TW201405172A - 立體顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種立體顯示裝置包含一基板、複數次畫素、複數凹透鏡結構、一第一間隙層以及一透鏡層。次畫素係設置於基板上，且每一次畫素包含一透光區及至少一遮光區。凹透鏡結構係設置於次畫素上且位於次畫素之透光區之光路上。第一間隙層係設置於凹透鏡結構上，其中凹透鏡結構係用以擴張次畫素之透光區的光線放射範圍，以於第一間隙層中形成複數擬次畫素圖案，其中擬次畫素圖案分別投影覆蓋次畫素之透光區以及遮光區。透鏡層之焦點係落於擬次畫素圖案上。

Description

立體顯示裝置

本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種立體顯示裝置。

立體顯示裝大致上可分為兩大類，一者為眼鏡式立體顯示裝置，另一者為裸眼式立體顯示裝置。由於裸眼式立體顯示裝置的使用者無須配戴眼鏡即可觀看到立體影像，可有效解決配戴眼鏡所造成的不適感。因此，裸眼式立體顯示裝置已逐漸成為廠商開發的重點。

一般而言，裸眼式立體顯示裝置可為透鏡式立體顯示裝置(Lenticular 3D display)，其係將透鏡設置於畫素平面上，以產生兩種不同的影像，分別投射向使用者的雙眼，而在使用者大腦中形成立體影像。

然而，由於每個次畫素(sub-pixel)之間都存在著遮光區或遮黑區(Black Mask)，在某些視角下，畫素平面上的透鏡會聚焦於此遮光區上，使得使用者在觀賞時會在畫面上看到多條黑色條紋。這些黑色條紋又可稱為類摩爾紋(Moiré-Like Pattern,MLP)，其存在對於透鏡式立體顯示裝置的顯示品質有著嚴重的影響。

為了解決類摩爾紋的問題，目前有部分文獻嘗試研究出相關的解決方法。如以下幾篇專利所示：美國發明專利公告第6,118,584號案可將次畫素傾斜，以使傳統畫素訊號線的遮罩區於特定觀察角度範圍所 產生的亮度陡降均勻打散分布於空間的各角度，使觀賞者於視角改變時較不易察覺因遮罩區所造成的亮度不均現象。此方法雖然能降低類摩爾紋的明顯程度，但肉眼仍易於察覺。

美國發明專利公告第6,064,424號案可藉由偏轉柱狀透鏡的方式來達到類似前篇專利的條紋減緩機制。此篇專利可針對不同視差數目的應用提出最佳的透鏡寬度比值(Horizontal Pitch Ratio)與旋轉角度(Slant Angle)。然而，類似於前篇專利，此方法雖然能降低類摩爾紋的明顯程度，但仍無法完全消除。

美國發明專利第5,953,148號案係利用特殊的次畫素遮光區幾何結構來達到減輕類摩爾紋的顯著程度，此次畫素的遮光區結構可使得水平方向的透光強度固定，尤其在跨次畫素的區域也可藉由重疊兩相鄰次畫素的透光區來使水平方向的縱向透光強度分量固定。然而，儘管此法能減輕類摩爾紋的顯著程度，但仍無法完全消除。

美國發明專利公開第2008/0079662 A1號案提出類似前述美國發明專利第5,953,148號案之機制，讓次畫素的透光度在水平方向上能保持一定值。其差異在於水平方向上的相鄰兩次畫素的透光區必須相互重疊。然而除了前述美國發明專利第5,953,148號案的缺點外，其應用亦受限於面板次畫素的電路線寬與其傾斜角，使得次畫素的開口率大幅降低。

