TW201200909A - Optical film and stereoscopic display using the same - Google Patents

Description

201200909 ， 1 VV L»\J i υΓ /Λ 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種立體顯示器，且特別是有關於一 種使用光學薄膜之立體顯示器。 【先前技術】 過去欲達到立體影像顯示之效果，大多採用配戴輔 具，例如配戴特製偏光眼鏡之方式來達到。而目前常見之 立體顯示技術係在背光模組之兩侧各設計一光源，例如冷 Φ 陰極射線管。藉由控制兩側之光源於不同之時序時開啟與 控制晝素分別於不同之時序時輸出不同的影像訊號，使得 人之左眼與右眼接收不同之影像，來達到立體顯示之效 果。 然而，在背光模組之兩側各設計一光源的作法，必需 增設使背光模組中的光線行進路線之改變的光學元件，使 得背光模組組裝之複雜度增加。因此，如何在不增加組裝 複雜度的前提之下，又可達到立體顯示的效果，為目前業 Φ 界致力的方向之一。 【發明内容】 有鑑於此，本發明提出一種光學薄膜及應用其之立體 顯示器，由於本發明之光學薄膜係可直接貼附於顯示器面 板上，讓顯示器之影像具有立體顯示之效果，使得本發明 之設計相對於目前之立體顯示技術的設計簡便許多。 根據本揭露書之一方面，提出一種光學薄膜，應用於 一顯示器面板中。此顯示器面板具有多個晝素，此光學薄 膜包括一聚光透鏡陣列層以及一稜鏡陣列層。此聚光透鏡 3 201200909 陣列層具有多個聚光透鏡，且此聚光透鏡陣列層係用以配 置於此些晝素之前，此聚光透鏡陣列層至少具有不互相重 疊之一第一部分與一第二部份。稜鏡陣列層至少包括一第 一稜鏡子陣列。第一棱鏡子陣列具有多個第一稜鏡，此些 第一稜鏡係用以使穿透聚光透鏡陣列層之第一部分的聚 光透鏡的光線沿一第一方向行進，其中，穿過聚光透鏡陣 列層之第二部分的光線係沿一第二方向行進，第一方向與 第二方向係為不同。 根據本揭露書之另一方面，提出一種立體顯示器，包 括一顯示器面板以及一光學薄膜。顯示器面板具有多個畫 素。此光學薄膜包括一聚光透鏡陣列層以及一棱鏡陣列 層。此聚光透鏡陣列層具有多個聚光透鏡，且此聚光透鏡 陣列層係用以配置於此些晝素之前。聚光透鏡陣列層至少 具有不互相重疊之一第一部分與一第二部分。稜鏡陣列層 至少包括一第一棱鏡子陣列。第一稜鏡子陣列具有多個第 一棱鏡，此些第一棱鏡係用以使穿透聚光透鏡陣列層之第 一部分的聚光透鏡的光線沿一第一方向行進。其中，穿過 聚光透鏡陣列層之第二部分的光線沿一第二方向行進，此 第一方向與此第二方向係為不同。 為讓本發明之上述内容能更明顯易懂，下文特舉實施 例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 【實施方式】 本揭露書揭露一種立體顯示器，包括一顯示器面板以 及一光學薄膜。顯示器面板具有多個晝素。此光學薄膜包 括一聚光透鏡陣列層以及一稜鏡陣列層。聚光透鏡陣列層 201200909 I wuuior/\ 具有多個聚光透鏡。此聚光透鏡陣列層係用以配置於此些 晝素之前，此聚光透鏡陣列層至少具有不互相重疊之第一 部分與第二部分。棱鏡陣列層至少包括一第一稜鏡子陣 列’具有多個第一稜鏡。此些第一稜鏡係用以使穿透聚光 透鏡陣列層之第一部分的聚光透鏡的光線沿一第一方向 行進，穿過該聚光透鏡陣列層之第二部分的光線係沿一第 二方向行進，此第一方向與此第二向係為不同，使此立體 顯示器所顯示的影像具有立體顯示效果。 鲁 請同時參照第1A及1B圖。第1A圖係繪示依照本揭 露書之立體顯示器的第一實施例之示意圖，第1B圖係繪 示第1A圖之立體顯示器操作時之部分光路圖。如第1A 圖所示，立體顯示器10包括一顯示器面板1〇〇以及一光 學薄膜200。顯示器面板100可例如為液晶顯示器（Uquid Crystal Display，LCD)面板或有機發光二極體顯示器 (Organic Light-Emitting Diode，OLED)面板。顯示琴面板 100具有多個晝素102與104,係用以分別輸出不同角度 •之影像。 又 光學薄膜200包括一聚光透鏡陣列層220以及一棱鏡 陣列層240。聚光透鏡陣列層22〇具有多個聚光透鏡，例 如具有多個第一部分之聚光透鏡222及多個第二部分之聚 光透鏡224。