光线L2显示的色彩不一致。例如，同样是晚上星空的景色，可能眼睛看到的光线L2是黑色，而经过相位差延迟膜122与图案化液晶层123b的光线L1的颜色为偏紫色。如此一来，如果藉由眼镜使一只眼睛接收光线L1，另一只眼睛接收光线L2，会让使用者容易产生像是晕眩的症状。

请参照图4A到图4C，图4A绘示相位差延迟膜对不同光波长的光线产生的相位延迟的示意图。图4B绘示相位差延迟膜与图案化相位差延迟膜的慢轴互相平行设置对不同光波长的光线产生的相位延迟的示意图。图4C绘示相位差延迟膜与图案化相位差延迟膜的慢轴互相垂直设置对不同光波长的光线产生的相位延迟的示意图。在本实施例中，如图4A所示，不同波长的光线通过相位差延迟膜122后产生的相位延迟，对波长为550纳米(nm)的光刚好到达λ/4，对波长为450纳米的光略大于λ/4，对波长为650纳米的光略小于λ/4。在此情形下，波长为450纳米的光与波长为650纳米的光的相位差为d。

如图4B所示，不同波长之光线通过慢轴彼此互相平行之相位差延迟膜122及图案化相位差延迟膜123后产生的相位延迟，对于各个不同波长的光，相位差延迟膜122及图案化相位差延迟膜123的相位延迟实质上会互相迭加，所以相位延迟实质上皆例如增为图4A中的三倍。因此，波长为450纳米的光与波长为650纳米的光的相位延迟差例如为3d，使得光线的色散更为严重。另一方面，如图4C所示，不同波长的光线通过慢轴彼此互相垂直的相位差延迟膜122及图案化相位差延迟膜123后产生的相位延迟，对于各个不同波长的光，相位差延迟膜122及图案化相位差延迟膜123的相位延迟实质上会互相部份抵销。因此，波长为450纳米的光与波长为650纳米的光的相位延迟差例如为d，因为相位延迟差被部份抵消后而降低色散情形。

以下列举一应用例以及一比较例，用以说明相位差延迟膜122的慢轴与图案化液晶层123b的慢轴的配置方式的不同，会影响光线经过相位差延迟膜122与图案化液晶层123b后的色散程度不同。此两例皆使光线通过相位延迟例如为λ/4的相位差延迟膜122，以及相位延迟例如为λ/2的图案化液晶层123b。但不同在于，应用例中的相位差延迟膜122的慢轴与图案化液晶层123b的慢轴互相垂直，而比较例中的相位差延迟膜122的慢轴与图案化液晶层123b的慢轴则是互相平行。

表一

以下将利用表一说明此两例对于不同波长的可见光所产生的色散程度有何不同。请先看到表一中的第1列到第5列。第1列是表示光源条件，所选用的测试光源波长分别为450纳米、550纳米及650纳米，其实质上分别为蓝、绿及红色。

第2列表示相位差延迟膜的标准化色散程度，相位差延迟膜122对不同波长的光源的色散程度做标准化，并以550纳米做为参考基准。可以得到相位差延迟膜122在450纳米、550纳米及650纳米的光波长下，相位差延迟膜的标准化色散程度分别为1.0063、1及0.992。同样地，第3列是表示图案化液晶的标准化色散程度，图案化液晶123b对于不同波长的光的色散程度做标准化，并以550纳米做为参考基准。可以得到图案化液晶123b在450纳米、550纳米及650纳米的光波长下，图案化液晶的标准化色散程度分别为1.1、1及0.98。

因此，第4列表示相位差延迟膜相位延迟，相位差延迟膜122的相位延迟λ/4例如为130纳米。并且在450纳米、550纳米及650纳米不同的光波长下，分别乘以对应的相位差延迟膜的标准化色散程度，得到130.82纳米、130纳米及128.96纳米。另一方面，第5列是表示图案化液晶相位延迟，图案化液晶123b的相位延迟例如为260纳米。并且在450纳米、550纳米及650纳米的光波长下，分别乘以对应的图案化液晶的标准化色散程度，得到286纳米、260纳米及254.8纳米。

接下来，为了方便说明比较例与应用例，仅叙述光源波长为450纳米此栏中数值的计算方式，其余光源波长的相对栏位的数值的计算方式系相同，因此不予赘述。在表一中的比较例部分，由于相位差延迟膜122与图案化液晶层123b的慢轴互相平行，因此相位差延迟膜122与图案化液晶层123b的相位延迟直接迭加得到总相位延迟416.82纳米。然后，将光源波长450纳米减掉总相位延迟416.82纳米，即得到有效相位延迟33.18纳米。接着，将有效相位延迟33.18纳米除以光源波长450纳米得到有效旋转值(Effective Rotation)为0.07。以同样的方式，可以计算出比较例中，光源波长为550纳米及650纳米时，有效旋转值(Effective Rotation)分别为0.29及0.41。

