TWI442096B - 立體影像顯示裝置 - Google Patents

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TWI442096B
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Byoung Kun Jeon
Suyoung Ryu
Moon Soo Park
Sin Young Kim
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Lg Chemical Ltd
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
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Description

立體影像顯示裝置
本發明係有關於一種顯示裝置以及一種製備該顯示裝置之方法。
立體影像顯示裝置是一種可傳送三維(3D)資料予觀察者的顯示裝置。
顯示立體影像的方法可大致分為使用眼鏡與不使用眼鏡的方法。此外,使用眼鏡的方法又可再細分為使用偏光眼鏡(polarizing glasses)與使用液晶快門眼鏡(LC shutter glasses)的方法,而不使用眼鏡的方法又可再細分為立體/多視點雙眼像差(stereoscopic/multi-view point binocular disparity)的方法、容積式(volumetric)顯示方法、全像式(holographic)顯示方法以及類似方法。
本發明提供了一種顯示裝置以及一種製備該顯示裝置之方法。
根據一實施例之顯示裝置可包括一顯示部和一濾光部。在一實施例中,顯示裝置可為一立體影像顯示裝置(以下稱「3D裝置」)。在裝置實施例中,顯示部和濾光部可被定位以使從顯示部發出的訊號可以穿透濾光部,然後傳輸至觀察者。
顯示部可包括其配置是為了在驅動狀態下產生給右眼訊號(以下稱「R訊號」)的一區域(以下稱「RS區域」)以及為了在驅動狀態下產生給左眼訊號(以下稱「L訊號」)的一區域(以下稱「LS區域」)。這裡所指的「驅動狀態」可指立體影像顯示裝置(例如3D裝置)在顯示影像(例如立體影像)的狀態。
顯示裝置可更包括與RS區域及LS區域相鄰的一光穿透控制區(以下稱「TC區域」)。
此處所稱「TC區域」可指有阻擋光線或是僅允許部分光線進入並穿過該區域能力的一區域。在一實施例中,TC區域可為依區域,其中進入該區域之光線的透光率的範圍是從0%到20%、從0%到15%、從0%到10%或0%至5%。
此外,「與RS和LS區域相鄰之TC區域」一詞,此處可指在以下情況被定位的TC區域:影像在視角範圍內之至少一角度下被觀察到時,從RS區域及/或LS區域產生的R訊號及/或L訊號向濾光部傳輸的過程中,至少一部分的R訊號及/或L訊號可進入TC區域,進而使入射訊號會被TC域區阻擋或是僅允許部分光線進入,而後再傳輸至濾光部。
名詞「視角」此處可指角度範圍,其中從LS區域產生的L訊號為了控制L訊號的偏振狀態可穿過一區域(以下稱LG區域)並為了控制R訊號的偏振狀態而不穿過一區域(以下稱RG區域)再傳輸至觀察者,或是RS區域產生的R訊號穿過RG區域而不穿過LG區域再傳輸至觀察者。當超過視角的角度時,L訊號穿過RG區域再傳輸至觀察者,或是R訊號 穿過LG區域再傳輸至觀察者,造成所謂的串音效應(crosstalk)而發生影像品質降低的現象。
在一個實施例中,TC區域相鄰於RS與LS區域且可於RS與LS區域之間。以TC區域於RS與LS區域之間的情況為例,可能包含RS、TC與LS區域依序位在同一平面上,或是TC區域位在RS與LS所在平面的正面或背面上。在TC區域位在RS與LS所在平面的正面或背面上的情況下,當觀察裝置的正面時,可呈現TC區域使該TC區域與RS及/或LS區域的至少一部分重疊。
濾光部可包括偏振狀態控制區域和TC區域。在本說明書中,為方便起見,被包含在顯示部中的TC區域稱為「TC1區域」,而被包含在濾光部中的TC區域稱為「TC2區域」。偏振狀態控制區域可包括RG和LG區域。在一實施例中,舉例而言,RG區域可在顯示部中產生的R訊號而進入驅動狀態的位置。同理,LG區域可在顯示部中產生的L訊號而進入驅動狀態的位置。
TC2區域可位於鄰靠RG和LG區域。此處所謂「鄰靠於RG和LG區域的TC2區域」是指在以下情況被定位的TC2區域:影像只要在視角範圍內至少一角度中被觀察到的情況下,在R訊號及/或L訊號從顯示部被傳輸進入RG區域及/或LG區域之前,R訊號及/或L訊號的一部份就可進入TC2區域,在R訊號及/或L訊號從顯示部被傳輸穿透RG及/或LG區域的過程中,或是R訊號及/或L訊號從顯示部被傳輸穿透 RG及/或LG區域之後,入射的訊號可能被TC2區域阻擋或只有部分進入TC2區域的訊號可通過TC2區域。
