TWI486639B - 立體影像顯示裝置 - Google Patents
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Description
本發明涉及一種立體影像顯示裝置，且更具體地涉及一種能夠改善立體影像間串擾的立體影像顯示裝置。
利用立體技術或自動立體技術，立體影像顯示裝置可顯示立體影像。
立體技術利用具有高立體效應的雙眼視差影像，並可分為眼鏡式及非眼鏡式。該眼鏡式立體技術及非眼鏡式立體技術均可投入實際使用。在眼鏡式立體技術中，藉由改變該雙眼視差影像的偏極方向，或者利用時分法，雙眼視差影像可顯示在直視顯示裝置或投影機上，並且利用偏光眼鏡或液晶(LC)快門眼鏡可顯示立體影像。在非眼鏡式立體技術中，配置以分離雙眼視差影像的光軸的光學片(如視差屏障)可安裝在顯示螢幕的前面或後面。
第1圖為說明先前技術立體影像顯示裝置的圖式。
參見第1圖，眼鏡式立體影像顯示裝置可包括薄膜電晶體(TFT)陣列基板10、彩色濾光片基板12以及液晶(LC)層15，其中彩色濾光片基板12包括彩色濾光片13及黑色矩陣14，液晶層15介於TFT陣列基板10與彩色濾光片基板12之間。又，上偏光片16a可配置於彩色濾光片基板12之上，以及下偏光片16b可配置於TFT陣列基板10之下。圖案化延遲片17可配置於上偏光片16a上，以及表面已處理的保護膜18可配置於圖案化延遲片17之上。
具有上述結構的眼鏡式立體影像顯示裝置可交替地顯示左眼影像及右眼影像，並且藉由圖案化延遲片17改變入射至偏光眼鏡的偏極光的特性。因此，該眼鏡式立體影像顯示裝置可將左眼影像及右眼影像彼此空間上地分開並顯示立體影像。
在立體影像的形成時，藉由黑色矩陣14的寬度及彩色濾光片13與圖案化延遲片17之間的距離，可確定立體影像顯示裝置的垂直視角。儘管藉由增加黑色矩陣的寬度，先前技術立體影像顯示裝置顯示大約26°的垂直視角，但是黑色矩陣寬度增加可導致開口率及亮度下降。
因此，本發明旨在提供一種立體影像顯示裝置，其基本上消除由於先前技術的限制及缺陷而導致的一個或多個問題。
本發明的目的在於提供一種立體影像顯示裝置，其可最佳化黑色矩陣及黑色條紋的寬度，並改善立體影像間的串擾而不降低開口率及亮度。
對於本發明額外的優點，目的和特點將在隨後的描述中闡明，部分內容將對於此領域具有技術者將在審視隨後的描述而顯而易見，或者可以藉由實施本發明而瞭解。本發明的目的和其他優點將藉由特別在描述中指出的結構和在此的申請專利範圍以及所附附圖說明實現和獲得。
為了實現上述目標和其他優點並依據本發明的目的，此處具體並大體描述，一種立體影像顯示裝置，包括一基板；複數個黑色矩陣，彼此平行形成在該基板的一第一表面上；複數條黑色條紋，形成在該第一表面的對面的該基板的一第二表面上，該等黑色條紋的每一個對應於該等黑色矩陣的其中之一，該等黑色條紋的每一個具有一等於或大於該等黑色矩陣之對應的一個的寬度的寬度；以及一圖案化延遲片膜，形成在該等黑色條紋上，該圖案化延遲片膜包括複數個第一延遲片圖案以及複數個第二延遲片圖案，其中一第一延遲片圖案設置在一第一對黑色條紋之間的區域之上，以及一第二延遲片圖案設置在一第二對黑色條紋之間的區域之上，該第二對黑色條紋鄰接該第一對黑色條紋，以及其中該等黑色條紋的每一個的寬度小於或等於兩倍該圖案化延遲片膜的黏合邊緣。
另一方面，一種影像顯示裝置，包括一基板；複數個黑色矩陣，在該基板的一第一表面上形成一列；複數條黑色條紋，形成在該第一表面的對面的該基板的一第二表面上，該等黑色條紋的每一個對應於該等
黑色矩陣的其中之一，該等黑色條紋的每一個具有一等於或大於該等黑色矩陣之對應的一個的寬度的寬度；以及一圖案化延遲片膜，形成在該等黑色條紋上，該圖案化延遲片膜包括複數個第一延遲片圖案以及複數個第二延遲片圖案，其中一第一延遲片圖案設置在一第一對黑色條紋之間的區域之上，以及一第二延遲片圖案設置在一第二對黑色條紋之間的區域之上，該第二對黑色條紋鄰接該第一對黑色條紋，以及其中該等黑色條紋的每一條的寬度在由以下方程式給出的範圍內：
其中s表示該等黑色條紋的每一條的寬度，CT(cross talk)表示立體影像的一串擾比，m表示該等第一延遲片圖案和該等第二延遲片圖案的界面關於複數條擋光條紋的中心或複數個擋光矩陣的中心的錯位的長度，以及p表示該等黑色條紋的第一條的中心部分與鄰接該等黑色條紋的該第一條的該等黑色條紋的第二條的中心部分之間的距離，或者該等黑色矩陣的第一個的中心部分與鄰接該等黑色矩陣的該第一個的該等黑色矩陣的第二個的中心部分之間的距離。
又一方面，一種影像顯示裝置，包括一基板；複數個黑色矩陣，在該基板的一第一表面上形成一列；複數條黑色條紋，形成在該第一表面的對面的該基板的一第二表面上，該等黑色條紋的每一條對應於該等黑色矩陣的其中之一，該等黑色條紋的每一條具有一等於或小於該等黑色矩陣之對應的一個的寬度的寬度；以及一圖案化延遲片膜，形成在該等黑色條紋上，該圖案化延遲片膜包括複數個第一延遲片圖案以及複數個第二延遲片圖案，其中一第一延遲片圖案設置在一第一對黑色條紋之間的區域之上，以及一第二延遲片圖案設置在一第二對黑色條紋之間的區域之上，該第二對黑色條紋鄰接該第一對黑色條紋，以及其中該等黑色矩陣的每一個的寬度小於或等於兩倍該圖案化延遲片膜的黏合邊緣。
再一方面，一種影像顯示裝置，包括一基板；複數個黑色矩陣，在該基板的一第一表面上形成一列；複數條黑色條紋，形成在該第一表面的對面的該基板的一第二表面上，該等黑色條紋的每一條對應於該等黑色矩陣的其中之一，該等黑色條紋的每一條具有一等於或小於該等黑色
矩陣之對應的一個的寬度的寬度；以及一圖案化延遲片膜，形成在該等黑色條紋上，該圖案化延遲片膜包括複數個第一延遲片圖案以及複數個第二延遲片圖案，其中一第一延遲片圖案設置在一第一對黑色條紋之間的區域之上，以及一第二延遲片圖案設置在一第二對黑色條紋之間的區域之上，該第二對黑色條紋鄰接該第一對黑色條紋，以及其中該等黑色條紋的每一條的寬度在由以下方程式給出的範圍內：
