TWI459057B - 用於三維影像顯示器之對位貼合系統及用於相位延遲膜基板之定位方法 - Google Patents

Description

用於三維影像顯示器之對位貼合系統及用於相位延遲膜基板之定位方法

本發明係有關於一種用於三維影像顯示器之對位貼合系統及用於相位延遲膜基板之定位方法，特別是有關於一種用於三維影像顯示器之對位貼合系統及用於相位延遲膜基板之穿透式定位方法。

一種習知三維影像顯示器係將相位延遲膜基板貼合於液晶顯示面板上，以產生三維影像。先前技術利用該相位延遲膜基板之圖案化相位延遲膜，再鍍上一層反射層，以作為對位標記。利用光的反射與相位延遲，再搭配偏光片之偏振，使光無法穿透該對位標記，而讓視覺系統可以擷取影像，進而可將該相位延遲膜基板與液晶顯示面板對位貼合。然而，先前技術之相位延遲膜基板對位標記的設計缺點是需要多一道反射層，進而需多開一道光罩，增加成本。

再者，參考圖1，光源52與視覺系統CAM之影像擷取單元54須位在同一側。當光源52發射光線至相位延遲膜基板對位標記50後，影像擷取單元54擷取反射後之光線的影像。此時，會有一反射角θ的存在，這對該顯示面板及相位延遲膜基板之對位貼合精準度上影響很大(一般三維影像顯示器所需的對位精準度須在微米左右)。因此，若使用反射式的對位貼合方法，則容易受到反射角的存在而影響其對位貼合精準度。

因此，便有需要提供一種用於三維影像顯示器之對位貼合系統，能夠解決前述的問題。

本發明提供一種用於相位延遲膜基板之定位方法包含下列步驟：提供一相位延遲膜基板，其包含一第一對位標記，該第一對位標記包含一圖案化相位延遲膜；將一影像擷取單元配置於該相位延遲膜基板之一側；將一光源配置於該相位延遲膜基板之另一側；將一上偏光片配置於該影像擷取單元與該圖案化相位延遲膜之間，並將一下偏光片配置於該光源與該圖案化相位延遲膜之間；以及藉由該光源發射光線至該圖案化相位延遲膜，然後該影像擷取單元擷取穿過該下偏光片、該圖案化相位延遲膜及該上偏光片後之光線的影像，以定位該相位延遲膜基板。

本發明另提供一種用於三維影像顯示器之對位貼合系統，該三維影像顯示器包含一相位延遲膜基板及一顯示面板，該相位延遲膜基板包含一第一對位標記，該第一對位標記包含一圖案化相位延遲膜，該顯示面板包含一第二對位標記，該對位貼合系統包含：一影像擷取單元，配置於該相位延遲膜基板之一側；一光源，配置於該相位延遲膜基板之另一側，其中該顯示面板位於該相位延遲膜基板與該光源之間；一上偏光片，配置於該影像擷取單元與該圖案化相位延遲膜之間，且一下偏光片配置於該光源與該圖案化相位延遲膜之間，藉由該光源發射光線至該第一對位標記之圖案化相位延遲膜，然後該影像擷取單元擷取穿過該下偏光片、該圖案化相位延遲膜及該上偏光片後之光線的影像，以定位該相位延遲膜基板；並藉由該光源發射光線至該第二對位標記，然後該影像擷取單元擷取穿過該下偏光片、該第二對位標記、該圖案化相位延遲膜及該上偏光片後之光線的影像；一對位分析模組，用以分析該第一對位標記的影像及該第二對位標記的影像；以及一貼合控制模組，用以貼合該相位延遲膜基板及該顯示面板。

因為本發明之第一對位標記的設計不需要多一道反射層，所以不需多開一道光罩，故不會增加成本。再者，光源與影像擷取單元位在不同側。當光源發射光線至第一對位標記後，影像擷取單元擷取穿透後之光線的影像。此時，不會有一反射角的存在，不會影響該顯示面板及相位延遲膜基板之對位貼合精準度。因此，使用本發明之穿透式的對位貼合方法，不會受到反射角的存在而影響其對位貼合精準度。不僅如此，本提案提出的穿透式對位貼合技術比傳統反射式的對位貼合技術準確性還要更高。

