CN102591069A - 立体影像显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种立体影像显示装置，包括显示面板以及图案化相位延迟膜，通过图案化相位延迟膜的相位延迟区偏离于显示面板的像素区，使观看者的视线沿着图案相位延方向相对应于显示面板像素区，换言之图案化相位延迟膜偏离于显示面板的像素，可以避免观看者观看立体影像显示装置的立体影像时产生影像信息串扰。

Description

立体影像显示装置
【技术领域】
本发明涉及一种影像显示装置，且特别是涉及一种图案化相位延迟膜偏离于像素的立体影像显示装置。
【背景技术】
三维影像显示装置(即立体影像显示装置)使用立体(stereoscopic)技术或是自动立体(autostereoscopic)技术显示三维影像。立体技术透过使用者左右眼的视差影像以实现三维效果，立体技术包括戴眼镜法以及无眼镜法，其均已投入实际应用。在戴眼镜法中，通过改变左右视差影像的偏光方向，使左右视差影像显示于基于直接视觉的显示装置上，立体影像是使用偏光眼镜(polarized glasses)来实现，例如，将图案化相位延迟膜(film-typepatterned retarder，FPR)应用于液晶显示器中，使观看者经由偏光眼镜可以观赏三维立体影像。在无眼镜之方法中，使用分离左右视差影像的光轴之光学板，并且安装于显示屏幕前方或是后方，以实现立体影像。
在现有的技术中，观看者通过正视观看液晶显示器显示的3D影像，为了减小观看时的影像信息串扰(crosstalk)，亦即观看者的左右眼看到的影像信息发生重迭串扰，现有技术必须使FPR间距(pitch)沿着观看者的视线正对着液晶面板的像素(pixel)而不能偏移，以获得较好的正视观视效果。然而当液晶显示器必须设置为观看者与液晶显示器成一斜向角度，亦即液晶显示器与观看者为非正视状态时，若是以观看者的视线正对着液晶面板的像素(pixel)的方式反而会对观看者造成影像信息串扰。
因此需要发展一种新式的立体影像显示装置，以解决上述当液晶显示器斜向观视时产生影像信息串扰的问题。
【发明内容】
有监于此，本发明的目的在于提供一种立体影像显示装置，通过图案化相位延迟膜偏离于显示面板的像素，可以避免观看者观看立体影像显示装置的立体影像时产生影像信息串扰。
为达到上述发明目的，本发明提供一种立体影像显示装置，用以配合一偏光眼镜，以由所述偏光眼镜观看所述立体影像显示装置产生的一立体影像，其中所述偏光眼镜设置于一第一折射率(n1)的介质中，其特征在于，所述立体影像显示装置包括：
显示面板具有一复合层以及所述复合层的一侧面上的一彩色滤光层，所述复合层具有一第二折射率(n2)以及一厚度(T)，所述显示面板沿着一预定方向设置，所述彩色滤光层中设有若干黑色矩阵区；以及
图案化相位延迟膜，依附于所述复合层相对的另一侧面上并且介于所述显示面板与所述偏光眼镜之间，所述图案化相位延迟膜中设有若干边界区，经过每一所述若干边界区并且垂直于所述复合层的侧面之指向方位定义为一法线方向，其中所述偏光眼镜与每一边界区之间的指向方位定义为一入射方向，所述入射方向与所述法线方向形成一观视角(θ1)，每一边界区与相对应的每一黑色矩阵区之间的指向方位定义为一折射方向，所述折射方向与所述法线方向形成一折射角(θ2)，通过所述第一折射率(n1)、所述第二折射率(n2)、所述观视角(θ1)以及所述折射角(θ2)，以计算在所述预定方向上每一黑色矩阵区与每一边界区之间的一偏移距离(Lps)。
在一实施例中，所述复合层具有一基板以及依附于所述基板之一偏光层，其中所述基板介于所述彩色滤光层与所述偏光层之间，所述偏光层介于所述基板与所述图案化相位延迟膜之间。
在一实施例中，所述偏移距离(Lps)介于30μm至400μm之间。
在一实施例中，所述折射角(θ2)以下列公式表示：θ2＝sin-1[n1*(sinθ1/n2)]。