其中b表示該等黑色矩陣的寬度，CT表示立體影像的一串擾比，m表示該等第一延遲片圖案和該等第二延遲片圖案的界面關於複數條擋光條紋的中心或複數個擋光矩陣的中心的錯位的長度，以及p表示該等黑色條紋的第一條的中心部分與鄰接該等黑色條紋的該第一條的該等黑色條紋的第二條的中心部分之間的距離，或者該等黑色矩陣的第一個的中心部分與鄰接該等黑色矩陣的該第一個的該等黑色矩陣的第二個的中心部分之間的距離。
另一方面，一種立體影像顯示裝置，包含一基板；複數個擋光矩陣，形成在該基板的一第一表面上；複數條擋光條紋，形成在該基板的一第二表面上，其中該等擋光條紋的每一條對應於各該等擋光矩陣；以及一圖案化延遲片膜，形成在該等擋光條紋上；其中該等擋光條紋的每一條的寬度大於所對應之每個該等擋光矩陣的寬度或者其中該等擋光條紋的每一條的寬度小於所對應之每個該等擋光矩陣的寬度，從而降低在由該立體影像顯示裝置所產生之三維影像中的串擾。
可以理解的是，上文的概括說明和下文的詳細說明都具有示例性和解釋性，並意圖在於為本發明所提出的申請專利範圍作進一步的解釋說明。
10‧‧‧薄膜電晶體(TFT)陣列基板
12‧‧‧彩色濾光片基板
13‧‧‧彩色濾光片
14‧‧‧黑色矩陣
15‧‧‧液晶(LC)層
16a‧‧‧上偏光片
16b‧‧‧下偏光片
17‧‧‧圖案化延遲片
18‧‧‧保護膜
100‧‧‧立體影像顯示裝置
110‧‧‧TFT陣列基板
120‧‧‧彩色濾光片基板
130‧‧‧擋光矩陣/黑色矩陣
130a‧‧‧第一黑色矩陣
130b‧‧‧第二黑色矩陣
130c‧‧‧第三黑色矩陣
135‧‧‧彩色濾光片
140‧‧‧保護層
145‧‧‧柱間隔物
150‧‧‧LC層
160‧‧‧後表面ITO
165‧‧‧擋光條紋/黑色條紋
165a‧‧‧第一黑色條紋
165b‧‧‧第二黑色條紋
165c‧‧‧第三黑色條紋
167‧‧‧黏著劑
170‧‧‧偏光片
180‧‧‧圖案化延遲片
180a‧‧‧第一延遲片圖案
180b‧‧‧第二延遲片圖案
185‧‧‧圖案化延遲片膜
190‧‧‧保護膜
195‧‧‧偏光眼鏡
DP‧‧‧顯示面板
所附圖式，其中提供關於本發明實施例的進一步理解並且被結合與構成本說明書的一部份，說明本發明的實施例並且連同描述提供對於本發明實施例之原則的解釋。圖式中：第1圖為說明先前技術立體影像顯示裝置的圖式；第2圖為根據本發明實施例的立體影像顯示裝置的圖式；第3圖至第5圖為根據本發明其他實施例的立體影像顯示裝置的圖式；第6圖為根據本發明穿透率相對於光感樹脂合成物的波長範圍的圖式；第7圖和第8圖為根據本發明其他實施例的串擾的圖式；以及第9圖和第10圖為根據本發明其他實施例的立體影像顯示裝置的圖式。
現在將詳細參考實施例，由所附圖式說明示例。
第2圖為說明根據本發明實施例的立體影像顯示裝置的圖式。
參見第2圖，根據本發明實施例的立體影像顯示裝置100可包括顯示面板DP、偏光片170、圖案化延遲片180以及偏光眼鏡195。
顯示面板DP可不僅具體為液晶(LC)顯示面板，還可為如場發射顯示器(FED)、電漿顯示面板(PDP)及電致發光裝置(EL)的其他平板顯示器(FPD)的其中之一的顯示面板。
當顯示面板DP具體為LC顯示面板時，立體影像顯示裝置100可進一步包括背光單元(圖中未顯示)及偏光片(圖中未顯示)，其中該背光單元配置於顯示面板DP之下，該偏光片配置於顯示面板DP與該背光單元之間。用作立體影像驅動元件的圖案化延遲片180及偏光眼鏡195可空間地將左眼影像及右眼影像彼此分開並體現雙眼視差。
顯示面板DP可包括兩個玻璃基板以及介於其間的LC層。薄膜電晶體(TFT)陣列可形成在TFT陣列基板上。彩色濾光片陣列可形成在彩色濾光片基板上。該彩色濾光片陣列可包括黑色矩陣及彩色濾光
片。偏光片170可黏附至該彩色濾光片基板，偏光片(圖中未顯示)可黏附至TFT陣列基板。
左眼影像L及右眼影像R可以逐線方式交替顯示在顯示面板DP上。偏光片170可僅傳輸經由顯示面板DP的LC層傳輸的入射光中之特定線偏極的光，該偏光片170可為黏附至顯示面板DP的彩色濾光片基板上的檢偏板。
圖案化延遲片180可包括以逐線方式交替配置的第一延遲片圖案以及第二延遲片圖案。第一和第二延遲片圖案可以逐線方式配置，從而與偏光片170的吸收軸形成+45°角及-45°角。
利用雙折射介質，每個延遲片圖案可將光的相位延遲波長(λ)/4。該第一延遲片圖案的光軸可正交於該第二延遲片圖案的光軸。
因此，該第一延遲片圖案可配置以對應顯示左眼影像的顯示面板DP的列，並將左眼影像的光轉變為第一偏極光(圓或線偏極光)。該第二延遲片圖案可配置以對應顯示右眼眼影像的顯示面板的列，並將右眼影像的光轉變為第二偏極光(圓或線偏極光)。在一實例中，該第一延遲片圖案可由配置以體現傳輸左圓偏極光的偏極濾光片，同時該第二延遲片圖案可由配置以體現傳輸右圓偏極光的偏極濾光片。
配置僅傳輸第一偏極元件的偏極光膜可黏附至偏光眼鏡195的左眼側，同時配置僅傳輸第二偏極元件的偏極光膜可黏附至偏光眼鏡195的右眼側。因此，佩戴偏光眼鏡195的觀察者可使用左眼僅觀看左眼影像，並且使用右眼僅觀看右眼影像，從而觀察者可感覺顯示面板DP上顯示的影像為立體(即，三維)影像。
以下，將進一步詳細描述根據本發明實施例的立體影像顯示裝置及其製造方法。為簡便起見，相同的附圖標記用於表示上述立體影像顯示裝置中的相同元件，並因此提供其描述。
第3圖至第5圖為說明根據本發明其他實施例的立體影像顯示裝置的圖式，以及第6圖為根據本發明穿透率相對於光感樹脂合成物的波長範圍的圖式。
參見第3圖，根據本發明第一實施例的立體影像顯示裝置100包括顯示面板DP，該顯示面板DP包括TFT陣列基板110，設置相對