為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。

圖2a及2b為本發明之一實施例之用於三維影像顯示器之對位貼合系統100的基本架構圖。圖2a及2b之對位貼合系統100的差異僅在於圖2b之對位貼合系統100中之影像擷取單元CAM1、CAM2另包含相位延遲膜140。在本實施例中，該三維影像顯示器之對位貼合系統100包含一相位延遲膜基板112及一顯示面板110。該相位延遲膜基板112包含一透明基板137、一相位延遲膜(retarder layer)136a及一第一對位標記150。該相位延遲膜136a用以將該左眼影像轉換成一第一偏振光，並用以將該右眼影像轉換成一第二偏振光。該第一對位標記150包含一圖案化相位延遲膜136b。該圖案化相位延遲膜136b形成於該相位延遲膜基板112之透明基板137的周圍上。該顯示面板110包含一上偏光片134、一彩色濾光片基板133、一薄膜電晶體基板131及一下偏光片130，用以顯示一左眼影像及一右眼影像。該顯示面板110另包含一第二對位標記132，其中該第二對位標記132位於該顯示面板110之周圍上。

該對位貼合系統100包含至少一影像擷取單元CAM1、CAM2、至少一光源152、至少一上偏光片139及至少一下偏光片138。在本實施例中，該影像擷取單元CAM1、CAM2、光源152、上偏光片139及下偏光片138以2個為例說明如後。該影像擷取單元CAM1、CAM2配置於該相位延遲膜基板112之一側。該光源152配置於該相位延遲膜基板112之另一側，其中該顯示面板110位於該相位延遲膜基板112與該光源152之間。該上偏光片139配置於該影像擷取單元CAM1、CAM2與該圖案化相位延遲膜136b之間，且該下偏光片138配置於該光源152與該圖案化相位延遲膜136b之間。藉由該光源152發射光線至該第一對位標記150之圖案化相位延遲膜136b，然後該影像擷取單元CAM1、CAM2擷取穿過該下偏光片138、該圖案化相位延遲膜136b及該上偏光片139後之光線的影像，以定位該相位延遲膜基板112。再者，可藉由該光源152發射光線至該第二對位標記132，然後該影像擷取單元CAM1、CAM2擷取穿過該下偏光片138、該第二對位標記132、該圖案化相位延遲膜136b及該上偏光片139後之光線的影像。

請同時參考圖3及圖4，該對位貼合系統100另包含一對位分析模組141及一貼合控制模組142。該對位分析模組141用以分析該第一對位標記150的影像及該第二對位標記132的影像。該貼合控制模組142用以貼合該相位延遲膜基板112及該顯示面板110。該對位分析模組141可包含一影像分析單元，用以分析該第一對位標記150的影像及該第二對位標記132的影像之位置。該貼合控制模組142可包含一微控制器及一對位驅動單元，用以驅動該相位延遲膜基板112及該顯示面板110，使該第一對位標記150的影像及該第二對位標記132的影像疊合，且使該相位延遲膜基板112及該顯示面板110藉由光學膠135(如圖2a所示)而貼合。

參考圖5，其顯示本發明之用於相位延遲膜基板之定位方法之流程圖。在步驟S200中，提供一相位延遲膜基板，其包含一第一對位標記，該第一對位標記包含一圖案化相位延遲膜。在步驟S202中，將一影像擷取單元配置於該相位延遲膜基板之一側。在步驟S204中，將一光源配置於該相位延遲膜基板之另一側。在步驟S206中，將一上偏光片配置於該影像擷取單元與該圖案化相位延遲膜之間，並將一下偏光片配置於該光源與該圖案化相位延遲膜之間。在步驟S208中，藉由該光源發射光線至該圖案化相位延遲膜，然後該影像擷取單元擷取穿過該下偏光片、該圖案化相位延遲膜及該上偏光片後之光線的影像，以定位該相位延遲膜基板。

