CN102707448B - 立体显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种立体显示装置，包括显示面板以及透镜膜。显示面板包括多个像素结构。像素结构沿着X方向以及Y方向排列以形成像素数组。每一像素结构的水平宽度为L1。透镜膜位于显示面板的一侧。透镜膜包括多个柱状透镜。柱状透镜的延伸方向与Y方向之间具有夹角。每一柱状透镜于X方向上的宽度为L2，其中L2/L1＝4.61±0.05。当每一英寸中的像素结构数目大于110时，柱状透镜的延伸方向与Y方向之间的夹角为16～18度。当每一英寸中的像素结构数目小于110时，柱状透镜的延伸方向与Y方向之间的夹角为8～11度。本发明可减少暗带的产生，从而具有较佳的显示质量；还可以改善显示画面亮度不均的问题，以达到淡化类摩尔纹的功效，并进一步得到较佳的显示质量。

Description

立体显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示装置，尤其涉及一种立体显示装置。

背景技术

目前的立体显示技术大致可分成观赏者可直接裸眼观赏的裸眼式(auto-stereoscopic)以及需配戴特殊设计眼镜观赏的戴眼镜式(stereoscopic)。裸眼式立体显示的工作原理主要是利用固定式光栅来控制观赏者左眼与右眼所接收到的图像。根据人眼的视觉特性，当左、右眼分别观视的图像具有不同视差(parallax)时，人眼会观察将二图像重叠解读成一立体图像。戴眼镜式立体显示的工作原理主要是利用显示器显示左右眼画面，经由头戴式眼镜的选择，让左右眼分别看到左右眼画面以形成立体视觉。

一般来说，裸眼式立体显示装置需在显示面板上装设柱状透镜以使得显示面板的右眼图像内容能够传递到人的右眼，并使得显示面板的左眼图像内容能够传递到人的左眼。另外，柱状透镜通常是与像素结构平行排列。当柱状透镜聚焦到像素结构之间的黑矩阵时，会使人眼观察到暗带(dark band)的产生，此即为类摩尔纹(Moire-Like pattern，MLP)的表现。由于类摩尔纹对立体显示装置的显示质量有着严重的影响，因此，如何降低类摩尔纹的产生实为此技术领域的研发者急欲解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种立体显示装置，其能有效降低类摩尔纹的产生而具有较佳的显示质量。

本发明提出一种立体显示装置，包括显示面板以及透镜膜。显示面板包括多个像素结构。像素结构沿着X方向以及Y方向排列以形成像素数组。每一像素结构的水平宽度为L1。透镜膜位于显示面板的一侧。透镜膜包括多个柱状透镜。柱状透镜的延伸方向与Y方向之间具有夹角。每一柱状透镜于X方向上的宽度为L2，其中L2/L1＝4.61±0.05。当每一英寸中的像素结构数目(pixel per inch,PPI)大于110时，柱状透镜的延伸方向与Y方向之间的该夹角为16～18度。当每一英寸中的像素结构数目小于110时，柱状透镜的延伸方向与Y方向之间的该夹角为8～11度。

基于上述，在本发明的立体显示装置中，将柱状透镜相对于像素结构倾斜设置，如此一来，可以分散暗带分布的区域，降低类摩尔纹的存在的机率。另外，通过调整柱状透镜的水平宽度与像素结构的水平宽度的比例以及柱状透镜与像素结构的设置角度，可以得到显示质量较佳的立体显示装置。

本发明可减少暗带的产生，从而具有较佳的显示质量；还可以改善显示画面亮度不均的问题，以达到淡化类摩尔纹的功效，并进一步得到较佳的显示质量。

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1是根据本发明一实施例的立体显示装置的立体爆炸示意图。

图2是根据图1中的像素结构的示意图。

图3是根据图1的立体显示装置的上视示意图。

图4是根据本发明一实施例的立体显示装置的像素结构的上视示意图。

图5是实例与比较例的立体显示装置的开口率与位置的关系图。

其中，附图标记说明如下：

10：立体显示装置

100：显示面板

110：第一基板

120：第二基板

130：显示介质

112：像素数组

P：像素结构

122：遮光图案层

200：透镜膜

210：柱状透镜

A、B、C：切线

D1、D2：方向

DL：资料线

H1、H2：长度

L1、L2：宽度

PE：像素电极

r：非透光区

SL：扫描线

t：透光区

T：有源组件

X、Y：方向

具体实施方式

图1是根据本发明一实施例的立体显示装置的立体爆炸示意图。图2是根据图1中的像素结构的示意图。图3是根据图1的立体显示装置的上视示意图。在此说明的是，图2仅绘示一个像素结构P以作说明。

请同时参照图1以及图2，本实施例的立体显示装置10包括显示面板100以及透镜膜200。透镜膜200位于显示面板100的一侧。显示面板100包括第一基板110、第二基板120以及显示介质130。第二基板120位于第一基板110的对向。显示介质130位于第一基板110与第二基板120之间。显示介质130例如是液晶层。

