TW201323932A - 偏光眼鏡型立體影像顯示器 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種偏光眼鏡型立體影像顯示器，其在一顯示表面上顯示一立體影像，該偏光眼鏡型立體影像顯示器包括：一薄膜電晶體陣列基板；一濾色片陣列基板，具有複數個形成在一面向該薄膜電晶體陣列基板的第一平面上的黑色矩陣圖案；複數個黑帶圖案，被排列以對應至在面對該第一平面的該濾色片陣列基板的一第二平面上的該等黑色矩陣圖案；以及一圖案化相位差膜，設置在該濾色片陣列基板的該第二平面上，其中該圖案化相位差膜的垂直節距小於形成在該顯示表面的一像素陣列的垂直節距。

Description

偏光眼鏡型立體影像顯示器

本發明的實施例涉及一種立體影像顯示器，尤其涉及一種能夠改善立體影像的垂直視角的偏光眼鏡型立體影像顯示器。

立體影像顯示器是利用立體技術或自由立體技術來顯示立體影像。

所述的立體技術是利用使用者左右眼之間的雙眼視差影像並且具有高立體效果，這種技術包括已經在實際應用中的眼鏡式與裸眼式。在所述的眼鏡式中，雙眼視差影像藉由改變偏振方向或利用時分方式顯示在一個直接觀看式的顯示設備上或顯示在投影機上，然後利用偏光眼鏡或液晶快門眼鏡實現立體的影像。在所述裸眼式中，通常將用於分離雙眼視差影像的光軸的光學面板(例如，視差屏障等等)設置在顯示幕的前面或背面。

第1圖為顯示先前技術的偏光眼鏡型立體影像顯示器的視圖。

參考第1圖，眼鏡型立體影像顯示器1包括顯示面板以及接合到該顯示面板的圖案化相位差膜17。

該顯示面板包括：薄膜電晶體陣列基板10；包括濾色片13及黑色矩陣14的濾色片基板12；形成在薄膜電晶體陣列基板10與濾色片基板12之間的液晶層15；以及貼附在薄膜電晶體陣列基板10底部的第二偏光板16b以及貼附在濾色片基板12頂部的第一偏光板16a。

圖案化相位差膜17包括選擇性地只傳送第一偏振光的第一相位差膜圖案以及選擇性地只傳送第二偏振光的第二相位差膜圖案，該圖案化相位差膜17貼附在第一偏光板16a上。第一相位差膜圖案與第二相位差膜圖案逐行交替地形成，且表面處理過之保護膜18可貼附在圖案化相位差膜17上。

這種類型的立體影像顯示器1交替顯示左右眼影像並通過圖案化相位差膜17將入射到偏光眼鏡的偏振特性切換。因此，所述的眼鏡型立體影像顯示器通過空間地分離左右眼影像而實現立體影像。

所述偏光眼鏡型立體影像顯示器可能會在顯示立體影像時遭受到由觀看位置決定的3D串擾。當左眼影像與右眼影像通過單只眼睛(左眼或右眼) 看到彼此互相重疊時，3D串擾就出現了。當從正面觀看顯示面板時，左眼影像只通過相應的第一相位差膜圖案傳送並被看到，右眼影像只通過相應的第二相位差膜圖案傳送並被看到，藉此不會察覺到3D串擾。然而，當從垂直方向觀看顯示面板時，左眼影像可通過第一相位差膜圖案以及與右眼影像對應的第二相位差膜圖案傳送，從而看到左眼影像與右眼影像混合，右眼影像可通過第二相位差膜圖案以及與左眼影像對應的第一相位差膜圖案傳送，從而看到右眼影像與左眼影像混合，藉此就會察覺到3D串擾。

通常，立體影像顯示器上的垂直視角定義為察覺到3D串擾的可能性在10%以下的上下視角的和。所述垂直視角與黑色矩陣的寬度、濾色片與圖案化相位差膜之間的距離等等密切相關。通過增加黑色矩陣的寬度，3D串擾可以得到改善，垂直視角也就可以變寬，但是孔徑比和亮度則可能會降低。

先前技術的偏光眼鏡型立體影像顯示器已經通過增加黑色矩陣的寬度而獲得了所需的垂直視角，但卻忽視了降低了孔徑比與亮度。

本發明的實施例提供了一種能夠最小限度地降低孔徑比與亮度且展寬垂直視角的偏光眼鏡型立體影像顯示器。

本發明的一方面揭露一種偏光眼鏡型立體影像顯示器，其在一顯示表面上顯示一立體影像，該偏光眼鏡型立體影像顯示器包括：一薄膜電晶體陣列基板；一濾色片陣列基板，具有複數個形成在一面向該薄膜電晶體陣列基板的第一平面上的黑色矩陣圖案；複數個黑帶圖案，被排列以對應至在面對該第一平面的該濾色片陣列基板的一第二平面上的該等黑色矩陣圖案；以及一圖案化相位差膜，設置在該濾色片陣列基板的該第二平面上，其中該圖案化相位差膜的垂直節距小於形成在該顯示表面的一像素陣列的垂直節距。

下面將詳細描述本發明的實施方式，其範例將在所附圖式中舉例說明。並儘可能地，在圖式中始終將使用同樣的元件符號來代表相同或近似 的部分。值得注意的是如果確定已知的技術會誤導本發明的實施例，那麼有關該已知技術的詳細描述將被省略。

將參考第2圖至第28圖描述本發明的示範性實施例。

第2圖為示意性地顯示依據本發明之偏光眼鏡型立體影像顯示器的視圖。

參考第2圖，依據本發明的偏光眼鏡型立體影像顯示器100包括顯示面板DP、圖案化相位差膜180以及偏光眼鏡195。

顯示面板DP可以為但不限於液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)。該顯示面板DP可以為場發射顯示器(Field Emission Display，FED)、電漿顯示面板(Plasma Display Panel，PDP)、有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode，OLED)、電致發光裝置(Electroluminescence Device，EL)等。

