立体图像显示装置的制作方法

专利名称：立体图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明关于一种显示装置；具体而言，本发明关于一种立体图像显示装置。
背景技术：
随着技术的进步，立体图像的显示技术已渐渐受到重视。以目前主流的立体图像 显示技术而言，主要有两种显示原理一者为在显示装置上依时间差分别显示左眼及右眼 图像，使用者则需佩戴特制的立体图像眼镜，藉由与显示图像同步开关左眼及右眼镜片来 产生立体图像的视觉效果。第二种方式则为在一定观赏距离内控制显示装置产生的间隔且 不相同的区分图像；换言之，当使用者处在观赏距离内时，左眼及右眼会分别看到相间隔产 生的不同图像，以组合成立体图像。以上述的第二种方式而言，由于不需佩戴特制的立体图像眼镜，对使用者较为便 禾IJ，因此渐渐受到市场的重视。图1所示为传统使用上述第二种方式的显示装置。如图1所 示，显示装置包含显示面板10、背光模块20、保护盖70及分光棱镜片50。背光模块20设置 于显示面板10下方，并发出光线射入显示面板10内。显示面板10藉由控制液晶的转向来 调整自显示面板10显示面17出射的光线，以形成图像。保护盖70设置在显示面板70上 方，并与显示面板70间隔一空气层80 ；而分光棱镜片50则设置在保护盖70外侧，且其上 的棱镜柱均凸向外。来自显示面板10的图像光线经由分光棱镜片50进行分光，即可在预 设的观赏距离位置产生相间隔的不同图像。当使用者位在观赏距离位置时，左右眼分别接 收间隔的不同图像，即可产生立体视觉效果。在图1所示的传统设计中，保护盖70及分光棱镜片50均是与系统壳体90组合。 因此在此类设计中，分光棱镜片50与显示面板10间的间距并不容易维持。另由于显示面 板10的厚度较低且较软，特别是当显示面板10的尺寸较大时，显示面板10本身常会相对 于分光棱镜片50产生挠曲。然由于分光棱镜片50与显示面板10间的间距直接关系到分 光棱镜片50的分光效果及在观赏距离位置所产生的图像，因此显示面板10的挠曲往往造 成立体图像的视觉效果不佳。此外，由于分光棱镜片50及其上的棱镜柱均曝露在外，因此 易受外力的损伤。

发明内容
本发明的一目的在于提供一种立体图像显示装置，具有较稳定的立体图像输出效^ ο本发明的一目的在于提供一种立体图像显示装置，对其包含的分光结构层有较佳 的保护。立体图像显示装置包含有显示面板、加劲板及分光结构层。显示面板具有显示面 及底面，其中显示面与底面相背。加劲板贴合于显示面板的表面，以增加显示面板的抗弯曲 及抗变形能力。加劲板可选择性贴合于显示面板的显示面上，此时加劲板必需具有透光性， 使显示面产生的图像光线得以穿透。加劲板亦可贴合于显示面板的底面上，或在显示面及底面上均设有加劲板。加劲板的刚性大于显示面板的刚性，因此加劲板相对于显示面板具 有较佳的抗弯曲及抗变形强度。在加劲板贴合于显示面板的表面后，即可支撑显示面板的 整体平面，以维持显示面板的形状并避免其弯曲。分光结构层设置相对应于显示面，并与显示面板间夹有一间隙，并形成一空气层。 显示面所产生的图像光线经由分光结构层再向外射出。分光结构层上形成有多个柱状透 镜，以对显示面产生的图像光线进行分光。立体图像显示装置另包含有透明保护板设置相 对应于显示面；分光结构层则贴合于透明保护板朝向显示面的一面。本发明的有益效果在于，由于加劲板相对于显示面板具有较佳的抗弯曲及抗变形 强度，在加劲板贴合于显示面板的表面后，可支撑显示面板的整体平面，以维持显示面板的 形状并避免其弯曲，从而能使图像显示装置具有较稳定的立体图像输出效果。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。


图1为传统立体图像显示装置的剖面示意
图2为本发明立体图像显示装置的实施例剖面示意图；图3为本发明立体图像显示装置的另一实施例剖面示意图；图4为本发明立体图像显示装置的另一实施例剖面示意图；图5为本发明立体图像显示装置的另一实施例剖面示意图；图6为图4所示实施例的俯视图。其中，附图标记100显示面板110上基板130下基板150液晶层170显示面171可视区域190 底面200背光模块300加劲板400光学胶层500分光结构层510柱状透镜550 间隙600间隔组件700透明保护板800空气层
