CN101201500A - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示装置，用以显示第一视野与第二视野，各个第一与第二视野各具有对应的水平与垂直视角，包括：色彩生成层、阻障层、以及光源。该色彩生成层包括多个彩色构件，其具有至少红色、绿色和蓝色构件，被安排做为多个像素元件，各像素元件包括至少红色、绿色和蓝色构件，该像素元件被安排于水平及垂直方向排列，各彩色构件于该垂直方向之间具有一间距。该光源于使用作时，其生成的光穿过阻障层和色彩生成层。该阻障层包括多个阻隔结构与开口构成的阶梯状阻障图案。该阻隔结构于该垂直方向具有一阻隔宽度，该开口于该垂直方向具有一开口宽度，以及其中该光源被安排产生准直光。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示装置，且特别涉及一种双视显示像素矩阵显示装置。

背景技术

平板显示器，例如液晶像素矩阵显示器或有机发光二极管像素矩阵显示器，具双视显示器的功能，其位于水平方向沿第一视角范围能产生第一视野，以及沿第二视角范围能产生第二视野。通过指定该像素矩阵的一半像素显示第一视野，以及另一半像素显示第一视野，此双视显示器能够同时生成两不同的视野影像。

传统于单一像素矩阵显示器中获得双视显示影像的方法为利用单一直线阻障，其搭配垂直开口于相对不明的阻障层中。这些垂直开口实质上沿着该像素矩阵的垂直方向连续延伸。然而，上述于单一像素矩阵显示器中获得双视显示影像的方案，因具有相对较差的水平分辨率，而产生不良的影响。为了解决此不良分辨率，因而利用所谓的阶梯式阻障，其一特殊的应用例即为所谓的双阶梯式阻障排列(双重阻障)。此双重阻障包括第一阻障层在像素矩阵之下，以及第二阻障层在像素矩阵之上。该阻障层包括二维的图案，当使用单一光源时，其允许该像素矩阵生成该第一及第二视野影像。然而，使用两层阻障层会导致该双视显示器的结构不良的影响，此乃由于玻璃基板上设置阻障层和像素矩阵使得厚度变化而影响生成的影像。

双视显示器用于，例如车用显示领域，可使驾驶人及乘客同时观看影像。驾驶人将看到第一视野影像，其显示例如关于行车的参数，例如路途导航图像。而乘客可看到第二视野影像，例如广播电视或录像。

为了确保安全的缘故，当行车时，驾驶人不应该看到第二视野影像。因此，第一视野影像与第二视野影像之间的相互干扰或串音(cross-talk)应该完全避免，亦即，于第一视野(供驾驶人)的视角范围内的(部分的)第二视野(供乘客)应该被避免。

应注意的是，于第一视野影像与第二视野影像之间的相互干扰或串音不仅发生于水平方向，亦会发生于垂直方向。尤其是，位于垂直方向的相对大的倾斜角度的位置，不想要的第二视野影像可能直接地或透过汽车前挡风玻璃的反射而被驾驶人看到。由已知技术的显示器中得知，于垂直方向不想要的视野影像可通过Louvre膜(或光控制膜LCF)抑制，以避免于挡风玻璃的反射。上述Louvre膜相对昂贵。更有甚者，该Louvre膜会降低显示器的亮度大约30％。

图1显示使用双阻障的双视显示器D1的水平剖面图。传统的该双视显示器D1采用双阻障为液晶显示器(LCD)型显示器。该显示器包括彩色滤光板CF、第一阻障层LR1、第二阻障层LR2、以及背光BL。图1所显示的为该显示器沿着水平方向X的剖面。为了容易说明的缘故，偏光板与液晶层构件并未绘示。

该第一阻障层LR1被安排位于该背光BL与该彩色滤光板CF面对该背光的一边之间的高度方向Z。该第一阻障层LR1包括透明的承载板(例如玻璃板)，且多个阻隔构件BS被安排于其上。该阻隔构件BS之间由开口WO彼此分开。

该第二阻障层LR2被安排在该彩色滤光板CF(沿着Z方向)之上，亦即位于该彩色滤光板不面对该背光的一边的上方。该彩色滤光板CF包括透明的承载板，且一系列的透明彩色构件被安排于其上。该彩色构件包括红色构件R、绿色构件G、和蓝色构件B，在使用时，发自背光BL的光，穿过相对的彩色构件，以生成相对的红色光(R)、绿色光(G)及蓝色光(B)。阵列板(未绘示)被安排在次于该彩色滤光板CF的位置，其包括金属阵列M2(亦即金属连接线M2及/或金属遮光层)。

该不透光的金属连接线M2及/或金属遮光层M2设置的方式，使得彩色构件R、G、B刚好由非透明介面区域彼此分开。非透明介面区域对应该金属连接线M2及/或金属遮光层M2。为了清楚的缘故，该阵列板和彩色滤光板于此合并显示，而非各别呈现。在以下说明内容中，除非另有指明，该阵列板和彩色滤光板的组合将统称该彩色滤光板。该金属连接线及/或金属遮光层会在以下叙述中详细说明。

