TW201241478A - Stereoscopic image displays - Google Patents

Description

201241478 六、發明說明： ' 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於立體顯示器，更特別關於 差彩色濾光結構。 粟化相位 【先前技術】 立體影像顯示為未來顯示器的趨勢，原理在 眼分別看到不同影像以產生立體效果，但仍存有=右 點。舉例來說’目前採用相位差膜的立體顯示以：二： 板可分為右眼影像控制區與左眼影像控制區。利用 膜，可讓右眼影像控制區與左眼影像控制區之偏差 ==態。使用者配戴的被動式偏光眼鏡可;ί 用者之右眼只看到右眼影像控制區之影像，左眼 = 眼影像控制區之影像，即看到完美的立體影像。，、看到左 第1圖係習知技藝中，立體影像顯示原理之 影像先經過偏光膜11後形成⑶。的線性極化影像 圖案化相位差膜13。圖案化相位差膜13可分為 ^ 相位差區13Α(比如90°λ/4相位差膜)與右眼影像相位= 13Β (比如〇°λ/4相位差膜），讓線性極化影像分別 動式偏先眼鏡Π具有λ/4相位差膜17c，可讓左旋極化與 像Μ與右旋極化影们5A分別轉為45。線性極化影像= 135。線性極化.影像。在左鏡片nA為45。線性極化膜，且 右鏡片17B為135。線性極化膜的情況下，左眼只能看到衫。 的線性極化影像（來自左眼影像相位差區i3a)，而右眼只能 看到135。的線性極化影像（來自右眼影像相位差區i3B)。 201241478 第2圖係習知技藝中，立體影像顯示器200之結構剖 示圖’主要分為液晶顯示器20與圖案化相位差膜29。液 晶顯示器20具有背光單元21、後侧偏光骐22、陣列基板 23、液晶層24、彩色濾光基板25、以及前侧偏光膜27。 一般而言’陣列基板23具有多個晝素區如右眼影像控制區 23R及左眼影像控制區23L，分別實質上垂直對準彩色濾 光基板上不同顏色的濾光區25R、25G、與25B。在液晶顯 示器20外側另外設置圖案化相位差膜29,其右眼影像相 位差區29R實質上垂直對準右眼影像控制區23R，而其左 眼影像相位差區29L實質上垂直對準左眼影像相位差區 29L。一般而言，若背光單元21發出的光都像光線28垂直 穿越陣列基板23之左眼影像控制區23L (或右眼影像控制 區23R)、液晶層24、彩色濾光基板25之濾光區25G (或淚 光區25R/25B)、及左眼影像相位差區29L (或右眼影像相位 差區29R)，則使用者將觀賞到正確的立體影像。然而背光 單元21必然發出其他角度的光線如光線28，，在斜向穿越 陣列基板23之右眼影像控制區23R、液晶層24、彩色慮光 基板2 5之濾、光區2 5 B後，卻穿越左眼影像相位差區&。 如此-來，斜向的紐28,將會讓使用者觀賞到錯誤的影 像，即所謂的串擾(crosstalk)。 ^ 為避免第2圖所示之問題’某些習知技藝採用里條 (black stripe) 31如第3圖所示。在第3圖中，黑條31係位 於圖案化純差膜29之右眼影像相位差區罵與左眼影像 相位差區29B之間。黑條31之寬度如第3圖所示，需=於 濾光區23R、加、與现之間的黑色矩陣腦，以有咬避 201241478 免斜向的光線28’干擾垂直的光線28。然而黑條3ι除了遮 擋斜向的光線28’以外，亦會遮擋部份垂直的光線28，如 第3圖所示。另一方面，當光線的斜向角度更大時，比如 光線28” ’仍將避開黑條31並造成串擾的問題。 綜上所述，目前極需新的立體顯示器結構以克服串擾 的問題。 