TWI490551B - 顯示裝置 - Google Patents

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TWI490551B
TWI490551B TW101128067A TW101128067A TWI490551B TW I490551 B TWI490551 B TW I490551B TW 101128067 A TW101128067 A TW 101128067A TW 101128067 A TW101128067 A TW 101128067A TW I490551 B TWI490551 B TW I490551B
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Byoung Kun Jeon
Moon Soo Park
Sin Young Kim
Su Young Ryu
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Lg Chemical Ltd
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Description

顯示裝置
本發明係關於一顯示裝置，一可用以控制一可視角的一薄膜，以及一光學濾波器。
一三維(three-dimensional)影像顯示裝置是能夠傳送三維資料給一觀測者的一顯示裝置。有兩種顯示一三維影像的主要方法：一實體鏡(stereoscopic)方法及一自動實體鏡方法。該實體鏡方法可分類成一使用極化眼鏡的方法或一使用液晶(LC)快門眼鏡的方法，該自動實體鏡方法可分類成一雙筒/多重檢視雙眼視差法、一容積法、或一全像法。
本發明主要提供一顯示裝置，一可用以控制一可視角的一薄膜，以及一光學濾波器。
於本發明的一觀點，一說明用的顯示裝置可包含一顯示元件，一可用以控制一可視角的一薄膜，以及一極化控制元件。該顯示裝置可以是一三維(3D)顯示裝置。該3D裝置可以是當一觀測者戴上用以觀測3D影像眼鏡(此後稱為3D眼鏡)時用以觀測一三維影像的一裝置。在該裝置中，從該顯示元件發射出的一訊號依序地穿透通過該極化控制元件及該可用以控制一視角的該薄膜，然後傳送給該觀測者，或依序地穿透通過可用以控制一視角的該薄膜及該極化控制元件，然後傳送給該觀測者。
該顯示元件在一驅動狀態下可包含用以產生右眼訊號(此後稱為一R訊號)的右眼訊號產生區域(此後稱為一RS區域)，以及用以產生左眼訊號(此後稱為一L訊號)的左眼訊號產生區域(此後稱為一LS區域)。該項“驅動狀態”可以是一3D裝置顯示一影像的狀態，例如：一3D影像。
該顯示裝置更可包含相鄰於該RS及LS區域的一光穿透控制區域(此後稱為一TC區域)。該項“TC區域”可以是一被形成以遮斷入射光的該區域，或吸收某些入射光的該區域且穿透其他光的一區域。例如：該TC區域可以是具有一穿透率之入射光的一區域，亦即，一光穿透率是0到20%、0到15%、0到10%、或0到5%。
該“TC區域相鄰該RS與LS區域”可意味著該TC區域出現在這樣一位置上，即傳輸該RS及/或LS區域產生的該R及/或L訊號到該極化控制元件的期間，至少一部分的該R及/或L訊號入射到該TC區域且被該TC區域遮斷了該訊號，或使某些部分的該R及/或L訊號穿透過該TC區域，且當在一可視角範圍內的至少一個可視角度收視到一影像時，該穿透過該TC區域的該R及/或L訊號接著被傳送到該極化控制元件。。
該項“可視角”可關於一角度的範圍，其中產生於該LS區域內的該L訊號可以傳輸通過該極化控制元件的左眼訊號極化控制區域(此後稱為一LG區域)，而不是傳輸通過右眼訊號極化控制區域(此後稱為一RG區域)，且接著傳輸給該觀測者，或一角度的範圍，其中產生於該RS區域的該 R訊號可以傳輸通過該極化控制元件的RG區域，而不是傳輸通過LG區域，且接著傳輸給該觀測者。而在一角度超出該可視角時，該L訊號傳輸通過該RG區域或該R訊號傳輸通過該LG區域且接著傳輸給該觀測者的訊號干擾現象可能發生而導致一影像品質的下降。
在一實施例中，該TC區域相鄰於該RS及LS區域且可以設置於該RS及LS區域之間。於本發明的一觀點中，該TC區域出現在該RS及LS區域之間，該RS、TC、及LS區域可以依序地設置在相同平面，或該TC區域可以設置在具有該RS及LS區域之平面的頂部或底部表面。當該TC區域設置在具有該RS及LS區域之平面的頂部或底部表面時，且當從正面觀測該裝置時，該TC區域會被至少一部份的該RS及/或LS區域所重疊。
