专利名称：图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示装置,尤其涉及一种具有双凸透镜(lenticular lens)膜的图像显示装置，所述图像显示装置具有改善的视角和亮度。
背景技术：
除来自眼睛的分离距离的双眼视差外，人类还由于心理和记忆因素感知深度和三维效果。由此，根据提供给观看者的三维图像信息的程度，三维图像显示装置分为全息型、 立体型和容积型。因心理因素和吸入效果而感知沿深度方向的透视的容积型用于计算和显示透视、重叠、阴与影、亮与暗、运动等的三维计算机图形，或者用于产生光学幻觉的I-MAX电影，所述I-MAX电影给观看者提供具有宽视角的大屏幕，使观看者感到好像被吸入到空中。作为最佳三维图像显示技术的全息型用于使用激光或白光的全息图像。立体型利用双眼的生理因素来感知三维效果。更具体地说，立体型使用立体摄像术，在立体摄像术中，当包括视差信息的相关联的二维图像提供给彼此隔开约65mm距离的左右眼时，大脑在合并所述二维图像过程中产生关于屏幕的前方和后方的空间信息，因而感知三维效果。立体型可称作多视像显示型。根据产生实际三维效果的位置，立体型可分为使用者佩戴特定眼镜的眼镜型和在显示侧使用视差屏障或诸如双凸透镜或集成透镜(integral)之类的透镜阵列的无眼镜型。眼镜型具有较宽的视角且比无眼镜型产生较小的眩晕。此外，眼镜型可用相对低的成本制造，尤其是与全息型相比，眼镜型可用非常低的成本制造。此外，在眼镜型中，因为观看者佩戴眼镜观看三维立体图像而不佩戴眼镜观看二维图像，所以具有一台显示装置可用于显示二维图像和三维立体图像的优点。眼镜型可分为快门眼镜型和偏振眼镜型。在快门眼镜型中，左眼和右眼图像交替显示在屏幕上，快门眼镜的左快门和右快门的顺序打开和关闭时序与左眼和右眼图像的交替时间一致，并且各个图像分别被左眼和右眼感知，由此产生三维效果。在偏振眼镜型中，屏幕的像素按列、行或像素分为两部分，左眼和右眼图像沿不同的偏振方向显示，偏振眼镜的左镜片和右镜片具有不同的偏振方向，各个图像分别被左眼和右眼感知，由此产生三维效果。为了减小疲劳并提高三维效果，快门眼镜型需增加单位时间的交替数。顺便提一下，当液晶显示装置用于快门眼镜型时，液晶具有慢的响应时间，且扫描型的屏幕寻址时序与图像的交替时序不完全一致。因而，会发生闪烁，这会在观看图像时引起诸如眩晕之类的疲劳。
另一方面，偏振眼镜型不具有导致闪烁的因素，因此当观看图像时较少引起疲劳。因为屏幕的像素按列、行或像素分为两部分，所以偏振眼镜型会使单眼分辨率减半。然而，因为当前显示面板具有高的分辨率，且在未来能够进一步提高分辨率，所以偏振眼镜型的单眼分辨率减半不是问题。此外，快门眼镜型必须在显示装置中具有用于交替显示的硬件或电路并需要昂贵的快门眼镜。成本随着观看者增加而增加。另一方面，偏振眼镜型可在显示面板的前表面上使用例如图案化延迟器或微偏振器等偏振分割光学部件，所述偏振分割光学部件被构图以分割偏振光，此时，观看者可佩戴比快门眼镜便宜很多的偏振眼镜来观看显示面板。因此，偏振眼镜型的成本相对较低。三维图像显示装置包括诸如液晶面板或有机电致发光面板之类的平板显示器作为显示面板。图I是图解根据现有技术的偏振眼镜型三维图像显示装置的透视图。
在图I中，根据现有技术的偏振眼镜型三维图像显示装置10包括显示图像的显示面板20、在显示面板20上的偏振膜50和在偏振膜50上的图案化延迟器60。显示面板20包括实际显示图像的显示区域DA和在相邻显示区域DA之间的非显示区域NDA。显示区域DA包括左眼水平像素行Hl和右眼水平像素行Hr。显示左眼图像的左眼水平像素行Hl和显示右眼图像的右眼水平像素行Hr在图中沿显示面板20的垂直方向交替布置。红色子像素R、绿色子像素G以及蓝色子像素B顺序布置在左眼水平像素行Hl和右眼水平像素行Hr的每一个中。