在本實施例中，晝素1〇2與1〇4係分別配置 於聚光透鏡222及224之頂點處，較佳地，畫素1〇2與1〇4 係分別配置於聚光透鏡222及224的焦點處（其與聚光透鏡 之曲率半徑相關），但不限於此，只要能使晝素1〇2與 發出的光於穿過聚光透鏡222及224後為近似之平行光即 201200909 "5J~ 〇 聚光透鏡222可例如為半圓透鏡或半圓柱透鏡，但不 限於此，只要能使經由晝素102與104射出之光線分別穿 透聚光透鏡222與224後可以使光線近似平行射出的聚光 透鏡皆在本揭露書之範圍内。稜鏡陣列層240包括一第一 棱鏡子陣列，此第一棱鏡子陣列例如具有多個第一稜鏡 242，此些第一稜鏡242可例如以一對一的方式，配置於 晝素102之前。一對一的方式係指，一個第一棱鏡242對 應一個畫素102。再者，聚光透鏡222具有一平面2221， 第一稜鏡242具有一表面2421，此平面2221與此表面2421 係相對。於另一實施例中，平面2221與表面2421係可直 接貼合。 如第1Β圖所示，第一稜鏡242係用以使穿透聚光透 鏡陣列層220之第一部分的聚光透鏡222之光線L沿一第 一方向D1行進，其中，穿過聚光透鏡陣列層之第二部分 的光線L係沿一第二方向D2行進，此第一方向D1與此 第二方向D2係為不同，使得晝素102與104之不同角度 的影像，可讓人之左眼及右眼分別接收，來達到立體顯示 之效果。 請同時參照第2Α及2Β圖。第2Α圖係繪示依照本揭 露書之立體顯示器的第二實施例之示意圖，第2Β圖係繪 示第2Α圖之立體顯示器操作時之部分光路圖。如第2Α 圖所示，立體顯示器20包括一顯示器面板100以及一光 學薄膜300。第2Α圖之立體顯示器20與第1Α圖之立體 顯示器10不同之處在於第2Α圖之立體顯示器20之稜鏡 201200909 ' 1 woiMor 八 陣列層更包括一第二棱鏡子陣列，第二稜鏡子陣列具有多 個第二稜鏡344，第一稜鏡子陣列之第一稜鏡342與第二 稜鏡子陣列之第二稜鏡344係交錯地排列。 第二稜鏡係344與相鄰之第一稜鏡342對稱於兩棱鏡 之中線。如第2A圖所示，此些第二稜鏡344之每一個與 相鄰之第一棱鏡342對稱於中線Μ，亦即，第一稜鏡342 與第二棱鏡344具有相同之底角Θ !。再者，此些第一棱鏡 342與此些第二稜鏡344例如以一對一的方式分別配置於 • 晝素102與104之前。也就是說，一個第一稜鏡342對應 一個晝素102，一個第二稜鏡344對應一個畫素104。 如第2Β圖所示，第二棱鏡344係用以使穿透聚光透 鏡陣列層之第二部分的聚光透鏡324的光線L沿一第三方 向D3行進，本實施例之第三方向D3係與第一實施例中之 第二方向D2不同。藉由第一稜鏡342與第二稜鏡344分 別使穿透第一部分的聚光透鏡322與穿透第二部分的聚光 透鏡324的光線L沿第一方向D1及第三方向D3行進， • 使得晝素102與104之不同角度的影像，可讓觀看者之左 眼及右眼分別接收，來達到立體顯示之效果。 請參照第3Α及3Β圖。第3Α圖係繪示依照本揭露書 之立體顯示器的第三實施例之示意圖，第3Β圖係繪示第 3Α圖之立體顯示器之部分光路圖。如第3Α圖所示，立體 顯示器30包括一顯示器面板100以及一光學薄膜400。第 3圖之立體顯示器30與第2圖之立體顯示器20不同之處 在於，第3圖之立體顯示器30之稜鏡陣列層440更包括 一第三稜鏡子陣列及一第四稜鏡子陣列。第三棱鏡子陣列 201200909 及第四稜鏡子陣列分別具有多個第三棱鏡446與第四稜鏡 448。此些第三稜鏡446與此些第四稜鏡448可例如具有 相同之底角0 2。且第三棱鏡446與第四棱鏡448之底角0 2可例如與第一稜鏡442及第二稜鏡444之底角Θ !不同。 此外，第一稜鏡442及對應之第二棱鏡444可例如對稱於 中線Μ，且第三稜鏡446與對應之第四稜鏡448可例如也 對稱於中線Μ。 第一稜鏡442、第二稜鏡444、第三稜鏡446與第四 稜鏡448可例如以一對一的方式，分別配置於晝素102、 104、106與108之前。也就是說，第一稜鏡442以一對一 的方式對應至晝素102，第二棱鏡444以一對一的方式對 應至晝素104，第三稜鏡446以一對一的方式對應至晝素 106，及第四稜鏡448以一對一的方式對應至晝素1〇8。