於TFT陣列基板110的彩色濾光片基板120，以及該顯示面板DP進一步包括LC層150，該LC層150介於TFT陣列基板110與彩色濾光片基板120之間。
更具體地，一TFT陣列可形成在TFT陣列基板110上。該TFT陣列可包括複數條資料線、複數條閘線(或掃描線)、複數個TFT、複數個像素電極以及一儲存電容，其中紅(R)、綠(G)和藍(B)資料電壓施加至該等資料線，該等閘線(或掃描線)配置以與該等資料線交叉並且閘脈衝(或掃描脈衝)載入至該等閘線，該等TFT形成在該等資料線與該等閘線的交叉處，該等像素電極配置以利用資料電壓對LC單元充電，並且該儲存電容連接至每個像素電極以保持該LC單元的電壓。
以垂直或橫向驅動方法，設置於該等像素電極的對面以形成一電場的共同電極可形成在彩色濾光片基板120上，如扭曲向列(TN)模式及垂直排列(VA)模式。又，以橫向電場驅動方法，該共同電極可與像素電極一同形成在TFT陣列基板110上，如平面內切換(IPS)模式及邊緣場切換(FFS)模式。
R、G和B彩色濾光片135可形成在彩色濾光片基板120的內表面上，並且複數個擋光矩陣130可形成在R、G和B彩色濾光片135之間。在一實施例中，該等擋光矩陣代表黑色矩陣，並且以下稱為黑色矩陣130。注意的是在可選的實施例中，除了黑色之外的其他暗色可用於該等擋光矩陣。保護層140可形成以保護彩色濾光片135及黑色矩陣130。彩色濾光片135可將由背光單元發出且傳輸通過LC層150的光轉換為紅、綠和藍光。又，黑色矩陣130可分別設置在彩色濾光片135中並將左眼影像及右眼影像相互分開。保護層140可減少彩色濾光片135之間的皆差並保護彩色濾光片135。這裏，儘管在圖式中假設，在形成黑色矩陣130之後形成彩色濾光片135，但是也可在形成彩色濾光片135之後形成黑色矩陣130。
一配向層(圖中未顯示)可形成在每個TFT陣列基板110及彩色濾光片基板120上，該配向層配置以設定TFT陣列基板110與彩色濾光片基板120之間的液晶的預傾角，該配向層可接觸LC層150，並且柱間隔物145可形成以保持LC盒的盒厚。
後表面氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)160可形成在彩色濾光片基板120的外表面上，擋光條紋165可形成在後表面ITO 160上，偏光片170可形成在擋光條紋165上，並且圖案化延遲片膜185可形成在偏光片170上。在一實施例中，該等擋光條紋代表黑色條紋並且以下稱為黑色條紋165。注意的是在可選的實施例中，除了黑色之外的其他暗色可用於該等擋光條紋。
後表面ITO 160可形成在彩色濾光片基板120的整個表面上，並且外部釋放彩色濾光片基板120上產生的靜電。對應於黑色矩陣130的黑色條紋165可形成在後表面ITO 160上。上述偏光片170可形成在黑色條紋165上並且偏極化傳輸通過顯示面板DP的光。此外，如第4圖所示，黏著劑167可形成在偏光片170上並黏附至黑色條紋165及後表面ITO 160上。
圖案化延遲片膜185可設置在偏光片170上。如上所述，圖案化延遲片膜185可包括第一延遲片圖案180a以及第二延遲片圖案180b，在該等延遲片圖案形成在保護膜190上。第一延遲片圖案180a可設置以對應於顯示左眼影像的顯示面板DP的行，並將左眼影像的光轉換為第一偏極光(圓或線偏極光)。第二延遲片圖案180b可設置以對應於顯示右眼影像的顯示面板DP的行，並將右眼影像的光轉換為第二偏極光(圓或線偏極光)。在一實例中，第一延遲片圖案180a可由配置以傳輸左圓偏極光的偏極濾光片體現，同時第二延遲片圖案180b可由配置以傳輸右圓偏極光的偏極濾光片體現。
黑色條紋165可形成在對應於黑色矩陣130的區域內。這裏，可控制黑色條紋165的寬度以阻止顯示裝置的開口率減小，並且最小化立體影像的串擾。
同時，參見第5圖，與上述立體影像顯示裝置100不同，黑色條紋165可形成在彩色濾光片基板120的外表面上，並且後表面ITO 160可形成以覆蓋黑色條紋165。又，偏光片170可形成在後表面ITO 160上，以及圖案化延遲片膜185可設置在該偏光片170上。如上所述，圖案化延遲片膜185可包括第一延遲片圖案180a以及第二延遲片圖案180b，形成在保護膜190上。
根據本發明的黑色矩陣130及黑色條紋165可由包括炭黑的光感樹脂合成物形成。更具體地，用作黑色矩陣130及黑色條紋165的材料的光感樹脂合成物可包含顏料、黏合劑、多功能單體、光起始劑、分散劑及添加劑。
該顏料可包括至少一黑色顏料以及一有機顏料。炭黑(carbon black)可用作該黑色顏料。然而，該黑色顏料未特別限制為黑色顏料且可為具有擋光特性的任何顏料。該黑色顏料的實例可為槽黑(channel black)、爐黑(furnace black)、熱炭黑(thermal black)或燈黑(lamp black)。又，該有機顏料可為水溶性偶氮(azo)顏料、不溶性偶氮顏料、酞菁(phthalozyanin)顏料、喹吖啶酮(quinacridone)顏料、異吲哚啉酮(isoindolinone)顏料、異吲哚啉(isoindoline)顏料、二萘嵌苯(perylene)顏料、芘酮(perynone)顏料、二惡嗪(dioxazine)顏料、蒽醌(anthraquinone)顏料、二蒽醌(dianthraquinonyl)顏料、蒽嘧啶(anthrapyrimidine)顏料、蒽嵌蒽醌(anthanthrone)顏料、陰丹酮(indanthrone)顏料、黃烷士林(flavanthrone)顏料、皮蒽酮(pyranthrone)顏料或吡咯並吡咯二酮(diketopyrrolopyrrole，DPP)顏料。