有鑑於此，本發明之一技術態樣是在提供一種立體顯示裝置。

本發明之一目的係在於有效消除傳統透鏡式立體顯示裝置中所常見的類摩爾紋，從而提升顯示品質。

本發明之另一目的係在於無須降低次畫素開口率的前提下，仍能有效消除傳統透鏡式立體顯示裝置中所常見的類摩爾紋。

本發明之又一目的係在於無須改變透鏡與次畫素的幾何結構下，仍能有效消除傳統透鏡式立體顯示裝置中所常見的類摩爾紋。

為了達到上述目的，依據本發明之一實施方式，一種立體顯示裝置包含一基板、複數次畫素、複數凹透鏡結構、一第一間隙層以及一透鏡層。次畫素係設置於基板上，且每一次畫素包含一透光區及至少一遮光區。凹透鏡結構係設置於次畫素上且位於次畫素之透光區之光路上。第一間隙層係設置於凹透鏡結構上，其中凹透鏡結構係用以擴張次畫素之透光區的光線放射範圍，以於第一間隙層中形成複數擬次畫素圖案，其中擬次畫素圖案分別投影覆蓋次畫素之透光區以及遮光區。透鏡層之焦點係落於擬次畫素圖案上。

藉由上述實施方式，本發明可利用凹透鏡結構於第一間隙層中形成複數擬次畫素圖案，這些擬次畫素圖案可遮住次畫素的遮光區，且透鏡層之焦點係落於擬次畫素圖案上。藉此，使用者在觀看時較不會看到次畫素的遮光區，故可有效消除傳統透鏡式立體顯示裝置中所常見的類摩爾 紋，從而提升顯示品質。此外，由於本發明無須改變次畫素的幾何結構，故不會降低開口率。

以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

以下將以圖式揭露本發明之複數實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，熟悉本領域之技術人員應當瞭解到，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節並非必要的，因此不應用以限制本發明。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1圖繪示依據本發明一實施方式之立體顯示裝置之剖面示意圖。如圖所示，本實施方式之立體顯示裝置可包含一基板100、複數次畫素200、複數凹透鏡結構300、一第一間隙層410以及一透鏡層500。次畫素200係設置於基板100上，且每一次畫素200包含一透光區210及至少一遮光區220。凹透鏡結構300係設置於次畫素200上且位於次畫素200之透光區210之光路上。第一間隙層410係設置於凹透鏡結構300上，其中凹透鏡結構300係用以擴張次畫素200之透光區210的光線放射範圍，以於第一間隙層410中形成複數擬次畫素圖案600，其中擬次畫素圖案600分別投影覆蓋次畫素200之透光區210以及遮光區220。透鏡層500之焦點係落於擬次畫素圖案600上。

本發明上述實施方式可利用凹透鏡結構300來擴張次畫素200之透光區210而形成複數擬次畫素圖案600。這些擬次畫素圖案600可遮住次畫素200的遮光區220，且透鏡層500之焦點係落於擬次畫素圖案600上。藉此，透鏡層500可聚焦於擬次畫素圖案600上，使得使用者在觀看時觀看畫面為擬次畫素圖案600，較不會看到次畫素200的遮光區220，故可有效消除傳統透鏡式立體顯示裝置中所常見的類摩爾紋，從而提升顯示品質。

應瞭解到，本說明書全文中關於第一特徵『設置於』第二特徵上之敘述，除了包含第一特徵與第二特徵兩者係直接接觸地設置，亦包含第一特徵與第二特徵之間具有額外特徵而使第一特徵與第二特徵並非直接接觸等實施例。

另應瞭解到，本說明書全文中所述之第一特徵『投影覆蓋』第二特徵之敘述，係指第一特徵垂直投影至第二特徵之投影圖案會落在第二特徵上。

又應瞭解到，本說明書全文中所述之『第一』、『第二』、『第三』等用詞僅係用以幫助讀者區隔相似之技術特徵，並不代表『第一』、『第二』、或『第三』在功能上必然有所不同。

於部分實施方式中，此些擬次畫素圖案600係無間隔地鄰接而成。於部分實施方式中，這些擬次畫素圖案600之邊界係部份重疊。藉此，互相鄰接或是部分重疊的擬次畫素圖案600可有效遮住次畫素200的遮光區220，而避免類摩爾紋的產生。

