TWI432841B - 顯示面板及其顯示器 - Google Patents

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TWI432841B TW099142057A TW99142057A TWI432841B TW I432841 B TWI432841 B TW I432841B TW 099142057 A TW099142057 A TW 099142057A TW 99142057 A TW99142057 A TW 99142057A TW I432841 B TWI432841 B TW I432841B
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Description

顯示面板及其顯示器
本發明係有關於一種顯示面板，用以顯示立體影像，且特別有關於一種藉由改變顯示面板影像排列方式來減少遮光區域面積並提高亮度之顯示面板及顯示器。
現今，立體顯示器逐漸風行，為了讓使用者獲得更好的觀看品質，各相關業者皆致力於立體顯示技術的研發與改良。其中目前較主流的立體顯示技術是眼鏡式立體顯示技術，而眼鏡式立體顯示技術又包括偏光眼鏡式技術與快門眼鏡式技術。一般來說，顯示立體影像的原理為將可形成立體影像之左眼畫面與右眼畫面分別送入觀賞者的左、右眼，進而使觀賞者的大腦建構出一幅三度空間的立體畫面。
第1A圖係習知顯示面板的基本架構的正面示意圖。第1B圖係第1A圖所示的習知顯示面板適用於偏光眼鏡式立體顯示面板的基本架構的側面示意圖。
如第1A圖所示，顯示面板1具有複數個畫素P11 ～Pnm ，排列成m行及n列而配置為矩陣狀，其中m、n均為大於1的整數；源極驅動裝置2透過源極線6-1～6-m輸入信號電壓至各畫素P11 ～Pnm ，閘極驅動裝置3透過閘極線7-1～7-n輸出掃描信號控制各畫素P11 ～Pnm 的信號電壓輸入期間。而如第1B圖所示，顯示面板1由其背面至正面依序包括下基板11a、液晶層11、上基板11b、偏光板12、四分之一波板13、相位延遲片14、黑色條紋圖案(Black Strip Pattern)15，其中下基板11a包括內表面11a1及外表面11a2，上基板11b包括內表面11b1及外表面11b2，而液晶層11夾持於下基板11a的內表面11a1與上基板11b的內表面11b1之間。而在上基板11b之內表面11b1上，具有複數個黑色矩陣BM(Black-Matrix)，且各個黑色矩陣BM設置於相鄰列之畫素間。當然，適用於不同顯示技術中，該黑色矩陣BM亦可設置於下基板11a之內表面11a1。為了能使左右眼分別接收專屬的畫面以獲得立體視覺效果，顯示面板1的源極驅動裝置2將左眼的畫面資料輸入奇數列畫素，右眼的畫面資料輸入偶數列畫素，使得液晶面板1如第1B圖所示，奇數列用以顯示左眼畫面，偶數列用以顯示右眼畫面。當光穿過偏光板12後會剩下一個固定偏振方向的線性偏振光。該線性偏振光穿過四分之一波板13後會產生相位延遲效果而呈現圓偏振光(第1B圖中以左圓偏振為例)。相位延遲片14分別具有0λ相位延遲的奇數列與1/2λ相位延遲的偶數列的排列設計，且相位延遲片14的奇數列分別與液晶層11的奇數列對齊；相位延遲片14的偶數列分別與液晶層11的偶數列對齊。因此，透過四分之一波板13後的左圓偏振光穿透相位延遲片14的奇數列的情況下，會因為沒有相位延遲而維持左圓偏振光；而穿透相位延遲片14的偶數列的情況下，則會因為有1/2λ的相位延遲而轉為右圓偏振光。