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。本 发明提供一种立体图像显示装置，以提供使用者立体的视觉效果。在较佳实施 例中，立体图像显示装置为具有背光模块的液晶显示装置；然而，在不同实施例中，立体图 像显示装置亦可为自发光型的显示装置或使用环境光反射的显示装置。在图2所示的实施例中，立体图像显示装置包含有显示面板100、加劲板300及分 光结构层500。本实施例中，显示面板100较佳为液晶显示面板，是由上基板110及下基板 130组合而成。下基板130上较佳形成有薄膜晶体管，而液晶层150夹合在上基板110及下 基板130之间。薄膜晶体管可依不同像素位置分别改变液晶的转向，以控制各像素位置上 的亮度。各像素位置上再配合不同颜色的彩色滤光片，即可分别发出不同颜色不同亮度的 光线，以组合成为图像。此外，在本实施例中，显示面板100较佳与背光模块200配合，并接 收背光模块200产生的光线；而液晶层150的转向则控制光线在各像素的穿透量，以控制各 像素位置上的亮度。如图2所示，显示面板100具有显示面170及底面190 ；底面190朝向背光模块 200，而显示面170则与底面190相背。背光模块200产生的光线自底面190进入显示面板 100内，并在液晶层150的控制之下，于显示面170上形成图像。然而在不同实施例中，显 示面板100亦可为如有机发光二极管面板之类的自发光型面板，此时则不需设置背光模块 200。加劲板300较佳为具透光性的板材，其光穿透率较佳为大于97 %。以材质而言， 加劲板300较佳由玻璃或刚性较高的塑料制成，例如聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)等。加劲板300贴合于显示面板100的表面，以增加显示面板100的抗弯曲及抗变 形能力。在图2所示的实施例中，加劲板300贴合于显示面板100的显示面170上，此时加 劲板300必需具有透光性，使显示面170产生的图像光线得以穿透；然而在不同实施例中， 如图3所示，加劲板300亦可贴合于显示面板100的底面190上，或在显示面170及底面 190上均设有加劲板300。加劲板300的刚性较佳是大于显示面板100的刚性，因此加劲板300相对于显示 面板100具有较佳的抗弯曲及抗变形强度。显示面板100的刚性较佳是指其包含的上基板 110及下基板130于组合后的整体刚性。在加劲板300贴合于显示面板100的表面后，即可 支撑显示面板100的整体平面，以维持显示面板100的形状并避免其弯曲。为使加劲板300 具有较佳的刚性，可选择硬度及刚性较高的材质来制成加劲板300。此外，亦可藉由增加加 劲板300的厚度来达到提高刚性的目的；例如可设定加劲板300的厚度大于显示面板100 的厚度。此外，为了光学性质及表现的考虑，加劲板300与显示面板100或其上基板110间 折射率的差异较佳为限制在近似的范围内。在较佳实施例中，加劲板300及显示面板100间设置有光学胶层400，以使加劲板 300贴合于显示面板100的表面上。光学胶层400可以涂布方式分布在加劲板300及显示 面板100之间；另亦可采用片状的光学胶层400，即可直接贴附于显示面板100上，再与加 劲板300组合。此外，光学胶层400可藉由光固化、热固化、干燥或其它方式加以固化，以维 持加劲板300对显示面板100的支撑力。如图2所示，分光结构层500设置相对应于显示面170，并与显示面板100间夹有 一间隙550。显示面170所产生的图像光线经由分光结构层500再向外射出。分光结构层500上形成有多个柱状透镜510，以对显示面170产生的图像光线进行分光。柱状透镜510 较佳为圆柱或椭圆柱透镜，且凸向于显示面170;然而在不同实施例中，柱状透镜510亦可 为其它形式的透镜，例如凹透镜或具其它剖面形状的透镜。