在一實施例中,鄰靠RG和LG區域的TC2區域可位在RG和LG區域之間。TC2區域於RG和LG區域之間,以此情況為例,可能包含RG、TC2與LG區域依序位在同一平面上,或是TC2區域位在RG和LG所在平面的正面或背面上之情形。在TC2區域位在RG和LG所在平面的正面或背面上的情況下,當觀察裝置的正面時,TC2區域可能會被定位而與RG及/或LG區域的至少一部分重疊。
根據一實施例的3D裝置可為一影像產生裝置,且該影像能被一個戴眼鏡(以下簡稱「3D眼鏡」)的觀察員觀察為立體圖像。
圖1顯示了本發明3D裝置的一說明性實施例示意圖。參照圖1,根據一實施例的3D裝置1可包括一顯示部101和一濾光部102。顯示部101可包括一光源1011、一偏光板1012及一影像產生區域1013。RS和LS區域可被包含在影像產生區域1013中,而偏光板1012及光源1011可自影像產生區域1013的一側依序被包含於其中。
光源1011,在顯示裝置單元中,一般可使用常用來作為顯示器,例如LCD(液晶顯示器)中之光源的直接型或邊緣型背光單元。但作為光源1011,可以使用更多上述以外種類的裝置。
顯示部101中,偏光板1012可放置於光源1011和影像產生區域1013之間。透過上述安排,從光源1011射出的光可 穿過偏光板1012,然後進入影像產生區域1013。偏光板可為一光學裝置,以具有一光傳輸軸以及與該光傳輸軸垂直的一光吸收軸形成。如果光進入到偏光板,只有其偏光軸平行於偏光板之光傳輸軸的入射光可通過偏光板。在本說明書中,為了區分如下所述包含在濾光部中的偏光板,將包含在顯示部的偏光板稱為「第一偏光板」,而包含在濾光部的偏光板稱為「第二偏光板」。
影像產生區域1013可包括配置在驅動狀態下生成L訊號的LS區域,以及在驅動狀態下生成R訊號的RS區域。
在一實施例中,影像產生區域1013可為藉由透射液晶面板所形成的一區域,其中包括插在兩基板之間的液晶層,或形成於液晶顯示器內側的一區域。舉例而言,液晶顯示面板其組成從光源1011依序排列,可包括第一基板、像素電極、第一配向層、液晶層、第二配向層、共同電極及第二基板。例如,當驅動元件電性連接至透明像素電極,作動的驅動電路包括薄膜電晶體(TFT)及電線可形成於基板上。例如,像素電極可包括金屬氧化物如銦錫氧化物(ITO)並在每個像素中具有電極功能。此外,第一和第二配向層可包含例如將液晶層的液晶對齊的功能。液晶層可包括例如垂直對齊(vertical alignment,VA)、扭轉向列(twisted nematic,TN),超扭轉向列(super-twisted nematic,STN)或平面內切換(in-plane switching,IPS)等模式的液晶。液晶層可具有透過每個像素讓光源1011發出的光通過 的功能或藉由根據驅動電路施加的電壓使每個像素可阻斷光線的功能。舉例而言,一般電極可作為一般反電極。
影像產生區域1013中,LS和RS區域是配置以在驅動狀態時生成L或R訊號,其中可包括至少形成一像素。舉例而言,至少一單位像素包括封裝在液晶層內第一和第二配向層之間的液晶,可形成LS或RS區域。LS和RS區域可以行及/或列的方向進行排列。
圖2、3顯示RS和LS區域的示範性排列。圖2、3顯示的示範性排列可在觀察3D裝置正面的情況下對RS和LS區域如此排列。在一實施例中,如圖2所示,RS和LS區域可在共同的方向具有延伸的條紋形狀,例如,在縱向方向彼此相鄰並交替排列。在其他實施例中,如圖3所示,RS和LS區域可彼此相鄰並交替排列成格子圖案。然而,RS和LS區域的排列,並不僅限於在圖2、3所示的排列且可適用於各種設計。
舉例而言,藉由根據驅動狀態的訊號驅動各自區域的像素,顯示部101可產生訊號,包括R和L訊號。
例如,參照圖1,如果從光源1011發出的光進入第一偏光板1012,只有偏振方向平行於偏光板1012之光傳輸軸的光可以穿過。已經穿過偏光板1012的光會進入影像產生區域1013。進入影像產生區域1013並穿過RS區域的光可變成R訊號,進入影像產生區域1013並穿過LS區域的光可變成L訊號。
顯示部101可包括TC1區域。TC1區域可被設置鄰靠於RS和LS區域。在顯示裝置1的示範性實施例之示意圖的圖1中,TC1區域設置於在影像產生區域1013中RS和LS區域形成所在平面的正面上,且當裝置的正面被觀察到時,與RS和LS區域之間的部分RS和LS區域重疊。然而,TC1區域位置並不僅限於圖1排列。例如,TC1區域可設置於RS和LS區域形成所在平面的背面上,或例如,如圖10至14所示,TC1區域可設置於RS和LS區域形成所在平面的同一平面上。圖4顯示了圖2中LS和RS區域考慮TC1區域存在時的示範性排列,以及圖5顯示圖3中LS和RS區域考慮TC1區域存在時的示範性排列。在圖4、5中,TC1區域以對角線表示。
例如,TC1區域結合TC2區域可使3D裝置在不損失亮度的前提下還能以寬視角顯示影像。
在一實施例中,TC1區域可為一黑色矩陣。例如,在影像產生區域1013是由透射液晶面板所形成或是在透射液晶面板內的情況下,TC1區域可為包含在彩色濾光片的黑色矩陣,該彩色濾光片如上所述,一般是存在於傳統上包含在液晶面板內的第二基板中。在一實施例中,TC1區域可為包含鉻(Cr)、鉻與氧化鉻的雙層(Cr/CrOx)以及包含色素,例如碳顏料的樹脂層、炭黑或石墨。藉由使用上述材料形成TC1區域的方法沒有特別限制。例如,TC1區域可藉由傳統形成黑色矩陣的光刻法或升舉法形成。