圖6a及6b顯示本發明之圖案化相位延遲膜及擷取後之影像。參考圖2a及6a，在第一實施態樣中，該圖案化相位延遲膜136b包含一第一區域160及一第二區域162，該第二區域162鄰近於該第一區域160，該第一區域160具有二分之一波長(1/2λ)的相位延遲，該第二區域162沒有相位延遲。該光源152之光線經過該下偏光片138後，變成一偏振光。當該偏振光經過該第一區域160後之光線偏振方向與該上偏光片139之穿透軸差90度(亦即垂直)，則該偏振光會被該上偏光片139完全遮蔽，呈現黑色區域；當該偏振光經過該第二區域162後之光線偏振方向與該上偏光片139之穿透軸差0度(亦即平行)，則該偏振光不會被該上偏光片139遮蔽，不會呈現黑色區域。此時，該第二區域162包圍該第一區域160。該上偏光片139可為45度之線偏光片。參考圖6b，在另一實施態樣中，該第一區域160包圍該第二區域162。該光源152之光線可先經過該下偏光片138及第一區域160，但無法再穿過該上偏光片139，則該光源152之光線會被該上偏光片139完全遮蔽，呈現黑色區域；以及該光源152之光線可先經過該下偏光片138及第二區域162，並再穿過該上偏光片139，該光源152之光線不會被該上偏光片139遮蔽，不會呈現黑色區域。

參考圖2b及7a，在第二實施態樣中，將一相位延遲膜140配置於該影像擷取單元CAM1、CAM2與該圖案化相位延遲膜136b之間。該圖案化相位延遲膜136b包含一第一區域160及一第二區域162，該第二區域162鄰近於該第一區域160，該第一區域160具有正四分之一波長(+1/4λ)的相位延遲，該第二區域162具有負四分之一波長(-1/4λ)的相位延遲，且該相位延遲膜140具有正四分之一波長(+1/4λ)的相位延遲。該光源152之光線經過該下偏光片138後，變成一偏振光。當該偏振光經過該第一區域160及該相位延遲膜140後之光線偏振方向與該上偏光片139之穿透軸差90度(亦即垂直)，則該偏振光會被該上偏光片139完全遮蔽，呈現黑色區域；當該偏振光經過該第二區域162及該相位延遲膜140後之光線偏振方向與該上偏光片139之穿透軸差0度(亦即平行)，則該偏振光不會被該上偏光片139遮蔽，不會呈現黑色區域。此時，該第二區域162包圍該第一區域160。該上偏光片139可為45度之線偏光片。參考圖7b，在另一實施態樣中，該第一區域160包圍該第二區域162。該光源152之光線先經過該下偏光片138、第一區域160及相位延遲膜140，但無法再穿過該上偏光片139，則該光源152之光線會被該上偏光片139完全遮蔽，呈現黑色區域；以及該光源152之光線可先經過該下偏光片138、第二區域162及相位延遲膜140，並再穿過該上偏光片139，該光源152之光線不會被該上偏光片139遮蔽，不會呈現黑色區域。

參考圖2b及8a，在第三實施態樣中，將一相位延遲膜140配置於該影像擷取單元CAM1、CAM2與該圖案化相位延遲膜136b之間。該圖案化相位延遲膜136b包含一第一區域160及一第二區域162，該第二區域162鄰近於該第一區域160，該第一區域160具有負四分之一波長(-1/4λ)的相位延遲，該第二區域162具有正四分之一波長(+1/4λ)的相位延遲，且該相位延遲膜140具有負四分之一波長(-1/4λ)。該光源152之光線經過該下偏光片138後，變成一偏振光。當該偏振光經過該第一區域160及該相位延遲膜140後之光線偏振方向與該上偏光片139之穿透軸差90度(亦即垂直)，則該偏振光會被該上偏光片139完全遮蔽，呈現黑色區域；當該偏振光經過該第二區域162及該相位延遲膜140後之光線偏振方向與該上偏光片139之穿透軸差0度(亦即平行)，則該偏振光不會被該上偏光片139遮蔽，不會呈現黑色區域。此時，該第二區域162包圍該第一區域160。該上偏光片139可為135度之線偏光片。參考圖8b，在另一實施態樣中，該第一區域160包圍該第二區域162。該光源152之光線先經過該下偏光片138、第一區域160及相位延遲膜140，但無法再穿過該上偏光片139，則該光源152之光線會被該上偏光片139完全遮蔽，呈現黑色區域；以及該光源152之光線可先經過該下偏光片138、第二區域162及相位延遲膜140，並再穿過該上偏光片139，該光源152之光線不會被該上偏光片139遮蔽，不會呈現黑色區域。

