专利名称：立体影像显示器的制作方法
技术领域：
本发明关于一种立体影像显示器，特别是一种降低串讯现象的立体影像显示器。
背景技术：
目前由于显示科技的提升以及显示器硬体的进步，市面上已有越来越多可提供观 赏者立体视觉效果的立体平面显示器。由于人的双眼观察物体的角度略有差异，因此能够 辨别物体远近，产生立体的视觉。立体平面显示器正是利用这个原理，把左右眼睛所看到的 影像分离以提供观赏者立体视觉效果。以往观赏者的双眼需配戴不同颜色或具不同偏光效 果镜片的眼镜达到影像分离的效果，而柱状透镜(Lenticular lens)技术可将影像透过安 置在显示器中的柱状透镜分离，而让观赏者不须配戴眼镜，左右眼也能看见不同影像而观 赏到立体视觉效果。图1所示为习知立体平面显示器10的剖面图。习知立体平面显示器10包含液晶 显示面板20及透镜结构层30，其中透镜结构层30设置于液晶显示面板20表面并包含复数 个柱状透镜31。液晶显示面板20包含复数个像素单元21，22，23，对，25，分别用以产生对 应复数影像VI，V2，V3，V4，V5。如图1所示，柱状透镜31将改变影像VI，V2，V3，V4，V5的 行进方向并使影像VI，V2，V3，V4, V5其中两个能够分别被观赏者的左眼40及右眼41所接 收。如此一来，观赏者不须配戴眼镜也可享受立体视觉效果。然而，即使影像VI，V2，V3，V4，V5在柱状透镜31的作用下分离，部分相邻的影像 VI，V2，V3，V4，V5仍会部分重叠。举例而言，图1所示观赏者的左眼40将会同时收到影像 V3以及部分影像V2，V4。另一方面，观赏者的右眼41将会同时收到影像V2以及部分影像 V1，V3。如此一来，观赏者的视觉系统将可能因左眼影像及右眼影像相互干扰的串讯现象而 无法产生预期的立体视觉效果。因此，如何在维持液晶显示面板20的架构下更有效地分离 影像VI，V2，V3，V4，V5，实为目前立体平面显示器的重要课题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种立体影像显示器，藉由变换增亮膜的棱镜以及透镜结 构层的柱状透镜间轴向的夹角，以进而降低立体影像产生时左眼影像及右眼影像相互干扰 的串讯现象。本发明提供的一种立体影像显示器，其包含显示面板、透镜结构层以及背光模组。 该透镜结构层包含复数个柱状透镜，具有直行与横列排列的像素单元，设置于该显示面板 的第一侧面，其中该柱状透镜具有一轴向；该背光模组包含至少一第一增亮膜，设置于该 显示面板相对于该透镜结构层的第二侧面，其中该第一增亮膜包含复数个第一棱镜，该第 一棱镜具有一第一棱镜轴向；其中该柱状透镜的轴向与该显示面板的第一侧边间夹有基 准角度θ，该第一棱镜轴向与该显示面板的第一侧边间夹有第一角度且该第一角度介于 (70+ θ ) ° 至(110+6)° 之间。根据所述的立体影像显示器，该第一角度介于(80+ θ ) °至(100+ θ ) °之间。
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根据所述的立体影像显示器，该第一角度为(90+ θ ) °。根据所述的立体影像显示器，该立体影像显示器进一步包含第二增亮膜，设置于 该第一增亮膜相对于该显示面板的一侧，其中该第二增亮膜包含复数个第二棱镜，该第二 棱镜具有一第二棱镜轴向，且该第一棱镜轴向及该第二棱镜轴向相互垂直。根据一具体实施方式
