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TWI470997B - 立體顯示器 - Google Patents

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TWI470997B
TWI470997B TW100139621A TW100139621A TWI470997B TW I470997 B TWI470997 B TW I470997B TW 100139621 A TW100139621 A TW 100139621A TW 100139621 A TW100139621 A TW 100139621A TW I470997 B TWI470997 B TW I470997B
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Taiwan
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photoelectric conversion
barrier
display panel
stereoscopic display
light
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TW100139621A
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English (en)
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TW201318408A (zh
Inventor
Wei Cheng Wu
Kuo Sen Kung
Chun Hao Tu
Ren Hong Jhan
Fang Hui Chan
Jen Pei Tseng
Yu Jung Liu
Jiun Jye Chang
Original Assignee
Au Optronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Au Optronics Corp filed Critical Au Optronics Corp
Priority to TW100139621A priority Critical patent/TWI470997B/zh
Priority to CN201110421787.5A priority patent/CN102413351B/zh
Priority to US13/526,503 priority patent/US9392266B2/en
Publication of TW201318408A publication Critical patent/TW201318408A/zh
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Publication of TWI470997B publication Critical patent/TWI470997B/zh

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Description

立體顯示器
本發明是有關於一種顯示器，且特別是有關於一種立體顯示器。
近年來，隨著顯示技術的不斷進步，使用者對於顯示器之顯示品質(如影像解析度、色彩飽和度等)的要求也越來越高。然而，除了高影像解析度以及高色彩飽和度之外，為了滿足使用者觀看真實影像的需求，亦發展出能夠顯示出立體影像的顯示器。
目前發展出來的一種立體影像顯示器是在顯示面板與使用者之間設置屏障面板(Barrier Panel)，並利用屏障面板來控制觀賞者左眼與右眼所接收到的影像。根據人眼的視覺特性，當左眼與右眼分別觀看相同的影像內容但是具有不同視差(parallax)的二影像時，人眼便可觀察到立體影像。因此，藉由屏障面板之多個狹縫的設計即可以將對應的影像分別傳遞至左眼與右眼。
然而，上述採用屏障面板以使得觀賞者之左眼與右眼分別接收到的左眼影像與右眼影像的方式所存在的問題是會削弱顯示面板的亮度。因此，為了使立體顯示器具有足夠的亮度，通常需要提高顯示面板之光源的亮度。但是，提高顯示面板之光源的亮度所伴隨的問題是造成立體顯示器之電源耗損提高。因此，如何解決採用屏障面板之立體顯示器之電源耗損問題為目前立體顯示器之研發的重點之一。
本發明提供一種立體顯示器，其可以解決傳統立體顯示器採用屏障面板所存在的電源耗損的問題。
本發明提出一種立體顯示器，其包括顯示面板以及屏障結構。屏障結構位於顯示面板之一側，屏障結構包括多個屏障圖案以及多個透光狹縫，且屏障圖案以及透光狹縫交錯排列，其中屏障圖案包括光電轉換結構。
