專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，尤其涉及一種具有改善的視角和亮度的圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
由于因眼睛的分離距離而造成的雙眼視差以及心理和記憶因素，人類感知到深度和三維效果。由此，根據(jù)提供給觀看者的三維圖像信息的程度，三維圖像顯示裝置分為全息型、立體型和容積型。由于心理因素和吸入效果而感知到沿深度方向的立體感的容積型三維圖像顯示裝置用于計(jì)算和顯示遠(yuǎn)景、重疊、陰與影、亮與暗、運(yùn)動(dòng)等的三維計(jì)算機(jī)圖形、或者用于產(chǎn)生光學(xué)幻覺(jué)的I-MAX電影，其中給觀看者提供具有較寬視角的大屏幕，使觀看者看起來(lái)像被吸入到空間中一樣。作為最佳三維圖像顯示技術(shù)的全息型用于使用激光或白光的全息圖像。立體型利用雙眼的生理因素感知三維效果。更具體地說(shuō)，立體型使用立體攝影技術(shù)，其中當(dāng)給彼此隔開大約65mm距離的左眼和右眼提供包含視差信息的相關(guān)二維圖像時(shí)，大腦在合并這些圖像期間產(chǎn)生關(guān)于屏幕前方和后方的空間信息，因而感知到三維效果。立體型可稱作多視像顯示型。根據(jù)產(chǎn)生大致三維效果的位置，立體型可分為眼鏡型，其中使用者佩戴特定眼鏡；和無(wú)眼鏡型，其中在顯示側(cè)使用諸如雙凸透鏡或集成透鏡(integral)之類的視差屏障或透鏡陣列。眼鏡型具有較寬的視角且比無(wú)眼鏡型產(chǎn)生較少的眩暈。此外，可以以相對(duì)較低的成本制造眼鏡型，尤其是與全息型相比，可以以非常低的成本制造眼鏡型。此外，在眼鏡型中，因?yàn)橛^看者佩戴眼鏡來(lái)觀看三維立體圖像且不佩戴眼鏡來(lái)觀看二維圖像，所以具有可將一個(gè)顯示裝置用于顯示二維圖像和三維立體圖像的優(yōu)點(diǎn)。眼鏡型可分為快門眼鏡型和偏振眼鏡型。在快門眼鏡型中，在屏幕上交替顯示左眼和右眼圖像，快門眼鏡的左快門和右快門的依次打開和關(guān)閉的時(shí)序與左眼和右眼圖像的交替時(shí)間一致，通過(guò)左眼和右眼分開地感知各自的圖像，由此產(chǎn)生三維效果。在偏振眼鏡型中，屏幕的像素通過(guò)列、行或像素被分為兩部分，在不同的偏振方向上顯示左眼和右眼圖像，偏振眼鏡的左鏡片和右鏡片具有不同的偏振方向，通過(guò)左眼和右眼分開地感知各自的圖像，由此產(chǎn)生三維效果。為了減小疲勞感并提高三維效果，快門眼鏡型需要增加每單位時(shí)間的交替次數(shù)。由此，當(dāng)液晶顯示裝置用于快門眼鏡型時(shí)，液晶具有較慢的響應(yīng)時(shí)間，掃描型的屏幕尋址時(shí)序不完全與圖像的交替時(shí)序一致。因而，會(huì)發(fā)生閃爍，這會(huì)在觀看圖像時(shí)產(chǎn)生疲勞感，如眩
另一方面，偏振眼鏡型不具有導(dǎo)致閃爍的因素，當(dāng)觀看圖像時(shí)很少產(chǎn)生疲勞感。因?yàn)槠聊坏南袼赝ㄟ^(guò)列、行或像素被分為兩部分，所以偏振眼鏡型可能會(huì)使單眼分辨率減半。然而，因?yàn)楫?dāng)前顯示面板具有很高的分辨率，且在未來(lái)可進(jìn)一步提高分辨率，所以偏振眼鏡型的單眼分辨率減半不是問(wèn)題。此外，快門眼鏡型應(yīng)在顯示裝置中具有用于交替顯示的硬件或電路并需要昂貴的快門眼鏡。隨著觀看者增多，成本也增加。另一方面，偏振眼鏡型可在顯示面板的前表面上使用被圖案化為分割偏振光的偏振分割光學(xué)部件，例如圖案化延遲器或微偏振器，此時(shí)，觀看者可佩戴比快門眼鏡便宜很多的偏振眼鏡觀看顯示面板。因此，偏振眼鏡型的成本相對(duì)較低。圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的偏振眼鏡型三維圖像顯示裝置的立體圖。在圖1中，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的偏振眼鏡型三維圖像顯示裝置10包括顯示圖像的顯示面板20、在顯示面板20上的偏振膜50和在偏振膜50上的圖案化延遲器60。顯示面板20包括充分顯示圖像的顯示區(qū)域DA和在相鄰顯示區(qū)域DA之間的非顯示區(qū)域NDA。顯示區(qū)域DA包括左眼水平像素行Hl和右眼水平像素行Hr。顯示左眼圖像的左眼水平像素行Hl和顯示右眼圖像的右眼水平像素行Hr沿圖中顯示面板20的垂直方向交替布置。