另一方面，在应用例的部分，由于相位差延迟膜122与图案化液晶层123b的慢轴互相垂直，因此图案化液晶层123b的相位延迟减去相位差延迟膜122的相位延迟可得到总相位延迟155.18纳米。然后，总相位延迟为有效相位延迟155.18纳米。接着，将有效相位延迟155.18纳米除以光源波长450纳米得到有效旋转值为0.34。以同样的方式，可以计算出在应用例中，光源波长为550纳米及650纳米时有效旋转值分别为0.24及0.19。

由以上说明可以得知，在相位差延迟膜122的慢轴与图案化液晶层123b的慢轴互相平行的比较例中，有效旋转的最大值与最小值相差0.34。另一方面，在相位差延迟膜122的慢轴与图案化液晶层123b的慢轴互相垂直的应用例中，有效旋转值的最大值与最小值仅相差0.15。因此，应用例中的相位差延迟膜122与图案化液晶层123b相较于比较例中的相位差延迟膜122与图案化液晶层123b来说，对于不同颜色的光源波长所造成的有效旋转值的差异较小。也就是说，对于光源的色散程度较不严重。因此，如采用应用例中，相位差延迟膜122的慢轴与图案化液晶层123b的慢轴互相垂直的设计时，一只眼睛接收光线L1，另外一只眼睛接收光线L2，便不会造成左右眼的颜色差异过大造成使用者晕眩。

更进一步，由于在比较例中有效旋转值的最大值与最小值相差过大，因此无法使用一些有效的方式将色散补正回来。但在应用例中，由于有效旋转值的最大值与最小值相差已大幅缩小，所以可以利用一些方式将色散补正回来。在本实施例中，显示面板110更可包括调色系统(未显示于图式中)，用以执行动态伽玛(dynamic gamma)与色彩追踪(color tracking)用以改善光线L1与光线L2的色散状况。

此外，相位差延迟膜慢轴122a与图案化相位差延迟膜慢轴123a互相垂直时，由于相位差延迟膜122与图案化相位差延迟膜123间的拉伸应力方向不同，对于整体薄膜膜组120的结构强度与耐候性具有加强的效果。另一方面，相位差延迟膜慢轴122a与图案化相位差延迟膜慢轴123a互相平行时，由于相位差延迟膜122与图案化相位差延迟膜123间的拉伸应力方向相同，因此容易造成某单一特定方向的结构强度较弱，而造成整体薄膜膜组120的耐候特性较为不佳。

请参阅图3，其绘示本实施例的另一显示装置的示意图。图3中的显示装置11与图1中显示装置10不同之处在于相位差延迟膜122与图案化相位差延迟膜123互相交换。其余部分皆与上述内容相同，因此不予赘述。

第二实施例

请参照图5A，其绘示本实施例的眼镜的示意图。在本实施例中，眼镜20包括二个镜片框200R及200L、二个耳架210R及210L、二个镜片240R及240L以及一个薄膜模组220。二个耳架210R及210L分别耦接于此些镜片框200R及200L，并朝向此些镜片框200R及200L的后侧延伸。二个镜片240R及240L分别耦接于此些镜片框200R及200L。薄膜模组220包括二个偏光膜221R及221L、二个相位差延迟膜222R及222L以及图案化相位差延迟膜223R。二个偏光膜221R及221L，用以使不同极化方向的光线经过二个偏光膜221R及221L，分别设置于此些镜片240R及240L之上。二个相位差延迟膜222R及222L分别设置于此些镜片240R及240L之上，各个相位差延迟膜222R及222L具有相位差延迟膜慢轴。图案化相位差延迟膜223R设置于此些镜片240R及240L的其中之一上。图案化相位差延迟膜223R具有图案化相位差延迟膜慢轴，各个相位差延迟膜慢轴与图案化相位差延迟膜慢轴实质上为正交。其中，各个相位差延迟膜222R及222L与图案化相位差延迟膜223R位于各个偏光膜221R及221L靠近后侧的同一侧。

如此一来，由于各个相位差延迟膜慢轴与图案化相位差延迟膜慢轴实质上为正交。因此，经过相位差延迟膜222R与图案化相位差延迟膜223R的光线便如同第一实施例中所说明的应用例一样，对于各个光波长的光线所造成的有效旋转值的差异较小，亦使色散情况大幅减小。此处详细内容与第一实施例相同，因此不予赘述。

以下请参照图5A到图5D，其绘示不同实施方式的眼镜示意图。图5A到图5D中各实施例的眼镜，右边镜片240R上同时设置偏光膜221R、相位差延迟膜222R及图案化相位差延迟膜223R，左眼镜片240L上同时设置偏光膜221L及相位差延迟膜222R。如此一来，经过右眼镜片240R的光线的色散程度便较为轻微。举例来说，右眼镜片240R可使第一实施例中的光线L1经过，以使原本色散较为严重的光线L1经过右眼镜片240R后，改善其色散的程度。而左眼镜片240L可使第一实施例中的光线L2经过。当然，在一应用设计上，图案化相位差延迟膜亦可设计在左眼镜片240L上。

