CN102707493B - 三维显示装置及三维显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三维显示装置及三维显示系统。所述系统包括三维显示装置及偏光眼镜，三维显示装置包括显示面板及图案化相位延迟片。图案化相位延迟片的相位延迟片行是分别对位于显示面板的像素行对，像素行对的第一像素行包括交错的第一子像素及第二子像素。本发明可改善现有三维显示器的影像串扰问题及色偏问题。

Description

三维显示装置及三维显示系统

【技术领域】

本发明涉及一种显示装置及显示系统，特别是涉及一种用于显示三维影像的三维显示装置及三维显示系统。

【背景技术】

近年来，随着科技的进步，许多不同的显示装置，例如液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、电激发光(Electro Luminenscence，EL)显示器或有机发光显示器(OLED)已应用于平面显示器。

目前，平面显示器可具有立体影像显示功能，例如图案化相位延迟膜三维显示器(three dimension pattern retarder display)，其包括一设置于显示器外侧的图案化相位延迟膜。

一般，具有图案化相位延迟膜的3D显示器是将其奇数列(或偶数列)的画素作为左眼画素(left image pixels)，而其它数列的画素作为右眼像素(right image pixels)，当显示器的光线经过不同配向的四分之一波长相位延迟片后，光线会分别形成左圆偏振光及右圆偏振光。使用者可搭配不同极化方向的圆偏眼镜(circular polarizer glasses)，使得使用者的左眼只能看到左眼像素所显示的影像，而右眼只能看到右眼画素所显示的影像，因而可达到三维立体影像的效果。

然而，当3D显示器的分辨率提高时，3D显示器的像素尺寸会减小，而容易导致容易产生影像串扰，影响3D显示质量。此时，可增加像素之间的遮光矩阵的宽度，以减少影像串扰。然而，遮光的黑色矩阵(BM)的宽度增加会大幅地降低像素的开口率。再者，在目前的显示器中，存在一种色偏(Color Shift或Color Washout)问题，因而严重地影响显示器的显示质量。

故，有必要提供一种三维显示装置及三维显示系统，以解决现有技术所存在的问题。

【发明内容】

本发明提供一种三维显示装置及三维显示系统，以解决改善现有三维显示器的影像串扰问题及色偏问题。

本发明的主要目的在于提供一种三维显示装置，所述三维显示装置包括：

显示面板，包括交错配置的多个第一像素行对及多个第二像素行对，其中每一所述第一像素行对包括二个相邻的第一像素行，每一所述第二像素行对包括二个相邻的第二像素行；以及

图案化相位延迟片，设置于所述显示面板的出光侧，其中所述图案化相位延迟片包括多个第一相位延迟片行及多个第二相位延迟片行，所述第一相位延迟片行是分别对位于所述第一像素行对，所述第二相位延迟片行是分别对位于所述第二像素行对；

其中，每一所述第一像素行包括多个第一子像素及多个第二子像素，在所述第一像素行中，所述第一子像素及所述第二子像素是交错排列，每一所述第一子像素具有二个不同区域，每一所述第二子像素具有三个不同区域。

在本发明的一实施例中，当显示三维影像时，每一所述第一像素行对的所述第一像素行的其中一者的部分区域是被关闭。

在本发明的一实施例中，在每一所述第一像素行对中，所述第一子像素及所述第二子像素相互交错排列成二行。

在本发明的一实施例中，所述每一所述第一像素行或每一所述第二像素行的宽度等于或小于350微米。

在本发明的一实施例中，所述每一所述第一像素行或每一所述第二像素行的宽度为315微米。

在本发明的一实施例中，每一所述子像素的长度等于或小于350微米。

在本发明的一实施例中，每一所述子像素的宽度等于或小于150微米。

在本发明的一实施例中，每一所述第一相位延迟片行的宽度是大于或等于每一所述第一像素行对的宽度，每一所述第二相位延迟片行的宽度是大于或等于每一所述第二像素行对的宽度。

