CN103518155B

CN103518155B - 立体图像显示装置

Info

Publication number: CN103518155B
Application number: CN201280014764.5A
Authority: CN
Inventors: 全炳建; 朴文洙; 金信英; 柳秀英
Original assignee: LG Chemical Co Ltd
Current assignee: LG Corp
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2032-03-23
Also published as: US9279994B2; KR20120109339A; TWI463182B; CN103518155A; KR101556817B1; TW201303374A; JP5765604B2; US20140029097A1; JP2014515120A

Abstract

本发明提供了一种立体图像显示装置(下称“3D”装置)和偏光眼镜。根据该3D装置和偏光眼镜，可以观察到具有优异的串扰率和色彩特征的三维图像。

Description

立体图像显示装置

技术领域

本发明涉及一种立体图像显示装置和偏光眼镜。

背景技术

立体图像显示装置是一种能向观众传递三维信息的显示装置。

显示立体图像的方法包括，例如，使用眼镜的方法和不使用眼镜的方法。另外，使用眼镜的方法可分为使用偏光眼镜的方法和使用LC快门眼镜的方法，而不使用眼镜的方法可分为立体/多视点双眼视差法，容积法(volumetricmethods)，全息法及类似方法。

发明内容

本发明提供一种立体图像显示装置和偏光眼镜。

一个示例性立体图像显示装置(以下称“3D装置”)可以是一种能够在戴上偏光眼镜后从该显示装置观察到三维图像的装置。在一个实施方式中，3D装置可以包括带有显示部和滤光部的偏光眼镜，后面将予以描述。

偏光眼镜可以包括右眼区域(下称“GR区”)和左眼区域(下称“GL区”)。GR区可以是当观众戴上偏光眼镜后位于观众右眼前的区域，GL区可以是当观众戴上偏光眼镜后位于观众左眼前的区域。

3D装置可以包括显示部和滤光部。3D装置可以进一步包括在显示部和滤光部之间的偏光板。在一个实施方式中，3D装置可顺序包括显示部、偏光板和滤光部，以便由显示部产生的图像信号在透过偏光板后入射在滤光部上，然后在透过驱动状态中的滤光部后传递到戴着偏光眼镜的观众。

除特别定义外，用于此处的术语“驱动状态”指的是3D装置正在向观众显示三维图像的状态。

图1显示了一个示例性3D装置的说明性俯视图。图1中，箭头指出了一个方向，在驱动状态中图像信号沿此方向传播，观众106可以在戴上偏光眼镜后观察到三维图像。

图1的装置10可以包括显示部103和滤光部105，并进一步包括在显示部103和滤光部105之间的偏光板104。

如图1所示，3D装置10可进一步包括偏光板102和光源101，它们顺序地设置在显示部103的偏光板104的对面。此后，为方便描述，位于显示部103和滤光部105之间的偏光板104称为第一偏光板，位于第一偏光板对面的偏光板102称为第二偏光板。

3D装置10中的第一和第二偏光板102和104是具有传输轴和与传输轴垂直的吸收轴的光学元件。当光入射在偏光板上，偏光板只传输入射光中具有与偏光板的传输轴平行的偏光轴的光线。

在一个实施方式中，在3D装置10中，第一偏光板104的吸收轴形成为与第二偏光板102的吸收轴垂直。这种情形下，第一和第二偏光板102和104的传输轴相互垂直。这里如“竖直”、“水平”、“垂直”和“平行”的术语定义的角度指的是在其范围内可以获得预定的结果的基本竖直、水平、垂直和平行。据此，上述的术语可以包括制造误差或变化，并可包括，比如大约在±15度、±10度或±5度范围内的误差。

光源101可以是在液晶显示器(LCD)中常用的直射型或边缘型背光单元(BLU)。除此之外，可不受限制地使用各种光源。

3D装置的显示部可以产生图像信号，比如，包括在驱动状态中用于右眼的信号(下称“R信号”)和用于左眼的信号(下称“L信号”)的图像信号。在一个实施方式中，显示部可包括用于产生R信号的区域(下称“RS区域”)，其配置成在驱动状态产生R信号，和用于产生L信号的区域(下称“LS区域”)，其配置成在驱动状态产生L信号。

显示部可以是包括传输型液晶面板的区域或由液晶面板的液晶层形成的区域。传输型液晶面板可从光源101顺序地包括第一基板、像素电极、第一取向膜、液晶层、第二取向膜、公共电极和第二基板。第一基板可以具备包括作为驱动单元电连接到透明像素电极并与光源101的一侧互连的薄膜晶体(TFT)的有源驱动电路。像素电极可以包括铟锡氧化物(ITO)并可作为每个像素的电极。另外，第一和第二取向膜可以包括比如聚酰亚胺的材料。液晶层可包括垂直取向(VA)、扭曲向列(TN)、超扭曲向列(STN)，或面内切换(IPS)型液晶层。液晶层可以通过由驱动电路提供的电压由像素传输或阻挡来自光源101的光。公共电极可以包括ITO并用作公共对电极。