該黏合劑可提高樹脂合成物的結合特性，並且能夠與另一單體共聚的材料可用作該黏合劑。例如，該黏合劑可為至少一選自由丙烯酸(acrylic)樹脂、聚醯亞胺(polyimide)樹脂、酚醛(phenolic)樹脂及卡多(cardo)樹脂組成的群組。又，該樹脂可為包含酸基(acid radical)或環氧基(epoxy radical)的化合物。較佳地，環氧丙烯酸樹脂可用作該黏合劑。
該多功能單體可為利用光起始劑聚合的化合物。該多功能單體可為丙烯酸基單體(acrylate-based monomer)，例如，二丙烯酸乙二醇酯(ethyleneglyco diacrylate)、1,4-環己二醇二丙烯酸酯(1,4-cyclohexanediol diacrylate)、三羥甲基三丙烯酸酯(trimethylol triacrylate)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylolpropane triacryalte)、季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritol triacrylate)、四甘醇二丙烯酸酯(tetraethyleneglycol diacrylate)、二季戊四醇三丙烯酸酯
(dipentaerythritol triacrylate)，二季戊四醇四丙烯酸酯(dipentaerythritol tetraacrylate)、山梨醇三丙烯酸酯(sorbitol triacrylate)、山梨醇四丙烯酸酯(sorbitol tetraacrylate)、醋酸乙烯酯(vinyl acetate)或三聚氰尿酸三烯丙酯(triallyl cyanurate)。除了上述單體之外，可有效使用聚合物，如二聚體或三聚體。
該光起始劑可為配置以產生由於光而導致的自由基的材料，並引發聚合反應。該光起始劑可為至少一選自由苯乙酮基(acetophenone-based)化合物、聯咪唑基(biimidazone-based)化合物、三嗪基(triazine-based)化合物及肟基(oxime-based)化合物的群組。較佳地，該基肟基化合物可用作該光起始劑。
該分散劑可用以阻止顏料成分自樹脂合成物的洗脫。界面活性劑可用作該分散劑。例如，該分散劑可為矽基(silicon-based)界面活性劑、氟基(fluorine(F)-based)界面活性劑、酯基(ester-based)界面活性劑、陰離子基(anionic-based)界面活性劑、陽離子基(cationic-based)界面活性劑、非離子基(nonionic-based)界面活性劑或兩性基(amphoteric-based)界面活性劑。
根據需求，該添加劑可添加至根據本發明的樹脂合成物。該添加劑可為填充劑、固化劑、抗氧化劑或紫外(UV)吸收劑。
如上所述，用作黑色矩陣130及黑色條紋165的材料的光感樹脂合成物可包括該顏料、該黏合劑、該多功能單體、該光起始劑、該分散劑及該添加劑。參見第6圖，由於根據本發明的光感樹脂合成物包含該顏料成分，因此該光感樹脂合成物可略微傳播可見光，但是在約800nm或更大的波長範圍內，該光感樹脂合成物可顯示約60%或更高的穿透率。因此，在本發明中，利用上述光感樹脂合成物可製造黑色矩陣130及黑色條紋165。
此外，為了在精確位置處形成黑色條紋165，形成在彩色濾光片基板120上的黑色矩陣130可用作對準標記，或者可使用附加光罩對準標記(mask alignment key，MAK)。又，由於利用光罩製程或印刷製程形成黑色條紋165，因此可最小化錯誤。
然而，如韓國專利申請第10-2010-0035184號所述，由於黏合邊緣可發生錯位。因此，可發生立體影像間的串擾，從而降低了立體影像的解析度。
以下，將進一步詳細說明由於黏合邊緣而導致的錯位發生所引起的立體影像間的串擾。第7圖和第8圖顯示了圖案化延遲片膜185未與黑色條紋165精確對準以及出現對應於長度「m」的邊緣的情況。對比第7圖及第3圖至第5圖，第3圖至第5圖中之黑色條紋的中心與第一延遲片圖案180a的邊緣或第二延遲片圖案180b的邊緣對準。相較之下，在第7圖中，第一延遲片圖案180a的右邊緣與黑色條紋165的中心及黑色矩陣130的中心錯位長度「m」。由背光單元發出的且通過LC層(圖中未顯示)的光可傳輸通過彩色濾光片基板120上形成的彩色濾光片(圖中未顯示)，並傳輸通過圖案化延遲片膜185。參見第8圖，為了實現上述立體影像，通過彩色濾光片(圖中未顯示)傳輸的第一影像的光應通過形成在圖案化延遲片膜185上的第一延遲片圖案180a，通過相鄰彩色濾光片(圖中未顯示)傳輸的第二影像的光應通過形成在圖案化延遲片膜185上的第二延遲片圖案180b。然而，如第7圖和第8圖所示，當發生由於圖案化延遲片膜185的黏合邊緣而導致錯位差不多長度「m」時，對應於第二影像的光可部分傳輸通過第一延遲片圖案180a，或者對應於第一影像的光可部分傳輸通過第二延遲片圖案180b，從而引發立體影像間串擾。對應於第一影像的光通過第一延遲片圖案180a傳輸至顯示面板DP。
為了最小化該等立體影像間串擾，可增加彩色濾光片基板120上形成的黑色矩陣的寬度，或者黑色條紋165的寬度。然而，當黑色矩陣130或黑色條紋165的寬度增加大於需求時，開口率及亮度降低，如上所述。
以下，參見第9圖將描述用於設計最佳黑色條紋165的本發明實施例。在下述實施例中，相同的附圖標記用於表示根據上述實施例的立體影像顯示裝置中的相同元件，並因此為簡便起見提供其描述。
根據本發明的立體影像顯示裝置100可包括形成在彩色濾光片基板120的一表面上的R、G和B彩色濾光片(圖中未顯示)，以及具有寬度b的第一黑色矩陣130a、第二黑色矩陣130b和第三黑色矩陣130c