第2圖繪示依據本發明一實施方式之凹透鏡結構300 之剖面示意圖。於本實施方式中，凹透鏡結構300具有一中心軸310，而次畫素200之透光區210具有一中點212。凹透鏡結構300之中心軸310係分別通過次畫素200之透光區210之中點212。換言之，凹透鏡結構300與次畫素200之透光區210均係對稱於凹透鏡結構300之中心軸310。

於部分實施方式中，每一凹透鏡結構300具有一寬度b，而每一次畫素200具有一寬度w，其中凹透鏡結構300之寬度b係實質上等於次畫素200之寬度w。

第3圖繪示依據本發明一實施方式之凹透鏡結構300之光路示意圖。於本實施方式中，凹透鏡結構300包含一凹陷層330以及一凸起層340。凹陷層330具有一第一折射率。凸起層340係相鄰於凹陷層330，且凸起層340與凹陷層330鄰接處係形狀互補，凸起層340具有一第二折射率，且凸起層340之第二折射率係小於凹陷層330之第一折射率。如圖所示，透光區210之光線係先通過凹陷層330再通過凸起層340。

具體而言，凹陷層330可自凹透鏡結構300的兩側朝中間逐漸下陷，而凸起層340可自凹透鏡結構300的兩側朝中間逐漸隆起，以共同形成凹透鏡的形狀。換句話說，凹陷層330之厚度會沿著遮光區220往透光區的方向逐漸減少，而凸起層340之厚度會沿著遮光區220往透光區210的方向逐漸增加。

於本實施方式中，透光區210邊緣可放射出一邊界光線213，此邊界光線213可經由凹陷層330、凸起層340、 以及第一間隙層410之折射而到達擬次畫素圖案600之邊界。應瞭解到，為了利於圖式的簡化，本圖僅繪示透光區210之邊界光線213的路徑。事實上，透光區210會向凹透鏡結構300放射出無數條光線，而這些光線經由凹陷層330、凸起層340、以及第一間隙層410之折射後會落在擬次畫素圖案600內。

於部分實施方式中，第一間隙層410具有一厚度d，而擬次畫素圖案600至凹透鏡結構300之最短距離為第一間隙層410之厚度d。換言之，擬次畫素圖案600可形成於第一間隙層410之頂表面。

於部分實施方式中，凹陷層330與凸起層340鄰接處可共同形成一介面曲線350，介面曲線350上具有一特定點P，此特定點P垂直投影至次畫素200上係位於透光區210與遮光區220之交界。

具體而言，邊界光線213係由透光區210之邊緣朝凹透鏡結構300垂直放射而形成，其可通過介面曲線350上之特定點P並基於凹陷層330之第一折射率與凸起層340之第二折射率的不同而產生折射。應瞭解到，本說明書全文所述之介面曲線350係指由側視圖或剖面圖之角度觀之為曲線狀，事實上，若由立體視角觀之，此介面曲線350可呈一弧狀表面。

為了利於將擬次畫素圖案600完全遮住遮光區220，於部分實施方式中，第一間隙層410之厚度d可滿足下列公式：d={w _BM -[Y _R (w/2)-Y _R (X _B )]tan β}cot Φ………( 式一)

於式一中，各參數的定義如下：(1)d為第一間隙層410之厚度；(2)Y _R 為介面曲線350上任一點與介面曲線350之頂點之垂直距離；(3)X _B 為特定點P與介面曲線350之對稱軸之水平距離；(4)w為各次畫素200之寬度；(5)w _BM 為遮光區220之寬度；(6)β為來自透光區210之邊界光線213通過特定點P之一第一折射角；(7)Φ為邊界光線213通過凸起層340與第一間隙層410之鄰接處之一第二折射角。

藉由以上參數及公式所得到的第一間隙層410之厚度d可使得擬次畫素圖案600完全投影覆蓋住次畫素200之遮光區220，從而消除類摩爾紋的問題。此外，以上參數及公式所產生的擬次畫素圖案600之寬度約等於次畫素200之寬度w，又由於相鄰的次畫素200係無間隔地排列(如第1圖所示)而成，因此，相鄰次畫素200所產生相鄰的擬次畫素圖案600亦可無間隔地鄰接而成。