显示部103可以包括由至少一个像素形成的RS和LS区以作为配置成在驱动状态中产生R或L信号的区域。比如，RS或LS区可以由包括封装在液晶面板的第一和第二取向膜之间的液晶的单元像素形成，或由至少两个单元像素形成。

RS和LS区可以设置成列和/或行的方向。图2示出了RS和LS区排列的一个示例性实施方式。如图2所示，RS和LS区可以具有在相同方向延伸的条状，并可相邻地轮流设置。图3示出了RS和LS区排列的另一个示例性实施方式，且RS和LS区相邻地轮流设置成格子模式。RS和LS区的排列不限于图2和3的这些，可以采用本领域中已知的各种设计。

显示部可以根据驱动状态中的信号通过在每一区域中驱动像素产生包括R和L信号的图像信号。

例如，参考图1，当从光源101发射的光入射到第二偏光板102上时，只有与偏光板102的传输轴平行偏振的光能穿过偏光板102。当穿过偏光板102之后的光入射至显示部103上时，穿过RS区之后的光可成为R信号，且穿过LS区之后的光可成为L信号。当R和L信号都入射到第一偏光板104上时，只有与偏光板104的传输轴平行偏振的光能穿过偏光板104之后入射到滤光部105上。

滤光部105可以包括第一区和第二区，它们形成为将由显示部103产生的图像信号分成在驱动状态中具有不同偏光状态的至少两个信号。在上面描述中，第一和第二区中的一个可以是用于R信号的偏光控制区(下称“RC区”)，其设置为使来自于显示部103的信号中的R信号入射在其上，另一区域可以是用于L信号的偏光控制区(下称“LC区”)，其设置为使来自于显示部103的信号中的L信号入射在其上。在此说明书中，第一区和RC区可表示相同的意思，且第二区和LC区可表示相同的意思。

RC和/或LC区可以包括延迟(retardation)层。在一个实施方式中，LC区可包括其中光轴形成在第一方向的延迟层，且RC区可包括光轴形成为与第一方向不同的第二方向的延迟层。此处的术语“光轴”可指光传输通过相应区域时的慢轴或快轴，优选指慢轴。

在滤光部中，RC区可以具有对应于RS区的尺寸并在与RS区对应的位置以便用于从RS区产生和传输的R信号在驱动状态中入射至RC区上，且LC区可以具有对应于LS区的尺寸并在与LS区对应的位置以便用于从LS区产生和传输的L信号入射至LC区上。以上，对应于RS或LS区的RC或LC区的尺寸和位置可以是这样的尺寸和位置，通过它们从RS区产生的R信号可以入射在RC区上且从LS区产生的L信号可以入射在LC区上，并不必要两个区具备相同的尺寸和形成在相同的位置。

根据显示部的RS和LS区的排列，RC和LC区可以形成为在同一方向延伸并相邻且轮流设置的条状，或者可以形成为相邻且轮流设置的格子状。例如，当RS和LS区如图2所示设置时，RC和LC区可以设置为如图4所示形状，当RS和LS区如图3所示设置时，RC和LC区可以设置为图5所示形状。

在驱动状态中，穿过RC区之后的信号和穿过LC区之后的信号可能具有彼此不同的偏光状态。

在一个实施方式中，在穿过RC和LC区之后的信号中，一个可能是左圆偏光信号，而另一个为右圆偏光信号。这种情形下，从显示部产生的R信号可以在穿过第一偏光板之后入射至RC区，然后以左圆偏光或右圆偏光状态发射出去。同样，从显示部产生的L信号可以在穿过第一偏光板之后入射至LC区，然后以右圆偏光或左圆偏光状态发射出去以便其偏光轴的旋转方向与R信号的相对。

作为能够发射左圆和右圆偏光信号的滤光器，可使用在RC和LC区中包括λ/4波长层作为延迟层的滤光器。为了产生在相对的方向旋转的圆偏振光，RC区中λ/4波长层的光轴与LC区中λ/4波长层的光轴不同。在一个实施方式中，RC区可以包括具有形成在第一方向的光轴的λ/4波长层，LC区可以包括具有形成在与第一方向不同的第二方向的光轴的λ/4波长层。用于此处的术语“nλ波长层”指的是配置为延迟n倍入射光波长偏光的相位延迟层，n可以是1/4、1/2或3/4。

在3D装置中，滤光部的形状不限于上面提到的例子。比如，假如滤光部的RC和LC区中的一个包括3λ/4波长层，并且另一个包括λ/4波长层，可以产生左圆和右圆偏光光。在此，3λ/4波长层用λ/2波长层和λ/4波长层层压形成。

图6是说明图4或5中的RC和LC区光轴的示意性方向的示意图。在图6中，在LC区中的第一方向形成的光轴用A1表示，在RC区中的第二方向形成的光轴用A2表示。

在RC区和LC区中的光轴A1和A2可以形成为由光轴A1和A2形成的角的平分线与第一偏光板的吸收轴平行或垂直。根据这种设置，从显示部产生并传过偏光板的信号可恰好转化为左圆和右圆偏振光。结果是，可以实现高质量的三维图像，并可阻止在观察三维图像中可成为问题的串扰现象。参考图6，术语“由光轴形成的角的平分线”指的是“(θ1+θ2)度”或“(360-(θ1+θ2))度”的角的平分线。比如，如果“θ1”和“θ2”是相同的角，平分线可以形成在平行于RC和LC区的边界线L的方向。RC和LC区的光轴A1和A2也可以彼此垂直。这种状态下，比如，在图6中“(θ1+θ2)度”或“(360-(θ1+θ2))度”角可以基本为90度。根据这样的设置，可以实现三维图像的优异性能如宽视角和高对比度，还可防止串扰现象。