在本发明的一实施例中，每一所述第一相位延迟片行或每一所述第二相位延迟片行的宽度是等于或小于650微米。

本发明的另一目的在于提供一种三维显示系统，所述三维显示系统包括：

偏光眼镜；以及

三维显示装置，包括：

显示面板，包括交错配置的多个第一像素行对及多个第二像素行对，其中每一所述第一像素行对包括二个相邻的第一像素行，每一所述第二像素行对包括二个相邻的第二像素行；以及

图案化相位延迟片，设置于所述显示面板的出光侧，其中所述图案化相位延迟片包括多个第一相位延迟片行及多个第二相位延迟片行，所述第一相位延迟片行是分别对位于所述第一像素行对，所述第二相位延迟片行是分别对位于所述第二像素行对；

其中，每一所述第一像素行包括多个第一子像素及多个第二子像素，在所述第一像素行中，所述第一子像素及所述第二子像素是交错排列，每一所述第一子像素具有二个不同区域，每一所述第二子像素具有三个不同区域。

相较于现有的三维显示器所具有的影像串扰问题及色偏问题，本发明的三维显示装置及三维显示系统可大幅地减少影像串扰问题，且有高分辨率。再者，通过关闭像素行的部分区域，可形成遮光BM于不同的像素行对之间，且可减少显示器的色偏问题并确保像素开口率。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

【附图说明】

图1为本发明三维显示系统的一实施例的示意图；

图2为本发明显示面板的像素配置的一实施例的示意图；以及

图3为本发明显示面板的像素配置与图案化相位延迟片的一实施例的示意图。

【具体实施方式】

以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

附图和说明被认为在本质上是示出性的，而不是限制性的。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。另外，为了理解和便于描述，附图中示出的每个组件的尺寸和厚度是任意示出的，但是本发明不限于此。

在附图中，为了清晰起见，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。在附图中，为了理解和便于描述，夸大了一些层和区域的厚度。将理解的是，当例如层、膜、区域或基底的组件被称作“在”另一组件“上”时，所述组件可以直接在所述另一组件上，或者也可以存在中间组件。

另外，在说明书中，除非明确地描述为相反的，否则词语“包括”将被理解为意指包括所述组件，但是不排除任何其它组件。此外，在说明书中，“在......上”意指位于目标组件上方或者下方，而不意指必须位于基于重力方向的顶部上。

请参照图1，其为本发明三维显示系统的一实施例的示意图。本实施例的三维显示系统包括三维(3D)显示装置100及偏光眼镜(Polarizer Glasses)200。3D显示装置100可用于显示三维影像，此3D显示装置100可包括显示面板110及图案化相位延迟片120。显示面板110可例如为LCD面板或OLED面，用于显示影像。图案化相位延迟片120是设置于显示面板110的出光侧，用于形成不同的偏振光，例如左手圆偏振光或右手圆偏振光。当使用者观看本实施例的3D显示装置100的立体影像时，可搭配偏光眼镜102来形成立体影像效果。

在本实施例中，如图1所示，显示面板110例如为LCD面板，其可包括第一基板111、第二基板112、液晶层113、第一偏光片114及第二偏光片115。第一基板111和第二基板112的基板材料可为玻璃基板或可挠性塑料基板，在本实施例中，第一基板111例如为具有彩色滤光片(ColorFilter，CF)的玻璃基板或其它材质的基板，而第二基板112可例如为具有薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT) 矩阵的玻璃基板或其它材质的基板。值得注意的是，在一些实施例中，彩色滤光片和TFT矩阵亦可配置在同一基板上。

如图1所示，液晶层113是形成于第一基板111与第二基板112之间，第一偏光片114是设置于第一基板111的外侧，第二偏光片115是设置于第二基板112的外侧，而图案化相位延迟片120是设置于显示面板110的出光侧，更具体地，图案化相位延迟片120是设置于第一偏光片114的外侧表面上。