在左眼水平像素行Hl和右眼水平像素行Hr的每個(gè)中都順序地布置有紅色、綠色和藍(lán)色子像素R，G和B。偏振膜50將顯示面板20顯示的左眼圖像和右眼圖像分別變?yōu)榫€偏振左眼圖像和線偏振右眼圖像，并將線偏振左眼圖像和線偏振右眼圖像傳輸給圖案化的延遲器60。圖案化延遲器60包括左眼延遲器Rl和右眼延遲器Rr。左眼延遲器Rl和右眼延遲器Rr分別對(duì)應(yīng)于左眼水平像素行Hl和右眼水平像素行Hr，并沿圖中顯示面板20的垂直方向交替布置。左眼延遲器m將線偏振光變?yōu)樽髨A偏振光，右眼延遲器Rr將線偏振光變?yōu)橛覉A偏振光。因此，由顯示面板20的左眼水平像素行Hl顯示的左眼圖像在穿過(guò)偏振膜50時(shí)被線偏振，在穿過(guò)圖案化延遲器60的左眼延遲器m時(shí)被左圓偏振，并傳輸給觀看者。由顯示面板20的右眼水平像素行Hr顯示的右眼圖像在穿過(guò)偏振膜50時(shí)被線偏振，在穿過(guò)圖案化延遲器60的右眼延遲器Rr時(shí)被右圓偏振，并傳輸給觀看者。觀看者佩戴的偏振眼鏡80包括左眼透鏡82和右眼透鏡84。左眼透鏡82僅透射左圓偏振光，右眼透鏡84僅透射右圓偏振光。因此，在傳輸給觀看者的圖像中，左圓偏振的左眼圖像通過(guò)左眼透鏡82傳輸?shù)接^看者的左眼，右圓偏振的右眼圖像通過(guò)右眼透鏡84傳輸?shù)接^看者的右眼。觀看者將分別傳輸?shù)阶笱酆陀已鄣淖笱蹐D像和右眼圖像合并，實(shí)現(xiàn)三維立體圖像。圖2是包括液晶顯示面板作為顯示面板的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的偏振眼鏡型三維圖像顯示裝置的剖面圖。在圖2中，顯示面板20包括彼此面對(duì)且隔開的第一和第二基板22和40以及插置在第一和第二基板22和40之間的液晶層48。在第一基板22的內(nèi)表面上形成有柵極線(未示出)和與柵極線連接的柵極24。在柵極線和柵極M上形成有柵極絕緣層26。
在柵極絕緣層沈上與柵極M對(duì)應(yīng)地形成有半導(dǎo)體層觀。在半導(dǎo)體層觀上形成有彼此隔開的源極和漏極32和34以及連接到源極32的數(shù)據(jù)線(未示出)。數(shù)據(jù)線與柵極線交叉以限定像素區(qū)域。這里，柵極對(duì)、半導(dǎo)體層觀、源極32和漏極34形成薄膜晶體管T。在源極32、漏極34和數(shù)據(jù)線上形成有鈍化層36，鈍化層36具有暴露漏極34的漏極接觸孔36a。在像素區(qū)域中的鈍化層36上形成有像素電極38，像素電極38通過(guò)漏極接觸孔36a與漏極34連接。在第二基板40的內(nèi)表面上形成有黑矩陣42。黑矩陣42具有與像素區(qū)域?qū)?yīng)的開口并與柵極線、數(shù)據(jù)線和薄膜晶體管T相對(duì)應(yīng)。在黑矩陣42上以及在通過(guò)黑矩陣42的開口暴露的第二基板40的內(nèi)表面上形成有濾色器層44。盡管圖中沒(méi)有示出，濾色器層44包括分別與一個(gè)像素區(qū)域?qū)?yīng)的紅色、綠色和藍(lán)色濾色器。在濾色器層44上形成透明公共電極46。液晶層48設(shè)置在第一基板22的像素電極38與第二基板40的公共電極46之間。盡管圖中沒(méi)有示出，但在液晶層48與像素電極38之間以及在液晶層48與公共電極46之間分別形成有用于確定液晶分子初始排列的取向?qū)?。同時(shí)，在第一基板22的外表面上設(shè)置有第一偏振器52，在第二基板40的外表面上設(shè)置有第二偏振器50。第二偏振器50對(duì)應(yīng)于圖1的偏振膜。第一和第二偏振器52和50透射與其透射軸平行的線偏振光。第一偏振器52的透射軸與第二偏振器50的透射軸垂直。在第二偏振器50上附接有圖案化延遲器60。圖案化延遲器60包括基膜62、延遲器層64、黑條部66和粘接層68。延遲器層64包括沿裝置的垂直方向交替布置的左眼延遲器Rl和右眼延遲器Rr。黑條部66對(duì)應(yīng)于左眼延遲器Rl和右眼延遲器Rr之間的邊界。左眼延遲器Rl和右眼延遲器Rr具有λ /4的延遲值，它們的光軸相對(duì)于從顯示面板20和第二偏振器50透射的線偏振光的偏振方向成+45度或-45度的角。黑條部66防止三維(3D)串?dāng)_(其中左眼和右眼圖像同時(shí)傳輸?shù)接^看者的左眼或右眼)，由此提高沿裝置的上、下方向的3D視角?？蛇x擇地，為防止3D串?dāng)_，代替形成黑條部66，在顯示裝置中的黑矩陣42可具有加寬的寬度。下面將參照附圖解釋使用黑條部或黑矩陣對(duì)3D串?dāng)_和3D視角的改善。