【發明内容】 本發明一實施例提供一種立體影像顯示器，包括液晶 顯示器，具有左眼影像控制區及右眼影像控制區；以及圖 案化相位差彩色濾光結構，位於該液晶顯示器外側，該圖 案化相位差彩色;慮光結構具有多種顏色之一圖案化相位差 結構；其中圖案化相位差結構具有左眼影像相位差區與右 眼影像相位差區，左眼影像相位差區實質上垂直對準左眼 影像控制區，且右眼影像相位差區實質上垂直對準右眼影 像控制區。 【實施方式】 本發明之立體顯示器400可應用於所有的液晶顯示 器，包括但不限於習知技藝之液晶顯示器2〇。在一實施例 中，圖案化相位差彩色濾光結構43包含有彩色濾光層41 和圖案化相位差膜29，其中彩色濾光層41係設置於圖案 化相位差膜29外側，即圖案化相位差膜29夾設於彩色濾 光層41與彩色濾光基板25之間，如第4A圖所示。彩色 濾光層41其紅色的濾光區41R將實質上垂直對準彩色濾光 基板25之紅色的濾光區25R，綠色的濾光區4丨G將實質上 垂直對準彩色滤光基板25之綠色的濾光區25G，而藍色的 6 201241478 濾光區41B將實質上垂直對準彩色濾光基板25之藍色的遽 光區25B。如此一來，斜射的光線28’在斜向穿越陣列基板 23之右眼影像控制區23R、液晶層24、彩色濾光基板25 之濾光區25B、與左眼影像相位差區29L後，就被彩色濾 光層41之濾光區41G所遮擋。即使斜向的光線角度很大， 比如前述之光線28”，也一樣會被濾光區41G遮擋。值得 注意的是，本發明之彩色濾光層41之間不需有額外的黑 條，因此可避免遮擋部份的垂直光線28。如此一來，上述 實施例藉由圖案化相位差彩色濾光結構即可有效解決串擾 的問題，並可省略會降低影像亮度的黑條，使視覺解析度 大幅改善。 在本發明另一實施例中，彩色濾光層41係設置於圖案 化相位差膜29内側，即夾設於圖案化相位差膜29與彩色 濾光基板25之間，如第4B圖所示。圖案化相位差彩色濾 光結構43包含有彩色濾光層41和圖案化相位差膜29。不 論彩色濾光層41設置於圖案化相位差膜29之外側或内 側，彩色濾光層41與彩色濾光基板25之彩色濾光層之厚 度總合最好介於2μπι至3μιη之間，即一般液晶顯示器所採 用之彩色濾光層厚度。舉例來說，若第2圖之彩色濾光基 板25之彩色濾光層的最佳厚度為3μιη，則第4Α或4Β圖 之彩色濾光層41與彩色濾光基板25之彩色濾光層之總厚 度也是3 μπι，以避免降低党度。另一方面，彩色濾光層41 與彩色濾光基板25之彩色濾光層的厚度最好相同，比如各 為 1.5μηι。 在本發明又一實施例中，直接將圖案化相位差膜染色 201241478 形成圖案化相位差彩色濾光結構43，如第4C圖所示。圖 案化相位差彩色濾光結構43具有多個彩色的相位差濾光 區43RR、43GL、與43BR。對彩色濾光基板25來說’紅 色的相位差濾光區43RR實質上垂直對準其紅色的濾光區 25R ’綠色的相位差濾光區43GL實質上垂直對準其綠色的 濾光區25G ’而藍色的相位差濾光區43BR實質上垂直對 準其藍色的濾光區25B。對陣列基板23來說，可讓右眼影 像穿透之相位差渡光區43RR與43BR實質上垂直對準其右 眼影像控制區23R，可讓左眼影像穿透之相位差濾光區 43GL貫質上垂直對準其左眼影像控制區。必需理解的 是，可讓右眼影像穿透之相位差濾光區並不限於紅色及/或 藍色，亦可為其他顏色之組合。同樣地，可讓左眼影像穿 透之相位差濾光區並不限於綠色，亦可為其他顏色之組合。 同刚所述，染色之圖案化相位差膜與彩色濾光基板25 之彩色濾光層之厚度總合較佳介於2μιη至4 5μιη之間，其 中染色之圖案化純顏厚度約介於15叫至_之間， 案化相位差膜的厚度較佳大於彩色遽光基㈣ 之彩色濾光層的厚度。 25G Ίί色據光基板25之彩色濾光層其滤光區25R、 音二可具有多種排列’如第5A-5D所示。