參考圖9，其顯示本發明之一實施例之用於三維影像顯示器之對位貼合方法之流程圖。在步驟S300中，提供如定位後之該相位延遲膜基板。在步驟S302中，提供一顯示面板，其位於該相位延遲膜基板與該光源之間，該顯示面板包含一第二對位標記。在步驟S304中，藉由該光源發射光線至該第二對位標記，然後該影像擷取單元擷取穿過該下偏光片、該第二對位標記、該圖案化相位延遲膜及該上偏光片後之光線的影像。在步驟S306中，分析該相位延遲膜基板之第一對位標記的影像及該顯示面板之第二對位標記的影像。在步驟S308中，貼合該相位延遲膜基板及該顯示面板。

本發明之第一對位標記的設計不需要多一道反射層，進而不需多開一道光罩，不會增加成本。再者，光源與影像擷取單元位在不同側。當光源發射光線至第一對位標記後，影像擷取單元擷取穿透後之光線的影像。此時，不會有一反射角的存在，不會影響該顯示面板及相位延遲膜基板之對位貼合精準度。因此，使用本發明之穿透式的對位貼合方法，不會受到反射角的存在而影響其對位貼合精準度。不僅如此，本發明之穿透式對位貼合技術比傳統反射式的對位貼合技術準確性還要更高。

綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

50．．．相位延遲膜基板對位標記

52．．．光源

54．．．影像擷取單元

100．．．三維影像顯示器之對位貼合系統

110．．．顯示面板

112．．．相位延遲膜基板

130．．．下偏光片

131．．．薄膜電晶體基板

132．．．第二對位標記

133．．．彩色濾光片基板

134．．．上偏光片

135．．．光學膠

136a．．．相位延遲膜

136b．．．圖案化相位延遲膜

137．．．透明基板

138．．．下偏光片

139．．．上偏光片

140．．．相位延遲膜

141．．．對位分析模組

142．．．貼合控制模組

150．．．第一對位標記

152．．．光源

160．．．第一區域

162．．．第二區域

CAM．．．視覺系統

CAM1．．．影像擷取單元

CAM2．．．影像擷取單元

θ．．．反射角

S200．．．步驟

S202．．．步驟

S204．．．步驟

S206．．．步驟

S208．．．步驟

S300．．．步驟

S302．．．步驟

S304．．．步驟

S306．．．步驟

S308．．．步驟

圖1為習知三維影像顯示器之對位系統之光源與視覺系統的基本架構圖；

圖2a及2b為本發明之一實施例之用於三維影像顯示器之對位貼合系統的基本架構圖；

圖3為本發明之一實施例之用於三維影像顯示器之對位貼合系統之對位分析模組及貼合控制模組的方塊架構圖；

圖4顯示本發明之該第一對位標記的影像及該第二對位標記的影像之位置；

圖5為本發明之用於相位延遲膜基板之定位方法之流程圖；

圖6a顯示本發明之第一實施態樣之圖案化相位延遲膜及擷取後之影像；

圖6b顯示本發明之另一實施態樣之圖案化相位延遲膜及擷取後之影像；

圖7a顯示本發明之第二實施態樣之圖案化相位延遲膜及擷取後之影像；

圖7b顯示本發明之另一實施態樣之圖案化相位延遲膜及擷取後之影像；

圖8a顯示本發明之第三實施態樣之圖案化相位延遲膜及擷取後之影像；

圖8b顯示本發明之另一實施態樣之圖案化相位延遲膜及擷取後之影像；以及

圖9為本發明之一實施例之用於三維影像顯示器之對位貼合方法之流程圖。

100．．．三維影像顯示器之對位貼合系統

110．．．顯示面板

112．．．相位延遲膜基板

130．．．下偏光片

131．．．薄膜電晶體基板

132．．．第二對位標記

133．．．彩色濾光片基板

134．．．上偏光片

135．．．光學膠

136a．．．相位延遲膜

136b．．．圖案化相位延遲膜

137．．．透明基板

138．．．下偏光片

139．．．上偏光片

150．．．第一對位標記

152．．．光源

CAM1．．．影像擷取單元

CAM2．．．影像擷取單元

Claims (10)