该彩色构件R、G、B沿着垂直方向Y以栏状型式延伸。该彩色构件R、G、B为相对于次像素构件，其结合包括至少红、绿和蓝色构件搭配而成该显示器的像素构件。该R-G-B彩色构件可表示该第一视野或该第二视野。在图1中，由标号R1、G1、B1表示的彩色构件对应该第一视野，而由标号R2、G2、B2表示的彩色构件对应该第二视野。应注意的是，由于该需要的视野与该阻障的几何配置，将像素配置成交互插入的规则排列。在图1中，供该第一视野的红色构件R1为邻近供该第二视野的绿色构件G2。绿色构件G2为次于供该第一视野的蓝色构件B1。该蓝色构件B1为次于供该第二视野V2的红色构件R2。供该第二视野的红色构件R2为邻近供该第一视野的绿色构件G1。绿色构件G1为次于供该第二视野的蓝色构件B2。该蓝色构件B2为次于供该第一视野V1的红色构件R1。此图案R1-G2-B1-R2-G1-B2沿着该方向X重复。

该彩色构件的水平的间距Px和金属连接线M2的水平宽度Wmx亦显示于图1中。应注意的是，该双视阶梯式阻障的配置型态为使得一个障碍结构BS加上一个开口WO的水平宽度等于两个水平间距Px：WO+BS＝2*Px，而一个障碍结构BS的水平宽度等于一个开口WO的水平宽度。

该第一阻障层LR1包括多个开口位于障碍结构BS之间。LR1的这些开口于水平方向X的位置与该第二阻障层LR2的障碍结构BS正好相同，此将在以下图2中详细说明。

如箭头符号A1、A2所示，彩色构件B1于第一视角方向V1贡献第一视野影像。彩色构件R2为邻近B1，于第二视角方向V2贡献第二视野影像，如箭头符号A3、A4所示。请注意位于视角方向V1与V2之间(于箭号A2与箭号A3之间)发生一间隙Gp。以此形式，在该第一与第二视野影像之间便无相互干扰或串音。应注意的是，如图2所示，该双重阻障的配置，于该水平方向与该垂直方向实质上皆相似。因此，于该水平方向与该垂直方向的第一与第二视野影像的串音皆消失不见。

为了清楚的缘故，在此剖面图中所未呈现的是光开关层，其包括光开关构件各别地搭配单一彩色构件，以控制光线通过该单一彩色构件的穿透量。

光开关构件可为LCD构件，在电信号控制状态下，可设定为不透明态或透明态，或者一或多重的半透明态。各LCD构件基本上包括液晶材料层及薄膜晶体管(TFT)电路，用以控制该液晶层的状态。各开关元件被安排在次于该彩色滤光板(CF)上对应的但彩色构件的位置(亦即位于光穿透该彩色构件的路径上)。

各金属连接线M(于垂直所绘平面的该垂直方向Y延伸)连接至一列TFT电路，此将在以下叙述中，更详细说明。

为了请楚简明的缘故，在此剖面图中亦未标示第一和第二偏光板。该第一偏光板是位于背光BL与该第一下阻障层LR1之间的第一外层，以及该第二偏光板是位于该第二阻障层LR2上方的第二外层。

图2a和2b显示位于像素矩阵层上下方的阻障层，其用以做为对应的图1中双视显示器D1的上视布局图。尤其是，图2a和2b显示该第一及第二阻障层LR1、LR2于该水平方向X与该垂直方向Y的延伸状态。各个第一及第二阻障层LR1、LR2上的该阻碍结构BS以暗色区域表示，而各阻障层的该开口则以明色区域表示。

如同先前所述，该第一及第二阻障层互为相反态(anti-phase)：在阻障层之一开口的位置上的垂直方向Z被另一阻障层的阻碍结构覆盖。亦请注意的是，除了于水平与垂直方向尺寸的差异外，该阻障层于两方向的皆构皆相似。上述于水平与垂直方向的尺寸差异与次像素的高宽比(aspect ratio)相关：即次像素的水平宽度约为该次像素的垂直宽度的三分之一。再请注意，此暗示了，在该方向Y上，开口的垂直宽度加上阻碍结构的垂直宽度等于两倍的该彩色构件的沿垂直方向的间距，该彩色构件包括金属连接线沿着水平方向的该垂直宽度。

如同先前所述，在已知技术中，该双阻障双视显示器D1需采用两层阻障层。由于该玻璃基板上承载阻障层和该像素矩阵显示器造成厚度不均影响了显示画面的品质，此不良效应影响该双视显示器的结构。再者，上述双玻璃层构造两片相对薄的玻璃基板，其导致该显示器的制造成本相对提高。亦请注意，由于存在此两层薄的玻璃基板，各玻璃基板的厚度变化必须小于单一玻璃基板的厚度变化，以获得两者具有相似光学性质的显示画面。再者，较薄的玻璃基板较易于破裂或损伤。为此之故，双视显示器较佳为使用单一阻障层架构。

图3显示第一阶梯阻障结构的上视图。该第一阶梯阻障结构SB1为单一阻障层，能于水平方向提供双视视野影像。阻碍结构BS以暗色区域表示，且于阻障层SB1中的开口则以明色区域表示。

该阻碍结构是以相距垂直宽度Wy的列的形式排列。在各列中，该阻碍结构与开口以阶梯的形式沿水平方向X平移半个水平宽度Wx。此水平宽度Wx相对应于两倍的上述的该水平间距Px。

任一列的该垂直宽度Wy实质上等于单一彩色构件R1、R2(次像素)的垂直间距Py(如图4所示)，其包括沿水平方向一中间的金属连接线(或光遮蔽线)的垂直宽度。在图3中，该开口WO的垂直宽度实质上等于一列的垂直宽度Wy。其优点在于，该阻碍结构的阶梯式排列能提供增加的(水平的)透视分辨率，供用户与已知技术的垂直线图案的直线阻障结构相比较。