於部分實施方式中，介面曲線350具有一曲率中心352，而特定點P與介面曲線350之曲率中心352之可形成一連接線354。於部分實施方式中，第一折射角β可滿足下列公式：

於式二中，各參數的定義如下：(1)Θ為連接線354與垂直方向之夾角；(2)n ₁為凹陷層330之第一折射率；(3)n ₂為凸起層340之第二折射率。

藉由以上公式以及相關參數，可得到透光區210之邊界光線213通過特定點P之第一折射角β。

於部分實施方式中，第二折射角Φ可滿足下列公式：

於式三中，各參數的定義如下：(1)β為來自透光區210之邊界光線213通過特定點P之一第一折射角；(2)n ₂為凸起層340之第二折射率；(3)n ₃為第一間隙層410之一第三折射率。

藉由以上公式及相關參數，可得到邊界光線213通過凸起層340與第一間隙層410之鄰接處之第二折射角Φ。

將式二及式三所得到的第一折射角β及第二折射角Φ帶入式一中，即可得到第一間隙層410所需之厚度d，從 而使得擬次畫素圖案600完全投影覆蓋住次畫素200之遮光區220，以消除類摩爾紋的問題。

於部分實施方式中，凹陷層330之第一折射率與凸起層340之第二折射率的比值約大於1.07，以幫助次畫素200之透光區210之光線向外擴散。

實施例1

第4圖繪示依據本發明之一實施例之擬次畫素圖案600之示意圖。於本實施例中，係分別繪示出一第一凹透鏡結構300a、一第二凹透鏡結構300b以及一第三凹透鏡結構300c，以上三者可依序相鄰。第一凹透鏡結構300a、第二凹透鏡結構300b以及第三凹透鏡結構300c分別投影覆蓋第一透光區210a、第二透光區210b以及第三透光區210c。第一凹透鏡結構300a、第二凹透鏡結構300b以及第三凹透鏡結構300c可分別擴散第一透光區210a、第二透光區210b以及第三透光區210c之光線範圍，以分別形成第一擬次畫素圖案600a、第二擬次畫素圖案600b以及第三擬次畫素圖案600c。

為了利於圖式的表達，本圖係將第一擬次畫素圖案600a、第二擬次畫素圖案600b以及第三擬次畫素圖案600c畫在不同高度。但應瞭解到，第一擬次畫素圖案600a、第二擬次畫素圖案600b以及第三擬次畫素圖案600c係位於同一高度，且分別與第一凹透鏡結構300a、第二凹透鏡結構300b及第三凹透鏡結構300c相隔一間距，此間距為第一間隙層410(請併參閱第3圖)之厚度d。另應瞭解到，上 述第一透光區210a、第二透光區210b以及第三透光區210c分別屬於不同的次畫素200(請併參閱第3圖)。

於本實施例中，第一凹透鏡結構300a、第二凹透鏡結構300b及第三凹透鏡結構300c之中心軸310(請併參閱第2圖)分別與第一透光區210a、第二透光區210b以及第三透光區210c之中點212(請併參閱第2圖)相對齊而無任何偏移，藉此形成的第一擬次畫素圖案600a、第二擬次畫素圖案600b以及第三擬次畫素圖案600c會恰好鄰接而無重疊。

於本實施例中，第一凹透鏡結構300a、第二凹透鏡結構300b及第三凹透鏡結構300c之凹陷層330(請併參閱第3圖)之第一折射率均為1.59，而凸起層340(請併參閱第3圖)之第二折射率均為1.48；第一凹透鏡結構300a、第二凹透鏡結構300b及第三凹透鏡結構300c之寬度b(請併參閱第2圖)約為0.06毫米；第一凹透鏡結構300a、第二凹透鏡結構300b及第三凹透鏡結構300c之介面曲線350(請併參閱第3圖)之曲率半徑r約為0.045毫米；第一凹透鏡結構300a、第二凹透鏡結構300b及第三凹透鏡結構300c之厚度約為0.0115毫米；第一間隙層410之厚度d約為0.25毫米。