第1B圖中的偏光眼鏡16用來使左右眼分別只接收專屬的左右眼畫面，其中偏光眼鏡16的左眼鏡片17為左圓偏振片，僅可穿透左圓偏振光並吸收右圓偏振光，右眼鏡片18為右圓偏振片，僅可穿透右圓偏振光並吸收左圓偏振光。如此一來，奇數列畫素所顯示的左眼畫面僅能穿透左眼鏡片17並被左眼所接收；偶數列畫素所顯示的右眼畫面僅能穿透右眼鏡片18並被右眼所接收。
而第1B圖中的黑色條紋圖案15配置於相位延遲片14的奇數列與偶數列交界之處，其作用是增加人眼可觀看到正確立體影像的垂直視角。也就是說在一定範圍的觀看角度內，黑色條紋圖案15可遮住錯誤畫面。例如，當人眼在相對於顯示面板1的畫面上下移動時，黑色條紋圖案15遮住相位延遲片14的奇數列與偶數列交界之處所通過的偏振光線，可避免左眼接收到右眼畫面、右眼接收到左眼畫面，亦即避免人眼同時看到穿過液晶層11的奇數列及相位延遲片14的偶數列的光線或穿過液晶層11的偶數列及相位延遲片14的奇數列的光線，進而增加視角。
另外，上述的偏光眼鏡式立體顯示面板的基本架構中可不包括四分之一波板13，而將相位延遲片14的奇數列改為1/4λ的相位延遲，偶數列改為-1/4λ的相位延遲，也可以達成與上述眼鏡式立體顯示面板相同的效果。而黑色條紋圖案15並無限制配置在相位延遲片14的哪一表面上。
第2圖係習知技術的立體顯示方式的示意圖。第2圖中，左眼畫面資料Lsource 由上而下分別是L1、L2、L3、…，右眼畫面資料Rsource 由上而下分別是R1、R2、R3、…，當左眼畫面資料Lsource 與右眼畫面資料Rsource 輸入習知技術的顯示面板後，會如先前所述，由畫面上方往下會依序以L1、R1、L2、R2、L3、R3、L4、R4、…的順序交錯地排列左右眼畫面。而黑色條紋圖案15配置於顯示左眼畫面的奇數畫素列L1、L2、L3、L4、…與顯示右眼畫面的偶數畫素列R1、R2、R3、R4、…之間。第2圖中w表示黑色條紋圖案15的寬度，一般來說，黑色條紋圖案15的寬度w會大於黑色矩陣BM的寬度，以期得到較佳的垂直視角。
第3圖係不同寬度的黑色條紋圖案的垂直視角分佈曲線圖。橫軸表示面對顯示面板的垂直視角，縱軸表示立體干擾(crosstalk,CT)的程度。曲線a表示沒有黑色條紋圖案；曲線b表示黑色條紋圖案的寬度w為30μm；曲線b表示黑色條紋圖案的寬度w為60μm；曲線d表示黑色條紋圖案的寬度w為90μm。由第3圖中可知，在相同程度的立體干擾下(例如7%)，有外加黑色條紋圖案15的垂直視角會大於沒有外加黑色條紋圖案15的垂直視角，且當黑色條紋圖案15的寬度越大垂直視角也會越大。
然而，黑色條紋圖案的配置雖有阻隔信號干擾並增加垂直視角的功用，但卻會減少面板的透光區域面積，而有導致顯示面板的亮度下降的缺點。假設黑色條紋圖案的條紋寬度為一畫素列寬度的a%，因黑色條紋圖案的數目與畫素的列數相同，面板整體亮度會下降為1-a%。因此，本發明的目的是提供一種能改善上述亮度下降的缺點的立體顯示面板或立體顯示器。
本發明係提出一種改變顯示方式並重新配置黑色條紋圖案的顯示面板，用以改善使用於習知的立體顯示器因黑色條紋圖案的配置而導致面板亮度大幅下降的問題。
本發明係提供一種顯示面板，可用以顯示立體影像，包括：複數個畫素，排列成複數行及複數列而配置為矩陣狀並組成複數個顯示組，各該顯示組包括複數列之畫素，相鄰之顯示組分別顯示一第一畫面及一第二畫面；以及複數個黑色條紋圖案，設置於相鄰顯示組的交界處。
本發明的顯示面板可為一液晶顯示面板，且該液晶顯示面板更包括：一上基板，包括一內表面以及相對於該內表面之一外表面；一下基板，包括一內表面以及相對於該內表面之一外表面；一液晶層，夾持於該上、下基板之內表面間；一偏光板，位於該上基板之該外表面；以及一相位延遲片，位於該偏光板上，該相位延遲片具有兩個不相等之相位延遲值，並分別對應於相鄰之顯示組。
本發明的顯示面板中，該黑色條紋圖案設置於該相位延遲片上。