當以液晶顯示面板作為顯示面板DP實施時，立體影像顯示器100可以進一步包括：位於顯示面板DP與圖案化相位差膜180之間的第一偏光板170；配置在顯示面板DP下的背光單元(圖未示)；以及配置在顯示面板DP與背光單元之間的第二偏光板(圖未示)。圖案化相位差膜180與偏光眼鏡195為立體影像驅動元件，其藉由空間地分離左右眼影像來實現雙眼視差。

顯示面板DP具有兩塊玻璃基板以及形成在它們之間的液晶層。濾色片陣列形成在第一玻璃基板上，薄膜電晶體陣列形成在第二玻璃基板上。該濾色片陣列包括黑色矩陣、濾色片等。第一偏光板170貼附在第一玻璃基板上。左眼影像L與右眼影像R以逐行的方式交替顯示在顯示面板DP上。偏光板170只傳送源自經過顯示面板DP的液晶層的入射光之特定的線性偏振光。

圖案化相位差膜180貼附於顯示面板DP的第一偏光板170上。第一相位差膜圖案形成在圖案化相位差膜180的奇數行，第二相位差膜圖案形成在圖案化相位差膜180的偶數行。第一相位差膜圖案配置以面對用以在顯示面板DP上顯示左眼影像L的行，第二相位差膜圖案配置以面對用以在顯示面板DP上顯示右眼影像R的行。該第一相位差膜圖案的光吸收軸與該第二相位差膜圖案的光吸收軸彼此不同。該第一相位差膜圖案將入射於第一偏光板170的左眼影像L的線性偏振光的相位延遲了1/4個波長以使該入 射光作為第一偏振光通過(例如，左圓偏振光)。該第二相位差膜圖案將將入射於第一偏光板170的右眼影像R的線性偏振光的相位延遲了3/4個波長使得該入射光作為第二偏振光通過(例如，右圓偏振光)。該第一相位差膜圖案可通過用以傳送左圓偏振分量並阻擋右圓偏振分量的偏振濾光片來實現，該第二相位差膜圖案可通過用以傳送右圓偏振分量並阻擋左圓偏振分量的偏振濾光片來實現。

用於只允許第一偏振分量由此通過的偏光薄膜接合於偏光眼鏡195的左眼上，而用於只允許第二偏振分量由此通過的偏光薄膜接合於偏光眼鏡195的右眼上。因此，配戴偏光眼鏡195的觀看者左眼只看到了左眼影像L，右眼只看到了右眼影像R，從而感受到顯示在顯示面板DP的影像是立體影像。

在依據本發明的偏光眼鏡型立體影像顯示器100中，為了使孔徑比與亮度的減少最小化並展寬垂直視角，而將按照從顯示器100上側向顯示器100下側的方向排列的黑帶圖案165形成在顯示面板DP與圖案化相位差膜180之間與黑色矩陣圖案130相對應的特定位置上，如第3圖、第4圖所示。黑帶圖案165沿著從顯示面板DP的頂部到底部的垂直方向排列。

當黑帶圖案165如上所述形成時，為了使取決於視角的亮度均勻度的降低最小化，依據本發明的偏光眼鏡型立體影像顯示器100可設計為黑帶圖案165的寬度在顯示面板DP的中部相對較大，而在顯示面板DP的上部與下部相對較小，如第9圖、第11圖、第24圖及第25圖所示。

當黑帶圖案165如上所述形成時，為了獲得足夠的垂直視角，依據本發明的偏光眼鏡型立體影像顯示器100可設計為黑帶圖案165的寬度在顯示面板DP的中部相對較小，而在顯示面板DP的上部與下部相對較大。

當黑帶圖案165如上所述形成時，為了展寬垂直視角以及使取決於所述視角的亮度均勻度的降低最小化，依據本發明的偏光眼鏡型立體影像顯示器100可設計為黑帶圖案165在與亮度均勻度測量範圍相對應的顯示面板DP的中部區塊寬度為一致的，而在顯示面板的上下部區塊寬度為逐漸變化的。在本發明中，所述的上部、上部區塊、中部、中部區塊、下部及下部區塊為沿著從顯示面板DP的頂部至底部的垂直方向來定義。

這將在下面詳細描述。在下文中，與第2圖相同的組成部分將配以同第2圖的元件符號一樣的元件符號，它們的說明將被簡化。

第3圖、第4圖為顯示依據本發明示範性實施例之具有彼此對應的黑色矩陣和黑帶的立體影像顯示器的視圖。第5圖舉例說明依據本發明通過最小限度地減少孔徑比與亮度來展寬垂直視角，並與先前技術做比較。第6圖為顯示依據本發明被展寬的垂直視角的一實例視圖。

參考第3圖與第4圖，立體影像顯示器100包括顯示面板DP以及貼附在顯示面板DP上的圖案化相位差膜薄膜185，該顯示面板DP具有形成在與黑色矩陣圖案130相對應的特定位置上的黑帶圖案165。

顯示面板DP包括：薄膜電晶體陣列基板110；面對薄膜電晶體陣列基板110的濾色片陣列基板120；以及形成在薄膜電晶體陣列基板110與濾色片陣列基板120之間的液晶層150。薄膜電晶體陣列基板110包括：複數條用以提供R、G、B資料電壓的資料線；複數條與資料線相交且被相繼提供以閘脈衝的閘極線；複數個形成在資料線與閘極線的交叉點的薄膜電晶體；複數個用於在液晶單元中充電資料電壓的像素電極；以及連接到像素電極以維持液晶單元電壓的儲存電容器。