第5圖繪示依據本發明另一實施方式之凹透鏡結構300之剖面示意圖。本實施方式大致上與第2圖相似，主要差異在於本實施方式之次畫素200之透光區210之中點212與次畫素200之透光區210之光路上所設置的凹透鏡結構300之中心軸310之間具有一偏移量。亦即，透光區 210之中點212與凹透鏡結構300之中心軸310係相偏移而非對齊。以下實施例將探討不同偏移量下，相鄰擬次畫素圖案600之間的位置關係。

實施例2

第6圖繪示依據本發明之另一實施例之擬次畫素圖案600之示意圖。本實施例之圖式與第4圖大致上相似，主要差異係在於本實施方式之第一透光區210a、第二透光區210b及第三透光區210c分別略微偏移於第一凹透鏡結構300a、第二凹透鏡結構300b以及第三凹透鏡結構300c，藉此形成的第一擬次畫素圖案600a、第二擬次畫素圖案600b以及第三擬次畫素圖案600c之邊界會部分重疊。

話句話說，第一擬次畫素圖案600a與第二擬次畫素圖案600b之間可形成一第一重疊區域610a，而第二擬次畫素圖案600b與第三擬次畫素圖案600c之間可形成一第二重疊區域610b。

於本實施例中，第一透光區210a、第二透光區210b及第三透光區210c與第一凹透鏡結構300a、第二凹透鏡結構300b以及第三凹透鏡結構300c之偏移量均約為0.01毫米。

於本實施例中，第一凹透鏡結構300a、第二凹透鏡結構300b及第三凹透鏡結構300c之凹陷層330(請併參閱第3圖)之第一折射率均為1.59，而凸起層340(請併參閱第3圖)之第二折射率均為1.48；第一凹透鏡結構300a、第二凹透鏡結構300b及第三凹透鏡結構300c之寬度b(請併參閱 第2圖)約為0.06毫米；第一凹透鏡結構300a、第二凹透鏡結構300b及第三凹透鏡結構300c之介面曲線350(請併參閱第3圖)之曲率半徑r約為0.036毫米；第一凹透鏡結構300a、第二凹透鏡結構300b及第三凹透鏡結構300c之厚度約為0.0161毫米；第一間隙層410之厚度d約為0.25毫米。

實施例3

第7圖繪示依據本發明之又一實施例之擬次畫素圖案600之示意圖。本實施例之圖式與第6圖大致上相似，主要差異係在於本實施方式之第一透光區210a、第二透光區210b及第三透光區210c之偏移量較第6圖更高。具體而言，第一透光區210a係偏移至第一凹透鏡結構300a與第二凹透鏡結構300b之間；第二透光區210b係偏移至第二凹透鏡結構300b與第三凹透鏡結構300c之間；第三透光區210c係偏移至第三凹透鏡結構300c與下一個第一凹透鏡結構300a之間。如圖所示，本實施例所形成的第一擬次畫素圖案600a、第二擬次畫素圖案600b以及第三擬次畫素圖案600c之邊界幾乎無重疊。

於本實施例中，第一透光區210a、第二透光區210b及第三透光區210c與第一凹透鏡結構300a、第二凹透鏡結構300b以及第三凹透鏡結構300c之偏移量約為0.03毫米。

除了偏移量的不同外，本實施例之其他參數(例如：第一折射率、第二折射率、第一凹透鏡結構300a、第二凹透鏡結構300b及第三凹透鏡結構300c之厚度或寬度等等)均 與第6圖之實施例相同。

