TWI485436B - 顯示裝置及其相位延遲膜製作方法 - Google Patents

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TWI485436B TW102104220A TW102104220A TWI485436B TW I485436 B TWI485436 B TW I485436B TW 102104220 A TW102104220 A TW 102104220A TW 102104220 A TW102104220 A TW 102104220A TW I485436 B TWI485436 B TW I485436B
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Description

顯示裝置及其相位延遲膜製作方法
本發明是有關於一種顯示裝置及其相位延遲膜製作方法，且特別是有關於一種增加影像畫面品質的顯示裝置及其相位延遲膜製作方法。
隨著科技的進步與發達，人們對於物質生活以及精神層面的享受一向都只有增加而從未減少。以精神層面而言，在這科技日新月異的年代，人們希望能夠藉由顯示裝置來實現天馬行空的想像力，以達到身歷其境的效果；因此，如何使顯示裝置呈現立體的圖像或影像，便成為現今顯示裝置技術亟欲達到的目標。其中一種立體顯示裝置的工作原理是在顯示面板外貼附具有兩種相位區的相位延遲膜，以使用於顯示左眼影像的畫素區所提供的光線與用於顯示右眼影像的畫素區所提供的光線具有不同的偏振狀態，藉此將左眼影像與右眼影像分別經過使用者配戴的偏光眼鏡(左眼和右眼具有不同的偏振態)，使得左眼與右眼接受不同影像畫面，進而在使用者的大腦中融合成立體影像。
為了避免畫素區所提供的光線斜向通過錯誤的相位延遲區而傳遞錯誤的影像給使用者，在顯示左眼的畫素區與顯示右眼的畫素區之間必須配置黑色矩陣(Black Matrix)，且為了增進立體影像的垂直視角，通常會將此黑色矩陣的面積加大，但對於高解析度顯示裝置來說，黑色矩陣的 面積增加會大幅降低顯示裝置的光線穿透率，因此採用訊號輸入方式為”右眼影像訊號→暗態→左眼影像訊號→暗態”的週期，再同時搭配相位區面積大致等於兩倍畫素區面積的相位延遲膜，如此一來，顯示裝置可同時達到維持二維影像畫面的光穿透率以及立體視角的功效。
然而，在上述顯示裝置的架構中，也就是相位延遲膜的相位區大致等於兩倍畫素區情況下，當顯示裝置處於二維影像畫面顯示狀態時，會在影像畫面上產生亮暗相間的條紋(stripe mura)，這樣的亮暗相間的條紋在大視角更為明顯，而在影像畫面上產生條紋的原因在於，相位延遲膜是經由不同相位差值的材料去進行塗佈的多層膜結構，因而在相位延遲膜的表面會具有不同有效折射率，進而導致在影像畫面上產生亮暗相間的條紋。如何針對上述問題進行解決與改善，實為此技術領域者所關注的重點之一。
本發明的目的之一就是在提供一種顯示裝置，透過結構改良的相位延遲膜與顯示面板搭配使用，用以防止顯示裝置之顯示畫面出現橫紋斑(stripe mura)。
本發明的再一目的是提供一種相位延遲膜製作方法，透過結構改良的相位延遲膜與顯示面板搭配使用，用以防止顯示裝置之顯示畫面出現橫紋斑(stripe mura)。
為達上述優點，本發明提出一種顯示裝置包括顯示面板以及相位延遲膜。顯示面板具有至少一第一畫素區、至少一第二畫素區與至少一第三畫素區。第三畫素區位於第一畫素區與第二畫素區之間。相位延遲膜設置於顯示面板。相位延遲膜具有至少一第一相位區、至少一第二相位區與至少一第三相位區。第三相位區位於第一相位區與第二相位區之間。第一相位區對應第一畫素區，第二相位區對應第二畫素區，第三相位區對 應第三畫素區。第三相位區的相位延遲量不同於第一相位區與第二相位區的相位延遲量。
本發明另一方面提出一種相位延遲膜製作方法，包括下列步驟：提供基材；以及於基材形成配向層，配向層具有至少一第一相位區、至少一第二相位區與至少一第三相位區，第三相位區位於第一相位區與第二相位區之間，其中第三相位區的相位延遲量不同於第一相位區與第二相位區的相位延遲量。