，本发明提供一种立体影像显示器，其包含显示面板、透镜 结构层以及背光模组。该透镜结构层包含复数个柱状透镜，设置于该显示面板的第一侧 面，其中该柱状透镜具有一轴向；该背光模组包含至少一第一增亮膜与一第二增亮膜，设 置于该显示面板相对于该透镜结构层的第二侧面，其中该第一增亮膜包含复数个第一棱 镜，该第一棱镜具有一第一棱镜轴向，该第二增亮膜包含复数个第二棱镜，该第二棱镜具有 一第二棱镜轴向；其中该柱状透镜的轴向与该显示面板的第一侧边间夹有基准角度θ，该 第一棱镜轴向与该显示面板的第一侧边间夹有第一角度且该第一角度介于(70+Θ)。至 (110+Θ)。之间，该第一棱镜轴向及该第二棱镜轴向间夹角介于45°至90°之间。根据所述的立体影像显示器，该第一角度介于(80+ θ ) °至(100+ θ ) °的间。根据所述的立体影像显示器，该第一角度为(90+Θ)。。根据所述的立体影像显示器，该第一棱镜轴向及该第二棱镜轴向间相互垂直。本发明的增亮膜表面具有棱镜，用以改变光线的行进方向，并将部分光线反射回 增亮膜以使该些光线的行进方向能更加垂直于显示面板平面。经由变换增亮膜的棱镜以及 透镜结构层的柱状透镜间轴向的夹角，左眼影像及右眼影像的间隔将因此更加明显，如此 一来，观赏者的视觉系统较不会因左眼收到过多右眼影像或右眼收到过多左眼影像而无法 产生可接受的立体视觉效果。本发明的立体影像显示器在不同实施例中亦可包含第一增亮膜及第二增亮膜，其 中该第一增亮膜具有复数个第一棱镜，该第二增亮膜具有复数个第二棱镜。上述第一棱镜 及第二棱镜的轴向相交于对方并具有一夹角，其中立体影像显示器透过第一棱镜及第二棱 镜所形成的结构进一步使该些光线的行进方向能以更加垂直于显示面板平面，以进一步分 离左眼影像及右眼影像。于本发明的优点与精神可以由以下的
及具体实施方式
详述得到进一步 的了解。
图1所示为习知立体平面显示器的剖面图；图2所示为本发明立体影像显示器的分解图；图3所示为液晶显示面板及透镜结构层的剖面图；图4Α所示为图2所示增亮膜及透镜结构层的俯视图；图4Β所示为图2所示立体影像显示器所产生左、右眼影像在不同视角下的光场分 布图；图5Α及图5Β所示为图2所示增亮膜及透镜结构层的变化实施例俯视图及光场分 布图；图6Α所示为图2所示立体影像显示器的变化实施例分解图；图6Β所示为图6Α所示第二棱镜、第二增亮膜及透镜结构层的俯视图6C所示为光线在图6A所示立体影像显示器100中行进的示意图；以及图7所示为图6A、图6B及图6C所示立体影像显示器的光场分布图。
具体实施例方式本发明关于一种立体影像显示器。本发明的立体影像显示器不需使用者配带立体 影像眼镜即可感受立体影像的视觉效果。本发明的立体影像显示器包含显示面板、透镜结 构层及背光模组，其中背光模组包含用以增加整体亮度的增亮膜。利用影像排列及透镜结 构层的柱体透镜分光的功能，让观察者的左右眼分别收到对应的左眼影像及右眼影像以提 供立体影像的结果。并且，本发明藉由调整增亮膜的棱镜与透镜结构层的柱状透镜之间的 夹角，以降低光线发散的程度，进而降低左眼影像及右眼影像相互干扰的串讯现象。图2为本发明立体影像显示器100的分解图，图3为光线在立体影像显示器100 中行进的示意图。如图2及图3所示，在本实施例中，立体影像显示器100包含液晶显示面 板110、透镜结构层300、液晶显示面板外框120以及背光模组200，其中透镜结构层300包 含复数个柱状透镜310，以相互平行方式设置于透镜结构层的表面，背光模组200所发出的 光线穿过液晶显示面板110，以供液晶显示面板110透过光线产生影像并自液晶显示面板 外框120的开口射出。背光模组200包含背光壳体210、反射板220、发光装置230、第一扩 散膜M0、第二扩散膜250及增亮膜沈0。本实施例的发光装置230为复数冷阴极管，但不 限于此；在不同实施例中，发光装置230亦可包含具有复数发光二极体的LED灯条或其他习 知发光元件。发光装置230所发出的光线在经过第一扩散膜M0、第二扩散膜250及增亮膜260 后射向液晶显示面板110，其中增亮膜260用于以反射和折射的方式控制光线的行进角度， 将经过扩散膜后的均勻光线集中在使用者视角的范围内。