在彩色滤光板CF中的该彩色构件R、G、B，是以红、绿及蓝色条纹排列，沿水平方向X彼此相邻，而各彩色条纹沿垂直方向Y延伸。各彩色条纹的尺寸与位置与其相对的开口，将在以下叙述中，更详细说明。

图4显示使用该第一阶梯阻障结构的双视显示器的垂直剖面示意图。该单一阶梯式阻障结构SB1排列于该彩色滤光板CF下方的距离d，其彩色条纹CS以示于图中，例如红色彩色构件R的条纹。

在此排列的形式中，该彩色构件是交替贡献该第一视野V1与该第二视野V2：该彩色条纹的彩色构件R1贡献于该第一视野V1的红色成分，以及该彩色条纹的彩色构件R2贡献于该第二视野V2的红色成分。

在该垂直方向上的间距Py等于彩色构件的垂直宽度，该彩色构件包括金属连接线M。该单一阻碍结构BS1的开口的垂直宽度WO实质上等于一列的垂直宽度Wy。因此，在此条件下，WO等于Wy。

如上所述，由于阻碍结构BS于该垂直方向的宽度Wbs加上开口的宽度WO等于两倍的垂直间距Py，在此条件下，该开口的垂直宽度WO等于该阻碍结构的垂直宽度Wbs。

因此，该第一视野V1和第二视野V2于垂直方向显示一重叠。对于该单一阻碍结构BS1的开口之一，该第一视野V1于箭号A1与箭号A2之间具有一半的视角，而该第二视野V2于箭号A3与箭号A4之间具有一视角，用于该阻障层的相同开口。重叠角度OV存在于箭号A3与箭号A2之间。因此，此单一阻碍结构BS1于第一视野V1和第二视野V2之间具有串音OV，其于实际应用中，并不被允许。在此架构中，第一视野V1的使用宽度受限于箭号A3(第二视野V2的边界)。

图5显示第二阶梯式阻障结构SB2，其为单一阻障层，能于水平方向显示双视视野影像。相同的，阻碍结构BS以暗色区域表示，且在阻障层SB1中的开口则以明色区域表示。

该阻碍结构BS是以相距垂直宽度Wy的列的形式排列。在各列中，该阻碍结构与开口，相较于相邻的列，以阶梯的形式沿水平方向X平移一阻碍结构BS加上一开口的半个水平宽度Wx。

相似于该第一阶梯式阻障层SB1，该第二阶梯式阻障层SB2的优点在于提供阶梯式的阻碍结构排列，其可提供增加的(水平的)透视分辨率，供用户与该垂直线图案的直线阻障结构相比较，如同先前所述。为了避免该第一视野V1和第二视野V2显示重叠，在该第二阶梯式阻障层SB2的开口的垂直宽度WO需选择小于彩色构件(次像素)的垂直宽度Py。

图6显示使用该第二阶梯阻障结构的双视显示器的垂直剖面示意图。该第二单一阶梯式阻障结构SB2系排列于该彩色滤光板CF下方的距离d，其彩色条纹CS以示于图中，例如红色彩色构件R的条纹。

在此排列的形式中，该彩色条纹的彩色构件R1贡献于该第一视野V1的红色成分，以及该彩色条纹的彩色构件R2贡献于该第二视野V2的红色成分。

该单一阻障层SB2的开口的垂直宽度WO小于单一彩色构件R1、R2的垂直宽度Py。

相对该阻障层SB1的该阻碍结构垂直宽度的增加量可由该阻碍结构沿着线Y上的延伸量xb表示。

由于，阻碍结构BS于垂直方向的宽度Wbs加上一开口的宽度WO等于两倍的垂直间距Py，且WO被选定为小于Wy，在此条件下，阻碍结构BS的垂直宽度Wbs大于该垂直间距Py(注意Wy等于Py)。

因此，该第一视野V1和第二视野V2于垂直方向Y显示一重叠OV，相较于采用该第一阶梯式阻障SB1的双视显示器所观看到的重叠，已大幅的降低。应注意的是，仅仅相较于第一阶梯式阻障，该开口的垂直宽度和该阻碍结构BS的垂直宽度已经被改变，其他所有的尺寸仍维持相同，如图3与图4所示。

虽然相较于采用该第一阶梯式阻障SB1的双视显示器的重叠OV，第二阶梯式阻障SB2可大幅降低第一和第二视野V1、V2之间的重叠OV，应注意的是，该重叠OV仍会导致驾驶人于该垂直方向该第一视野的上方或下方观看到第二视野影像。然而，仍可通过设计该第二阶梯式阻障SB2方式的改善，使得实质上无重叠发生。实际的完全降低该第二阶梯式阻障SB2的开口的垂直宽度WO是可实现的，但是也可能同时大幅降低该第一和第二视野V1、V2的穿透强度，此乃不欲见到的结果。