該極化控制元件可包含該RG及LG區域。例如，該RG區域可以出現在這樣一位置上，即在驅動狀態下該顯示元件產生的該R訊號可以入射。此外，該LG區域可以出現在這樣一位置上，即在驅動狀態下該顯示元件產生的該L訊號可以入射。
用以控制一可視角的該薄膜可以出現在該顯示元件及該極化控制元件之間或出現在該極化控制元件且相對於該顯示元件。於是，該顯示裝置可依序地包含該顯示元件，用以控制一可視角的該薄膜及該極化控制元件，或依序地包含該顯示元件，該極化控制元件及用以控制一可視角的該薄膜。
在用以控制一可視角的該薄膜中形成有該TC區域。在本說明書中，為了方便描述，該TC區域被包含在該顯示元件中稱為一TC1區域，且該TC區域形成在用以控制一可視角的該薄膜中稱為一TC2區域。
用以控制一可視角的該薄膜可以被包含在該顯示裝置中，如此一來該TC2區域相鄰於該極化控制元件的該RG及LG區域。該TC2區域相鄰於該RG及LG區域可意味著該TC2區域出現在這樣一位置上，即當觀測到在一可視角的範圍內至少一可視角度的影像時，該訊號入射到該RG及/或LG區域之前或該訊號傳輸通過該RG及/或LG區域之後，傳輸到該顯示元件的一部分的該R及/或L訊號入射到該TC2區域，藉此該入射訊號可被該TC2區域遮斷或一部分的該入射訊號可被傳輸通過該TC2區域。
在一實施例中，用以控制一可視角的該薄膜可設置為使當從正面觀看該顯示裝置時，相鄰該RG及LG區域的該TC2區域被設置在該RG及LG區域之間。例如，當從正面觀看該顯示裝置時，該TC2區域可以被至少一部份的該RG及/或LG區域所重疊。
圖1及圖2概要地顯示說明用的3D裝置。在圖1中，用以控制一可視角的該薄膜104設置在該顯示元件103及該極化控制元件105之間，且在圖2中，用以控制一可視角的該薄膜104設置在該極化控制元件105的外部。如圖1及圖2所示的3D裝置可包含該顯示元件103，用以控制一可視角的該薄膜104，以及該極化控制元件105。當需要時，該顯示裝 置可進一步包含一光源101、一第一極化板1021及一第二極化板1022。
例如，該光源101可以是一直下式或一側光式背光單元(BLU)，其常見地被使用在一顯示裝置，如一液晶顯示(LCD)可能用到。如同該光源101，其他以外的不同種類裝置可以被使用。
該第一極化板1021可設置在該光源101及該顯示元件103之間。由於這樣的安排，從該光源101發射的光可透過該第一極化板1021入射到該顯示元件103。該第一極化板1021可以是具有一光穿透軸及垂直於該光穿透軸的一光吸收軸的一光學元件。當光入射到該第一極化板1021時，入射光之中，只有具有一極化軸平行於該極化板1021的該光穿透軸的一方向的光可以穿透。
該顯示元件103可包含能夠產生該L訊號的該LS區域，以及能夠產生該R訊號的該RS區域。
在一實施例中，該顯示元件103可以是一穿透式液晶面板，其包含設置在兩片基板之間的一液晶層。例如，該液晶面板可包含一第一基板、一像素電極、一第一校直層、一液晶層、一第二校直層、一公共電極及一第二基板，其依序地從該光源101的一側設置。例如，在該第一基板中，一主動式驅動電路包含一薄膜電晶體(TFT)為一驅動元件且該驅動元件電連接一透明像素電極且形成一相互連接。該像素電極包含如氧化銦錫(ITO)的一金屬氧化層，因此每一像素可作為一電極。此外，例如，該第一或第二校直層 可提供校直該液晶層的液晶。例如，該液晶層可包含一垂直校直(VA)-、扭轉向列(TN)-、超扭轉向列(STN)-或橫向電場驅動(IPS)-類型的液晶。該液晶層可傳輸或遮斷從驅動電路提供一電壓給一像素產生的該光源101發射的光。該公共電極可提供一公共反向電極。
在該顯示元件103中，該LS及RS區域包含至少一像素，如同在一驅動狀態下形成能夠產生該L或R訊號的一區域。例如，在該液晶面板中，包含在該第一及第二校直層間的液晶密封管的至少一單元像素可以形成該LS或RS區域。該LS及RS區域可設置在一列及/或行方向。
圖3及圖4顯示該RS及LS區域的排列方式。當從正面觀測該顯示裝置時，圖3及4可顯示該RS及LS區域的排列。在一實施例中，如同圖3所示，該RS及LS區域可具有延伸在同方向上的一條紋形狀，例如，一長度方向，且緊密交替地設置。在另一實施例中，如同圖4所示，該RS及LS區域可緊密交替地設置成一格狀圖樣。然而該RS及LS區域的排列不限於圖3及4的這些排列，且可使用各種其他的設計。例如，該顯示元件103可產生包含對應於一驅動狀態下的一訊號以驅動每一區域的一像素的該R及L訊號的訊號。
