TWI412788B - 立體顯示器及其液晶透鏡 - Google Patents

Description

立體顯示器及其液晶透鏡

本發明是有關於一種液晶透鏡，且特別是有關於一種應用於立體顯示器之液晶透鏡。

在一般的立體顯示器中，以液晶和電極製作而成之液晶透鏡，通常會於施加電壓之後，因液晶排列的緣故而造成液晶透鏡中有向錯線(disclination line)的產生，亦即使液晶透鏡的折射率有明顯不連續的現象。如此一來，不僅會使得由透鏡所形成的像差不符合實際需求，亦會使立體顯示器在顯示影像時發生嚴重的串音(Cross Talk)現象，致使影像顯示品質變差。

本發明之一目的是在提供一種液晶透鏡，藉以改善因其中折射率發生明顯不連續現象而造成透鏡品質劣化之情形。

本發明之另一目的是在提供一種立體顯示器，藉以提升其影像顯示品質。

本發明之一技術樣態係關於一種液晶透鏡，其包含一第一基板、一第二基板以及一液晶層。第一基板包含一第一電極層、一絕緣層、一第二電極層以及一第一配向層。第一電極層具有複數個第一電極，且每一個第一電極具有一第一虛擬法中心線。絕緣層形成於第一電極層上。第二電極層具有複數個第二電極形成於絕緣層上，每一個第二電極具有一第二虛擬法中心線，其中第二電極與第一電極呈一對一錯位重疊，且第二電極其中一者係以一第一方向相對所對應之第一電極偏移。第一配向層形成於第二電極層上，並具有一第一摩擦方向(rubbing direction)，其中第一配向層之第一摩擦方向係與第一方向相反。第二基板包含一共用電極。液晶層則是位於第一基板以及第二基板之間。

本發明之另一技術樣態係關於一種立體顯示器，其包含如上所述之液晶透鏡、一背光模組以及一液晶顯示面板，其中液晶顯示面板位於液晶透鏡以及背光模組之間。

根據本發明之技術內容，應用前述立體顯示器及其中之液晶透鏡，不僅可改善透鏡之像差品質，更可使立體顯示器在顯示時避免串音(Cross Talk)現象發生，改善影像的顯示品質。

第1圖係繪示依照本發明實施例之一種立體顯示器的概略示意圖。立體顯示器100包含背光模組102、液晶顯示面板104以及液晶透鏡110，其中液晶顯示面板104係配置位於液晶透鏡110以及背光模組102之間。當液晶透鏡110運作時，穿透過液晶透鏡110之光線的折射角度，會因施加於液晶透鏡110之電壓不同而有所改變。如此一來，當由背光模組102和液晶顯示面板104傳送而來的光線經過液晶透鏡110之後，觀看者便可因液晶透鏡110對光線路徑之改變而產生像差，進而在視覺上顯見立體影像。

第2圖係依照本發明實施例繪示如第1圖所示之液晶透鏡。液晶透鏡110包含第一基板210、第二基板220以及液晶層230。第一基板210包含第一電極層250、絕緣層260、第二電極層270以及第一配向層280。第一電極層250具有複數個第一電極252，彼此間相隔一特定間距，且每一個第一電極252均具有一第一虛擬法中心線254，用以界定每一個第一電極252的中心位置。絕緣層260形成於第一電極層250上，且其厚度可為約750埃()至約1500埃()。第二電極層270具有複數個第二電極272，其形成於絕緣層260上，彼此間相隔一特定間距，且每一個第二電極272均具有一第二虛擬法中心線274，用以界定每一個第二電極272的中心位置。

上述第一電極252和第二電極272均包含透明導電材料，且第二電極272之寬度均小於第一電極252之寬度；換言之，以固定的透鏡間距(lens pitch)而言，相鄰兩個第一電極252之間距係小於相鄰兩個第二電極272之間距。在一實施例中，每一個第一電極252之寬度係約25微米(μm)至約500微米(μm)，而每一個第二電極272之寬度則是約2微米(μm)至約80微米(μm)。在另一實施例中，每一個第一電極252之寬度係約為50%的透鏡間距，而每一個第二電極272之寬度則是約為7%至8%的透鏡間距。