由于光线集中于使用者的视角范 围内，因此对使用者而言增亮膜260具有增强立体影像显示器100整体亮度的效果。如图3所示，在本实施例中，增亮膜沈0具有复数个设置于增亮膜260表面的棱镜 261，其中棱镜261用于将部分自视角范围外射出的光线反射回增亮膜260本体，以使该光 线在增亮膜260本体被反射并最终自视角范围射出增亮膜260本体。换言之，棱镜261用 于回收自视角范围外射出的光线并改变其方向以增加光线从视角范围射出的比例以及使 用者双眼所收到光线强度发光装置230所产生的光线A，B在接触棱镜时折射并进一 步以垂直增亮膜沈0的方向移动。由于光线A，B以相互平行方向行进，因此液晶显示面板 110藉由光线A，B分别产生的影像将互不相交。观赏者双眼所收到的影像将互不重叠。如 此一来，观赏者视觉系统较不易因影像重叠而产生立体影像重叠的不良感受。此外，本发明 透过棱镜261与柱状透镜310间定向相交并带有特定夹角的结构以更有效地分离液晶显示 面板110所产生的影像。透镜结构层300表面所设置的复数个柱状透镜310藉由柱状透镜310具有弧度的 表面来分离液晶显示面板110所产生的影像，以让使用者的双眼分别自图2所示的立体影 像显示器100接收左眼影像以及右眼影像并产生立体视觉效果。图4A所示为图2所示增亮膜260及透镜结构层300的俯视图。图4B所示为图2 所示立体影像显示器100所产生左、右眼影像在不同视角下的光场分布图。如图4A所示， 透镜结构层300的柱状透镜310以相互平行方式分布于透镜结构层300表面。本实施例的柱状透镜310具有轴向500，其中透镜的轴向500和透镜结构层300的侧边301的延伸方向 夹有基准角度θ。液晶显示面板110具有直行与横列排列的像素单元，显示面板110的第 一侧边111与像素单元的直行方向平行。由于透镜结构层300的侧边301和图3所示液晶 显示面板110的第一侧边111平行，因此透镜的轴向500与液晶显示面板110的第一侧边 111间亦夹有基准角度θ。本实施例的基准角度θ较佳为18. 43°，由此可见柱状透镜310以斜向方式形成 于透镜结构层300表面，但不限于此；在不同实施例中，基准角度θ亦可具有其他角度。本实施例中增亮膜沈0的棱镜以相互平行方式形成于增亮膜沈0的表面。棱 镜261具有轴向510，其中棱镜261的轴向510与增亮膜260的侧边262的延伸方向夹有第 一角度Δ。由于增亮膜沈0的侧边262与图3所示液晶显示面板110的第一侧边111平 行，因此棱镜的轴向510与液晶显示面板110的第一侧边111间亦夹有第一角度Δ。 在本实施例中，第一角度Δ为90°，但不限于此。此外，柱状透镜310的轴向500及棱镜 261的轴向510间具有夹角，其中本实施例的夹角较佳为71. 57°，但不限于此。请参照图4Β所示的光场分布图。在图4Β中，X轴所代表的角度为观赏者与垂直 于立体影像显示器平面的法线间的夹角。图4Β所示的Y轴代表着视觉影像的光场强度，其 中数值代表光场的相对强度。本实施例的立体影像显示器100输出五个视觉影像，其中每 个视觉影像在不同视角下具有不同的光场强度。由于立体显示器在中央视角对观赏者来说 具有较佳的视觉效果，故在此针对中央(正面)视角也就是图4Β所示的0°进行讨论，但不 限于此；在不同实施例中，立体影像显示器100亦可输出其他数目的视觉影像。目标曲线S为五个视觉影像其中之一的光场强度，其中目标曲线S所对应的视觉 影像为立体影像显示器100对应0°所产生的影像。对照曲线N为其他四个视觉影像光场 强度的总合。换言之，对照曲线N所对应的影像为立体影像显示器100对应其他角度所产 生的影像。