因此，该第二阶梯式阻障对该双视显示器造成不良的影响。相较于该第一阶梯式阻障SB1的穿透率(正规化为100％)，该第二阶梯式阻障SB2的穿透率仅仅约60％。不利的是，如此地降低穿透率使得必需使用更高强度的光源以及耗费更多的功率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种显示装置及其制造方法。上述显示装置的实施例为用以显示第一视野与第二视野，各个该第一视野与该第二视野各具有对应的水平视角与对应的垂直视角，该显示装置包括：色彩生成层；阻障层(SB3)；以及光源；其中该色彩生成层包括多个彩色构件，其具有至少红色构件、绿色构件和蓝色构件，该多个彩色构件被安排做为多个像素元件，各像素元件包括至少红色构件、绿色构件和蓝色构件，该像素元件被安排于水平方向及于垂直方向排列，各彩色构件于该垂直方向之间具有一间距(Py)；其中该光源被安排使得于使用作时，由该光源生成的光穿过该阻障层和该色彩生成层的该多个彩色构件；其中该阻障层包括由多个阻隔结构与多个开口构成的阶梯状阻障图案，朝向该水平与垂直方向延伸，其被安排用以定义该第一视野的视角与该第二视野的视角；其中该阻隔结构于该垂直方向具有一阻隔宽度，该开口于该垂直方向具有一开口宽度；其中于该垂于方向的该开口宽度等于或者小于该多个彩色构件之一于该垂于方向的该间距(Py)；以及其中该光源被安排产生准直光。

本发明的一实施例另提供一种显示装置的制造方法，用以显示第一视野与第二视野，各个该第一视野与该第二视野各具有对应的水平视角与对应的垂直视角，该显示装置的制造方法包括：安排一光源以产生一准直光；以及提供一阻碍结构的阶梯式阻障图案和开口，其沿着该水平与该垂直方向延伸，使得该阻碍结构提供该第一视野的该视角与该第二视野的该视角。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1显示使用双阻障的双视显示器D1的水平剖面图；

图2a和2b显示位于像素矩阵层上下方的阻障层，其用以做为对应的图1中双视显示器D1的上视布局图；

图3显示第一阶梯阻障结构的上视图；

图4显示使用该第一阶梯阻障结构的双视显示器的垂直剖面示意图；

图5显示第二阶梯式阻障结构SB2，其为单一阻障层，能于水平方向显示双视视野影像；

图6显示使用该第二阶梯阻障结构的双视显示器的垂直剖面示意图；

图7显示第三阶梯式阻障结构SB3，其为单一阻障层，能于水平方向显示双视视野影像；

图8显示根据本发明的一实施例的使用该第三阶梯阻障结构SB3的双视显示器及该光刻胶隔装置于次像素设计BM的垂直剖面示意图；

图9显示如图4与图6所示的显示器的上视图；

图10a与10b显示本发明其他实施例的显示器的上视图；

图11显示一双视显示器模块的实施例，其位于水平与垂直观看方向的亮度分布示意图；

图12a和12b为汽车的前挡风玻璃下方的视角垂直分布的示意图；

图13显示图8的双视显示器的详细剖面示意图；

图14详细显示光线通过承载玻璃基板DR的示意图；以及

图15显示本发明又一实施例的双视显示器的剖面示意图。

附图标记说明

已知部分(图1～6)

D1～双阻障的双视显示器；    CF～彩色滤光板；

LR1～第一阻障层；           LR2～第二阻障层；

BL～背光；                  BS～阻隔构件；

WO～开口；                  R～红色构件；

G～绿色构件；               B～蓝色构件；

M2～金属阵列；              V1～第一视野；

V2～第二视野；

R1、G1、B1～对应第一视野的彩色构件；

R2、G2、B2～对应第二视野的彩色构件；

Px～水平的间距；         Wmx～水平宽度；

Gp～间隙；               箭号A1、A2、A3、A4～方向；

SB1～第一阶梯阻障结构；  SB2～第二阶梯式阻障结构；

Wy～垂直宽度；           Wx～水平宽度；

d～距离；                CS～彩色条纹；

M～金属连接线；          Wbs～垂直方向的宽度；

OV～重叠角度；           xb～延伸量。

本案部分(图7～15)

SB3第三阶梯阻障结构；    Wby～轮廓构件的垂直宽度；

Wmy～金属连接线垂直宽度；BLc～背光；

GC～栅极控制线；         SC～储存电容；

CT～接触；               C1、C2～水平亮度分布曲线；

D2～双视显示器；         BM、BM2、BM3、BM4～非透明的轮廓构件；

WS～挡风玻璃；           DP～显示器的平面；

N～法线；                OL～第一发光层；

L～LED。

具体实施方式

图7显示第三阶梯式阻障结构SB3，其为单一阻障层，能于水平方向显示双视视野影像。相同的，阻碍结构BS以暗色区域表示，且于阻障层SB3中的开口则以明色区域表示。

该阻碍结构BS是以相距垂直宽度Wy的列的形式排列。在各列中，该阻碍结构与开口，相较于相邻的列，以阶梯的形式沿水平方向X平移一阻碍结构BS加上一开口的半个水平宽度Wx。相似于该第一阶梯式阻障层SB1，该第三阶梯式阻障层SB3的优点在于提供阶梯式的阻碍结构排列，其可提供增加的(水平的)透视分辨率，供用户与该垂直线图案的直线阻障结构相比较。

在该第三阶梯式阻障结构SB3中，该开口的垂直宽度WO系选择相对略小于彩色构件(次像素)的垂直宽度Py。实际上，该第三阶梯式阻障结构SB3的开口的垂直宽度WO为小于但仍接近该第一阶梯式阻障结构SB1的开口的垂直宽度WO。应注意的是，该阶梯式阻障的垂直宽度Wy等于彩色构件的垂直宽度Py，该彩色构件包括金属连接线M。