值得注 U光區然圖示中僅揭露一般常見之紅色、藍色、及綠 的、、廣：r丨奋但其他顏色如青色、黃色、或粉紅色等顏色 ==用於本發明之立體顯示褒置。另-方面，在 二。^25(^及2沾之間可隔有黑色矩陣BM如第 不。可以理解的是’不論彩色濾光基板25之滤 8 201241478 光區採用何種排列，彩色濾光層41或染色之圖案化相位差 膜的相位差濾光區必然含有相同排列，使兩者之間相同顏 色的濾光區（或相位差濾光區）能彼此實質上垂直對準。與 彩色濾、光基板2 5相較，彩色濾光層41或染色之圖案化相 位差膜的濾光區之間不具有黑條以避免降低亮度。 上述之陣列基板23之右眼影像控制區23R與左眼影像 控制區23L可具有多種排列，如第6A_6D所示。值得注意 的疋，第6A圖之顯示區排列應搭配第5A圖之濾光區排 列，第6B圖之顯示區排列應搭配第5B圖之濾光區排列， 第6C圖之顯示區排列應搭配第5C圖之濾光區排列，且第 6D圖之顯示區排列應搭配第5D圖之濾光區排列。可以理 解的是，不論陣列基板23之右眼影像控制區23R與左眼影 像控制區23L採用何種排列，圖案化相位差膜29之右眼影 像相位差區29R與左眼影像相位差區29L必然含有相同排 列，使右眼影像控制區23R能對準右眼影像相位差區29R， 而左眼景> 像控制區23L能對準左眼影像相位差區29L。同 樣地，染色的圖案化相位差膜其可讓右眼影像產生相位差 之相位差濾光區（比如43RR與43BR)與可讓左眼影像產生 相位差之相位差濾光區（比如43GL)的排列方式，必然與上 述之右眼影像控制區23R及左眼影像控制區23L的排列方 式相同。 第5 A與6 A圖之顯示區與濾光區的排列方式即一般常 見之排列方式。與習知技藝相較，本發明之暗線較不明顯。 因為習知技術的相位差區對應多個子畫素，而本案的相位 '差區只對應一個子晝素。本案的6A-6D圖之排列方式皆有 9 201241478 此功效，而6A因為其排列，造成左右視角限制，而6B則 因為其排列，造成垂直視角限制，而6C與6D則雖然左右 與上下視角有所限制，但是在平均來講是較佳的。與第6A 圖之排列方式相較，6B圖之顯示區（影像穿透區）其寬度為 第6A圖之顯示區（影像穿透區）其寬度的3倍，在視覺上暗 線較不明顯。第5C圖之濾光區以棋盤格方式排列，而第 5D圖之濾光區以磚牆方式排列，兩者之特徵在於相鄰之顯 示區（比如右眼影像控制區29R及/或左眼影像控制區29L) 所實質上垂直對準之濾光區不具有相同的顏色。如此一來 可避免斜射的光線28’或28”，在斜向穿越陣列基板23之 右眼影像控制區23R、液晶層24、彩色濾光基板25之濾光 區25B、與左眼影像相位差區29L後，仍穿過相鄰顯示區 之滤光區41B造成串擾，如第7圖所示。 雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非 用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之 精神和範圍内，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之 保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 201241478 【圖式簡單說明】 =係習：技藝中’立體影像顯示原理之示意圖. -圖係習知技藝中，立體影像_ 广·’ 第4A-4C圖係本發明一者 中，、。』