立體顯示器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種立體顯示器，包括顯示面板、屏障面板及背光模塊。屏障面板具有交替配置的透光區(qū)與遮光區(qū)，且各透光區(qū)包括兩折射區(qū)及位于折射區(qū)之間的非折射區(qū)。屏障面板包括相對(duì)設(shè)置的第一及第二基板、位于此兩基板之間的光學(xué)異向性介質(zhì)、以及第一及第二電極層。第一電極層位于第一基板與光學(xué)異向性介質(zhì)之間。第二電極層位于第二基板與光學(xué)異向性介質(zhì)之間。在屏障面板被致能時(shí)光學(xué)異向性介質(zhì)在折射區(qū)的相位推遲介于在遮光區(qū)的相位推遲與在非折射區(qū)的相位推遲之間，使得通過折射區(qū)的光線朝向非折射區(qū)偏折。本發(fā)明可以維持或提高立體顯示器的亮度，并可以有效地降低或調(diào)整殘影的程度。
【專利說明】立體顯示器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種顯示器，尤其涉及一種立體顯示器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著顯示技術(shù)的不斷進(jìn)步，使用者對(duì)于顯示器的顯示品質(zhì)(如圖像解析度、色彩飽和度等)的要求也越來越高。然而，除了高圖像解析度以及高色彩飽和度之外，為了滿足使用者觀看真實(shí)圖像的需求，亦發(fā)展出能夠顯示出立體圖像的顯示器。
[0003]目前發(fā)展較快速也較成熟的立體顯示技術(shù)為空間多路復(fù)用技術(shù)(spatial-multiplexed technology)。在空間多路復(fù)用的立體顯示技術(shù)中，為了建立立體圖像效果，常利用視差屏障(parallax barrier)或者柱狀透鏡在空間中形成不同視域(viewing zone)以讓觀看者的右眼和左眼分別接收不同圖像信息。其中，屏障工藝技術(shù)又比透鏡工藝技術(shù)更為成熟，因此被廣泛應(yīng)用于商品中。
[0004]一般來說，使用視差屏障的傳統(tǒng)立體顯示器并無法完美地只讓左右眼接收到應(yīng)該接收的圖像信息，且通常會(huì)有一些錯(cuò)誤的圖像信息進(jìn)入眼中。舉例來說，原本右眼的圖像信息應(yīng)該只讓右眼接收得到，但由于遮蔽不完美而使得部分右眼的圖像信息也被左眼接收，因此左眼會(huì)同時(shí)接收到左右眼的圖像信息，此現(xiàn)象稱為殘影(X-talk)。目前用來改善殘影現(xiàn)象的主要方法是增加遮蔽區(qū)域以使得殘影的程度降低，但同時(shí)也會(huì)使透光區(qū)域減少。也就是說，隨著開口率(slit ratio)的下降(亦即，透光區(qū)域的減少)，雖然可使殘影的程度降低，但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致亮度下降的問題，進(jìn)而影響顯示品質(zhì)。因此，如何在不改變開口率的情況下能有效地降低殘影的程度并維持或提高亮度乃業(yè)界所致力研究的課題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種立體顯示器，可以維持或提高亮度，并有效地降低或調(diào)整殘影的程度。
[0006]本發(fā)明提出一種立體顯示器，包括顯示面板、屏障面板以及背光模塊。顯示面板具有相對(duì)的第一側(cè)與第二側(cè)。屏障面板位于顯示面板的第一側(cè)，屏障面板具有交替配置的多個(gè)透光區(qū)與多個(gè)遮光區(qū)，且每一透光區(qū)包括兩折射區(qū)與非折射區(qū)，非折射區(qū)位于兩折射區(qū)之間。屏障面板包括第一基板、第二基板、光學(xué)異向性介質(zhì)、第一電極層以及第二電極層。第二基板位于第一基板的對(duì)向。光學(xué)異向性介質(zhì)位于第一基板與第二基板之間。第一電極層配置于第一基板與光學(xué)異向性介質(zhì)之間。第二電極層配置于第二基板與光學(xué)異向性介質(zhì)之間。第一電極層與第二電極層被設(shè)置為，在屏障面板被致能(enable)時(shí)(即被開啟時(shí))光學(xué)異向性介質(zhì)在折射區(qū)的相位推遲(Phase Retardation)介于在遮光區(qū)的相位推遲與在非折射區(qū)的相位推遲之間，使得通過各折射區(qū)出射的光線朝向相應(yīng)的非折射區(qū)偏折。背光模塊位于顯示面板的第二側(cè)，用以提供光線。
[0007]基于上述，在不改變開口率的情況下，由于每一透光區(qū)內(nèi)具有折射區(qū)可使光線朝向非折射區(qū)集中，并使本發(fā)明的位于透光區(qū)內(nèi)的光學(xué)異向性介質(zhì)具有類似透鏡或棱鏡的效果，因此本發(fā)明可以維持或提高立體顯示器的亮度，并可以有效地降低或調(diào)整殘影的程度。