在本發明之實施例中，相位延遲膜具有至少第一相位區、至少第二相位區以及至少第三相位區，第三相位區位於第一相位區與第二相位區之間，且第三相位區的相位延遲量不同於第一相位區與第二相位區的相位延遲量。當相位延遲膜設置於顯示面板時，相位延遲膜的第一相位區、第二相位區以及第三相位區分別對應於顯示面板的第一畫素區、第二畫素區以及第三畫素區。在這樣的結構設計下，明顯改善當顯示裝置處於二維影像顯示狀態時，顯示裝置所輸出的影像畫面出現亮暗相間條紋(stripe mura)的問題。此外，本發明另一方面提出一種相位延遲膜的製作方法，藉由結構改良的相位延遲膜與顯示面板搭配使用後，顯示裝置於二維影像顯示狀態時所輸出的影像畫面，條紋明顯變淡，甚至此條紋已達到不可見的等級。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
1、1a‧‧‧顯示裝置
10‧‧‧顯示面板
11、11a‧‧‧相位延遲膜
101‧‧‧第一畫素區
102‧‧‧第二畫素區
103‧‧‧第三畫素區
111、111a‧‧‧第一相位區
112、112a‧‧‧第二相位區
113、113a‧‧‧第三相位區
20‧‧‧基材
21‧‧‧配向層
22‧‧‧液晶層
200、201、202‧‧‧光罩
2001、2011、2021‧‧‧透光區
2002、2012、2022‧‧‧遮光區
211、211a‧‧‧第一相位區
212、212a‧‧‧第二相位區
213、213a‧‧‧第三相位區
D1、D2、D3‧‧‧方向
A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9‧‧‧面積
圖1A繪示為本發明之一實施例所述之顯示裝置的立體結構示意圖。
圖1B繪示為沿著圖1A的AA線段剖面示意圖。
圖2繪示為本發明之另一實施例所述之顯示裝置的剖面示意圖。
圖3A至圖3F繪示為圖1A、圖1B與圖2所示之相位延遲膜的製作方法流程示意圖。
請參照圖1A與圖1B，圖1A為本發明之一實施例所述之顯示裝置的立體結構示意圖。圖1B為沿著圖1A的AA線段剖面示意圖。如圖1A與圖1B所示，本實施例所述之顯示裝置1包括顯示面板10以及相位延遲膜11。顯示面板10具有至少一個第一畫素區101、至少一個第二畫素區102以及至少一個第三畫素區103，其中第三畫素區103位於第一畫素區101與第二畫素區102之間。相位延遲膜11設置於顯示面板10，相位延遲膜11具有至少一個第一相位區111、至少一個第二相位區112以及至少一個第三相位區113，第三相位區113位於第一相位區111與第二相位區112之間，其中第一相位區111對應第一畫素區101，第二相位區112對應第二畫素區102，第三相位區113對應第三畫素區103，且第三相位區113的相位延遲量不同於第一相位區111與第二相位區112的相位延遲量。
在本實施例中，顯示面板10的至少一個第一畫素區101、至少一個第二畫素區102以及至少一個第三畫素區103的數量例如是多個，且這些第一畫素區101、這些第二畫素區102以及這些第三畫素區103分別呈陣列排列，具體來說，這些第一畫素區101、這些第二畫素區102以及這些第三畫素區103彼此交錯排列。相位延遲膜11的至少一個第一相位區111、至少一個第二相位區112以及至少一個第三相位區113的數量例如是多個，且這些第一相位區111、這些第二相位區112以及這些第三相位區113呈陣列排列，具體來說，這些第一相位區111、這些第二相位區112以及這些第三相位區113彼此交錯排列。
承上述，這些第一相位區111的相位延遲量彼此相同，這些第二相位區112的相位延遲量彼此相同，這些第三相位區113的相位延遲量 彼此相同，但這些第一相位區111的相位延遲量不同於這些第二相位區112的相位延遲量。詳言之，在本實施例中，這些第一相位區111的相位延遲量例如是1/4波長，這些第二相位區112的相位延遲量例如是-1/4波長，而這些第三相位區113的相位延遲量例如是0，以使得顯示面板10所顯示的影像在通過相位延遲膜11時分別產生左旋光與右旋光等不同的偏振狀態，藉此，使用者可經由配戴偏光眼鏡的選擇而將具有不同偏振狀態的影像分別傳遞至左眼與右眼，進而在使用者的大腦中融合成立體影像。在其它的實施例中，這些第一相位區111的相位延遲量例如是-1/4波長，這些第二相位區112的相位延遲量例如是1/4波長，而這些第三相位區113的相位延遲量例如是0。
