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TWI449989B - 三維影像顯示裝置 - Google Patents

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TWI449989B
TWI449989B TW098144630A TW98144630A TWI449989B TW I449989 B TWI449989 B TW I449989B TW 098144630 A TW098144630 A TW 098144630A TW 98144630 A TW98144630 A TW 98144630A TW I449989 B TWI449989 B TW I449989B
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TW201104302A (en
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In Su Baik
Hoon Kang
Su Dong Roh
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Lg Display Co Ltd
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Description

三維影像顯示裝置
本發明係關於一種顯示裝置，特別是一種用於顯示三維(three-dimensional；3D)立體影像(stereoscopic image)之三維影像顯示裝置。
三維影像顯示裝置(即，立體影像顯示裝置)使用立體(stereoscopic)技術或自動立體(autostereoscopic)技術顯示三維影像。
立體技術利用使用者之左右眼之視差影像以實現良好的立體效果，立體技術包含戴眼鏡法與無眼鏡法，均已投入實際使用。在戴眼鏡之方法中，透過改變左右視差影像之偏光方向，左右視差影像被顯示於基於直接視覺之顯示裝置上，立體影像係使用偏光眼鏡(polarized glasses)被實現。在無眼鏡之方法中，用於分離左右視差影像之光軸之光學板比如視差屏障等被安裝於顯示螢幕前方或後方。
如「第1圖」所示，戴眼鏡法採用規則補償膜(patterned retarder)3，用於轉換顯示面板2上偏光眼鏡(圖中未表示)上入射光線之偏光特性。在戴眼鏡法中，左眼影像與右眼影像交替地顯示在顯示面板2上，偏光眼鏡上入射光線之偏光特性透過規則補償膜3被轉換。藉由此作業，戴眼鏡法透過在空間上劃分左眼影像與右眼影像實現三維影像。在「第1圖」中，背光單元1照射光線至顯示面板2。
如「第2圖」與「第3圖」所示，顯示面板2包含上基板2A與下基板2B。畫素形成於下基板2B之顯示區域上資料線與閘極線之交叉處，從資料線延伸之資料墊以及從閘極線延伸之閘極墊形成於顯示區域外側之墊區域上。資料墊電連接源極積體電路5，閘極墊電連接閘極積體電路7。源極積體電路5被裝設於薄膜捲帶型源極捲帶式封裝4上，然後透過捲帶式自動接合(tape automated bonding；TAB)製程與資料墊連接。以下，源極捲帶式封裝4中源極積體電路5與資料墊之連接部被稱為〞源極捲帶式自動接合〞。閘極積體電路7被裝設於薄膜捲帶型閘極捲帶式封裝6上，然後透過捲帶式自動接合(tape automated bonding；TAB)製程與閘極墊連接。以下，閘極捲帶式封裝6中閘極積體電路7與閘極墊之連接部將被稱為〞閘極捲帶式自動接合〞。偏光膜(Polarization films；POL)被接合至上基板2A之上表面以及下基板2B之下表面。