例如，參閱圖1及圖2，當入射到光源101的光入射到該第一極化板1021時，只有極化方向平行於該第一極化板1021的該光穿透軸的光可穿透。該穿透的光入射到該顯示元件103，且光入射到該顯示元件103後接著穿透通過該RS 區域並被轉換成一R訊號，以及光入射到該顯示元件103後接著穿透通過該LS區域並被轉換成一L訊號。
該顯示元件103可包含一TC1區域。該TC1區域可相鄰該RS及LS區域。在圖1及圖2中，該TC1區域設置在具有該RS及LS區域形成該顯示元件103的該平板的一頂部表面上，以及當從正面觀看時，該TC1區域在該RS及LS區域間與一部份的該RS及LS區域重疊。然而，TC1的位置不限於圖1及圖2顯示的排列。例如，該TC1區域可設置在具有該RS及LS區域的該平板的背部表面上，或相同具有該RS及LS區域的平板上。圖5再一次顯示在考慮該TC1區域的存在下圖3顯示的該LS及RS區域的排列，以及圖6再一次顯示在考慮該TC1區域的存在下圖4顯示的該LS及RS區域的排列。
例如，該TC1區域可提供如下所述觀看該顯示裝置的一影像在沒有亮度損失沿著用以控制一可視角的該薄膜的該TC2區域的一寬可視角。
例如，該TC1可以是一黑色陣列。例如，當該顯示元件103是一穿透-形式液晶面板時，該TC1區域，如下所述，可以是能夠被包含在該液晶面板且通常存在該第二基板內的一彩色濾波器的一黑色陣列。在一實施例中，該TC1區域可以是包含鉻金屬、一雙層鉻金屬及鉻氧化物(Cr/CrOx雙層)、碳黑、包含如碳色料或石墨的色料的一樹脂層。使用上述材料形成該TC1區域的方法無特別的限定。例如，該TC1層可透過一般如照相平版印刷或剝離方式形成一黑色陣列的方法形成。
例如，該第二極化板1022，就像該第一極化板1021，是具有一光穿透軸及垂直於該光穿透軸的一光吸收軸的一光學元件，以及當光入射時，只有具有一極化軸平行該穿透軸方向的一訊號可穿透。例如，該第二極化板1022，如顯示在圖1及圖2，可以設置在該顯示元件103及該極化控制元件105之間。被包含在該顯示裝置內的該第一及第二極化板1021及1022可以設置為使該光吸收軸彼此垂直。該第一及第二極化板1021及1022的該光穿透軸也可以彼此垂直。在此，“垂直”可表示實質上垂直的，且例如包含在±15、10或5範圍內的誤差。
包含在該極化控制元件105的該RG及LG區域是能夠控制該R及L訊號極化狀態的區域。在一實施例中，該RG及LG區域可以是提供輸出具有與該顯示裝置不同極化狀態的該R及L訊號的區域。
在一實施例中，在一驅動狀態下，該RG區域可設置為使從該RS區域產生及穿透的該R訊號可以入射，及該LG區域可設置為使從該LS區域產生及穿透的該L訊號可以入射。例如，當該RG及LG區域可分別具有與該RS及LS區域相同大小時，且當從正面觀看該顯示裝置時，其彼此重疊，只要該RG及LG區域配置在一適當位置以具有從該RS區域產生的該R訊號可入射至該RG區域及從該LS區域產生的該L訊號可入射至該LG區域的這樣的大小，那麼它們不需要具有一相似大小或與該RS及LS區域不重疊。
例如，該RG及LG區域可以形成在同方向上的一條紋形狀，如彼此對應於該顯示元件103的該RS及LS區域的排列，例如，一長度方向上且緊密交替地配置，或形成一格子圖案且緊密交替地配置。例如，當該RS及LS區域配置如同圖3顯示的，該RG及LG區域可以配置如顯示在圖7的相同形狀，以及當該RS及LS區域配置如同圖4顯示的，該RG及LG區域可以設置如顯示在圖8的相同形狀。
分別穿透通過該RG及LG區域的該R及L訊號可以是在一實質上垂直於彼此的方向上線性極化的訊號。在另一實施例中，該R及L訊號之一分別穿透通過該RG及LG區域是一左圓極化訊號，而另一個是右圓極化訊號。到此，至少該LG及RG區域之一可包含一相位延遲層。
例如，為產生該左及右圓極化訊號，該RG及LG區域兩者可包含一相位延遲層，包含在該RG區域的該相位延遲層及包含在該LG區域的該相位延遲層可以是1/4波長層。為產生彼此相反旋轉方向的圓極化光，配置在該RG區域的該1/4波長層的一光軸可與配置在該LG區域的該1/4波長層的一光軸是不同地形成。在一實施例中，該RG區域包含在一第一方向上具有一光軸的一1/4波長層，以及該LG區域包含如相位延遲層的在不同於該第一方向的一第二方向上具有一光軸的一1/4波長層。使用於此的該項“n波長層”可關於能夠相位延遲入射光n倍光波長的一相位延遲元件。如此，n可以是1/2、1/4、3/4。此外，當光穿透通過一相對應區域 時，使用於此的該項“光軸”，可關於一慢軸或一快軸，及例如一慢軸。
設置該RG及LG區域的觀點不限於以上所述。例如，當該RG及LG區域之一包含3/4波長層，且另一包含一1/4波長層時，那麼左及右圓極化光可能被產生。