在3D裝置中,濾光部102,舉例而言,可包括偏光狀態控制區域1022,並可進一步包括第二偏光板1021。第二 偏光板1021可被包括在顯示部101和偏光狀態控制區域1022之間。偏光狀態控制區域1022可包括LG和RG區域。此外,TC2區域可設置鄰靠於LG和RG區域。圖1中顯示裝置1的示範性實施例,TC2區域設置於RG和LG區域之間,且於RG和LG區域所在平面的正面而與RG和LG區域部分重疊。然而,TC2區域的位置並不僅限於圖1排列。例如,TC2區域可如圖10至14所示,設置於RG和LG區域所在平面的同一平面上,或可設置於該平面的背面上。根據上述,從影像產生區域1013所發射的訊號可以依序通過第二偏光板1021和偏光狀態控制區域1022,然後傳送到觀察者。此外,當在視角範圍內至少一角度觀察時,至少有部分L及/或R訊號在進入LG及/或RG區域之前、正進入LG及/或RG區域之中或穿過LG及/或RG區域之後,可進入TC2區域。
如同第一偏光板1012,第二偏光板1021可為一種光學裝置,其形成有光傳輸軸以及與該光傳輸軸垂直的光吸收軸。如果光進入第二偏光板1021,只有其偏光軸平行於偏光板之光傳輸軸的入射光可通過偏光板。在一實施例中,3D裝置中的第一和第二偏光板1012和1021可以與第一和第二偏光板1012和1021的光吸收軸互相垂直的方式排列。第一和第二偏光板1012和1021的光傳輸軸也可為互相垂直。上述名詞「互相垂直」可意指「實質上互相垂直」,並可包括誤差在±15度、±10度或±5度內。
RG和LG區域包含偏光狀態控制區域1022,其可為配置以分別控制R和L訊號偏光狀態偏的一區域。在一實施例 中,在RG和LG區域彼此有不同偏光狀態的情況下,RG和LG區域可為從3D裝置發射R和L訊號的區域。
在一實施例中,為了在驅動狀態下使R訊號從RS區域可產生和傳輸進入,RG區域可具有大約相應於RS區域的尺寸及位置,而為了在驅動狀態下使L訊號從LS區域可產生和傳輸進入,LG區域可具有大約相應於LS區域的尺寸及位置。具有尺寸及位置大約相應於RS或LS區域的RG和LG區域可意指RG和LG區域應具有足夠分別讓R和L訊號從RS和LS區域產生並分別進入RS和LS區域的尺寸及位置,但並不意味著RG或LG區域具有與RS或LS區域相同的尺寸和位置。
在一實施例中,相應於RS和LS區域在顯示部中的排列,RG和LG區域可在一共同方向延伸形成條紋的形狀,例如,在縱向方向且彼此相鄰地交替排列,或可彼此相鄰地交替排列成格子圖案。例如,在RS和LS區域排列如圖2的情況下,RG和LG區域可被排列如圖6所示,而在RS和LS區域排列如圖3的情況下,RG和LG區域可被排列如圖7所示。
在一個實施例中,已分別通過RG和LG區域的R和L訊號可為偏光方向是實質上彼此互相垂直的線性偏光訊號。在另一實施例中,已分別通過RG和LG區域的R和L之間的訊號可為左旋偏光訊號,而其它訊號可為右旋偏光訊號。以上所述,介於LG和RG區域之間至少有一區域可包括延遲層。
舉例而言,RG和LG區域皆包括延遲層且被包括在RG和LG區域內的延遲層是λ/4波長層的情況,也是可產生左旋和右旋偏光訊號的情況。為了形成彼此旋轉方向相對的旋性偏振光,設置於LG區域內的λ/4波長層之光軸可具有不同於設置於RG區域內的λ/4波長層光軸的方向。在一實施例中,RG區域可包括一個在第一方向上形成光軸的λ/4波長層,而LG區域可包括一個在第二方向上(不同於第一方向)形成光軸的λ/4波長層。此處使用的「nλ波長層」一詞,可指具有將入射光n倍波長產生相位延遲能力的相位延遲裝置,且舉例而言,「n」可為1/2、1/4或3/4。此外,此處使用的「光軸」一詞,可指當入射光通過相應區域時的快軸或慢軸。
RG和LG區域的實施例不僅限於上述。例如,右旋和左旋偏振光也可能於包含3λ/4波長層的RG和LG區域之間且其他區域包含λ/4波長層的情況下產生。
在另一實施例中,RG和LG區域之間的一區域可為λ/2波長層且其他區域可為光等向區域。在這種情況下,已分別通過RG和LG區域的R和L訊號可以具有彼此互相垂直的偏光軸的線性偏振光形式從3D裝置發出。
根據一實施例的偏光狀態控制區域,可進一步包括基板。在這種情況下,例如λ/4、3λ/4或λ/2波長層等延遲層或光等向區域可形成於基板上。這種偏光狀態控制區域可在延遲層朝向顯示部設置且基板朝向觀察者設置的情況下被包含在裝置中。
舉例而言,基板層可使用習知用於製備光學裝置的玻璃基板或塑膠基板。
塑膠基板的例子可包括:纖維素基板,如三乙醯纖維素(TAC)或雙乙醯纖維素(DAC);一環烯烴聚合物(COP)基板,如原冰片烯衍生物;丙烯酸樹脂基板,如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA);聚碳酸酯(PC)基板;聚烯烴基板,如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP);聚乙烯醇(PVA)基板;聚醚砜(PES)基板;聚二醚酮(PEEK)基板;聚醚醯亞胺(PEI)基板;聚乙烯萘(PEN)基板;聚酯基板,如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET);聚醯亞胺(PI)基板;聚砜(PSF)基板;或氟樹脂基板,如不定型結構非氟樹脂。在一實施例中,也可使用例如三醋酸纖維素(TAC)的纖維素基板。