如图4Β所示，目标曲线S在0°位置的强度大于对照曲线N于0°位置的强度。 换言之，目标曲线S所代表视觉影像的光场强度大于其他视觉影像的光场强度，其中上述 曲线所代表的光场强度比例为1.47 1。此外，在图4Α及图4Β所示的实施例中，立体影像显示器100的整体亮度较佳为 66cd/m2，其中上述亮度将作为以下变化实施例的亮度比较标准。图5A及图5B所示为图2所示增亮膜260及透镜结构层300的变化实施例俯视图 及光场分布图。如图5A所示，柱状透镜310同样地以相互平行方式形成于透镜结构层300 表面，且与透镜结构层300的侧边301之间夹有基准角度θ。如上所述，图3所示的液晶 显示面板110的第一侧边111与像素单元的直行方向平行，而透镜结构层300的侧边301 和液晶显示面板110的第一侧边111平行，因此柱状透镜310的轴向500与液晶显示面板 110的第一侧边111间亦夹有基准角度θ。于本实施例中基准角度θ较佳为18. 43°。然 而，在本实施例中，增亮膜沈0的棱镜以斜向方向形成于增亮膜260表面，其中本实施 例的棱镜261的轴向510垂直于柱状透镜310的轴500。换言之，透镜310的轴向500及棱 镜261的轴向510间夹有90°的夹角。由于棱镜的轴向510与增亮膜沈0的侧边262 的延伸方向夹有第一角度Δ，且增亮膜沈0的侧边262与图3所示液晶显示面板110的第 一侧边111平行，因此棱镜的轴向510与液晶显示面板110的第一侧边111间亦夹有 第一角度Δ。因此，于本实施例中，第一角度Δ为(90+Θ)。，但不限于此。在不同实施例
6中，第一角度Δ可选择性介于(70+Θ)。至(110+Θ)。之间。在较佳实施例中，第一角度 Δ可选择性介于(80+ θ ) °至(100+ θ ) °之间。除此之外，本实施例的立体影像显示器100 相同于图2所示的立体影像显示器100，故在此不加赘述。在此请参照图5Β所示的光场分布图。如图5Β所示，目标曲线S所代表视觉影像 于0°的强度大于对照曲线N代表视觉影像于0°的强度，其中上述曲线所代表的光场强度 比例较佳为2. 42 1。如此一来，观赏者在正面所观赏到的视觉影像受到其他视觉影像的 干扰较小，因此在观赏立体影像时较不会有左、右眼影像相互干扰的串讯现象。由此可见， 本实施例的立体影像显示器100藉由改变柱状透镜310及棱镜261的定向间角度来减少影 像间的干扰串讯现象。此外，在图5Α及图5Β所示的实施例中，立体影像显示器100所产生的整体亮度较 佳为73. 3cd/m2。本实施例的立体影像显示器100整体亮度大于图4A所示立体影像显示 器100整体亮度，提升至110%。由此可见，图5A所示的实施例藉由改变增亮膜沈0的棱 镜261的轴向及透镜结构层的柱状透镜的轴向间的夹角，来同时达到增强立体影像显示器 100整体亮度以及降低串讯现象的立体影像效果。图6A所示为图2所示立体影像显示器100的变化实施例。如图6A所示，本实施 例的立体影像显示器100具有第一增亮膜400及第二增亮膜410，设置于第一扩散膜240及 第二扩散膜250之间。此外，本实施例的第一增亮膜400具有复数个第一棱镜401形成于 第一增亮膜400的表面，第二增亮膜410具有及复数个第二棱镜411形成于第二增亮膜410 的表面。如此一来，发光装置230所产生的光线行进方向及角度将于经过第一棱镜401后， 进一步再经过第二棱镜411后更加集中于使用者的视角范围内。本实施例立体影像显示器 100的整体亮度为因此对使用者而言，第二增亮膜410进一步增强了立体影像显示器100整 体亮度。图6B所示为图6A所示第一增亮膜400、第二增亮膜410及透镜结构层300的俯 视图。