面對像素電極以形成一個電場的共同電極在例如扭曲向列(Twisted Nematic，TN)模式及垂直配向(Vertical Alignment，VA)模式的垂直電場驅動類型下配置在濾色片陣列基板120上，且連同像素電極在例如平面切換(In Plane Switching，IPS)模式及邊緣電場切換(Fringe Field Switching，FFS)模式的水平電場類型下配置在薄膜電晶體陣列基板110上。

濾色片135、黑色矩陣圖案130以及保護層140形成在濾色片陣列基板120上。濾色片135將從背光單元發射並經過液晶層150傳送的光轉變成紅、綠、藍。黑色矩陣圖案130遮蔽了鄰近的濾色片135之間的光從而防止濾色片135之間的光干擾。保護層140保護濾色片135與黑色矩陣圖案130。

在薄膜電晶體陣列基板110與濾色片陣列基板120中，用來設置液晶預傾角的配向層分別形成在與液晶層150接觸的內表面上，並形成用來留有該液晶單元的單元間隙的柱狀間隔145。

第一偏光板170貼附在濾色片陣列基板120的背面。黑帶圖案165形成在濾色片陣列基板120的背面與第一偏光板170之間與黑色矩陣圖案130相對應的特定位置上。由透明金屬製成的背面金屬層(下文中被稱作“背面ITO”)160可進一步形成在濾色片陣列基板120的背面與第一偏光板170 之間用來釋放靜電。在這種情況下，如第3圖所示，黑帶圖案165可形成在濾色片陣列基板120的背面與背面ITO 160之間。像黑色矩陣圖案130一樣，黑帶圖案165由不透明/非透射的材料形成。當黑帶圖案165由不透明樹脂形成時，黑帶圖案165的硬度低於背面ITO 160的硬度。因此，背面ITO 160除了有釋放靜電的作用，此外還能夠作用為保護膜用於保護黑帶圖案165。也就是，背面ITO 160形成以覆蓋黑帶圖案165，如第3圖所示，從而防止在隨後的清洗等製程步驟中黑帶圖案165的耗損。

另一方面，如第4圖所示，黑帶圖案165可直接與第一偏光板170接觸，而沒有背面ITO 160對其進行保護，這樣配置在濾色片陣列基板120的背面。在這種情況下，黑帶圖案165可由不透明金屬形成從而達到足夠的硬度以防止在隨後的清洗等製程步驟中耗損以及能夠釋放由第一偏光板170的依附而產生的靜電。

如果背面ITO 160由不透明金屬形成，那麼如第3圖所示，黑帶圖案165可形成在背面ITO 160與第一偏光板170之間。

為了使亮度的減少最小化，第3圖與第4圖中的黑帶圖案165可與在對應於黑色矩陣圖案130的區域內的黑色矩陣圖案130重疊。

圖案化相位差膜薄膜185包括貼附在第一偏光板170上的圖案化相位差膜180以及用來保護圖案化相位差膜180的保護膜182。圖案化相位差膜180包括逐行組成圖案的第一相位差膜圖案180a以及第二相位差膜圖案180b，其作用如上面所述。

由於第5圖(a)所示的先前技術的立體影像顯示器沒有特殊的黑帶圖案，所以必須要使黑色矩陣圖案130的寬度足夠大才能獲得所需的垂直視角(θ)。

反之，第5圖(b)所示的依據本發明示範性實施例之立體影像顯示器提供的黑色矩陣圖案130的寬度小於先前技術黑色矩陣圖案130的寬度，並通過在黑色矩陣圖案130的相應位置形成黑帶圖案165而獲得了與先前技術相同的垂直視角(θ)。假設垂直視角被定義為察覺到3D串擾的可能性在10%以下的上下視角的和，那麼本發明能夠使孔徑比與亮度的減少最小化，並且能夠使垂直視角展寬到大約27.5度，如第6圖所示。

如上面所論述，先前技術的立體影像顯示器為了展寬垂直視角而增加了黑色矩陣圖案的寬度；然而本發明的示範性實施例所具有的優點是：通 過在濾色片陣列基板的第一平面形成比先前技術狹窄的黑色矩陣圖案以及在與第一平面相對的濾色片陣列基板的第二平面上形成與黑色矩陣圖案重疊的黑帶這樣的方式來實現與先前技術相同的垂直視角並阻止孔徑比與亮度的減少。

儘管如此，依據本發明的示範性實施例，部分的亮度減少取決於視角可能會出現。

第7圖與第8圖為顯示取決於視角的亮度的部分減少的實例視圖。在第7圖與第8圖中，(a’)、(b’)與(c’)為觀看者的理想觀看範圍，(a)、(b)與(c)為實際有效觀看範圍。

第7圖為觀看者使他或她的眼睛平行於立體影像顯示器的中部來觀看立體影像顯示器的情況的舉例。

當觀看者觀看位於立體影像顯示器中部的影像時，觀看者的觀看範圍沒有被黑帶圖案165遮擋，如第7圖所示。因此，觀看者可以在沒有亮度減少的情況下觀看中部的影像。在這種情況下，觀看者的理想觀看範圍(b’)與實際有效觀看範圍(b)完全相同。

另一方面，當觀看者觀看位於立體影像顯示器上部的影像時，觀看者的觀看範圍被黑帶圖案165遮擋，如第7圖所示。在這種情況下，實際有效觀看範圍(a)與觀看者的理想觀看範圍(a’)相比變窄。結果，觀看者在低亮度下觀看位於上部的影像。同樣地，當觀看者觀看位於立體影像顯示器下部的影像時，觀看者的觀看範圍被黑帶圖案165遮擋，實際有效觀看範圍(c)與觀看者的理想觀看範圍(c’)相比變窄。結果，觀看者在低亮度下觀看位於下部的影像。