此 外，第一稜鏡442、第二棱鏡444、第三稜鏡446與第四 稜鏡448係依序且交錯地排列，也就是說，在稜鏡陣列層 440中，第一棱鏡442、第二棱鏡444、第三稜鏡446與第 四棱鏡448會依序且重覆的排列。 如第3Β圖所示，第三棱鏡446係用以使穿透聚光透 鏡陣列層之一第三部分的聚光透鏡426的光線[沿一第四 方向D4行進，第四稜鏡448係用以使穿透聚光透鏡陣列 層之一第四部分的聚光透鏡428的光線L沿—第五方向 D5行進，本實施例之第四方向D4與第五方向D5與第二 實施例之第一方向D1及第三方向D3皆不同。藉此可相對 應地控制晝素1 〇2、104、106與1 〇8分別輪出不同角度的 影像訊號，使得人之左眼與右眼接收不同之影像訊號，來 201200909

* 1 wuwiur/A 達到立體顯示之效果。 雖然本實施例只以4個視角（view)之立體顯示器為 例，然而本領域具有通常知識者當可理解本發明亦可應用 於6個視角、8個視角、或者是更多視角的立體顯示器上。 由於本揭露書揭露一光學薄膜，係用以配置於顯示器 面板之前，不需要改變原有之顯示器面板或背光模組的製 程，因此可大幅降低製程之成本與複雜度。更且本揭露書 之光學薄膜係可直接貼附於顯示器之上，安裝簡便。相對 • 傳統上需在背光模組上增加一光源及相對應的光學元 件，並配合適當的光源的控制方式的作法，本發明的設計 相對地簡便許多，易於實現，成本低廉，且不需對光源做 額外的控制即可達到立體顯示的效果。再者，由於本揭露 書之光學薄膜可將光源匯聚在中央區域，兩側的光強分布 較弱，因此本揭露書之立體顯示器更有防窺之效果。 綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並 非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識 • 者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種之更動 與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範 圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1A圖係繪示依照本揭露書之立體顯示器的第一實 施例之示意圖。 第1B圖係繪示第1A圖之立體顯示器操作時之部分 光路圖。 第2A圖係繪示依照本揭露書之立體顯示器的第二實 201200909 施例之示意圖。 第2B圖係繪示第2A圖之立體顯示器操作時之部分 光路圖。 第3A圖係繪示依照本揭露書之立體顯示器的第三實 施例之示意圖。 第3B圖係繪示第3A圖之立體顯示器操作時之部分 光路圖。 【主要元件符號說明】 10、20、30 :立體顯示器 100 :顯示器面板 102、104、106、108 :畫素 200、300、400 :光學薄膜 220、320、420 :聚焦透鏡陣列層 222、224、322、324、422、424、426、428 :聚焦透 鏡 2221 :平面 240、340、440 :稜鏡陣列層 242、342 ' 344、442、444、446、448 :稜鏡 2421 :底面 Θ 1、6» 2 :底角 Μ :中線

Dl、D2、D3、D4、D5 :方向 L :光線

Claims (1)

1. 201200909 . 1 wouior/\ 二、申請專利範圍： 1. 一種光學薄膜，應用於一顯示器面板中，該顯示 器面板具有複數個晝素，該光學薄膜包括： 一聚光透鏡陣列層，具有複數個聚光透鏡，該聚光透 鏡陣列層係用以配置於該些畫素之前，該聚光透鏡陣列層 至少具有不互相重疊之一第一部分與一第二部份；以及 一稜鏡陣列層，至少包括： 一第一棱鏡子陣列，具有複數個第一稜鏡，該些 φ 第一稜鏡係用以使穿透該聚光透鏡陣列層之該第一部分 的聚光透鏡的光線沿一第一方向行進； 其中，穿過該聚光透鏡陣列層之該第二部分的光線係 沿一第二方向行進，該第一方向與該第二方向係為不同， 使該顯示器面板所顯示的影像具有立體顯示效果。 2. 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，其中該 棱鏡陣列層更包括一第二稜鏡子陣列，該第二棱鏡子陣列 具有複數個第二棱鏡，、該些第二稜鏡係用以使穿透該聚光 • 透鏡陣列層之該第二部分的光線沿一第三方向行進，該第 三方向與該第二方向係為不同。 