如图4与图6中所示的开口的垂直宽度，搭配该第三阶梯式阻障结构SB3的双视显示器于垂直方向呈现第一与第二视野之间的相互干扰或串音(其他尺寸相同，如图4与图6所示的剖面图)。

通过搭配如图7所示的单一阶梯式阻障结构的双视显示器，可实质地完全降低干扰或串音的影响，同时提供光刻胶隔装置于该次像素设计中，以阻隔(至少)于垂直方向产生的干扰或串音光线。

在一实施例中，该光刻胶隔装置包括构件以产生由背光发出的准直的光线，以及构件供非透明次像素的轮廓构件。

图8显示根据本发明的一实施例的使用该第三阶梯阻障结构SB3的双视显示器及该光刻胶隔装置于次像素设计BM的垂直剖面示意图。如图8所示，该第三单一阶梯式阻障结构SB3系排列于该彩色滤光板CF下方的距离d，其彩色条纹CS已示于图中，例如红色彩色构件R的条纹。在此排列的形式中，该彩色条纹的彩色构件R1贡献于该第一视野V1的红色成分，以及该彩色条纹的彩色构件R2贡献于该第二视野V2的红色成分。

如同上述对应图7的说明，该单一阻障层SB3的开口的垂直宽度WO为略小于该垂直间距Py。由于，阻碍结构BS于垂直方向的宽度Wbs加上一开口的宽度WO等于两倍的该垂直间距Py，且WO被选定为略小于Wy，在此条件下，阻碍结构BS的垂直宽度Wbs为略大于该垂直间距Py(注意Wy等于Py)。

在图8的实施例中，该轮廓构件BM覆盖该非透明金属连接线M以做为掩模元件，以及该轮廓构件BM具有垂直宽度Wby，其大于或等于该金属连接线M的垂直宽度Wmy。于像素之间的该轮廓构件BM的排列方式，将在以下图9叙述中，更详细说明。

位于该第三阶梯式阻障结构SB3的下方，提供准直的背光BLc。该准直的背光BLc具有准直度(亦即，分布于该背光辐射的较佳的主要方向的周围的该背光辐射的较佳方向的分布范围)，其可随着该第三阶梯式阻障结构SB3的几何结构调整，使得该第一视野V1的视角，超过箭号A2所设的边界处，实质上无光线辐射。第二视野V2亦因此实质上不发光，因此并不会被观察到。

该第一和第二视野V1、V2的视角结构型态各别地利用箭号A2、A5和A3、A4表示。第一视野V1的视角(箭号A2和A5)刚好与该准直的背光BLc的辐射的准直度相同，亦即该准直的背光BLc的辐射通过该第一彩色构件R1的分布范围，实质上落于该第一视野V1的视角的范围内。箭号A2和A5显示该准直辐射的方向边界。

其结果为，上述准直光线穿过该开口，以及穿过该第二彩色构件R2，其将呈现相同的准直辐射的方向边界，如箭号A3和A4所示。如同先前所述，由于实质上没有光线辐射超过介于A2与A5之间的范围，第二视野V2实质上并不会显现。

相较于如图3所示的单一阶梯式阻障结构SB1，该第三阶梯式阻障结构的穿透率范围介于约85％至约98％之间，视该第一和第三阶梯式阻障结构的开口垂直宽度WO与该阻碍结构BS的垂直宽度Wbs的差值而定。

应注意的是，仅由于准直的因素，光线实质上朝向有用的视角方向辐射，亦即朝向该第一和第二视野的该(水平的和垂直的)视角方向。如此准直的好处在于降低该双视显示器的功率销耗与生成的热。

更应注意的是，相较于该第一和第二阶梯式阻障结构SB1、SB2，该非透明轮廓构件BM的垂直宽度可相对大于该第三阶梯式阻障结构SB3的架构。基本地，该设计不会或稍微地影响彩色构件的开口率，此乃由于不透明的金属阵列与TFT电路的存在，其部分地覆盖了该彩色构件。这部分将在后续对应图9叙述中，更详细地说明。通过扩大该非透明轮廓构件BM，于至少一些实施例中，TFT电路可位于(至少部分地)该非透明轮廓构件BM的下方。

在图8所示的排列形式中，该阻障层SB3是安排在位于该准直的背光BLc和该彩色滤光板CF之间。或者，应注意的是，该阻障层SB3可安排在该彩色滤光板CF的上方，而该彩色滤光板CF位于该阻障层SB3与该准直的背光BLc之间。

图9显示如图4与图6所示的显示器的上视图。在图9中，一部分的彩色滤光板CF系以光开关层或液晶(LC)层以及重叠的阵列板显示。

该红色的彩色构件R于水平方向X邻近该绿色的彩色构件G，而该绿色构件的位置次于该蓝色构件B。沿着该垂直方向，该红色、绿色和蓝色彩色构件之间由该水平的金属连接线M分开。

于水平方向，各个彩色构件与垂直的彩色构件之间由垂直的金属连接线M2分开。位于各水平的金属连接线M的旁边，可设置栅极控制线GC。

金属阵列设置于部分的各彩色构件R、G、B上，其对应于TFT电路，可包括晶体管(未绘示)、储存电容(SC)、以及接触(CT)，连接至透明导电(例如ITO)像素层。该晶体管被安排以控制该LC层的状态，如同先前所述。应注意的是，在此处并未绘示该LC层。