在另一實施例中，該RG及LG區域其中之一包含1/2波長層，而另一可能是一光等向區域。在此案例中，分別穿透通過該RG及LG區域的該R及L訊號可以是從3D裝置以線性極化光的形式輸出具有一實質上彼此方向垂直的極化軸。
該說明用的極化控制元件可更包含一基層。在此案例中，該相位延遲層例如該1/4、3/4、1/2波長層或該光等向層可以形成在該基層上。例如，該極化控制元件可被包含在該裝置為使該相位延遲層設置在該顯示元件的一側，以及該基層配置在該觀測者的一側。
例如，作為一基層，可以使用一般使用在製作一光學元件的一玻璃或塑膠基層。
如使用一塑膠基層，一纖維基層包含三醋酸纖維(triacetyl cellulose,TAC)或二乙酰基纖維(diacetyl cellulose,DAC)；一環烯烴聚合物(cyclo olefin polymer,COP)基層包含一降冰片烯類單體(norbornene derivative)；一丙烯基層包含聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate),PMMA)；一聚碳酸酯(polycarbonate,PC)基層；一聚烯烴基層，如聚乙烯(polyethylene,PE)或聚丙烯(polypropylene,PP)；聚乙 烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)基層；一聚硫醚(poly ether sulfone,PES)基層；一聚醚醚酮(polyetheretherketon,PEEK)基層；一聚醚酰亞胺(polyetherimide,PEI)基層；一聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate,PEN)基層；一聚酯(polyester)基層包含聚對苯二甲二乙酯(polyethyleneterephthalate,PET)；一聚亞醯胺(polyimide,PI)基層；一聚碸(polysulfone,PSF)基層或一四氟乙烯(fluorine resin)基層包含非晶型四氟乙烯(amorphous fluorine resin)。在一實施例中，如使用一TAC基層的纖維基層。
該基層可以是一單一層或多層結構，但可以提供一薄膜元件、一單層結構。該基層的厚度無特定的限制，且可以根據使用需求適當地控制。
在一實施例中，能夠形成在該基層上的該相位延遲層可包含形成在該基層上的一校直層，及一液晶層形成在該校直層上。例如，該液晶層可以是該1/4、3/4、1/2波長層，以及在該液晶層之下的該校直層可以是提供控制該波長層的一光軸的一層。如同該校直層，可以使用相關技術中熟知的一般校直層。例如該校直層可以是具有由順向異構化(cis-trans isomerization)、夫里士(Fries)重排或二聚耦合反應(dimerization)決定校直的一光學校直層，其由線性極化光的輻射所引起的，且能夠根據該決定的校直引導校直到一相鄰的液晶層，如一研磨處理(rubbing-treated)聚亞醯胺層的一聚合層，由如奈米壓印的一壓印方法形成一校直層，或由仿造多數溝槽區形成一樹脂層。
該液晶層可以是一光交聯或聚合液晶複合物的一光交聯層或一光聚合層。具有上述特徵的不同液晶複合物都是已知的相關技術，例如，由Merk所生產的反應性液晶基單體(reactive mesogen,RM)或由BASF生產的LC242。
製造一極化控制元件的方法無特別限制。不同製造一極化控制元件的方法都是已知的相關技術，且每一種已知方法都可以使用。
例如，用以控制一可視角的該薄膜104可以是具有一透明區域及該TC2區域的一薄膜。於是，從該薄膜一側入射的光之中，光入射到該透明區域可以被穿透通過該薄膜，且光入射到該TC2區域可以被該TC2區域遮斷或某些光可以被穿透。圖9顯示用以控制一可視角的該薄膜，可從一側觀測到，且在此，該透明區域可以表示成P。當從正面觀看該薄膜時，在用以控制一觀測角的該薄膜中，例如，該透明區域P及該TC2區域可以形成延伸在同方向上如顯示在圖10的一條紋形狀且緊密交替地配置，或形成如顯示在圖11的一格子圖案且緊密交替地設置。
用以控制一可視角的該薄膜可以設置在該極化控制元件105及該顯示元件103之間，或在該極化控制元件105的外部。用以控制一可視角的該薄膜可以設置為使該TC2區域相鄰該LG及RG區域。例如，當在該可視角範圍內的一角度觀測到時，用以控制一可視角的該薄膜可以設置為使從該顯示元件103輸出的至少一部分的該R及/或L訊號在入射到該 RG及/或LG區域之前，或在穿透通過該RG及/或LG區域之後可以入射到該TC2區域。