圖3Α到3C是顯示在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的偏振眼鏡型三維圖像顯示裝置中的3D串?dāng)_的示意性剖面圖。圖3Α顯示了沒(méi)有黑條部的裝置，圖:3Β顯示了具有黑條部的裝置，圖3C顯示了以具有加寬寬度的黑矩陣代替黑條部的裝置。盡管圖中沒(méi)有示出，在偏振眼鏡型三維圖像顯示裝置10的前視角以及左、右視角處，由顯示面板20的左眼水平像素行Hl顯示的左眼圖像Il在穿過(guò)圖案化延遲器60的左眼延遲器m時(shí)被左圓偏振，并傳輸?shù)接^看者；由顯示面板20的右眼水平像素行Hr顯示的右眼圖像Ir在穿過(guò)圖案化延遲器60的右眼延遲器Rr時(shí)被右圓偏振，并傳輸?shù)接^看者。因而，不存在由于左眼圖像Il和右眼圖像Ir的混合造成的3D串?dāng)_。然而，如圖3A中所示，在偏振眼鏡型三維圖像顯示裝置10的上、下視角處，由顯示面板20的左眼水平像素行Hl顯示的一部分左眼圖像Il穿過(guò)圖案化延遲器60的右眼延遲器Rr，并被右圓偏振。也就是說(shuō)，右眼圖像Ir及一部分左眼圖像Il被右圓偏振并通過(guò)偏振眼鏡80的右眼透鏡84傳輸?shù)接^看者的右眼。因此，右眼圖像Ir及一部分左眼圖像Il彼此干涉，產(chǎn)生3D串?dāng)_。沿上、下方向的3D視角特性惡化。由于在顯示面板20的具有第一高度hi的顯示區(qū)域DA之間的非顯示區(qū)域NDA，可減小左眼圖像Il和右眼圖像Ir中的干涉。但是由于顯示面板20離圖案化延遲器60相當(dāng)遠(yuǎn)，所以防止3D串?dāng)_的效果并不顯著。為了改善這個(gè)問(wèn)題，如圖:3B中所示，可在圖案化延遲器60的左眼延遲器Rl和右眼延遲器Rr之間形成黑條部66，或者如圖3C中所示，顯示面板20中的黑矩陣43可具有加寬的寬度，而不具有黑條部。這里，由顯示面板20的左眼水平像素行Hl顯示并傳輸?shù)綀D案化延遲器60的右眼延遲器Rr的一部分左眼圖像Il由黑條部66或黑矩陣43阻擋。因而，不會(huì)有一部分左眼圖像Il被右圓偏振并被輸出。也就是說(shuō)，只有右眼圖像Ir被右圓偏振，并通過(guò)偏振眼鏡80的右眼透鏡84傳輸?shù)接^看者的右眼。由于右眼圖像Ir和一部分左眼圖像Il的干涉導(dǎo)致的3D串?dāng)_被防止，因而改善了沿上、下方向的3D視角特性。然而，由于黑條部66，顯示面板20具有比非顯示區(qū)域NDA大的黑條區(qū)域BS，顯示區(qū)域DA基本上被減小到具有小于第一高度hi的第二高度h2?；蛘?，由于黑矩陣43，非顯示區(qū)域NDA增大，顯示區(qū)域DA被減小到具有小于第一高度hi的第三高度h3。因此，開口率和亮度降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在提供一種基本上克服了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點(diǎn)而導(dǎo)致的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題的三維圖像顯示裝置。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種通過(guò)防止3D串?dāng)_改善3D視角特性并增大開口率和亮度的三維圖像顯示裝置。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有改善的亮度的二維圖像顯示裝置。在下面的描述中將列出本發(fā)明的附加特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，這些特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)的一部分從所述描述將是顯而易見(jiàn)的，或者可從本發(fā)明的實(shí)踐中領(lǐng)會(huì)到。通過(guò)說(shuō)明書、權(quán)利要求書以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的這些和其他的優(yōu)點(diǎn)。