視圖； 剖視圖； 貝立體影像顯示器之 色明一實施例中，彩色濾光基板之彩 安圖案化相位差彩色濾光結構的彩色濾光層、或 木色I化相位差膜所採用之㈣區的排列方式；以及 第6A-6D圖係本發明—實施例中，陣列基板、相位差 膜、與圖案化相位絲色濾絲狀右眼 眼影像控制區的排列方式；以及 '玉 第7圖係本發明一實施例中，立體影像顯示器之剖視 圖 【主要元件符號說明】 ΒΜ〜黑色矩陣； 11〜偏光膜； 13〜圖案化相位差膜； 13Α〜左眼影像相位差區； 13Β〜右眼影像相位差區； 15Α〜左旋極化影像； 15Β〜右旋極化影像； 17〜被動式偏光眼鏡； 17 Α〜左鏡片； 17B〜右鏡片； 1 7C〜λ/4相位差膜； 201241478 20〜液晶顯示器； 21〜背光單元； 22〜後側偏光膜； 23〜陣列基板； 23L〜左眼影像控制區； 23R〜右眼影像控制區； 24〜液晶層； 25〜彩色濾光基板； 25R、25G、25B、41R、41G、41B〜濾光區； 27〜前側偏光膜； 28、28,、28，，〜光線； 29〜圖案化相位差膜； 29L〜左眼影像相位差區， 29R〜右眼影像相位差區， 31〜黑條； 41〜彩色濾光層； 43〜圖案化相位差彩色濾光結構； 43RR、43GL、43BR〜相位差濾光區； 200、400〜立體影像顯示器。 12

Claims (1)

1. 201241478 七、申請專利範圍： 1· 一種立體影像顯示器，包括：

   一圖案化相位差彩色濾光結構 側，該圖案化相位差彩色濾光結構 稱，位於該液晶顯示器外 構係具有多種顏色之一圖 控制區；以及 案化相位差結構； 其中違圖案化相位差結構具有—左眼影像相位差區與 一右眼影像相位差區’該左眼影像相位差區實質上垂直對 準該左眼影像控㈣’且該右眼影像相位差區實質上垂直 對準該右眼影像控制區。 2. 如申請專利範圍帛1項所述之立體影像顯示器，其 中該液晶顯示器包括—彩色濾光層，且該彩色濾光層具有 多種顏色之第一濾光區； +該圖案化相位差彩色濾光結構係一染色之圖案化相位 差膜，該染色之圖案化相位差膜具有多種顏色之第二濾光 區，且相同顏色之第一濾光區與第二濾光區彼此實質垂 直對準。 ' 3. 如申請專利範圍第2項所述之立體影像顯示器，其 中該彩色濾光層與該染色之圖案化相位差膜之總厚度介於 2μιη 至 4.5μιη 之間。 ' 4. 如申請專利範圍第2項所述之立體影像顯示器，其 中》亥6亥染色之圖案化相位差膜的厚度大於該彩色濾光層之 厚度。 ^曰 5. 如申請專利範圍第2項所述之立體影像顯示器，其 13 201241478 中相鄰之該右眼影像控制區及/或該左眼影像控制區所實 質上垂直對準之該第一濾光區的顏色不同，且相鄰之該右 眼影像相位差區及/或該左眼影像相位差區所實質上垂直 對準之該第二濾光區的顏色不同。 6. 如申請專利範圍第2項所述之立體影像顯示器，其 中該第二濾光區之間不具有黑色矩陣。 7. 如申請專利範圍第1項所述之立體影像顯示器，其 中該液晶顯示器包括一第一彩色濾光層，且該第一彩色濾 光層具有多種顏色之第一濾光區； 。玄圖案化相位差彩色遽光結構係一圖案化相位差膜與 一第二彩色濾光層之疊合結構，該第二彩色濾光層具有多 種顏色之第一;慮光區，且相同顏色之第一濾、光區與第二淚 光區彼此實質上垂直對準。 一“ 8.如申請專利範圍第7項所述之立體影像顯示器，其 中該第一彩色濾光層與該第二彩色濾光層之總厚度介ς 2μιη至3μπι之間。 又、 9.如申請專利範圍第7項所述之立體影像顯示器，其 ^中該第一彩色濾光層之厚度與該第二彩色濾光層之厚度相 等。 10. 如申請專利範圍第7項所述之立體影像顯示器，其 中相鄰之該㈣影像控龍及/或該左眼影賴制區所實 質上垂直對準之該第一濾光區的顏色不同，且相鄰之該右 眼衫像相位差區及/或該左眼影像相位差區所實質上垂 對準之該第二濾光區的顏色不同。 11. 如申請專利範圍第7項所述之立體影像顯示器，1 201241478 中該第二濾光區之間不具有黑色矩陣。 15