本發明的顯示面板中，該黑色條紋圖案設置於該上基板之內表面。
本發明的顯示面板中，該上基板之內表面更包括複數個黑色矩陣，至少一個黑色矩陣設置於對應相鄰之黑色條紋圖案間的畫素列交界。
本發明的顯示面板中，該黑色矩陣之寬度小於黑色條紋圖案之寬度。
本發明的顯示面板，更包括：一四分之一波板，位於該偏光板與該相位延遲片之間，其中該相位延遲值分別為0λ與1/2λ或分別為1/4λ與-1/4λ。
本發明的顯示面板中，該上基板之內表面更包括複數個黑色矩陣，從垂直於該上基板之外表面的方向觀之，部分黑色矩陣設置於對應相鄰之黑色條紋圖案間的畫素列交界，其餘黑色矩陣設置於對應該黑色條紋圖案的畫素列交界。
本發明的顯示面板中，該黑色矩陣之寬度小於黑色條紋圖案之寬度。
本發明的顯示面板中，該黑色條紋圖案與相鄰顯示組之重疊面積相等。
本發明的顯示面板中，該黑色條紋圖案與相鄰顯示組之重疊面積不相等。
本發明的顯示面板中，該第一畫面與該第二畫面的畫面擷取時間差小於等於1/60秒。
本發明的顯示面板中，該第一畫面與該第二畫面的畫面擷取角度不同。
本發明更提供一種顯示器，包括上述用以顯示立體影像的顯示面板。
為使本發明之上述及其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉具體之較佳實施例，並配合所附圖式做詳細說明。
以下將參考圖式說明本發明實施例。相同或對應的構成元件會標上相同符號而省略重複說明。
第4圖係本發明第1實施例的顯示面板之立體顯示方式的示意圖。第5圖係本發明第1實施例的顯示面板適用於偏光眼鏡式立體顯示面板的基本架構的側面示意圖。
如第4圖所示，左眼畫面資料Lsource 由上而下分別是L1、L2、L3、…，右眼畫面資料Rsource 由上而下分別是R1、R2、R3、…，當左眼畫面資料Lsource 與右眼畫面資料Rsource 輸入本發明第1實施例的顯示面板後，由畫面上方往下會依序以L1、L2、R1、R2、L3、L4、R3、R4、…的順序交錯地排列左、右眼畫面。與習知技術不同的是本發明第1實施例增加了面板上左、右眼畫面交錯的週期，改以每兩個畫素列交換一次左、右眼畫面。當然，左、右眼畫面交錯的週期並不以此為限。
而在結構上，如第5圖所示，本發明第1實施例的顯示面板5除了相位延遲片24與黑色條紋圖案25外，其餘構成元件均與第1B圖的習知技術相同。
為了使每兩個畫素列交換一次左、右眼畫面，除了改變左眼畫面資料Lsource 與右眼畫面資料Rsource 輸入顯示面板5後的排列順序外，相位延遲片24亦須做相對應的改變。第5圖中，相位延遲片24的0λ相位延遲與1/2λ相位延遲的交錯週期必須配合顯示面板5的左、右眼畫面交錯的週期，也改為兩個畫素列。如此一來，黑色條紋圖案25同樣僅配置於左右眼畫素列之間的交界處，如第4、5圖中L2-R1、R2-L3、L4-R3...所示。
在此，顯示左眼畫面L1、L2的畫素列可視為一個顯示組，L3、L4的畫素列可視為一個顯示組；顯示右眼畫面R1、R2的畫素列可視為一個顯示組，R3、R4的畫素列可視為一個顯示組。而複數個黑色條紋圖案25僅設置於兩個相鄰顯示組的交界處。
如此一來，本發明第1實施例的顯示面板5所需要的黑色條紋圖案25數目將會減半，故面板的亮區得以增大。同樣假設黑色條紋圖案的條紋寬度為一畫素列寬度的a%，因黑色條紋圖案的數目減為畫素列數的一半，面板整體亮度僅會下降為1-0.5×a%。
如第5圖所示，從垂直於該上基板11b之外表面11b2的方向D1觀之，該黑色矩陣BM設置於上基板11b之內表面11b1，部分黑色矩陣BM設置於對應相鄰之黑色條紋圖案間25的畫素列交界，其餘黑色矩陣BM設置於對應該黑色條紋圖案25的畫素列交界。適用於不同的顯示器技術中，該黑色矩陣BM亦可設置於下基板11a之內表面11a1。