第8圖為觀看者使他或她的眼睛平行於立體影像顯示器的下部來觀看立體影像顯示器的情況的舉例。

當觀看者觀看位於立體影像顯示器下部的影像時，觀看者的觀看範圍沒有被黑帶圖案165遮擋，如第8圖所示。在這種情況下，該觀看者的理想觀看範圍(c’)與實際有效觀看範圍(c)完全相同，從而觀看者可以在沒有亮度減少的情況下觀看下部的影像。

另一方面，當觀看者觀看位於立體影像顯示器中部的影像時，觀看者的觀看範圍被黑帶圖案165遮擋。結果，實際有效觀看範圍(b)與觀看者的理想觀看範圍(b’)相比變窄，因此造成亮度降低。而且，當觀看者觀看 位於立體影像顯示器上部的影像時，觀看者的觀看範圍被黑帶圖案165遮擋的範圍變寬。所以，實際有效觀看範圍(a)與觀看者的理想觀看範圍(a’)相比變得更窄，這導致更明顯的亮度降低。

所以，即使黑帶圖案165在與黑色矩陣圖案130對應的區域內形成有比黑色矩陣圖案130小的面積，但是由於觀看立體影像顯示器的不同位置之間的視角差異還是會如第7圖所示導致在上部與下部而非中部的影像亮度降低，以及如第8圖所示導致在中部與上部而非下部的影像亮度降低。

第9圖為顯示依據本發明示範性實施例之被提供用來改善亮度均勻度的偏光眼鏡型立體影像顯示器的視圖。第10圖為顯示從立體影像顯示器的中部向其上部與下部逐漸變小的黑帶圖案的寬度的視圖。在第10圖中，縱軸代表顯示位置，橫軸代表該黑帶圖案的寬度。

第9圖的配置基本上與第3圖、第4圖中所示的相同，除了黑帶圖案165的寬度是取決於顯示面板上的顯示位置而變化之外。

參考第9圖，在依據示範性實施例的偏光眼鏡型立體影像顯示器中，為了解決取決於每個位置的視角的亮度均勻度減少的問題，黑帶圖案165具有由顯示位置決定的不同寬度。在第9圖的示範性實施例中，黑帶圖案165的寬度在顯示面板的中部最大，然後從顯示面板的中部向其上部與下部變小。

如第10圖所示，假定位於顯示面板中部的黑帶圖案165的寬度為“X”，那麼黑帶圖案165的寬度可以向顯示面板的上部與下部逐漸減少，到上部與下部的最外側時變為“X/7~X/4”。例如，如果位於顯示面板中部的黑帶圖案165的寬度為大約50μm，那麼位於顯示面板上部與下部最外側的黑帶圖案165的寬度可在大約7.1μm至12.5μm範圍內變化。

藉由變化由顯示位置決定的黑帶圖案165的寬度，即便觀看者在如第7圖所示的位置觀看立體影像顯示器的上部與下部，觀看者的觀看範圍被黑帶圖案165遮擋的範圍也變窄，從而使在上部與下部亮度最小化地降低。結果，由每個位置上的視角決定的亮度均勻度減少的問題能夠得以解決。

當一個典型的觀看者在如第7圖所示的位置(就座的狀態)看顯示器影像時，第9圖、第10圖僅僅是舉例說明對於這個位置的亮度均勻度的解決方案。但是，本發明並不限於此。儘管沒有明確地顯示，但是倘若觀看者使他或她的眼睛平行於該立體影像顯示器的下部(平躺的狀態)觀看顯 示器圖像，如第8圖所示，那麼在本發明中，黑帶圖案165的寬度可以在顯示面板的下部為最大，然後從顯示面板的下部向其上部逐漸變小。

第11圖為顯示依據本發明示範性實施例之被提供用來改善亮度均勻度的偏光眼鏡型立體影像顯示器的視圖。第12圖為顯示從立體影像顯示器的中部向其上部與下部階梯式地變小的黑帶圖案165的寬度的視圖。

第11圖的配置基本上與第9圖中所示的相同，除了每個顯示區塊的黑帶圖案165的寬度是變化的。

參考第11圖，在依據本發明示範性實施例的偏光眼鏡型立體影像顯示器中，顯示面板被沿著顯示平面的垂直方向分成複數個區塊，且每個顯示區塊的黑帶圖案165具有不同的寬度，這是為了展寬垂直視角並改善由每個位置的視角決定的亮度均勻度減少的問題。黑帶圖案165的寬度在顯示面板的中部區塊最大，然後從顯示面板的中部區塊向其最上方與最下方區塊逐漸變小。然而，在垂直方向上相鄰的複數個黑帶圖案165可被包含在一個區塊內，並且在同一區塊內的黑帶圖案165具有相同的寬度。

如第12圖所示，假定位於該顯示面板中部區塊的黑帶圖案165的寬度為“X”，則黑帶圖案165的寬度可向顯示面板的上部與下部呈階梯式地逐漸減少，到最上方區塊及最下方區塊時變為“X/7~X/4”。

第13圖顯示了依據本發明第9圖至第12圖的亮度測量結果。對本發明的測量，當黑帶圖案配置於中部時黑帶圖案的寬度為大約50μm，然後向上部與下部逐漸地或階梯式地變小，到最上側與最下側時變為大約10μm。

參考第13圖，如果黑帶圖案的寬度以固定比例從顯示面板的中部向其上部與下部減少，如第9圖至第12圖所示，那麼與黑帶圖案的寬度固定為50μm而不沒有考慮到顯示部分(參見第3圖、第4圖)相比，則在顯示面板的上部與下部獲得了高亮度。在第13圖中，“A”代表第9圖至第12圖中顯示面板的上部與下部的亮度。“B”表示第3圖、第4圖中顯示面板的上部與下部的亮度。如第13圖中所說明的，“A”顯然高於“B”。