本实施例的透镜结构层300相同于图4A及图5A所示的透镜结构层300，其中柱状 透镜310同样地以相互平行方式形成于透镜结构层300表面，且与透镜结构层300的侧端 301之间夹有基准角度θ，同上所述，柱状透镜310的轴向500与图6Α所示的液晶显示面 板110的第一侧边111间亦夹有基准角度θ，于本实施例中基准角度θ较佳为18. 43°。在图6Β所示的实施例中，第一增亮膜400的第一棱镜401的轴向510相同于图5Α 所示棱镜261的轴向510，其中第一棱镜401间的间隔亦相同于图5Α所示棱镜间的间隔。 换言之，图6Β所示的第一增亮膜400相同于图5Α所示的增亮膜沈0。因此，本实施例的第 一棱镜401的轴向510垂直于柱状透镜310的轴向500。透镜结构层300的柱状透镜310 的轴向500及第一棱镜401的轴向510间夹有90°的夹角。由于棱镜401的轴向510与增 亮膜400的侧边401的延伸方向夹有第一角度Δ，且增亮膜400的侧边401与图3所示液 晶显示面板110的第一侧边111平行，因此第一棱镜401的轴向510与液晶显示面板110 的第一侧边111间亦夹有第一角度Δ。因此，于本实施例中，第一角度Δ为(90+Θ)。，但 不限于此。在不同实施例中，第一角度Δ可选择性介于(70+Θ)。至(110+Θ)。之间。在 较佳实施例中，第一角度Δ可选择性介于(80+Θ)。至(100+Θ)。之间。如图6Β所示，第二增亮膜410的第二棱镜411的轴向520垂直于第一增亮膜400 的第一棱镜401的轴向510，换言之，第二增亮膜410的第二棱镜411的轴向520平行于透
7镜结构层300柱状透镜310的轴向500。于本实施例中，第一棱镜401的轴向510及第二棱 镜411的轴向520较佳相互垂直，但不限于此；在不同实施例中，第一棱镜401的轴向510 及第二棱镜411的轴向520间可具有90°以外的夹角，例如可选择性介于45°至90°之 间。图6C所示为光线在图6A所示立体影像显示器100中行进的示意图。如图6C所 示，发光装置230所产生的光线由第一增亮膜400的一侧进入并最终自第二增亮膜410相 对第一增亮膜400的一侧射出。如图6C所示，第二棱镜411进一步折射自第一棱镜401所 射出的光线，以使该光线能以更垂直于透镜结构层300表面的方向自第二增亮膜410射出。此外，第二增亮膜410表面的第二棱镜411亦可接受部分自第一增亮膜400 —端 射出的光线并将该光线反射回第二增亮膜410 ；如此一来，第二增亮膜410可将藉由折射使 该些光线最终以垂直于第二棱镜411表面的方向自第二增亮膜410射出。换言之，第二棱 镜411可回收原本会自第一增亮膜400损失的光线。由于更多光线可以垂直第二棱镜411 表面的方向射出，因此更多光线可以被观赏者的双眼所接收，亦因此对观赏者而言本实施 例的立体影像显示器100所产生的亮度大于其他使用单一增亮膜的立体影像显示器100的 亮度。此外，在图6C所示的实施例中，由于光线的行进路线垂直于第二增亮膜410的表 面，因此光线A，B并未相交。如此一来，液晶显示面板110藉由光线A，B分别产生的影像将 互不相交。观赏者双眼所收到的影像将互不重叠。如此一来，观赏者视觉系统较不易因影 像串讯重叠而给予观赏者立体影像重叠的不良感受。图7所示为图6A、图6B及图6C所示立体影像显示器100的光场分布图。如图7 所示，目标曲线S在0°位置的强度远大于对照曲线N于0°位置的强度。换言之，目标曲 线S所代表视觉影像的光场强度大于其他视觉影像的光场强度，其中上述曲线所代表的光 场强度比例为3. 19 1。图6A所示的立体影像显示器100藉由使用复数个棱镜定向相交的增亮膜来减少 影像间相互重叠干扰的程度，并增加立体影像显示器100整体的亮度。本实施例的立体显 示器100所产生的整体亮度较佳为104. 9cd/m2。本实施例的立体影像显示器100整体亮度 大于图4A所示立体影像显示器100整体亮度，提升至157. 5%。此外，本实施例的立体影像显示器100采用第一增亮膜400及第二增亮膜410两 片增亮膜来处理发光装置所产生的光线，但不限于此；在不同实施例中，立体影像显示器亦 可根据光源的强度及增亮膜的光学特性使用其他数目或具有相异光学特性的增亮膜来处 理发光装置所产生的光线。根据以上具体实施方式