如「第2圖」與「第3圖」所示，規則補償膜3被接合至上基板2A之偏光膜POL上，玻璃製做的基板作為基本層。規則補償膜3被接合至顯示面板2以後，為了得到規則補償膜之耐振性(vibration resistance)或衝擊抗力(impact resistance)，通常規則補償膜3之尺寸等於或大於顯示面板2之尺寸。即，在接合狀態下，規則補償膜3之水平尺寸(X’)大於顯示面板2之水平尺寸(X)，規則補償膜3之垂直尺寸(Y’)大於顯示面板2之垂直尺寸(Y)。
這種情況下，然而，當大於顯示面板2之規則補償膜3與顯示面板2接合時，如「第4圖」與「第5圖」所示，接合以後即使源極捲帶式自動接合或閘極捲帶式自動接合被損壞或者出現缺陷，也無法完成修復製程。因此，如果規則補償膜3與顯示面板2接合以後，源極捲帶式自動接合或閘極捲帶式自動接合被損壞或者出現缺陷，其中已接合規則補償膜3之顯示面板2必須被丟棄，從而增加成本。
因此，本發明提供一種三維影像顯示裝置，實質上避免習知技術之限制與缺陷所導致的一或多個問題。
本發明之目的在於提供一種三維影像顯示裝置，其中規則補償膜被接合以後，仍然可修復捲帶式自動接合。
本發明之其他特徵與優點將在如下的說明書中部分地加以闡述，並且本發明之其他特徵與優點對於本領域的普通技術人員來說，可以透過本發明如下的說明得以部分地理解或者可以從本發明的實踐中得出。本發明的目的和其它優點可以透過本發明所記載的說明書和申請專利範圍中特別指明的結構並結合圖式部份，得以實現和獲得。
為了獲得本發明的這些目的和其他優點，現對本發明作具體化和概括性的描述，本發明的一種三維影像顯示裝置包含：顯示面板，包含上基板與下基板，下基板包含與上基板重疊之畫素陣列區域以及畫素陣列區域外部之下基板之至少一側上形成的墊區域，其中顯示面板顯示左眼影像與右眼影像；以及規則補償膜，被接合至顯示面板並且包含複數個補償膜圖案，以分別應用第一與第二偏振至來自顯示面板與左眼影像及右眼影像對應之光線，其中墊區域包含第一區域與第二區域，畫素陣列區域之從複數條資料線延伸之複數個資料墊形成於第一區域中，畫素陣列區域中從複數條閘極線延伸之複數個閘極墊形成於第二區域中，其中當顯示面板與規則補償膜被接合時，第一區域被暴露。
另一方面，一種用於顯示左眼影像與右眼影像之顯示裝置以形成三維影像，此顯示裝置包含：顯示面板，包含上基板與下基板，下基板在下基板與上基板重疊之中央部包含畫素陣列區域並且包含畫素陣列區域外部之下基板之至少一側上形成的墊區域；以及規則補償膜，接合顯示面板並且包含複數個補償膜圖案，以分別應用第一與第二偏振至來自顯示面板與左眼影像及右眼影像對應之光線，其中規則補償膜之第一方向之尺寸大於或者實質上等於上基板之第一方向之尺寸，並且小於下基板之第一方向之尺寸，這樣第一方向中一側之墊區域被暴露。
可以理解的是，如上所述的本發明之概括說明和隨後所述的本發明之詳細說明均是具有代表性和解釋性的說明，並且是為了進一步揭示本發明之申請專利範圍。
現在將結合圖式部份對本發明的較佳實施方式作詳細說明。現在將參考「第6圖」、「第7圖」、「第8圖」、「第9圖」、「第10圖」、「第11圖」與「第12圖」描述本發明之代表性實施例。
「第6圖」所示係為本發明代表性實施例之三維影像顯示裝置之方塊圖。
請參考「第6圖」，本發明代表性實施例之三維影像顯示裝置包含偏光眼鏡10、顯示面板20、偏光膜(POL)以及規則補償膜30。顯示面板20被實施為液晶面板。顯示面板20還可以被實施為另一平面顯示裝置例如有機發光二極體(organic light emitting diode；OLED)顯示裝置、場發射顯示器(field emission display；FED)、電漿顯示器(plasma display panel；PDP)等之顯示面板。