為了獲得這些和其它的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里具體表示和廣義描述的，一種圖像顯示裝置包括包括顯示區(qū)域和非顯示區(qū)域的顯示面板，其中所述顯示區(qū)域包括顯示左眼圖像的左眼水平像素行和顯示右眼圖像的右眼水平像素行；設(shè)置在所述顯示面板上的偏振膜，其中所述偏振膜使所述左眼圖像和所述右眼圖像線偏振；設(shè)置在所述偏振膜上的圖案化延遲器，其中所述圖案化延遲器包括左眼延遲器和右眼延遲器，所述左眼延遲器對(duì)應(yīng)于所述左眼水平像素行并將被線偏振的左眼圖像變?yōu)樽髨A偏振圖像，所述右眼延遲器對(duì)應(yīng)于所述右眼水平像素行并將被線偏振的右眼圖像變?yōu)橛覉A偏振圖像；和設(shè)置在所述偏振膜上的雙凸透鏡膜，其中所述雙凸透鏡膜包括雙凸透鏡，所述雙凸透鏡分別對(duì)應(yīng)于所述左眼延遲器和所述右眼延遲器。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種圖像顯示裝置包括包括多個(gè)水平像素行的顯示面板，每個(gè)水平像素行包括多個(gè)像素；設(shè)置在所述顯示面板上的線偏振膜；和設(shè)置在所述線偏振膜上的雙凸透鏡膜，其中所述雙凸透鏡膜包括雙凸透鏡，所述雙凸透鏡對(duì)應(yīng)于所述水平像素行。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明前面的大致描述和下面的詳細(xì)描述都是示例性的和解釋性的，意在對(duì)要求保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。


包括的附圖用來(lái)對(duì)本發(fā)明提供進(jìn)一步理解且并入并構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，附圖示出了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式并且與說(shuō)明書一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的偏振眼鏡型三維圖像顯示裝置的立體圖；圖2是包括液晶顯示面板作為顯示面板的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的偏振眼鏡型三維圖像顯示裝置的剖面圖；圖3A到3C是顯示在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的偏振眼鏡型三維圖像顯示裝置中的3D串?dāng)_的示意性剖面圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的偏振眼鏡型三維圖像顯示裝置的立體圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的偏振眼鏡型三維圖像顯示裝置的剖面圖；圖6是計(jì)算根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的三維圖像顯示裝置中的3D串?dāng)_的示意圖；圖7是顯示在根據(jù)本發(fā)明的具有不同條件的三維圖像顯示裝置中，3D串?dāng)_對(duì)折射角的模擬結(jié)果的圖；圖8是顯示在根據(jù)本發(fā)明的具有不同焦距的三維圖像顯示裝置中，亮度對(duì)折射角的圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的包括雙凸透鏡膜的二維圖像顯示裝置的剖面圖；圖IOA和IOB分別是示出在附接雙凸透鏡之前和之后，二維圖像顯示裝置中的光路徑的視圖；圖IlA和IlB分別是在附接雙凸透鏡之前和之后，二維圖像顯示裝置的畫面；圖12A是示出用于測(cè)量基于雙凸透鏡的存在與否的亮度的圖像顯示裝置的示意圖；以及圖12B是顯示在圖12A的每個(gè)點(diǎn)處的亮度的圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的偏振眼鏡型三維圖像顯示裝置的立體圖。
在圖4中，本發(fā)明的偏振眼鏡型三維圖像顯示裝置110包括顯示圖像的顯示面板120、在顯示面板120上的偏振膜150、在偏振膜150上的圖案化延遲器160以及在圖案化延遲器160上的雙凸透鏡膜170。這里，雙凸透鏡膜170可以為片狀。顯示面板120包括充分顯示圖像的顯示區(qū)域DA和在相鄰顯示區(qū)域DA之間的非顯示區(qū)域NDA。顯示區(qū)域DA包括左眼水平像素行Hl和右眼水平像素行Hr，優(yōu)選地，每個(gè)水平像素行包括多個(gè)像素。顯示左眼圖像的左眼水平像素行Hl和顯示右眼圖像的右眼水平像素行Hr沿圖中顯示面板120的垂直方向交替布置。在左眼水平像素行Hl和右眼水平像素行Hr的每個(gè)中都順序地布置有紅色、綠色和藍(lán)色子像素R，G和B。