[0008]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的立體顯示器的剖面示意圖。
[0010]圖2為圖1的屏障面板的上視示意圖。
[0011]圖3A為圖2中沿線1-1’的屏障面板的透光區(qū)的剖面示意圖。
[0012]圖3B為圖3A的屏障面板被致能時(shí)的相位推遲分布的示意圖。
[0013]圖4A為依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的屏障面板的透光區(qū)的剖面示意圖。
[0014]圖4B為圖4A的屏障面板被致能時(shí)的相位推遲分布的示意圖。
[0015]圖5A為依照本發(fā)明的第三實(shí)施例的屏障面板的透光區(qū)的剖面示意圖。
[0016]圖5B為圖5A的屏障面板被致能時(shí)的相位推遲分布的示意圖。
[0017]圖6A為依照本發(fā)明的第四實(shí)施例的屏障面板的透光區(qū)的剖面示意圖。
[0018]圖6B為圖6A的屏障面板被致能時(shí)的相位推遲分布的示意圖。
[0019]圖7A為依照本發(fā)明的第五實(shí)施例的屏障面板的透光區(qū)的剖面示意圖。
[0020]圖7B為圖7A的屏障面板被致能時(shí)的相位推遲分布的示意圖。
[0021]圖8為以不同傾斜視角觀看立體顯示器時(shí)所呈現(xiàn)的顯示亮度對(duì)傾斜視角的關(guān)系曲線圖。
[0022]圖9為以不同傾斜視角觀看立體顯示器時(shí)所呈現(xiàn)的殘影對(duì)傾斜視角的關(guān)系曲線圖。
[0023]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0024]100:立體顯示器
[0025]110:顯示面板
[0026]IlOa:第一側(cè)
[0027]IlOb:第二側(cè)
[0028]112:基板
[0029]114:像素陣列
[0030]116:對(duì)向基板
[0031]118:顯示介質(zhì)
[0032]120:屏障面板
[0033]120A:透光區(qū)
[0034]120B:遮光區(qū)
[0035]122:第一基板
[0036]124:第一電極層
[0037]124a:第一子電極
[0038]124b:第一介電層
[0039]126:第二基板
[0040]128:第二電極層[0041]128a:第二子電極
[0042]128b:第二介電層
[0043]130:光學(xué)異向性介質(zhì)
[0044]140:背光模塊
[0045]150:相位推遲分布
[0046]160:凸塊
[0047]160a:斜面
[0048]210、220、310、320:曲線
[0049]1202:折射區(qū)
[0050]1202a:次折射區(qū)
[0051]1204:非折射區(qū)
[0052]1242、1282:下電極圖案層
[0053]1244、1284:上電極圖案層
[0054]Ι-I':線
[0055]L:光線
[0056]X、Y、Z:方向
【具體實(shí)施方式】
[0057]圖1為依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的立體顯示器的剖面示意圖，圖2為圖1的屏障面板的上視示意圖，圖3Α為圖2中沿線1-1’的屏障面板的透光區(qū)的剖面示意圖，而圖3Β為圖3Α的屏障面板被致能時(shí)的相位推遲分布的示意圖。
[0058]請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1至圖3Β，立體顯示器100包括顯示面板110、背光模塊140以及屏障面板120。立體顯示器100例如是能提供直式(portrait)顯示模式和/或橫式(landscape)顯示模式的立體顯示裝置，或者例如是可切換式平面/立體(2D/3D)的顯示裝置，或者其他合適的立體顯示裝置等。[0059]顯示面板110包括基板112、像素陣列114、對(duì)向基板116以及顯示介質(zhì)118。顯示面板110是任何可以顯示圖像的構(gòu)件，例如液晶顯示面板、有機(jī)發(fā)光二極體顯示面板、電泳顯示面板、等離子體顯示面板或其它型式顯示面板。像素陣列114配置在基板112上，且像素陣列114的每一像素單元(未繪示)例如是包括數(shù)據(jù)線、掃描線、有源元件以及像素電極等構(gòu)件。對(duì)向基板116位于基板112的對(duì)向。顯示介質(zhì)118位于像素陣列114與對(duì)向基板116之間。當(dāng)顯示面板110為液晶顯示面板時(shí),顯示介質(zhì)118例如是液晶分子。在其他實(shí)施例中，當(dāng)顯示面板110為有機(jī)發(fā)光二極體顯示面板時(shí)，顯示介質(zhì)118例如是有機(jī)發(fā)光層。當(dāng)顯示面板110為電泳顯示面板時(shí)，顯示介質(zhì)118例如是電泳顯示介質(zhì)。當(dāng)顯示面板110為等離子體顯示面板時(shí)，顯示介質(zhì)118例如是等離子體顯示介質(zhì)。再者，當(dāng)顯示面板110采用非自行發(fā)光的材料(例如液晶材料)作為顯示介質(zhì)118時(shí)，則立體顯示器100可以選擇性地還包括有光源模塊以提供顯示所需的光源。此外，顯示面板110具有相對(duì)的第一側(cè)IlOa與第二側(cè)110b。在下文中，將以顯示面板110為液晶顯示面板為例來進(jìn)行說明，其中背光模塊140位于顯示面板110的第二側(cè)110b，用以提供顯示用的光線L。