第6圖係本發明第1實施例的黑色條紋圖案非對稱地配置於畫素列之間時的示意圖。在實際製造顯示面板時，受限於製程精度，面板各層結構(例如液晶層與相位延遲片)並不一定會確實地對齊。如第6圖所示，黑色條紋圖案25並沒有對稱地橫跨於顯示左眼畫面L2的畫素列與顯示右眼畫面R1的畫素列之間，而有整體偏向下的傾向，亦即黑色條紋圖案25遮蔽兩個畫素列的面積並不相同。因此在第6圖中，顯示左眼畫面L1的畫素列亮區寬度h1小於顯示左眼畫面L2的畫素列亮區寬度h2；顯示右眼畫面R1的畫素列亮區寬度h1小於顯示左眼畫面R2的畫素列亮區寬度h2。然而左眼畫素列的亮區寬度h1+h2與右眼畫素列的亮區寬度h1+h2相同，並不會受到不對稱的影響。
第7圖係本發明第2實施例的顯示面板之立體顯示方式的示意圖。上述第5圖之第1實施例的黑色條紋圖案25係設置於相位延遲片24上，而本發明的第2實施例係不使用設置於相位延遲片上的黑色條紋圖案，而以增加上基板內表面的黑色矩陣寬度的方式來代替設置於相位延遲片上的黑色條紋圖案。具體來說，在本實施例的顯示面板中，係增加顯示左眼畫面的畫素列與顯示右眼畫面的畫素列之間的黑色矩陣寬度，用以達成黑色條紋圖案的功效。如第7圖所示，同樣顯示左眼(或右眼)畫面的畫素列之間的黑色矩陣BM寬度不變，而顯示左眼畫面的畫素列與顯示右眼畫面的畫素列之間的黑色矩陣BM’寬度較原本的黑色矩陣BM寬，以做為黑色條紋圖案之功用。
根據上述第1及第2實施例，黑色條紋圖案係可設置於相位延遲片上或上基板之內表面。從垂直於上基板之外表面的方向觀之，當黑色條紋圖案設置於相位延遲片上時，位於上基板之內表面的黑色矩陣係設置於對應相鄰之黑色條紋圖案間的畫素列交界以及對應該黑色條紋圖案的畫素列交界；當黑色條紋圖案設置於上基板之內表面時，位於上基板之內表面的黑色矩陣係設置於對應相鄰之黑色條紋圖案間的畫素列交界。
根據上述第1及第2實施例，本發明藉由改變顯示面板之顯示方式並重新配置黑色條紋圖案，可以有效減少面板的遮光區域，以提高面板的亮度。
另外簡單說明用以輸入本發明的顯示面板或顯示器的立體畫面資訊製作方式。立體畫面資訊的產生必須藉由兩拍攝裝置由不同的角度同時間擷取要拍攝的物件的畫面資訊。即使實際上拍攝時，兩拍攝裝置的影像擷取時間無法做到完全同步，但兩拍攝裝置的影像擷取時間誤差至少必須小於或等於1/60秒，否則播出時，人眼會因為立體顯示器播出的左右眼畫面有過大的時間誤差，而無法獲得正確之立體影像。
雖本發明以實施例來說明，但並不限於此。更進一步地說，在熟習該領域技藝人士不脫離本發明的概念與同等範疇之下，申請專利範圍必須廣泛地解釋以包括本發明實施例及其他變形。
1、5．．．顯示面板
2．．．源極驅動裝置
3．．．閘極驅動裝置
6-1～6-m．．．源極線
7-1～7-n．．．閘極線
P11 ～Pnm ．．．畫素
11．．．液晶層
11a．．．下基板
11a1．．．內表面
11a2．．．外表面
11b．．．上基板
11b1．．．內表面
11b2．．．外表面
12．．．偏光板
13．．．四分之一波板
14、24．．．相位延遲片
15、25．．．黑色條紋圖案
16．．．偏光眼鏡
17．．．左眼鏡片
18．．．右眼鏡片
BM、BM’．．．黑色矩陣
Lsource ．．．左眼畫面資料
Rsource ．．．右眼畫面資料
W、h1、h2．．．寬度
D1．．．垂直於顯示面板之上基板外表面的方向
第1A圖係習知顯示面板的基本架構的正面示意圖。
第1B圖係第1A圖所示的習知顯示面板適用於偏光眼鏡式立體顯示面板的基本架構的側面示意圖。
第2圖係習知技術的立體顯示方式的示意圖。