此外，上述第二電極272均與第一電極252隔著絕緣層260，以非對稱的方式相對應配置。在本實施例中，第二電極272均與第一電極252呈一對一錯位重疊的方式進行配置，使得每一個第二電極272在虛擬法中心線方向上之投影，其完全與對應之第一電極252之一部分重疊，且每一個第二電極272均以一第一方向相對其所對應之第一電極252偏移，換句話說，第一電極252的第一虛擬法中心線254並不和與其一部分重疊的第二電極272的第二虛擬法中心線274對齊。

另一方面，第一配向層280形成於第二電極層270上，並具有一第一摩擦方向(rubbing direction)，其由摩擦製程所形成，使液晶分子得以依照預定的順序進行排列，其中第一配向層280之第一摩擦方向係與上述第一方向相反。具體而言，如第2圖所示，當第一配向層280之第一摩擦方向為A方向時，則第二電極272係以與A方向相反之B方向，相對其所對應之第一電極252偏移；換言之，第二電極272係以第一電極252之第一虛擬法中心線254為基準，朝B方向偏移而配置。

再者，液晶透鏡110中之第二基板220包含共用電極224以及第二配向層226，其中第二配向層226位於共用電極224上，並具有一第二摩擦方向，其同樣由摩擦製程所形成，且此第二摩擦方向係與上述之第一摩擦方向相反。如第2圖所示，當第一配向層280之第一摩擦方向為A方向時，第二配向層226之第二摩擦方向為與A方向相反之C方向。另外，液晶層230則是位於第一基板210以及第二基板220之間，且其中的液晶分子由第一電極252或第二電極272與共用電極224之間所形成之不同電位差所控制。

在本實施例中，施加於第一電極252之電壓係小於施加於其所對應之第二電極272之電壓，其中第一電極252之電壓可與其所對應之第二電極272之電壓差距約0伏(V)至約10伏(V)。舉例而言，施加於第一電極252之電壓可為約0伏(V)至約5伏(V)，而施加於第二電極272之電壓則可為約0伏(V)至約15伏(V)。

在一實施例中，第一電極252之厚度係約300埃()至約2000埃()，且相鄰兩第一電極252之間距係約50微米(μm)至約1000微米(μm)；而第二電極272之厚度係約300埃()至約1000埃()，且相鄰兩第二電極272之間距係約50微米(μm)至約1000微米(μm)。

在另一實施例中，上述每一個第一電極252之寬度約為相鄰兩第一電極252之間距的10%至70%；而上述每一個第二電極272之寬度則是約為相鄰兩第二電極272之間距的5%至10%。

在又一實施例中，上述每一個第二電極272之第二虛擬法中心線274，均與其所對應之第一電極252之第一虛擬法中心線254，相距約1微米(μm)至約80微米(μm)。

第3圖係繪示先前技術之液晶透鏡中折射率之分佈圖。第4圖係繪示本發明實施例之液晶透鏡中折射率之分佈圖。同時參照第2圖、第3圖和第4圖，由於液晶透鏡中配置有配向層，使液晶分子得以依照預定的順序進行排列，因此液晶分子於未施加電壓前便會有所偏向，故當液晶透鏡運作時，液晶透鏡中的折射率會因液晶排列的緣故而造成向錯線(disclination line)的產生(如第3圖所示)，致使原先預期應呈連續拋物線形式的折射率發生不連續的情形。相較於第3圖而言，由於在本發明實施例之液晶透鏡中，兩不同電極層中之電極係以非對稱的方式相對應配置，因此當液晶透鏡運作時，液晶分子的轉動係同時由第一電極層250中的第一電極252以及第二電極層270中的第二電極272所控制，藉此避免液晶分子因預定配向而導致產生向錯線的情形(如第4圖所示)。此外，在第2圖中可以清楚發現，當施加電壓於電極時，液晶透鏡中電位的等位線亦可呈現較為對稱的形狀。

由上述本發明之實施例可知，應用前述立體顯示器及其中之液晶透鏡，不僅可避免向錯線(disclination line)產生，以改善透鏡之像差品質，更可使立體顯示器在顯示時避免串音(Cross Talk)現象發生，改善影像的顯示品質。

