CN102096203A - 一种使立体偏光眼镜可自由角度观影的方法及偏光片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种使立体偏光眼镜可自由角度观影的方法及偏光片，使偏振态的变化过程为，由屏幕射出的线偏光经第一相位差膜转变为圆偏光或者椭圆偏光，圆偏光或者椭圆偏光经第二相位差膜转变为反向圆偏光或者反向椭圆偏光，反向圆偏光或者反向椭圆偏光经原光片又转变为线偏光进入人眼。该偏光片从上到下依次包括一外层保护膜、第一相位差膜、第二相位差膜、一原光片和一剥离膜，以上各层结构通过粘着剂粘合连接。本发明的偏光片由于在原光片的基础上叠加了二层不同面内相位差的相位差膜，能够顺利实现线偏光与椭圆或圆偏光之间的转换，进而可实现任意角度观看3D电视电影。

Description

一种使立体偏光眼镜可自由角度观影的方法及偏光片
技术领域
本发明涉及偏光片领域，尤其是一种可以实现自由角度(free-angle)观看3D电影、电视的偏光片。
背景技术
现有的立体偏光眼镜用偏光片主要包括两层三醋酸纤维素膜和粘合于二者之间的聚乙烯醇膜层，聚乙烯醇膜层作为偏光层决定了偏光片的偏光性能和透过率。立体影像是利用光线有“振动方向”的原理来分解原始图像的，先通过将图像分为垂直方向的偏振光和水平方向的偏振光两组画面，然后立体眼镜左右分别采用不同偏振方向的偏光镜片(左右偏光镜片的偏光层的偏振方向不同)，即可使人的左右眼接收两组画面，再经过大脑合成立体影像。由于屏幕投射的是偏振光源，因此每部分画面光源都有固定的方向，而观众所佩戴的3D眼镜也有固定方向，当观众歪头或者左右摇晃脑袋时，3D效果便会消失，出现立体画面的虚影。因此，观看3D影视时，因不能歪脑袋，长时间后会出现脖子僵硬等不良反应。
另外，对于主动式3D液晶电视来讲，屏幕之所以能够形成图像灰阶，是因为液晶分子被夹在两层偏振片中间，这两层偏振片偏振方向相差90度，而施加了电压的液晶分子旋转不同角度，使得通过第一片偏振片的偏振光改变方向，而偏振光与第二片偏振片之间的夹角就决定了透光量的多少(液晶分子本身加电压也还是透明的)。而主动式快门眼镜也相当于一块液晶屏，它也包含两层偏振片，而当眼镜的第一层偏振片与电视的外层偏振片形成夹角时，便会使图像变暗甚至变黑，也就是说，佩戴3D眼镜观看3D电视时只能水平观看，不能倾斜，否则就欣赏不到3D效果，甚至会因为液晶屏幕和3D眼镜液晶分子偏转角透光冲突造成全黑现象。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种使立体偏光眼镜可自由角度观影的方法。
本发明采用的技术方案为：一种使立体偏光眼镜可自由角度观影的方法，使所述立体偏光眼镜的偏振态变化过程为，由屏幕射出的线偏光经第一相位差膜转变成圆偏光或者椭圆偏光，圆偏光或者椭圆偏光经第二相位差膜转变成反向圆偏光或者反向椭圆偏光，反向圆偏光或者反向椭圆偏光经原光片又转变成线偏光进入人眼。
本发明的另一目的是提供一种可实现上述方法的立体偏光眼镜用偏光片。
本发明采用的技术方案为：一种使立体偏光眼镜可自由角度观影的偏光片，从上到下依次包括一外层保护膜、第一相位差膜、第二相位差膜、一原光片和一剥离膜，其中，所述原光片从上到下依次包括一第一保护膜、一聚乙烯醇膜和一第二保护膜，以上各层结构通过粘着剂粘合连接；所述第一和第二相位差膜均为至少可为400nm～780nm波长范围的可见光区提供均匀的面内相位差值的宽波域相位差膜；所述宽波域相位差膜为单膜宽波域相位差膜或不同相位差膜叠合而成的宽波域相位差膜；
所述第一相位差膜的面内相位差为80～150nm，第二相位差膜面内相位差为200～300nm；
所述第一相位差膜的光轴与原光片的光轴呈5°～50°或130°～175°角度粘合连接，所述第二相位差膜的光轴与原光片的光轴呈40°～85°或95°～140°角度粘合连接。
优选地，所述原光片的单体透过率大于等于42％。
优选地，所述原光片的偏振度大于等于99.95％。
优选地，所述第一和第二保护膜均为三醋酸纤维素膜。
本发明的有益效果为：本发明的偏光片由于在原光片的基础上附加了二层不同面内相位差的相位差膜，能够顺利实现线偏光与椭圆或圆偏光之间的转变，进而可实现任意角度观看3D电视电影。
附图说明
图1为本发明所述使立体偏光眼镜可自由角度观影的偏光片的截面结构示意图；
图2(a)、(b)和(c)分别示出了第一相位差膜的光轴方向、第二相位差膜的光轴方向，和原光片层与第一相位差膜、第二相位差膜复合的结构示意图；
图3示出了图1所示偏光片的偏振态的变化过程。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所述立体偏光眼镜用偏光片作进一步说明。
如图1所示，本发明的立体偏光眼镜用偏光片从上到下依次包括：一外层保护膜1、第一相位差膜2、第二相位差膜3、一原光片和一剥离膜7，其中，该原光片从上到下依次包括一第一保护膜4、一聚乙烯醇膜(PVA)5和一第二保护膜6，以上各层结构通过粘着剂粘合连接。
聚乙烯醇膜吸附碘、二色性染料等二色性物质，然后进而交联、拉伸和干燥。聚乙烯醇膜采用水清洗，这样不仅可以除去膜表面的污物或洗掉防粘剂，还可以使聚乙烯醇膜膨胀以防止出现如染色不均匀等现象。聚乙烯醇膜拉伸后很脆弱，为了保护聚乙烯醇膜5，需在其两面复合保护膜，即复合所述第一和第二保护膜，作为该保护膜的材质，需具备透明性、机械强度、热稳定性、水分阻隔性、各向同性等优异特性的保护膜，如三醋酸纤维素等纤维素类树脂，聚降冰片烯类、聚碳酸酯类、聚苯乙烯类、丙烯酸类等，优选为三醋酸纤维素膜(TAC膜)，特别优选为用碱等对其表面进行了皂化处理的TAC膜，TAC膜与PVA膜通过用水溶性胶水贴合，优选为通过聚乙醇胶水粘合。
原光片的透过率(单体)优选为大于等于42％(400～780nm之间的平均透过率)，偏振度优选为99.95％～100％。
所述第一相位差膜2的面内相位差Re为80～150nm，优选1/4波片，Re＝138nm。所述第二相位差膜3的面内相位差Re为200～300nm，优选1/2波片，Re＝270nm。Re为可见光范围内的薄膜面内相位差，Re＝(nx-ny)×d，nx和ny分别表示慢轴方向和快轴方向的膜的折射率，d表示膜的厚度。
所述第一和第二相位差膜均为宽波域相位差膜。在本发明中，由于采用了宽波域相位差膜，可在宽的可见光区内提供均匀的相位差值，改善视角特性。理想中的相位差膜应该为可将各个波长的光均完全转换成另一偏振态，而目前传统的相位差膜仅能在某一特定波长下，将光转换成另一偏振态，为窄波域相位差膜。有关宽波域相位差膜的概念，在公开号为CN 1491370A、CN 1973242A、CN 101351730A和CN 1292097A的专利文献中均有涉及，目前，宽波域相位差膜的制造有两种途径：一种为分子设计，即将具有负折射率的材料与正折射率材料进行共聚合，然后再进行拉伸制成单膜宽波域相位差膜；另一种为光学设计，即将两种以上不同相位差分布的材料或同一种相位差分布的材料堆叠贴合而成(多层结构)。在本实施例中，优选为选用单膜宽波域相位差膜。
在本发明中，在第一相位差膜2采用1/4波片，第二相位差膜3采用1/2波片的情况下，由第一、第二相位差膜和原光片组成的结构就可以在线偏光入射到第一和第二相位差膜时，至少可在400nm～780nm波长范围下得到几乎完全的圆偏振光。该结构的偏振态的变化过程如图3所示，由屏幕射出的线偏光经第一相位差膜2(1/4波片)转变成圆偏光，圆偏光经第二相位差膜3(1/2波片)转变成反向圆偏光，反向圆偏光经原光片又转变成线偏光进入人眼。
第一和第二相位差膜与原光片的贴合方法并无特别限制，通常可以使用现有公知的粘接剂、粘合剂，如：丙烯酸类聚合物、有机硅类聚合物、聚酯、聚氨酯、聚醚等透明的粘合剂，其中从光学透明性、粘合特性、耐候性等方面出发，优选丙烯酸类粘合剂。
所述贴合方法可以为：先将卷状的相位差膜按角度θ1(40°～85°或95°～140°)、θ2(5°～50°或130°～175°)裁切成单张的相位差膜，然后用透明胶带将裁切好的相位差膜沿光轴方向顺次连接起来并收卷成卷状。接下来先将第二相位差膜复合在原光片上，然后将第一相位差膜复合在第二相位差膜上，最后在第一相位差膜上复合保护膜与在原光片的一侧复合上剥离膜，各膜层复合时以卷对卷的方法在复合机上不间断连续进行，利用复合机上的定位控制器控制膜材的复合角度的准确性。
上述获得的层叠光学膜可使用仪器CA-210或BM-7结合U-4100进行测试分析，以色度与透过率的变化为评价指标，在不同角度测试时，评价指标变化比较小者为最佳。
综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。