请参照图2，其为本发明显示面板的像素配置的一实施例的示意图。显示面板110可包括交错配置的多个第一像素行对P1及多个第二像素行对P2。其中每一第一像素行对P1包括二个相邻的第一像素行L，每一第二像素行对P2包括二个相邻的第二像素行R。因此，第一像素行L及第二像素行R可依照L-L-R-R-L-L-R-R…的顺序来排列。在本实施例中，第一像素行L例如是用于提供左眼影像至使用者的左眼，第二像素行R例如是用于提供右眼影像至使用者的右眼。每一第一像素行L或每一第二像素行R包括多个第一子像素101及多个第二子像素102，多个子像素101及102可组成一像素103，例如，每一像素103可包括三个子像素101或102，用于对应于例如红色滤光片、绿色滤光片及蓝色滤光片。第一子像素101及第二子像素102是交错排列成一行。每一第一子像素101具有二个不同区域，例如主区域M及次区域S，其中主区域M及次区域S分别具有不同的液晶(LC)预倾角。每一第二子像素102具有三个不同区域，例如主区域M、第一次区域S1及第二次区域S2，其中主区域M、第一次区域S1及第二次区域S2分别具有不同的LC预倾角。

如图2所示，每一子像素101或102的长度可等于或小于350微米(um)，亦即每一第一像素行L或每一第二像素行R的宽度可等于或小于350um，例如315 um。每一子像素101或102的宽度可等于或小于150um，例如105 um。在本实施例中，

在本实施例中，例如，在第一像素行对P1及第二像素行对P2中，第一子像素101及第二子像素102更可相互交错排列成二行，亦即第一子像素101的上、下、左、右侧皆为第二子像素102，同理，亦即第二子像素102的上、下、左、右侧皆为第一子像素101。

请参照图3，其为本发明显示面板的像素配置与图案化相位延迟片的一实施例的示意图。图案化相位延迟片120是设置于显示面板110的出光侧，其中图案化相位延迟片120包括多个交错配置的第一相位延迟片行121及多个第二相位延迟片行122，第一相位延迟片行121是对位于第一像素行对P1，第二相位延迟片行122是对位于第二像素行对P2。每一第一相位延迟片行121的宽度优选是大于或等于每一第一像素行对P1的宽度，每一第二相位延迟片行122的宽度优选是大于或等于每一第二像素行对P2的宽度。其中，第一相位延迟片行121或第二相位延迟片行122的宽度可等于或小于650um，例如630 um。

如图3所示，在本实施例中，第一相位延迟片行121及第二相位延迟片行122可为四分之一波长(λ/4)相位延迟片行，亦即第一相位延迟片行121及第二相位延迟片行122具有λ/4相位延迟片的特性，其中第一相位延迟片行121的慢轴与第二相位延迟片行122的慢轴之间夹角优选为90度。

在另一实施例中，第一相位延迟片行121可为二分之一波长(λ/2)相位延迟片行，亦即第一相位延迟片行121具有λ/2相位延迟片的特性，而第二相位延迟片行122为零波长相位延迟片行或具有不同慢轴方向的λ/2相位延迟片行。

当使用者使用偏光眼镜102来观看3D显示装置100所显示的立体影像时，3D显示装置100的图案化相位延迟片120可例如形成左手圆偏振光或右手圆偏振光。由于3D显示装置100的左手圆偏振光或右手圆偏振光仅能分别穿透偏光眼镜200的一侧(右侧或左侧)镜片，即使用者的双眼可分别看到显示面板100的不同像素列的影像，因而可形成立体影像效果。

如图3所示，当显示3D影像时，由于在同一像素行对中的像素103是用于显示相同的影像(左眼或右眼影像)，而没有影像串扰的问题，故仅需避免不同像素行对之间的影像串扰。因此，通过本发明的像素行的排列方式，可减少左、右像素之间的影像串扰问题。

如图3所示，当显示三维影像时，每一第一像素行对P1的第一像素行L的其中一者的部分区域是被关闭，以形成暗态，用于作为第一像素行对P1与第二像素行对P2之间的遮光黑色矩阵(BM)。例如，当3D显示装置100显示3D影像时，第一像素行L中的每一子像素101及102的主区域或次区域可被关闭，以形成暗态，使得每一子像素101及102的主区域或次区域可作为像素行对P1与P2之间的遮光BM。此时，在每一第一像素行L中，每一第二子像素102仍可具有二个具有不同LC预倾角的区域，因而可减少色偏问题，特别是用于减少VA型显示器的色偏问题。同时，在每一第一像素行L中，由于第一子像素101可具有较高的开口率，因而可避免的过低的像素开口率。