如果戴着偏光眼镜观察从滤光部射出并具有彼此不同的偏光状态的R和L信号，则可以观察到三维图像。

偏光眼镜包括GL区和GR区。在一个实施方式中，GL区可以包括延迟层和偏光器，且GR区也可以包括延迟层和偏光器。图7示出了偏光眼镜70的一个说明性实施方式。如图7中所示，偏光眼镜70可包括GL和GR区，他们分别包括延迟层701L和偏光器702L以及延迟层701R和偏光器702R。在图7中，箭头示出了R或L信号的传播方向。

偏光眼镜中的偏光器可以为具有形成于预定方向的吸收轴和与所述吸收轴垂直的传输轴的光学元件，如3D装置中的偏光板。

在一个实施方式中，偏光眼镜中偏光器可以设置在各自区域中以使GR区中的偏光器的吸收轴与GL区中的偏光器的吸收轴平行。此外，当眼镜放置在使连接GL和GR区中央的假想线垂直或平行于3D装置的RC区也就是第一区和3D装置的LC区也就是第二区之间的边界线的状态时，彼此平行形成的各自偏光器的吸收轴可以设置为与第一偏光板的吸收轴垂直。在这种状态下，可以观察到高质量的三维图像。

在本说明书中，用在此处的术语“连接GL和GR区中央的假想线”指的是如图8中所示的连接GR区(GR)和GL区(GL)的中央“C”的假想线“CL”，此处术语“区的中央”指的是区域的重心。

偏光眼镜的GR和GL区可以分别包括延迟层。偏光眼镜的GR和GL区中的延迟层可以使分别设置在滤光部的RC和LC区中的延迟层满足公式1或2的条件。

[公式1]

D_L＝|θ₂-θ_L|≤15度

[公式2]

D_R＝|θ₁-θ_R|≤15度

在公式1和2中，D_L是LC区中延迟层的光轴与GL区中延迟层的光轴的相对偏离度，θ₂是LC区中延迟层的光轴和第一偏光板的吸收轴形成的角度，θ_L是偏光眼镜放置在使GL区中偏光器的吸收轴与第一偏光板的吸收轴垂直的状态下GL区中延迟层的光轴与第一偏光板的吸收轴形成的角度，D_R是RC区中延迟层的光轴与RL区中延迟层的光轴的相对偏离度，θ₁是RC区中延迟层的光轴和第一偏光板的吸收轴形成的角度，θ_R是偏光眼镜放置在使GR区中偏光器的吸收轴与第一偏光板的吸收轴垂直的状态下GR区中延迟层的光轴与第一偏光板的吸收轴形成的角度。

在公式1和2中，每个角度θ₁、θ₂、θ_L或θ_R可以是从第一偏光板的吸收轴顺时针或逆时针测量的角度，但代入同一公式的每个角度应为由同一方向测量的角度。

图9是说明公式1中D_L的角方向的示意图。在此，在偏光眼镜放置在第一偏光板的吸收轴A_P垂直于GL区的偏光器的吸收轴A_G的状态下从第一偏光板的吸收轴A_P顺时针测量到LC区中的延迟层的光轴S_F的角度称为“θ₂”，从吸收轴A_P顺时针测量到GL区的延迟层的光轴S_G的角度称为“θ_L”。另外，图10是说明公式2中D_R的角度关系的示意图。在此，在偏光眼镜放置在第一偏光板的吸收轴A_P垂直于GR区的偏光器的吸收轴A_G的状态下从第一偏光板的吸收轴A_P逆时针测量到RC区的延迟层的光轴S_F的角度称为“θ₁”，从吸收轴A_P逆时针测量到GR区的延迟层的光轴S_G的角度称为“θ_R”。

在公式1中，D_L例如可以是14度以下，13度以下，12度以下，11度以下，10度以下，9度以下，8度以下，7度以下，6度以下，或5度以下。在公式2中，D_R例如可以是14度以下，13度以下，12度以下，11度以下，10度以下，9度以下，8度以下，7度以下，6度以下，或5度以下。

如果滤光部与偏光眼镜的光轴之间的关系根据公式1和/或2定义，可以提高三维图像的质量。

在戴着偏光眼镜观察从3D装置发出的图像时测量的串扰率在6％以下，5％以下，4％以下，3％以下，2％以下，1％以下或0.5％以下的范围。用于此处的术语“串扰率(CT)”指的是戴着偏光眼镜观察从3D装置发出的三维图像的情况下，暗状态的亮度(L_B)与亮状态的亮度(L_w)的百分比，其可以根据式1计算。

[式1]