例如，當從正面觀看該顯示裝置時，用以控制一可視角的該薄膜可以設置為使該TC2區域在該LG及RG區域間的邊界上可以重疊至少一部分的該LG及/或RG區域。圖12再一次顯示在考慮用以控制一可視角的該薄膜的該TC2區域的存在下，圖7之該LG及RG區域的排列，以及圖13再一次顯示在考慮該TC2區域的存在下，圖8之該LG及RG區域的排列。
在一實施例中，該TC1及TC2區域可滿足數學式1。在該範圍滿足數學式1以後，該顯示裝置的亮度特徵及該可視角可以適當地確保。
[數學式1]-2*H1 ≦H2 ≦2*H1
在數學式1中，H1 及H2 分別是該TC1及TC2區域的寬度。
“H1 ”及“H2 ”的特定範圍可以考慮根據該顯示裝置的規格以滿足數學式1的範圍作適當的選擇，且其特定值無特別限制。例如H2 可以在大於0到1000μm的範圍內。例如，H2 的下限可以是20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、或80μm。此外，例如，H2 的上限可以是900、800、700、600、500、400、300、290、280、270、260、250、240、230、220、210、或200μm。在上述提及的上及下限的範圍內，H2 的範圍可以由選擇及組合不同的值來定義。
例如，“H1 ”可以考慮數學式1及H2 的值來選擇，及在另一實施例中，可具有相似包含在一般3D裝置中一黑色陣列的一數值。
例如，該顯示裝置可以具有從正面觀測到60、65、或70%或以上的相對亮度。該項“相對亮度”可關於在具有該TC1區域及用以控制一可視角的該薄膜的該顯示裝置中的亮度IT 到在既不具有該TC1區域也不具有用以控制一可視角的該薄膜的該顯示裝置中的亮度IO 的一比率(IT /IO )。
例如，在該顯示裝置中，用以控制一可視角的該薄膜可以配置具有一角度(θU )滿足數學式2及一角度(θL )滿足數學式3的所有最大值為3、5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、或15度或以上： [數學式2]tanθU =(H1 +2y)/2T
[數學式3]tanθL =(H1 +2H2 -2y)/2T
在數學式2及3中，H1 是該TC1區域的寬度、H2 是該TC2區域的寬度、T是從該顯示元件的該TC1區域到用以控制一可視角的該薄膜的該TC2區域間的距離、以及y是該TC1區域的一表面面對該TC2區域時將該TC1區域的寬度一分為二的虛擬垂直線上的一點到當前該TC2區域一部分的距離。
數學式2及3將參照圖14及15作以下描述說明。
考慮該項“可視角”是關於該L訊號可通過LG區域傳輸給該觀測者而不是通過RG區域的角度範圍，或該R訊號 可通過RG區域傳輸給該觀測者而不是通過LG區域的角度範圍，該觀測角可以表示如圖14及15的“θU ”及“θL ”。
如圖14及15顯示，該可視角可以根據從該TC1區域到該TC2區域的距離T及該TC1及TC2區域的寬度來決定。例如，該距離T可以是從面對該極化控制元件105的該TC1區域的一表面到面對該顯示元件103的該TC2區域的一表面的距離。
該距離T根據該顯示裝置的規格決定，且無特別限制。例如，該距離T可以是5nm或更少，或大約0.5到5mm。
關於圖14及15，當該距離T彼此相同時，可看出該可視角“θU ”及“θL ”是根據該TC1及TC2區域的寬度H1 及H2 ，以及該TC1及TC2區域的相對位置來決定。
關於圖14及15，可看出該可視角“θU ”形成用於tanθU 的數值可相同由該TC1區域的寬度H1 一半的數值及該TC1區域或顯示裝置103的一表面面對該TC2區域時將該TC1區域的寬度一分為二的虛擬垂直線上的一點到當前該TC2區域一部分的距離y的總和(H1 /2+y)除以該距離T而得到。此外，可看出該可視角“θL ”形成用於tanθL 的數值可相同由該TC1區域的寬度H1 一半的數值及減去該TC1區域或顯示裝置103的一表面面對該TC2區域時將該TC1區域的寬度一分為二的虛擬垂直線上的一點到當前該TC2區域一部分的距離y而得到一數值(H2 -y)的總和(H1 /2+y)除以該距離T而得到。
於具有該TC1及TC2區域的該顯示裝置中，例如為該TC1及TC2區域的寬度之大小、及該TC1及TC2區域的相對位置可以被適當的控制，從而當觀看一3D影像時，確保一廣視角及極佳亮度特徵。