基板可有單層或多層結構。從提供更薄裝置的角度來看,可應用單層結構。基板的厚度沒有特別限制,可以考慮預設應用程序進行控制。
在一實施例中,形成於基板上的延遲層可包括在形成於基板上的配向層以及形成於配向層上的液晶層。舉例而言,液晶層可為λ/4、3λ/4或λ/2波長層,而在液晶層下的配向層可為控制波長層光軸的一膜層。配向層,可使用在本領域中習知的配向層。例如,藉由二聚化(dimerization)來決定配向的光配向層、富萊士(Fries)重排、或由以線性偏振光為輻射所誘發的順反異構化反應、藉由決定配向來誘導在液晶層內相鄰的配向、聚合物層如摩擦聚醯亞胺 層、由拓印(imprinting)法例如奈米拓印法所形成的配向層或形成有複數個圖案溝槽的樹脂層等皆可為例。
舉例而言,液晶層可為可光聚合或可光交聯液晶化合物的光聚合層或光交聯層。在本領域中,各種可顯示上述性質的液晶化合物均為已知的,而其範例可包括Merk公司的Reactive Mesogen(RM)以及BASF公司的LC242。
製備偏光狀態控制區域的方法沒有特別限制。在本領域中,製備偏光狀態控制區域的各種方法皆是已知的,任何已知的方法均可使用。
濾光部可包括設置鄰靠於RG和LG區域的TC2區域。圖8顯示了圖6中LG和RG區域考慮TC2區域存在的範例性排列示意圖,而圖9顯示了圖中LG和RG區域考慮TC2區域存在的範例性排列示意圖。在圖8和圖9中,TC2區域以對角線表示。
在濾光部中,TC2區域可根據需要而形成在適當的位置。
在一實施例中,TC2區域可被定位在偏光狀態控制區域和濾光部的第二偏光板之間。在這種狀態下,當觀察到裝置的正面,TC2區域可被設置至少與RG或LG區域的一部分重疊或至少與RG和LG的部分區域重疊。圖10顯示3D裝置10範例性實施例的示意圖,其中的TC2區域至少與RG和LG的一部分區域重疊。如圖10所示,TC2區域可設置於接觸面對著第二偏光板1021的偏光狀態控制區域1022的那一側或 是接觸面對偏光狀態控制區域1022的第二偏光板1021的那一側,並設置與RG及/或LG區域的部分重疊。
在另一實施例中,TC2區域可設置於顯示部的影象產生區域與濾光部的第二偏光板之間。在這種狀態下,當觀察裝置正面,TC2區域可被設置至少與RG或LG區域的一部分重疊或至少與RG和LG的部分區域重疊。圖11顯示3D裝置11範例性實施例的示意圖,其中TC2區域設置於濾光部的第二偏光板與顯示部的影象產生區域之間。如圖11所示,TC2區域,舉例而言,可設置於接觸面對著第二偏光板1021的偏光狀態控制區域1022的相反側,或是,雖然圖11未示出,舉例而言,可設置於接觸濾光部的那一側,例如面對影象產生區域1013的第二偏光板1021的那一側並與RG及/或LG區域的一部分重疊。
在又一實施例中,TC2區域可設置於偏光狀態控制區域的顯示部之相反側。在這種狀態下,當觀察裝置正面,TC2區域可被設置至少與RG或LG區域的一部分重疊或至少與RG和LG的部分區域重疊。圖12顯示3D裝置12範例性實施例的示意圖,其中TC2區域是設置於偏光狀態控制區域的顯示部之相反側。如圖12所示,TC2區域,舉例而言,可設置於接觸偏光狀態控制區域1022的第二偏光板1021的相反側,並與RG及/或LG區域的一部分重疊。
TC2區域可透過使用阻光墨水或吸光墨水而形成。例如,TC2區域可藉由根據其預定位置、圖案或形狀而印刷阻光墨水或吸光墨水的方法來形成。例如,為了在圖10所示 的位置形成TC2區域,TC2區域可藉由根據預定的形狀及圖案而印刷該墨水於第二偏光板1021的一側或是偏光狀態控制區域1022上來形成。此外,為了在圖11所示的位置形成TC2區域,TC2區域可藉由印刷該墨水於第二偏光板1021的一側或是影像產生區域1013上來形成。在一實施例中,在影像產生區域為液晶面板的情況下,根據預定的形狀和圖案,TC2區域可藉由印刷該墨水於第二基板上來形成,其中第二基板可被包含在如上所述的液晶面板中。此外,為了在圖12所示的位置形成TC2區域,TC2區域可藉由根據預定的形狀及圖案而印刷該墨水於偏光狀態控制區域1022的一側來形成,例如在基板的一側上,此處基板意指形成有λ/4、3λ/4或λ/2波長層等延遲層或是如上所述的光等向區域。墨水可被印刷在基板的另一側,亦即沒有λ/4、3λ/4或λ/2波長層等延遲層或是光等向區域形成的一側。
對於墨水,舉例而言,本領域中所習知的阻光墨水或吸光墨水皆可使用而不在此限。這類墨水的例子可包括有機顏料,例如偶氮顏料或酞菁顏料;或是無機顏料,例如碳黑、石墨或鐵氧化物。墨水可在與適當的粘結劑及/或溶劑混合後而使用在印刷過程中。在一實施例中,TC2區域的透光率可藉由控制顏料的種類或混合數量來調整。