CT＝100×L_B/L_w

用于此处的术语“亮状态”是指从3D装置发出的图像信号已经穿过偏光眼镜的状态，而用于此处的术语“暗状态”是指从3D装置发出的图像信号被偏光眼镜阻止的状态。例如，在形成偏光眼镜的GR区以使从3D装置发出的R信号穿过GR区而L信号被GR区阻止，且形成偏光眼镜的GL区以使从3D装置发出的R信号被GL区阻止而L信号穿过GL区的情形下，亮状态的亮度L_w可以是R信号穿过GR区之后的亮度，或是L信号穿过GL区之后的亮度。另外，这种状态下，暗状态的亮度L_B可以是R信号穿过GL区之后的亮度，或L信号穿过GR区之后的亮度。

在戴着偏光眼镜观察从3D装置发出的三维图像的情形下，亮状态的信号也就是穿过GR区之后的R信号或穿过GL区之后的L信号可具有国际照明委员会(CIE)色彩空间的三色值的从0.322到0.344范围的X值并可以具有一个国际照明委员会(CIE)色彩空间的三色值的从0.316到0.350范围的Y值。X值的下限可以是0.323、0.325、0.326或0.327，并且其上限为0.341、0.339、0.337或0.335。Y值的下限可以是0.326、0.329或0.331，并且其上限为0.340、0.338、0.337、0.336、0.335或0.334。X值和Y值可以具有选自从上限和/或下限的任意值和由上限和/或下限的任意值组合的范围。

在戴着偏光眼镜观察从3D装置发出的三维图像的情形下，暗状态的信号也就是穿过GL区之后的R信号或穿过GR区之后的L信号可具有国际照明委员会(CIE)色彩空间的三色值的从0.223到0.443范围的X值并可以具有一个国际照明委员会(CIE)色彩空间的三色值的从0.078到0.589范围的Y值。X值的下限可以是0.230、0.250、0.270、0.290、0.312、0.322或0.331，并且其上限为0.436、0.400、0.375或0.355。Y值的下限可以是0.130、0.235、0.255、0.275、0.295、0.315、0.325或0.331，并且其上限为0.537、0.432、0.400、0.355、0.345或0.335。X值和Y值可以具有选自从上限和/或下限的任意值和由上限和/或下限的值组合的范围。

为控制3D装置或偏光眼镜的串扰率和CIE色彩空间的三色值，可使用控制滤光部和/或偏光眼镜的延迟层的延迟值和/或每个延迟层的光轴之间的关系的方法。3D装置或偏光眼镜的串扰率和CIE色彩空间的三色值的控制可通过控制滤光部和偏光眼镜的延迟层的波长色散特性进行。

在一个实施方式中，作为滤光部和偏光眼镜的延迟层，可使用具有正常波长色散特性(下称“N特性”)，平坦波长(flatwavelength)色散特性(下称“F特性”)，或反向波长(reversewavelength)色散特性(下称“R特性”)的延迟层。

在本说明书中，用于描述延迟层的波长色散特性的标记“R(λ)”是指根据波长为λ纳米的光测量的延迟层的延迟值。比如，R(450)、R(550)和R(650)分别指具有450纳米、550纳米和650纳米波长的光测量的延迟值。

另外，延迟值可以是用式2计算的平面(in-plane)延迟(R_IN)，或用式3计算的厚度方向的延迟(R_TH)，优选是用式2计算的平面延迟(R_IN)。

[式2]

R_m＝(X-Y)×D

[式3]

R_TH＝(Z-Y)×D

在式2和3中，R_IN和R_TH分别是平面延迟和厚度方向延迟，X是延迟层平面内慢轴方向的折射率，Y是延迟层平面内快轴方向的折射率，Z是延迟层厚度方向的折射率，D是延迟层的厚度。

除非另外特别定义，否则，用于此处的术语“延迟层具有N特性”是指具有比R(650)/R(550)大的R(450)/R(550)。在一个实施方式中，在具有N特性的延迟层中，R(450)/R(550)可以为从1.01到1.19、从1.02到1.18、从1.03到1.17、从1.04到1.16、从1.05到1.15、从1.06到1.14、从1.07到1.13、从1.08到1.12或从1.09到1.11的范围内。在具有N特性的延迟层中，R(650)/R(550)可以为从0.81到0.99、从0.82到0.98、从0.83到0.97、从0.84到0.96、从0.85到0.95、从0.86到0.94、从0.87到0.93、从0.88到0.92或从0.89到0.91。另外，在具有N特性的延迟层中，{R(650)-R(450)}/{200×R(550)}可以为从-0.0019到-0.0001、从-0.0018到-0.0002、从-0.0017到-0.0003、从-0.0016到-0.0004、从-0.0015到-0.0005、从-0.0014到-0.0006、从-0.0013到-0.0007、从-0.0012到-0.0008、从-0.0011到-0.0009或接近-0.001的范围内。

除非另外特别定义，否则，用于此处的术语“延迟层具有F特性”是指R(450)/R(550)与R(650)/R(550)基本相同的延迟层。在一个实施方式中，在具有F特性的延迟层中，R(450)/R(550)和R(650)/R(550)可以各自为从1.01到1.19、从1.02到1.18、从1.03到1.17、从1.04到1.16、从1.05到1.15、从1.06到1.14、从1.07到1.13、从1.08到1.12或从1.09到1.11的范围内。另外，在具有F特性的延迟层中，{R(650)-R(450)}/{200×R(550)}可以在±0.0009、±0.0008、±0.0007、±0.0006、±0.0005、±0.0004、±0.0003、±0.0002、±0.0001或接近0的范围内。