在一实施例中，所述偏移距离(Lps)以下列公式表示：Lps＝T*tan(θ2)。
在一实施例中，所述预定方向垂直于所述法线方向。
在一实施例中，所述彩色滤光层中还包括若干像素区，沿着所述预定方向，每一像素区设置于每两个所述黑色矩阵区之间。
在一实施例中，所述图案化相位延迟膜还包括若干相位延迟区，沿着所述预定方向，每一相位延迟区设置于每两个所述边界区之间。
在一实施例中，所述每一相位延迟区相对应于每一像素区，并且在所述预定方向上每一相位延迟区与每一像素区之间形成所述偏移距离(Lps)。
本发明的立体影像显示装置可解决观看者观看立体影像显示装置的立体影像时产生影像信息串扰的问题。
【附图说明】
图1：为根据本发明第一实施例中立体影像显示装置的示意图。
图2：为根据本发明第二实施例中立体影像显示装置的示意图。
图3：为根据本发明第三实施例中立体影像显示装置的示意图。
【具体实施方式】
本发明说明书提供不同的实施例来说明本发明不同实施方式的技术特征。实施例中的各组件的配置是为了清楚说明本发明揭示的内容，并非用以限制本发明。在不同的图式中，相同的组件符号表示相同或相似的组件。
参考图1，其为根据本发明第一实施例中立体影像显示装置100a的示意图。立体影像显示装置100a用以配合偏光眼镜102，以由所述偏光眼镜102观看所述立体影像显示装置100a产生的一立体影像，其中所述偏光眼镜102设置于第一折射率(n1)的介质中，所述介质104例如是空气，其第一折射率(n1)为1，亦可为其它类型的介质。本发明的立体影像显示装置100a包括显示面板106以及图案化相位延迟膜(film-type patterned retarder，FPR)108。如图1所示，立体影像显示装置100a为倾斜式的液晶显示器。
所述显示面板106具有复合层110以及所述复合层110的一侧面上的彩色滤光层112，所述复合层110具有第二折射率(n2)以及厚度(T)，所述显示面板106沿着一预定方向DP设置，所述彩色滤光层112中设有若干黑色矩阵区114。
所述图案化相位延迟膜108依附于所述复合层110相对的另一侧面上，并且图案化相位延迟膜108介于所述显示面板106与所述偏光眼镜102之间，所述图案化相位延迟膜108中设有若干边界区116，经过每一边界区116并且垂直于所述复合层110的侧面之指向方位定义为一法线方向DN，其中所述偏光眼镜102与每一边界区116之间的指向方位定义为一入射方向DI，所述入射方向DI与所述法线方向DN形成一观视角(θ1)，每一边界区116与相对应的每一黑色矩阵区114之间的指向方位定义为一折射方向DR，所述折射方向DR与所述法线方向DN形成一折射角(θ2)，本发明的立体影像显示装置100a通过所述第一折射率(n1)、所述第二折射率(n2)、所述观视角(θ1)以及所述折射角(θ2)，以计算在所述预定方向DP上每一黑色矩阵区114与每一边界区116之间的一偏移距离(Lps)。在一实施例中，所述预定方向DP垂直于所述法线方向DN。入射方向DI与折射方向DR之间的联机定义为图案相位延方向。
所述彩色滤光层112中还包括若干像素区113，沿着所述预定方向DP，每一像素区113设置于每两个所述黑色矩阵区114之间。所述图案化相位延迟膜108还包括若干相位延迟区117，沿着所述预定方向DP，每一相位延迟区117设置于每两个所述边界区116之间。所述每一相位延迟区117相对应于每一像素区113，并且在所述预定方向DP上每一相位延迟区117与每一像素区113之间形成所述偏移距离(Lps)。
在一实施例中，如图1所示，所述复合层110具有基板110a以及依附所述基板110a的偏光层110b，其中所述基板110a介于所述彩色滤光层112与所述偏光层110b之间，所述偏光层110b介于所述基板110a与所述图案化相位延迟膜108之间。