由于金属连接线M2与M以及栅极控制线GC设置于该阵列板上，其位于该彩色滤光板CF的旁边，形成TFT电路阵列，其中各TFT电路可被选择地控制，以将对应的次像素定址。应注意的是，图示的该金属阵列仅为举例说明。视TFT电路设计的需求(亦与阵列设计或像素设计有关)，该金属阵列的排列方式，可以任何所属技术领域中具有通常知识者的理解，而有所不同。

图10a与10b显示本发明其他实施例的显示器的上视图。在图10a中所显示次像素的排列，其实质上与图9中的次像素的排列相似。根据本发明的一实施例，各次像素与相邻的次像素之间的轮廓是由沿水平方向延伸的非透明轮廓线BM与由沿垂直方向延伸的第二非透明轮廓线BM2共同定义出。该沿水平方向延伸的该非透明轮廓线BM被安排以降低垂直方向的干扰或串音，如同先前对应的图7和8所述。在此实施例中，该沿水平方向延伸的该非透明轮廓线BM具有宽度Wby，且实质上设置于次像素区域上，其部分为金属阵列，在此例中，设置储存电容SC与金属连接线M。在此实施例中，该非透明轮廓线BM的宽度Wby为至少等于该金属连接线M的宽度Wmy加上该储存电容SC的垂直方向大小。

由于该储存电容SC与该金属连接线M本身为非透明，应用BM仅稍微降低有效垂直的开口率。相同地，应用该非透明的轮廓线做为该第二非透明轮廓线BM2于该垂直金属线M2的上方。各个第二非透明轮廓线BM2的宽度Wbx实质上等于该垂直金属线M2的宽度Wmx。

在图10b中，其显示一次像素的排列实质上与图9中的次像素的排列相似。根据本发明另一实施例，各次像素与相邻的次像素之间的轮廓是由沿水平方向延伸的非透明轮廓线BM3与由沿垂直方向延伸的第二非透明轮廓线BM4共同定义出。该沿水平方向延伸的该非透明轮廓线BM3被安排以降低垂直方向的干扰或串音，如同先前对应的图7和8所述。

在此实施例中，该沿水平方向延伸的该非透明轮廓线BM3具有宽度Wby2，且实质上设置于次像素区域上，其设置储存电容SC、该接触CT、及该栅极控制线GC。在此实施例中，该非透明轮廓线BM3的宽度Wby2为至少等于该金属连接线M的宽度Wmy加上该储存电容SC的垂直方向大小、该接触CT、及该栅极控制线GC。

上述被覆盖的该金属阵列可包括一个或多个则自下列群组：金属连接线、金属光遮蔽构件、储存电容、储存电容线、栅极接触线、及接触。由于该金属阵列构件本身为非透明，涂布BM3于其上仅稍微降低有效(垂直的)开口率。相同地，应用该非透明的轮廓线做为该第二非透明轮廓线BM4于该垂直金属线M2的上方。各个第二非透明轮廓线BM4的宽度Wbx2实质上等于该垂直金属线M2的宽度Wmx。

额外地或二择一地，施以一层非透明的轮廓构件BM其本身的优点在于，提供降低自该背光的光于非透明极的且反射的金属阵列上的反射程度。上述反射可导致于第一和第二视野之间不想要的干扰或串音，其可通过于该金属阵列区域上覆盖一层非透明的轮廓构件BM，而显著地降低。

图13显示图8的双视显示器的详细剖面示意图。在图13中，其整体详细的元件与标号已出现在先前所对应的图示与说明中，可对应参照先前图示的整体详细的元件与标号。

第一视野于箭号A2和A5之间的视角范围并无出现重叠，第二视野为限定于第二视野的箭号A3和A4的边界内。应注意的是，于该垂直方向，该阻碍结构BS的宽度Wbs加上一开口的宽度WO实质上等于两倍的垂直的间距Py。

该第二视野V2于该Z方向的最小角度α，可由下式获得：

$\mathrm{\α}=\mathrm{ta}{n}^{-1}\left(\frac{0.5\mathrm{Wby}+\mathrm{xb}}{d}\right)$

在承载该彩色滤光板的玻璃基板中，该第一视野受限于-α至α的范围内。再者，应考量于该玻璃-空气界面处对离开面板的光线的折射影响。请参阅图14，其中θ-out为光线想要的远离角度(亦即，该第一视野的该垂直边界角度)。

图14详细显示光线通过承载玻璃基板DR的示意图，根据施乃尔定律(Snell’s Law)：

n_glassSinθ_in＝n_airSinθ_out

其中n_glass为该承载玻璃基板DR的折射系数，θ_in为玻璃介质内的角度，n_air为空气的折射系数，θ_out为光线离开玻璃介质的角度。

若采用n_air＝1且α等于θ_in，可得：

${\mathrm{\θ}}_{\mathrm{out}}={\sin }^{-1}\left[n_{\mathrm{glass}}\sin \right\{{\tan }^{-1}\left(\frac{0.5\mathrm{Wby}+\mathrm{xb}}{d}\right)\left\}\right]$

做为本发明的实施例，针对次像素(彩色构件)的垂直尺寸Py为189μm，以及水平尺寸Px为63μm，其包括金属线或光遮蔽构件M，垂直间距为17μm，角θ_out＝30度， $n_{\mathrm{glass}}\≅1.52$ 以及距离d＝100μm，图10a的实施例的结果为：