基於上述，由於本發明之立體顯示器之屏障結構是採用第一光電轉換結構作為其屏障圖案。當光線通過屏障結構之透光狹縫時，便可使顯示面板之左眼影像以及右眼影像分別進入觀賞者之左眼及右眼，而被屏障結構屏蔽之光線則可被屏障圖案(光電轉換結構)吸收而轉換成電能，且所述電能可以回饋到立體顯示器中再利用。因此，本發明之立體顯示器可以降低立體顯示器的電源耗損。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是根據本發明一實施例之立體顯示器的剖面示意圖。請參照圖1，本實施例之立體顯示器包括顯示面板DP以及屏障結構B。在本實施例中，所述立體顯示器更包括光源模組BL，其位於顯示面板DP之下方，且屏障結構B位於顯示面板DP與光源模組BL之間。
顯示面板DP包括多個畫素單元，每一畫素單元包括左眼畫素單元L以及右眼畫素單元R。根據本實施例，顯示面板DP之左眼畫素單元L包括至少一個畫素結構且每一個右眼畫素單元R包括至少一個畫素結構。上述之畫素結構例如是包括三個子畫素結構(例如是紅、綠、藍子畫素結構)。上述之子畫素結構包括資料線、掃描線、與資料線以及掃描線電性連接的至少一主動元件以及與主動元件電性連接的至少一畫素電極。
顯示面板DP可為液晶顯示面板、電泳顯示面板、電濕潤顯示面板、有機發光顯示面板或是其他種類之顯示面板。本實施例是以液晶顯示面板為例來說明，但其並非用以限定本發明。根據本實施例，由於液晶顯示面板為非自發光型顯示面板，因此在顯示面板DP之背面更包括設置光源模組BL。
光源模組BL可為直下式光源模組或是側邊入光式光源模組。光源模組BL可提供顯示面板DP所需的面光源，以使得觀賞者可以觀看到顯示面板DP之影像。在本實施例中，光源模組BL之下方更包括設置反射膜200，以使光源模組BL之光線能夠盡可能地射向顯示面板DP，藉以提高光源利用率。
屏障結構B位於顯示面板DP之一側。在本實施例中，屏障結構B是位於顯示面板DP以及光源模組BL之間。根據本實施例，屏障結構B包括基板100、多個屏障圖案102以及多個透光狹縫S。更詳細來說，基板100為透光基板(例如是玻璃、高分子材料或是其他合適之材料)，且屏障圖案102位於基板100上並且於基板100上定義出透光狹縫S。另外，屏障圖案102與透光狹縫S是交錯排列。一般來說，屏障圖案102與透光狹縫S的排列方式與顯示面板DP之左眼畫素單元L以及右眼畫素單元R的排列有關，例如每一透光狹縫S是對應一個畫素單元(包含一個左眼畫素單元L以及一個右眼畫素單元R)設置。在此，屏障圖案102與透光狹縫S的排列方式可以是如圖2A所示，亦即長條狀之屏障圖案102與長條狀之透光狹縫S交替排列。另外，屏障圖案102與透光狹縫S的排列方式還可以如圖2B所示之棋盤格式之排列形式；或是如圖2C所示之傾斜長條狀之排列形式；或是如圖2D所示之點狀排列形式。本發明不限制屏障圖案102與透光狹縫S的排列方式，只要是可以使得顯示面板DP之右眼影像以及左眼影像分別進入觀賞者之右眼以及左眼即可。
特別是，本發明之屏障結構B之屏障圖案102包括光電轉換結構。根據本實施例，屏障結構B之屏障圖案102(光電轉換結構)包括第一電極10以及第二電極30以及位於第一電極10以及第二電極30之間的光電轉換材料20。上述之光電轉換結構102可為太陽能電池或是其他可將光能轉換成電能之結構。上述之第一電極10以及第二電極30可採用金屬、金屬氧化物或是有機導電材料。一般來說，為了使光源模組BL之光線及/或外界光線能夠進入光電轉換結構102中，第一電極10、第二電極30或是兩者為透明電極。另外，位於第一電極10以及第二電極30之間的光電轉換材料20可為半導體光電轉換材料或是有機染料光電轉換材料。根據一實施例，上述之半導體光電轉換材料可包括由p型半導體材料與n型半導體材料構成之pn接面。有機染料光電轉換材料可為可將特定波長範圍之光線(例如是紫外光、紅外光或是可見光)轉換為電能之有機吸光材料。
承上所述，如圖1所示，當光源模組BL的光線L1通過屏障結構B之透光狹縫S並且通過顯示面板DP之左眼畫素單元L之後，可進入觀賞者之左眼LE；當光源模組BL的光線L2通過屏障結構B之透光狹縫S並且通過顯示面板DP之右眼畫素單元R之後，可進入觀賞者之右眼RE。因此，觀賞者之左眼LE以及右眼RE可以分別接收到左眼影像(光線L1)以及右眼影像(光線L2)，因而可以觀看到立體影像。
另外，光源模組BL的光線L3因為屏障結構B之屏蔽作用而無法到達顯示面板DP。特別是，因屏障結構B之屏障圖案(光電轉換結構)102中具有光電轉換材料20，因此光源模組BL的光線L3可被屏障圖案(光電轉換結構)102中的光電轉換材料20吸收並轉換成電能。而上述光線L3於屏障圖案(光電轉換結構)102中的光電轉換材料20轉換成電能之後，可進一步回饋至顯示面板DP、光源模組BL、上述兩者或是其他電路系統而再利用。
在圖1之實施例中，屏障結構B是包括基板100、屏障圖案102以及透光狹縫S。因此屏障結構B可以透過基板100而貼附於光源模組BL上。換言之，可以利用黏著材料將基板100貼附在光源模組BL上或是透過固定機構將基板100附著於光源模組BL上，以使得屏障結構B貼附於光源模組BL上。