在一实施例中，如图1所示，若是液晶显示器挂在距离参考地面3公尺处，并且与垂直墙壁成30度向下倾斜，身高为1.7公尺(m)的观看者站在距离液晶显示器的水平距离2公尺仰头观看立体影像，入射方向DI与水平方向的夹角为arctan((3-1.7)/2)＝33度，则入射方向DI对于复合层110的观视角(θ1)为(90-30-(90-33))＝3度，空气介质104的第一折射率n1为1.0，玻璃基板110a的第二折射率n2为1.5，则折射角θ2＝arcsin[n1*(sinθ1/n2)]＝arcsin[1.0*(sin 3o/1.5)]＝2度。玻璃基板110a的厚度为700微米(μm)，偏光层的厚度315.1μm，则复合层的厚度为1015.1μm。为了要避免观看者斜向观看立体影像显示装置的立体影像时产生影像信息串扰，每一边界区116与相对应的黑色矩阵区114之间的偏移距离为-1015.1*(tan 2o)＝-35.4μm(负号表示向下偏离)。
根据上述，本发明的立体影像显示装置通过图案化相位延迟膜108的相位延迟区117偏离于显示面板106的像素区113，使观看者的视线沿着图案相位延方向相对应于显示面板106像素区113，换言之图案化相位延迟膜108偏离于显示面板的像素，可以避免观看者观看立体影像显示装置100a的立体影像时产生影像信息串扰，解决现有技术中当液晶显示器斜向观视时产生影像信息串扰的问题。
参考图2，其为根据本发明第二实施例中立体影像显示装置100b的示意图。如图2所示，立体影像显示装置100b为垂直悬挂于墙壁上的液晶显示器。当观看者站在距离液晶显示器的水平距离不变而仍为2公尺时，液晶显示器与垂直墙壁成0度悬挂时，入射方向DI与水平方向的夹角为arctan((3-1.7)/2)＝33度，则入射方向DI对于复合层110的观视角(θ1)为(90-30-(90-33))＝3度，空气介质104的第一折射率n1为1.0，玻璃基板110a的第二折射率n2为1.5，则折射角θ2＝arcsin[n1*(sinθ1/n2)]＝arcsin[1.0*(sin 33o/1.5)]＝22.29度。为了要避免观看者斜向观看立体影像显示装置的立体影像时产生影像信息串扰，每一边界区116与相对应的黑色矩阵区114之间的偏移距离为-1015.1*(tan 22.29o)＝-395.6μm(负号表示向下偏离)，故通过偏光眼镜102，可使观看者可以获得优质的三维立体影像。在一实施例中，所述偏移距离(Lps)介于30μm至400μm之间。
参考图3，其为根据本发明第三实施例中立体影像显示装置100c的示意图。如图3所示，立体影像显示装置100b为俯瞰式的液晶显示器。立体影像显示装置100c用以配合偏光眼镜102，以由所述偏光眼镜102观看所述立体影像显示装置100c产生的一立体影像，其中所述偏光眼镜102设置于第一折射率(n1)的介质中，所述介质104例如是空气，其第一折射率(n1)为1，亦可为其它类型之介质。所述立体影像显示装置100c包括显示面板106以及图案化相位延迟膜108。显示面板106具有复合层110以及所述复合层110的一侧面上的彩色滤光层112，所述复合层110具有第二折射率(n2)以及厚度(T)，所述显示面板106沿着一预定方向DP设置，所述彩色滤光层112中设有若干黑色矩阵区114。
图案化相位延迟膜108依附于所述复合层110相对的另一侧面上，并且图案化相位延迟膜108介于所述显示面板106与所述偏光眼镜102之间，所述图案化相位延迟膜108中设有若干边界区116，经过每一所述若干边界区116并且垂直于所述复合层110的侧面之指向方位定义为一法线方向DN，其中所述偏光眼镜102与每一边界区116之间的指向方位定义为一入射方向DI，所述入射方向DI与所述法线方向DN形成一观视角(θ1)，每一边界区116与相对应的每一黑色矩阵区114之间的指向方位定义为一折射方向DR，所述折射方向DR与所述法线方向DN形成一折射角(θ2)，通过所述第一折射率(n1)、所述第二折射率(n2)、所述观视角(θ1)以及所述折射角(θ2)，以计算在所述预定方向DP上每一黑色矩阵区114与每一边界区116之间的一偏移距离(Lps)。所述预定方向DP垂直于所述法线方向DN。