第一基板110例如是有源组件数组基板，其包括多个像素结构P。像素结构P沿着X方向以及Y方向排列以形成像素数组112。一般来说，像素结构P包括有源组件T、扫描线SL、数据线DL以及像素电极PE，其中有源组件T与扫描线SL以及数据线DL电性连接。有源组件T可以是底部栅极型薄膜晶体管或是顶部栅极型薄膜晶体管，其包括栅极、通道、源极以及漏极。有源组件T与扫描线SL及数据线DL电性连接。像素电极PE与有源组件T中的漏极电性连接。与扫描线SL以及数据线DL类似地，有源组件T所位在的区域通常是属于不透光的区域。

扫描线SL以及数据线DL一般是使用金属材料。然而，本发明不限于此，根据其它实施例，扫描线以及数据线也可以使用其它导电材料。例如：合金、金属材料的氮化物、金属材料的氧化物、金属材料的氮氧化物或是金属材料与其它导电材料的堆栈层。承上所述，扫描线SL以及数据线DL通常是使用非透光的材质，因此扫描线SL以及数据线DL所位在的区域是属于不透光的区域。

像素电极PE例如是由铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)或其它适合的透明导电材料所形成，因此像素电极PE所位在的区域为可透光的区域。

第二基板120例如是彩色滤光基板、形成有对向电极的基板或是单纯的空白基板。一般来说，彩色滤光基板包括共享电极层、彩色滤光图案以及遮光图案层122。共享电极层例如是由铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)或其它适合的透明导电材料所形成。彩色滤光图案例如是红色滤光图案、绿色滤光图案、蓝色滤光图案或是其它适合的滤光图案。遮光图案层122可用来对应像素结构P中的不透光的区域设置。换言之，遮光图案层122可以对应像素结构P中扫描线SL、数据线DL、有源组件T以及其它需要遮光的区域设置以形成非透光区r，另外，没有设置遮光图案层122之处即形成透光区t。本实施例的第二基板120是以彩色滤光基板为例来说明，但本发明不以此为限。换言之，若第二基板120是形成有对向电极的基板或是单纯的空白基板，那么彩色滤光图案以及遮光图案层122可以设置在第一基板110上，以形成非透光区r以及透光区t。

根据本实施例，透镜膜200位于显示面板100的一侧，且透镜膜200是于相对靠近观察者的一侧设置。透镜膜200包括多个柱状透镜210。柱状透镜210的设置可以用来将显示图像分离成右眼显示光束以及左眼显示光束，以使得显示面板的右眼图像内容能够传递到人的右眼，并使得显示面板的左眼图像内容能够传递到人的左眼。

请参照图3，为了详细说明本实施例的像素结构P以及透镜膜200的配置关系，图3仅绘示像素结构P、遮光图案层122以及透镜膜200并省略绘示其它构件。另外，图3中仅绘示2个柱状透镜210，然而，本发明不限定透镜膜200中柱状透镜210的数量。

在本实施例中，像素结构P的水平宽度为L1。详细而言，水平宽度是指像素结构P在X方向上的宽度为L1。

根据本实施例，柱状透镜210的延伸方向D1与Y方向之间具有夹角θ。具体而言，柱状透镜210的延伸方向D1不平行于像素结构P于Y方向上的排列方向。在本实施例中，柱状透镜210于X方向上的宽度为L2(亦可称为柱状透镜210宽度的水平分量)。

承上所述，本实施例的柱状透镜210于X方向上的宽度L2与像素结构P的水平宽度L1的比例，即L2/L1，例如为4.61±0.05。具体而言，柱状透镜210于X方向上的宽度L2与像素结构P的水平宽度L1的比例可表示每一柱状透镜210对应的像素结构P的数量。换言之，每一柱状透镜210可对应多个像素结构P设置。根据本实施例，当L2/L1例如为4.61±0.05时，可具有淡化类摩尔纹的效果。在一较佳实施例中，当L2/L1例如为4.63±0.02时，可具有较佳的淡化类摩尔纹的效果。

根据本实施例，当每一英寸中像素结构P数目大于110时，柱状透镜210的延伸方向D1与Y方向之间的夹角θ为16～18度。再者，当每一英寸中像素结构P数目小于110时，柱状透镜210与Y方向之间的夹角θ为8～11度。详细而言，每一英寸中像素结构P数目可表示立体显示装置10的分辨率。当分辨率较大时，柱状透镜210与像素结构P之间的倾斜夹角较大。另外，当分辨率较小时，柱状透镜210与像素结构P之间的倾斜夹角较小。透过上述倾斜夹角的调整，可以使立体显示装置10具有淡化类摩尔纹的效果，使立体显示装置10的显示质量具有较佳的显示质量。

另一方面，除了调整柱状透镜210与像素结构P之间的倾斜角度外，还可以针对显示面板100中的遮光图案层122作进一步的调整。在本实施例中，遮光图案层122对应像素结构P设置。具体而言，遮光图案层122例如为黑矩阵(black mask)，从观赏者的方向来看，其设置在各个像素结构P之间，而使像素结构P具有透光区t以及非透光区r。以下将针对像素结构P中遮光图案层122的调整方式作详细的说明。

