CN103529587A

CN103529587A - 图案化延迟器型立体图像显示设备

Info

Publication number: CN103529587A
Application number: CN201210447719.0A
Authority: CN
Inventors: 金珍永; 蔡熙泳
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2032-11-09
Also published as: CN103529587B; KR101425611B1; US20140009702A1; US10162212B2; KR20140005508A

Abstract

一种图案化延迟器型立体图像显示设备，包括：阵列基板，用于限定有源区域和在有源区域周围的非有源区域；在有源区域和非有源区域上的栅极线；在非有源区域上的栅极焊盘；虚拟线，用于通过与栅极线交叉而在非有源区域上限定虚拟像素；滤色器基板，与阵列基板相对地布置，在滤色器基板和像素基板之间具有液晶层，滤色器基板具有滤色器和在与虚拟像素相对应的区域中的虚拟滤色器；在滤色器基板的远离阵列基板的一侧上的黑条，所述黑条沿着有源区域的边缘布置在与非有源区域相对应的区域中；以及在黑条上形成的图案化延迟膜。

Description

图案化延迟器型立体图像显示设备

本申请要求于2012年7月4日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2012-0072935的优先权益，在此通过引用加以结合。

技术领域

本发明涉及一种立体图像显示设备，尤其涉及一种图案化延迟器型立体图像显示设备。

背景技术

近来，由于各种视频内容的发展，已经引入了用户可以选择显示类型（二维或三维）进行显示的立体图像显示设备。可以使用立体技术或自动立体技术来实现三维显示。

立体技术使用由于两眼之间的间距所产生的双目视差。此类型可以被划分为眼镜型和无眼镜型。在眼镜型当中，存在一种在显示面板上布置有图案化延迟器的立体图像显示设备。此类设备使用在显示面板上的图案化延迟器的偏振特性以及在眼镜上的那些偏振特性来实现三维显示。它们的优点在于在两眼之间具有很小的串扰并且与其它类型相比较具有高亮度的良好显示质量。

此时，用于显示二维和三维图像的显示面板可以是诸如液晶显示（LCD）设备、场致发射显示（FED）设备、等离子体显示面板（PDP）、电泳显示器（EPD）或包括无机电致发光设备和有机发光显示（OLED）设备的电致发光设备（EL）之类的各种平板显示设备之一。

作为一个例子，将解释LCD设备的显示面板。图1是依照相关技术的图案化延迟器型立体图像显示设备的示意图。

如图1所示，显示设备1具有用于显示二维图像或三维图像的显示面板20和附接到显示面板20的图案化延迟器17。显示面板包括阵列基板10、具有滤色器13和黑色矩阵14的滤色器基板12、以及在阵列基板10和滤色器基板12之间的液晶层15、以及分别附接到滤色器基板12和阵列基板10的第一和第二偏振板16a和16b。图案化延迟器17附接到第一偏振板16a，并且具有用于选择性地仅透射第一偏振光的第一延迟器和用于选择性地仅透射第二偏振光的第二延迟器。逐行地依次形成第一和第二延迟器。此时，可以在图案化延迟器17上形成保护膜18。

上述显示设备1在显示面板上交替地显示右眼图像和左眼图像，并且通过图案化延迟器17切换偏振眼镜的偏振特性。观看者组合分别透射到左眼和右眼的左眼图像和右眼图像并且实现三维立体图像。

当实现三维立体图像时，依照观看位置可能出现三维（3D）串扰。即，当用户在向上和向下方向上观看显示面板时，左眼图像可能不仅通过第一延迟器而且还通过第二延迟器并且与右眼图像混合。类似地，右眼图像可能与左眼图像混合。

同时，在显示面板中通常存在漏光问题。来自背光单元的光在显示面板的正面或侧面周围泄漏。为了解决该问题，在显示面板的非有源区域上形成附加的黑色矩阵。为了实现此目的，有必要使黑色矩阵满足绝缘特性，或者介电常数应当在3.0以下。然而，黑色矩阵的颜料通常是炭黑，其没有足够的绝缘特性。从而，尽管可以减少光反射，不过无法阻止光的通过。