除非另外特别定义，否则，用于此处的术语“延迟层具有R特性”是指具有比R(650)/R(550)小的R(450)/R(550)。在一个实施方式中，在具有R特性的延迟层中，R(450)/R(550)可以为从0.81到0.99、从0.82到0.98、从0.83到0.97、从0.84到0.96、从0.85到0.95、从0.86到0.94、从0.87到0.93、从0.88到0.92或从0.89到0.91的范围内。另外，在具有R特性的延迟层中，R(650)/R(550)可以为从1.01到1.19、从1.02到1.18、从1.03到1.17、从1.04到1.16、从1.05到1.15、从1.06到1.14、从1.07到1.13、从1.08到1.12或从1.09到1.11的范围内。更进一步，在具有R特性的延迟层中，{R(650)-R(450)}/{200×R(550)}可以为从0.0001到0.0019、从0.0002到0.0018、从0.0003到0.0017、从0.0004到0.0016、从0.0005到0.0015、从0.0006到0.0014、从0.0007到0.0013、从0.0008到0.0012、从0.0009到0.0011或接近0.001的范围内。

在一个实施方式中，滤光部的延迟层和偏光眼镜的延迟层，例如，RC区的延迟层和GR区的延迟层和/或LC区的延迟层和GL区的延迟层，可以具有相同的波长色散特性。具有相同波长色散特性的延迟层可满足式4。

[式4]

-20nm≤R₂(λ)-R₁(λ)≤20nm

式4中，R₁(λ)是根据具有λ纳米波长的光测得的滤光部的延迟层的延迟值，R₂(λ)是根据具有λ纳米波长的光测得的偏光眼镜的延迟层的延迟值。

在一个实施方式中，“R₂(λ)-R₁(λ)”的下限可为-15纳米、-10纳米或-5纳米。在一个实施发生中，“R₂(λ)-R₁(λ)”的上限可为15纳米、10纳米或5纳米。

可以通过采用具有满足上述条件的每一滤光部和偏光眼镜的波长色散特性的延迟层将三维图像的串扰率和三色值维持在合适范围内，这样，可以观察到具有优异的色彩特性的高质量的三维图像。

当滤光部和偏光眼镜的延迟层具有相同的波长色散特性时，可使用具有N、R或F特性的延迟层作为延迟层，且优选地，可使用具有R特性的延迟层。

在另一实施方式中，滤光部的延迟层和偏光眼镜的延迟层，例如，RS区的延迟层和GR区的延迟层和/或LS区的延迟和GL区的延迟，可以具有彼此不同的波长色散特性。具有不同波长色散特性的延迟层满足式5。

[式5]

-40nm≤R₂(λ)-R₁(λ)≤40nm

在式5中，R₁(λ)是根据具有λ纳米波长的光测得的滤光部的延迟层的延迟值，R₂(λ)是根据具有λ纳米波长的光测得的偏光眼镜的延迟层的延迟值。

在一个实施方式中，“R₂(λ)-R₁(λ)”的下限可为-35纳米、-30纳米、-25纳米、-20纳米、-15纳米、-10纳米或-5纳米。在一个实施方式中，“R₂(λ)-R₁(λ)”的上限可为35纳米、30纳米、25纳米、20纳米、15纳米、10纳米或5纳米。

当滤光部和偏光眼镜的延迟层具有彼此不同的波长色散特性的情况下，如果滤光部的延迟层是具有F特性的延迟层，偏光眼镜的延迟层可以是具有R或N特性的延迟层；如果滤光部的延迟层是具有N特性的延迟层，偏光眼镜的延迟层可以是具有R或F特性的延迟层；如果滤光部的延迟层是具有R特性的延迟层，偏光眼镜的延迟层可以是具有N或F特性的延迟层。

只要材料能满足每个特性的特征要求，可以无限制地使用本领域已知的多种材料作为具有N、R或F特性的延迟层，。

例如，可使用通过聚合可聚合的液晶化合物得到的液晶层、具有由单轴取向或双轴取向工艺提供的延迟的聚合物膜、或液晶层和聚合物膜的层压膜作为延迟层。

液晶层可包括由于邻接的取向层而以取向状态聚合的可聚合液晶化合物。例如，液晶层可以通过在合适的基板上形成取向层、并涂布、取向以及在取向层上聚合包括可聚合液晶化合物的液晶组合物而形成。基板可以是没有延迟的各向同性基板，或具有合适的延迟以在必要时实现合适的波长色散特性的基板。取向层可以是本领域中已知的常规取向层，例如，由顺反异构化(cis-transisomerization)、弗里斯重排(Friesrearrangement)或二聚化(dimerization)确定取向的光学取向层，它可由线偏振光的照射所诱导，并可按确定的取向对邻接的液晶层诱导取向，诸如摩擦处理(rubbing-treated)的聚酰亚胺层或丙烯酸固化(acryl-curable)树脂层的聚合物层中图案化多个槽。另外，在取向层上涂覆的可聚合的液晶化合物的种类没有特殊限定，可以使用如Merk生产的活性液晶基元(RM)或BASF生产的LC242这样已知的化合物。