图4是根据本发明一实施例的立体显示装置的像素结构的上视示意图。请参照图4，在本实施例中，遮光图案层122对应像素结构P设置而使像素结构P具有透光区t以及非透光区r。在本实施例中，像素结构P中透光区t的长边边缘a与非透光区r的长边边缘b不平行。透过透光区t与非透光区r的长边边缘彼此不平行的设置，可以进一步减少立体显示装置10产生亮度不均匀的情形。

承上所述，以柱状透镜的延伸方向D1来看，像素结构P于透光区t中的透光长度为H2，而且于不同水平位置上会有不同的透光长度H2，其中最大透光长度为H1。当每一英寸中的像素结构P的数目大于110时，H2/H1例如为0.7±0.3。然而，本发明不限于此。在一较佳实施例中，当每一英寸中的像素结构P的数目大于110时，H2/H1例如为0.8±0.2。另外，当每一英寸中的像素结构P的数目小于110时，H2/H1例如为0.65±0.35。透过上述像素结构P的最大透光长度H1以及透光长度H2的调整，可以进一步降低立体显示装置10产生暗带的情形，使立体显示装置10的显示质量具有较佳的显示质量。

为说明像素结构P中透光区t的长边边缘a与非透光区r的长边边缘b不平行设置的功效，以下列举实例以作说明。

实例

实例的立体显示装置包括倾斜设置的柱状透镜且包括如图4的像素结构，其中透光区的长边边缘与非透光区的长边边缘不平行设置。另外，比较例的立体显示装置与实例的立体显示装置相似，然而其不同之处在于：比较例的立体显示装置中，其像素结构的透光区的长边边缘与非透光区的长边边缘为平行设置。

图5是实例与比较例的立体显示装置的开口率与位置的关系图。请再参照图3来说明开口率的量测方法，其中位置的起点是由切线A开始，往X方向移动，经由切线B之后，最后移到切线C，并完成立体显示装置的开口率的量测，其中开口率经过归一化(Normalized)计算，并得到如图5所示的开口率与位置的关系图。

请参照图5，比较例的立体显示装置于位置为64.58μm至73.8μm之间的开口率较低，相较之下，实例的立体显示装置开口率整体而言较为平均。因此，由图5可知，实例的立体显示装置可具有较平均的亮度，通过其像素结构中透光区的长边边缘与非透光区的长边边缘的不平行设置，其类摩尔纹的情形可进一步淡化。

综上所述，在本发明的立体显示装置中，将柱状透镜相对于像素结构倾斜设置，并通过调整柱状透镜的水平宽度与像素结构的水平宽度的比例以及柱状透镜与像素结构的设置角度，可以使暗带产生的情形减少，而具有较佳的显示质量。再者，透过像素结构中透光区的长边边缘与非透光区的长边边缘的不平行设置，并通过调整像素结构的对角线长度以及此对角线于透光区中的长度的比例，可以改善显示画面亮度不均的问题，以达到淡化类摩尔纹的功效，并进一步得到较佳的显示质量。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种立体显示装置，包括：

一显示面板，该显示面板包括多个像素结构，所述多个像素结构沿着X方向以及Y方向排列以形成一像素数组，其中每一像素结构的一水平宽度为L1；以及

一透镜膜，位于该显示面板的一侧，该透镜膜包括多个柱状透镜，每一柱状透镜于X方向上的一宽度为L2，且所述多个柱状透镜的一延伸方向与该Y方向之间具有一夹角，其特征在于，

其中L2/L1＝4.61±0.05，且

当每一英寸中的像素结构数目大于110时，所述多个柱状透镜的该延伸方向与该Y方向之间的该夹角为16～18度，

当每一英寸中的像素结构数目小于110时，所述多个柱状透镜的该延伸方向与该Y方向之间的该夹角为8～11度。

2.如权利要求1所述的立体显示装置，其中L2/L1＝4.63±0.02。

3.如权利要求1所述的立体显示装置，其中该显示面板更包括一遮光图案层，对应所述多个像素结构设置，以使得每一像素结构具有一透光区以及一非透光区，其中，在柱状透镜的延伸方向上，每一像素结构于该透光区中的一透光长度为H2，其中最大透光长度为H1。

4.如权利要求3所述的立体显示装置，其中当每一英寸中的像素结构数目大于110时，H2/H1＝0.7±0.3。

5.如权利要求4所述的立体显示装置，其中H2/H1＝0.8±0.2。

6.如权利要求3所述的立体显示装置，其中当每一英寸中的像素结构数目小于110时，H2/H1＝0.65±0.35。

7.如权利要求3所述的立体显示装置，其中每一像素结构的该透光区的一长边边缘与该非透光区的一长边边缘不平行。

8.如权利要求1所述的立体显示装置，其中每一柱状透镜对应多个像素结构设置。