TWI425464B - 顯示裝置與相位延遲膜 - Google Patents

Description

顯示裝置與相位延遲膜

本發明係關於一種顯示裝置與相位延遲膜，且特別係關於一種用於顯示立體影像之顯示裝置與相位延遲膜。

隨著科技的日益進步，在顯示技術的發展方面，除了追求輕薄短小之外，更希望能做到顯示立體影像的目標。一般來說，顯示立體影像的原理為將兩種不同影像分別送入左右眼，進而使大腦建構出一幅立體影像。舉例而言，可將左眼影像以垂直線偏振的狀態送出，而右眼影像則是以水平線偏振的狀態送出。此時，左右兩眼各配戴一垂直與一水平方向之偏極化眼鏡便能各自接收左眼與右眼影像，進而使大腦建構出立體影像。

圖1為一種習知立體顯示裝置的局部示意圖。請參考圖1，顯示裝置100具有陣列排列的複數次畫素區110。部分的次畫素區110前面具有一第一相位延遲區120，以使這些次畫素區110所顯示的左眼影像以第一種偏振狀態送出。另一部分的次畫素區110前面具有一第二相位延遲區130，以使這些次畫素區110所顯示的右眼影像以第二種偏振狀態送出。使用者所配戴的左眼眼鏡允許第一種偏振狀態的光線通過，右眼眼鏡則允許第二種偏振狀態的光線通過，因此左眼影像與右眼影像可順利進入使用者的左眼與右眼而建構出立體影像。

然而，在斜視角觀看顯示裝置100時，次畫素區110A所顯示的左眼影像可能會通過第二相位延遲區130而以第二種偏振狀態進入使用者的右眼。或者，次畫素區110B所顯示的右眼影像可能會通過第一相位延遲區120而以第一種偏振狀 態進入使用者的左眼。即第一相位延遲區120與第二相位延遲區130之交界處C易於發生影像失真之情況。為了解決斜視角時的影像失真問題，傳統解決方式是在第一相位延遲區120與第二相位延遲區130之間配置遮光區。如此一來，又產生開口率下降而導致顯示亮度不足的缺點。

本發明提供一種顯示裝置，可解決傳統立體顯示裝置的影像失真與畫面亮度不足的問題。

本發明提供一種相位延遲膜，可用於立體顯示裝置。

本發明之一實施例的顯示裝置包括一顯示模組以及一相位延遲層。顯示模組具有複數次畫素區。次畫素區沿一第一方向與一第二方向排成陣列。第一方向垂直第二方向。相位延遲層配置於顯示模組。相位延遲層具有長條狀的複數第一區與複數第二區。第一區與第二區互相平行且交替排列。其中一個第一區的一長軸與第一方向夾一銳角，且第一區與第二區可使具有不同之偏振狀態的光線通過。

本發明之一實施例的相位延遲膜的外型呈一矩形，具有長條狀的複數第一區與複數第二區。第一區與第二區互相平行且交替排列。其中一個第一區的一長軸與矩形的一邊夾一銳角，且第一區與第二區可使具有不同之偏振狀態的光線通過。

基於上述，在本發明的顯示裝置與相位延遲膜中，是讓次畫素區的排列方向與相位延遲區的長軸夾一銳角。因此，不僅可改善斜視角時的影像失真問題，並可獲得較佳的顯示亮度。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖2是本發明顯示裝置一實施例的的局部示意圖，而圖3表示圖2之顯示裝置與使用者之間的位置關係。請參照圖2與圖3，本實施例的顯示裝置1000包括一顯示模組1100以及一相位延遲層1200。顯示模組1100具有複數次畫素區1110。這些次畫素區1110沿一第一方向D10與一第二方向D20排成陣列。第一方向D10垂直第二方向D20。相位延遲層1200配置於顯示模組1100。具體而言，相位延遲層1200是位於顯示模組1100與使用者50之間，以使顯示模組1100所顯示的影像在進入使用者50的眼睛前，先經過相位延遲層1200的調變而正確通過使用者50所配戴的眼鏡60的左眼鏡片或右眼鏡片，再進入使用者50的左眼或右眼而建構出立體影像。