偏振膜50将显示面板20显示的左眼图像和右眼图像分别转变为线偏振左眼图像和线偏振右眼图像，并将线偏振左眼图像和线偏振右眼图像传输给图案化延迟器60。图案化延迟器60包括左眼延迟器Rl和右眼延迟器Rr。左眼延迟器Rl和右眼延迟器Rr分别对应于左眼水平像素行Hl和右眼水平像素行Hr并在图中沿显示面板20的垂直方向交替布置。左眼延迟器Rl将线偏振光变为左圆偏振光，右眼延迟器Rr将线偏振光变为右圆偏振光。因此，由显示面板20的左眼水平像素行Hl显示的左眼图像，当穿过偏振膜50时为线偏振，当穿过图案化延迟器60的左眼延迟器Rl时为左圆偏振，并传输给观看者。由显示面板20的右眼水平像素行Hr显示的右眼图像，当穿过偏振膜50时为线偏振，当穿过图案化延迟器60的右眼延迟器Rr时为右圆偏振，并传输给观看者。观看者佩戴的偏振眼镜80包括左眼透镜82和右眼透镜84。左眼透镜82仅透射左圆偏振光，右眼透镜84仅透射右圆偏振光。因此，在传输到观看者的图像中，左圆偏振的左眼图像通过左眼透镜82传输到观看者的左眼，右圆偏振的右眼图像通过右眼透镜84传输到观看者的右眼。观看者将分别传输到左眼和右眼的左眼图像和右眼图像合并，从而实现三维立体图像。图2是根据现有技术的包括液晶显示面板作为显示面板的偏振眼镜型三维图像显示装置的截面图。在图2中，显示面板20包括彼此相对且隔开的第一基板22和第二基板40以及在第一基板22和第二基板40之间的液晶层48。栅极线(未示出)和与栅极线连接的栅极24形成在第一基板22的内表面上。栅极绝缘层26形成在栅极线和栅极24上。半导体层28形成在栅绝缘层26上并与栅极24对应。彼此隔开的源极32和漏极34以及连接到源极32的数据线(未示出)形成在半导体层28上。数据线与栅极线交叉以限定像素区域。这里，栅极24、半导体层28、源极32和漏极34形成薄膜晶体管T。钝化层36形成在源极32、漏极34和数据线上，且钝化层36具有暴露漏极34的漏极接触孔36a。在像素区域中像素电极38形成在钝化层36上，并通过漏极接触孔36a连接到漏极34。黑矩阵42形成在第二基板40的内表面上。黑矩阵42具有对应于像素区域的开口并与栅线、数据线以及薄膜晶体管T相对应。滤色器层44形成在黑矩阵42上和通过黑 矩阵42暴露的第二基板40的内表面上。尽管图中没有示出，滤色器层44包括红色、绿色以及蓝色滤色器，所述红色、绿色以及蓝色滤色器的每一个对应于一个像素区域。透明公共电极46形成在滤色器层44上。液晶层48设置在第一基板22的像素电极38与第二基板40的公共电极46之间。尽管图中没有示出，确定液晶分子初始排列的取向层分别形成在液晶层48与像素电极38之间以及液晶层48与公共电极46之间。同时,第一偏振器52设置在第一基板22的外表面,第二偏振器50设置在第二基板40的外表面。第二偏振器50对应于图I的偏振膜。第一偏振器52和第二偏振器50透射与其透射轴平行的线偏振光。第一偏振器52的透射轴垂直于第二偏振器50的透射轴。图案化延迟器60粘接在第二偏振器50上。图案化延迟器60包括基膜62、延迟器层64、黑条66以及粘接层68。延迟器层64包括沿装置的垂直方向交替布置的左眼延迟器Rl和右眼延迟器Rr。黑条66对应于左眼延迟器Rl和右眼延迟器Rr之间的边界。左眼延迟器Rl和右眼延迟器Rr具有λ /4的延迟值，它们的光轴相对于从显示面板20和第二偏振器50透射的线偏振光的偏振方向成+45度或-45度的角。黑条66防止三维(3D)串扰，其中左眼和右眼图像同时传输到观看者的左眼或右目艮，由此提高沿装置上下方向的3D视角。可选择地，为防止3D串扰，显示装置中的黑矩阵42可具有加宽的宽度以代替形成黑条66。将参照附图解释使用黑条或黑矩阵改善3D串扰和3D视角。图3Α到3C是显示现有技术的偏振眼镜型三维图像显示装置中的3D串扰的示意性截面图。图3Α显示没有黑条的装置，图3Β显示具有黑条的装置，图3C显示用具有加宽宽度的黑矩阵替代黑条的装置。尽管图中没有示出，在偏振眼镜型三维图像显示装置10的前视角以及左右视角处，由显示面板20的左眼水平像素行Hl显示的左眼图像II，当穿过图案化延迟器60的左眼延迟器Rl时，为左圆偏振，并传输到观看者，由显示面板20的右眼水平像素行Hr显示的右眼图像Ir，当穿过图案化延迟器60的右眼延迟器Rr时，为右圆偏振，并传输到观看者。因而，不存在由于左眼图像Il和右眼图像Ir的混合造成的3D串扰。