3. 如申請專利範圍第2項所述之光學薄膜，其中該 該些第一稜鏡與該些第二稜鏡係交錯地排列。 4. 如申請專利範圍第3項所述之光學薄膜，其中各 該第二稜鏡與相鄰之該第一稜鏡係對稱於一中線。 5. 如申請專利範圍第2項所述之光學薄膜，其中該 稜鏡陣列層更包括一第三稜鏡子陣列及一第四棱鏡子陣 列，該第三稜鏡子陣列及該第四稜鏡子陣列分別具有複數 201200909 個第三稜鏡與複數個第四棱鏡，該聚光透鏡陣列層更具有 一第三部分與一第四部分，該第一至該第四部分係不互相 重疊，該些第三棱鏡係用以使穿透該聚光透鏡陣列層之該 第三部分的聚光透鏡的光線沿一第四方向行進，該些第四 稜鏡係用以使穿透該聚光透鏡陣列層之該第四部分的聚 光透鏡的光線沿一第五方向行進，該第一、第三、第四、 第五方向係為不同。 6. 如申請專利範圍第5項所述之光學薄膜，其中該 些第一稜鏡、該些第二稜鏡、該些第三稜鏡、該些第四稜 鲁 鏡係依序且交錯地排列。 7. 如申請專利範圍第6項所述之光學薄膜，其中各 該第一稜鏡與對應之該第二稜鏡係對稱於一中線，各該第 三棱鏡與對應之該第四稜鏡亦對稱於該中線。 8. 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，其中該 些聚光透鏡為半圓柱透鏡。 9. 如申請專利範圍第8項所述之光學薄膜，其中該 些半圓柱透鏡具有一平面，該些第一棱鏡具有一表面，該 φ 平面與該表面係相對。 10. 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，其中該 些第一稜鏡係用以以一對一的方式，配置於該些畫素之 前。 11. 一種立體顯示器，包括： 一顯示器面板，具有複數個晝素；以及 一光學薄膜，包括： 一聚光透鏡陣列層，具有複數個聚光透鏡，該聚 12 201200909 • 1 wuuiur/\ 光透鏡陣列層係用以配置於該些晝素之前，該聚光透鏡陣 列層至少具有不互相重疊之一第一部分與一第二部分；以 及 一稜鏡陣列層，至少包括： 一第一棱鏡子陣列，具有複數個第一稜鏡， 該些第一稜鏡係用以使穿透該聚光透鏡陣列層之該第一 部分的聚光透鏡的光線沿一第一方向行進； 其中，穿過該聚光透鏡陣列層之該第二部分的光線係 • 沿一第二方向行進，該第一方向與該第二方向係為不同， 使該立體顯示器所顯示的影像具有立體顯示效果。 12.如申請專利範圍第11項所述之立體顯示器，其 中該棱鏡陣列層更包括一第二稜鏡子陣列，該第二棱鏡子 陣列具有複數個第二稜鏡，該些第二稜鏡係用以使穿透該 聚光透鏡陣列層之該第二部分的光線沿一第三方向行 進，該第三方向與該第二方向係為不同。 ° 13.如申請專利範圍第12項所述之立體顯示器，其 • 中該些第一棱鏡與該些第二稜鏡係交錯地排列。 14. 如申請專利範圍第13項所述之立體顯示器，其 中各該第二棱鏡與相鄰之該第一稜鏡係對稱於一中線。 15. 如申請專利範圍第11項所述之立體顯示器，其 中該稜鏡陣列層更包括一第三稜鏡子陣列及一第四棱鏡 子陣列，該第三棱鏡子陣列及該第四稜鏡子陣列分別具有 複數個第三稜鏡與複數個第四稜鏡，該聚光透鏡陣列層更 具有一第三部分與一第四部分，該第一至該第四部分係不 互相重疊，該些第三稜鏡係用以使穿透該聚光透鏡陣列層 13 201200909 之該第三部分的聚光透鏡的光線沿一第四方向行進，該些 第四棱鏡係用以使穿透該聚光透鏡陣列層之該第四部分 的聚光透鏡的光線沿一第五方向行進，該第一、第三、第 四、第五方向係為不同。 16. 如申請專利範圍第15項所述之立體顯示器，其 中該些第一稜鏡、該些第二棱鏡、該些第三棱鏡、該些第 四棱鏡係依序且交錯地排列。 17. 如申請專利範圍第16項所述之立體顯示器，其 中各該第一稜鏡與對應之該第二稜鏡係對稱於一中線，各 · 該第三稜鏡與對應之該第四棱鏡亦對稱於該中線。 18. 如申請專利範圍第11項所述之立體顯示器，其 中該些晝素係放置於該些聚光透鏡的焦點距離處。 19. 如申請專利範圍第11項所述之立體顯示器，其 中該些聚光透鏡為半圓透鏡或半圓柱透鏡，該些半圓柱透 鏡具有一平面，該些第一棱鏡具有一表面，該平面與該表 面係相對。 20. 如申請專利範圍第11項所述之立體顯示器，其 φ 中該立體顯示器為液晶顯示器（LCD)或有機發光二極體顯 示器（OLED)。 14