另外，具有由单轴或双轴取向提供延迟的聚合物膜可以是丙烯酸(acryl)膜如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)膜，或环烯聚合物(COP)膜如聚降冰片烯(polynorbornene)(PNB)膜，但本发明并不限于此。

延迟层可通过堆叠至少上述两个聚合物膜形成，或交替堆叠至少一个液晶层和至少一个聚合物层形成。

本发明还涉及偏光眼镜，如用于观察三维图像的偏光眼镜。

可以使用偏光眼镜以用于观察从包括配置为产生图像信号的显示部，和包括配置为将来自显示部的图像信号分离为至少两个彼此具有不同偏光状态的第一和第二区的滤光部的3D装置发出的三维图像。第一和第二区可以包括延迟层。如有必要，3D装置可进一步在显示部和滤光部之间包括第一偏光板。在一个实施方式中，3D装置可以是在本说明书中先前描述的相应部分的3D装置，此种情形下，先前关于3D装置和偏光眼镜的描述可以以相同方式用于偏光眼镜部分。

在一个实施方式中，偏光眼镜可与说明书中对3D装置的描述相同。因此，偏光眼镜可包括GR区和GL区，GR区和GL区可各自包括延迟层和偏光器。

如果戴着偏光眼镜观察从3D装置发出的图像，串扰率和在亮状态及暗状态中图像信号的CIE色彩空间的三色值中的X及Y值可具有说明书中关于3D装置描述的相同范围。

为此，GR和GL区的偏光器的吸收轴以及偏光眼镜的延迟层的光轴与滤光部的延迟层的光轴的关系可以设计成如说明书中对3D装置的描述。

另外，必要时，偏光眼镜的延迟层和滤光部的延迟层可以具有N、F或R特性。这种情形下，对于偏光眼镜的延迟层和滤光部的延迟层的N、F和R特性或N、F和R特性的组合的详细描述与说明书中对于3D装置的描述相同。

有益效果

根据本发明的3D装置和偏光眼镜，可以观察到具有优异串扰率和色彩特征的三维图像。

附图说明

图1示出了一个3D装置的示意性实施方式；

图2和图3示出了LS和RS区排列的示意性实施方式；

图4和图5示出了LC和RC区排列的示意性实施方式；

图6示出了LC和RC区中延迟层的光轴之间的一个示意性关系；

图7和图8示出了用于观察三维图像的眼镜的示意性实施方式；

图9和图10示出了说明D_R和D_L的示意性实施方式；以及

图11示出了说明在实施例中使用的具有N、F或R特性的延迟层特征的图表。

<附图标记>

10：立体图像显示装置

101：光源102：第二偏光板

103：显示部104：第一偏光板

105：滤光部106：观众

70：眼镜

701L，701R：延迟层

702L，702R：偏光器

具体实施例

下面，将参照实施例和对比实施例详细描述3D装置和偏光眼镜，但装置和眼镜的范围不限于下面的实施例。

下面，在实施例中，将以下面的方式评估物理性能：

1.延迟层的延迟值

使用能够测量16穆勒矩阵也就是Axoscan(Axomatrixes)的设备来测量延迟层的延迟值。特别地，通过使用上述设备，得到延迟层的16穆勒矩阵，从而提取出延迟值。

2.串扰率评估方法

可通过下面的方法测量3D装置的串扰率。首先，将偏光眼镜放置在3D装置的常规观察点。在上面的描述中，常规观察点是距离在水平方向离3D装置的中央对应于3D装置的长度的3/2倍的位置点。假设观察者观察3D装置的中央，放置眼镜。假设观察者观察三维图像，3D装置在水平方向的长度是在水平方向相对于观察者的长度，比如，3D装置的水平长度。在3D装置发出L信号的状态下，亮度计(设备名称：SR-UL2光谱仪)放置于偏光眼镜的GL和GR区后，测量GL和GR区中的亮度。GL区后测量的亮度是亮状态亮度，且GR区后测量的亮度是暗状态亮度。测量每个区的亮度之后，可计算暗状态亮度与亮状态亮度的比率([暗状态亮度/亮状态亮度])，且其百分比被定义为串扰率。可替换地，除了亮状态和暗状态的亮度由3D装置发出的R信号测得以外，可用同样方法测量串扰率。这种情形下，在GL区后测得的亮度为暗状态亮度，而在GR区后测得的亮度为亮状态亮度。如上所述，亮度之间的百分比率([暗状态亮度/亮状态亮度])可定义为串扰率。

3.CIE色彩空间的X和Y值的测量

CIE色彩空间的X和Y值可通过下面的方法测量。偏光眼镜放置在3D装置的常规观察点。这里，常规观察点与上面测量串扰率中的描述相同。当3D装置发出L信号，亮度计(设备名称：SR-UL2光谱仪)放置于偏光眼镜的GL或GR区后，测量根据每种情况下的波长的光谱，然后可从光谱中推导出X和Y值。在上面描述中，亮状态的X和Y值可以从GL区后测得的光谱测量，暗状态的X和Y值可以从GR区后测得的光谱测量。X和Y值也可在3D装置发出的R信号时通过测量光谱获得。当发出R信号时，暗状态的X和Y值从GL区后测得的光谱获得，且亮状态的X和Y值从GR区后测得的光谱获得。