[0060]屏障面板120位于顯示面板110的第一側(cè)110a，且顯示面板110的顯示面(即第一側(cè)IlOa)朝向屏障面板120。屏障面板120例如是扭轉(zhuǎn)向列型液晶盒(Twisted NematicLiquid Crystal Cell, TN-LC Cell)或其他合適的屏障面板。如圖2所示,屏障面板120具有交替配置的多個(gè)透光區(qū)120A與多個(gè)遮光區(qū)120B，其中透光區(qū)120A例如是條狀狹縫。然而，本發(fā)明不限于此，在其他實(shí)施例中，透光區(qū)120A的形狀可以包括矩形、正方形、梯形、圓形、橢圓形、三角形、菱形、多邊形或其他合適的形狀。每一透光區(qū)120A包括兩個(gè)折射區(qū)1202以及一個(gè)非折射區(qū)1204，且非折射區(qū)1204位于所述兩個(gè)折射區(qū)1202之間。再者，屏障面板120包括第一基板122、第二基板126、光學(xué)異向性介質(zhì)130、第一電極層124以及第二電極層128。
[0061]第一基板122與第二基板126彼此相對(duì)向設(shè)置，且其材料可為玻璃、石英、有機(jī)聚合物或其他合適的材料。
[0062]光學(xué)異向性介質(zhì)130位于第一基板122與第二基板126之間。光學(xué)異向性介質(zhì)130例如是具有雙折射性的介質(zhì)，例如液晶分子或是其他合適的物質(zhì)。以液晶分子為例，通常液晶分子具有第一軸向折射率(no)以及第二軸向折射率(ne)。所述第一軸向折射率(no) —般又可稱為液晶分子的短軸折射率，所述第二軸向折射率(ne)又可稱為液晶分子的長軸折射率。而且，上述的光學(xué)異向性介質(zhì)130會(huì)隨著屏蔽面板120中的電場分布來排列。在本實(shí)施例中，光學(xué)異向性介質(zhì)130例如是包括多個(gè)正型液晶分子(未繪示)或多個(gè)負(fù)型液晶分子(未繪示)。
[0063]第一電極層124與第二電極層128分別地位于第一基板122與第二基板126上，且為靠近光學(xué)異向性介質(zhì)130的一側(cè)。也就是說，第一電極層124配置于第一基板122與光學(xué)異向性介質(zhì)130之間，而第二電極層128配置于第二基板126與光學(xué)異向性介質(zhì)130之間。再者，在本實(shí)施例中，第一電極層124與第二電極層128例如是分別包括多個(gè)彼此平行排列的條狀電極，但本發(fā)明不限于此。在其他實(shí)施例中，第一電極層124與第二電極層128亦可以是分別包括其他合適的圖案化電極。第一電極層124與第二電極層128的材料包括透明導(dǎo)電材料，其例如是金屬氧化物，如銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二個(gè)的堆疊層。
[0064]在本實(shí)施例中，第一電極層124位于遮光區(qū)120B以及折射區(qū)1202中，而第二電極層128位于遮光區(qū)120B中。再者，在本實(shí)施例中，在遮光區(qū)120B中的第一電極層124及第二電極層128例如是分別為單一層的電極層，以有效地遮蔽光線的穿透，但本發(fā)明不限于此。在其他實(shí)施例中，在遮光區(qū)120B中的第一電極層124及第二電極層128亦可以是分別為兩層以上的電極層，只要遮光區(qū)120B可有效地遮蔽光線的穿透即可。此外，在折射區(qū)1202中的第一電極層124可以是單一層或兩層以上的電極層，只要折射區(qū)1202可使通過其所出射的光線偏折即可。
[0065]當(dāng)屏障面板120被致能(enable)時(shí)，第一電極層124與第二電極層128分別在非折射區(qū)1204內(nèi)提供第一電場，在折射區(qū)1202內(nèi)提供過渡電場，且在遮光區(qū)120B內(nèi)提供第二電場。再者，在垂直于屏障面板120的方向(例如當(dāng)屏障面板120位于X-Y平面上時(shí)，貝1J所述垂直于屏障面板120的方向?yàn)閆方向)上,過渡電場的強(qiáng)度介于第一電場的強(qiáng)度與第二電場的強(qiáng)度之間。在本實(shí)施例中，過渡電場的強(qiáng)度例如是沿第一電場朝向第二電場的方向漸進(jìn)變化。也就是說，過渡電場的電壓呈梯度分布，以使得在折射區(qū)1202內(nèi)的光學(xué)異向性介質(zhì)130隨著過渡電場的電壓分布而排列成具有漸進(jìn)變化的相位推遲(PhaseRetardation)分布。由于相位推遲的漸進(jìn)變化，因此通過折射區(qū)1202出射的光線L會(huì)因?yàn)椴煌南辔徊疃a(chǎn)生折射的效果。