然而，如图3A中所示，在偏振眼镜型三维图像显示装置10的上下视角处，由显示面板20的左眼水平像素行Hl显示的左眼图像Il的一部分穿过图案化延迟器60的右眼延迟器Rr，为右圆偏振。就是说，右眼图像Ir和左眼图像Il的一部分为右圆偏振并通过偏振眼镜80的右眼透镜84传输到观看者的右眼。因此，右眼图像Ir和左眼图像Il的一部分彼此干扰，从而3D串扰产生。沿上下方向的3D视角特性下降。由于显示面板20的在具有第一高度hi的显示区域DA之间的非显示区域NDA，左眼图像Il和右眼图像Ir中的干扰可降低。因为显示面板20离图案化延迟器60相当远，所以防止3D串扰的效果并不显著。为了改善该问题，如图3B中所示，黑条66可形成在图案化延迟器60的左眼延迟器Rl和右眼延迟器Rr之间，或如图3C中所示，在没有黑条情况下，显示面板20中的黑矩阵43具有加宽的宽度。 这里，由显示面板20的左眼水平像素行Hl显示并进入图案化延迟器60的右眼延迟器Rr的左眼图像Il的一部分，由黑条66或黑矩阵43阻挡。因而，左眼图像Il的一部分没有被右圆偏振，从而没有输出。就是说，只有右眼图像Ir被右圆偏振，并通过偏振眼镜80的右眼透镜84透射到观看者的右眼。防止了因右眼图像Ir和左眼图像Il的一部分的干扰而产生的3D串扰，提高了沿上下方向的3D视角特性。然而，由于黑条66，显示面板20包括比非显示区域NDA大的黑条区域BS，从而显示区域DA实际上减小到比第一高度hi小的第二高度h2。或者，由于黑矩阵43，非显示区域NDA增大，从而显示区域DA减小到比第一高度hi小的第三高度h3。因此，开口率和亮度降低。同时，如图4A中所示，为改善3D串扰，提出了在图案化延迟器60上形成双凸透镜膜70的另一种方法。双凸透镜膜70，例如使穿过右眼延迟器Rr的左眼图像的一部分转向其他方向，从而防止3D串扰。这里，双凸透镜膜70的透镜间距大于或等于显示面板20的像素间距PP，所述定义为每个双凸透镜74的宽度，所述Pp定义为在图像背景中，沿显示面板20的垂直方向，从像素的上端到下一像素的上端的距离。此时，进行双凸透镜膜70和显示面板20的粘接工艺，使透镜间距和像素间距相对于双凸透镜膜70和显示面板20的中心部分彼此匹配。当双凸透镜膜70精确粘接时，由左眼水平像素行Hl显示并穿过右眼延迟器Rr的左眼图像Il的一部分以进一步的外角折射，而不会透射到观看者。因而，防止3D串扰。然而，在实际粘接工艺中，很难相对于其中心部分精确粘接双凸透镜膜70和显示面板20。因此，如图4B中所示，每个双凸透镜74不是精确粘接到而是偏离地粘接到左眼延迟器Rl或右眼延迟器Rr。双凸透镜74具有偏差地与左眼延迟器Rl或右眼延迟器Rr对准。因而，由左眼水平像素行Hl显示并穿过右眼延迟器Rr的左眼图像Il的一部分穿过偏离左眼延迟器Rl而粘接的双凸透镜74，即错位部PT，并射向前方，由此传输到观看者。就是说，在前方产生串扰，这称作前方串扰。与双凸透镜膜70精确粘接到图案化延迟器60的情况相比，前方串扰增加。前方串扰的增加率取决于双凸透镜膜70和图案化延迟器60的粘接偏差。例如，当粘接偏差为2. 5微米时，前方串扰的增加率约为O. 5%。因此，由于实际粘接工艺中产生的偏差，前方串扰增加了约5%。图4C是显示根据现有技术的当双凸透镜膜偏离图案化延迟器粘接时前方串扰的模拟结果的示图。在图4C中，由左眼水平像素行Hl显示，穿过右眼延迟器Rr并在错位部PT穿过双凸透镜74的左眼图像Il的一部分，被集中并射向前方，由此传输到观看者。就是说，即使使用双凸透镜膜70来改善3D串扰，因为很难将双凸透镜膜70精确 粘接到图案化延迟器60，所以可能存在偏差。此外，存在可普遍发生的问题，即由于偏差，前方串扰可增加约5%。