形成在R、G和B彩色濾光片中。又，第一黑色條紋165a、第二黑色條紋165b和第三黑色條紋165c具有寬度「s」，該寬度「s」等於或大於第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的寬度「b」(sb)，並且第一黑色條紋165a、第二黑色條紋165b和第三黑色條紋165c可形成在彩色濾光片基板120的其他表面上以分別對應第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c。此外，如上所述，後表面ITO 160、偏光片170和圖案化延遲片膜185可堆疊在第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c上。
如上所述，圖案化延遲片膜185可包括第一延遲片圖案180a以及第二延遲片圖案180b。第一延遲片圖案180a可設置在第一和第二黑色條紋165a和165b之間，同時第二延遲片圖案180b可設置在第二和第三黑色條紋165b和165c之間。
根據本發明的立體影像顯示裝置的第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的寬度可藉由串擾CT，圖案化延遲片膜185的黏合邊緣「m」，以及像素尺寸p而確定，以下將說明其詳細描述。
用於計算立體影像顯示裝置的串擾CT的方程式如下：
具體地，串擾CT為對應於第一影像的光的部分，與入射至該第一影像的光之比，其中該光的部分未通過第一延遲片圖案180a但是通過第二延遲片圖案180b。也就是說，隨著串擾CT減小，立體影像的品質改善。通常，串擾CT可為變化的數值及比率，其可根據顯示螢幕的尺寸及視距而由每個立體影像顯示裝置所提供。
在方程式(1)中，「m」表示圖案化延遲片膜185的黏合邊緣，如第9圖所示。如上所述，該黏合邊緣指的是由圖案化延遲片膜185與黑色條紋165的錯位而產生的邊緣。也就是說，該黏合邊緣「m」可指對應於第一和第二延遲片圖案180a和180b之間界面的彩色濾光片基板120的位置與對應於第二黑色條紋165b的中心位置的彩色濾光片基板120的位置之間的距離。
此外，在方程式(1)中，「p」可定義為相鄰的第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c之間的距離，或者相鄰的第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c之間的距離。距離「p」可與像素的尺寸或彩色濾光片135的尺寸同義。也就是說，該距離「p」可指第一黑色矩陣130a的中心部分與第二黑色矩陣130b的中心部分之間的距離，或者第二黑色矩陣130b的中心部分與第三黑色矩陣130c的中心部分之間的距離等。又，該距離「p」可指第一黑色條紋165a的中心部分與第二黑色條紋165b的中心部分之間的距離，或者第二黑色條紋165b的中心部分與第三黑色條紋165c的中心部分之間的距離等。
最後，在方程式(1)中，「s」可定義為第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的寬度。藉由將第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的寬度「s」移至方程式(1)的左側，方程式(1)可變為方程式(2)：
這裏，當實際製造的立體影像顯示裝置的第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的寬度「s」小於自方程式(2)得到的值時，串擾CT進一步增加。因此，方程式(2)的值為第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的最小寬度Min(s)，並最後表示為方程式(3)：
以下，將描述根據本發明實施例的確定第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的最小寬度Min(s)的方法的實例。通常，42吋立體影像電視可製造以具有大約500μm的像素尺寸及2%或更小的CT比，儘管像素尺寸及CT比依賴於產品的解析度。這裏，當圖案化延遲片膜185具有約50μm的黏合邊緣「m」時，第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的最小寬度Min(s)如下：
從上述方程式可知，第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的最小寬度Min(s)約為寬度83.7μm。也就是說，第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的寬度「s」應等於或大於至少約83.7μm，從而約2%或更小的CT比才可發生。當第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c形成小於最小寬度Min(s)的寬度「s」時，CT比可增加，從而立體影像的品質嚴重下降。
相較之下，當第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的寬度「s」增加超過所需時，開口率可能下降且立體影像的亮度降低，從而降低了影像的解析度。
以下，將描述第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的最大寬度Max(s)的設計。第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的最大寬度Max(s)定義如方程式(4)：Max
(s
)=2×m
(4)