該說明用的顯示裝置可具有從正面觀看到60、65、或70%或以上的相對亮度，以及該角度(θU )滿足數學式2的所有最大值及該角度(θL )滿足數學式3的所有最大值為3、5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、或15度或以上。
於本發明的另一觀點中，用以控制一可視角的該薄膜，例如，提供如上所述使用在該顯示裝置的用以控制一可視角的該薄膜。關於用以控制一可視角的該薄膜的細節描述與上述描述的相同。例如，圖9所顯示的，用以控制一可視角的該薄膜可包含一透明區域P及一TC2區域，當從正面觀看該薄膜時，其可形成如圖10顯示的延伸在同方向上的一條紋形狀且緊密交替地配置，或形成如圖11顯示的一格子圖案且緊密交替地配置。
用以控制一可視角的該薄膜可包含一透明基層及形成在該基層上的一光遮斷或吸收圖案。圖16顯示用以控制一可視角的一說明用之薄膜900包含一透明基層1601及一光遮斷或吸收圖案1602。該TC2區域可由該光遮斷或吸收圖案1602所形成，以及一部分其不形成圖案1602可提供當作一透明區域P。
例如，該光遮斷或吸收圖案可使用光遮斷或吸收墨水形成。例如，考慮所需該TC2區域的形狀、圖案及位置，該光遮斷或吸收圖案可由印刷該光遮斷或吸收墨水到該透明基層上的方法形成。
例如，該墨水可以是習知的光遮斷或吸收墨水，但不以此為限。該墨水的例子可包含如碳黑、石墨或鐵氧化物的無機色料或如偶氮類(azo-based)色料或鈦花青(phthalocyanine-based)類色料的有機色料。該墨水可混合一適當的黏結劑及/或溶劑使用在印刷程序上。例如，該TC2區域的光穿透率可由控制色料混和的總數及種類來控制。此外，該光遮斷或吸收圖案可以是包含鉻金屬、一雙層的鉻金屬及鉻氧化物(Cr/CrOx雙層)、碳黑、包含色料如碳色料或石墨的一樹脂層。
形成該光遮斷或吸收圖案的印刷方法可以是，但不特別限定，如網版印刷或凹版印刷的印刷形式，如噴墨印刷或奈米壓印方式的選擇噴射形式方法。例如，該光遮斷或吸收圖案也可以由形成一般黑色陣列的方法來形成。例如，該光遮斷或吸收圖案可由照相平版印刷或剝離方式來形成。
例如，如使用在該極化控制元件的該基層的該透明基層可以是一玻璃或塑膠基層。例如，相對於波長為550nm之光，該透明基層可具有範圍為50nm或更少的一面內相位延遲，且在厚度方向上具有範圍為200nm或更少的一相位延遲。在上述範圍內，一影像的品質可以被改善。
在此，該面內相位延遲可以由數學式4計算出一數值，以及在厚度方向上的該相位延遲可以由數學式5計算出一數值。
[數學式4]RI=d*(Nx-Ny)
[數學式5]RT=d*(Nz-Ny)
在數學式4及5中，RI是該面內相位延遲，RT是在厚度方向上的該相位延遲，d是該透明基層的厚度，以及Nx、Ny、及Nz分別相對於波長為550nm之光在該透明基層的x、y、及z方向上的折射指數。
在此，該x軸可關於該透明基層平面上的一方向，該y軸可關於該透明基層平面上垂直該x軸的一方向，以及該z軸可關於由該x及y軸形成平面的一垂直線方向，例如，該透明基層的一厚度方向。在一實施例中，該x軸可以是平行該透明基層一慢軸的一方向，以及該y軸可以是平行該透明基層一快軸的一方向。
於本發明的又一觀點中，一光學濾波器，例如，提供用在一3D顯示裝置的一光學濾波器。該說明用之光學濾波器可包含該極化控制元件；以及用以控制一可視角的該薄膜配置在該極化控制元件的一表面上。例如，該光學濾波器可包含一包含第一及第二區域形成以劃分入射光為至少兩種具有不同極化狀態的光的極化控制元件，以及用以控制一可是角的一薄膜配置在該極化控制元件的一表面上，且包含一透明區域及一TC2區域。
關於該極化控制元件及用以控制一可視角的該薄膜的細節描述可以與上述描述說明的相同。在此案例中，該極化控制元件的該第一及第二區域之一可以是該RG區域，且另一可以是LG區域。該RG及LG區域描述如上述。於是，當從正面觀看時，該第一及第二區域可形成如圖7顯示的延伸在同方向上的一條紋形狀且緊密交替的配置，或形成如圖8顯示的一格子圖案且緊密交替的配置。
此外，例如，用以控制一可視角的該薄膜可以配置在該極化控制元件的一表面上為使該TC2區域配置在該第一及第二區域間的邊界上，以及當如圖12及13顯示從正面觀看到該光學濾波器時，重疊一部分的該第一及/或第二區域。
接下來，一顯示裝置將參照實例與比較實例而被詳細的描述，但是該裝置不以此為限。
範例1到4