实施例1至9

3D装置配置成具有如图1所示的结构。在装置中，显示部103的RS和LS区如图2所示设置，滤光部105的RC和LC区如图4所示设置。在装置10中，滤光部的RC区具有延迟层，其中慢轴相对于第一偏光板104的吸收轴逆时针成45度形成，滤光部的LC区具有延迟层，其中慢轴相对于第一偏光板104的吸收轴顺时针成45度形成。在装置10中，第一偏光板104的吸收轴与装置10的竖直方向平行形成，第二偏光板102的吸收轴与第一偏光板104的吸收轴垂直形成。使用包括如图7所示的GL和GR区的偏光眼镜观察从3D装置发出的图像，从而可评估串扰率。偏光器702L和702R各自具有彼此平行的吸收轴，当偏光眼镜放置为使连接GL和GR区中央的假想线(图8中的假想线CL)垂直于3D装置的LC和RC区之间的边界时，第一偏光板104的吸收轴垂直于GL和GR区的偏光器的吸收轴。另外，作为GL区的延迟层的701L，当偏光眼镜放置为使偏光眼镜的偏光器的吸收轴垂直于第一偏光板104的吸收轴时，使用具有与LC区延迟层基本相同方向的光轴的延迟层。作为GR区的延迟层的701R，当偏光眼镜放置为使偏光眼镜的偏光器的吸收轴垂直于第一偏光板104的吸收轴时，使用具有与RC区延迟层基本相同方向的光轴的延迟层。在3D装置中，LC和RC区的延迟层以及GL和GR区的延迟层的种类如表1所示改变，测量串扰率和CIE色彩空间的X和Y值。结果列于表2。

[表1]

[表2]

如从表2的结果可以看到的，可以肯定，通过控制滤光部的延迟层和偏光眼镜的延迟层的波长色散特性可以控制观察三维图像时的串扰率和亮状态及暗状态中的色彩特征。

从表2的结果看出当滤光部的延迟层和偏光眼镜的延迟层的波长色散特性彼此相同时，对提高暗状态的色彩特征有益，当滤光部的延迟层和偏光眼镜的延迟层的波长色散特性彼此不同时，对提高亮状态的色彩特征有益。特别地，可能肯定，当滤光部的延迟层和偏光眼镜的延迟层都是具有R特性的延迟层时，在串扰率、亮状态及暗状态的色彩特征等各方面都能得到优异结果。

Claims

1.一种立体图像显示装置，戴着包括右眼区域和左眼区域的偏光眼镜观察到从该装置发出的图像，其中每个区域包括延迟层和偏光器，

该装置包括：

配置成产生图像信号的显示部；以及

包括第一区域和第二区域的滤光部，配置为将来自显示部的图像信号分成彼此具有不同偏光状态的至少两个信号，每个区中包括延迟层，

其中戴着偏光眼镜观察图像信号时测得的串扰率为6％以下，其中从所述立体图像显示装置发出的图像信号已经穿过偏光眼镜的亮状态中图像信号的CIE色彩空间三色值的X值和Y值分别在0.322至0.344和0.316至0.350范围内，且其中从所述立体图像显示装置发出的图像信号被偏光眼镜阻止的暗状态中图像信号的CIE色彩空间三色值中的X值和Y值分别在0.223至0.443和0.078至0.589范围内，

其中，所述滤光部的延迟层与所述偏光眼镜的延迟层具有正常波长色散特性、平坦波长色散特性或反向波长色散特性，

其中，所述滤光部的延迟层和所述偏光眼镜的延迟层具有相同的波长色散特性，并且还满足式4，

或者，所述滤光部的延迟层和所述偏光眼镜的延迟层具有彼此不同的波长色散特性，并且还满足式5：

[式4]

-10nm≤R₂(λ)-R₁(λ)≤10nm

[式5]

-40nm≤R₂(λ)-R₁(λ)≤40nm

其中R₁(λ)是对应λ纳米波长光测得的滤光部的延迟层的延迟值，且R₂(λ)是对应λ纳米波长光测得的偏光眼镜的延迟层的延迟值。

2.如权利要求1所述的立体图像显示装置，其中，所述滤光部的延迟层是λ/4波长层。

3.如权利要求2所述的立体图像显示装置，其中，所述第一区域的延迟层的光轴与所述第二区域的延迟层的光轴彼此形成在不同的方向。

4.如权利要求1所述的立体图像显示装置，其中，具有正常波长色散特性的所述延迟层的R(450)/R(550)在1.01-1.19的范围内，且具有正常波长色散特性的所述延迟层的R(650)/R(550)在0.81-0.99的范围内，所述“R(450)”、“R(550)”和“R(650)”分别对应波长为450纳米、550纳米和650纳米的光的延迟层的延迟值。