发明内容

据此，本发明旨在提供一种立体图像显示设备，其大体上消除了由于相关技术的限制和缺点所导致的一个或多个问题。

本发明的一个目的是提供一种可以改进视角并且减少串扰现象的立体图像显示设备。

本发明的另一目的是提供一种可以使用均匀透明的柱状间隔件来解决漏光问题的立体图像显示设备。

本发明的附加特点和优点将在以下描述中得以阐明，并且根据所述描述而在一定程度上更加清楚，或者可以通过实施本发明来获悉。将借助在所描写的说明书及权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现和获得本发明的目的及其它优点。

为了实现这些及其它优点，依照本发明的用途，如这里所体现和广义描述的，一种立体图像显示设备包括：阵列基板，用于限定有源区域和在所述有源区域周围的非有源区域；在所述有源区域和所述非有源区域上的栅极线；在所述非有源区域上的栅极焊盘；虚拟线，用于通过与所述栅极线交叉而在所述非有源区域上限定虚拟像素；滤色器基板，与所述阵列基板相对地布置，在所述滤色器基板与所述阵列基板之间具有液晶层，所述滤色器基板具有滤色器和在与所述虚拟像素相对应的区域中的虚拟滤色器；在所述滤色器基板的远离所述阵列基板的一侧上的黑条，所述黑条沿着所述有源区域的边缘布置在与所述非有源区域相对应的区域中；和在所述黑条上形成的图案化延迟膜。

依照另一方面，一种立体图像显示设备包括：阵列基板，用于限定具有多个单位像素的有源区域和在所述有源区域周围的非有源区域；在所述基板的非有源区域上的多条虚拟公共线和栅极焊盘；在所述虚拟公共线和所述栅极焊盘上的栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层上并且在对应于所述虚拟公共线的部分形成的虚拟线；滤色器基板，与所述阵列基板相对地布置，在所述滤色器基板与所述阵列基板之间具有液晶层，所述滤色器基板具有滤色器和在与所述虚拟像素相对应的区域中的虚拟滤色器；在所述滤色器基板的远离所述阵列基板的一侧上的黑条，所述黑条沿着所述有源区域的边缘布置在与所述非有源区域相对应的区域中；和在所述黑条上形成的图案化延迟膜。

应当理解，以上的大致说明和以下的详细描述都是示例性和解释性的，并且旨在对所要求保护的本发明提供进一步解释。

附图说明

附图示出了本发明的实施方式并且与说明书一起用来解释本发明的原理，所述附图用来提供对本发明的进一步理解并且并入并构成本申请的一部分。在附图中：

图1是依照相关技术的图案化延迟器型立体图像显示设备的示意图；

图2是示出依照第一实施方式的一个例子的图案化延迟器立体图像显示设备的视图；

图3是依照第一实施方式的立体图像显示设备的剖面图；

图4是依照第二实施方式的一个例子的阵列基板的平面图；以及

图5是用于示出图案化延迟器立体图像显示设备的沿图4的线V-V所取的剖面图。

具体实施方式

现在详细地参考优选实施方式，在附图中示出了优选实施方式的一些例子。

图2是示出依照第一实施方式的一个例子的图案化延迟器立体图像显示设备的视图。如图2所示，立体图像显示设备包括显示面板DP、偏振板170、图案化延迟器180和一对偏振眼镜195。如果液晶显示面板用于显示面板DP，那么立体图像显示设备还包括在显示面板DP下方的背光单元以及在显示面板DP和背光单元之间的偏振板（未示出）。

图案化延迟器180和偏振眼镜分离右眼图像和左眼图像，并且使显示面板显示的左眼和右眼图像能够彼此具有不同的相位。

尽管在附图中并未示出，不过显示面板DP具有两个基板以及在它们之间的液晶层。在第一基板上，形成薄膜晶体管阵列和滤色器。在与第一基板相对的第二基板上，附接有偏振板170。另一偏振板（未示出）附接到第一基板上。显示面板DP依照逐行的方式依次显示右眼图像和左眼图像。

偏振板170是分析器，其附接到显示面板DP的第二基板上并且透射从显示面板DP的液晶层射出的光的指定线性偏振光。

图案化延迟器180具有依照逐行的方式依次布置的第一和第二延迟器。优选地第一和第二延迟器具有彼此不同的偏振状态。每个延迟器优选地相对于偏振板170的透射轴具有+45°和-45°的光轴。从而，第一延迟器的光轴和第二延迟器的光轴彼此垂直地交叉。