Claims (5)

1.一种使立体偏光眼镜可自由角度观影的方法，其特征在于：使所述立体偏光眼镜的偏振态变化过程为，由屏幕射出的线偏光经第一相位差膜转变成圆偏光或者椭圆偏光，圆偏光或者椭圆偏光经第二相位差膜转变成反向圆偏光或者反向椭圆偏光，反向圆偏光或者反向椭圆偏光经原光片又转变成线偏光进入人眼。
2.一种实现权利要求1所述方法的偏光片，其特征在于：从上到下依次包括一外层保护膜、第一相位差膜、第二相位差膜、一原光片和一剥离膜，其中，所述原光片从上到下依次包括一第一保护膜、一聚乙烯醇膜和一第二保护膜，以上各层结构通过粘着剂粘合连接；
所述第一和第二相位差膜均为至少可为400nm～780nm波长范围的可见光区提供均匀的面内相位差值的宽波域相位差膜；所述宽波域相位差膜为单膜宽波域相位差膜或不同相位差膜叠合而成的宽波域相位差膜；
所述第一相位差膜的面内相位差为80～150nm，第二相位差膜面内相位差为200～300nm；
所述第一相位差膜的光轴与原光片的光轴呈5°～50°或130°～175°角度粘合连接，所述第二相位差膜的光轴与原光片的光轴呈40°～85°或95°～140°角度粘合连接。
3.根据权利要求2所述的偏光片，其特征在于：所述原光片的单体透过率大于等于42％。
4.根据权利要求2所述的偏光片，其特征在于：所述原光片的偏振度大于等于99.95％。
5.根据权利要求2、3或4所述的偏光片，其特征在于：所述第一和第二保护膜均为三醋酸纤维素膜。
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