此外，多个柱状透镜510较佳为 相互平行分布于分光结构层500上。柱状透镜510较佳为以热压方式形成于分光结构层 500上；然而在不同实施例中，亦可以印刷、蚀刻、模造等方式制成。藉由分光结构层500的 设置，柱状透镜510可对显示面板100各像素产生的光线进行分光，以 在一定观赏距离内控 制显示装置产生的间隔且不相同的区分图像；换言之，当使用者处在观赏距离内时，左眼及 右眼会分别看到相间隔产生的不同图像，以组合成立体图像。在图4所示的实施例中，立体图像显示装置另包含有透明保护板700设置相对应 于显示面170，并与显示面板100间夹有一间隙550。分光结构层500则贴合于透明保护板 700朝向显示面170的一面，且柱状透镜510亦凸向显示面170。然而在不同实施例中，如 图5所示，柱状透镜510亦可凸向透明保护板700。透明保护板700较佳具有高于分光结 构层500的硬度，以提供分光结构层500结构上的保护，以避免刮伤等外力造成的伤害。此 夕卜，透明保护板700亦可提供分光结构层500定位及支撑的效果，以稳定分光结构层500与 显示面170的相对位置。显示面170产生的图像光线在经过分光结构层500进行分光后， 再经由透明保护板700向外射出。如图4及图5所示，分光结构层500及显示面170间夹有空气层800。在此实施 例中，由于加劲板300贴合于显示面170上，因此空气层800并未直接与显示面170接触， 而是隔着加劲板300而与显示面170平行。空气层800与加劲板300较佳是相互平行且共 同填满分光结构层500及显示面170间的间隙550。在较佳实施例中，加劲板300及空气 层800合起来的厚度大于柱状透镜510的焦距长。由于加劲板300的折射率会大于空气层 800的折射率，因此当加劲板300及空气层800的总厚度大于柱状透镜510的焦距长时，显 示面170发出的图像光线方能被柱状透镜510有效地分光。在较佳的状况下，加劲板300 及空气层800各别厚度与折射率的比值总合应相等或接近于柱状透镜510的焦距长。此外，在较佳实施例中，空气层800及加劲板300的厚度比值是介于0. 22至0. 89 之间。以图5所示的显示面板100而言，当柱状透镜510的弧面曲率半径为3. 07mm，各柱 状透镜510的间距为1. 0到1. Imm时，空气层800的厚度可为2mm，而加劲板300厚度可为 4mm。此外，在相同条件下，亦可设计空气层800的厚度为2. 0到2. 1mm，而加劲板300厚度 为3mm。另当柱状透镜510的弧面曲率半径为2mm且折射率为1. 5时，若加劲板300的折射 率为1.5，则空气层800的厚度可为2mm，而加劲板厚度可为3mm。此外，在相同条件下，亦可 设计空气层800的厚度为1mm，而加劲板300厚度为4. 5mm。若采用玻璃为加劲板300的材 料时，则其厚度较佳为不小于4mm。此外，在较佳实施例中，空气层800在各位置的厚度应尽量保持相同或相近。在较 佳的状况下，空气层800各位置的厚度与空气层800整体的平均厚度间差异应控制在0. 5mm 以内。藉由调整加劲板300或透明保护板700的材质、刚性及厚度，或在加劲板300及分光 结构层500间设置间隔组件等方式，均可有效控制空气层800的厚度。如图4及图5所示，透明保护板700及分光结构层500较佳与显示面板100及加 劲板300采整合模块式的设计。在此实施例中，加劲板300贴合于显示面板100的显示面 170 ；而分光结构层500则贴合于透明保护板700的内表面。间隔组件600设置于加劲板300及分光结构层500之间，以连接分光结构层500与加劲板300。如图6所示，显示面170 上具有一可视区域171供显示图像，而间隔组件在显示面170上的投影较佳在可视区域171 之外，以降低对图像形成的干扰。藉由此一设计，可将透明保护板700、分光结构层500、显 示面板100及加劲板300整合为单一模块，以增加组装时的便利性，同时有效固定上述各组 件间的相对位置关系，以改 善光学表现。间隔组件600较佳可采用橡胶、硅胶或其它材质形 成，并可沿上述的可视区域171分布以形成框状结构。