顯示面板20包含：下基板，其上形成有薄膜電晶體陣列；上基板，其上形成有彩色濾光片陣列；以及液晶層，放置於上下基板之間。偏光膜POL(如「第8圖」與「第10圖」所示)被接合至下基板之後表面且正對背光單元，用於設定液晶之預傾角之配向膜形成於介面上且接觸液晶層。另一偏光膜(POL)被接合至上基板之前表面且正對規則補償膜30，用於設定預傾角之配向膜形成於介面上且接觸液晶層。
資料線以及與資料線交叉之閘極線形成於下基板上，其中資料電壓被供應至資料線，與資料電壓同步之閘極脈衝順序地被供應至閘極線。畫素電極形成於下基板之畫素陣列區域之資料線與閘極線之交叉處，以用於顯示影像。畫素電極與薄膜電晶體陣列之薄膜電晶體連接，並且接收資料線之資料電壓。正對共同電極之畫素電極應用電場至液晶層，其中共同電壓被應用至共同電極。在垂直電場驅動方案例如扭轉向列(twisted nematic；TN)模式與垂直配向(vertical alignment；VA)模式中，共同電極形成於上基板上，在水平電場驅動方案例如橫向電場切換(in-plane switching；IPS)模式或邊緣場切換(fringe field switching；FFS)模式中，共同電極連同畫素電極形成於下基板上。下基板之畫素陣列區域外部之墊區域上，從資料線延伸之資料墊以及從閘極線延伸之閘極墊被形成。資料墊電連接源極積體電路，閘極墊電連接閘極積體電路。源極積體電路被裝設於薄膜捲帶型(tape film-type)源極捲帶式封裝上，然後使用各向異性導電膜透過捲帶式自動接合製程連接資料墊。以下，源極捲帶式封裝中源極積體電路與資料墊之連接部被稱為〞源極捲帶式自動接合〞。閘極積體電路裝設於薄膜捲帶型閘極捲帶式封裝上，然後使用各向異性導電膜透過捲帶式自動接合製程連接閘極墊。以下，閘極捲帶式封裝中閘極積體電路與閘極墊之連接部將被稱為〞閘極捲帶式自動接合〞。
左眼影像(L)與右眼影像(R)依照逐線方式交替地顯示於顯示面板20上。偏光膜(POL)係為一分析儀，接合於顯示面板20之上基板與規則補償膜30之間，在透射顯示面板20之液晶層以後入射之光線中，僅僅允許特定線偏振光被發送。
規則補償膜30被接合於上基板之偏光膜上，玻璃製做的透明基板作為基板層。紫外線(UV)可硬化樹脂例如丙烯酸酯(acrylate esters)、聚氨酯丙烯酸酯(acrylate urethanes)、硫醇(mercaptons)＆光起始劑(photoinitiator)等共同用於接合規則補償膜30。規則補償膜30包含反射膜，當接合兩個或多個對準點以及逐線交替形成的第一與第二補償膜圖案時用於配向顯示面板20。在某些配置中，規則補償膜30更包含黑色條狀圖案。
對準點(align keys)係使用影像顯示部上形成的第一與第二補償膜圖案之相同材料被形成。對準點與第一與第二補償膜圖案同時形成。反射膜與對準點重疊，並且比對準點大。複數個對準標記(align marks)形成於下基板之墊區域上，這樣它們依照一對一之方式與對準點對應。規則補償膜與下基板被形成，分別僅有兩個對準點與兩個對準標記。例如，對準標記根據情況形成於下基板之左/右下端或下基板之左/右上端。較佳地，對準標記沿較長邊形成於下基板之相對端部，對準點沿較長邊形成於規則補償膜之相對端部。而且，如果規則補償膜沿更長邊比下基板尺寸小，則規則補償膜之對準點實質上形成於其拐角處，對準標記形成於下基板部以對應規則補償膜之對準點。透過沿較長邊形成對準點與對準標記，可減少配向錯誤。本發明相同受讓人提出的韓國專利號10-2008-0055428中揭露了使用對準單元與視覺系統之對準製程製程之其他方面。黑色條狀圖案用於避免以下現象之出現，左眼影像與右眼影像看起來在立體影像之上下視角位置處重疊。