Wby＝40μm，xb＝14.8μm，以及WO＝159.4μm(BS的全部尺寸为BS＝218.6μm＝2*Py-WO)。对于图10b的实施例的结果为，Wby＝66μm，xb＝1.8μm，以及WO＝185.4μm(BS的全部尺寸为BS＝192.6μm)。

图11显示双视显示器模块的实施例，其位于水平与垂直观看方向的亮度分布示意图。

图11的双视显示器模块为一种排列形式，其包括准直的背光BLc与电子电路用于驱动该显示器。

在图11中，双视显示器模块的范例的亮度分布范围，是利用在水平与垂直方向上的观看角度的函数表示。沿着水平轴，绘出该观看角度，并沿着垂直轴，绘出该显示器模块的亮度。

曲线C1表示该双视显示器(做为汽车上的应用例)沿着水平方向的水平亮度分布。该水平亮度分布C1显示位于-30度的第一亮度最大值I1，其对应于该汽车中该驾驶人(第一用户)所在的位置的第一视野V1所欲的观看角度的亮度。该水平亮度分布C1显示位于+30度的第二亮度最大值I2，其对应于该汽车中的该乘客(第二用户)所在的位置的第二视野V2所欲的观看角度的亮度。该第一与第二视野的亮度具分开一半宽度(half-width)约20度(从-10度到+10度)。

曲线C2表示该双视显示器沿着垂直方向的垂直亮度分布，其位于水平视角范围从-30度到+30度。该垂直亮度分布C2，在此例中，显示位于约0度(亦即，垂直该显示器的该平面)的最大值。该亮度(在此例中)受限于一开口角度中，其大约60度(于垂直方向从-30度到+30度)，此乃由于自准直的背光BLc发出的光具有准直度。

应注意的是，上述说明的角度值，仅为举例说明：双视显示器可被安排于水平方向与垂直方向具任意视角，以满足该显示器于任意给定排列方式的需求及/或挡风玻璃及/或驾驶人和乘客的位置。

图12a和12b为汽车的前挡风玻璃下方的视角垂直分布的示意图。尤其是，根据本发明的一实施例的双视显示器D2配置该第三阶梯式阻障结构SB3、非透明的轮廓构件BM、BM2、BM3、BM4，以及准直的背光BLc描绘示于汽车的前挡风玻璃WS的下方。该显示器D2可设置于仪表板上，或者位于驾驶人与乘客座位间的操纵位置上。

图12a显示一双视显示器的示意图，其具有垂直视角大约于该显示器的平面DP的法线N的中心。图12b显示双视显示器的示意图，其具有垂直视角相对地倾斜于该显示器的平面DP的法线N。

垂直视角相对地倾斜于该显示器的平面DP的法线N可通过调整该第三阶梯式阻障结构SB3中该开口的垂直位置相对于该彩色滤光板CF中该彩色构件的垂直位置而达成。因此，该显示器可设置于该汽车内垂直的倾斜位置。

相类似的，图11所示的该水平亮度分布C1相对于该显示器的平面DP的法线N成对称关系，此乃通过调整该第三阶梯式阻障结构SB3中该开口的水平位置相对于该彩色滤光板CF中该彩色构件的垂直位置而达成。

在图12a与12b中，欲供驾驶人观看的第一视野V1，显示于箭号A1、A2的边界范围内。于边界A1上方或者于边界A2下方，所产生的第二视野影像为不想要的，此由于该第二视野影像可于该挡风玻璃WS中反射或可直接地被驾驶人看到。有鉴于此，该第二视野影像可以被该第三阶梯式阻障结构SB3与非透明的轮廓构件BM、BM2、BM3、BM4以及准直的背光BLc的综合作用消除。

通过上述说明消除该第二视野影像，在至少于一些实施例中，可制作没有Louvre膜(LCF膜)的双视显示器。此Louvre膜是用来避免该显示器于该挡风玻璃中发生反射。然其优点在于，上述双视显示器设计可省略Louvre膜，也因此可降低制造成本。更有甚者，由于该Louvre膜于显示器上会降低该显示器的亮度答30％，无Louvre膜也就表示可使用较低强度的准直背光BLc，也因此降低功率消耗。

再者，应注意的是，在至少于一些该显示器的实施例中，该彩色滤光板可包括额外的彩色构件，位于该红色、绿色与蓝色构件的旁边，例如白色次像素位于该红色、绿色与蓝色构件的旁边。

图15显示本发明又一实施例的双视显示器的剖面示意图。更明确地说，此实施例搭配有机发光二极管(OLED)阵列，以下说明以LED构件L标示。在图15所示的垂直剖面图中，其整体详细的元件与标号已出现在先前所对应的图示与说明中，可对应参照先前图示的整体详细的元件与标号。

在第一发光层OL中，该LED构件L被安排成阵列的形式。于各别的LED构件之间，金属连接线M可设置于沿着方向X延伸(垂直图示的YZ平面)。该LED构件L各别地被安排，以产生各别的(准直的)光束，且可被各别地定址成一次像素。

在这个实施例中，该LED构件L为多个LED被安排用来发出白光(亦即，一种具有各种波长的光成份的组合以产生可感知的白光)。彩色滤光板CF设置于该发光层OL的上方，该彩色滤光板CF包括多个彩色构件。和先前图示与说明相类似，红色构件R1、R2的彩色条纹绘示于此剖面图中。应注意的是，在此实施例中，彩色滤光板并未绘示一阵列板。

