TWI592698B - 畫素結構 - Google Patents

Description

畫素結構

本發明是有關於一種畫素結構，特別是有關於一種應用於立體顯示器的畫素結構。

立體顯示技術為一種利用人類的兩眼視差，透過分別提供觀賞者之兩眼不同的影像來達成立體顯示的目的。常見的裸眼式(又稱為自動立體顯示技術，Autostereoscopic technology)立體顯示技術包含透過在顯示面板上方設置有柱狀透鏡(lenticular lens)或是光柵(barrier)，藉以區分左右眼光線，進而產生立體影像。

然而，前述兩種裸眼式的的立體顯示器需要在顯示面板上額外加貼柱狀透鏡或是光柵等光學膜片，因此，容易出現對位不精準的問題，並且需要配合對應的驅動設計。

本發明提供了一種應用於立體顯示器的畫素結構，用以解決貼膜對位不精準的問題。

本發明之一實施方式提供了一種應用於立體顯示器的畫素結構，包含用以產生光線之發光區、設置於發光 區上的光學元件，以及連接發光區的驅動元件。光學元件用以將發光區分隔為第一發光區域以及第二發光區域，其中第一發光區域與第二發光區域所發出之光線經由光學元件反射後分別朝向不同的方向發射。驅動元件用以同時驅動第一發光區域與第二發光區域發光。

於本發明之一或多個實施例中，畫素結構包含連接發光區之驅動元件，以同時驅動第一發光區域與第二發光區域發光。

於本發明之一或多個實施例中，光學元件包含設置於發光區中間的反射式微結構。

於本發明之一或多個實施例中，反射式微結構具有面對第一發光區域之凸面以及面對第二發光區域之凹面。

於本發明之一或多個實施例中，反射式微結構具有面對第一發光區域之第一斜面以及面對第二發光區之第二斜面，反射式微結構的剖面為下窄上寬的梯形。

於本發明之一或多個實施例中，光學元件更選擇性地包含複數個輔助反射式微結構，輔助反射式微結構設置於發光區的邊緣，輔助反射式微結構的剖面為上窄下寬的梯形。

於本發明之一或多個實施例中，光學元件之材料可以為光阻。

於本發明之一或多個實施例中，第一發光區域與第二發光區域的面積相同。

本發明之另一實施方式中，畫素結構包含用以產生 光線之發光區，以及設置於發光區上的兩光學透鏡。發光區所發出之光線通過光學透鏡折射後分別朝向不同的方向發射。兩光學透鏡投影於發光區的面積大致相同。

本發明在單一畫素結構的發光區上設置有光學元件，以透過光學元件反射或是折射進而改變發光區所發出之光線的角度，使得光線分別進入觀察者的左右眼，藉以產生立體影像。此畫素結構的設計由於不需進行額外的貼膜作業，因此不會有對位不精準的問題產生，並且亮度得以提高。

100‧‧‧畫素結構

110‧‧‧發光區

112‧‧‧第一發光區域

114‧‧‧第二發光區域

120、160、180‧‧‧反射式微結構

122‧‧‧凸面

124‧‧‧凹面

130、140‧‧‧光線

150‧‧‧驅動元件

162‧‧‧第一斜面

164‧‧‧第二斜面

170‧‧‧輔助反射式微結構

182、184‧‧‧反射面

190、192‧‧‧光學透鏡

第1圖至第4圖為本發明之畫素結構不同實施例的側視示意圖。

以下將以圖式及詳細說明清楚說明本發明之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本發明之較佳實施例後，當可由本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。

為了解決現有立體顯示器中貼膜對位不精確的問題，本發明提出了一種直接在畫素上製作微結構，以將光線經由微結構反射或是折射而朝向不同的方向發射，藉以提供左右眼的影像。

參照第1圖，其為本發明之應用於立體顯示器的畫素結構一實施例的側視示意圖。須注意的是，為便於說明起見，於本實施例以及後續的實施例中僅繪示單一一個畫素結構說明之，實務上為多個畫素結構組合為一個畫素單元，而這些畫素單元將會以週期排列的方式進行排列，以顯示彩色影像。

畫素結構100中包含有發光區110以及設置於發光區110上的光學元件。畫素結構100之發光區110可以為有機發光二極體層、設置有色阻層的電極層或是其他的發光元件。發光區110所發出之光線可以為單色光或是混合光。

發光元件之作用在於將發光區110所發出之光線分向兩個不同的方向射出而進入使用者的左右眼。發光元件可以為設置於發光區110中間的反射式微結構120，反射式微結構120將發光區110分隔為第一發光區域112以及第二發光區域114，其中第一發光區域112所發出之光線130照射到反射式微結構120後，被反射式微結構120反射而朝向圖面的左方射出，第二發光區域114所發出之光線140則是在照射到反射式微結構120後，被反射式微結構120反射而朝向圖面的右方射出。

為了使得光線130、140發散較為均勻，第一發光區域112的面積較佳地為與第二發光區域114的面積相同，使得觀察者左右眼所接收到的影像亮度較為一致。

畫素結構100更包含有驅動元件150，驅動元件150 為連接至發光區110，用以同時驅動第一發光區域112以及第二發光區域114發光。驅動元件150舉例而言可以為薄膜電晶體開關。

反射式微結構120的材料可以為具有高反射率的光阻，透過光阻塗佈製程，使用具有特定形狀的光罩貼附在發光區110上之後，將光阻依照光罩所開的形狀塗佈在發光區110上，之後再將其固化而得到。