影像顯示部處形成的每一補償膜圖案使用雙折射介質延遲光線相位λ(波長)/4。第一與第二補償膜圖案之光軸彼此垂直。因此，第一補償膜圖案被放置以正對顯示面板中顯示左眼影像之線，以轉換左眼影像之光線為左旋圓偏振光(或右旋圓偏振光)。第二補償膜圖案被放置以正對顯示面板中顯示右眼影像之線，以轉換右眼影像之光線為右旋圓偏振光(或左旋圓偏振光)。當規則補償膜30接合至顯示面板20時，源極捲帶式自動接合被暴露，或者源極捲帶式自動接合與閘極捲帶式自動接合被暴露。
僅僅允許左旋圓偏振光(或右旋圓偏振光)通過其中之偏光膜接合至偏光眼鏡10之左眼，僅僅允許右旋圓偏振光(或左旋圓偏振光)通過其中之偏光膜接合至偏光眼鏡10之右眼。因此，佩戴偏光眼鏡10之觀看者(或觀察者)僅僅可用其左眼觀看到左眼影像以及用其右眼觀看右眼影像，從而看到顯示面板20上顯示之影像為立體影像。
「第7圖」、「第8圖」以及「第11圖」表示源極捲帶式自動接合可在規則補償膜30被接合之狀態下被修復。
請參考「第7圖」、「第8圖」以及「第11圖」，通常顯示面板20之下基板24比上基板22大以形成墊部。下基板24之畫素陣列區域係為與上基板22重疊之區域，墊區域係為畫素陣列區域之外部區域。從資料線延伸之資料墊以及從閘極線延伸之閘極墊形成於墊區域上。資料墊電連接源極積體電路50，閘極墊電連接閘極積體電路70。源極積體電路50裝設於源極捲帶式封裝40上，然後透過捲帶式自動接合製程與資料墊連接。源極捲帶式封裝40電連接源極印刷電路板80，以供應控制器90之驅動訊號至源極積體電路50。閘極捲帶式封裝60供應驅動訊號至閘極積體電路70，其中訊號依照玻璃覆線(line-on-glass)方式透過下基板24之墊區域上形成的訊號線(圖中未表示)輸入自控制器90。訊號線透過源極捲帶式封裝40電連接至源極印刷電路板80。
規則補償膜30接合至顯示面板20，這樣其對準點與下基板24之電區域處形成的對準標記對準。當規則補償膜30接合顯示面板20時，源極捲帶式自動接合被暴露。因此，規則補償膜30之垂直尺寸(Y’)小於下基板24之垂直尺寸(Y)，並且等於或大於上基板22之垂直尺寸(即，畫素陣列區域之垂直尺寸)。因此，如「第11圖」所示，規則補償膜30接合至顯示面板20以後，即使源極捲帶式自動接合被損壞或者存在缺陷，源極捲帶式自動接合也可被修復。
此外，當規則補償膜30接合至顯示面板20時，規則補償膜30覆蓋閘極捲帶式自動接合，而非令其暴露。因此，規則補償膜30之水平尺寸(X’)等於或大於下基板24之水平尺寸(X)。根據這種配置，規則補償膜30接合至顯示面板20以後，耐振性或衝擊抗力被改善。
「第9圖」、「第10圖」、「第11圖」與「第12圖」所示係為源極捲帶式自動接合與閘極捲帶式自動接合在規則補償膜30被接合之狀態下可被修復。
請參考「第9圖」、「第10圖」、「第11圖」與「第12圖」，通常顯示面板20之下基板24大於上基板22，從而形成墊部。下基板24之畫素陣列區域係為與上基板22重疊之區域，墊區域係為畫素陣列區域之外部區域。從資料線延伸之資料墊以及從閘極線延伸之閘極墊形成於墊區域上。資料墊電連接源極積體電路50，閘極墊電連接閘極積體電路70。源極積體電路50裝設於源極捲帶式封裝40上，然後透過捲帶式自動接合製程與資料墊連接。源極捲帶式封裝40電連接源極印刷電路板80，以供應控制器90之驅動訊號至源極積體電路50。閘極捲帶式封裝60供應驅動訊號至閘極積體電路70，其中訊號依照玻璃覆線(line-on-glass)方式透過下基板24之墊區域上形成的訊號線(圖中未表示)輸入自控制器90。訊號線透過源極捲帶式封裝40電連接源極印刷電路板80。