也就是說，第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的最大寬度Max(s)為黏合邊緣m的長度的兩倍。具體地，由於藉由用0(如零)替代方程式(2)的串擾CT而得到方程式(4)，可知第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的最大寬度Max(s)為第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的寬度「s」，其可阻止串擾。當第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的寬度「s」為黏合邊緣m的兩倍以上時，不發生串擾，但是開口率降低。因此，第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的寬度「s」應設計以等於或小於第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的最大寬度Max(s)。
在上述實例中，第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的最大寬度Max可為約100μm(=2×50μm)。
如上述實施例所述，第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的寬度「s」最後如方程式(5)所示：
以下，參見第10圖將描述用於設計最佳黑色矩陣130的本發明另一實施例。在下述實施例中，相同的附圖標記用於表示根據上述實施例的立體影像顯示裝置中的相同元件，並為簡便起見提供其描述。
根據本發明的立體影像顯示裝置可包括形成在彩色濾光片基板120的一表面上的R、G和B彩色濾光片(圖中未顯示)，以及具有寬度b的形成在R、G和B彩色濾光片間的第一黑色矩陣130a、第二黑色矩陣130b和第三黑色矩陣130c。又，第一黑色條紋165a、第二黑色條紋165b和第三黑色條紋165c具有寬度「s」，該寬度「s」等於或小於第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的寬度「b」(sb)，並且該等第一黑色條紋165a、第二黑色條紋165b和第三黑色條紋165c可形成以對應第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c。此外，如上所述，一後表面ITO 160、一偏光片170和一圖案化延遲片膜185可堆疊在第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c上。
如上所述，圖案化延遲片膜185可包括一第一延遲片圖案180a以及一第二延遲片圖案180b。第一延遲片圖案180a可設置在第一和第二黑色條紋165a和165b之間，同時第二延遲片圖案180b可設置在第二和第三黑色條紋165b和165c之間。
在根據本發明的立體影像顯示裝置中，第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的寬度可藉由串擾CT、圖案化延遲片膜185的黏合邊緣「m」、以及像素尺寸p而確定，以下將說明其詳細描述。
用於計算立體影像顯示裝置的串擾CT的方程式如下：
串擾CT、黏合邊緣m以及相鄰第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c或相鄰第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c之間的距離與前述實施例中所述相同，並因此將省略其描述。在方程式(6)中，「b」定義為第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的寬度。藉由將第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的寬度「b」移至方程式(6)的左側，方程式(6)可變為方程式(7)：
這裏，當實際製造的立體影像顯示裝置的第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的寬度「b」小於自方程式(7)得到的值時，串擾CT進一步增加。因此，方程式(7)的值為第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的最小寬度Min(b)，並最後表示為方程式(8)：
以下，將描述根據本發明實施例的確定第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的最小寬度Min(b)的方法的實例。通常，47寸立體影像電視可製造以具有大約550μm的像素尺寸及2%或更小的CT比，儘管像素尺寸及CT比依賴於產品的解析度。這裏，當圖案化延遲片膜185具有約40μm的黏合邊緣「m」時，第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的最小寬度Min(b)如下：
從上述方程式可知，第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的最小寬度Min(b)約為寬度60.8μm。也就是說，第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的寬度「b」應等於或大於至少約60.8μm，從而約2%或更小的CT比才可發生。當第一、第二和第三黑色
矩陣130a、130b和130c形成小於該最小寬度Min(b)的寬度「b」時，CT比可增加，從而立體影像的品質嚴重下降。
相較之下，當第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的寬度「b」增加超過所需時，開口率可能下降且立體影像的亮度降低，從而降低了影像的解析度。