每个延迟器可以使用双折射介质而具有λ/4（四分之一波长）的相位差。即，第一延迟器布置在显示面板DP上以便与用于显示左眼图像的行（line）相对并且把左眼图像的光转换为第一偏振光（圆偏振光或线性偏振光）。第二延迟器布置在显示面板DP上以便与用于显示右眼图像的行相对并且把右眼图像的光转换为第二偏振光（圆偏振光或线性偏振光）。

作为一个例子，第一延迟器用作用于透射左圆偏振光的偏振滤波器并且第二延迟器用作用于透射右圆偏振光的偏振滤波器。

附接到偏振眼镜195的左镜片的偏振膜只透射第一偏振光。附接到偏振眼镜195的右镜片的偏振膜只透射第二偏振光。即，佩戴一副偏振眼镜195的用户通过左眼只看见左眼图像并且通过右眼只看见右眼图像。因此，用户把显示面板DP上的图像识别为立体图像。

以下，将解释依照第一实施方式的立体图像显示设备的第一基板。将详细描述具有虚拟像素（dummy pixel）和焊盘的阵列基板以及具有这种阵列基板的立体图像显示设备。

图3是依照第一实施方式的立体图像显示设备的剖面图。

如图3所示，公共电极117a和像素电极116a布置在阵列基板110上，并且液晶由通过公共电极117a和像素电极116a产生的水平电场驱动。在与阵列基板相对的滤色器基板120上，布置滤色器135和虚拟滤色器。阵列基板110具有基板SU，基板SU限定具有多个单位像素的有源区域和在有源区域之外（或在有源区域周围）的非有源区域（non-active area）。在基板SU的非有源区域上，布置有虚拟公共线112b和栅极焊盘118。在虚拟公共线112b和栅极焊盘118上，形成栅极绝缘层GI，并且在栅极绝缘层GI上，在对应于虚拟公共线112b的区域中布置有虚拟线。

此外，还包括用于显示2D或3D图像的显示面板DP以及附接的图案化延迟膜185。显示面板DP具有阵列基板110、滤色器基板120以及在它们之间的液晶层150。在滤色器基板120上，顺序地布置后表面ITO 160、黑条165、偏振板170和图案化延迟膜185。

例如，通过光刻胶和蚀刻工艺在基板SU上形成（图4的）多条栅极线111。同时，在有源区域AA上形成栅极线（未示出）、多条公共电极线112a，并且在非有源区域NA上形成多条虚拟公共线112b和栅极焊盘118。

接下来，在具有（图4的）栅极线111、公共线112a、虚拟公共线112b和栅极焊盘118的整个基板上，由诸如硅氮化物（SiN_X）或硅氧化物（SiO₂）之类的无机材料形成栅极绝缘层GI。

接下来，在基板SU的有源区域AA上形成多条数据线113。数据线113通过与（图3的）栅极线111彼此交叉来限定像素区域。同时，在非有源区域NA上，形成虚拟线114和连接到虚拟线的漏光阻挡层115。虚拟线114通过与（图4的）栅极线111彼此交叉来限定虚拟像素。

接下来，在具有数据线113和虚拟线114的整个基板SU上，由诸如苯并环丁烯（BCB）或压克力之类的有机材料或诸如硅氮化物（SiN_X）之类的无机材料形成保护层PAC。

接下来，在通过除去保护层PAC的确定部分而形成的接触孔C上，形成栅极焊盘电极119以使其连接到栅极焊盘118。同时，在非有源区域上，形成多个虚拟像素电极116b和多个虚拟公共电极117b。

此外，在有源区域AA上，由保护层PAC上的不透明金属形成像素电极116a和公共电极117a。像素电极116a和公共电极117a可以用作黑色矩阵，从而不必形成黑色矩阵。此时，不透明金属层（未示出）可以进一步在其上包括低反射氧化层，这会降低来自面板外部的光的反射率。

在有源区域AA上，为每个单位像素形成薄膜晶体管（未示出）。薄膜晶体管借助来自栅极线111的栅极信号导通并且把来自数据线的数据信号113发送到像素电极116a。

阵列基板110和滤色器基板120依照彼此相对的形式附接。液晶层150布置在两个基板之间，并且设置多个柱状间隔件140以便保持在两个基板之间形成的间隙。

接下来，在滤色器基板120上，形成滤色器135和涂覆层140，涂覆层140用于减小滤色器135的台阶差异并且保护滤色器135。滤色器135用来把来自液晶层150的光转换为红色、绿色和蓝色光。每个滤色器135位于单位像素的边界上并且用来辨别右眼图像和左眼图像。