偏振膜150將顯示面板120顯示的左眼圖像和右眼圖像分別變?yōu)榫€偏振左眼圖像和線偏振右眼圖像，并將線偏振左眼圖像和線偏振右眼圖像傳輸給圖案化延遲器160。圖案化延遲器160包括左眼延遲器Rl和右眼延遲器Rr。左眼延遲器Rl和右眼延遲器Rr分別對(duì)應(yīng)于左眼水平像素行Hl和右眼水平像素行Hr，并沿圖中顯示面板120的垂直方向交替布置。左眼延遲器m將線偏振光變?yōu)樽髨A偏振光，右眼延遲器Rr將線偏振光變?yōu)橛覉A偏振光。雙凸透鏡膜170將來(lái)自圖案化延遲器160的左圓偏振光或右圓偏振光會(huì)聚在預(yù)定方向上，提高沿圖中裝置的上、下方向的視角。雙凸透鏡膜170包括沿圖中顯示面板120的垂直方向布置的多個(gè)雙凸透鏡174。每個(gè)雙凸透鏡174對(duì)應(yīng)于一個(gè)左眼延遲器Rl或一個(gè)右眼延遲器Rr。這里，雙凸透鏡膜170的透鏡節(jié)距(被定義為每個(gè)雙凸透鏡174的寬度或者相鄰雙凸透鏡174的頂點(diǎn)之間的距離)與顯示面板120的像素節(jié)距PP(被定義為沿圖中顯示面板的垂直方向，從一像素的上端到下一像素的上端的距離，或者被定義為從相鄰左眼和右眼水平像素行中的一水平像素行的上端到所述相鄰左眼和右眼水平像素行中的另一水平像素行的上端的距離，或者被定義為從一水平像素行的上端到下一水平像素行的上端的距離)具有大約士 5μπι的差值。有利的是，透鏡節(jié)距小于或等于像素節(jié)距ΡΡ。此時(shí)，透鏡節(jié)距和像素節(jié)距可彼此對(duì)應(yīng)，從而雙凸透鏡膜170的中部與顯示面板120的中部對(duì)齊。因此，由顯示面板120的左眼水平像素行Hl顯示的左眼圖像在穿過(guò)偏振膜150時(shí)被線偏振，在穿過(guò)圖案化延遲器160的左眼延遲器Rl時(shí)被左圓偏振，在穿過(guò)雙凸透鏡膜170時(shí)朝著第一方向輸出。由顯示面板120的右眼水平像素行Hr顯示的右眼圖像在穿過(guò)偏振膜150時(shí)被線偏振，在穿過(guò)圖案化延遲器160的右眼延遲器Rr時(shí)被右圓偏振，在穿過(guò)雙凸透鏡膜170時(shí)朝著第一方向輸出。因此朝著第一方向輸出的左眼圖像和右眼圖像傳輸?shù)接^看者。觀看者佩戴的偏振眼鏡180包括左眼透鏡182和右眼透鏡184。左眼透鏡182僅透射左圓偏振光，右眼透鏡184僅透射右圓偏振光。因此，在傳輸?shù)接^看者的圖像中，被左圓偏振的左眼圖像通過(guò)左眼透鏡182傳輸?shù)接^看者的左眼，被右圓偏振的右眼圖像通過(guò)右眼透鏡184傳輸?shù)接^看者的右眼。觀看者將分別傳輸?shù)阶笱酆陀已鄣淖笱蹐D像和右眼圖像合并，實(shí)現(xiàn)三維立體圖像。此時(shí)，一部分左眼圖像可能穿過(guò)圖案化延遲器160的右眼延遲器Rr而被右圓偏振，或者一部分右眼圖像可能穿過(guò)圖案化延遲器160的左眼延遲器Rl而被左圓偏振。然而，被右圓偏振的左眼圖像或被左圓偏振的右眼圖像在穿過(guò)雙凸透鏡膜170時(shí)朝著與第一方向不同的第二方向輸出。因此，可防止由于左眼圖像和右眼圖像的干涉導(dǎo)致的3D串?dāng)_，由此可改善視角特性。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的偏振眼鏡型三維圖像顯示裝置的剖面圖。在圖5中，顯示面板120包括彼此面對(duì)且隔開的第一和第二基板122和140以及插置在第一和第二基板122和140之間的液晶層148。在第一基板122的內(nèi)表面上形成有柵極線(未示出)和與柵極線連接的柵極124。在柵極線和柵極1 上形成有柵極絕緣層126。在柵極絕緣層1 上與柵極IM對(duì)應(yīng)地形成有半導(dǎo)體層128。在半導(dǎo)體層1 上形成有彼此隔開的源極和漏極132和134以及連接到源極132的數(shù)據(jù)線(未示出)。數(shù)據(jù)線與柵極線交叉以限定像素區(qū)域。盡管圖中沒(méi)有示出，但半導(dǎo)體層1 包括由本征非晶硅構(gòu)成的有源層和由摻雜有雜質(zhì)的非晶硅構(gòu)成的歐姆接觸層。歐姆接觸層可與源極和漏極132和134具有相同的形狀。這里，柵極124、半導(dǎo)體層128、源極132和漏極134形成薄膜晶體管T。在源極132、漏極134和數(shù)據(jù)線上形成有鈍化層136，鈍化層136具有暴露漏極134的漏極接觸孔136a。在像素區(qū)域中的鈍化層136上形成有像素電極138，像素電極138通過(guò)漏極接觸孔136a與漏極134連接。