由上述可知，在本发明的3D显示装置及3D显示系统中，可实现高分辨率(子像素的长度≦350um)，且可减少影像串扰问题。再者，通过关闭像素行的部分区域，可形成遮光BM于不同的像素行对之间。且在每一像素行中，可具有交错的第一子像素及第二子像素，以减少显示器的色偏问题并确保像素开口率。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用于限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种三维显示装置，其特征在于：所述三维显示装置包括：

显示面板，包括交错配置的多个第一像素行对及多个第二像素行对，其中每一所述第一像素行对包括二个相邻的第一像素行，每一所述第二像素行对包括二个相邻的第二像素行，当显示三维影像时，每一所述第一像素行对的所述第一像素行的其中一者的部分区域是被关闭；以及

图案化相位延迟片，设置于所述显示面板的出光侧，其中所述图案化相位延迟片包括多个第一相位延迟片行及多个第二相位延迟片行，所述第一相位延迟片行是分别对位于所述第一像素行对，所述第二相位延迟片行是分别对位于所述第二像素行对；

其中，每一所述第一像素行包括多个第一子像素及多个第二子像素，在所述第一像素行中，所述第一子像素及所述第二子像素是交错排列，每一所述第一子像素具有二个不同区域，每一所述第一子像素的所述两个不同区域具有不同的液晶预倾角，每一所述第二子像素具有三个不同区域，每一所述第二子像素的所述三个不同区域具有不同的液晶预倾角。

2.根据权利要求1所述的三维显示装置，其特征在于：在每一所述第一像素行对中，所述第一子像素及所述第二子像素相互交错排列成二行。

3.根据权利要求1所述的三维显示装置，其特征在于：每一所述第一像素行或每一所述第二像素行的宽度等于或小于350微米。

4.根据权利要求3所述的三维显示装置，其特征在于：每一所述第一像素行或每一所述第二像素行的宽度为315微米。

5.根据权利要求1所述的三维显示装置，其特征在于：每一所述子像素的长度等于或小于350微米。

6.根据权利要求1所述的三维显示装置，其特征在于：每一所述子像素的宽度等于或小于150微米。

7.根据权利要求1所述的三维显示装置，其特征在于：每一所述第一相位延迟片行的宽度是大于或等于每一所述第一像素行对的宽度，每一所述第二相位延迟片行的宽度是大于或等于每一所述第二像素行对的宽度。

8.根据权利要求1所述的三维显示装置，其特征在于：每一所述第一相位延迟片行或每一所述第二相位延迟片行的宽度是等于或小于650微米。

9.一种三维显示系统，其特征在于：所述三维显示系统包括：偏光眼镜；以及

三维显示装置，包括：

显示面板，包括交错配置的多个第一像素行对及多个第二像素行对，其中每一所述第一像素行对包括二个相邻的第一像素行，每一所述第二像素行对包括二个相邻的第二像素行，当显示三维影像时，每一所述第一像素行对的所述第一像素行的其中一者的部分区域是被关闭；以及

图案化相位延迟片，设置于所述显示面板的出光侧，其中所述图案化相位延迟片包括多个第一相位延迟片行及多个第二相位延迟片行，所述第一相位延迟片行是分别对位于所述第一像素行对，所述第二相位延迟片行是分别对位于所述第二像素行对；

其中，每一所述第一像素行包括多个第一子像素及多个第二子像素，在所述第一像素行中，所述第一子像素及所述第二子像素是交错排列，每一所述第一子像素具有二个不同区域，每一所述第一子像素的所述两个不同区域具有不同的液晶预倾角，每一所述第二子像素具有三个不同区域，每一所述第二子像素的所述三个不同区域具有不同的液晶预倾角。