一裝置配置一具有如圖1的架構及包含如同一顯示元件103的一穿透-形式液晶面板。如同此液晶面板，可被使用的一面板形成為使RS及LS區域的配置如圖3所顯示，以及一TC1區域由此液晶面板一彩色濾波器的一黑色陣列所形成且如同圖5顯示在該RS及LS區域間與該RS及LS區域的一部份重疊。該TC1區域形成具有該TC1區域與該RS區域重 疊的範圍相同於該TC1區域與該LS區域重疊的範圍。此外，該極化控制元件105的該RG及LG區域配置如圖7所顯示。如同用以控制一可視角的一薄膜104，可被使用的一薄膜形成由具有一面內相位延遲10nm或更少及在厚度方向上一相位延遲50nm或更少的三醋酸纖維(triacetyl cellulose,TAC)素膜的一表面上印刷光遮斷墨水，如圖10所示一透明基層形成一TC2區域，且接著配置在如圖1所示一極化控制元件105及一第二極化板1022之間。如此，用以控制一可視角的該薄膜104的該TC2區域如圖12所示形成在該RG及LG區域間與該RG及LG區域的一部份重疊，且其具有該TC2區域與該RG區域重疊的範圍相同於該TC2區域與該LG區域重疊的範圍(亦即，關於圖15，用以控制一可視角的該薄膜配置具有H2 /2的y)。在該裝置中，一相位延遲層(1/4波長層)，其具有與一逆時針旋轉方向的該第二極化板1022的一吸收軸有45度角方向的一慢軸，其配置在該RG區域，及一相位延遲層(1/4波長層)，其具有與一順時針旋轉方向的該第二極化板1022的一吸收軸有45度角方向的一慢軸，其配置在該LG區域，以及該第一及第二極化板1021、1022的該吸收軸垂直於彼此。該TC1與TC2區域間之距離(圖15之T)大約1mm，該LG及RG區域寬度的總和大約545μm，以及該LG及RG區域寬度彼此大約相同。在該裝置中，為確保每個說明用之實施例中該最大可視角(“θU ”或“θL ”)大約13.5度，則要控制該TC1與TC2區域的寬度(H1 及H2 )。在此情況中，每一範例的該TC1與TC2區域的寬度改變如表1所 示且該裝置被驅動，以及接著使用一亮度計(SR-UL2光譜儀)量測依據每一可視角(“θU ”或“θL ”)的相對亮度。其結果列於表1中。
比較範例1
一裝置配置如範例1到4所描述的，除了用以控制一可視角的該薄膜104並未被使用。如範例所描述，該裝置由控制該TC1區域的寬度到240μm的配置以確保該最大可視角(“θU ”或“θL ”)大約13.5度。當該裝置被驅動時，使用一亮度計(SR-UL2光譜儀)量測依據每一可視角(“θU ”或“θL ”)的相對亮度。其結果列於表2中。
當該說明用之顯示裝置、用以控制一可視角的薄膜、或光學濾波器被使用時，可在一廣視角觀看到一亮度無損的3D影像。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
101‧‧‧光源
103‧‧‧顯示元件
104、900‧‧‧薄膜
105‧‧‧極化控制元件
1021‧‧‧第一極化板
1022‧‧‧第二極化板
1601‧‧‧透明基層
1602‧‧‧光遮斷或吸收圖案
圖1及2顯示本發明說明用之顯示裝置。
圖3及4係LS及RS區域說明用之排列之示意圖。
圖5及6係LS、RS、及TC1區域說明用之排列之示意圖。
圖7及8係LG及RG區域說明用之排列之示意圖。
圖9顯示用以控制一可視角的一說明用之薄膜。
圖10及11顯示用以控制一可視角的該薄膜的透明及TC2區域說明用之排列之示意圖。
圖12及13係LG、RG、及TC2區域說明用之排列之示意圖。
圖14及15概要地顯示該顯示裝置的一可視角。
圖16顯示用以控制一可視角的該說明用之薄膜。
圖17係用以決定一透明基層的x、y、及z軸之示意圖。
圖18顯示一說明用之光學濾波器。
101‧‧‧光源
103‧‧‧顯示元件
104‧‧‧薄膜
105‧‧‧極化控制元件
1021‧‧‧第一極化板
1022‧‧‧第二極化板

Claims (18)

  1. 一種顯示裝置，包括：一顯示元件，包含右眼及左眼訊號產生區域，用以分別產生右眼及左眼訊號，以及相鄰該右眼及左眼訊號產生區域的一第一穿透控制(TC1)區域；一極化控制元件，包含一右眼訊號極化控制區域配置在該右眼訊號入射的一位置上，以及一左眼訊號極化控制區域配置在該左眼訊號入射的一位置上；以及一薄膜元件，用以控制一可視角，在該極化控制元件及該顯示元件間或該極化控制元件外部，且包含一第二穿透控制(TC2)區域，其形成為相鄰該右眼及左眼訊號極化控制區域；其中用以控制一觀測角的該薄膜係配置為使一角度(θU )滿足數學式2及一角度(θL )滿足數學式3的最大值為3度或以上：[數學式2]tanθU =(H1 +2y)/2T[數學式3]TanθL =(H1 +2H2 -2y)/2T其中，H1 是該TC1區域的寬度、H2 是該TC2區域的寬度、T是從該顯示元件的該TC1區域到用以控制一可視角的該薄膜的該TC2區域間的距離、以及y是該TC1區域的一表面面對該TC2區域時將該TC1區域的寬度一分為二的虛擬垂直線上的一點到當前該TC2區域一部分的距離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該TC1區域及該TC2區域分別具有範圍從0到20%的一光穿透率。