发明内容
因此，本发明涉及实际上克服了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题的三维图像显示装置。本发明的目的是提供通过防止3D串扰改善3D视角特性并增大开口率和亮度的三维图像显示装置。本发明的另一目的是提供改善因双凸透镜膜的未对准而产生的前方串扰的三维图像显示装置。在下面的描述中将解释本发明的其它的特征和优点，这些特征和优点的一部分从所述描述将是显而易见的，或者可从本发明的实施领会到。通过说明书、权利要求以及附图中特别指出的结构可实现和获得本发明的这些和其他的优点。为了获得这些和其它的优点，并根据本发明的目的，正如此处所具体描述和概括描述的，图像显示装置包括显示面板、偏振膜、图案化延迟器以及双凸透镜膜。所述显示面板包括显示左眼图像的左眼水平像素行和显示右眼图像的右眼水平像素行，其中像素间距定义为从相邻左眼和右眼水平像素行中一个的上端到所述相邻左眼和右眼水平像素行中另一个的上端的距离；所述偏振膜设置在显示面板上，其中所述偏振膜使左眼图像和右眼图像线偏振；所述图案化延迟器设置在偏振膜上并包括左眼延迟器和右眼延迟器，其中左眼延迟器对应于左眼水平像素行，并将线偏振的左眼图像转变为左圆偏振图像，所述右眼延迟器对应于右眼水平像素行，并将线偏振的右眼图像转变为右圆偏振图像；所述双凸透镜膜设置在偏振膜上方并包括双凸透镜，其中所述双凸透镜分别对应于左眼延迟器和右眼延迟器，其中所述双凸透镜的透镜间距比像素间距小粘接容差。应当理解前面的概括描述和下面的详细描述都是示范性的和解释性的，意在提供如权利要求所保护的本发明进一步的解释。
所包含的用于提供对发明的进一步的理解并引入组成说明书的一部分的附解了本发明的实施例，并与说明书文字描述一起用于解释本发明的原理。在附图中
图I是图解根据现有技术的偏振眼镜型三维图像显示装置的透视图；图2是根据现有技术的偏振眼镜型三维图像显示装置的截面图；图3A至3C是显示现有技术的偏振眼镜型三维图像显示装置中的3D串扰的示意性截面图；图4A到4C是示意性显示当双凸透镜大于或等于像素间距时因粘接偏差而产生的前方串扰增加的示图；图5是图解根据本发明示例实施方式的偏振眼镜型三维图像显示装置的透视图；图6是图解根据本发明示例实施方式的三维图像显示装置的截面图；图7是显示根据本发明示例实施方式的三维图像显示装置中的前方3D串扰的示 意图； 图8是显示当透镜间距小于像素间距时射出的光的模拟结果的示图。
具体实施例方式现在将详细参考本发明的示例实施方式，附图中图解了这些实施方式的一些例子。图5是图解根据本发明示例实施方式的偏振眼镜型三维图像显示装置的透视图。在图5中，本发明的偏振眼镜型三维图像显示装置110包括显示图像的显示面板120、在显示面板120上的偏振膜150、在偏振膜150上的图案化延迟器160以及在图案化延迟器160上的双凸透镜膜170。这里，双凸透镜膜170可为片形。显示面板120包括实际显示图像的显示区域DA和在相邻显示区域DA之间的非显示区域NDA。显示区域DA包括左眼水平像素行Hl和右眼水平像素行Hr。显示左眼图像的左眼水平像素行Hl和显示右眼图像的右眼水平像素行Hr，在图像背景中沿显示面板120的垂直方向交替布置。红色子像素R、绿色子像素G以及蓝色子像素B顺序设置在左眼水平像素行Hl和右眼水平像素行Hr的每一个中。偏振膜150将显示面板120显示的左眼图像和右眼图像分别变为线偏振左眼图像和线偏振右眼图像，并将线偏振左眼图像和线偏振右眼图像透射到图案化延迟器160。