[0066]換句話說，在本實(shí)施例中，可借由延伸至折射區(qū)1202的第一電極層124與位于遮光區(qū)120B的第二電極層128產(chǎn)生橫向電場，以使在垂直于屏障面板120的方向(亦即，Z方向)上，過渡電場的強(qiáng)度例如是沿第一電場朝向第二電場的方向漸進(jìn)變化，進(jìn)而使得在折射區(qū)1202內(nèi)的光學(xué)異向性介質(zhì)130隨著過渡電場的電壓分布而排列成具有漸進(jìn)變化的相位推遲分布。舉例來說，遮光區(qū)120B的第二電場的強(qiáng)度相對(duì)較大，非折射區(qū)1204的第一電場的強(qiáng)度相對(duì)較小，且從遮光區(qū)120B朝向非折射區(qū)1204的方向上，折射區(qū)1202的過渡電場的強(qiáng)度逐漸減小，以使得折射率逐漸減小。
[0067]請(qǐng)參照?qǐng)D3B，如相位推遲分布150所示，由于本實(shí)施例的上述電極的配置位置以及電場的強(qiáng)度變化的設(shè)計(jì)，因此第一電極層124與第二電極層128被設(shè)置為，在屏障面板120被致能時(shí)光學(xué)異向性介質(zhì)130在折射區(qū)1202的相位推遲介于在遮光區(qū)120B的相位推遲與在非折射區(qū)1204的相位推遲之間，以使得通過各折射區(qū)1202出射的光線L會(huì)朝向相應(yīng)的非折射區(qū)1204(亦即，位于同一透光區(qū)120A內(nèi)的非折射區(qū)1204)偏折。在本實(shí)施例中，光線L例如是由背光模塊140所提供的光線，但本發(fā)明不限于此。在其他實(shí)施例中，光線L亦可以是由顯示面板110所提供的光線。
[0068]值得一提的是，在不改變開口率的情況下，由于每一透光區(qū)120A內(nèi)具有折射區(qū)1202可使光線L朝向非折射區(qū)1204集中，并使本發(fā)明的位于透光區(qū)120A內(nèi)的光學(xué)異向性介質(zhì)130(亦即，液晶光柵)具有類似透鏡或棱鏡的效果，因此本發(fā)明可以維持或提高立體顯示器100的亮度，并可以有效地降低或調(diào)整殘影(X-talk)的程度。更詳細(xì)來說，由于每一透光區(qū)120A內(nèi)具有折射區(qū)1202，因此可借由過渡電場的漸進(jìn)變化使光線L折射，以有效地使由光線L所集中而成的光場區(qū)域(未繪示)更集中，亦即可使光場區(qū)域的面積更小。如此一來，可提升光場區(qū)域的最大亮度并縮小光場(未繪示)的半高寬。其中，光場的半高寬的縮小也就是可使不同光場之間的重疊面積減少，因此可提高光場之間的分光效果，進(jìn)而可使殘影的程度下降。
[0069]此外，在本實(shí)施例中，立體顯示器100例如是還包括粘著層(未繪示)，用以接合顯示面板110與屏蔽面板120。如此一來，當(dāng)顯示面板110與屏蔽面板120貼合后，經(jīng)由屏蔽面板120的作用，觀看者的左眼就只能觀察到播放左眼圖像的像素，右眼就只能觀察到播放右眼圖像的像素，進(jìn)而產(chǎn)生立體圖像效果。再者，立體顯示器100例如是還包括偏光片(未繪示)，分別配置于顯示面板110與屏蔽面板120的表面上。
[0070]在上述圖1至圖3B的實(shí)施例中是以屏障面板120的兩個(gè)基板的結(jié)構(gòu)為平面結(jié)構(gòu)為例來說明，但本發(fā)明不限于此。在其他實(shí)施例中，亦可以是屏障面板120的至少一基板的結(jié)構(gòu)為非平面結(jié)構(gòu)。
[0071]圖4A為依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的屏障面板的透光區(qū)的剖面示意圖，而圖4B為圖4A的屏障面板被致能時(shí)的相位推遲分布的示意圖。圖4A至圖4B的實(shí)施例與上述圖1至圖3B的實(shí)施例相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符號(hào)表示，且不再重復(fù)說明。圖4A至圖4B的實(shí)施例與上述圖1至圖3B的實(shí)施例的不同之處在于，屏障面板120的第一基板122的結(jié)構(gòu)為非平面結(jié)構(gòu)。