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，當從正面觀看時，該TC1區域配置在該右眼及左眼訊號產生區域的邊界上，且與至少一部分的該右眼或左眼訊號產生區域重疊。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，當從正面觀看時，用以控制一可視角的該薄膜係配置為使該TC2區域配置在該右眼及左眼訊號極化控制區域的邊界上，且與至少一部分的該右眼或左眼訊號極化控制區域重疊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該TC1區域包含鉻金屬、一雙層的鉻金屬及鉻氧化物，以及一包含色料或石墨的樹脂層。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該TC1區域及該TC2區域滿足數學式1：[數學式1]-2*H1 ≦H2 ≦2*H1 其中，H1 及H2 分別是該TC1區域及該TC2區域的寬度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中從正面觀看的相對亮度是60%或以上。
  8. 一種控制如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置的一可視角的薄膜，包含：一透明區域；以及 一穿透控制區域；其中該穿透區域及該穿透控制區域形成延伸在同方向上的一條紋形狀且緊密交替地配置，或形成一格子圖案且緊密交替地配置。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之薄膜，其中該穿透控制區域具有0到20%的一光穿透率。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之薄膜，其更包含一透明基層及形成在該基層上的一光遮斷或吸收圖案。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之薄膜，其中該光遮斷或吸收圖案包含一光遮斷或吸收無機色料、或一光遮斷或吸收有機色料。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之薄膜，其中，相對於波長為550nm之光，該透明基層具有範圍為50nm或更少的一面內相位延遲。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之薄膜，其中，相對於波長為550nm之光，該透明基層在厚度方向上具有範圍為200nm或更少的一相位延遲。
  14. 一種光學濾波器，包含：一極化控制元件，包含第一及第二區域，用以劃分入射光為至少兩種彼此具有不同極化狀態的光；以及一如申請專利範圍第8項所述的薄膜，用以控制一可視角，在該極化控制元件一表面上，且包含一透明區域及一穿透控制區域。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之光學濾波器，其中該穿透控制區域具有0到20%的一光穿透率。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之光學濾波器，其中該極化元件劃分入射光為在垂直方向上彼此線性極化的兩種光，或分成左及右圓極化光。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之光學濾波器，其中該第一及第二區域形成延伸在同方向上的一條紋形狀且緊密交替地配置，或形成一格子圖案且緊密交替地配置。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之光學濾波器，其中，當從正面觀看時，如申請專利範圍第1項所述之用於控制一可視角的該薄膜係配置為使該穿透控制區域配置在該第一及第二區域間的邊界上，且與一部分的該第一或第二區域重疊。
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