TWI463179B - 立體顯示裝置 - Google Patents

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Description

立體顯示裝置
本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種立體顯示裝置。
目前的立體顯示技術大致可分成觀賞者可直接裸眼觀賞之裸眼式(auto-stereoscopic)以及需配戴特殊設計眼鏡觀賞之戴眼鏡式(stereoscopic)。裸眼式立體顯示的工作原理主要是利用固定式光柵來控制觀賞者左眼與右眼所接收到的影像。根據人眼的視覺特性，當左、右眼分別觀視的影像具有不同視差(parallax)時，人眼會觀察將二影像重疊解讀成一立體影像。戴眼鏡式立體顯示的工作原理主要是利用顯示器顯示左右眼畫面，經由頭戴式眼鏡的選擇，讓左右眼分別看到左右眼畫面以形成立體視覺。
一般來說，裸眼式立體顯示裝置需在顯示面板上裝設柱狀透鏡以使得顯示面板之右眼影像內容能夠傳遞到人的右眼，並使得顯示面板之左眼影像內容能夠傳遞到人的左眼。另外，柱狀透鏡通常是與畫素結構平行排列。當柱狀透鏡聚焦到畫素結構之間的黑矩陣時，會使人眼觀察到暗帶(dark band)的產生，此即為類摩爾紋(Moire-Like pattern，MLP)的表現。由於類摩爾紋對立體顯示裝置的顯示品質有著嚴重的影響，因此，如何降低類摩爾紋的產生實為此技術領域之研發者亟欲解決之問題。
本發明提供一種立體顯示裝置，其能有效降低類摩爾紋的產生而具有較佳的顯示品質。
本發明提出一種立體顯示裝置，包括顯示面板以及透鏡膜。顯示面板包括多個畫素結構。畫素結構沿著X方向以及Y方向排列以形成畫素陣列。每一畫素結構的水平寬度為L1。透鏡膜位於顯示面板的一側。透鏡膜包括多個柱狀透鏡。柱狀透鏡的延伸方向與Y方向之間具有夾角。每一柱狀透鏡於X方向上的寬度為L2，其中L2/L1=4.61±0.05。當每一英吋中的畫素結構數目(pixel per inch,PPI)大於110時，柱狀透鏡的延伸方向與Y方向之間的該夾角為16～18度。當每一英吋中的畫素結構數目(pixel per inch,PPI)小於110時，柱狀透鏡的延伸方向與Y方向之間的該夾角為8～11度。
基於上述，在本發明之立體顯示裝置中，將柱狀透鏡相對於畫素結構傾斜設置，如此一來，可以分散暗帶分佈的區域，降低類摩爾紋的存在的機率。另外，藉由調整柱狀透鏡的水平寬度與畫素結構的水平寬度的比例以及柱狀透鏡與畫素結構的設置角度，可以得到顯示品質較佳的立體顯示裝置。
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1是根據本發明一實施例之立體顯示裝置的立體爆炸示意圖。圖2是根據圖1中之畫素結構的示意圖。圖3是根據圖1之立體顯示裝置的上視示意圖。在此說明的是，圖2僅繪示一個畫素結構P以作說明。
請同時參照圖1以及圖2，本實施例之立體顯示裝置10包括顯示面板100以及透鏡膜200。透鏡膜200位於顯示面板100的一側。顯示面板100包括第一基板110、第二基板120以及顯示介質130。第二基板120位於第一基板110的對向。顯示介質130位於第一基板110與第二基板120之間。顯示介質130例如是液晶層。
第一基板110例如是主動元件陣列基板，其包括多個畫素結構P。畫素結構P沿著X方向以及Y方向排列以形成畫素陣列112。一般來說，畫素結構P包括主動元件T、掃描線SL、資料線DL以及畫素電極PE，其中主動元件T與掃描線SL以及資料線DL電性連接。主動元件T可以是底部閘極型薄膜電晶體或是頂部閘極型薄膜電晶體，其包括閘極、通道、源極以及汲極。主動元件T與掃描線SL及資料線DL電性連接。畫素電極PE與主動元件T中的汲極電性連接。與掃描線SL以及資料線DL類似地，主動元件T所位在的區域通常是屬於不透光的區域。
掃描線SL以及資料線DL一般是使用金屬材料。然，本發明不限於此，根據其他實施例，掃描線以及資料線也可以使用其他導電材料。例如：合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物或是金屬材料與其它導電材料的堆疊層。承上所述，掃描線SL以及資料線DL通常是使用非透光的材質，因此掃描線SL以及資料線DL所位在的區域是屬於不透光的區域。
畫素電極PE例如是由銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)或其他適合的透明導電材料所形成，因此畫素電極PE所位在的區域為可透光的區域。