規則補償膜30接合至顯示面板20，處於其對準點與下基板24之墊區域處形成的對準標記對準之狀態。當規則補償膜30與顯示面板20接合時，源極捲帶式自動接合與閘極捲帶式自動接合被暴露。為此，規則補償膜30之垂直尺寸(Y’)小於下基板24之垂直尺寸(Y)，等於或大於上基板22之垂直尺寸(即，畫素陣列區域之垂直尺寸)。此外，規則補償膜30之水平尺寸(X’)小於下基板24之水平尺寸(X)，等於或大於上基板22之水平尺寸(即，畫素陣列基板之水平尺寸)。因此，如「第11圖」所示，規則補償膜30被接合至顯示面板20以後，即使源極捲帶式自動接合被損壞或者存在缺陷，源極捲帶式自動接合仍然可被修復。另外，如「第12圖」所示，規則補償膜30被接合至顯示面板20以後，即使閘極捲帶式自動接合被損壞或者存在缺陷，閘極捲帶式自動接合仍然可被修復。同時，規則補償膜30之厚度為3毫米或更小較佳。規則補償膜30具有這種厚度，則規則補償膜30之重量較輕。因此，雖然規則補償膜30之水平與垂直尺寸等於上基板22之尺寸，但是仍然可獲得耐振性或衝擊抗力以確保可靠性。
如上所述，本發明代表性實施例之三維影像顯示裝置具有很多優點。例如，當規則補償膜透過控制規則補償膜之尺寸接合至顯示面板時，源極捲帶式自動接合被暴露或者源極捲帶式自動接合與閘極捲帶式自動接合兩者均被暴露。因此，規則補償膜被接合至顯示面板以後，即使源極捲帶式自動接合或閘極捲帶式自動接合被損壞或者存在缺陷，源極捲帶式自動接合或閘極捲帶式自動接合仍然可被修復，從而與習知技術中如果捲帶式自動接合被損壞則顯示面板必須被丟棄之情形相比可節省成本。
在不脫離本發明之精神和範圍內，本領域之技術人員顯然可看出本發明之三維影像顯示裝置之各種修正與更動。因此，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
1．．．背光單元
2．．．顯示面板
2A．．．上基板
2B．．．下基板
3．．．規則補償膜
4．．．源極捲帶式封裝
5．．．源極積體電路
6．．．閘極捲帶式封裝
7．．．閘極積體電路
10．．．偏光眼鏡
20．．．顯示面板
22．．．上基板
24．．．下基板
30．．．規則補償膜
40．．．源極捲帶式封裝
50．．．源極積體電路
60．．．閘極捲帶式封裝
70．．．閘極積體電路
80．．．源極印刷電路板
90．．．控制器
POL．．．偏光膜
第1圖所示係為習知技術之戴眼鏡式三維影像顯示裝置之示意圖；
第2圖與第3圖所示係為習知技術之三維影像顯示裝置中規則補償膜之水平與垂直尺寸以及顯示面板之水平與垂直尺寸之比較示意圖；
第4圖與第5圖所示係為習知技術之三維影像顯示裝置之局部示意圖，表示因為源極捲帶式自動接合或閘極捲帶式自動接合被規則補償膜覆蓋，所以規則補償膜被接合以後則無法修復；
第6圖所示係為本發明代表性實施例之三維影像顯示裝置之方塊圖；
第7圖所示係為顯示面板與規則補償膜之代表性接合之實施例；
第8圖所示係為第7圖之接合製程中規則補償膜之水平與垂直尺寸以及顯示面板之水平與垂直尺寸之比較示意圖；
第9圖所示係為顯示面板與規則補償膜之另一接合之實施例；
第10圖所示係為第9圖之接合製程中規則補償膜之水平與垂直尺寸以及顯示面板之水平與垂直尺寸之比較示意圖；以及
第11圖與第12圖所示係為當源極捲帶式自動接合或閘極捲帶式自動接合在接合製程中被暴露時可完成修復。
10．．．偏光眼鏡
20．．．顯示面板
30．．．規則補償膜

Claims (20)

  1. 一種三維影像顯示裝置，包含：一顯示面板，包含一上基板與一下基板，該下基板包含與該上基板重疊之一畫素陣列區域以及該畫素陣列區域外部之該下基板之至少一側上形成的一墊區域，其中該顯示面板顯示一左眼影像與一右眼影像；以及一規則補償膜，被接合至該顯示面板並且包含複數個補償膜圖案，以分別應用第一與第二偏振(polarization)至來自該顯示面板與該左眼影像及該右眼影像對應之光線，其中該規則補償膜之水平尺寸等於或大於該下基板之水平尺寸，其中該墊區域包含一第一區域與一第二區域，該畫素陣列區域之從複數條資料線延伸之複數個資料墊形成於該第一區域中，該畫素陣列區域中從複數條閘極線延伸之複數個閘極墊形成於該第二區域中，其中當該顯示面板與該規則補償膜被接合時，由該規則補償膜暴露出該第一區域。