請繼續參照圖1B，以下再進一步說明本實施例所述之顯示面板10的這些第一畫素區101、這些第二畫素區102以及這些第三畫素區103與相位延遲膜11的這些第一相位區111、這些二相位區112以及這些第三相位區113彼此之間的位置關係。如圖1B所示，在本實施例中，顯示面板10的這些第一畫素區101、這些第二畫素區102以及這些第三畫素區103的面積A1、A2、A3例如是等於相位延遲膜11的這些第一相位區111、這些第二相位區112以及這些第三相位區113的面積A4、A5、A6，且這些第一相位區111、這些第二相位區112以及這些第三相位區113的面積A4、A5、A6彼此相等，換言之，這些第一畫素區101、這些第二畫素區102以及第三畫素區103完全位於這些第一相位區111、第二相位區112以及這些第三相位區113所涵蓋的範圍。具體來說，當顯示裝置1處於立體顯示狀態時，顯示面板10的這些第一畫素區101輸出的第一影像畫面通過對應的這些第一相位區111後呈現第一偏振態影像畫面，這些第二畫素區102輸出的第二影像畫面通過對應的這些第二相位區112後呈現第二偏振態影像畫面，而這些第三畫素區103呈現暗態並對應於這些第三相位區113。藉由這些第三畫素區103呈現暗態以避免光線斜向通過錯誤的相位區而傳遞錯誤 的影像畫面給使用者的情況。
在本實施例中，由於相位延遲膜11設置了這些第三相位區113來對應呈現暗態的這些第三畫素區103，且這些第三相位區113的相位延遲量為0，也就是說，這些第三相位區113在顯示裝置1處於二維影像顯示狀態(顯示面板10使用這些第一畫素區101、這些第二畫素區102以及這些第三畫素區103來顯示二維影像畫面)時，不會因為不同相位差值的薄膜干涉效應而造成了穿透率的差別，換言之，本實施例所述之相位延遲膜11在顯示裝置1處於二維影像顯示狀態時，提供了較大的不會被薄膜干涉效應影響的區域，進而使得顯示裝置1在二維影像顯示狀態時有較佳的影像品質。
請參照圖2，其為本發明之另一實施例所述之顯示裝置的剖面示意圖。如圖2所示，本實施例所述之顯示裝置1a大致與圖1A與圖1B所示之顯示裝置1類似，不同點在於，相位延遲膜11a的這些第三相位區113a的面積A9小於顯示面板10的這些第三畫素區103的面積A3。而在這些第三相位區113a的面積A9小於這些第三畫素區103的面積A3時，相位延遲膜11a的這些第一相位區111a與這些第二相位區112a的面積A7、A8分別大於顯示面板10的這些第一畫素區101與這些第二畫素區102的面積A1、A2，且這些第一相位區111a與這些第二相位區112a的面積A7、A8大於這些第三相位區113a的面積A9。在本實施例中，這些第一相位區111a、這些第二相位區112a以及這些第三相位區113a的面積A7、A8、A9比例例如是4：4：1，但本發明不以此為限。此外，在本實施例中，這些第一相位區111a的面積A7例如是等於這些第二相位區的面積A8，在其它的實施例中，這些第一相位區111a的面積A7例如是不等於這些第二相位區的面積A8。
請繼續參照圖2，以下再進一步說明顯示面板10的這些第一畫素區101、這些第二畫素區102以及這些第三畫素區103與相位延遲膜11a的這些第一相位區111a、這些第二相位區112a以及這些第三相位區113a 彼此之間的位置關係。如圖2所示，當這些第三相位區113a的面積A9小於這些第三畫素區103的面積A3時，這些第三相位區113a例如是對應於這些第三畫素區103的正中央位置，但本發明不以此為限。由於這些第一相位區111a與這些第二相位區112a的面積A7、A8分別大於這些第一畫素區101與第二畫素區102的面積A1、A2，因此，每一第一相位區111a對應於每一第一畫素區101與部分的每一第三畫素區103，而每一第二相位區112a對應於每一第二畫素區102與部分的每一第三畫素區103。
在本實施例中，由於第三相位區113a的面積A9小於第三畫素區103的面積A3，當顯示裝置1a處於立體顯示狀態時，能夠增進觀賞立體影像畫面的垂直視角，且當顯示裝置1a處在二維影像顯示狀態時，相位延遲膜11a也同時提供了較大的不會被薄膜干涉效應影響的區域，進而使得顯示裝置1a在二維影像顯示狀態時有較佳的影像品質。
請參照圖3A至圖3F，其為圖1A、圖1B與圖2所示之相位延遲膜的製作方法流程示意圖。首先，如圖3A所示，提供基材20，此基材20的材料包括三醋酸纖維素(triacetyl cellulose，TAC)、聚對苯二甲酸二乙酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)或環烯烴聚合物(cyclo-olefin polymer，COP)，但本發明不以此為限。再如圖3B所示，於基材20上形成配向層21。