以下，將描述第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的最大寬度Max(b)的設計。第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的最大寬度Max(b)定義如方程式(9)：Max
(b
)=2×m
(9)
也就是說，第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的最大寬度Max(b)為黏合邊緣m的長度的兩倍。具體地，由於藉由用0(如零)替代方程式(7)的串擾CT而得到方程式(9)，可知第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的最大寬度Max(b)為第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的寬度「b」，從而可阻止串擾。當第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的寬度「b」為該黏合邊緣m的兩倍以上時，不發生串擾，但是開口率降低。因此，第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的寬度「b」應設計以等於或小於第一、第二和第三黑色條紋165a、165b和165c的最大寬度Max(b)。
在上述實例中，第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的最大寬度Max(b)可為約80μm(=2×40μm)。
如上述實施例所述，第一、第二和第三黑色矩陣130a、130b和130c的寬度「b」最後如方程式(10)所示：
以下，參見以下實驗實例將詳細描述根據本發明的立體影像顯示裝置。然而，以下實驗實例僅為一示例，並因此本發明不限於此。
表1顯示了相對於立體影像顯示裝置，黑色條紋165或黑色矩陣130的最佳設計值的實驗結果。相鄰黑色矩陣130之間的距離「p」
為產品的固定設計值，以及CT比為固定值，因為該CT比為產品所允許的串擾值。又，由於圖案化延遲片膜185的黏合邊緣「m」為製程特性，因此該黏合邊緣「m」也為一固定值。因此，當使用最佳黑色條紋165及黑色矩陣130時，從上述方程式所得實驗結果如表1所示。
如上所述，根據本發明實施例的立體影像顯示裝置可包括進一步形成在黑色矩陣130上的黑色條紋165，用以改善立體影像之間的串擾。同時，黑色條紋165及黑色矩陣130可設計以具有最佳寬度，從而最小化開口率及亮度的衰減。
根據本發明實施例的立體影像顯示裝置可包括進一步形成在該等黑色矩陣上的黑色條紋，用以改善立體影像之間的串擾。又，該等黑色矩陣及黑色條紋可設計以具有最佳寬度，從而最小化開口率及亮度降低。
在不脫離本發明的精神或範圍內的有關本公開的顯示裝置的各種修飾及變更對於熟悉本領域的人員是顯而易見的。因此，本發明旨在函蓋由所附申請專利範圍和其相等的範圍內提供的本發明的修飾和變更。尤其，儘管描述了立體影像顯示裝置的示例，但是本公開不限於此並可應用至包括黑色條紋、黑色矩陣及圖案化延遲片膜的影像顯示裝置。
本申請案主張2012年9月12日在韓國提交的韓國專利申請第10-2012-0100934號的優先權益，其全部公開內容藉由引用結合到本文中。
100‧‧‧立體影像顯示裝置
120‧‧‧彩色濾光片基板
130a‧‧‧第一黑色矩陣
130b‧‧‧第二黑色矩陣
130c‧‧‧第三黑色矩陣
160‧‧‧後表面ITO
165a‧‧‧第一黑色條紋
165b‧‧‧第二黑色條紋
165c‧‧‧第三黑色條紋
170‧‧‧偏光片
180‧‧‧圖案化延遲片
180a‧‧‧第一延遲片圖案
180b‧‧‧第二延遲片圖案
185‧‧‧圖案化延遲片膜
190‧‧‧保護膜
Claims (25)
- 一種立體影像顯示裝置，包括：一基板；複數個黑色矩陣，彼此平行形成在該基板的一第一表面上；複數條黑色條紋，形成在該第一表面的對面的該基板的一第二表面上，該等黑色條紋的每一條對應於該等黑色矩陣的其中之一，該等黑色條紋的每一條具有一等於或大於該等黑色矩陣之對應的一個的寬度的寬度；以及一圖案化延遲片膜，形成在該等黑色條紋上，該圖案化延遲片膜包括複數個第一延遲片圖案以及複數個第二延遲片圖案，其中，一第一延遲片圖案設置在一第一對黑色條紋之間的區域之上，以及一第二延遲片圖案設置在一第二對黑色條紋之間的區域之上，該第二對黑色條紋鄰接該第一對黑色條紋，以及其中，該等黑色條紋的每一條的寬度小於或等於兩倍該圖案化延遲片膜的黏合邊緣。
- 依據申請專利範圍第1項所述的立體影像顯示裝置，其中，一第一影像通過該第一延遲片圖案以及一第二影像通過該第二延遲片圖案，從而顯示一立體影像。
- 依據申請專利範圍第1項所述的立體影像顯示裝置，其中，該黏合邊緣為該等第一延遲片圖案與該等第二延遲片圖案的界面關於複數條擋光條紋的中心或複數個擋光矩陣的中心的錯位的長度。
- 依據申請專利範圍第1項所述的立體影像顯示裝置，其中，該等黑色條紋的寬度進一步基於一串擾比及一像素尺寸。
- 依據申請專利範圍第4項所述的立體影像顯示裝置，其中，該串擾比為該第二影像通過該等第一延遲片圖案的至少其中之一的比率，或者該第一影像通過該等第二延遲片圖案的至少其中之一的比率。
- 依據申請專利範圍第4項所述的立體影像顯示裝置，其中，該像素尺寸為該等黑色條紋的第一條的中心部分與鄰接該等黑色條紋的該第一條的該等黑色條紋的第二條的中心部分之間的距離，或者是該等黑色條紋的該第二條的中心部分與鄰接該等黑色條紋的該第二條的該等黑色條紋的第三條的中心部分之間的距離。