相位延遲層1200具有長條狀的複數第一區1210與複數第二區1220。第一區1210與第二區1220互相平行且交替排列，亦即每個第一區1210的兩側分別是一個第二區1220，而每個第二區1220的兩側分別是一個第一區1210。其中一個第一區1210的一長軸D30與第一方向D10夾一銳角θ，且第一區1210與第二區1220可使具有不同之偏振狀態的光線通過。

本實施例的每個次畫素區1110是以呈正方形為例，但次畫素區1110也可以呈長方形或其他適當形狀。此外，本實施例是以四個次畫素區1110構成一個完整的畫素區。次畫素區1110可分為紅色次畫素區1110R、綠色次畫素區1110G、藍色次畫素區1110B與白色次畫素區1110W四個種類。藉由增加紅、綠與藍三原色之外的白色次畫素區1110W，可提升顯示裝置1000的顯示亮度。由圖2可知，本實施例的相位延遲層1200的第一區1210與第二區1220大部分為長條狀，但在最角落位置的第一區1210或第二區1220將呈三角形。另外，長條狀的 第一區1210的長軸D30與第一方向D10所夾的銳角θ約為10度至45度。且若銳角θ是tan^-1 (1/2)時，本實施例之設計的開口率會最大，但不限定於此。本實施例的第一區1210與第二區1220的相位延遲量的差異為π/2，亦即相同線偏振狀態的光線通過第一區1210與第二區1220後，線偏振的方向將有π/2的夾角。本實施例是以通過第一區1210與第二區1220的光線呈線偏振狀態為例，但在其他實施例中通過第一區1210與第二區1220的光線也可以呈圓偏振狀態。只要通過第一區1210與第二區1220的光線可具有不同偏振狀態，以分別通過使用者50所配戴的眼鏡60的左眼鏡片與右眼鏡片即可。

本實施例的相位延遲層1200在第一區1210與第二區1220之間不需配置黑矩陣，可避免降低顯示裝置1000的開口率。另外，本實施例的相位延遲層1200是以單獨做成一個膜片後貼附於顯示模組1100的表面為例。然而，在其他實施例中，相位延遲層1200也可以直接製作在顯示模組1100的表面或內部。

本實施例的每個次畫素區1110與第一區1210或第二區1220分別具有重疊區域，且每個次畫素區1110與第一區1210及第二區1220之重疊區域中之較小的重疊區域為一三角形區1112，三角形區1112不透光。藉此設計，圖2中的第一區1210的綠色次畫素區1110G與白色次畫素區1110W在水平方向上因為同樣對應第一區1210，因此不會有斜視角時的影像失真問題。圖2中的第一區1210的白色次畫素區1110W與其上方的第二區1220的綠色次畫素區1110G雖分屬不同的相位延遲區，但因為不透光的三角形區1112的設置於白色次畫素區1110W與第二區1220的重疊處，進而可避免同一個顏色之次 畫素區橫跨兩個不同之相位延遲區(即第一區1210和第二區1220)，而產生斜視角時的影像失真問題。

圖4為圖2之顯示裝置的主動元件陣列基板的局部示意圖。請參照圖3與圖4，本實施例的顯示模組1100是以液晶顯示模組為例，但其他實施例的顯示模組也可以是有機電激發光元件面板、電漿顯示面板、電泳顯示模組或其他顯示模組，只要具有複數排成陣列的次畫素區即可。本實施例的顯示模組1100具有一主動元件陣列基板1130。主動元件陣列基板1130具有複數主動元件1132、多條資料線1134、多條掃描線1136、複數畫素電極1138與多條共用線1140。每個主動元件1132由對應的一條資料線1134與一條掃描線1136驅動，且每個主動元件1132電性連接一個畫素電極1138。共用線1140在對應圖2的每個三角形區1112的位置具有大致呈三角形的一個區塊1142，每個區塊1142與其上方的畫素電極1138可構成一個畫素儲存電容1144。換言之，在圖2的每個三角形區1112的位置可以配置一個如圖4所示的畫素儲存電容1144。畫素儲存電容1144對於某些主動元件陣列基板1130而言為必要的元件，且構成畫素儲存電容1144的共用線1140的區塊1142的材質為不透光的金屬。因此，本實施例的顯示模組1100在利用三角形區1112的設計避免產生斜視角時的影像失真問題，也同時提供了設置畫素儲存電容1144所需的區域，藉以獲得最大的開口率而提升顯示亮度。