在图5A中，在眼镜20的右边镜片240R上，由+x轴往-x轴方向依序为偏光膜221R、相位差延迟膜222R、图案化相位差延迟膜223R及镜片240R。在眼镜20的左边镜片240L上，由+x轴往-x轴方向依序为偏光膜221L、相位差延迟膜222L及镜片240L。

在图5B中，在眼镜20的右边镜片240R上，由+x轴往-x轴方向依序为偏光膜221R、图案化相位差延迟膜223R、相位差延迟膜222R及镜片240R。在眼镜20的左边镜片240L上，由+x轴往-x轴方向依序为偏光膜221L、相位差延迟膜222L及镜片240L。

在图5C中，在眼镜20的右边镜片240R上，由+x轴往-x轴方向依序为镜片240R、偏光膜221R、相位差延迟膜222R及图案化相位差延迟膜223R。在眼镜20的左边镜片240L上，由+x轴往-x轴方向依序为镜片240L、偏光膜221L及相位差延迟膜222L。

在图5D中，在眼镜20的右边镜片240R上，由+x轴往-x轴方向依序为镜片240R、偏光膜221R、图案化相位差延迟膜223R及相位差延迟膜222R。在眼镜20的左边镜片240L上，由+x轴往-x轴方向依序为镜片240L、偏光膜221L及相位差延迟膜222L。

上述第一实施例的显示装置与第二实施例的眼镜是可互相搭配使用，以使改善色散的情形至最佳化。举例来说，当光线由背光模组发出经过慢轴方向互为正交的图案化相位差延迟膜的图案化液晶与相位差延迟膜后，相较于光线经过慢轴方向互为平行的图案化相位差延迟膜的图案化液晶与相位差延迟膜，色散的程度已改善。此光线再继续经过眼镜中慢轴方向互为正交的图案化相位差延迟膜与相位差延迟膜后，更是大幅改善色散的程度。使进入使用者两只眼睛中的影像颜色一致，不会造成使用者晕眩。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种薄膜模组，其特征在于该薄膜模组包括：

偏光膜；

相位差延迟膜膜，具有相位差延迟膜慢轴；以及

图案化相位差延迟膜，该图案化相位差延迟膜的部份区域具有图案化相位差延迟膜慢轴，该相位差延迟膜慢轴与该图案化相位差延迟膜慢轴为正交；

其中，该相位差延迟膜与该图案化相位差延迟膜位于该偏光膜的同一侧。

2.如权利要求1所述的薄膜模组，其特征在于该相位差延迟膜位于该偏光膜及该图案化相位差延迟膜之间。

3.如权利要求1所述的薄膜模组，其特征在于该图案化相位差延迟膜位于该偏光膜及该相位差延迟膜之间。

4.如权利要求1所述的薄膜模组，其特征在于该图案化相位差延迟膜包括液晶材料，该液晶材料设置于该部份区域。

5.如权利要求1所述的薄膜模组，其特征在于该相位差延迟膜的全部区域具有该相位差延迟膜慢轴。

6.一种显示装置，其特征在于该显示装置包括：

显示面板；

背光模组，设置于该显示面板的一侧；以及

如权利要求1-5中任意一项所述的薄膜模组，该偏光膜设置于该显示面板的另一侧；

其中，该相位差延迟膜与该图案化相位差延迟膜位于该偏光膜远离该背光模组的同一侧。

7.一种眼镜，其特征在于该眼镜包括：

二个镜片框；

二个耳架，耦接于该些镜片框，并朝向该些镜片框的后侧延伸；

二个镜片，耦接于该些镜片框；

二个偏光膜，设置于该些镜片之上；

二个相位差延迟膜，设置于该些镜片之上，各该相位差延迟膜具有相位差延迟膜慢轴；以及

图案化相位差延迟膜，设置于该些镜片的其中之一上，该图案化相位差延迟膜具有图案化相位差延迟膜慢轴，各该相位差延迟膜慢轴与该图案化相位差延迟膜慢轴为正交；

其中，各该相位差延迟膜与该图案化相位差延迟膜位于各该偏光膜靠近该后侧的同一侧。

8.如权利要求7所述的眼镜，其特征在于该些相位差延迟膜的其中之一位于该些偏光膜的其中之一及该图案化相位差延迟膜之间。

9.如权利要求7所述的眼镜，其特征在于各该偏光膜位于各该镜片靠近该后侧的一侧。

10.如权利要求7所述的眼镜，其特征在于各该偏光膜位于各该镜片远离该后侧的一侧。

Images