第14A圖與第14B圖為顯示根據立體影像顯示器的大小而決定的合適的觀看距離的視圖。

如第14A圖中所示之小型式立體影像顯示器，合適的觀看距離相對較小，即大約1 H1到1.5 H1。這裏，“H1”表示小型影像顯示器100的垂直長度(H1)。在根據位置改變黑帶圖案的寬度時，應考慮到垂直視角和適合的 觀看距離。對於小型立體影像顯示器所需的垂直視角相對較小，即12°至15°。這類小型立體影像顯示器具有小的觀看距離以及需要一個窄的垂直視角，即便當黑帶圖案的寬度在上部與下部減少時也不是極易能夠察覺到3D串擾。因此，本發明第9圖、第12圖的上述配置對於改善小型立體影像顯示器的亮度均勻度是有效的。

如第14B圖中所示之大型式立體影像顯示器，合適的觀看距離相對較大，即大約3 H2到5 H2。這裏，“H2”表示大型影像顯示器100的垂直長度(H2)。對於大型立體影像顯示器所需的垂直視角相對較大，即20°至26°。這類大型立體影像顯示器具有大的觀看距離以及需要一個寬的垂直視角，當黑帶圖案的寬度在上部與下部減少時可能容易察覺到3D串擾。因此，對於大型立體影像顯示器而言，減少在上部與下部的3D串擾更加重要，即便亮度均勻度被降低到某種程度。

第15圖為顯示依據本發明示範性實施例之被提供用來減少3D串擾的偏光眼鏡型立體影像顯示器的視圖。第16圖為顯示從立體影像顯示器的中部向其上部與下部逐漸變大的黑帶圖案165寬度的視圖。

參考第15圖，在依據示範性實施例的偏光眼鏡型立體影像顯示器中，為了減少在上部與下部的3D串擾，黑帶圖案165的寬度從中部向上部與下部逐漸增加。在第15圖的示範性實施例中，黑帶圖案165的寬度在顯示面板的中部最小，然後從顯示面板的中部向其上部與下部逐漸變大。

如第16圖所示，假定設置在顯示面板中部的黑帶圖案的寬度為“Y”，那麼黑帶圖案165的寬度可向顯示面板的上部與下部逐漸增加，到上部與下部的最外側時變成“5Y/4~6Y/4”。如第15圖與第16圖所示之本發明的示範性實施例在減少大型立體影像顯示器的3D串擾這方面是有效的。

第17圖至第21圖為顯示依據本發明示範性實施例之被提供用來改善亮度均勻度以及減少3D串擾的偏光眼鏡型立體影像顯示器的視圖。本發明接下來的示範性實施例能夠應用於小型和大型兩類立體影像顯示器中。

參考第17圖，在本發明的示範性實施例中，顯示面板DP被分成三個區塊。該三個區塊包括：一個中部區塊，包括複數個用來測量亮度均勻度的亮度測量點；一個上部區塊，設置在中部區塊上面；以及一個下部區塊，設置在中部區塊的下面。中部區塊可擁有比上部區塊與下部區塊大的面積。假設顯示面板DP的垂直長度為“H”，則中部區塊的垂直長度可為7H/9， 上部區塊與下部區塊的垂直長度可分別為1H/9。中部區塊對應一個亮度均勻度測量範圍。上部區塊與下部區塊可以具有相同的面積或不同的面積。

本發明的示範性實施例具有如下優點：通過在佔據相對較大面積的中部區塊形成寬度一致的黑帶圖案165以及在佔據相對較小面積的上部區塊與下部區塊形成寬度逐漸變化的黑帶圖案165來改善亮度均勻度以及抑制3D串擾。

在本發明的示範性實施例中，如第18圖與第19圖所示，黑帶圖案165在中部區塊可形成具有一致的寬度，且在上部區塊與下部區塊具有向顯示面板的最外側逐漸減少的寬度。利用這種配置，3D串擾可以被最小化。

在本發明的示範性實施例中，如第20圖與第21圖所示，黑帶圖案165在中部區塊可形成具有一致的寬度，且在上部區塊與下部區塊具有向顯示面板的最外側逐漸增大的寬度。利用這種配置，亮度均勻度的減少可以被最小化。

前述的示範性實施例顯示了因為黑帶圖案與和其彼此對應的黑色矩陣圖案彼此完全重疊，所以黑帶圖案與黑色矩陣圖案於彼此互相平行的方向被排列成行，此時沒有考慮觀看位置。然而，黑帶圖案與和其彼此對應的黑色矩陣圖案可以在顯示面板的上部與下部彼此部分重疊，並且可以向顯示面板的中部，即觀看位置彼此偏斜地對準排列，以便保證所需的垂直視角以及改善亮度均勻度。

第22圖為顯示偏斜地向顯示面板的中部排列的黑帶圖案與黑色矩陣圖案的實例的視圖。如第22圖所示，黑帶圖案與黑色矩陣圖案對準排列，以便它們指向該觀看位置，即顯示面板的中部。第23圖為顯示依據第22圖在顯示面板中部被展寬的可視範圍的視圖。

參考第22圖，圖案化相位差膜180的垂直節距小於顯示表面中像素陣列的垂直節距。換句話說，為了展寬相對於顯示面板中部的可視範圍，圖案化相位差膜180的整體垂直節距P1可以設計為小於像素陣列的整體垂直節距P2。在顯示表面的中部，黑帶圖案與和其彼此對應的黑色矩陣圖案設置成基本重疊，最好是完全重疊。在這種狀態下，當觀看位置設定在顯示面板的該中部且圖案化相位差膜180與像素陣列基於它們之間的中部彼此對準排列的時候，黑帶圖案165與黑色矩陣圖案130被偏斜地向顯示面板的中部彼此對準排列，即在顯示面板的上部與下部的觀看位置。在顯示面 板的中部的黑帶圖案165與黑色矩陣圖案130之間的重疊寬度大於在顯示面板的上部與下部的黑帶圖案165與黑色矩陣圖案130之間的重疊寬度。該重疊寬度是指垂直於顯示面板或顯示表面的重疊寬度。黑帶圖案165與黑色矩陣圖案130之間的重疊寬度可以隨著從顯示面板的中部向顯示面板的上部與下部減少。