图案化延迟器160包括左眼延迟器Rl和右眼延迟器Rr。左眼延迟器Rl和右眼延迟器Rr分别对应于左眼水平像素行Hl和右眼水平像素行Hr，并在图像背景中沿显示面板120的垂直方向交替布置。左眼延迟器Rl将线偏振光转变为左圆偏振光，右眼延迟器Rr将线偏振光转变为右圆偏振光。双凸透镜膜170将来自图案化延迟器160的左圆偏振光或右圆偏振光汇聚到预定方向，从而提高在图像背景中沿装置的上下方向的视角。双凸透镜膜170包括在图像背景中沿显示面板120的垂直方向布置的多个双凸透镜174。每个双凸透镜174对应于一个左眼延迟器Rl或一个右眼延迟器Rr。这里，双凸透镜膜170的透镜间距小于等于显示面板120的像素间距PP，所述匕定义为每个双凸透镜174的宽度，所述Pp定义为在图像背景中，沿显示面板120的垂直方向，从像素的上端到下一像素的上端的距离。双凸透镜174之间具有空隙此时，进行双凸透镜膜70和显示面板20的粘接工艺，使透镜间距和像素间距相对于双凸透镜膜70和显示面板20的中心部分彼此匹配。然而，在实际粘接工艺中，很难相对于其中心部分精确粘接双凸透镜膜170和显示面板120。因此，考虑到粘接工艺中产生的偏差，透镜间距小于像素间距PP。更具体地说，如果双凸透镜膜170被精确粘接，为了最有效地改善串扰，透镜间距可与像素间距Pp有约±5μπι范围内的差值。有利的是，透镜间距K可小于等于像素间
距Ρρ。就是说，当在制造图像显示装置Iio的工艺中每个双凸透镜174与左眼延迟器Rl或右眼延迟器Rr恰当地对准时，透镜间距具有理想的值。然而，因为其是高精度操作，所以在制造图像显示装置110的过程中，很难将双凸透镜174与左眼延迟器Rl或右眼延迟器Rr恰当地对准。因而，与双凸透镜174精确粘接到图案化延迟器160的情况相比，由于双凸透镜174和图案化延迟器160的粘接偏差，前方
串扰可更严重。
因此，在本发明中，考虑到双凸透镜膜170精确粘接时的理想的透镜间距，确定粘接容差AT，通过确定粘接容差AT和粘接偏差透镜间距减小。就是说，透镜间距小于像素间距ΡΡ。即使在双凸透镜膜170的粘接过程中存在偏差，每个双凸透镜174仍设置在相应的左眼延迟器Rl或相应的右眼延迟器Rr上方。换句话说，双凸透镜174之间设置有空间。因而，尽管在双凸透镜膜170的粘接过程中存在偏差，每个双凸透镜174不会设置在下一个左眼延迟器Rl或下一个右眼延迟器Rr上方，而是设置在相应的左眼延迟器Rl或相应的右眼延迟器Rr上方。因此，双凸透镜膜170设置与左眼延迟器Rl或右眼延迟器Rr没有因粘接偏差产生的不重合，前方串扰可预防。就是说，通过施加粘接容差AT给透镜间距Py透镜间距具有小于像素间距Pp的值，双凸透镜膜170可稳定粘接到图案化延迟器160，使每个双凸透镜174对应于左眼延迟器Rl或右眼延迟器Rr。这里，根据本发明实施方式的前方串扰的增加率确定为具有比由于粘接偏差而产生的前方串扰的增加率更小的值，具有充分改善前方串扰的效果。粘接容差AT可由方程⑴获得。粘接容差(AT)=适用的前方串扰的增加率X像素间距(Pp)--------方程(I)适用的前方串扰的增加率是与透镜间距大于或等于像素间距Pp并且双凸透镜膜170被精确粘接的情形相比时所预期的前方串扰的增加率。换句话说，适用的前方串扰的增加率是指与这样的情形相比时预期将增加的前方串扰的增加率，所述情形是透镜间距匕具有如上所述的理想值，并且双凸透镜膜170被粘接到图案化延迟器160，使得每个双凸透镜174精确对应于左眼延迟器Rl或右眼延迟器Rr的情形。在本发明的实施方式中，通过有意应用具有比因粘接偏差而产生的前方串扰的增加率更小值的前方串扰的增加率来计算粘接容差AT。例如，当适用的前方串扰的增加率为3%，而像素间距Pp为541微米时，粘接容差AT约为16微米。因此，双凸透镜174之间设置有约16微米的空间。因为根据本发明该实施方式的所述适用的前方串扰的增加率具有比因粘接偏差而产生的前方串扰的增加率更小的值，所以在改善前方串扰方面，远远好于具有理想透镜间距的双凸透镜膜170。