[0072]更詳細(xì)來說，請(qǐng)參照?qǐng)D4A，在屏障面板120的第一基板122上還配置有多個(gè)凸塊(bump) 160。這些凸塊160在每一折射區(qū)1202內(nèi)提供相對(duì)于第一基板122的斜面160a，其中在折射區(qū)1202內(nèi)的第一電極層124位于斜面160a上。凸塊160的材料例如是玻璃、石英、有機(jī)聚合物或其他合適的材料。凸塊160的材料可與第一基板122的材料相同或不同。在另一實(shí)施例中，亦可以是凸塊160與第一基板122為一體成型。也就是說，本發(fā)明不特別限定凸塊160的材料、形狀以及數(shù)量等，只要其可在每一折射區(qū)1202內(nèi)提供相對(duì)于第一基板122的斜面160a即可。此外，在其他實(shí)施例中，亦可以是在第二基板126上還配置有多個(gè)凸塊160、或者是在第一基板122與第二基板126上皆配置有多個(gè)凸塊160。
[0073]再者，如圖4B的相位推遲分布150所示，由于本實(shí)施例的上述電極的配置位置以及電場的強(qiáng)度變化的設(shè)計(jì)，因此第一電極層124與第二電極層128被設(shè)置為，在屏障面板120被致能時(shí)光學(xué)異向性介質(zhì)130在折射區(qū)1202的相位推遲介于在遮光區(qū)120B的相位推遲與在非折射區(qū)1204的相位推遲之間，以使得通過各折射區(qū)1202出射的光線L會(huì)朝向相應(yīng)的非折射區(qū)1204(亦即，位于同一透光區(qū)120A內(nèi)的非折射區(qū)1204)偏折。
[0074]在上述圖1至圖3B的實(shí)施例中是以在折射區(qū)1202內(nèi)的第一電極層124為由遮光區(qū)120B延伸至折射區(qū)1202的一電極為例來說明，但本發(fā)明不限于此。在其他實(shí)施例中，亦可以是在各折射區(qū)1202內(nèi)的至少一電極層包括相互絕緣的多個(gè)子電極。
[0075]圖5A為依照本發(fā)明的第三實(shí)施例的屏障面板的透光區(qū)的剖面示意圖，而圖5B為圖5A的屏障面板被致能時(shí)的相位推遲分布的示意圖。圖5A至圖5B的實(shí)施例與上述圖1至圖3B的實(shí)施例相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符號(hào)表示，且不再重復(fù)說明。圖5A至圖5B的實(shí)施例與上述圖1至圖3B的實(shí)施例的不同之處在于，在各折射區(qū)1202內(nèi)的第一電極層124包括相互絕緣的多個(gè)子電極。
[0076]更詳細(xì)來說，請(qǐng)參照?qǐng)D5A，各折射區(qū)1202包括并排的多個(gè)次折射區(qū)1202a。再者，在各折射區(qū)1202內(nèi)的第一電極層124包括相互絕緣的多個(gè)第一子電極124a。在本實(shí)施例中，第一電極層124位于遮光區(qū)120B以及折射區(qū)1202中，上述第一子電極124a分別位于次折射區(qū)1202a內(nèi)，而第二電極層128位于遮光區(qū)120B中。當(dāng)屏障面板120被致能時(shí)，第一電極層124與第二電極層128分別在非折射區(qū)1204內(nèi)提供第一電場，且在遮光區(qū)120B內(nèi)提供第二電場。每一第一子電極124a在各次折射區(qū)1202a內(nèi)提供次過渡電場。
[0077]值得一提的是，在垂直于屏障面板120的方向(亦即，Z方向)上，多個(gè)次過渡電場的強(qiáng)度介于第一電場的強(qiáng)度與第二電場的強(qiáng)度之間，且多個(gè)次過渡電場的強(qiáng)度例如是沿第一電場朝向第二電場的方向漸進(jìn)變化。如此一來，在本實(shí)施例中，可借由提供所述多個(gè)次過渡電場不同的電壓差，以使得在折射區(qū)1202內(nèi)的光學(xué)異向性介質(zhì)130隨著多個(gè)次過渡電場的電壓分布而排列成具有漸進(jìn)變化的相位推遲分布。舉例來說，遮光區(qū)120B的第二電場的強(qiáng)度相對(duì)較大，非折射區(qū)1204的第一電場的強(qiáng)度相對(duì)較小，且從遮光區(qū)120B朝向非折射區(qū)1204的方向上，多個(gè)次折射區(qū)1202a的次過渡電場的強(qiáng)度逐漸減小(例如從10伏特逐漸減小至2伏特)，以使得折射率逐漸減小。
[0078]再者，如圖5B的相位推遲分布150所示，由于本實(shí)施例的上述電極的配置位置以及電場的強(qiáng)度變化的設(shè)計(jì)，因此第一電極層124與第二電極層128被設(shè)置為，在屏障面板120被致能時(shí)光學(xué)異向性介質(zhì)130在折射區(qū)1202的相位推遲介于在遮光區(qū)120B的相位推遲與在非折射區(qū)1204的相位推遲之間，以使得通過各折射區(qū)1202出射的光線L會(huì)朝向相應(yīng)的非折射區(qū)1204(亦即，位于同一透光區(qū)120A內(nèi)的非折射區(qū)1204)偏折。[0079]在上述圖1至圖5B的實(shí)施例中是以在折射區(qū)1202內(nèi)的電極層為單一層的電極層為例來說明，但本發(fā)明不限于此。在其他實(shí)施例中，亦可以是在折射區(qū)1202內(nèi)的至少一電極層具有兩層以上的電極圖案層。