第二基板120例如是彩色濾光基板、形成有對向電極的基板或是單純的空白基板。一般來說，彩色濾光基板包括共用電極層、彩色濾光圖案以及遮光圖案層122。共用電極層例如是由銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)或其他適合的透明導電材料所形成。彩色濾光圖案例如是紅色濾光圖案、綠色濾光圖案、藍色濾光圖案或是其他適合的濾光圖案。遮光圖案層122可用來對應畫素結構P中的不透光的區域設置。換言之，遮光圖案層122可以對應畫素結構P中掃描線SL、資料線DL、主動元件T以及其他需要遮光的區域設置以形成非透光區r，另外，沒有設置遮光圖案層122之處即形成透光區t。本實施例之第二基板120是以彩色濾光基板為例來說明，但本發明不以此為限。換言之，若第二基板120是形成有對向電極的基板或是單純的空白基板，那麼彩色濾光圖案以及遮光圖案層122可以設置在第一基板110上，以形成非透光區r以及透光區t。
根據本實施例，透鏡膜200位於顯示面板100的一側，且透鏡膜200是於相對靠近觀察者的一側設置。透鏡膜200包括多個柱狀透鏡210。柱狀透鏡210的設置可以用來將顯示影像分離成右眼顯示光束以及左眼顯示光束，以使得顯示面板之右眼影像內容能夠傳遞到人的右眼，並使得顯示面板之左眼影像內容能夠傳遞到人的左眼。
請參照圖3，為了詳細說明本實施例之畫素結構P以及透鏡膜200的配置關係，圖3僅繪示畫素結構P、遮光圖案層122以及透鏡膜200並省略繪示其他構件。另外，圖3中僅繪示2個柱狀透鏡210，然而，本發明不限定透鏡膜200中柱狀透鏡210的數量。
在本實施例中，畫素結構P的水平寬度為L1。詳細而言，水平寬度是指畫素結構P在X方向上的寬度為L1。
根據本實施例，柱狀透鏡210的延伸方向D1與Y方向之間具有夾角θ。具體而言，柱狀透鏡210的延伸方向D1不平行於畫素結構P於Y方向上的排列方向。在本實施例中，柱狀透鏡210於X方向上的寬度為L2(亦可稱為柱狀透鏡210寬度的水平分量)。
承上所述，本實施例之柱狀透鏡210於X方向上的寬度L2與畫素結構P的水平寬度L1的比例，即L2/L1，例如為4.61±0.05。具體而言，柱狀透鏡210於X方向上的寬度L2與畫素結構P的水平寬度L1的比例可表示每一柱狀透鏡210對應的畫素結構P的數量。換言之，每一柱狀透鏡210可對應多個畫素結構P設置。根據本實施例，當L2/L1例如為4.61±0.05時，可具有淡化類摩爾紋的效果。在一較佳實施例中，當L2/L1例如為4.63±0.02時，可具有較佳的淡化類摩爾紋的效果。
根據本實施例，當每一英吋中畫素結構P數目(pixel per inch,PPI)大於110時，柱狀透鏡210的延伸方向D1與Y方向之間的夾角θ為16～18度。再者，當每一英吋中畫素結構P數目(pixel per inch,PPI)小於110時，柱狀透鏡210與Y方向之間的夾角θ為8～11度。詳細而言，每一英吋中畫素結構P數目可表示立體顯示裝置10的解析度。當解析度較大時，柱狀透鏡210與畫素結構P之間的傾斜夾角較大。另外，當解析度較小時，柱狀透鏡210與畫素結構P之間的傾斜夾角較小。透過上述傾斜夾角的調整，可以使立體顯示裝置10具有淡化類摩爾紋的效果，使立體顯示裝置10的顯示品質具有較佳的顯示品質。
另一方面，除了調整柱狀透鏡210與畫素結構P之間的傾斜角度外，還可以針對顯示面板100中的遮光圖案層122作進一步的調整。在本實施例中，遮光圖案層122對應畫素結構P設置。具體而言，遮光圖案層122例如為黑矩陣(black mask)，從觀賞者的方向來看，其設置在各個畫素結構P之間，而使畫素結構P具有透光區t以及非透光區r。以下將針對畫素結構P中遮光圖案層122的調整方式作詳細的說明。
圖4是根據本發明一實施例之立體顯示裝置的畫素結構的上視示意圖。請參照圖4，在本實施例中，遮光圖案層122對應畫素結構P設置而使畫素結構P具有透光區t以及非透光區r。在本實施例中，畫素結構P中透光區t的長邊邊緣a與非透光區r的長邊邊緣b不平行。透過透光區t與非透光區r的長邊邊緣彼此不平行的設置，可以進一步減少立體顯示裝置10產生亮度不均勻的情形。
承上所述，以柱狀透鏡的延伸方向D1來看，畫素結構P於透光區t中的透光長度為H2，而且於不同水平位置上會有不同的透光長度H2，其中最大透光長度為H1。當每一英吋中的畫素結構P的數目大於110時，H2/H1例如為0.7±0.3。然而，本發明不限於此。在一較佳實施例中，當每一英吋中的畫素結構P的數目大於110時，H2/H1例如為0.8±0.2。另外，當每一英吋中的畫素結構P的數目小於110時，H2/H1例如為0.65±0.35。透過上述畫素結構P的最大透光長度H1以及透光長度H2的調整，可以進一步降低立體顯示裝置10產生暗帶的情形，使立體顯示裝置10的顯示品質具有較佳的顯示品質。
為說明畫素結構P中透光區t的長邊邊緣a與非透光區r的長邊邊緣b不平行設置的功效，以下列舉實例以作說明。
實例
實例之立體顯示裝置包括傾斜設置的柱狀透鏡且包括如圖4之畫素結構，其中透光區的長邊邊緣與非透光區的長邊邊緣不平行設置。另外，比較例之立體顯示裝置與實例之立體顯示裝置相似，惟其不同之處在於：比較例之立體顯示裝置中，其畫素結構的透光區的長邊邊緣與非透光區的長邊邊緣為平行設置。