此时，所描述的立体图像显示器具有在与有源区域AA的单位像素相对应的区域中布置的滤色器135和在与非有源区域NA的虚拟像素相对应的区域中布置的虚拟滤色器。即，顺序地并且重复地布置红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）滤色器，并且同时在非有源区域上把红色和蓝色虚拟滤色器130布置为双层滤色器结构。虚拟滤色器可以为具有两种不同颜色的滤色器的双层滤色器。红色和蓝色虚拟滤色器的厚度分别为滤色器135的厚度的约1/2。因此，非有源区域NA的整个双层虚拟滤色器130具有与有源区域AA的滤色器135相同的厚度。

为了确定液晶的预倾角，可以在液晶层150与阵列基板和滤色器基板110和120中的每一个之间进一步形成定向层（未示出）。作为选择，涂覆层140可以用作定向层。此外，在涂覆层上，形成柱状间隔件145以便保持液晶的单元间隙。此时，柱状间隔件145由没有任何黑色颜料的透明有机绝缘材料形成。

接下来，在滤色器基板120上，顺序地形成后表面ITO 160、黑条165、偏振板170和图案化延迟膜185。偏振板170形成在黑条165上并且使来自显示面板DP的光发生偏振。图案化延迟膜185布置在偏振板170上并且包括保护膜190和在保护膜190上的图案化延迟器180。

后表面ITO 160形成在整个滤色器基板120上并且释放在滤色器基板120上出现的静电。但是后表面ITO 160可以覆盖黑条165，以用作保护黑条165的保护层。

黑条165位于滤色器基板120的远离阵列基板110的一侧上，并沿着有源区域的边缘布置在与非有源区域相对应的区域中。例如，黑条165可以形成在滤色器基板120的外表面上并且后表面ITO 160可以覆盖黑条165。此外，可以在偏振板170上形成粘合剂（未示出），以附接到黑条165和后表面ITO 160上。

在显示面板DP和图案化延迟器180之间（具体地，与第一和第二延迟器的边界区域相对应地或者在第一和第二延迟器的边界区域上）形成黑条165。像素电极116a用作黑色矩阵，并且黑条165与像素电极116a相分离大约滤色器基板120的厚度。黑条165与像素电极116a重叠，这可以称作双黑条结构。通过另外形成黑条165，可以解决右眼图像和左眼图像的3D串扰，并且可以防止开口孔径比和色度的降低。

此时，依照本发明，黑条165应当延伸到非有源区域NA。通过把黑条165延伸到位于有源区域AA的边界外部的非有源区域NA，可以防止在显示面板DP的外围出现漏光。

此外，黑条165由不透明的导电材料（诸如钼钛合金（MoTi）或铜氮化物（CuNx））形成，这可以防止出现静电。即便除去后表面ITO 160，黑条165也可以代替后表面ITO 160阻挡静电。这些金属具有良好的粘合特性和耐磨特性。

因此，依照第一实施方式，由于虚拟滤色器130被形成为具有双层结构，所以可以解决在非有源区域NA上出现的漏光问题。由于与红色、绿色和蓝色滤色器135同时形成虚拟滤色器130，所以不需要附加工艺。

图4是依照另一实施方式的一个例子的阵列基板的平面图，图5是示出具有阵列基板的立体图像显示设备的沿图4的线V-V所取的剖面图。

图4、5的立体图像显示设备具有代替图3的虚拟滤色器130的漏光阻挡层115。现在将解释漏光阻挡层115。上面结合第一实施方式解释的其它元件与此实施方式中的相同。

如图4所示，阵列基板110包括在有源区域上和在有源区域外部的非有源区域上形成的栅极线111、在非有源区域上形成的栅极焊盘118、用于通过与栅极线111彼此交叉来限定虚拟像素的虚拟线114、以及漏光阻挡层115，漏光阻挡层115连接到虚拟线114并且与非有源区域上的栅极线和栅极焊盘118重叠。漏光阻挡层115与栅极线111和栅极焊盘部分地重叠。

如图5所示，在虚拟公共线112b之一和一部分栅极焊盘118上形成漏光阻挡层115。此时，为了避免与附近的接触孔C短接，层115不应当与非有源区域NA上的栅极焊盘118完全重叠。