[0080]圖6A為依照本發(fā)明的第四實(shí)施例的屏障面板的透光區(qū)的剖面示意圖，而圖6B為圖6A的屏障面板被致能時(shí)的相位推遲分布的示意圖。圖6A至圖6B的實(shí)施例與上述圖5A至圖5B的實(shí)施例相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符號(hào)表示，且不再重復(fù)說明。圖6A至圖6B的實(shí)施例與上述圖5A至圖5B的實(shí)施例的不同之處在于，在折射區(qū)1202內(nèi)的第一電極層124具有兩層的電極圖案層。
[0081]更詳細(xì)來說，請(qǐng)參照?qǐng)D6A，在各折射區(qū)1202內(nèi)的第一電極層124還包括第一介電層124b，且第一子電極124a交替設(shè)置于第一介電層124b的上下兩側(cè)。也就是說，在折射區(qū)1202內(nèi)的第一電極層124具有兩層的電極圖案層，其中所述兩層的電極圖案層包括下電極圖案層1242以及上電極圖案層1244。每一電極圖案層包括位于各折射區(qū)1202內(nèi)且相互絕緣的多個(gè)第一子電極124a。由于下電極圖案層1242的第一子電極124a與上電極圖案層1244的第一子電極124a彼此交錯(cuò)配置，因此可使分別屬于不同膜層(包括下電極圖案層1242以及上電極圖案層1244)的第一子電極124a在空間上重疊。如此一來,可使下電極圖案層1242以及上電極圖案層1244得以緊密排列，進(jìn)而可避免漏光與色偏且可具有較佳的立體顯示效果。
[0082]此外，在本實(shí)施例中，第一介電層124b覆蓋了下電極圖案層1242，且上電極圖案層1244位于第一介電層124b上。亦即，下電極圖案層1242位于第一基板122與第一介電層124b之間,第一介電層124b位于下電極圖案層1242與上電極圖案層1244之間，且上電極圖案層1244位于第一介電層124b與光學(xué)異向性介質(zhì)130之間。在本實(shí)施例中，第一介電層124b例如是全面地覆蓋第一基板122以及下電極圖案層1242，但本發(fā)明不限于此。在其他實(shí)施例中，亦可以是第一介電層124b僅覆蓋各折射區(qū)1202內(nèi)的下電極圖案層1242，只要第一介電層124b位于下電極圖案層1242與上電極圖案層1244之間以使此兩者在各折射區(qū)1202內(nèi)可電性絕緣即可。
[0083]再者，如圖6B的相位推遲分布150所示，由于本實(shí)施例的上述電極的配置位置以及電場的強(qiáng)度變化的設(shè)計(jì)，因此第一電極層124與第二電極層128被設(shè)置為，在屏障面板120被致能時(shí)光學(xué)異向性介質(zhì)130在折射區(qū)1202的相位推遲介于在遮光區(qū)120B的相位推遲與在非折射區(qū)1204的相位推遲之間，以使得通過各折射區(qū)1202出射的光線L會(huì)朝向相應(yīng)的非折射區(qū)1204(亦即，位于同一透光區(qū)120A內(nèi)的非折射區(qū)1204)偏折。
[0084]圖7A為依照本發(fā)明的第五實(shí)施例的屏障面板的透光區(qū)的剖面示意圖，而圖7B為圖7A的屏障面板被致能時(shí)的相位推遲分布的示意圖。圖7A至圖7B的實(shí)施例與上述圖6A至圖6B的實(shí)施例相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符號(hào)表示，且不再重復(fù)說明。圖7A至圖7B的實(shí)施例與上述圖6A至圖6B的實(shí)施例的不同之處在于，不僅在折射區(qū)1202內(nèi)的第一電極層124具有兩層的電極圖案層，而且在折射區(qū)1202內(nèi)的第二電極層128亦具有兩層的電極圖案層。
[0085]更詳細(xì)來說，請(qǐng)參照?qǐng)D7A，在各折射區(qū)1202內(nèi)的第二電極層128還包括第二介電層128b，且第二子電極128a交替設(shè)置于第二介電層128b的上下兩側(cè)。也就是說，在折射區(qū)1202內(nèi)的第二電極層128具有兩層的電極圖案層，其中所述兩層的電極圖案層包括下電極圖案層1282以及上電極圖案層1284。每一電極圖案層包括位于各折射區(qū)1202內(nèi)且相互絕緣的多個(gè)第二子電極128a，其中下電極圖案層1282的第二子電極128a與上電極圖案層1284的第二子電極128a彼此交錯(cuò)配置，因此可使分別屬于不同膜層(包括下電極圖案層1282以及上電極圖案層1284)的第二子電極128a在空間上重疊。如此一來，可使下電極圖案層1282以及上電極圖案層1284得以緊密排列，進(jìn)而可避免漏光與色偏且可具有較佳的立體顯示效果。