然而在不同实施例中，透明保护板 700及分光结构层500亦可直接整合在系统端中，例如与外壳等组件连接，此时则非采与显 示面板100及加劲板300整合式的设计。 当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种立体图像显示装置，其特征在于，包含 一显示面板，具有相对的一底面及一显示面；一加劲板，选择性贴合设置于该底面及该显示面至少其一；其中，该加劲板的刚性大于 该显示面板的刚性，且当该加劲板贴合于该显示面时，该加劲板具有透光性； 一透明保护板，与该显示面板夹一间隙设置，且相对应于该显示面；以及 一分光结构层，具有多个柱状透镜，该分光结构层贴合设置于该透明保护板朝向该显 示面的一面；其中，该分光结构层及该显示面之间夹有一空气层。
2.如权利要求1所述的立体图像显示装置，其特征在于，该分光结构层的该多个柱状 透镜凸向该显示面设置。
3.如权利要求1所述的立体图像显示装置，其特征在于，该分光结构层的该多个柱状 透镜凸向该透明保护板设置。
4.如权利要求1所述的立体图像显示装置，其特征在于，当该加劲板贴合于该显示面 时，该空气层介于该加劲板及该分光结构层之间；该加劲板及该空气层的总厚度大于该柱 状透镜的焦距长。
5.如权利要求4所述的立体图像显示装置，其特征在于，该空气层及该加劲板的厚度 比值介于0. 22至0. 89之间。
6.如权利要求4所述的立体图像显示装置，其特征在于，进一步包含一间隔组件，设置 于该加劲板及该分光结构层之间；其中，该显示面具有一可视区域，该间隔组件于该显示面 上的投影位于该可视区域外。
7.如权利要求1所述的立体图像显示装置，其特征在于，该空气层各位置厚度与该空 气层平均厚度间的差异在0. 5mm之间。
8.如权利要求1项所述的立体图像显示装置，其特征在于，进一步包含一光学胶层设 置于该显示面板及该加劲板之间，并固定该显示面板及该加劲板间的相对位置。
9.一种立体图像显示装置，其特征在于，包含 一显示面板，具有相对的一底面及一显示面；一加劲板，选择性贴合设置于该底面及该显示面至少其一；其中，该加劲板的刚性大于 该显示面板的刚性，且当该加劲板贴合于该显示面时，该加劲板具有透光性；以及一分光结构层，与该显示面板夹一间隙设置，且相对应于该显示面；该分光结构层具有 多个柱状透镜，该多个柱状透镜凸向该显示面设置； 其中，该分光结构层及该显示面之间夹有一空气层。
10.如权利要求9所述的立体图像显示装置，其特征在于，当该加劲板贴合于该显示面 时，该空气层介于该加劲板及该分光结构层之间；该加劲板及该空气层的总厚度大于该柱 状透镜的焦距长。
11.如权利要求10所述的立体图像显示装置，其中该空气层及该加劲板的厚度比值介 于0. 22至0. 89之间。
12.如权利要求10所述的立体图像显示装置，其特征在于，进一步包含一间隔组件，设 置于该加劲板及该分光结构层之间；其中，该显示面具有一可视区域，该间隔组件于该显示 面上的投影位于该可视区域外。
13.如权利要求9所述的立体图像显示装置，其特征在于，该空气层各位置厚度与该空 气层平均厚度间的差异在0. 5mm之间。
14.如权利要求9所述的立体图像显示装置，其特征在于，进一步包含一光学胶层设置 于该显示面板及该加劲板之间，并固定该显示面板及该加劲板间的相对位置。
全文摘要
本发明提供一种立体图像显示装置，包含有显示面板、加劲板及分光结构层。加劲板选择性贴合于显示面板的至少一表面，以增加显示面板的抗弯曲及抗变形能力。当加劲板贴合于显示面板的显示面上时，加劲板必需具有透光性。加劲板的刚性大于显示面板的刚性，因此在加劲板贴合于显示面板的表面后，即可支撑显示面板以维持显示面板的形状并避免其弯曲。分光结构层设置相对应于显示面，并与显示面板间夹有一间隙，并形成一空气层。本发明的图像显示装置具有较稳定的立体图像输出效果。
文档编号G02B27/22GK102053379SQ20101054100
公开日2011年5月11日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者陈意智, 魏景明 申请人:友达光电股份有限公司