印刷方法也沒有特別限制,但是,舉例來說,例如網印或凹版印刷等印刷方法,或是可應用例如噴墨印刷等選擇式噴射。
根據一實施例的3D裝置可包括TC1和TC2區域,因此可以無亮度損失的前提在更寬的視角顯示立體影像。
在一實施例中,TC1和TC2區域可滿足下列式1。在滿足下列式1的範圍內,3D裝置可獲得適當的亮度並顯示寬視角。
在式1中,H1 是TC1區域的寬度,H2 是TC2區域的寬度,PL 是LG區域的寬度以及PR 是RG區域的寬度。
圖13顯示了只有3D裝置的影像產生區域1013以及包括第二偏光板1021和偏光狀態控制區域1022的濾光部102從側面被觀察的情況下的範例性實施例的示意圖。圖13中,「H1 」、「H2 」、「PL 」及「PR 」是以個別表示的。
在3D裝置中,「H1 」和「H2 」的具體範圍可考慮根據3D裝置的具體規格和特定值並滿足式1而適當選擇的範圍,沒有特別限制。例如,在一實施例中,「H2 」可超過0μm但不超過1000μm。例如,「H2 」的下限可為20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm或80μm。此外,例如,「H2 」的上限可為900μm、800μm、700μm、600μm、500μm、400μm、300μm、290μm、280μm、270μm、260μm、250μm、240μm、230μm、220μm、210μm或200μm。「H2 」的範圍可藉由個別結合上述下限及上限來定義。
此外,「H1 」可選擇為「H1 」和「H2 」的總和而大於0μm並不超過2000μm。例如,「H1 」和「H2 」的總和下限可為40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm或160μm。此外,例如,「H1 」和「H2 」的總和上限可為1900μm、1800μm、1700μm、1600μm、1500μm、1400μm、1300μm、1200μm、1100μm、1000μm 900μm、800μm、700μm、600μm、500μm、400μm或300μm。「H1 」和「H2 」總和的範圍可藉由個別結合上述下限及上限來定義。
此外,在3D裝置中,「PL 」及「PR 」的具體範圍,可根據3D裝置的具體規格和特定值而適當選擇,並沒有特別限制。例如,在一實施例中,如果該裝置是一個47英寸的裝置,「PL 」及「PR 」的具體範圍可分別從150μm到350μm選擇。例如,考慮傳統裝置的規格,「PL 」及「PR 」的具體範圍可分別從150μm到1000μm。
在3D裝置中,TC2區域的寬度「H2 」可與TC1區域的寬度「H1 」相同或較短。例如,在一實施例中,TC1區域的寬度「H1 」與TC2區域的寬度「H2 」之間的差異(H1 -H2 )可在1000μm、900μm、800μm、700μm、600μm、500μm、400μm、300μm、175μm、150μm、125μm、100μm、75μm、50μm或25μm之內或可實質上為0μm。在上述狀態下,3D裝置的廣視角可確保無亮度損失。
在一實施例中,裝置中,從顯示裝置正面觀察的相對亮度可不低於60%,不低於65%或不低於70%。此處使用 的名詞「相對亮度」可指有形成TC1和TC2區域的裝置亮度(IT )與沒有形成TC1和TC2區域的裝置亮度(IO )的裝置亮度比值(IT /IO )。
此外,例如在3D裝置中,滿足下列式2的角度θU 最大值以及滿足下列式3的角度θL 最大值可皆為3度以上、5度以上、8度以上、8.5度以上、9度以上、9.5度以上、10度以上、10.5度以上、11度以上、11.5度以上、12度以上、12.5度以上、13度以上、13.5度以上、14度以上、14.5度以上或15度以上。
[式2]tanθU =(H1 +2y)/2T
[式3]tanθL =(H1 +2H2 -2y)/2T
式2和式3中,H1 是TC1區域的寬度,H2 是TC2區域的寬度。T是顯示部和濾光部之間的距離,y是相對於TC1區域表面之TC1區域平分寬度的假想法線與TC2區域的交點到TC2區域所在之點的距離。
舉例而言,「θU 」和「θL 」可分別指3D裝置的視角。參考圖14,式2和式3將進一步解釋如下。
假設名詞「視角」指的是角度範圍,從影像產生區域產生的L訊號可通過LG區域,但無法通過RG區域,然後傳輸至觀察者,而從影像產生區域產生的R訊號可通過RG區域,但無法通過LG區域,然後傳輸至觀察者,上述視角於圖14中分別以「θU 」和「θL 」表示。
圖14中,視角可根據從影像產生區域至濾光部的距離「T」以及TC1和TC2區域的寬度來決定。如上所述,從影像產生區域至濾光部的距離「T」可指例如從影像產生區域面向濾光部的一側至濾光部端的TC2區域的點。在一實施例中,在影像產生區域是藉由液晶面板所形成的情況下,影像產生區域面向濾光部的一側可意指面向液晶面板中液晶層的濾光部。
距離「T」可根據3D裝置的規格決定,並沒有特別限制。例如,在一實施例中,距離「T」可在5mm以下,或從大約0.5mm至5mm。