由此可知，藉由偏移量的改變，可使得第一擬次畫素圖案600a、第二擬次畫素圖案600b及第三擬次畫素圖案600c之間的重疊程度不同。

為了進一步控制擬次畫素圖案600之間的重疊程度，第8圖係繪示偏移量與重疊程度之關係圖。本圖的橫軸係代表透光區210與凹透鏡結構300之間的偏移量，縱軸係代表相鄰擬次畫素圖案600之間重疊區域寬度與次畫素200之寬度w之比值。

如圖所示，重疊區域寬度係與偏移量之間呈一定關係，且在特定範圍的偏移量下，重疊區域寬度特別高。較佳而言，重疊區域寬度與次畫素200之寬度w的比值約小於0.15(亦即，在本圖上兩條水平虛線的範圍內)。舉例來說，若重疊區域寬度為S，則S/w<0.15。

於部分實施方式中，偏移量具有一特定範圍Rs，此特定範圍Rs係大於零並小於次畫素200之一半寬度。於部分實施方式中，特定範圍Rs可包含至少一容許範圍R，在容許範圍R內之偏移量可使得重疊區域之寬度與次畫素200之寬度w的比值約小於0.15，其中容許範圍R與特定範圍Rs之比值約大於0.8。換句話說，若重疊區域寬度為S，則S/w<0.15，且R/Rs>0.8。

換句話說，容許範圍R所佔特定範圍Rs之比例較佳係大於0.8，而在此容許範圍R內的偏移量均可使重疊區域之寬度與次畫素200之寬度w的比值約小於0.15。亦即，若重疊區域寬度為S，則S/w<0.15。

除了偏移量會影響擬次畫素圖案600的重疊程度外，第一間隙層410之厚度d亦會造成些微影響，例如第9~11圖所示，以上三圖繪示在不同的第一間隙層410之厚度d下，偏移量與重疊程度之關係圖。應瞭解到，除了第一間隙層410之厚度d不同外，以上三圖之部分參數亦有些微差異，詳如下表所示：

請併參閱第9~11圖，應可理解在不同的第一間隙層410之厚度d下，其偏移量之容許範圍R不盡相同。

除了偏移量及第一間隙層410之厚度d以外，凹透鏡結構300之寬度b亦會影響擬次畫素圖案600的重疊程度。

誠如第9~11圖所示，以上三圖均包含一第一曲線900a、一第二曲線900b以及一第三曲線900c。其中，當凹透鏡結構300之寬度b為0.061毫米時，其偏移量與重疊區域寬度之關係近似於第一曲線900a；當凹透鏡結構300之寬度b為0.060毫米時，其偏移量與重疊區域寬度之關係近似於第二曲線900b；當凹透鏡結構300之寬度b為0.059毫米時，其偏移量與重疊區域寬度之關係近似於第三曲線900c。

由圖上可觀察得知，在相同橫座標值下，第一曲線900a的縱座標值係高於第二曲線900b，而第二曲線900b的縱 座標值係高於第三曲線900c。換句話說，在相同的偏移量下，當凹透鏡結構300之寬度b越大時，擬次畫素圖案600重疊程度會越高。

請回頭參閱第1圖，於部分實施方式中，第一間隙層410具有一頂面412，頂面412係接觸一第二間隙層420，而第二間隙層420係夾設於透鏡層500與第一間隙層410之間。擬次畫素圖案600係形成於第一間隙層410之頂面412。換句話說，擬次畫素圖案600係位在第一間隙層410與第二間隙層420之交接處。

於部分實施方式中，第一間隙層410係夾設於凹透鏡結構300與第二間隙層420之間。換句話說，凹透鏡結構300與第二間隙層420可分別接觸第一間隙層410之兩側。

於部分實施方式中，凹透鏡結構300可由兩種折射率不同之UV樹脂所製成。

於部分實施方式中，第一間隙層410之材料可為(包含，但不侷限於)玻璃或乙烯對苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate,PET)。

於部分實施方式中，透鏡層500可包含用來形成三維影像之光學結構，例如：透鏡陣列(Lenticular Lens)。於部分實施方式中，第二間隙層420可進一步包含用來切換二維或三維顯示模式的光學結構，例如：液晶切換面板(liquid crystal switching cell)。於部分實施方式中，透鏡層500為一凸透鏡結構，而第二間隙層420之厚度係取決於此凸透鏡結構之焦距。