  2. 如請求項1所述之三維影像顯示裝置，其中該規則補償膜應用左旋與右旋偏振至來自該顯示面板之光線。
  3. 如請求項1所述之三維影像顯示裝置，其中資料墊區域被暴露以可用於修復。
  4. 如請求項1所述之三維影像顯示裝置，更包含一背光單元，放置於該顯示面板之一側上，與該規則補償膜相對。
  5. 如請求項4所述之三維影像顯示裝置，更包含一第一偏光膜以 及一第二偏光膜，該第一偏光膜接合正對該背光單元之一表面上的該下基板，該第二偏光膜接合一表面之該上基板以被放置於該上基板與該規則補償膜之間。
  6. 如請求項1所述之三維影像顯示裝置，當該顯示面板與該規則補償膜接合時，該第二區域被暴露。
  7. 如請求項1所述之三維影像顯示裝置，其中該規則補償膜沿該第一區域之一邊緣實質上對準該上基板之一邊緣。
  8. 如請求項1所述之三維影像顯示裝置，其中該規則補償膜僅僅由兩個對準點形成，該下基板僅僅由兩個對準標記形成。
  9. 如請求項8所述之三維影像顯示裝置，其中該對準點沿該規則補償膜之一較長邊形成於該規則補償膜之相對端部，該對準標記形成於該下基板之對應部位。
  10. 一種用於顯示左眼影像與右眼影像之顯示裝置，以形成三維影像，該顯示裝置包含：一顯示面板，包含一上基板與一下基板，該下基板在該下基板與該上基板重疊之一中央部包含一畫素陣列區域並且包含該畫素陣列區域外部之該下基板之至少一側上形成的一墊區域；以及一規則補償膜，接合該顯示面板，並且包含複數個補償膜圖案，以分別應用第一與第二偏振至來自該顯示面板與該左眼影像及該右眼影像對應之光線，其中該規則補償膜之水平尺寸等於或大於該下基板之水平尺寸， 其中該規則補償膜之一第一方向之尺寸大於或者實質上等於該上基板之該第一方向之尺寸，並且小於該下基板之該第一方向之尺寸，這樣由該規則補償膜暴露出該第一方向中一側之一墊區域。
  11. 如請求項10所述之用於顯示左眼影像與右眼影像之顯示裝置，其中該規則補償膜之一第二方向之尺寸實質上等於或大於該下基板之該第二方向之尺寸，該第二方向與該第一方向正交。
  12. 如請求項10所述之用於顯示左眼影像與右眼影像之顯示裝置，其中該規則補償膜之一第二方向之尺寸大於或實質上等於該上基板之該第二方向之尺寸，並且小於該下基板之該第二方向之尺寸，這樣該第二方向一側之一墊區域被暴露，該第二方向與該第一方向正交。
  13. 如請求項10所述之用於顯示左眼影像與右眼影像之顯示裝置，其中沿該第一方向兩側之該墊區域被暴露。
  14. 如請求項10所述之用於顯示左眼影像與右眼影像之顯示裝置，其中該規則補償膜應用左旋與右旋圓偏振至來自該顯示面板之光線。
  15. 如請求項10所述之用於顯示左眼影像與右眼影像之顯示裝置，其中資料墊區域被暴露以可用於修復。
  16. 如請求項10所述之用於顯示左眼影像與右眼影像之顯示裝置，更包含一背光單元，放置於該顯示面板之一側上，與該規 則補償膜相對。
  17. 如請求項16所述之用於顯示左眼影像與右眼影像之顯示裝置，更包含一第一偏光膜以及一第二偏光膜，該第一偏光膜接合正對該背光單元之一表面上的該下基板，該第二偏光膜接合一表面處之該上基板以被放置於該上基板與該規則補償膜之間。
  18. 如請求項10所述之用於顯示左眼影像與右眼影像之顯示裝置，其中該規則補償膜沿該暴露墊區域之一邊緣實質上對準該上基板之一邊緣。
  19. 如請求項10所述之用於顯示左眼影像與右眼影像之顯示裝置，其中該規則補償膜僅僅由兩個對準點形成，該下基板僅僅由兩個對準標記形成。
  20. 如請求項19所述之用於顯示左眼影像與右眼影像之顯示裝置，其中該對準點沿該規則補償膜之一較長邊形成於該規則補償膜之相對端部，該對準標記形成於該下基板之對應部位。
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