所述彩色滤光层112中还包括若干像素区113，沿着所述预定方向DP，每一像素区113设置于每两个所述黑色矩阵区114之间。所述图案化相位延迟膜108还包括若干相位延迟区117，沿着所述预定方向DP，每一相位延迟区117设置于每两个所述边界区116之间。所述每一相位延迟区117相对应于每一像素区113，并且在所述预定方向DP上每一相位延迟区117与每一像素区113之间形成所述偏移距离(Lps)。
根据上述，本发明的立体影像显示装置通过图案化相位延迟膜偏离于显示面板的像素，可以避免观看者观看立体影像显示装置的立体影像时产生影像信息串扰。
虽然本发明已用较佳实施例揭露如上，然其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后附的权利要求范围所界定者为准。

Claims (9)

1.一种立体影像显示装置，用以配合一偏光眼镜，以由所述偏光眼镜观看所述立体影像显示装置产生的一立体影像，其中所述偏光眼镜设置于一第一折射率(n1)的介质中，其特征在于，所述立体影像显示装置包括：
一显示面板，具有一复合层以及所述复合层的一侧面上的一彩色滤光层，所述复合层具有一第二折射率(n2)以及一厚度(T)，所述显示面板沿着一预定方向设置，所述彩色滤光层中设有若干黑色矩阵区；以及
一图案化相位延迟膜，依附于所述复合层相对的另一侧面上并且介于所述显示面板与所述偏光眼镜之间，所述图案化相位延迟膜中设有若干边界区，经过每一所述若干边界区并且垂直于所述复合层的侧面之指向方位定义为一法线方向，其中所述偏光眼镜与每一边界区之间的指向方位定义为一入射方向，所述入射方向与所述法线方向形成一观视角(θ1)，每一边界区与相对应的每一黑色矩阵区之间的指向方位定义为一折射方向，所述折射方向与所述法线方向形成一折射角(θ2)，通过所述第一折射率(n1)、所述第二折射率(n2)、所述观视角(θ1)以及所述折射角(θ2)，以计算在所述预定方向上每一黑色矩阵区与每一边界区之间的一偏移距离(Lps)。
2.根据权利要求1所述的立体影像显示装置，其特征在于，所述复 合层具有一基板以及依附于所述基板之一偏光层，其中所述基板介于所述彩色滤光层与所述偏光层之间，所述偏光层介于所述基板与所述图案化相位延迟膜之间。
3.根据权利要求1所述的立体影像显示装置，其特征在于，所述偏移距离(Lps)介于30μm至400μm之间。
4.根据权利要求1所述的立体影像显示装置，其特征在于，所述折射角(θ2)以下列公式表示：
θ2＝sin-1[n1*(sinθ1/n2)]。
5.根据权利要求4所述的立体影像显示装置，其特征在于，所述偏移距离(Lps)以下列公式表示：
Lps＝T*tan(θ2)。
6.根据权利要求1所述的立体影像显示装置，其特征在于，所述预定方向垂直于所述法线方向。
7.根据权利要求1所述的立体影像显示装置，其特征在于，所述彩色滤光层中还包括若干像素区，沿着所述预定方向，每一像素区设置于每两个所述黑色矩阵区之间。
8.根据权利要求7所述的立体影像显示装置，其特征在于，所述图案化相位延迟膜还包括若干相位延迟区，沿着所述预定方向，每一相位延迟区设置于每两个所述边界区之间。
9.根据权利要求8所述的立体影像显示装置，其特征在于，所述每一相位延迟区相对应于每一像素区，并且在所述预定方向上每一相位延迟区与每一像素区之间形成所述偏移距离(Lps)。 
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