的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并 非以上述所揭露的具体实施方式
来对本发明加以限制。
权利要求
1.一种立体影像显示器，其特征在于包含显示面板，具有直行与横列排列之像素单元；透镜结构层，包含复数个柱状透镜，设置于该显示面板的第一侧面，其中该柱状透镜具 有一轴向；以及背光模组，包含至少一第一增亮膜，设置于该显示面板相对于该透镜结构层的第二侧 面，其中该第一增亮膜包含复数个第一棱镜，该第一棱镜具有一第一棱镜轴向；其中该显示面板的第一侧边平行于像素单元的直行方向，该柱状透镜的轴向与该显示 面板的第一侧边间夹有基准角度θ，该第一棱镜轴向与该显示面板的第一侧边间夹有第一 角度且该第一角度介于(70+Θ)。至(110+Θ)。之间。
2.根据权利要求1所述的立体影像显示器，其特征在于该第一角度介于(80+θ ) °至 (100+Θ)。之间。
3.根据权利要求1所述的立体影像显示器，其特征在于该第一角度为(90+Θ)。。
4.根据权利要求1所述的立体影像显示器，其特征在于该立体影像显示器进一步包 含第二增亮膜，设置于该第一增亮膜相对于该显示面板的一侧，其中该第二增亮膜包含复 数个第二棱镜，该第二棱镜具有一第二棱镜轴向，且该第一棱镜轴向及该第二棱镜轴向相互垂直。
5.一种立体影像显示器，其特征在于包含显示面板，具有直行与横列排列的像素单元；透镜结构层，包含复数个柱状透镜，设置于该显示面板的第一侧面，其中该柱状透镜具 有一轴向；以及背光模组，包含至少一第一增亮膜与一第二增亮膜，设置于该显示面板相对于该透镜 结构层的第二侧面，其中该第一增亮膜包含复数个第一棱镜，该第一棱镜具有一第一棱镜 轴向，该第二增亮膜包含复数个第二棱镜，该第二棱镜具有一第二棱镜轴向；其中该显示面板的第一侧边平行于像素单元的直行方向，该柱状透镜的轴向与该显示 面板的第一侧边间夹有基准角度θ，该第一棱镜轴向与该显示面板的第一侧边间夹有第一 角度且该第一角度介于(70+Θ)。至(110+Θ)。之间，该第一棱镜轴向及该第二棱镜轴向 间夹角介于45°至90°之间。
6.根据权利要求5所述的立体影像显示器，其特征在于该第一角度介于(80+θ ) °至 (100+6)° 的间。
7.根据权利要求5所述的立体影像显示器，其特征在于该第一角度为(90+Θ)。。
8.根据权利要求5所述的立体影像显示器，其特征在于该第一棱镜轴向及该第二棱 镜轴向间相互垂直。
全文摘要
本发明的立体影像显示器包含显示面板、透镜结构层及背光模组，其中透镜结构层设置于显示面板表面用以分离显示影像，背光模组包含发光装置及至少一层增亮膜。显示面板接受背光模组的光线并产生复数显示影像。增亮膜及透镜结构层表面分别设有复数棱镜及复数柱状透镜，其中棱镜及柱状透镜的轴向相交。本发明的立体影像显示器，因棱镜及柱状透镜轴向相交而产生的结构使光线的行进方向垂直于显示面板的平面，并藉此减少对应显示影像受其它相邻显示影像的重叠干扰。
文档编号G02B5/04GK102096238SQ20111003955
公开日2011年6月15日 申请日期2011年2月17日 优先权日2011年2月17日
发明者吴丰旭, 徐新翰 申请人:明基材料有限公司, 明基材料股份有限公司