另外，在另一實施例中，屏障結構B之基板100也可以設置在顯示面板DP與屏障圖案102之間。因此屏障結構B可以透過基板100而貼附於顯示面板DP上。換言之，可以利用黏著材料將基板100貼附在顯示面板DP上或是透過固定機構將基板100附著於顯示面板DP上，以使得屏障結構B貼附於顯示面板DP上。
此外，在本實施例中，由於屏障結構B包括了基板100，因此藉由基板100之設計亦可使屏障結構B可卸除地安裝在顯示面板DP之一側。換言之，透過在基板100上製作固定機構以及定位結構之方式，也可以以得基板100是可卸除地安裝在顯示面板DP之一側。如此一來，當使用者欲觀賞立體顯示影像時，將屏障結構B裝設至顯示面板DP之一側即可使屏障結構B對觀賞影像產生視差(parallax)作用。當使用者欲觀賞平面顯示影像時，使用者則可考慮將屏障結構B卸除，以提高顯示面板BP之亮度或是降低光源模組BL所需耗費的電源。
在上述圖1之實施例中，立體顯示器中的屏障結構B是包括基板100、屏障圖案102以及透光狹縫S。然，本發明不限於此。根據其他實施例，屏障結構B也可以直接形成在顯示面板DP或是光源模組BL上，而省略基板100，如下所述。
如圖3A所示，圖3A之立體顯示器與圖1之立體顯示器相似，因此相同的元件以相同的符號表示，且不再重複說明。在圖3A之實施例中，屏障結構B是直接形成在顯示面板DP上。更詳細而言，屏障結構B之屏障圖案102是直接設置在顯示面板DP上以定義出透光狹縫S。屏障圖案102可以形成在顯示面板DP之外表面上或是內表面上。而屏障圖案102可以是在顯示面板DP之製程之前、之後或是之中而形成在顯示面板DP之之外表面或是內表面。
如圖3B所示，圖3B之立體顯示器與圖1之立體顯示器相似，因此相同的元件以相同的符號表示，且不再重複說明。在圖3B之實施例中，屏障結構B是直接形成在光源模組BL上。換言之，屏障結構B之屏障圖案102是直接設置在光源模組BL上以定義出透光狹縫S。一般來說，屏障圖案102是形成在光源模組BL之外表面上，但本發明不限於此。
圖4是根據本發明之一實施例之立體顯示器的剖面示意圖。如圖4所示，圖4之立體顯示器與圖1之立體顯示器相似，因此相同的元件以相同的符號表示，且不再重複說明。圖4之實施例與圖1之實施例不相同之處在於，屏障結構B更包括反射層104。反射層104位於屏障圖案102之表面上。換言之，在本實施例中，在屏障結構B之屏障圖案102之頂部還另外設置了反射層104，以使得反射層104位於顯示面板DP與屏障圖案102之間。如此一來，當光源模組BL的光線L3通過屏障圖案(光電轉換結構)102之光電轉換材料20時可被吸收，之後光線L3可被反射層104反射而再度通過光電轉換材料102而再次地被吸收。之後，被反射的光線L4則繼續射往光源模組BL並且在反射層200再度被反射，而被反射層200反射之光線便可再度成為光源模組BL之光源。
圖5是根據本發明之一實施例之立體顯示器的剖面示意圖。如圖5所示，圖5之立體顯示器與圖1之立體顯示器相似，因此相同的元件以相同的符號表示，且不再重複說明。圖5之實施例與圖1之實施例不相同之處在於，屏障結構B更包括反射層104以及另一光電轉換結構106，且反射層104位於光電轉換結構102以及光電轉換結構106之間。而光電轉換結構102、反射層104以及光電轉換結構106一同構成屏障結構B之屏障圖案。光電轉換結構106之組成以及材料與光電轉換結構102相同或是相似，因此不再重複說明。在本實施例中，屏障結構B包括了光電轉換結構102以及光電轉換結構106，其中光電轉換結構102可吸收來自光源模組BL之光線L3以使被屏障結構B屏蔽的光線L3可以轉換成電能。另外，位於反射層104之另一表面上之光電轉換結構106是面向顯示面板DP，其主要是用來吸收被顯示面板DP反射的光線、從外部射進顯示面板DP之光線或是其他未被利用的光線，並將吸收之光線轉換成電能。
圖6是根據本發明之一實施例之立體顯示器的剖面示意圖。如圖6所示，圖6之立體顯示器與圖1之立體顯示器相似，因此相同的元件以相同的符號表示，且不再重複說明。圖6之實施例與圖1之實施例不相同之處在於，光源模組BL是位於顯示面板DP之下方，以使得顯示面板DP位於屏障結構B與光源模組BL之間。在此，光源模組BL所產生的光線L會先通過顯示面板DP，之後位於顯示面板DP上方之屏障結構B可使顯示面板DP之左眼影像光線L1以及右眼影像光線L2分別進入觀賞者之左眼LE及右眼RE，以使得觀賞者可以觀看到立體影像。特別是，在此實施例中，屏障結構B之屏障圖案(光電轉換結構)102可以吸收穿透過顯示面板DP之後且被屏障結構B屏蔽之光線L3以及來自外界的光線L3’，並將吸收之光線轉換成電能。