由上述不同節距設計以及偏斜排列而帶來的可視區域對應於如第23圖所示之三個實線區域之間的重疊部分。這裏，該可視區域指的是3D串擾的值在10%以下時所顯示的立體影像顯示器100影像的區域，是不考慮顯示位置。同時，由相等節距設計(P1=P2)而帶來的可視區域對應於如第23圖所示之虛線區域之間的重疊部分。通過第23圖可以清楚看到，由不同節距設計而帶來的可視區域比由相等節距設計而帶來的可視區域寬得多。可視區域一旦被展寬，則改善了亮度均勻度並減少了3D串擾。

第24圖至第28圖是關於提供不同節距設計與偏斜排列以改善亮度均勻度並減少3D串擾之本發明示範性實施例。利用第24圖至第28圖舉例說明的這種配置，本發明使在不考慮面板大小及其解析度的情況下改善亮度均勻度以及使加寬相對於顯示面板中部的可視範圍至所需範圍成為可能。

第24與25圖為顯示將不同節距設計以及偏斜排列配置應用到第9圖、第11圖中本發明的偏光眼鏡型立體影像顯示器的視圖。

參考第24圖，在依據示範性實施例的偏光眼鏡型立體影像顯示器中，為了解決取決於每個位置上的視角的亮度均勻度減少的問題，黑帶圖案165具有由顯示位置決定的不同寬度。在第24圖的示範性實施例中，黑帶圖案165的寬度在顯示面板的中部最大，然後從顯示面板的中部向其上部與下部變小。如第24圖所示，假定設置在顯示面板中部的黑帶圖案165的寬度為“X”，那麼黑帶圖案165的寬度可以向顯示面板的上部與下部逐漸減少，到上部與下部的最外側時變為“X/7~X/4”。

如第24圖所示，黑帶圖案165與黑色矩陣圖案130朝向顯示面板的中部彼此偏斜地對準，即在顯示面板的上部與下部的觀看位置，以便展寬可視區域、改善亮度均勻度以及減少3D串擾。由於第24圖中所示排列配置，黑帶圖案165與黑色矩陣圖案130之間的重疊寬度在顯示面板的中部最大，然後從顯示面板的中部向其上部與下部變小。

參考第25圖，在依據本發明示範性實施例的偏光眼鏡型立體影像顯示器中，為了展寬垂直視角並改善由每個位置的視角決定的亮度均勻度減少的問題，顯示面板沿著顯示面板的垂直方向被分成複數個區塊，且每個顯示區塊的黑帶圖案165具有不同的寬度。黑帶圖案165的寬度在顯示面板的中部區塊最大，然後從顯示面板的中部區塊向其最上方區塊與最下方區塊逐漸變小。然而，在垂直方向上相鄰的複數個黑帶圖案165可被包含在一個區塊內，並且在同一區塊內的黑帶圖案165具有相同的寬度。如第25圖所示，假定設置在顯示面板中部區塊的黑帶圖案165的寬度為“X”，那麼黑帶圖案165的寬度可以向顯示面板的上部與下部呈階梯式地逐漸減少，到最上方區塊與最下方區塊時變為“X/7~X/4”。

參考第25圖，黑帶圖案165與黑色矩陣圖案130朝向顯示面板的中部區塊彼此偏斜地對準，即在顯示面板的上部區塊與下部區塊的觀看位置，以便展寬可視區域、改善亮度均勻度以及減少3D串擾。由於第25圖中所示的排列配置，黑帶圖案165與黑色矩陣圖案130之間的重疊寬度在顯示面板的中部區塊最大，然後從顯示面板的中部向其上部區塊與下部區塊變小。

第26圖為顯示將不同節距設計與偏斜排列配置應用到第15圖中本發明的偏光眼鏡型立體影像顯示器的視圖。

參考第26圖，在依據示範性實施例的偏光眼鏡型立體影像顯示器中，為了減少在上部與下部的3D串擾，黑帶圖案165的寬度從中部向上部與下部逐漸增加。在第25圖的示範性實施例中，黑帶圖案165的寬度在顯示面板的中部最小，然後從顯示面板的中部向其上部與下部逐漸變大。如第26圖所示，假定設置在顯示面板中部的黑帶圖案的寬度為“Y”，那麼黑帶圖案165的寬度可向顯示面板的上部與下部逐漸增加，到上部與下部的最外側時變成“5Y/4~6Y/4”。

在如第26圖所示的偏光眼鏡型立體影像顯示器中，黑帶圖案165與黑色矩陣圖案130朝向顯示面板的中部彼此偏斜地對準，即在顯示面板的上部與下部的觀看位置，以便展寬可視區域、改善亮度均勻度以及減少3D串擾。由於第26圖中所示的排列配置，黑帶圖案165與黑色矩陣圖案130之間的重疊寬度在顯示面板的中部區塊最大，然後從顯示面板的中部向其上部區塊與下部區塊變小。

第27圖與第28圖為顯示將不同節距設計與偏斜排列配置應用到第18、20圖中本發明的偏光眼鏡型立體影像顯示器的視圖。

參考第27圖與第28圖，在依據示範性實施例的偏光眼鏡型立體影像顯示器中，顯示面板沿著垂直方向被分成三區塊(即，上部區塊、中部區塊與下部區塊)，以便改善亮度均勻度以及降低3D串擾。設置在顯示面板的中部區塊的黑帶圖案165的寬度是一致的，設置在顯示面板的上部區塊與下部區塊的黑帶圖案165的寬度可逐漸改變。中部區塊可具有第一面積，上部區塊與下部區塊可具有小於第一面積的第二面積。