接著，如圖3C至圖3E所示，對配向層21進行第一圖案化製程、第二圖案化製程以及第三圖案化製程，此第一圖案化製程、第二圖案化製程以及第三圖案化製程例如是微影製程。如圖3C所示，首先對配向層21進行第一圖案化製程，利用具有透光區2001與遮光區2002的光罩200置於配向層21上方並進行第一曝光處理，此第一曝光處理例如是透過線性偏極紫外光進行曝光處理。在第一照曝處理中，線性偏極紫外光朝45度方向D1穿過光罩200的透光區2001照射至配向層21上，進而於配向層21 上形成第一相位區211。而此第一相位區211的相位延遲量例如是1/4波長。
再如圖3D所示，對配向層21進行第二圖案化製程，利用具有透光區2011與遮光區2012的光罩201置於配向層21上方並進行第二曝光處理，使光罩201的透光區2011對應於配向層21在第一圖案化製程中未進行第一曝光處理的部分。然後，進行第二曝光處理，透過線性偏極紫外光朝-45度的方向D2穿過光罩201的透光區2011照射至配向層21上，進而於配向層21上形成第二相位區212。而此第二相位區212的相位延遲量例如是-1/4波長。
再如圖3E所示，對配向層21進行第三圖案化製程，利用具有透光區2021與遮光區2022的光罩202置於配向層21上方並進行第三曝光處理，使光罩202的透光區2021對應於配向層21在第一圖案化製程與第二圖案化製程中未進行第一曝光處理與第二曝光處理的部分，然後，進行第三曝光處理，透過線性偏極紫外光朝0度的方向D3穿過光罩200的透光區2001照射至配向層21上，進而於配向層21上形成第三相位區213。而此第三相位區213的相位延遲量例如是0。
再如圖3F所示，於具有第一相位區211、第二相位區212以及第三相位區213的配向層21上形成液晶層22，並將此液晶層22與配向層21進行配向，使得此液晶層22具有相位延遲量與第一相位區211、第二相位區212以及第三相位區213相同的相位區211a、212a、213a。最後再對此液晶層22進行固化製程，進而固化此液晶層22。而此固化製程係可選用紫外光固化製程或熱固化製程，但本發明不以此為限。
值得一提的是，圖3C至圖3E所示之第一圖案化製程、第二圖案化製程以及第三圖案化製程，除了透過微影製程於配向層21上形成具有不同相位延遲量的第一相位區211、第二相位區212以及第三相位區213外，亦可透過物理配向的方式例如是刷磨製程來於配向層21上形成具有不同相位延遲量的第一相位區211、第二相位區212以及第三相位區213。
綜上所述，在本發明之實施例中，相位延遲膜具有至少第一相位區、至少第二相位區以及至少第三相位區，第三相位區位於第一相位區與第二相位區之間，且第三相位區的相位延遲量不同於第一相位區與第二相位區的相位延遲量。當相位延遲膜設置於顯示面板時，相位延遲膜的第一相位區、第二相位區以及第三相位區分別對應於顯示面板的第一畫素區、第二畫素區以及第三畫素區。在這樣的結構設計下，明顯改善當顯示裝置處於二維影像顯示狀態時，顯示裝置所輸出的影像畫面出現亮暗相間條紋(stripe mura)的問題。此外，本發明另一方面提出一種相位延遲膜的製作方法，藉由結構改良的相位延遲膜與顯示面板搭配使用後，顯示裝置於二維影像顯示狀態時所輸出的影像畫面，條紋明顯變淡，甚至此條紋已達到不可見的等級。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，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，因此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。
1‧‧‧顯示裝置
10‧‧‧顯示面板
11‧‧‧相位延遲膜
101‧‧‧第一畫素區
102‧‧‧第二畫素區
103‧‧‧第三畫素區
111‧‧‧第一相位區
112‧‧‧第二相位區
113‧‧‧第三相位區
A1、A2、A3、A4、A5、A6‧‧‧面積

Claims (15)

  1. 一種顯示裝置，包括：一顯示面板，具有至少一第一畫素區、至少一第二畫素區與至少一第三畫素區，其中該第三畫素區位於該第一畫素區與該第二畫素區之間；以及一相位延遲膜，設置於該顯示面板，該相位延遲膜具有至少一第一相位區、至少一第二相位區與至少一第三相位區，該第三相位區位於該第一相位區與該第二相位區之間，其中該第一相位區對應該第一畫素區，該第二相位區對應該第二畫素區，該第三相位區對應該第三畫素區，且該第一相位區的相位延遲量不同於該第二相位區的相位延遲量，而該第三相位區的相位延遲量為0。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一相位區的相位延遲量為1/4波長，該第二相位區的相位延遲量為-1/4波長。