類似地，在此，因屏障結構B包括基板100、屏障圖案102以及透光狹縫S。因此屏障結構B可以透過基板100而貼貼附於顯示面板DP上。換言之，可以利用黏著材料將基板100貼附在顯示面板DP上或是透過固定機構將基板100附著於顯示面板DP上，以使得屏障結構B貼附於顯示面板DP上。此外，根據另一實施例，藉由基板100之設計也可使屏障結構B可卸除地安裝在顯示面板DP之一側。換言之，透過在基板100上製作固定機構以及定位結構之方式，可以使得基板100是可卸除地安裝在顯示面板DP之一側。如此一來，當使用者欲觀賞立體顯示影像時，將屏障結構B裝設至顯示面板DP之一側即可使屏障結構B對觀賞影像產生視差(parallax)作用。當使用者欲觀賞平面顯示影像時，使用者則可考慮將屏障結構B卸除，以提高顯示面板BP之亮度或是降低光源模組BL所需耗費的電源。
圖7是根據本發明之一實施例之立體顯示器的剖面示意圖。如圖7所示，圖7之立體顯示器與圖6之立體顯示器相似，因此相同的元件以相同的符號表示，且不再重複說明。圖7之實施例與圖6之實施例不相同之處在於，屏障結構B是直接形成在顯示面板DP上。換言之，屏障結構B之屏障圖案102是直接設置在顯示面板DP上以定義出透光狹縫S。屏障圖案102可以形成在顯示面板DP之外表面上或是內表面上。而屏障圖案102可以是在顯示面板DP之製程之前、之後或是之中而形成在顯示面板DP之之外表面或是內表面。
圖8是根據本發明之一實施例之立體顯示器的剖面示意圖。如圖8所示，圖8之立體顯示器與圖6之立體顯示器相似，因此相同的元件以相同的符號表示，且不再重複說明。圖8之實施例與圖6之實施例不相同之處在於，屏障結構B更包括反射層104以及另一光電轉換結構106，且反射層104位於光電轉換結構102以及光電轉換結構106之間。因此，光電轉換結構102、反射層104以及光電轉換結構106一同構成屏障結構B之屏障圖案。光電轉換結構106之組成以及材料與光電轉換結構102相同或是相似。在本實施例中，屏障結構B包括了光電轉換結構102以及光電轉換結構106，光電轉換結構102可以吸收來自光源模組BL之光線L3以使被屏障結構B屏蔽的光線L3可以轉換成電能。而位於反射層104之另一表面上之光電轉換結構106則可用來吸收外界環境光線L3’，並將吸收的光線轉換成電能。
在上述各實施例之立體顯示器中，屏障結構B之屏障圖案102包含有光電轉換結構，因此來自於光源模組BL之光線如無法經屏障結構B之透光狹縫S而穿透者便可被屏障圖案(光電轉換結構)102吸收而轉換成電能。另外，屏障結構B之屏障圖案102或106亦可吸收來自外界的光線，以增加屏障圖案102之光電轉換效率。而上述被屏障結構B之屏障圖案(光電轉換結構)102或106吸收的光線所轉換之電能可透過輸出單元以及控制單元而使所述電能能夠回饋到立體顯示器中再利用，如下所述。
圖9為根據本發明之一實施例之立體顯示器的示意圖。請參照圖9，本實施例之立體顯示器除了如上所述之顯示面板DP、屏障結構B以及光源模組BL之外，還包括輸出單元500以及控制單元600。輸出單元500與屏障結構B電性連接，且控制單元600電性連接輸出單元500以及電性連接顯示面板DP、光源模組BL、上述兩者或其他電路系統。更詳細來說，輸出單元500與屏障結構B之屏障圖案(光電轉換結構)102之兩電極電性連接，以收集屏障圖案(光電轉換結構)102之光電轉換材料所轉換之電能。而透過控制單元600的控制，可將輸出單元500所收集的電能傳輸至顯示面板DP、光源模組BL、上述兩者或其他電路系統，以使上述之電能能夠直接被立體顯示器再利用。
基於上述，由於本發明之立體顯示器之屏障結構是採用光電轉換結構作為其屏障圖案。當光線通過透光狹縫之後便可使顯示面板之左眼影像以及右眼影像分別進入觀賞者之左眼及右眼，而被屏障結構屏蔽之光線便可被屏障圖案吸收而轉換成電能，且所述電能可以回饋到立體顯示器中再利用。換言之，本發明可將被屏障結構屏蔽之光線轉換成電能而再利用，因此本發明可以改善傳統立體顯示器因採用屏障面板而存在電源耗損的問題。
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，任何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內，當可作些許之更動與潤飾，故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。
DP．．．顯示面板
U．．．畫素單元
L．．．左眼畫素單元
R．．．右眼畫素單元
B．．．屏障結構
100．．．基板
102．．．屏障圖案(光電轉換結構)
10．．．第一電極
20．．．光電轉換材料
30．．．第二電極
S．．．狹縫圖案
BL．．．光源模組
200．．．反射膜
L1～L3．．．光線
LE．．．左眼
RE．．．右眼
圖1是根據本發明一實施例之立體顯示器的剖面示意圖。
圖2A至圖2D是根據本發明之數個實施例之立體顯示器中的屏障結構的上視示意圖。
圖3A至圖3B是根據本發明之實施例之立體顯示器的剖面示意圖。
圖4至圖8是根據本發明之實施例之立體顯示器的剖面示意圖。
圖9為根據本發明之一實施例之立體顯示器的示意圖。
DP．．．顯示面板