因此，由显示面板120的左眼水平像素行Hl显示的左眼图像，当穿过偏振膜150时为线偏振，当穿过图案化延迟器160的左眼延迟器Rl时为左圆偏振，而当穿过双凸透镜膜170时射向第一方向。由显示面板120的右眼水平像素行Hr显示的右眼图像，当穿过偏振膜150时为线偏振，当穿过图案化延迟器160的右眼延迟器Rr时为右圆偏振，而当穿过双凸透镜膜170时射向第一方向。因此，射向第一方向的左眼图像和右眼图像传输到观看者。此外，在本发明的实施方式中，前方串扰的增加率有意增加，且小于因粘接过程中的粘接偏差而产生的前方串扰额增加率，因而，图像质量更进一步地改善。观看者佩戴的偏振眼镜180包括左眼透镜182和右眼透镜184。左眼透镜182仅透射左圆偏振光，右眼透镜184仅透射右圆偏振光。因此，在传输到观看者的图像中，左圆偏振的左眼图像通过左眼透镜182传输到观看者的左眼，右圆偏振的右眼图像通过右眼透镜184传输到观看者的右眼。观看者将分 别传输到左眼和右眼的左眼图像和右眼图像合并，实现三维立体图像。此时，左眼图像的一部分因穿过图案化延迟器160的右眼延迟器Rr被右圆偏振，或者右眼图像的一部分因穿过图案化延迟器160的左眼延迟器Rl被左圆偏振。然而，右圆偏振的左眼图像或左圆偏振的右眼图像，当穿过双凸透镜膜170时，朝与第一方向不同的第二方向射出。更具体地说，双凸透镜174的厚度限定焦距。当双凸透镜174的厚度大时，焦距短。此外，焦距越短，双凸透镜174的折射率越大。因此，穿过左眼延迟器Rl的右眼图像进一步折射，而不会透射到观看者。因此，因左眼图像和右眼图像的干扰产生的3D串扰可预防，从而视角特性可改善。这里，前方串扰可部分产生。然而，所述前方串扰小于因粘接过程中的粘接偏差产生的前方串扰，如上所述可提供充分改善的图像质量。图6是图解根据本发明示例实施方式的三维图像显示装置的截面图。在图6中，显示面板120包括彼此相对且隔开的第一基板122和第二基板140以及夹在所述第一基板122和第二基板140之间的液晶层148。栅极线(未示出)和与栅极线连接的栅极124形成在第一基板122的内表面上。栅极绝缘层126形成在栅极线和栅极124上。半导体层128形成在栅绝缘层126上并对应于栅极124。彼此隔开的源极132与漏极134和连接到源极132的数据线(未示出)形成在半导体层128上。数据线与栅线交叉以限定像素区域。尽管图中没有示出，但半导体层128包括本征非晶硅的有源层和掺杂杂质的非晶硅的欧姆接触层。欧姆接触层可具有与源极132和漏极134相同的形状。这里，栅极124、半导体层128、源极132以及漏极134形成薄膜晶体管T。钝化层136形成在源极132、漏极134以及数据线上，且钝化层136具有暴露漏极134的漏极接触孔136a。像素电极138形成在像素区域中的钝化层136上，并通过漏极接触孔136a连接到漏极134连。黑矩阵142形成在第二基板140的内表面上。黑矩阵142具有对应于像素区域的开口，并与栅极线、数据线和薄膜晶体管T相对应。滤色器层144形成在黑矩阵142上以及由所述黑矩阵142暴露的第二基板140的内表面上。尽管图中没有示出，滤色器层144包括红色、绿色和蓝色滤色器，所述红色、绿色和蓝色滤色器的每一个对应于一个像素区域的。如图5中所示，红色、绿色和蓝色滤色器沿显示面板120的水平方向顺序重复设置。相同的滤色器在图像背景中沿显示面板120的垂直方向设置。透明公共电极146形成在滤色器层144上。同时，尽管图中没有示出，涂层可形成在滤色器层144与公共电极146之间，以保护滤色器层144并使包括滤色器层144的第二基板140的表面变平坦。