[0086]此外，在本實(shí)施例中，第二介電層128b覆蓋了下電極圖案層1282，且上電極圖案層1284位于第二介電層128b上。亦即，下電極圖案層1282位于第二基板126與第二介電層128b之間，第二介電層128b位于下電極圖案層1282與上電極圖案層1284之間，且上電極圖案層1284位于第二介電層128b與光學(xué)異向性介質(zhì)130之間。在本實(shí)施例中，第二介電層128b是全面地覆蓋第二基板126以及下電極圖案層1282，但本發(fā)明不限于此。在其他實(shí)施例中，亦可以是第二介電層128b僅覆蓋各折射區(qū)1202內(nèi)的下電極圖案層1282，只要第二介電層128b位于下電極圖案層1282與上電極圖案層1284之間以使此兩者在各折射區(qū)1202內(nèi)可電性絕緣即可。
[0087]再者，如圖7B的相位推遲分布150所示，由于本實(shí)施例的上述電極的配置位置以及電場的強(qiáng)度變化的設(shè)計(jì)，因此第一電極層124與第二電極層128被設(shè)置為，在屏障面板120被致能時(shí)光學(xué)異向性介質(zhì)130在折射區(qū)1202的相位推遲介于在遮光區(qū)120B的相位推遲與在非折射區(qū)1204的相位推遲之間，以使得通過各折射區(qū)1202出射的光線L會(huì)朝向相應(yīng)的非折射區(qū)1204(亦即，位于同一透光區(qū)120A內(nèi)的非折射區(qū)1204)偏折。
[0088]為了證明本發(fā)明的具有折射區(qū)1202的透光區(qū)120A的設(shè)計(jì)確實(shí)可以提高立體顯示器100的亮度，并降低殘影的程度，特以一模擬實(shí)驗(yàn)來做驗(yàn)證。此模擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)例是上述圖1至圖3B所示的具有折射區(qū)1202的立體顯示器100，而比較例是不具有折射區(qū)的立體顯示器。再者，在模擬實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)例與比較例的立體顯示器的開口率皆為33%(亦即，透光區(qū)120A與遮光區(qū)120B的比例分別為33%以及67%)，且實(shí)驗(yàn)例的立體顯示器的折射區(qū)1202與非折射區(qū)1204的比例分別為4.45%以及28.55%。實(shí)驗(yàn)例與比較例的立體顯示器的其他相關(guān)實(shí)驗(yàn)條件包括光學(xué)異向性介質(zhì)為扭轉(zhuǎn)向列型液晶(TC-LC)、第二軸向折射率(ne)為1.711、第一軸向折射率(no)為1.510、液晶盒間隙(cell gap)為15 μ m、第一基板122的電壓為7伏特、第二基板126的電壓為O伏特以及光柵(barrier)的周期寬度為480 μ m。此外，夕卜在環(huán)境設(shè)定為一周期下包括四個(gè)子像素，光柵的厚度為1800 μ m，且觀賞距離為2200mm。
[0089]圖8為以不同傾斜視角觀看立體顯示器時(shí)所呈現(xiàn)的顯示亮度(單位為流明(lumen))對(duì)傾斜視角(單位為度)的關(guān)系曲線圖。不同的傾斜視角是指以正視角(即O度)當(dāng)基準(zhǔn)線(即法線)時(shí)，使用者的觀察方向與基準(zhǔn)線間的夾角。在圖8中，曲線210為實(shí)驗(yàn)例的立體顯示器，而曲線220為比較例的立體顯示器。如圖8所示，在這些曲線的波峰處，曲線210(實(shí)驗(yàn)例)的亮度皆大于曲線220(比較例)的亮度。因此，由此圖8可得知，實(shí)驗(yàn)例(具有折射區(qū)1202的立體顯示器100)的亮度大于比較例(不具有折射區(qū)的立體顯示器)的亮度，其中實(shí)驗(yàn)例的立體顯示器的亮度相較于比較例的立體顯示器的亮度增加
5.13%。
[0090]圖9為以不同傾斜視角觀看立體顯示器時(shí)所呈現(xiàn)的殘影(單位為％)對(duì)傾斜視角(單位為度)的關(guān)系曲線圖。不同的傾斜視角是指以正視角(即O度)當(dāng)基準(zhǔn)線(即法線)時(shí)，使用者的觀察方向與基準(zhǔn)線間的夾角。在圖9中，曲線310為實(shí)驗(yàn)例的立體顯示器，而曲線320為比較例的立體顯示器。如圖9所示，在這些曲線的波谷處，曲線310(實(shí)驗(yàn)例)的殘影皆小于曲線320(比較例)的殘影。因此，由此圖9可得知，實(shí)驗(yàn)例(具有折射區(qū)1202的立體顯示器100)的殘影小于比較例(不具有折射區(qū)的立體顯示器)的殘影，其中實(shí)驗(yàn)例的立體顯示器的殘影相較于比較例的立體顯示器的殘影減少10.94%。