如第27圖所示，設置在顯示面板的中部區塊的黑帶圖案165的寬度設置為一致的寬度“X”。黑帶圖案165的寬度可向顯示面板的上部區塊與下部區塊逐漸減少，到最上方與最下方區塊時可變成“X/7~X/4”。由於上述配置的原因，3D串擾的產生可以被最小化。

在如第27圖所示的偏光眼鏡型立體影像顯示器中，黑帶圖案165與黑色矩陣圖案130朝向顯示面板的中部區塊彼此偏斜地對準，即在顯示面板的上部區塊與下部區塊的觀看位置，以便展寬可視區域、改善亮度均勻度以及減少3D串擾。由於第27圖中所示的排列配置，黑帶圖案165與黑色矩陣圖案130之間的重疊寬度在顯示面板的中部區塊最大，然後從顯示面板的中部向其上部區塊與下部區塊變小。

如第28圖所示，設置在顯示面板的中部區塊的黑帶圖案的寬度設置為一致的寬度“Y”。在顯示面板的每一個上部區塊與下部區塊的黑帶圖案165的寬度可逐漸增加，到上部區塊與下部區塊的最外側變為“5Y/4~6Y/4”，依據上述配置，可改善亮度均勻度。

在如第28圖所示的偏光眼鏡型立體影像顯示器中，黑帶圖案165與黑色矩陣圖案130朝向顯示面板的中部區塊彼此偏斜地對準，即在顯示面板的上部區塊與下部區塊的觀看位置，以便展寬可視區域、改善亮度均勻度以及減少3D串擾。由於第28圖中所示的排列配置，黑帶圖案165與黑色矩陣圖案130之間的重疊寬度在顯示面板的中部區塊最大，然後從顯示面板的中部向其上部區塊與下部區塊變小。

如上所述，依據本發明的偏光眼鏡型立體影像顯示器藉以形成黑色矩陣圖案與黑帶圖案以對應於與其彼此相對的濾色片基板的兩邊，使為了讓孔徑比與亮度的減少最小化而相比於先前技術減少了黑色矩陣圖案的寬度 以及實現與先前技術相同的垂直視角成為可能。

而且，本發明藉由根據顯示位置改變黑帶圖案寬度的方式，對展寬垂直視角以及降低由每個位置上的視角決定的亮度均勻度的減少作出了貢獻。

更進一步地，本發明藉由設計圖案化相位差膜的整體垂直節距使其小於像素陣列的整體垂直節距並且從顯示面板的上部與下部向對應於觀看位置的中部偏斜地將黑帶圖案與黑色矩陣排列的方式，對在不考慮面板大小及其解析度的情況下改善亮度均勻度以及對加寬相對於顯示面板中部的可視範圍至所需的範圍作出了貢獻。

儘管根據實施方式的一些說明性實施例已對實施方式進行了描述，但應當理解的是本領域技術人員能夠想出很多其他的改變及實施方案，這些改變及實施方案都將落入本發明原理的範圍。特別是，在本發明說明書、圖式及附加的申請專利範圍內，對組成部分和/或主觀排列組合的配置的各種改變及修飾是可能的。除了對組成部分和/或配置的的變化與修飾之外，其他的用途對本領域技術人員也是顯而易見的。

本申請案主張於2011年12月15日提出的韓國專利申請第10-2011-0135804號，2012年4月18日提出的韓國專利申請第10-2012-0040271號以及2012年7月05日提出的韓國專利申請第10-2012-0073265號的利益。上述申請公開的內容全部作為參考納入到本文，只為在此充分闡明。