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一相位區的相位延遲量為-1/4波長，該第二相位區的相位延遲量為1/4波長。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第三相位區的面積小於或等於該第三畫素區的面積。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之顯示裝置，其中該第三相位區的面積等於該第三畫素區的面積時，該第一相位區與該第二相位區的面積分別等於該第一畫素區與該第二畫素區的面積，且該第一相位區、該第二相位區與該第三相位區的面積相等。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之顯示裝置，其中該第三相位區的面積小於該第三畫素區的面積時，該第一相位區與該第二相位區的面積分別大於該第一畫素區與該第二畫素區的面積，且該第一相位區、該第二相位區的面積大於該第三相位區的面積。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之顯示裝置，其中該第三相位區的面積小於該第三畫素區的面積時，該第三相位區對應於該第三畫素區的正中央，該第一相位區對應於該第一畫素區與部分該第三畫素區，該第二相位區對應於該第二畫素區與部分該第三畫素區。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中當該顯示裝置處於一二維影像顯示狀態時，該顯示面板使用該第一畫素區、該第二畫素區以及該第三畫素區來顯示一二維影像畫面，當該顯示裝置處於一立體顯示狀態時，該顯示面板之該第三畫素區呈現一暗態，而該第一畫素區輸出之一第一影像畫面通過對應之該第一相位區後呈現一第一偏振態影像畫面，該第二畫素區輸出之一第二影像畫面通過對應之該第二相位區後呈現一第二偏振態影像畫面。
  9. 一種相位延遲膜製作方法，包括下列步驟：提供一基材；以及於該基材形成一配向層，該配向層具有至少一第一相位區、至少一第二相位區與至少一第三相位區，該第三相位區位於該第一相位區與該第二相位區之間，其中該第一相位區的相位延遲量不同於該第二相位區的相位延遲量，而該第三相位區的相位延遲量為0。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之相位延遲膜製作方法，其中於該基材形成該配向層的方法包括下列步驟：對該配向層進行一第一圖案化製程，進而形成該第一相位區；對該配向層進行一第二圖案化製程，進而形成該第二相位區；以及對該配向層進行一第三圖案化製程，進而形成該第三相位區。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之相位延遲膜製作方法，其中該第一圖案化製程、該第二圖案化製程與該第三圖案化製程為一微影製程。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之相位延遲膜製作方法，其中該第一圖案化製程、該第二圖案化製程與該第三圖案化製程為一刷磨製程。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之相位延遲膜製作方法，更包括下列步驟：形成一液晶層於該配向層，使得該液晶層與該配向層配向；以及進行一固化製程，進而固化該液晶層。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之相位延遲膜製作方法，其中該固化製程包括一紫外光固化製程或一熱固化製程。
  15. 如申請專利範圍第9項所述之相位延遲膜製作方法，其中該基材的材料包括一三醋酸纖維素(triacetyl cellulose，TAC)、一聚對苯二甲酸二乙酯(polyethylene terephthalate，PET)、一聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、一聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)或一環烯烴聚合物(cyclo-olefin polymer，COP)。
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