CN102436071B - 立体显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种立体显示装置，其包括液晶面板、第一偏光板、第二偏光板、微相位差膜、以及偏光眼镜。第一及第二双折射率薄膜的面内相位延迟Re和面外相位延迟Rth分别满足67.5nm≤Re≤74.25nm以及144.25nm≤Rth≤158.7nm，其中Re＝(nx-ny)*d，Rth＝[(nx+ny)/2-nz]*d，nx＞ny＞nz，其中d是指其厚度。本发明可以满足对视角的要求且工艺简单，成本较低。

Description

立体显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，且特别涉及立体显示装置。

背景技术

近年来，随着高清电视技术的发展，人们对于更加真实显示图像技术的追求也越来越高，三维立体显示技术已经成为研究的热点并逐步应用于影视、广告、展览、游戏等领域。

图1所示为现有的采用偏光眼镜式的立体显示装置示意图。如图1所示，其由液晶显示面板10、微相位差膜(film patterned retarder，简称FPR)11、偏光眼镜12所构成。液晶显示面板10内部的像素分为奇数行像素和偶数行像素，分别用于输出左眼图像L及右眼图像R，以使左眼图像在奇数像素行显示，右眼图像在偶数像素行显示。图中虚线框P1是从液晶显示面板10出来的图像信号的偏振态，经由圆偏振结构的偏光眼镜12进行偏振识别，分别由左右眼接收传入左右眼的图像。虚线圈P2表示左右眼接收的偏振态。现有的液晶显示面板10一般在扭曲向列型(twisted nematic，简称TN)面板100的后偏光片102和前偏光片104设置对TN型液晶进行补偿的极佳广视角(excellent wide view，简称EWV)补偿膜105、105’，从而提高液晶显示面板10在上下左右四个方向的视角。然而，其实在贴附微相位差膜11后，由于微相位差膜11上下的串扰主要集中在±15度的角度范围内，不需要补偿膜对上下视角有很好的补偿，也就是说用户在满足水平视角的观看要求之后，在垂直视角上并没有太多的需求，再加上EWV补偿膜的工艺复杂且售价很高，更造成了制造时间及成本的浪费。

发明内容

因此，本发明提供一种立体显示装置，以克服现有技术中存在的缺陷，从而简化工艺、降低成本。

具体地，本发明实施例提供的一种立体显示装置。其中，该立体显示装置包括：液晶面板、第一偏光板、第二偏光板、微相位差膜。第一偏光板及第二偏光板分别设置于液晶面板相对的两侧且该第二偏光板设置于该液晶面板的靠近观察者的一侧，微相位差膜设置于第二偏光板与观察者所佩戴的偏光眼镜之间。第一偏光板包括第一偏光膜及第一双折射率薄膜，第一双折射率薄膜设置于第一偏光膜与该液晶面板之间，第二偏光板包括第二偏光膜及第二双折射率薄膜，第二双折射率薄膜设置于第二偏光膜与该液晶面板之间。第一双折射率薄膜及第二双折射率薄膜的面内相位延迟Re和面外相位延迟Rth分别满足67.5nm≤Re≤74.25nm以及144.25nm≤Rth≤158.7nm，其中Re＝(nx-ny)*d，Rth＝[(nx+ny)/2-nz]*d，nx＞ny＞nz，d是指该第一、第二双折射率薄膜的厚度。

进一步地，第一、第二双折射率薄膜的x轴的方向例如分别与第一、第二偏光膜的透光轴的方向相同。

进一步地，第一、第二双折射率薄膜例如包括三醋酸纤维素材料。

进一步地，第一偏光板例如进一步包括第一保护膜，第一保护膜设置于第一偏光膜远离第一双折射率薄膜的一侧。

进一步地，第一保护膜例如包括三醋酸纤维素材料。

进一步地，液晶面板例如为扭曲向列型液晶面板。

进一步地，微相位差膜例如包括相互交替的第一相位延迟区域和第二相位延迟区域。

进一步地，微相位差膜包括例如基材、形成在基材上的图案化取向层、形成在图案化取向层上的液晶分子层以及形成在液晶分子层上的保护层，液晶分子层按照图案化取向层的图案排列形成第一相位延迟区域和第二相位延迟区域。

进一步地，该基材及该保护层包括三醋酸纤维素材料。

进一步地，该图案化取向层包括光敏材料。

与现有技术相比，本发明的立体显示装置在水平方向上可以得到与使用EWV补偿膜相同的视角，而垂直方向的视角相对减小，这正与FPR串扰的特性相吻合，不需要在垂直视角进行补偿。而且本发明的立体显示装置的形成工艺简单，省略了形成EWV补偿膜时复杂的工艺，而且成本也得到极大的降低。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1所示为现有采用偏光眼镜式的立体显示装置示意图。