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．．．立體顯示器

102．．．背光模組

104．．．液晶顯示面板

110．．．液晶透鏡

210．．．第一基板

220．．．第二基板

224．．．共用電極

226．．．第二配向層

230．．．液晶層

250．．．第一電極層

252．．．第一電極

254．．．第一虛擬法中心線

260．．．絕緣層

270．．．第二電極層

272．．．第二電極

274．．．第二虛擬法中心線

280．．．第一配向層

第1圖係繪示依照本發明實施例之一種立體顯示器的概略示意圖。

第2圖係依照本發明實施例繪示如第1圖所示之液晶透鏡。

第3圖係繪示先前技術之液晶透鏡中折射率之分佈圖。

第4圖係繪示本發明實施例之液晶透鏡中折射率之分佈圖。

110．．．液晶透鏡

210．．．第一基板

220．．．第二基板

224．．．共用電極

226．．．第二配向層

230．．．液晶層

250．．．第一電極層

252．．．第一電極

254．．．第一虛擬法中心線

260．．．絕緣層

270．．．第二電極層

272．．．第二電極

274．．．第二虛擬法中心線

280．．．第一配向層

Claims (16)

1. 一種液晶透鏡，包含：一第一基板，包含：一第一電極層，具有複數個第一電極，每一該些第一電極具有一第一虛擬法中心線；一絕緣層，形成於該第一電極層上；一第二電極層，具有複數個第二電極形成於該絕緣層上，每一該些第二電極具有一第二虛擬法中心線，其中該些第二電極與該些第一電極呈一對一錯位重疊，且該些第二電極其中一者係以一第一方向相對所對應之該第一電極偏移；以及一第一配向層，形成於該第二電極層上，並具有一第一摩擦方向(rubbing direction)，其中該第一配向層之該第一摩擦方向係與該第一方向相反；一第二基板，包含一共用電極；以及一液晶層，位於該第一基板以及該第二基板之間。
2. 如請求項1所述之液晶透鏡，其中該第二基板更包含一第二配向層位於該共用電極上，該第二配向層具有一第二摩擦方向，該第二摩擦方向係與該第一摩擦方向相反。
3. 如請求項1所述之液晶透鏡，其中每一該些第一電極之厚度係約300埃至約2000埃。
4. 如請求項1所述之液晶透鏡，其中該些第一電極中相鄰兩者之間距係約50微米至約1000微米。
5. 如請求項1所述之液晶透鏡，其中每一該些第一電極之寬度係約25微米至約500微米。
6. 如請求項1所述之液晶透鏡，其中每一該些第二電極之厚度係約300埃至約1000埃。
7. 如請求項1所述之液晶透鏡，其中該些第二電極中相鄰兩者之間距係約50微米至約1000微米。
8. 如請求項1所述之液晶透鏡，其中每一該些第二電極之寬度係約2微米至約80微米。
9. 如請求項1所述之液晶透鏡，其中每一該些第二電極之該第二虛擬法中心線係與對應之該第一電極之該第一虛擬法中心線相距約1微米至約80微米。
10. 如請求項1所述之液晶透鏡，其中每一該些第一電極之寬度約為該些第一電極中相鄰兩者之間距之10%至70%。
11. 如請求項1所述之液晶透鏡，其中每一該些第二 電極之寬度約為該些第二電極中相鄰兩者之間距之5%至10%。
12. 如請求項1所述之液晶透鏡，其中施加於該第一電極之電壓係小於施加於對應之該第二電極之電壓。
13. 如請求項12所述之液晶透鏡，其中該第一電極之電壓與對應之該第二電極之電壓差距係約0伏至約10伏。
14. 如請求項12所述之液晶透鏡，其中該第一電極之電壓係約0伏至約5伏，該第二電極之電壓係約0伏至約15伏。
15. 如請求項1所述之液晶透鏡，其中該絕緣層的厚度係約750埃至約1500埃。
16. 一種立體顯示器，包含：如請求項1至15中任一項所述之液晶透鏡；一背光模組；以及一液晶顯示面板，位於該液晶透鏡以及該背光模組之間。