L．．．左眼畫素單元
R．．．右眼畫素單元
B．．．屏障結構
100．．．基板
102．．．屏障圖案(光電轉換結構)
10．．．第一電極
20．．．光電轉換材料
30．．．第二電極
S．．．狹縫圖案
BL．．．光源模組
200．．．反射膜
L1～L3．．．光線
LE．．．左眼
RE．．．右眼

Claims (19)

  1. 一種立體顯示器，包括：一顯示面板；以及一屏障結構，位於該顯示面板之一側，該屏障結構包括多個屏障圖案以及多個透光狹縫，且該些屏障圖案以及該些透光狹縫交錯排列，其中該些屏障圖案包括一第一光電轉換結構。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示器，更包括一光源模組，位於該顯示面板之下方，且該屏障結構位於該顯示面板與該光源模組之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之立體顯示器，其中該屏障結構更包括一反射層，位於該些屏障圖案之一表面上。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之立體顯示器，其中該反射層位於該顯示面板與該些屏障圖案之間。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之立體顯示器，其中該屏障結構更包括一第二光電轉換結構，且該反射層夾於該第一光電轉換結構以及該第二光電轉換結構之間。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之立體顯示器，其中該第二光電轉換結構包括一半導體光電轉換材料或是一有機染料光電轉換材料。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之立體顯示器，其中該第二光電轉換結構包括一第一電極、一第二電極以及位於該第一電極以及該第二電極之間的一光電轉換材料。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示器，更包括一光源模組，位於該顯示面板之下方，且該顯示面板位於該屏障結構與該光源模組之間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之立體顯示器，其中該該屏障結構更包括：一第二光電轉換結構，位於該第一光電轉換結構上方；以及一反射層，位於該第一光電轉換結構以及該第二光電轉換結構之間。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之立體顯示器，其中該第二光電轉換結構包括一半導體光電轉換材料或是一有機染料光電轉換材料。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之立體顯示器，其中該第二光電轉換結構包括一第一電極、一第二電極以及位於該第一電極以及該第二電極之間的一光電轉換材料。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示器，其中該屏障結構位於在該顯示面板之一表面上。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之立體顯示器，其中該屏障結構貼附在該顯示面板之該表面上。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示器，其中該屏障結構包括一基板以及位於該基板上之該些屏障圖案，且該些屏障圖案於該基板上定義該些透光狹縫。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之立體顯示器，其中該基板為可卸除地安裝在該顯示面板之一側。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示器，其中該第一光電轉換結構包括一半導體光電轉換材料或是一有機染料光電轉換材料。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示器，其中該第一光電轉換結構包括一第一電極、一第二電極以及位於該第一電極以及該第二電極之間的一光電轉換材料。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示器，更包括：一輸出單元，其與該屏障結構電性連接；以及一控制單元，其與電性連接該輸出單元以及電性連接該顯示面板、該光源模組或其組合。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示器，其中該顯示面板包括多個畫素單元，每一畫素單元包括一左眼畫素單元以及一右眼畫素單元，且每一透光狹縫是對應一個畫素單元設置。
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