图2所示为本发明实施例的立体显示装置的示意图。

图3为图2中第一、第二双折射率薄膜的Re＝54nm、Rth＝115.4nm时的模拟图。

图4为图2中第一、第二双折射率薄膜的Re＝67.5nm、Rth＝144.25nm时的模拟图。

图5为图2中第一、第二双折射率薄膜的Re＝74.25nm、Rth＝158.7nm时的模拟图。

图6为图2中第一、第二双折射率薄膜的Re＝81nm、Rth＝173nm时的模拟图。

图7为本发明实施例的立体显示装置于水平方向的串扰模拟图。

图8为本发明实施例中的立体显示装置于垂直方向的串扰模拟图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的立体显示装置的具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图示的较佳实施例详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

图2所示为本发明的立体显示装置的示意图。如图2所示，立体显示装置20包括液晶面板22、第一偏光板24、第二偏光板26、微相位差膜28，图2中还包括观察者所佩戴的偏光眼镜30，第一偏光板24及第二偏光板26分别设置于液晶面板22相对的两侧且第二偏光板26设置于液晶面板22的靠近观察者的一侧，微相位差膜28设置于第二偏光板26与观察者所佩戴的偏光眼镜30之间。具体的，液晶面板22具有相对的第一表面220及第二表面222。第一偏光板24位于液晶面板22的第一表面220侧设置，第二偏光板26位于液晶面板22的第二表面222侧设置。于本实施例中，液晶面板22为TN型液晶面板。

微相位差膜28上具有多个呈条状排列的第一相位延迟区域280和第二相位延迟区域282，其中，第一相位延迟区域280为相位延迟为-λ/4所在的区域，第二相位延迟区域282为相位延迟为λ/4所在的区域，第一相位延迟区域280和第二相位延迟区域282相互交替排列。需要说明的是，本实施例中采用相位延迟分别为-λ/4和λ/4的微相位差膜来进行举例说明，本发明中也可以采用相位延迟分别为-λ/2和λ/2的微相位差膜，也可以采用其他相位延迟量的微相位差膜，不再赘述。

微相位差膜28的具体形成方法可采用如下方法：首先，设置一基材284，该基材284包括三醋酸纤维素材料(triacetyl cellulose，TAC)，主要起到支撑的作用。在基材284上形成图案化取向层(patterned alignment layer)286，然后在图案化取向层286上形成光聚合型液晶分子层288，该液晶分子层288会按照图案化取向层286的图案排列形成相互交替的第一相位延迟区域280和第二相位延迟区域282，控制涂敷的液晶分子层288的厚度，达到预定的四分之一波长延迟的厚度，并在紫外光下聚合硬化，然后对液晶分子层288上贴合保护层289，保护层289包括TAC材料，保护层289表面进行过处理，处理方式有很多，一般有防反射、防眩、防静电、防刮、防污染等。具体的，形成图案化取向层286时首先在基材284上涂覆一层对紫外偏振光有敏感性的取向层，在经过第一次紫外偏振光照射后，取向层具有了统一的排列方向，即诱导液晶分子排列的能力，然后再转变紫外偏振光的偏振方向90度，在取向层和偏振光源之间置入条状黑矩阵形状光罩(stripepatterned photo mask)，受到透光部分照射的取向层的材料会重新按照第二次偏振光的方向排列，而不受光照的取向层的材料保持原来的排列方向，如此便形成图案化取向层286。