在上述實施例中，三角形區1112是以配置畫素儲存電容1144為例而達成不透光的目的，但三角形區1112也可以由覆蓋傳統的黑矩陣層或其他方式達成不透光的目的。

圖5說明圖2之顯示裝置如何顯示立體影像的機制。請參 照圖5，圖5中的每個次畫素區1110標示了R與L，以分別表示每個次畫素區1110所顯示的是右眼影像或左眼影像。由圖5可發現，相位延遲層1200的第一區1210所對應的次畫素區1110用以顯示左眼影像，而第二區1220所對應的次畫素區1110用以顯示右眼影像。次畫素區1110所顯示的左眼影像將通過使用者所配戴的眼鏡60的左眼鏡片62，且次畫素區1110所顯示的右眼影像無法通過使用者所配戴的眼鏡60的左眼鏡片62，故使用者的左眼將看到如圖5左下方的畫面。類似地，使用者的右眼將看到通過右眼鏡片64的如圖5右下方的畫面。使用者的兩眼看到的畫面會在大腦中建構出立體影像。

另外，例如電腦或其他影像源所提供的影像訊號通常是以適合單純紅、綠與藍三原色的格式而傳送。在由顯示裝置1000進行立體顯示時，必須先經過計算而重新分配成紅、綠、藍與白的四種訊號，並根據訊號屬於左眼影像或右眼影像而將其適當排序後依序傳送至各個次畫素區1110，以達成如圖5所示的影像分佈方式而顯示立體影像。當顯示裝置1000進行平面影像的顯示時，通常以適合單純紅、綠與藍三原色的格式而傳送的影像訊號只要經過計算而重新分配成紅、綠、藍與白的四種訊號，即可傳送到對應的次畫素區1110，使用者只要摘除眼鏡60而直接觀看顯示裝置1000就可看到平面影像。

本實施例的顯示裝置1000只需由水平方向分佈寬度為四個次畫素區1110以及垂直方向分佈寬度為三個次畫素區1110的四個次畫素區1110R、1110G、1110B與1110W即可構成一個完整的畫素區，在顯示立體影像時並不會降低太多的顯示解析度。以65吋且畫素區的數量為1920×1080的顯示裝置為例，假設使用者與顯示裝置的距離為4.12公尺，使用者所看到的 一個完整的畫素區的水平視角寬度為0.01°，而垂直視角寬度為0.008°，兩者接小於人眼能分辨兩物體的最小視角寬度的0.016°。因此，這樣的設計確實可提供使用者解析度極佳的立體影像。

圖6A至圖6C為本發明一實施例的相位延遲膜的製造流程。請參照圖6A，首先在一承載基材210上以相位延遲材料形成長條狀的複數第一區220與複數第二區230。承載基材210、第一區220與第二區230可採用批次製造的方式大量生產，以壓低製造成本。第一區220與第二區230互相平行且交替排列。接著請參照圖6B，沿框線F10進行裁切。框線F10的外型呈一矩形，且其中一個第一區220的一長軸D40與框線F10的一邊夾一銳角。接著請參照圖6C，至此即可完成相位延遲膜200。相位延遲膜200的外型呈一矩形，具有長條狀的複數第一區220與複數第二區230。第一區220與第二區230互相平行且交替排列。其中一個第一區220的一長軸D40與矩形的一邊E10夾一銳角。相位延遲膜200的第一區220與第二區230大致與圖2的第一區220與第二區230相似，而長軸D40與矩形的一邊E10所夾銳角也與圖2的銳角θ相似(例如是tan^-1 (1/2))，在此省略詳細的介紹。

綜上所述，在本發明之實施例的顯示裝置與相位延遲膜中，次畫素區的排列方向與相位延遲區的長軸夾一銳角。利用此設計，可改善斜視角時的立體影像失真問題，並可獲得較佳的立體影像的顯示亮度。此外，還可利用三角形的畫素儲存電容發揮遮光的效果，以進一步提升顯示裝置的開口率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之 精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故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‧‧‧顯示裝置