第3圖係不同寬度的黑色條紋圖案的垂直視角分佈曲線圖。
第4圖係本發明第1實施例的顯示面板之立體顯示方式的示意圖。
第5圖係本發明第1實施例的顯示面板適用於偏光眼鏡式立體顯示面板的基本架構的側面示意圖。
第6圖係本發明第1實施例的黑色條紋圖案非對稱地配置於畫素列之間時的示意圖。
第7圖係本發明第2實施例的顯示面板之立體顯示方式的示意圖。
25．．．黑色條紋圖案
Lsource ．．．左眼畫面資料
Rsource ．．．右眼畫面資料

Claims (12)

  1. 一種顯示面板，可用以顯示立體影像，包括：複數個畫素，排列成複數行及複數列而配置為矩陣狀並組成複數個顯示組，各該顯示組包括複數列之畫素，相鄰之顯示組分別顯示一第一畫面及一第二畫面；以及複數個黑色條紋圖案，設置於相鄰顯示組的交界處，其中該顯示面板為一液晶顯示面板，包括：一上基板，包括一內表面以及相對於該內表面之一外表面；一下基板，包括一內表面以及相對於該內表面之一外表面；一液晶層，夾持於該上、下基板之內表面間；一偏光板，位於該上基板之該外表面；以及一相位延遲片，位於該偏光板上，該相位延遲片具有兩個不相等之相位延遲值，並分別對應於相鄰之顯示組，其中從垂直於該上基板之外表面的方向觀之，至少一黑色矩陣設置於對應相鄰之該黑色條紋圖案間的畫素列交界。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該黑色條紋圖案與該至少一黑色矩陣設置於該上基板之內表面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之顯示面板，其中該黑色矩陣之寬度小於該黑色條紋圖案之寬度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，更包括：一四分之一波板，位於該偏光板與該相位延遲片之 間，其中該相位延遲值分別為0 λ與1/2 λ。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，更包括：一四分之一波板，位於該偏光板與該相位延遲片之間，其中該相位延遲值分別為1/4 λ與-1/4 λ。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該黑色條紋圖案設置於該相位延遲片上且該至少一黑色矩陣設置於該上基板之內表面，從垂直於該上基板之外表面的方向觀之，部分該黑色矩陣設置於對應相鄰之黑色條紋圖案間的畫素列交界，其餘該黑色矩陣設置於對應該黑色條紋圖案的畫素列交界。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示面板，其中該黑色矩陣之寬度小於該黑色條紋圖案之寬度。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該黑色條紋圖案重疊至兩相鄰顯示組之面積相等。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該黑色條紋圖案重疊至兩相鄰顯示組之面積不相等。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該第一畫面與該第二畫面的畫面擷取時間差小於等於1/60秒。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該第一畫面與該第二畫面的畫面擷取角度不同。
  12. 一種顯示器，包括上述申請專利範圍第1項至第11項中任一項所述之用以顯示立體影像的顯示面板。
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