1. 一種用於相位延遲膜基板之定位方法，包含下列步驟：提供一相位延遲膜基板，其包含一第一對位標記，該第一對位標記包含一圖案化相位延遲膜；將一影像擷取單元配置於該相位延遲膜基板之一側；將一光源配置於該相位延遲膜基板之另一側；將一上偏光片配置於該影像擷取單元與該圖案化相位延遲膜之間，並將一下偏光片配置於該光源與該圖案化相位延遲膜之間；以及藉由該光源發射光線至該圖案化相位延遲膜，然後該影像擷取單元擷取穿過該下偏光片、該圖案化相位延遲膜及該上偏光片後之光線的影像，以定位該相位延遲膜基板。
2. 如申請專利範圍第1項所述之用於相位延遲膜基板之定位方法，其中該圖案化相位延遲膜包含一第一區域及一第二區域，該第二區域鄰近於該第一區域，該第一區域具有二分之一波長(1/2λ)的相位延遲，該第二區域沒有相位延遲，藉此該光源之光線經過該下偏光片及該第一區域後之光線偏振方向與該上偏光片之穿透軸差90度，且該光源之光線經過該下偏光片及該第二區域後之光線偏振方向與該上偏光片之穿透軸差0度。
3. 如申請專利範圍第2項所述之用於相位延遲膜基板之定位方法，其中該第二區域包圍該第一區域或該第一區域包圍該第二區域。
4. 如申請專利範圍第1項所述之用於相位延遲膜基板之定位方法，另包含下列步驟：將一相位延遲膜配置於該影像擷取單元與該圖案化相位延遲膜之間。
5. 如申請專利範圍第4項所述之用於相位延遲膜基板之定位方法，其中該圖案化相位延遲膜包含一第一區域及一第二區域，該第二區域鄰近於該第一區域，該第一區域具有正四分之一波長(+1/4λ)的相位延遲，該第二區域具有負四分之一波長(-1/4λ)的相位延遲，且該相位延遲膜具有正四分之一波長(+1/4λ)的相位延遲，藉此該光源之光線經過該下偏光片、該第一區域及該相位延遲膜後之光線偏振方向與該上偏光片之穿透軸差90度，且該光源之光線經過該下偏光片、該第二區域及該相位延遲膜後之光線偏振方向與該上偏光片之穿透軸差0度。
6. 如申請專利範圍第5項所述之用於相位延遲膜基板之定位方法，其中該第二區域包圍該第一區域或該第一區域包圍該第二區域。
7. 如申請專利範圍第4項所述之用於相位延遲膜基板之定位方法，其中該圖案化相位延遲膜包含一第一區域及一第二區域，該第二區域鄰近於該第一區域，該第一區域具有負四分之一波長(-1/4λ)的相位延遲，該第二區域具有正四分之一波長(+1/4λ)的相位延遲，且該相位延遲膜具有負四分之一波長(-1/4λ)，藉此該光源之光線經過該下偏光片、該第一區域及該相位延遲膜後之光線偏振方向與該上偏光片之穿透軸差90度，且該光源之光線經過該下偏光片、該第二區域及該相位延遲膜後之光線偏振方向與該上偏光片之穿透軸差0度。
8. 如申請專利範圍第7項所述之用於相位延遲膜基板之定位方法，其中該第二區域包圍該第一區域或該第一區域包圍該第二區域。
9. 一種用於三維影像顯示器之對位貼合系統，該三維影像顯示器包含一相位延遲膜基板及一顯示面板，該相位延遲膜基板包含一第一對位標記，該第一對位標記包含一圖案化相位延遲膜，該顯示面板包含一第二對位標記，該對位貼合系統包含：一影像擷取單元，配置於該相位延遲膜基板之一側；一光源，配置於該相位延遲膜基板之另一側，其中該顯示面板位於該相位延遲膜基板與該光源之間；一上偏光片，配置於該影像擷取單元與該圖案化相位延遲膜之間，且一下偏光片配置於該光源與該圖案化相位延遲膜之間，藉由該光源發射光線至該第一對位標記之圖案化相位延遲膜，然後該影像擷取單元擷取穿過該下偏光片、該圖案化相位延遲膜及該上偏光片後之光線的影像，以定位該相位延遲膜基板；並藉由該光源發射光線至該第二對位標記，然後該影像擷取單元擷取穿過該下偏光片、該第二對位標記、該圖案化相位延遲膜及該上偏光片後之光線的影像；一對位分析模組，用以分析該第一對位標記的影像及該第二對位標記的影像；以及一貼合控制模組，用以貼合該相位延遲膜基板及該顯示面板。
10. 如申請專利範圍第9項所述之三維影像顯示器之對位貼合系統，另包含：一相位延遲膜，配置於該影像擷取單元與該圖案化相位延遲膜之間。