液晶层148设置在第一基板122的像素电极138与第二基板140的公共电极146之间。尽管图中没有示出，确定液晶分子初始排列的取向层分别形成在液晶层148与像素电极138之间以及液晶层148与公共电极146之间。 在该实施方式中，尽管像素电极138和公共电极146分别形成在第一基板122和第二基板140上，但像素电极138和公共电极146均可形成在第一基板122上。同时,第一偏振器152设置在第一基板122的外表面上,第二偏振器150设置在第二基板140的外表面上。第一偏振器152和第二偏振器150透射与其透射轴平行的线偏振光。第一偏振器152的透射轴与第二偏振器150的透射轴垂直。粘接层可设置在第一基板122与第一偏振器152之间和第二基板140与第二偏振器150之间。尽管图中没有示出，背光单元设置在第一偏振器152下，以将光提供给显示面板120。这里，液晶显示面板用作显示面板120。可选择地，有机电致发光显示面板可用作显示面板120。在该情形中，第一偏振器152可省略，λ /4板(四分之一波板QWP)和线偏振器可代替第二偏振器150使用。图案化延迟器160粘接在第二偏振器150上。图案化延迟器160包括第一基膜162、延迟器层164以及粘接层168。延迟器层164包括沿装置的垂直方向交替布置的左眼延迟器Rl和右眼延迟器Rr。粘接层168与第二偏振器150接触，而延迟器层164设置在第一基膜162与第二偏振器150之间。这里,延迟器层164和第一基膜162的位置可改变。就是说，与第二偏振器150接触的粘接层168形成在第一基膜162的第一表面上，延迟器层164形成在第一基膜162的第二表面上。第一基膜162可由三乙酰基纤维素(TAC)或环烯烃聚合物(COP)形成。左眼延迟器Rl和右眼延迟器Rr可具有λ /4的延迟值，它们的光轴相对于来自显不面板120并透射经过第二偏振器150的线偏振光的偏振方向成+45度或-45度的角。双凸透镜膜170设置在在图案化延迟器160上。双凸透镜膜170包括第二基膜172和双凸透镜174。尽管图中没有示出，基膜172可用粘接层粘接到图案化延迟器160。第二基膜172可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或三乙酰基纤维素(TAC)形成。因为PET因双折射而导致偏振变化，所以有利的是，TAC用于第二基膜172。第二基膜172具有约60 μ m到约80 μ m的厚度。图案化延迟器160的第一基膜162可省略。在该情形中，延迟器层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。双凸透镜膜170的透镜间距PL小于显示面板120的像素间距PP，所述Pl定义为每个双凸透镜174的宽度，所述Pp定义为在图5情况下沿显示面板120的垂直方向，从像素的上端到下一像素的上端的距离，并对应于图案化延迟器160的左眼延迟器Rl或右眼延迟器Rr的宽度。这就是通过考虑在双凸透镜膜170的粘接过程中产生的偏差来确定粘接容差AT的原因。同时，双凸透镜174的厚度随因曲率半径而产生的焦距来变化，而且，最大视角随双凸透镜174的焦距来变化。3D串扰值可从经双凸透镜174而入射的光的角度预测，因而最大视角可确定。例如，在47英寸三维图像显示装置中，当像素间距Pp为541. 5 μ m,且前方串扰的增加率有意地进一步增加约3%时，根据方程(1)，粘接容差AT约为16微米，透镜间距1\可为约525微米。此时，双凸透镜174的厚度d可在约20 μ m到约200 μ m的范围内。图7是显示根据本发明示例实施方式的三维图像显示装置中的前方3D串扰的示意图。在图7中，双凸透镜174的透镜间距小于像素间距PP。特别是，透镜间距比 像素间距Pp小粘接容差AT。就是说，通过设定粘接容差AT来补偿粘接偏差。