在第二基板140的內(nèi)表面上形成有黑矩陣142。黑矩陣142具有與像素區(qū)域?qū)?yīng)的開口并與柵極線、數(shù)據(jù)線和薄膜晶體管T相對(duì)應(yīng)。這里，開口對(duì)應(yīng)顯示區(qū)域DA，黑矩陣142對(duì)應(yīng)非顯示區(qū)域NDA。在黑矩陣142上以及在通過(guò)黑矩陣142的開口暴露的第二基板140的內(nèi)表面上形成有濾色器層144。盡管圖中沒(méi)有示出，濾色器層144包括分別與一個(gè)像素區(qū)域?qū)?yīng)的紅色、綠色和藍(lán)色濾色器。紅色、綠色和藍(lán)色濾色器沿顯示面板120的水平方向順序地重復(fù)設(shè)置，如圖4中所示。相同的濾色器沿圖中顯示面板120的垂直方向設(shè)置。在濾色器層144上形成透明公共電極146，優(yōu)選地，公共電極146與像素電極138形成電容器。同時(shí)，盡管圖中沒(méi)有示出，可在濾色器層144與公共電極146之間形成涂覆層，以保護(hù)濾色器層144并使包括濾色器層144的第二基板140的表面變平坦。液晶層148設(shè)置在第一基板122的像素電極138與第二基板140的公共電極146之間。盡管圖中沒(méi)有示出，在液晶層148與像素電極138之間以及在液晶層148與公共電極146之間分別形成用于確定液晶分子初始排列的取向?qū)?。盡管在本實(shí)施方式中像素電極138和公共電極146分別形成在第一和第二基板122和140上，但像素電極138和公共電極146都可形成在第一基板122上。同時(shí)，在第一基板122的外表面上設(shè)置有第一偏振器152，在第二基板140的外表面上設(shè)置有第二偏振器150。第一和第二偏振器152和150透射與其透射軸平行的線偏振光。第一偏振器152的透射軸與第二偏振器150的透射軸垂直?？稍诘谝换?22與第一偏振器152之間以及在第二基板140與第二偏振器150之間設(shè)置粘接層。盡管圖中沒(méi)有示出，在第一偏振器152的下方設(shè)置有背光單元，以給顯示面板120提供光。這里，使用液晶顯示面板作為顯示面板120。可選擇地，可使用有機(jī)電致發(fā)光顯示面板作為顯示面板120。在這種情形中，可省略第一偏振器152，并且可使用λ/4板(四分之一波板QWP)和線偏振器來(lái)代替第二偏振器150。在第二偏振器150上附接有圖案化延遲器160。圖案化延遲器160包括第一基膜162、延遲器層164和粘接層168。延遲器層164包括沿裝置的垂直方向交替布置的左眼延遲器Rl和右眼延遲器Rr。粘接層168與第二偏振器150接觸，延遲器層164設(shè)置在第一基膜162與第二偏振器150之間。這里，可改變延遲器層164和第一基膜162的位置。也就是說(shuō)，在第一基膜162的第一表面上形成與第二偏振器150接觸的粘接層168，在第一基膜162的第二表面上形成延遲器層164。第一基膜162可由三乙酰基纖維素(TAC)或環(huán)烯烴聚合物(COP)形成。左眼延遲器Rl和右眼延遲器Rr具有λ /4的延遲值，它們的光軸相對(duì)于從顯示面板120經(jīng)第二偏振器150透射的線偏振光的偏振方向成+45度或-45度的角。在圖案化延遲器160上設(shè)置有雙凸透鏡膜170。雙凸透鏡膜170包括第二基膜172和雙凸透鏡174。優(yōu)選地，雙凸透鏡174的焦距在大約2000 μ m到大約3000 μ m的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選地，雙凸透鏡174的厚度在大約20 μ m到大約200 μ m的范圍內(nèi)。盡管圖中沒(méi)有示出，基膜172可用粘接層粘附到圖案化延遲器160。第二基膜172可由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。然而，因?yàn)镻ET較便宜且由于雙折射而具有延遲值，所以PET可導(dǎo)致偏振變化。例如，PET具有130nm的面內(nèi)延遲值Rin和-4300nm的厚度延遲值Rth。它不容易控制光。因而，期望使用具有零雙折射率或具有相對(duì)較低雙折射率的材料作為第二基膜172。有利的是，第二基膜172可具有在-IOnm到+IOnm范圍內(nèi)的面內(nèi)延遲值Rin，更有利的是具有Onm的面內(nèi)延遲值，且具有在-50nm到+50nm范圍內(nèi)的厚度延遲值Rth。第二基膜172可包括三乙?；w維素(TAC)、環(huán)烯烴聚合物(COP)或具有零延遲的壓克力材料。