圖5是實例與比較例之立體顯示裝置的開口率與位置的關係圖。請再參照圖3來說明開口率的量測方法，其中位置的起點是由切線A開始，往X方向移動，經由切線B之後，最後移到切線C，並完成立體顯示裝置的開口率的量測，其中開口率經過歸一化(Normalized)計算，並得到如圖5所示的開口率與位置的關係圖。
請參照圖5，比較例之立體顯示裝置於位置為64.58μm至73.8μm之間的開口率較低，相較之下，實例之立體顯示裝置開口率整體而言較為平均。因此，由圖5可知，實例之立體顯示裝置可具有較平均的亮度，藉由其畫素結構中透光區的長邊邊緣與非透光區的長邊邊緣的不平行設置，其類摩爾紋的情形可進一步淡化。
綜上所述，在本發明之立體顯示裝置中，將柱狀透鏡相對於畫素結構傾斜設置，並藉由調整柱狀透鏡的水平寬度與畫素結構的水平寬度的比例以及柱狀透鏡與畫素結構的設置角度，可以使暗帶產生的情形減少，而具有較佳的顯示品質。再者，透過畫素結構中透光區的長邊邊緣與非透光區的長邊邊緣的不平行設置，並藉由調整畫素結構的對角線長度以及此對角線於透光區中的長度之比例，可以改善顯示畫面亮度不均的問題，以達到淡化類摩爾紋的功效，並進一步得到較佳的顯示品質。
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。
10．．．立體顯示裝置
100．．．顯示面板
110．．．第一基板
120．．．第二基板
130．．．顯示介質
112．．．畫素陣列
P．．．畫素結構
122．．．遮光圖案層
200．．．透鏡膜
210．．．柱狀透鏡
A、B、C．．．切線
D1、D2．．．方向
DL．．．資料線
H1、H2．．．長度
L1、L2．．．寬度
PE．．．畫素電極
r．．．非透光區
SL．．．掃描線
t．．．透光區
T．．．主動元件
X、Y．．．方向
圖1是根據本發明一實施例之立體顯示裝置的立體爆炸示意圖。
圖2是根據圖1中之畫素結構的示意圖。
圖3是根據圖1之立體顯示裝置的上視示意圖。
圖4是根據本發明一實施例之立體顯示裝置的畫素結構的上視示意圖。
圖5是實例與比較例之立體顯示裝置的開口率與位置的關係圖。
10．．．立體顯示裝置
100．．．顯示面板
112．．．畫素陣列
P．．．畫素結構
122．．．遮光圖案層
200．．．透鏡膜
210．．．柱狀透鏡
A、B、C．．．切線
D1、D2．．．方向
L1、L2．．．寬度
X、Y．．．方向

Claims (7)

  1. 一種立體顯示裝置，包括：一顯示面板，該顯示面板包括多個畫素結構以及一遮光圖案層，其中該些畫素結構沿著X方向以及Y方向排列以形成一畫素陣列，每一畫素結構的一水平寬度為L1，且該遮光圖案層對應該些畫素結構設置，以使得每一畫素結構具有一透光區以及一非透光區，其中在柱狀透鏡的延伸方向上，每一畫素結構於該透光區中的一透光長度為H2，且最大透光長度為H1；以及一透鏡膜，位於該顯示面板的一側，該透鏡膜包括多個柱狀透鏡，每一柱狀透鏡於X方向上的一寬度為L2，且該些柱狀透鏡的一延伸方向與該Y方向之間具有一夾角，其中L2/L1=4.61±0.05，且當每一英吋中的畫素結構數目(pixel per inch,PPI)大於110時，該些柱狀透鏡的該延伸方向與該Y方向之間的該夾角為16~18度，當每一英吋中的畫素結構數目(pixel per inch,PPI)小於110時，該些柱狀透鏡的該延伸方向與該Y方向之間的該夾角為8~11度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中L2/L1=4.63±0.02。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中當每一英吋中的畫素結構數目(pixel per inch,PPI)大於110 時，H2/H1=0.7±0.3。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之立體顯示裝置，其中H2/H1=0.8±0.2。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中當每一英吋中的畫素結構數目(pixel per inch,PPI)小於110時，H2/H1=0.65±0.35。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中每一畫素結構之該透光區的一長邊邊緣與該非透光區之一長邊邊緣不平行。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中每一柱狀透鏡對應多個畫素結構設置。
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