位于该彩色滤光板的上方，多个非透明的轮廓构件BM设置于该彩色条纹中相邻的红色构件R1、R2之间的边界上。再者，在先前对照图7与8说明的该阶梯式阻障层SB3设置位于轮廓构件BM层上。

二者择一地，该LED构件L可为LED构件产生特定颜色的(准直的)光束；例如红色、绿色或蓝色，而非白色。在此条件下，可以省略该彩色滤光板。该非透明的轮廓构件BM接着设置于(印刷于)相邻的LED构件之间的边界处。在先前对照第7与8图说明的该阶梯式阻障层SB3设置位于该非透明的轮廓构件BM的上方。

应注意的是，如图所示的OLED排列方式为所谓的向上堆叠(stack)排列，沿着Z方向发射光线。应理解的是，OLED可安排成其他的排列形式，沿着Z方向发射光线。

更应注意的是，根据本发明实施例的显示器中，OLED可包括额外的彩色构件，位于该红色、绿色与蓝色构件的旁边。此额外的彩色构件可以是例如白色次像素。

于本发明又一实施例中，双视显示器元件可被安排做为可切换的显示器元件，其通过阻障技术以产生2D(二维的)影像于其中的一模式中，以及产生3D(三维的)影像于另一模式中，上述模式可通过所属相关技术领域中的已知的机构达成切换的目的。在上述二者模式中，因而可产生第一视野V1与第二视野V2的双视显示。

在本发明再一实施例中，双视显示器元件可被安排做为显示器元件，其通过阻障技术以产生3D(三维的)影像，该影像可通过所属相关技术领域中的已知的机构达成。在该3D影像模式中，因而可产生第一视野V1与第二视野V2的双视显示。

本发明虽以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明的范围，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种显示装置，用以显示第一视野与第二视野，各个该第一视野与该第二视野各具有对应的水平视角与对应的垂直视角，该显示装置包括：

色彩生成层；

阻障层；以及

光源，

其中该色彩生成层包括多个彩色构件，其具有至少红色构件、绿色构件和蓝色构件，该多个彩色构件被安排做为多个像素元件，各像素元件包括至少红色构件、绿色构件和蓝色构件，该像素元件被安排于水平方向及于垂直方向排列，各彩色构件于该垂直方向之间具有一间距；

其中该光源被安排使得于使用作时，由该光源生成的光穿过该阻障层和该色彩生成层的该多个彩色构件；

其中该阻障层包括由多个阻隔结构与多个开口构成的阶梯状阻障图案，朝向该水平与垂直方向延伸，其被安排用以定义该第一视野的视角与该第二视野的视角；

其中该阻隔结构于该垂直方向具有一阻隔宽度，该开口于该垂直方向具有一开口宽度；

其中于该垂于方向的该开口宽度等于或者小于该多个彩色构件之一于该垂于方向的该间距；以及

其中该光源被安排产生准直光。

2.如权利要求1所述的显示装置，其中该显示装置包括多个非透明轮廓线元件，用以于少垂直方向，圈出该多个彩色构件的轮廓，各个非透明轮廓线元件位于两个垂直地相邻的该多个彩色构件之间的介面区域；其中该非透明轮廓线元件之一的宽度小于或大于该介面区域的宽度。

3.如权利要求2所述的显示装置，还包括光开关层，其包括多个光开关元件，各别地搭配单一彩色构件以控制光的穿透量，在使用时，透过该单一彩色构件，以及其中该光开关元件被安排用以指定该多个像素元件的一半于该第一视野及该多个像素元件的另一半于该第二视野；

其中，各个光开关元件连接至金属阵列，而该金属阵列包括至少水平金属连接线、垂直金属连接线、储存电容线、储存电容及接触；

该金属阵列覆盖各个彩色构件的一部分；

该非透明轮廓线元件覆盖至少该水平金属连接线与该储存电容。

4.如权利要求3所述的显示装置，其中至少一非透明轮廓线元件覆盖该垂直金属连接线。

5.如权利要求3所述的显示装置，其中该非透明轮廓线元件覆盖各个该多个彩色构件的该金属阵列的一部分。

6.如权利要求1所述的显示装置，其中该光源为多个发光装置构成的阵列，各个发光装置被安排用以产生白光，以及搭配该色彩生成层的一个彩色构件。

7.如权利要求2所述的显示装置，其中用以产生准直光线的该光源具有一准直角度，藉该阻障层的该阻障图案和该非透明轮廓线元件调整，使得在使用时，该第一视野的该垂直视角与该产生准直光线的该准直角度一致。

8.如权利要求2所述的显示装置，其中用以产生准直光线的该光源具有一准直角度，使得在使用时，实质上无光线越过该第一视野的该垂直视角的边界，且该第二视野并不显示。

9.如权利要求1所述的显示装置，其中该阻隔结构与该开口交替地排列于多条列中，其朝该水平方向延伸，在各列中，该阻隔结构与该开口相较于邻近的列，沿该水平方向成阶梯式的平移超过一个阻隔结构加上一个开口的水平阶梯宽度的一半。

10.如权利要求1所述的显示装置，其中于该垂直方向的该光源的准直被安排以实质上沿该垂直方向的该第一视野与该第二视野的观看方向辐射光线。

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