反射式微結構120之形狀設計只要能夠讓光線反射之後沿著不同的方向射出，即可以達到立體顯示的功效。舉例而言，本實施例中，反射式微結構120具有面對第一發光區域112的凸面122以及面對第二發光區域114的凹面124。凸面122以及凹面124的設計可以使得第一發光區域112以及第二發光區域114所發出的光線130、140分別朝向不同的方向射出。因此反射式微結構120之凸面122以及凹面124的曲率可以根據實際的需求設計。

本發明中之光學元件可以讓單一一個畫素結構100中所發出的光線分別朝向不同的方向發射，光學元件可以透過反射或是折射達到上述的功效。以下將以光學元件不同的變化進行說明，與前一實施例相同的部分將不再贅述，合先敘明。

參照第2圖，其為本發明之畫素結構另一實施例的側視示意圖。本實施例之光學元件包含有設置於發光區110上之反射式微結構160，反射式微結構160之材料可以為具有高反射率的光阻或是有機材料。反射式微結構160將發 光區110分割為第一發光區域112以及第二發光區域114，反射式微結構160的剖面形狀為下窄上寬的梯形，反射式微結構160具有面對第一發光區域112的第一斜面162以及面對第二發光區域114的第二斜面164，第一發光區域112所發出之光線130經由第一斜面162反射後朝向圖面中的左方射出，第二發光區域114所發出之光線140經由第二斜面164反射後朝向圖面中的右方射出。同樣地，第一斜面162以及第二斜面164之斜率可以根據不同的需求進行設計。

本實施例中，畫素結構100更選擇性地包含有多個輔助反射式微結構170，設置於發光區110的邊緣。輔助反射式微結構170的材料同樣為具有高反射率的光阻或是有機材料。輔助反射式微結構170的剖面形狀為下寬上窄的梯形。輔助反射式微結構170除了可以使得第一發光區域112與第二發光區域114所發出之光線130、140分別朝向不同的方向射出之外，更可以避免相鄰的畫素結構100所發出之光線相互干擾。

參照第3圖，其繪示本發明之畫素結構又一實施例的側視示意圖。本實施例中，反射式微結構180可以僅透過兩個反射面182、184將第一發光區域112以及第二發光區域114所發出之光線130、140分別反射向不同的方向射出。當然，畫素結構100亦可選擇性地包含如第2圖所述之輔助反射式微結構，在此不再贅述。

本發明所提供之畫素結構100除了可以透過反射 式的光學元件反射由第一發光區域112與第二發光區域114所發出之光線130、140，使其朝向不同的方向射出以達到立體顯示的功效之外，亦可以利用折射的方式，使得單一畫素結構100所發出之光線分別朝向左右眼射出，以下將配合圖式詳細說明之。

參照第4圖，其為本發明之畫素結構再一實施例的側視示意圖。本實施例中，光學元件包含兩光學透鏡190、192。光學透鏡190、192為設置在發光區110上，其中光學透鏡190投影於發光區110的部分定義為第一發光區域112，光學透鏡192投影於發光區110的部分定義為第二發光區域114，第一發光區域112與第二發光區域114不相互重疊，並且第一發光區域112與第二發光區域114的面積相同，即兩光學透鏡190、192投影於發光區110的面積相同。

光學透鏡190、192之折射率可以根據實際的需求選擇適當的材料，而光學透鏡190、192的表面弧度同樣可以根據實際需求進行設計，只要能夠使得發光區110所發出之光線分別朝向左右眼即可。由於光學透鏡190、192之形狀完全相同，且覆蓋的面積一樣，因此，第一發光區域112以及第二發光區域114之光線130、140發散的角度會大致上相同而平均地進入左右眼，因此，觀察者左右眼所接收到的影像亮度會相同，使得畫面表現更為均勻。

從上述實施例可以得知，本發明在單一畫素結構的發光區上設置有光學元件，以透過光學元件反射或是折射 改變發光區所發出之光線的角度，使得光線分別進入觀察者的左右眼，藉以產生立體影像。此畫素結構的設計由於不需進行額外的貼膜作業，因此不會有對位不精準的問題產生，並且亮度得以提高。

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，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，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。

100‧‧‧畫素結構

110‧‧‧發光區

112‧‧‧第一發光區域

114‧‧‧第二發光區域

120‧‧‧反射式微結構

122‧‧‧凸面

124‧‧‧凹面

130、140‧‧‧光線

150‧‧‧驅動元件

Claims (4)

1. 一種應用於立體顯示器的畫素結構，包含：一發光區，用以產生光線；一光學元件，設置於該發光區上，以將該發光區分隔為一第一發光區域以及一第二發光區域，其中該第一發光區域與該第二發光區域所發出之光線經由該光學元件反射後分別朝向不同的方向發射，其中該光學元件包含設置於該發光區中間的一反射式微結構，且該反射式微結構具有面對該第一發光區域之一第一斜面以及面對該第二發光區之一第二斜面，該反射式微結構的剖面為下窄上寬的梯形；以及一驅動元件，連接該發光區，以同時驅動該第一發光區域與該第二發光區域發光。
2. 如請求項1所述之畫素結構，其中該光學元件更包含複數個輔助反射式微結構，設置於該發光區的邊緣，該些輔助反射式微結構的剖面為上窄下寬的梯形。
3. 如請求項1所述之畫素結構，其中該光學元件之材料為光阻。
4. 如請求項1所述之畫素結構，其中該第一發光區域與該第二發光區域的面積相同。