例如，TAC可具有Onm的面內(nèi)延遲值Rin和-50nm的厚度延遲值Rth。具有零延遲的壓克力材料具有Onm的面內(nèi)延遲值Rin和Onm的厚度延遲值Rth。第二基膜172具有大約60 μ m到大約80 μ m的厚度?？墒÷詧D案化延遲器160的第一基膜162。在這種情形中，延遲器層164可形成在第二偏振器150的上表面上或者可形成在第二基膜172的下表面上。雙凸透鏡膜170的透鏡節(jié)距PJ被定義為每個(gè)雙凸透鏡174的寬度或者相鄰雙凸透鏡174的頂點(diǎn)之間的距離)與顯示面板120的像素節(jié)距PP(被定義為沿圖4中顯示面板120的垂直方向，從一像素的上端到下一像素的上端的距離)具有大約士5 μ m的差值，且透鏡節(jié)距P^對(duì)應(yīng)于圖案化延遲器160的每個(gè)左眼延遲器Rl或每個(gè)右眼延遲器Rr的寬度。有利的是，透鏡節(jié)距&小于或等于像素節(jié)距PP。同時(shí)，雙凸透鏡174的厚度由于曲率半徑根據(jù)焦距而變化，此外，最大視角根據(jù)雙凸透鏡174的焦距而變化。可從經(jīng)雙凸透鏡174入射的光的角度預(yù)測(cè)到3D串?dāng)_值，因而可確定最大視角。例如，在47英寸三維圖像顯示裝置中，在像素節(jié)距Pp為Ml. 5 μ m時(shí)，透鏡節(jié)距Pl可在536. 5μπ^Ι」Μ6. 5μπι的范圍內(nèi)，有利的是可小于ML 5μπι。此外，雙凸透鏡174的厚度d可在大約20 μ m到大約200 μ m的范圍內(nèi)。
圖6是計(jì)算根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的三維圖像顯示裝置中的3D串?dāng)_的示意圖。在圖6中，具有折射角θ的光的入射角φ可根據(jù)斯涅耳定律由方程(1)表示。φ = SirT1 (sin θ /n)方程(1)這里，η是雙凸透鏡174的折射率，其例如為大約1. 5。同時(shí)，雙凸透鏡174的焦距由方程(2)表示。f = Ρ2/(8 · Δη · d)方程(2)這里，P是雙凸透鏡174的寬度即透鏡節(jié)距Py Δ η是空氣的折射率與雙凸透鏡174的折射率之差，d是雙凸透鏡174的厚度。此外，從一個(gè)點(diǎn)，即背光單元(沒(méi)有示出)入射到雙凸透鏡174兩端上的光的角度Ψ可由方程(3)表示。ψ = SirT1 Κ4 · Δη · d)/(P · cos2 Φ)}方程(3)根據(jù)方程(1)到方程(3)，從一個(gè)點(diǎn)入射到雙凸透鏡174的兩端上的光所穿過(guò)的右眼水平像素行Hr和左眼水平像素行Hl的面積Ri和Li可由方程(4)及方程(5)表示。Ri = L · &η(φ-ψ)-(Β/2)方程Li = Pp- (B/2) -L · tan ( Φ + Ψ)方程(5)這里，L是從顯示面板120的顯示區(qū)域DA到雙凸透鏡174的距離，B是黑矩陣的寬度即非顯示區(qū)域NDA的寬度，Pp是像素節(jié)距，該像素節(jié)距是顯示區(qū)域DA和非顯示區(qū)域NDA的寬度之和并對(duì)應(yīng)于圖案化延遲器的160的左眼延遲器或右眼延遲器的寬度。因此，可從方程(4)和方程(5)獲得3D串?dāng)_CT，即Ri/Li。在3D串?dāng)_CT為7%時(shí)，所述裝置被確定為具有最大視角。圖7是顯示在根據(jù)本發(fā)明的具有諸如焦距或黑矩陣寬度之類的不同條件的三維圖像顯示裝置中，3D串?dāng)_對(duì)折射角的模擬結(jié)果的圖。表1顯示了從圖7的圖獲得的最大視角。這里，給每個(gè)實(shí)驗(yàn)例和比較例應(yīng)用47英寸顯示面板。[表1]
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，包括包括顯示區(qū)域和非顯示區(qū)域的顯示面板，其中所述顯示區(qū)域包括顯示左眼圖像的左眼水平像素行和顯示右眼圖像的右眼水平像素行；設(shè)置在所述顯示面板上的偏振膜，其中所述偏振膜使所述左眼圖像和所述右眼圖像線偏振；設(shè)置在所述偏振膜上的圖案化延遲器，其中所述圖案化延遲器包括左眼延遲器和右眼延遲器，所述左眼延遲器對(duì)應(yīng)于所述左眼水平像素行并將被線偏振的左眼圖像變?yōu)樽髨A偏振圖像，所述右眼延遲器對(duì)應(yīng)于所述右眼水平像素行并將被線偏振的右眼圖像變?yōu)橛覉A偏振圖像；和設(shè)置在所述偏振膜上的雙凸透鏡膜，其中所述雙凸透鏡膜包括雙凸透鏡，所述雙凸透鏡分別對(duì)應(yīng)于所述左眼延遲器和所述右眼延遲器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述圖案化延遲器設(shè)置在所述偏振膜與所述雙凸透鏡膜之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述雙凸透鏡膜的透鏡節(jié)距與像素節(jié)距具有士5 