於部分實施方式中，立體顯示裝置可進一步包含一透 光基板700，其係設置於次畫素200上。舉例而言，透光基板700之材料可為(包含，但不侷限於)玻璃。

於部分實施方式中，立體顯示裝置可包含一偏光層800，其係設置於透光基板700上。具體而言，透光基板700與偏光層800可夾設於次畫素200與凹透鏡結構300之間。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，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內，當可作各種之更動與潤飾，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。

100‧‧‧基板

200‧‧‧次畫素

210‧‧‧透光區

210a‧‧‧第一透光區

210b‧‧‧第二透光區

210c‧‧‧第三透光區

212‧‧‧中點

213‧‧‧邊界光線

220‧‧‧遮光區

300‧‧‧凹透鏡結構

300a‧‧‧第一凹透鏡結構

300b‧‧‧第二凹透鏡結構

300c‧‧‧第三凹透鏡結構

310‧‧‧中心軸

330‧‧‧凹陷層

340‧‧‧凸起層

350‧‧‧介面曲線

352‧‧‧曲率中心

354‧‧‧連接線

410‧‧‧第一間隙層

412‧‧‧頂面

420‧‧‧第二間隙層

500‧‧‧透鏡層

600‧‧‧擬次畫素圖案

600a‧‧‧第一擬次畫素圖案

600b‧‧‧第二擬次畫素圖案

600c‧‧‧第三擬次畫素圖案

610a‧‧‧第一重疊區域

610b‧‧‧第二重疊區域

700‧‧‧透光基板

800‧‧‧偏光層

900a‧‧‧第一曲線

900b‧‧‧第二曲線

900c‧‧‧第三曲線

P‧‧‧特定點

r‧‧‧曲率半徑

R‧‧‧容許範圍

Rs‧‧‧特定範圍

b‧‧‧凹透鏡結構寬度

d‧‧‧第一間隙層厚度

w‧‧‧次畫素寬度

w _BM ‧‧‧次畫素遮光區寬度

Θ‧‧‧夾角

β‧‧‧第一折射角

Φ‧‧‧第二折射角

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示依據本發明一實施方式之立體顯示裝置之剖面示意圖；第2圖繪示依據本發明一實施方式之凹透鏡結構之剖面示意圖；第3圖繪示依據本發明一實施方式之凹透鏡結構之光路示意圖；第4圖繪示依據本發明之一實施例之擬次畫素圖案之示意圖；第5圖繪示依據本發明另一實施方式之凹透鏡結構之剖面示意圖；第6圖繪示依據本發明之另一實施例之擬次畫素圖案 600之示意圖；第7圖繪示依據本發明之又一實施例之擬次畫素圖案600之示意圖；第8圖係繪示偏移量與重疊程度之關係圖；以及第9~11圖繪示在不同的第一間隙層之厚度與凹透鏡結構寬度下，偏移量與重疊程度之關係圖。

100‧‧‧基板

200‧‧‧次畫素

210‧‧‧透光區

220‧‧‧遮光區

300‧‧‧凹透鏡結構

410‧‧‧第一間隙層

412‧‧‧頂面

420‧‧‧第二間隙層

500‧‧‧透鏡層

600‧‧‧擬次畫素圖案

700‧‧‧透光基板

800‧‧‧偏光層

Claims (16)