110、110A、110B‧‧‧次畫素區

120‧‧‧第一相位延遲區

130‧‧‧第二相位延遲區

C‧‧‧交界處

1000‧‧‧顯示裝置

1100‧‧‧顯示模組

1110‧‧‧次畫素區

1110R‧‧‧紅色次畫素區

1110G‧‧‧綠色次畫素區

1110B‧‧‧藍色次畫素區

1110W‧‧‧白色次畫素區

1112‧‧‧三角形區

1200‧‧‧相位延遲層

1210‧‧‧第一區

1220‧‧‧第二區

D10‧‧‧第一方向

D20‧‧‧第二方向

D30‧‧‧長軸

θ‧‧‧第一區的長軸與第一方向夾角

50‧‧‧使用者

60‧‧‧眼鏡

1130‧‧‧主動元件陣列基板

1132‧‧‧主動元件

1134‧‧‧資料線

1136‧‧‧掃描線

1138‧‧‧畫素電極

1140‧‧‧共用線

1142‧‧‧區塊

1144‧‧‧畫素儲存電容

62‧‧‧左眼鏡片

64‧‧‧右眼鏡片

200‧‧‧相位延遲膜

210‧‧‧承載基材

220‧‧‧第一區

230‧‧‧第二區

F10‧‧‧框線

E10‧‧‧矩形的一邊

D40‧‧‧長軸

圖1為一種習知立體顯示裝置的局部示意圖。

圖2係本發明顯示裝置一實施例的局部示意圖。

圖3表示圖2之顯示裝置與使用者之間的位置關係。

圖4為圖2之顯示裝置的主動元件陣列基板的局部示意圖。

圖5說明圖2之顯示裝置如何顯示立體影像的機制。

圖6A至圖6C為本發明一實施例的相位延遲膜的製造流程。

1000‧‧‧顯示裝置

1110‧‧‧次畫素區

1110R‧‧‧紅色次畫素區

1110G‧‧‧綠色次畫素區

1110B‧‧‧藍色次畫素區

1110W‧‧‧白色次畫素區

1112‧‧‧三角形區

1210‧‧‧第一區

1220‧‧‧第二區

D10‧‧‧第一方向

D20‧‧‧第二方向

D30‧‧‧長軸

θ‧‧‧第一區的長軸與第一方向夾角

Claims (10)

1. 一種顯示裝置，包括：一顯示模組，具有複數次畫素區，其中該複數次畫素區沿一第一方向與一第二方向排成陣列，該第一方向垂直該第二方向；以及一相位延遲層，配置於該顯示模組，其中該相位延遲層具有長條狀的複數第一區與複數第二區，該些第一區與該些第二區互相平行且交替排列，該些第一區其中之一的一長軸與該第一方向夾一銳角，且該第一區與該第二區可使具有不同之偏振狀態的光線通過。其中，各該次畫素區與該複數第一區及該複數第二區分別具有重疊區域，且各該次畫素區與該複數第一區及該複數第二區之該些重疊區域中之較小的重疊區域為一三角形區，該複數三角形區不透光。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，該複數次畫素區呈正方形。
3. 如申請專利範圍第2項所述之顯示裝置，其中，該銳角為10度至45度。
4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示裝置，其中，該銳角為tan^-1 (1/2)。
5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，該複數第一區與該複數第二區的相位延遲量的差異為π/2。
6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，各該三角形區配置一畫素儲存電容。
7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，各該三角形區配置一黑矩陣層。
8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，該顯示模組為液晶顯示模組、有機電激發光元件面板、電泳顯示模組或電漿顯示面板。
9. 一種相位延遲膜，其外型呈一矩形，具有長條狀的複數第一區與複數第二區，該複數第一區與該複數第二區互相平行且交替排列，該複數第一區其中之一的一長軸與該矩形的一邊夾一銳角，且第一區與第二區可使具有不同之偏振狀態的光線通過，其中，該銳角為10度至45度。
10. 如申請專利範圍第9項所述之相位延遲膜，其中，該銳角為tan^-1 (1/2)。