μ m的差值，所述像素節(jié)距是從相鄰左眼和右眼水平像素行中的一水平像素行的上端到所述相鄰左眼和右眼水平像素行中的另一水平像素行的上端的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述雙凸透鏡的焦距在大約2000μπι到大約3000 μ m的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述雙凸透鏡的厚度在大約20μ m到大約200 μ m的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述雙凸透鏡膜還包括基膜，該基膜與所述圖案化延遲器相鄰并具有在-IOnm到+IOnm范圍內(nèi)的面內(nèi)延遲值和在-50nm到+50nm范圍內(nèi)的厚度延遲值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述雙凸透鏡膜的基膜包括三乙?；w維素、環(huán)烯烴聚合物和具有零延遲的壓克力材料之一。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述顯示面板還包括對(duì)應(yīng)于所述非顯示區(qū)域的黑矩陣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述黑矩陣具有大約70μ m的寬度。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述顯示面板包括彼此隔開的第一基板和第二基板；在所述第一基板上的薄膜晶體管；與所述薄膜晶體管連接的像素電極；與所述像素電極形成電容器的公共電極；在所述第二基板上并具有開口的所述黑矩陣；和在所述第二基板上并對(duì)應(yīng)于所述開口的濾色器層。
11.一種圖像顯示裝置，包括包括多個(gè)水平像素行的顯示面板，每個(gè)水平像素行包括多個(gè)像素；設(shè)置在所述顯示面板上的線偏振膜；和設(shè)置在所述線偏振膜上的雙凸透鏡膜，其中所述雙凸透鏡膜包括雙凸透鏡，所述雙凸透鏡對(duì)應(yīng)于所述水平像素行。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述雙凸透鏡膜的透鏡節(jié)距與像素節(jié)距具有士5 μ m的差值，所述像素節(jié)距是從一水平像素行的上端到下一水平像素行的上端的距離。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述雙凸透鏡膜還包括基膜，該基膜與所述線偏振膜相鄰并具有在-IOnm到+IOnm范圍內(nèi)的面內(nèi)延遲值和在-50nm到+50nm范圍內(nèi)的厚度延遲值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述雙凸透鏡膜的基膜包括三乙酰基纖維素、環(huán)烯烴聚合物和具有零延遲的壓克力材料之一。
全文摘要
一種圖像顯示裝置，包括包括顯示區(qū)域和非顯示區(qū)域的顯示面板，其中所述顯示區(qū)域包括顯示左眼圖像的左眼水平像素行和顯示右眼圖像的右眼水平像素行；設(shè)置在所述顯示面板上的偏振膜，其中所述偏振膜使所述左眼圖像和所述右眼圖像線偏振；設(shè)置在所述偏振膜上的圖案化延遲器，其中所述圖案化延遲器包括左眼延遲器和右眼延遲器，所述左眼延遲器對(duì)應(yīng)于所述左眼水平像素行并將被線偏振的左眼圖像變?yōu)樽髨A偏振圖像，所述右眼延遲器對(duì)應(yīng)于所述右眼水平像素行并將被線偏振的右眼圖像變?yōu)橛覉A偏振圖像；和設(shè)置在所述偏振膜上的雙凸透鏡膜，其中所述雙凸透鏡膜包括雙凸透鏡，所述雙凸透鏡分別對(duì)應(yīng)于所述左眼延遲器和所述右眼延遲器。
文檔編號(hào)G02B27/26GK102572473SQ20111040311
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者孫眩鎬, 張珠訓(xùn), 林希珍, 柳昇萬(wàn), 蔡熙泳, 金珍永 申請(qǐng)人:樂(lè)金顯示有限公司