因此，通过在非有源区域上同时形成虚拟线114和漏光阻挡层115，可以防止光在栅极线之间泄漏。此外，由于同时形成虚拟线114和漏光阻挡层115，所以不需要附加工艺。

通过把黑条165延伸到对应于非有源区域NA的部分中，可以增加垂直或上下视角，并且可以减少串扰。此外，可以解决漏光问题。即，通过另外形成虚拟线114和漏光阻挡层115，可以防止由于设备侧表面的漏光所导致的亮线误差，因而改进显示质量。

此外，由于不需要包含附加工艺来形成显示面板的非有源区域NA，所以即使采用透明的柱状间隔件也可以在不使制造工艺复杂化的情况下解决显示面板的前表面或侧表面的所有漏光问题。

对所属领域技术人员来说清楚的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下在用于制造本发明的图案化延迟器的方法中可以作出各种修改和变化。从而，本发明旨在覆盖落入所附权利要求书范围及其等效范围内的对本发明的所有修改和变化。

Claims

1.一种立体图像显示设备，包括：

阵列基板，用于限定有源区域和在所述有源区域周围的非有源区域；

在所述有源区域和所述非有源区域上的栅极线；

在所述非有源区域上的栅极焊盘；

虚拟线，用于通过与所述栅极线交叉而在所述非有源区域上限定虚拟像素；

滤色器基板，与所述阵列基板相对地布置，在所述滤色器基板与所述阵列基板之间具有液晶层，所述滤色器基板具有滤色器和在与所述虚拟像素相对应的区域中的虚拟滤色器；

在所述滤色器基板的远离所述阵列基板的一侧上的黑条，所述黑条沿着所述有源区域的边缘布置在与所述非有源区域相对应的区域中；和

在所述黑条上形成的图案化延迟膜。

2.如权利要求1所述的立体图像显示设备，其中所述虚拟滤色器包括双层滤色器，该双层滤色器具有红色和蓝色滤色器。

3.如权利要求1所述的立体图像显示设备，其中所述虚拟滤色器包括双层滤色器，该双层滤色器具有两种不同颜色的滤色器。

4.如权利要求1所述的立体图像显示设备，其中所述图案化延迟膜包括具有彼此不同偏振状态的第一和第二延迟器。

5.如权利要求1所述的立体图像显示设备，其中在所述第一和第二延迟器的边界区域上形成所述黑条。

6.如权利要求1所述的立体图像显示设备，其中所述黑条包括不透明材料。

7.如权利要求1所述的立体图像显示设备，其中所述黑条包含钼钛合金（MoTi）或铜氮化物（CuNx）。

8.如权利要求1所述的立体图像显示设备，还包括在所述黑条和所述图案化延迟膜之间的偏振板。

9.如权利要求1所述的立体图像显示设备，其中所述黑条延伸到对应于所述非有源区域的部分中。

10.一种立体图像显示设备，包括：

阵列基板，用于限定具有多个单位像素的有源区域和在所述有源区域周围的非有源区域；

在所述基板的非有源区域上的多条虚拟公共线和栅极焊盘；

在所述虚拟公共线和所述栅极焊盘上的栅极绝缘层；

在所述栅极绝缘层上并且在对应于所述虚拟公共线的部分形成的虚拟线；

在所述黑条上形成的图案化延迟膜。

11.如权利要求10所述的立体图像显示设备，其中所述虚拟滤色器线包括双层滤色器，该双层滤色器具有红色和蓝色滤色器。

12.如权利要求10所述的立体图像显示设备，其中所述虚拟滤色器包括双层滤色器，该双层滤色器具有两种不同颜色的滤色器。

13.如权利要求10所述的立体图像显示设备，其中所述图案化延迟膜包括具有彼此不同偏振状态的第一和第二延迟器。

14.如权利要求10所述的立体图像显示设备，其中在所述第一和第二延迟器的边界区域上形成所述黑条。

15.如权利要求10所述的立体图像显示设备，其中所述黑条包括不透明材料。

16.如权利要求10所述的立体图像显示设备，其中所述黑条包含钼钛合金（Mo Ti）或铜氮化物（CuNx）。

17.如权利要求10所述的立体图像显示设备，还包括在所述黑条和所述图案化延迟膜之间的偏振板。

18.如权利要求10所述的立体图像显示设备，其中所述黑条延伸到对应于所述非有源区域的部分中。