[0091]綜上所述，在本發(fā)明的立體顯示器中，第一電極層與第二電極層被設(shè)置為，在屏障面板被致能時(shí)(即被開啟時(shí))光學(xué)異向性介質(zhì)在折射區(qū)的相位推遲介于在遮光區(qū)的相位推遲與在非折射區(qū)的相位推遲之間，使得通過各折射區(qū)出射的光線朝向相應(yīng)的非折射區(qū)偏折。如此一來，在不改變開口率的情況下，由于每一透光區(qū)內(nèi)具有折射區(qū)可使光線朝向非折射區(qū)集中，并使本發(fā)明的位于透光區(qū)內(nèi)的光學(xué)異向性介質(zhì)(亦即，液晶光柵)具有類似透鏡或棱鏡的效果，因此本發(fā)明可以維持或提高立體顯示器的亮度，并可以有效地降低或調(diào)整殘影的程度。
[0092]雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種立體顯不器，包括: 一顯示面板，具有相對(duì)的一第一側(cè)與一第二側(cè)； 一屏障面板，位于該顯示面板的該第一側(cè)，該屏障面板具有交替配置的多個(gè)透光區(qū)與多個(gè)遮光區(qū)，且每一透光區(qū)包括兩折射區(qū)與一非折射區(qū)，該非折射區(qū)位于該兩折射區(qū)之間，該屏障面板包括: 一第一基板； 一第二基板，位于該第一基板的對(duì)向； 一光學(xué)異向性介質(zhì)，位于該第一基板與該第二基板之間； 一第一電極層，配置于該第一基板與該光學(xué)異向性介質(zhì)之間；以及 一第二電極層，配置于該第二基板與該光學(xué)異向性介質(zhì)之間，其中該第一電極層與該第二電極層被設(shè)置為，在該屏障面板被致能時(shí)該光學(xué)異向性介質(zhì)在所述多個(gè)折射區(qū)的相位推遲介于在所述多個(gè)遮光區(qū)的相位推遲與在所述多個(gè)非折射區(qū)的相位推遲之間，使得通過各該折射區(qū)出射的一光線朝向相應(yīng)的該非折射區(qū)偏折；以及 一背光模塊，位于該顯示面板的該第二側(cè)，用以提供該光線。
2.如權(quán)利要求1所述的立體顯示器，其中該屏障面板被致能時(shí)，該第一電極層與該第二電極層分別在所述多個(gè)非折射區(qū)內(nèi)提供一第一電場，在所述多個(gè)折射區(qū)內(nèi)提供一過渡電場，在所述多個(gè)遮光區(qū)內(nèi)提供一第二電場，且在垂直該屏障面板的方向上的該過渡電場的強(qiáng)度介于該第一電場的強(qiáng)度與該第二電場的強(qiáng)度之間。
3.如權(quán)利要求2所述的立體顯示器，其中該過渡電場的強(qiáng)度是沿該第一電場朝向該第二電場的方向漸進(jìn)變化。
4.如權(quán)利要求1所述的立體顯示器，其中該第一電極層位于所述多個(gè)遮光區(qū)以及所述多個(gè)折射區(qū)中，該第二電極層位于所述多個(gè)遮光區(qū)中。
5.如權(quán)利要求4所述的立體顯示器，還包括多個(gè)凸塊，配置于該第一基板上，并且在所述多個(gè)折射區(qū)內(nèi)提供相對(duì)于該第一基板的多個(gè)斜面，其中所述多個(gè)折射區(qū)內(nèi)的該第一電極層位于所述多個(gè)斜面上。
6.如權(quán)利要求4所述的立體顯示器，其中各該折射區(qū)包括并排的多個(gè)次折射區(qū)，且在各該折射區(qū)內(nèi)的該第一電極層包括相互絕緣的多個(gè)第一子電極，所述多個(gè)第一子電極分別位于所述多個(gè)次折射區(qū)內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的立體顯示器，其中在各該折射區(qū)內(nèi)的該第一電極層還包括一第一介電層，且所述多個(gè)第一子電極交替設(shè)置于該第一介電層的上下兩側(cè)。
8.如權(quán)利要求6所述的立體顯示器，其中該第二電極層還延伸至所述多個(gè)折射區(qū)內(nèi)，且在各該折射區(qū)內(nèi)的該第二電極層包括相互絕緣的多個(gè)第二子電極，所述多個(gè)第二子電極分別位于所述多個(gè)次折射區(qū)內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的立體顯示器，其中在各該折射區(qū)內(nèi)的該第二電極層還包括一第二介電層，且所述多個(gè)第二子電極交替設(shè)置于該第二介電層的上下兩側(cè)。
10.如權(quán)利要求1所述的立體顯示器，其中所述多個(gè)透光區(qū)的形狀包括矩形、正方形、梯形、圓形、橢圓形、三角形、菱形或多邊形。
【文檔編號(hào)】G02B27/22GK103869488SQ201410136206
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】吳尚杰, 林弘哲, 邱家祥, 何昇儒, 林書維, 王智杰 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司