- 依據申請專利範圍第4項所述的立體影像顯示裝置，其中，該像素尺寸為該等黑色矩陣的第一個的中心部分與鄰接該等黑色矩陣的該第一個的該等黑色矩陣的第二個的中心部分之間的距離，或者該等黑色矩陣的該第二個的中心部分與鄰接該等黑色矩陣的該第二個的該等黑色矩陣的第三個的中心部分之間的距離。
- 依據申請專利範圍第7項所述的立體影像顯示裝置，其中，該等黑色條紋的寬度等於或大於由下述方程式所得的值：
- 一種影像顯示裝置，包括：一基板；複數個黑色矩陣，在該基板的一第一表面上形成一列；複數條黑色條紋，形成在該第一表面的對面的該基板的一第二表面上，該等黑色條紋的每一條對應於該等黑色矩陣的其中之一，該等黑 色條紋的每一條具有一等於或大於該等黑色矩陣之對應的一個的寬度的寬度；以及一圖案化延遲片膜，形成在該等黑色條紋上，該圖案化延遲片膜包括複數個第一延遲片圖案以及複數個第二延遲片圖案，其中，一第一延遲片圖案設置在一第一對黑色條紋之間的區域之上，以及一第二延遲片圖案設置在一第二對黑色條紋之間的區域之上，該第二對黑色條紋鄰接該第一對黑色條紋，以及其中，該等黑色條紋的每一條的寬度在由以下方程式給出的範圍內：
- 一種影像顯示裝置，包括：一基板；複數個黑色矩陣，在該基板的一第一表面上形成一列；複數條黑色條紋，形成在該第一表面的對面的該基板的一第二表面上，該等黑色條紋的每一條對應於該等黑色矩陣的其中之一，該等黑色條紋的每一條具有一等於或小於該等黑色矩陣之對應的一個的寬度的寬度；以及一圖案化延遲片膜，形成在該等黑色條紋上，該圖案化延遲片膜包括複數個第一延遲片圖案以及複數個第二延遲片圖案， 其中，一第一延遲片圖案設置在一第一對黑色條紋之間的區域之上，以及一第二延遲片圖案設置在一第二對黑色條紋之間的區域之上，該第二對黑色條紋鄰接該第一對黑色條紋，以及其中，該等黑色矩陣的每一個的寬度小於或等於兩倍該圖案化延遲片膜的黏合邊緣。
- 依據申請專利範圍第10項所述的影像顯示裝置，其中，一第一影像通過該第一延遲片圖案以及一第二影像通過該第二延遲片圖案，從而顯示一立體影像。
- 依據申請專利範圍第10項所述的影像顯示裝置，其中，該黏合邊緣為該等第一延遲片圖案與該等第二延遲片圖案的界面關於複數條擋光條紋的中心或複數個擋光矩陣的中心的錯位的長度。
- 依據申請專利範圍第10項所述的影像顯示裝置，其中，該等黑色條紋的寬度進一步基於一串擾比及一像素尺寸。
- 依據申請專利範圍第13項所述的影像顯示裝置，其中，該串擾比為該第二影像通過該等第一延遲片圖案的至少其中之一的比率，或者該第一影像通過該等第二延遲片圖案的至少其中之一的比率。
- 依據申請專利範圍第13項所述的影像顯示裝置，其中，該像素尺寸為該等黑色條紋的第一條的中心部分與鄰接該等黑色條紋的該第一條的該等黑色條紋的第二條的中心部分之間的距離，或者為該等黑色條紋的該第二條的中心部分與鄰接該等黑色條紋的該第二條的該等黑色條紋的第三條的中心部分之間的距離。
- 依據申請專利範圍第13項所述的影像顯示裝置，其中，該像素尺寸為該等黑色矩陣的第一個的中心部分與鄰接該等黑色矩陣的該第一個的該等黑色矩陣的第二個的中心部分之間的距離，或者為該等黑色矩陣 的該第二個的中心部分與鄰接該等黑色矩陣的該第二個的該等黑色矩陣的第三個的中心部分之間的距離。
- 依據申請專利範圍第13項所述的影像顯示裝置，其中，該等黑色矩陣的寬度等於或大於由下述方程式所得的值：
- 一種影像顯示裝置，包括：一基板；複數個黑色矩陣，在該基板的一第一表面上形成一列；複數條黑色條紋，形成在該第一表面的對面的該基板的一第二表面上，該等黑色條紋的每一條對應於該等複數個黑色矩陣的其中之一，該等黑色條紋的每一條具有一等於或小於該等黑色矩陣之對應的一個寬度的寬度；以及一圖案化延遲片膜，形成在該等黑色條紋上，該圖案化延遲片膜包括複數個第一延遲片圖案以及複數個第二延遲片圖案，其中，一第一延遲片圖案設置在一第一對黑色條紋之間的區域之上，以及一第二延遲片圖案設置在一第二對黑色條紋之間的區域之上，該第二對黑色條紋鄰接該第一對黑色條紋，以及其中，該等黑色條紋的每一條的寬度在由以下方程式給出的範圍內：
- 一種立體影像顯示裝置，包括：一基板；複數個擋光矩陣，形成在該基板的一第一表面上；複數條擋光條紋，形成在該基板的一第二表面上，其中，該等擋光條紋的每一條對應於各該等擋光矩陣；以及一圖案化延遲片膜，形成在該等擋光條紋上；其中，該等擋光條紋的每一條的寬度大於所對應之每個該等擋光矩陣的寬度，或者其中該等擋光條紋的每一條的寬度小於所對應之每個該等擋光矩陣的寬度，從而降低在由該立體影像顯示裝置所產生之三維影像中的串擾，其中該等擋光條紋之每一條之寬度與該等擋光矩陣之每一個之寬度的其中較大一者小於或等於兩倍該圖案化延遲片膜之黏合邊緣。
- 依據申請專利範圍第19項所述的立體影像顯示裝置，其中，該等擋光條紋的每一條的中心與該等擋光矩陣之對應的一個的中心對準。
- 依據申請專利範圍第19項所述的立體影像顯示裝置，其中，該圖案化延遲片膜包括複數個第一延遲片圖案以及複數個第二延遲片圖案。
- 依據申請專利範圍第21項所述的立體影像顯示裝置，其中該等第一延遲片圖案的邊緣及該等第二延遲片圖案的邊緣相對於該等擋光條紋的中心及該等擋光矩陣的中心錯位。
- 依據申請專利範圍第22項所述的立體影像顯示裝置，其中，該等擋光條紋的每一條的寬度小於或等於兩倍該等第一延遲片圖案的邊緣及該等第二延遲片圖案的邊緣與該等擋光條紋的中心及該等擋光矩陣的中心的錯位的長度。
- 依據申請專利範圍第22項所述的立體影像顯示裝置，其中，該等擋光矩陣的每一個的寬度小於或等於兩倍該等第一延遲片圖案的邊緣及該等第二延遲片圖案的邊緣與該等擋光條紋的中心及該等擋光矩陣的中心的錯位的長度。
- 依據申請專利範圍第22項所述的立體影像顯示裝置，其中，該等擋光矩陣的每一個的寬度為由下述方程式定義的一最小寬度：
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