1、100‧‧‧偏光眼鏡型立體影像顯示器

10、110‧‧‧薄膜電晶體陣列基板

12‧‧‧濾色片基板

13、135‧‧‧濾色片

14‧‧‧黑色矩陣

15、150‧‧‧液晶層

16a、170‧‧‧第一偏光板

16b‧‧‧第二偏光板

17、180‧‧‧圖案化相位差膜

18‧‧‧保護膜

120‧‧‧濾色片陣列基板

130‧‧‧黑色矩陣圖案

140‧‧‧保護層

145‧‧‧柱狀間隔

160‧‧‧背面金屬層

165‧‧‧黑帶圖案

182‧‧‧保護膜

180a‧‧‧第一相位差膜圖案

180b‧‧‧第二相位差膜圖案

185‧‧‧圖案化相位差膜薄膜

195‧‧‧偏光眼鏡

DP‧‧‧顯示面板

L‧‧‧左眼影像

R‧‧‧右眼影像

θ‧‧‧垂直視角

a’、b’、c’‧‧‧理想觀看範圍

a、b、c‧‧‧實際有效觀看範圍

P1、P2‧‧‧整體垂直節距

H1‧‧‧小型影像顯示器的垂直長度

H2‧‧‧大型影像顯示器的垂直長度

所附圖式被包括在內提供了本發明的進一步理解，被納入構成本發明說明書說明實施例的一部分並與描述部分一起為解釋本發明的原理服務。

圖式中：第1圖為顯示先前技術偏光眼鏡型立體影像顯示器的視圖；第2圖為示意性地顯示依據本發明的偏光眼鏡型立體影像顯示器的視圖；第3圖、第4圖為顯示依據本發明示範性實施例具有彼此對應而形成的黑色矩陣及黑帶的立體影像顯示器的視圖； 第5圖舉例說明依據本發明通過最小限度地減少孔徑比與亮度來展寬垂直視角並與先前技術做比較；第6圖為顯示依據本發明被展寬的垂直視角的一實例視圖；第7圖、第8圖為顯示取決於視角的亮度的部分減少的實例視圖；第9圖為顯示依據本發明示範性實施例之被提供用來改善亮度均勻度的偏光眼鏡型立體影像顯示器的視圖；第10圖為顯示從立體影像顯示器的中部向其上部與下部逐漸變小的黑帶圖案寬度的視圖；第11圖為顯示依據本發明示範性實施例之被提供用來改善亮度均勻度的偏光眼鏡型立體影像顯示器的視圖；第12圖為顯示從立體影像顯示器的中部向其上部與下部階梯式地變小的黑帶圖案寬度的視圖；第13圖為顯示依據本發明第9圖至第12圖的亮度測量結果與依據第3圖、第4圖的亮度進行比較的視圖；第14A圖與第14B圖為顯示取決於立體影像顯示器大小的適當觀看距離的視圖；第15圖為顯示依據本發明示範性實施例之被提供用來減少3D串擾的偏光眼鏡型立體影像顯示器的視圖；第16圖為顯示從立體影像顯示器的中部向其上部與下部逐漸變大的黑帶圖案寬度的視圖；第17圖至第21圖為顯示依據本發明示範性實施例之被提供用來改善亮度均勻度以及減少3D串擾的偏光眼鏡型立體影像顯示器的視圖；第22圖為顯示偏斜地向顯示面板的中部排列成行的黑帶圖案與黑色矩陣圖案的實例的視圖；第23圖為顯示依據第22圖在顯示面板中部被展寬的可視範圍的視圖；第24圖至第26圖為顯示將不同節距設計與偏斜排列配置應用到第9圖、第11圖、第15圖中本發明的偏光眼鏡型立體影像顯示器的視圖；以及第27圖與第28圖為顯示將不同節距設計與偏斜排列配置應用到第18圖、第20圖中本發明的偏光眼鏡型立體影像顯示器的視圖。

110‧‧‧薄膜電晶體陣列基板

120‧‧‧濾色片陣列基板

130‧‧‧黑色矩陣圖案

165‧‧‧黑帶圖案

170‧‧‧第一偏光板

180‧‧‧圖案化相位差膜

182‧‧‧保護膜

Claims (13)

1. 一種偏光眼鏡型立體影像顯示器，其在一顯示表面上顯示一立體影像，該偏光眼鏡型立體影像顯示器包括：一薄膜電晶體陣列基板；一濾色片陣列基板，具有複數個形成在一面向該薄膜電晶體陣列基板的第一平面上的黑色矩陣圖案；複數個黑帶圖案，被排列以對應至在面對該第一平面的該濾色片陣列基板的一第二平面上的該等黑色矩陣圖案；以及一圖案化相位差膜，設置在該濾色片陣列基板的該第二平面上，其中該圖案化相位差膜的垂直節距小於形成在該顯示表面的一像素陣列的垂直節距。
2. 如申請專利範圍第1項所述的偏光眼鏡型立體影像顯示器，其中該顯示表面沿著一從該顯示表面的頂部至底部的第一方向被分為一上部、一中部、以及一下部，其中該黑帶圖案與和其彼此對應的該黑色矩陣圖案在該顯示表面的該中部的一觀看位置互相重疊，其中彼此對應的該黑帶圖案與該黑色矩陣圖案在該顯示表面的該上部與下部互相部分重疊並且在該顯示位置偏斜地被排列。
3. 如申請專利範圍第2項所述的偏光眼鏡型立體影像顯示器，其中在該顯示表面的該中部彼此對應的該黑帶圖案與該黑色矩陣圖案之間的重疊寬度大於在該顯示表面的該上部與該下部的該黑帶圖案與該黑色矩陣圖案之間的重疊寬度，以及其中該重疊寬度係垂直於該顯示面板。
4. 如申請專利範圍第3項所述的偏光眼鏡型立體影像顯示器，其中該等黑帶圖案的每一個的寬度隨著從該顯示表面的該中部向該顯示表面的該上部與該下部逐漸減少。
5. 如申請專利範圍第3項所述的偏光眼鏡型立體影像顯示器，其中該顯示表面的該上部、該中部以及該下部的每一個沿著該第一方向被分成複數個區塊，其中每個區塊的該等黑帶圖案的寬度係變化的。
6. 如申請專利範圍第5項所述的偏光眼鏡型立體影像顯示器，其中該等黑帶圖案的寬度從該顯示表面的該中部區塊向該最上方與最下方的區塊以一階梯式的方式減少。
7. 如申請專利範圍第5項所述的偏光眼鏡型立體影像顯示器，其中該等區塊的每一個皆包括複數個黑帶圖案，並且屬於同一區塊的該等黑帶圖案具有相同的寬度。
8. 如申請專利範圍第3項所述的偏光眼鏡型立體影像顯示器，其中該等黑帶圖案的寬度從該顯示表面的該中部向該顯示表面的該上部與該下部逐漸地增加。
9. 如申請專利範圍第3項所述的偏光眼鏡型立體影像顯示器，其中該顯示面板的該中部被選擇為一具有一第一面積的中部區塊，該顯示面板的該上部被選擇為一設置在該中部區塊之上且具有一第二面積的上部區塊，以及該顯示面板的該下部被選擇為一設置在該中部區塊之下且具有一第三面積的下部區塊，其中該等黑帶圖案的寬度在該中部區塊為一致的且在該上部區塊與該下部區塊為逐漸變化的。
10. 如申請專利範圍第9項所述的偏光眼鏡型立體影像顯示器，其中，在該上部區塊與該下部區塊的每一個裏，隨著接近該最外側的黑帶圖案，該等黑帶圖案的寬度逐漸減少。
11. 如申請專利範圍第9項所述的偏光眼鏡型立體影像顯示器，其中， 在該上部區塊與該下部區塊的每一個裏，隨著接近該最外側的黑帶圖案，該等黑帶圖案的寬度逐漸增加。
12. 如申請專利範圍第9項所述的偏光眼鏡型立體影像顯示器，其中該第一面積的大小大於該第二面積及該第三面積的大小。
13. 如申請專利範圍第9項所述的偏光眼鏡型立體影像顯示器，其中該第二面積的大小與該第三面積的大小基本上相等。