1. 一種立體顯示裝置，包含：一基板；複數次畫素，設置於該基板上，每一該些次畫素包含一透光區及至少一遮光區；複數凹透鏡結構，設置於該些次畫素上且位於該些次畫素之該透光區之光路上；一第一間隙層，設置於該些凹透鏡結構上，其中該些凹透鏡結構係用以擴張該些次畫素之該透光區的光線放射範圍，以於該第一間隙層中形成複數擬次畫素圖案，其中該些擬次畫素圖案分別投影覆蓋該些次畫素之該透光區與該遮光區；以及一透鏡層，該透鏡層之焦點係落於該些擬次畫素圖案上。
2. 如請求項1所述之立體顯示裝置，其中該些擬次畫素圖案係無間隔地鄰接而成。
3. 如請求項2所述之立體顯示裝置，其中該些擬次畫素圖案之邊界係部份重疊。
4. 如請求項2所述之立體顯示裝置。其中各該些凹透鏡結構之中心軸係分別通過各該些次畫素之該透光區之中點。
5. 如請求項2所述之立體顯示裝置，其中各該些凹透鏡結構之寬度實質上等於各該些次畫素之寬度。
6. 如請求項1所述之立體顯示裝置，其中每一該些凹透鏡結構包含：一凹陷層，具有一第一折射率；以及一凸起層，相鄰於該凹陷層，且該凸起層與該凹陷層鄰接處係形狀互補，該凸起層具有一第二折射率，該第二折射率係小於該第一折射率；其中，該透光區之光線係先通過該凹陷層再通過該凸起層。
7. 如請求項6所述之立體顯示裝置，其中該些擬次畫素圖案至該些凹透鏡結構之最短距離為該第一間隙層之厚度。
8. 如請求項7所述之立體顯示裝置，其中該凹陷層與該凸起層鄰接處係共同形成一介面曲線，該介面曲線上具有一特定點，該特定點垂直投影至該次畫素上係位於該透光區與該遮光區之交界，且該第一間隙層之該厚度滿足以下公式：d={w _BM -[Y _R (w/2)-Y _R (X _B )]tan β}cot Φ其中，d為該第一間隙層之該厚度，其中Y _R 為該介面 曲線上任一點與該介面曲線之頂點之垂直距離，X _B 為該特定點與該介面曲線之該頂點之水平距離，w為各該次畫素之寬度，w _BM 為該遮光區之寬度，其中該透光區可向該特定點垂直放射一邊界光線，β為該邊界光線通過該特定點之一第一折射角，Φ為該邊界光線通過該凸起層與該第一間隙層之鄰接處之一第二折射角。
9. 如請求項8所述之立體顯示裝置，其中該第一折射角滿足以下公式： 其中，該介面曲線具有一曲率中心，而該特定點與該介面曲線之該曲率中心之可形成一連接線，Θ為該連接線與垂直方向之夾角，其中n ₁為該第一折射率，n ₂為該第二折射率。(對應第3圖)
10. 如請求項8所述之立體顯示裝置，其中該第二折射角滿足以下公式： 其中，n ₂為該第二折射率，且該第一間隙層具有一第三折射率，而n ₃為該第三折射率。
11. 如請求項6所述之立體顯示裝置，其中該第一折射率 與該第二折射率之比值約大於1.07。
12. 如請求項1所述之立體顯示裝置，其中相鄰之該些擬次畫素圖案形成一重疊區域，且該重疊區域之寬度與每一該些次畫素之寬度的比值約小於0.15。
13. 如請求項12所述之立體顯示裝置，其中至少部分該些次畫素之該透光區之中點與該些次畫素之該透光區之光路上所設置的該些凹透鏡結構之中心軸之間具有一偏移量，該偏移量具有一特定範圍，該特定範圍係大於零並小於各該些次畫素之一半寬度。
14. 如請求項13所述之立體顯示裝置，其中該特定範圍包含至少一容許範圍，在該容許範圍內之該偏移量可使得該重疊區域之寬度與每一該些次畫素之寬度的比值約小於0.15，其中該容許範圍與該特定範圍之比值約大於0.8。
15. 如請求項1所述之立體顯示裝置，其中該第一間隙層具有一頂面，該頂面係接觸該透鏡層，且該些擬次畫素圖案係形成於該頂面。
16. 如請求項15所述之立體顯示裝置，其中該第一間隙層係夾設於該些凹透鏡結構與該透鏡層之間。