參照圖14,可以看到在距離「T」是固定的情況下,視角「θU 」和「θL 」可藉由寬度H1 和H2 以及TC1和TC2區域的相對位置來決定。
也就是說,參照圖14,可以確認視角「θU 」可形成使得tanθU 的值等於TC1區域寬度H1 的1/2倍與相對於TC1區域表面或影像產生區域之TC1區域平分寬度的假想法線「C」與TC2區域的交點到TC2區域所在之點的距離y的總和(H1 /2+y),再除以距離「T」。此外,可以確認視角「θL 」可形成使得tanθL 的值等於TC1區域寬度H1 的1/2倍與TC2區域寬度H2 的總和減掉相對於TC1區域表面或影像產生區域之TC1區域平分寬度的假想法線「C」與TC2區域的交點到TC2區域所在之點的距離y的總和(H1 /2+H2 -y),再除以距離「T」。
在包括TC1和TC2區域的3D裝置中,當觀察立體影像時,伴隨著優異亮度性能的廣視角可以藉由控制例如寬度和TC1和TC2區域的相對位置等尺寸來加以固定。
根據一實施例的3D裝置從正面觀察可具有60%以上、65%以上或70%以上的相對亮度,同時,可具有滿足式2的角度「θU 」與滿足式3的角度「θL 」,兩者之最大值皆為3度以上、5度以上、8度以上、8.5度以上、9度以上、9.5度以上、10度以上、10.5度以上、11度以上、11.5度以上、12度以上、12.5度以上、13度以上、13.5度以上、14度以上、14.5度以上、或15度以上。
此應用還涉及顯示裝置的製備方法,例如,一個3D裝置的製備方法。
在一實施例中,該方法可為一個顯示裝置的製備方法,該顯示裝置包括:顯示部,包括RS和LS區域;濾光部,包括具有RG和LG區域的偏光狀態控制區域,例如上述顯示裝置的製備方法。
上述方法中,濾光部可如此排列以在驅動狀態下使從RS區域產生及傳輸的R訊號可進入RG區域,而從LS區域產生及傳輸的L訊號可進入LG區域。
舉例而言,以上所述方法,TC1和TC2區域的位置可滿足式1而執行。
該方法中,TC1區域的定位可執行如下:在驅動狀態下,至少有一部份R及/或L訊號可進入TC1區域。TC1區域的精準入射角可以實現,例如,在從顯示部產生的訊號傳 輸至濾光部之前的任何時間內。此外,TC1區域的精準入射角可以在該視角範圍內的至少一角度中實現。
此外,可進行TC2區域的定位使得在驅動狀態下,至少有一部份R及/或L訊號可進入TC2區域。在R及/或L訊號進入RG及/或LG區域之前、R及/或L訊號穿過RG及/或LG區域的過程中或是R及/或L訊號進入RG及/或LG區域之後,TC2區域的精準入射角都可以實現。此外,TC2區域的精準入射角可以在該視角範圍內的至少一角度中實現。
可藉由在從顯示部產生的R或L訊號穿過濾光部的過程中,使一部分R或L訊號進入TC1和TC2區域,來製備以廣視角顯示影像,例如立體影像又不損失亮度的顯示裝置。
上述「H1 」、「H2 」、「PL 」及「PR 」的具體範圍可應用與顯示裝置有關描述中描述的內容相同。
此外,舉例而言,在該方法中,TC1和TC2區域的位置可使當製備好的顯示裝置顯示圖像並從正面觀察時,相對亮度可為,例如,60%以上、65%以上、或70%以上。
此外,舉例而言,在該方法中,TC1和TC2區域的定位可使在製備好的顯示裝置中,滿足式2的角度θU 與滿足式3的角度θL ,兩者之最大值皆為3度以上、5度以上、8度以上、8.5度以上、9度以上、9.5度以上、10度以上、10.5度以上、11度以上、11.5度以上、12度以上、12.5度以上、13度以上、13.5度以上、14度以上、14.5度以上、或15度以上。
舉例而言,上述相對亮度和視角可藉由尺寸的適當控制,例如寬度及TC1及/或TC2區域的相對位置定位來實現。
在一個說明性方法中,TC1和TC2區域的定位可使當製備好的顯示裝置顯示圖像並從正面觀察時,相對亮度可為,例如,60%以上、65%以上、或70%以上,並在同一時間,同時滿足式2的角度θU 與滿足式3的角度θL ,兩者之最大值皆為3度以上、5度以上、8度以上、8.5度以上、9度以上、9.5度以上、10度以上、10.5度以上、11度以上、11.5度以上、12度以上、12.5度以上、13度以上、13.5度以上、14度以上、14.5度以上、或15度以上。
以下,將詳細描述光學裝置的實施例細節。然而,以下實施例並不打算限制光學裝置的範圍,而可以各種形式實施。
雖然第一、第二等名詞可能被用來描述各種元件,這些元件不僅限於這些名詞。這些名詞只用來區分另一個元件。例如,第一元件可以被稱為第二元件,同樣,第二元件也可以被稱為第一元件,而不違背實施例的範圍。名詞「及/或」包括任何一個或多個相關列舉項目的所有組合。
所使用的名詞本只是為了描述特別實施例,並無意限制實施例。單數形式「一」(a)、「一」(an)和「該」(the)是意指包括複數形式,除非文中另有清楚說明。這將更進一步了解名詞「包含」(comprises)、「包含」(comprising)、「包括」(includes)及/或「包括」(including),當此處使用時,用以聲明特別表示其特徵、整數、步驟、操作、元件、 構件及/或群組,但不排除存在或增加一個或更多的其他特徵、整數、步驟、操作、元件、構件及/或群組。