于本实施例中，第一偏光板24包括第一双折射率薄膜240以及第一偏光膜242。第一双折射率薄膜240设置于第一偏光膜242与液晶面板22之间。第一偏光板24还可以包括第一保护膜244，第一保护膜244设置于第一偏光膜242远离第一双折射率薄膜240的一侧，第一保护膜244包括TAC材料。第二偏光板26包括第二双折射率薄膜260以及第二偏光膜262。第二双折射率薄膜260设置于第二偏光膜262与液晶面板22之间。优选的，第一、第二偏光膜242、262包括聚乙烯醇材料(polyvinyl alcohol，PVA)。第一、第二双折射率薄膜240、260包括TAC材料。优选的，第一、第二双折射率薄膜240、260的面内相位延迟Re与面外相位延迟Rth分别满足67.5nm≤Re≤74.25nm以及144.25nm≤Rth≤158.7nm，其中，Re＝(nx-ny)*d，Rth＝[(nx+ny)/2-nz]*d，nx＞ny＞nz，nz是指第一、第二双折射率薄膜240、260沿z轴方向的折射率，z轴方向是指第一、第二双折射率薄膜240、260的厚度方向；nx是指第一、第二双折射率薄膜240、260沿x轴方向的折射率，x轴方向是指在正交于z轴的平面内最大折射率的方向；ny是指第一、第二双折射率薄膜240、260沿y轴方向的折射率，y轴方向是指同时正交于x轴和z轴的方向；d是指第一、第二双折射率薄膜240、260的厚度。本实施例中，第一、第二双折射率薄膜240、260的x轴的方向分别与第一、第二偏光膜242、262的透光轴的方向相同。图3为本发明实施例的第一、第二双折射率薄膜240、260的Re＝54nm、Rth＝115.4nm时的模拟图，图4为本发明实施例的第一、第二双折射率薄膜240、260的Re＝67.5nm、Rth＝144.25nm时的模拟图，图5为本发明实施例的第一、第二双折射率薄膜240、260的Re＝74.25nm、Rth＝158.7nm时的模拟图，图6为本发明实施例的第一、第二双折射率薄膜240、260的Re＝81nm、Rth＝173nm时的模拟图。图3至图6中上下左右视角分别对应于图中90、270、180和0度的四个视角，图中的黑色实线为等对比度曲线。通过比较图3至图6可知，本发明实施例的第一、第二双折射率薄膜240、260的Re值与Rth值满足67.5nm≤Re≤74.25nm以及144.25nm≤Rth≤158.7nm时，水平方向的视角可以达到180度，垂直方向的视角可以达到±16度。另外，图7为本发明实施例的立体显示装置于水平方向的串扰模拟图，图8为本发明实施例的立体显示装置于垂直方向的串扰模拟图。图7和图8中，横坐标为角度，纵坐标为比值，该比值为串扰图像与原本图像的比值，该比值越小说明串扰越小，图像质量越好。从图7及图8可以看出，在水平方向上，串扰并没有随着视角的变化发生较大的改变，而在垂直方向上视角于±16度外的范围外，串扰随着视角的变化会发生较大的改变。综上所述，与现有技术相比，本发明实施例的立体显示装置在水平方向上可以得到与使用EWV补偿膜相同的视角，而垂直方向的视角相对减小，这正与FPR串扰的特性相吻合，不需要在垂直视角进行补偿。而且本发明实施例的立体显示装置的形成工艺简单，省略了形成EWV补偿膜时复杂的工艺，而且成本也得到极大的降低。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种立体显示装置，包括：液晶面板、第一偏光板、第二偏光板、微相位差膜，该第一偏光板及该第二偏光板分别设置于该液晶面板相对的两侧且该第二偏光板设置于该液晶面板的靠近观察者的一侧，该微相位差膜设置于该第二偏光板与观察者所佩戴的偏光眼镜之间，其特征在于：

该第一偏光板包括第一偏光膜及第一双折射率薄膜，该第一双折射率薄膜设置于该第一偏光膜与该液晶面板之间，该第二偏光板包括第二偏光膜及第二双折射率薄膜，该第二双折射率薄膜设置于该第二偏光膜与该液晶面板之间，该第一双折射率薄膜及该第二双折射率薄膜的面内相位延迟Re和面外相位延迟Rth满足67.5nm≦Re≦74.25nm以及144.25nm≦Rth≦158.7nm，其中Re=(nx-ny)*d，Rth=[(nx+ny)/2-nz]*d，nx>ny>nz，d是指该第一、第二双折射率薄膜的厚度，

该微相位差膜包括基材、形成在该基材上的图案化取向层、形成在该图案化取向层上的液晶分子层以及形成在该液晶分子层上的保护层，该液晶分子层按照该图案化取向层不同的排列方向形成相互交替的第一相位延迟区域和第二相位延迟区域。

2.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于：该第一、第二双折射率薄膜的x轴的方向分别与该第一、第二偏光膜的透光轴的方向相同。

3.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于：该第一、第二双折射率薄膜包括三醋酸纤维素材料。

4.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，该第一偏光板进一步包括第一保护膜，该第一保护膜设置于该第一偏光膜远离该第一双折射率薄膜的一侧。

5.根据权利要求4所述的立体显示装置，其特征在于，该第一保护膜包括三醋酸纤维素材料。

6.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，该液晶面板为扭曲向列型液晶面板。

7.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，该基材及该保护层包括三醋酸纤维素材料。

8.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，该图案化取向层包括光敏材料。

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