透镜间距匕设置为比像素间距Pp小粘接容差AT，每个双凸透镜174可设置在左眼延迟器Rl或右眼延迟器Rr上方。因此，本发明的前方串扰的增加率具有比因粘接偏差而产生的前方串扰的增加率小的值。因此，由左眼水平像素行Hl显示并穿过右眼延迟器Rr的左眼图像不在部分NP穿过双凸透镜174，不会射向前方，从而不会传输到观看者。另一方面，由左眼水平像素行Hl显示并穿过左眼延迟器Rl的左眼图像穿过双凸透镜174并传输到观看者。由此，与双凸透镜174没有精确粘接的情形相比，前方串扰的增加率可降低。图8是显示当透镜间距匕小于像素间距Pp时，射出的光的模拟结果的图形。在图8中，由左眼水平像素行Hl显示并穿过右眼延迟器Rr的左眼图像不在部分NP穿过双凸透镜174，不会射向前方，从而不会传传输到观看者。另一方面，由左眼水平像素行Hl显示并穿过左眼延迟器Rl的左眼图像穿过双凸透镜174并传输到观看者。如上所述，在本发明的实施方式中，透镜间距1\小于像素间距ΡΡ，因粘接过程中的偏差造成的串扰改善。因而，将双凸透镜膜170的每个双凸透镜174粘接到相应的左眼延迟器Rl或相应的右眼延迟器Rr的高精度操作可很容易进行，从而生产率提高。在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可对本发明进行各种修改和变型，这对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。因而，意在使本发明覆盖落入所附权利要求(所要求保护的技术方案)及其等价物范围内的本发明的修改和变型。
权利要求
1.一种图像显示装置，包括 显示面板，所述显示面板包括显示左眼图像的左眼水平像素行和显示右眼图像的右眼水平像素行，其中像素间距定义为从相邻左眼和右眼水平像素行中一个的上端到所述相邻左眼和右眼水平像素行中另一个的上端的距离； 偏振膜，所述偏振膜设置在所述显示面板上，其中所述偏振膜使所述左眼图像和所述右眼图像线偏振； 图案化延迟器，所述图案化延迟器设置在所述偏振膜上并包括左眼延迟器和右眼延迟器，其中所述左眼延迟器对应于所述左眼水平像素行，并将所述线偏振的左眼图像转变为左圆偏振图像，所述右眼延迟器对应于所述右眼水平像素行，并将所述线偏振的右眼图像转变为右圆偏振图像；以及 双凸透镜膜，所述双凸透镜膜设置在所述偏振膜上并包括双凸透镜，其中所述双凸透镜分别对应于所述左眼延迟器和所述右眼延迟器， 其中所述双凸透镜的透镜间距比所述像素间距小粘接容差。
2.根据权利要求I所述的装置，其中粘接容差由适用的前方串扰的增加率与所述像素间距的乘积确定。
3.根据权利要求I所述的装置，其中所述粘接容差和所述透镜间距之和为所述像素间距。
4.根据权利要求I所述的装置，其中所述双凸透镜的厚度在约20微米到约200微米的范围内。
5.根据权利要求I所述的装置，其中所述图案化延迟器设置在所述偏振膜与所述双凸透镜I旲之间。
6.根据权利要求I所述的装置，其中所述双凸透镜膜进一步包括与所述图案化延迟器相邻的基膜，所述基膜包括三乙酰基纤维素。
全文摘要
一种图像显示装置，包括显示面板、偏振膜、图案化延迟器以及双凸透镜膜。所述显示面板包括显示左眼图像的左眼水平像素行和显示右眼图像的右眼水平像素行；所述偏振膜设置在显示面板上并使左眼图像和右眼图像线偏振；所述图案化延迟器设置在偏振膜上并包括左眼延迟器和右眼延迟器；所述双凸透镜膜设置在偏振膜上方并包括双凸透镜，其中所述双凸透镜分别对应于左眼延迟器和右眼延迟器，其中双凸透镜的透镜间距比像素间距小粘接容差。
文档编号G02B27/26GK102778756SQ201110424158
公开日2012年11月14日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年5月12日
发明者孙眩镐, 张珠训, 柳昇万, 蔡熙泳, 金珍永 申请人:乐金显示有限公司