參考附圖,光學裝置的實施例將詳細介紹如下。為了幫助理解,整個數字的描述中類似的數字是指類似的元件,相同的元件將不重複描述。
範例1至範例4
裝置結構如圖1所示,其中影像產生區域1013是透射液晶面板,面板中的RS和LS區域排列如圖2所示,TC1區域藉由液晶面板中彩色濾光片的黑色矩陣形成,且TC1區域設置於RS和LS區域之間形成,其位置如圖4所示,並與RS和LS區域的部分重疊配置。上述TC1區域形成以使在TC1區域和RS區域重疊的大小與TC1區域和LS區域重疊的大小相同。此外,在上述裝置中,濾光部102的偏光狀態控制區域1022中的RG和LG區域位置如圖6所示。上述TC2區域形成於RG和LG區域之間如圖8所示,且與RG和LG區域的部分重疊。上述TC2區域形成以使在TC2區域和RG區域重疊的大小與TC1區域和LG區域重疊的大小相同。也就是說,當參考圖14時,TC2區域形成使得「y」與「H2 /2」相等。在此裝置中,延遲層(λ/4波長層)在RG區域具有慢軸,慢軸於逆時針方向45度處形成第二偏光板1021的光吸收軸,且第一偏光板1012與第二偏光板1021設置以使光吸收軸將彼此互相垂直。在此裝置中,從顯示部至濾光部的距離(式2和式3中的「T」)約1mm,LG和RG區域寬度的總和(式1中的「PL +PR 」)約545μ m,而LG區域的寬度與RG區域的寬度大 致相同的。上述裝置主要由控制以使視角θU 或θL 的最大值固定在約13.5度,但在個別範例中改變TC1和TC2區域的寬度H1 和H2 如下列表1,然後根據各自視角(θU 或θL )的相對亮度藉由使用亮度光度計(儀器:SR-UL2光譜儀)進行評估。結果如表1所示。
比較範例1
該裝置配置如範例1至範例4,除該裝置僅包括TC1區域而不包括TC2區域,且為了如各範例中將視角θU 或θL 最大值固定在13.5度,而將TC1區域的寬度H1 控制在240μm。
上述裝置驅動後,然後根據各自視角(θU 或θL )的相對亮度藉由使用亮度光度計(儀器:SR-UL2光譜儀)進行評估。結果如表2所示。
根據說明顯示裝置或顯示裝置的製備方法,例如,立體影像可以寬視角顯示,而無亮度損失。
1‧‧‧3D裝置
10‧‧‧3D裝置
101‧‧‧顯示部
1011‧‧‧光源
1012‧‧‧第一偏光板
1013‧‧‧影像產生區域
102‧‧‧濾光部
1021‧‧‧第二偏光板
1022‧‧‧偏光狀態控制區域
11‧‧‧3D裝置
12‧‧‧3D裝置
TC1‧‧‧第一透光控制區
TC2‧‧‧第二透光控制區
LS‧‧‧左眼訊號產生區
RS‧‧‧右眼訊號產生區
LG‧‧‧控制左眼訊號偏光狀態區
RG‧‧‧控制右眼訊號偏光狀態區
H1 ‧‧‧第一透光控制區寬度
H2 ‧‧‧第二透光控制區寬度
PL ‧‧‧控制左眼訊號偏光狀態區寬度
PR ‧‧‧控制右眼訊號偏光狀態區寬度
T‧‧‧顯示部至濾光部距離
C‧‧‧假想平分線
θU ‧‧‧視角
θL ‧‧‧視角
y‧‧‧距離
圖1係3D裝置之一說明性實施例之示意圖。
圖2及圖3係一說明性實施例之LS區域及RS區域排列方式之示意圖。
圖4及圖5係一說明性實施例之LS區域、RS區域及TC1區域排列方式之示意圖。
圖6及圖7係一說明性實施例之LG區域及RG區域排列方式之示意圖。
圖8及圖9係一說明性實施例之LG區域、RG區域及TC2區域排列方式之示意圖。
圖10至圖13係3D裝置之各說明性實施例之示意圖。
圖14係3D裝置中視角形成之一說明性實施例之示意圖。
1‧‧‧3D裝置
101‧‧‧顯示部
1011‧‧‧光源
1012‧‧‧第一偏光板
1013‧‧‧影像產生區域
102‧‧‧濾光部
1021‧‧‧第二偏光板
1022‧‧‧偏光狀態控制區域
TC1‧‧‧第一透光控制區
TC2‧‧‧第二透光控制區
LS‧‧‧左眼訊號產生區
RS‧‧‧右眼訊號產生區
LG‧‧‧控制左眼訊號偏光狀態區
RG‧‧‧控制右眼訊號偏光狀態區

Claims (18)

  1. 一種顯示裝置,滿足下列式1並包含:一顯示部,包含一用來產生一右眼訊號的區域以產生該右眼訊號:配置一用來產生一左眼訊號的區域以產生該左眼訊號;以及一第一透光控制區域鄰靠於產生該右眼訊號與該左眼訊號之該區域;以及一濾光部,包含一偏光狀態控制區域,該偏光狀態控制區域包含一區域以控制右眼訊號之偏光狀態於一定位,使該右眼訊號得以進入;一區域以控制左眼訊號之偏光狀態於一定位,使該左眼訊號得以進入;以及一第二透光控制區域鄰靠於控制該右眼訊號與該左眼訊號之偏光狀態之該區域: 其中H1 和H2 分別為第一與第二透光控制區域之寬度,PL 和PR 分別為控制該左眼訊號與該右眼訊號之偏光狀態之該區域之寬度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中該第一與第二透光控制區域之透光率分別在0%至20%之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中該顯示部更包括一影像產生控制區域,該影像產生控制區域包含一區域以產生該右眼訊號及該左眼訊號,以及包含從該影像產生控制區域的一側依序設置之一第一偏光板與一光源。