5.如权利要求4所述的立体图像显示装置，其中，具有正常波长色散特性的所述延迟层的{R(650)-R(450)}/{200×R(550)}在-0.0019至-0.0001的范围内。

6.如权利要求1所述的立体图像显示装置，其中，具有平坦波长色散特性的所述延迟层的R(450)/R(550)在1.01-1.19的范围内，且具有平坦波长色散特性的所述延迟层的R(650)/R(550)在1.01-1.19的范围内，所述“R(450)”、“R(550)”和“R(650)”分别对应波长为450纳米、550纳米和650纳米的光的延迟层的延迟值。

7.如权利要求6所述的立体图像显示装置，其中，具有平坦波长色散特性的所述延迟层的{R(650)-R(450)}/{200×R(550)}在-0.0009至0.0009的范围内。

8.如权利要求1所述的立体图像显示装置，其中，具有反向波长色散特性的所述延迟层的R(450)/R(550)在0.81-0.99的范围内，且具有反向波长色散特性的所述延迟层的R(650)/R(550)在1.01-1.19的范围内，所述“R(450)”、“R(550)”和“R(650)”分别对应波长为450纳米、550纳米和650纳米的光的延迟层的延迟值。

9.如权利要求8所述的立体图像显示装置，其中，具有反向波长色散特性的所述延迟层的{R(650)-R(450)}/{200×R(550)}在为0.0001至0.0019的范围内。

10.如权利要求1所述的立体图像显示装置，其中，所述滤光部的延迟层和所述偏光眼镜的延迟层具有相同的波长色散特性时，所述滤光部的延迟层具有反向波长色散特性。

11.如权利要求1所述的立体图像显示装置，其中，所述滤光部的延迟层和所述偏光眼镜的延迟层具有彼此不同的波长色散特性时，所述滤光部的延迟层具有平坦波长色散特性，且所述偏光眼镜的延迟层具有反向波长色散特性或正常波长色散特性。

12.如权利要求1所述的立体图像显示装置，其中，所述滤光部的延迟层和所述偏光眼镜的延迟层具有彼此不同的波长色散特性时，所述滤光部的延迟层具有正常波长色散特性，且所述偏光眼镜的延迟层具有反向波长色散特性或平坦波长色散特性。

13.如权利要求1所述的立体图像显示装置，其中，所述滤光部的延迟层和所述偏光眼镜的延迟层具有彼此不同的波长色散特性时，所述滤光部的延迟层具有反向波长色散特性，且所述偏光眼镜的延迟层具有正常波长色散特性或平坦波长色散特性。

14.用于观察从立体图像装置发出的图像的偏光眼镜，该立体图像显示装置包括：配置成产生图像信号的显示部；包括第一区和第二区的滤光部，配置为将由所述显示部产生的图像信号分为具有不同偏光状态的至少两个信号，并且每个区都有延迟层；以及在显示部和滤光部之间的第一偏光板，所述偏光眼镜包括：

右眼区域和左眼区域，每个区域包括延迟层和偏光器，

其中，戴着偏光眼镜观察到的图像的串扰率为6％以下，其中从所述立体图像显示装置发出的图像信号已经穿过偏光眼镜的亮状态中图像信号的CIE色彩空间的三色值的X值和Y值分别在0.322至0.344和0.316至0.350范围内，且其中从所述立体图像显示装置发出的图像信号被偏光眼镜阻止的暗状态中图像信号的CIE色彩空间的三色值的X值和Y值分别在0.223至0.443和0.078至0.589范围内，

[式4]

-10nm≤R₂(λ)-R₁(λ)≤10nm

[式5]

-40nm≤R₂(λ)-R₁(λ)≤40nm

15.如权利要求14所述的偏光眼镜，其中，所述右眼区域的偏光器的吸收轴与所述左眼区域的偏光器的吸收轴彼此平行形成，且在偏光眼镜放置为连接右眼区域和左眼区域中央的假想线垂直或平行于立体图像显示装置的第一和第二区之间的边界线的状态下，彼此平行形成的偏光器的吸收轴垂直于第一偏光板的吸收轴。

16.如权利要求15所述的偏光眼镜，其中，所述偏光眼镜的右眼和左眼区域的延迟层以及滤光部的第一和第二区的延迟层满足公式1或2：

[公式1]

D_L＝|θ₂-θ_L|≤15度

[公式2]

D_R＝|θ₁-θ_R|≤15度

其中D_L是第二区延迟层的光轴与左眼区域延迟层的光轴的相对偏离度，θ₂是第二区延迟层的光轴和第一偏光板的吸收轴形成的角度，θ_L是在偏光眼镜放置为使左眼区域偏光器的吸收轴垂直于第一偏光板的吸收轴的状态下左眼区域延迟层的光轴与第一偏光板的吸收轴形成的角度，D_R是第一区延迟层的光轴与右眼区域延迟层的光轴的相对偏离度，θ₁是第一区延迟层的光轴和第一偏光板的吸收轴形成的角度，且θ_R是在偏光眼镜放置为使右眼区域偏光器的吸收轴垂直于第一偏光板的吸收轴的状态下右眼区域延迟层的光轴与第一偏光板的吸收轴形成的角度。