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中該第一透光控制區域包含鉻(chromium)、鉻與三氧化二鉻之雙料層、一包含顏料的樹脂層、炭黑或石墨。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,更包括一第二偏光板,設置於該顯示部與該偏光狀態控制區域之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中該第二透光控制區域係設置於控制該右眼訊號與該左眼訊號之偏光狀態之該區域之間。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之顯示裝置,其中該第二透光控制區域係設置於該第二偏光板與該偏光狀態控制區域之間,且設置與控制該右眼訊號及該左眼訊號之偏光狀態之該區域之至少一部分重疊。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之顯示裝置,其中該第二透光控制區域係設置於與該第二偏光板接觸該偏光狀態控制區域或該顯示部之另一側相接觸,且係設置與控制該右眼訊號與該左眼訊號之偏光狀態之該區域之至少一部分重疊。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之顯示裝置,其中該第二透光控制區域係設置於與該偏光狀態控制區域接觸該第二偏光板之另一側相接觸,且係設置與控制該右眼訊號與該左眼訊號之偏光狀態之該區域之至少一部分重疊。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中該第二透光控制區域包含一阻光墨水或一吸光墨水。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中該第二透光控制區域具有大於0μm且不超過1000μm之一寬度範圍。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中該第二透光控制區域具有相等或小於該第一透光控制區域之一寬度。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之顯示裝置,其中該第一透光控制區域與該第二透光控制區域之寬度差異不超過1000μm。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中從正面觀察之該相對亮度不超過60%。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中滿足下列式2之角度θU 之最大值及滿足下列式3之角度θL 之最大值不小於三度:[式2]tanθU =(H1 +2y)/2T [式3]tanθL =(H1 +2H2 -2y)/2T其中H1 和H2 分別為該第一和該第二透光控制區域之寬度,T表示該顯示部至該濾光部之距離,而y代表從將相對於該第一透光控制區域的表面之該第一透光控制區域寬度平分線之假想法線與該第二透光控制區域之交點,至第二透光控制區域所在之點的距離。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置,其中從該顯示部至該濾光部之距離小於等於5mm。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置,其中從正面觀察之該相對亮度不超過60%。
  18. 一種顯示裝置之製備方法,該顯示裝置包括一顯示部,包含一用來產生一右眼訊號的區域以產生該右眼訊號:配置一用來產生一左眼訊號的區域以產生該左眼訊號;以及一濾光部,包含一偏光狀態控制區域,該偏光狀態控制區域包含一區域以控制右眼訊號之偏光狀態於一定位,使該右眼訊號得以進入及一區域,以控制左眼訊號之偏光狀態於一定位使該左眼訊號得以進入;其中該製備方法包含定位一第一透光控制區域鄰靠於產生該右眼訊號與該左眼訊號之該區域,且從產生該右眼訊號或該左眼訊號之該區域產生之該右眼訊號或該左眼訊號之一部分可以落於視角內之至少一角度進入該第一透光控制區域,以及定位一第二透光控制區域鄰靠於控制該右眼訊號與該左眼訊號之偏光狀態之該區域,且於該右眼訊號或該左眼訊號進入控制該右眼訊號或該左眼訊號之偏光狀態之該區域內之前、於該右眼訊號或該左眼訊號穿過控制該右眼訊號或該左眼訊號之偏光狀態之該區域內之過程中或是該右眼訊號或該左眼訊號穿過控制該右眼訊號或該左眼訊號之偏光狀態之該區域內之後,可以落於視角內之至少一角度進入該第二透光控制區域,且其中該第一透光控制區域與該第二透光控制區域滿足下列式1:[式1] 其中H1 和H2 分別為第一與第二透光控制區域之寬度,PL 和PR 分別為控制該左眼訊號與該右眼訊號之偏光狀態之該區域之寬度。
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