CN103874954B

CN103874954B - 滤光片

Info

Publication number: CN103874954B
Application number: CN201280038894.2A
Authority: CN
Inventors: 朴文洙; 全炳建; 金相燮; 洪敬奇; 高铜浩; 许斗宁; 柳秀英; 李承龙
Original assignee: LG Chemical Co Ltd
Current assignee: LG Corp
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2012-08-07
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2032-08-07
Also published as: KR101472180B1; CN105334564B; JP2014527646A; JP5928755B2; US9285524B2; KR20130018595A; CN105334564A; US20140153093A1; CN103874954A

Abstract

本申请涉及一种滤光片和立体显示装置。该示例性的滤光片可以用于立体显示装置上，在没有损失亮度的情况下以宽视角观看立体影像。

Description

滤光片

技术领域

本发明涉及一种滤光片和立体显示装置。

背景技术

立体影像显示装置是一种能够显示三维影像的显示装置。由于立体显示装置可在空间中显示对象为三维图像，它可以向观看者提供对象本来的三维信息，并提供逼真的表现。立体图像显示技术大致分为立体方法和自动立体方法。另外，所述立体方法可以细分为偏光眼镜法和LC快门眼镜（LCshutterglasses）的方法，而所述自动立体方法可以细分为双眼/多视点双眼像差法、容积法和全息摄影法。

发明内容

技术问题

本发明旨在提供一种滤光片和立体显示装置。

技术方案

在一个方面中，示例性的滤光片可以包括第一区域和第二区域，所述第一区域和第二区域具有不同的延迟特性，以及第三区域，所述第三区域具有与第一区域和第二区域不同的延迟特性。在本说明书中，“具有不同延迟特性的区域”是指当所有目标区域具有延迟特性时，各区域具有在相同或不同方向上形成的光轴并且延迟水平彼此不同，或者具有在不同方向上形成的光轴而延迟水平彼此相同。在另一实施例中，“具有不同延迟特性的区域”可以包括目标区域中的任意一个为具有延迟特性的区域，而其它区域不具有延迟特性（例如光学各向同性区域）的情况。在一个实施例中，第一和第二区域具有不同的延迟特性，因此当入射线性偏振光时，线性偏振光可以被分为具有基本垂直的偏振轴的两种光，或者当入射线性偏振光时，线性偏振光可以被分为具有相反旋转方向的圆偏振光或具有相反旋转方向的椭圆偏振光。

所述滤光片可以为，例如，应用于立体显示装置的立体显示装置用滤光片。

在一个实施例中，立体显示装置（以下简称为显示装置）可以包括，如图2所示，光源4、显示单元2和滤光片1。当显示装置为偏光眼镜型时，观看者可以通过佩戴偏光眼镜看到从显示装置中输出的立体图像。

在显示装置中，在驱动状态中，光源4可以向显示单元2发出非偏振光。显示装置的术语“驱动状态”可以指操作显示装置以显示图像（如立体图像）的状态。

偏振板3A和3B可以设置在显示单元2的两侧。以下，在本说明书中，设置在显示单元2和光源4之间的偏振板3A被称为“第一偏振板”，而设置在显示单元2和滤光片1之间的偏振板3B被称为“第二偏振板”。例如，第一和第二偏振板3A和3B各自可以具有透光轴和与透光轴垂直的吸光轴。另外，第一和第二偏振板的透光轴可以以不同方向设置在显示装置，例如，彼此垂直的方向。

在本文中用于限定角度的术语“垂直”、“水平”、“正交”或“平行”可以指在能够确保预期效果的范围内基本垂直、水平、正交或平行。这些术语将制造误差或偏差考虑在内。因此，例如，每个术语可以允许在大约±15、±10、±5或±3度的误差。

在所述显示装置中，当从光源4发出的光入射到第一偏振板3A时，仅平行于所述第一偏振板的透光轴的线性偏振光可以被传递到显示单元2。

在一个实施例中，所述显示元件2可以是包括位于两块基板间的液晶层的透明液晶面板。该液晶面板可以包括，例如，第一基板24、像素电极、第一取向膜、液晶层、第二配向层、共用电极、以及第二基板25，它们从光源4依次设置。在所述第一基板上，例如，包括薄膜晶体管（TFT）和互连的有源驱动电路可以形成为电连接到透明像素电极的驱动元件。所述像素电极可以包括，例如，金属氧化物如氧化铟锡（ITO），并作为各个像素的电极。此外，例如，第一或第二取向层可以用于使液晶层的液晶取向。液晶层可以包括，例如，垂直取向（VA）、扭曲向列（TN）、超扭曲向列（STN）、或面内切换（IPS）模式的液晶。液晶层可以起到根据从驱动电路施加的电压由像素透过或阻隔从光源4发出的光的作用。共用电极可以作为，例如，共用的反电极。

在驱动状态下，所述的显示元件2可以包括能够产生用于右眼的信号（以下称为“R信号”）的区域21（下文中称为“UR区域”）和能够产生用于左眼的信号（以下，称为“长信号”）的区域22（下文中被称为“UL区域”），并且每个UR和UL区域21和22可包括至少一个像素。例如，在液晶面板中，UR或UL区域可以由包括在第一和第二取向层之间封入的液晶的至少一个单元像素形成。UR和UL区域可以被布置成列和/或行方向。

所述UR和UL区域可以形成为在共同方向上延伸的条纹形状，并且可以彼此相邻并交替排列。在另一个实施例中，所述UR和UL区域可以，如图4所示，相邻并交替排列为格子图形。

图2中，示例性的显示元件还可以包括与UR和UL区域相邻的透光控制区域23（在下文中称为“TC区域”）。术语“TC区域”可以是指形成为阻挡入射光或者吸收一部分入射光并透过另一部分光的区域。TC区域可以指，例如，具有0至20、0至15、0至10或者0至5%的入射光透射率（即透光率）的区域。

例如，所述TC区域可以是黑色矩阵。例如，当显示元件2是透明液晶面板时，所述TC区域可以是包括在通常存在于第二基板上的彩色滤光片中的黑色矩阵，其能够如上所述形成在液晶面板中。在一个实施例中，所述TC区域可以形成为包括铬（Cr）、铬和铬氧化物的双层（Cr/CrOx双层）、炭黑、含有颜料（如碳颜料）的树脂层或石墨的区域。使用上述材料形成TC区域的方法没有特别的限定。例如，TC区域可以通过形成黑色矩阵的传统方法形成，如光刻法或剥离法（lift-offmethod）。

语句“TC区域与UR和UL区域相邻”可以指TC区域存在于如下的位置：当在视角范围内的至少一个角度观察图像时，在UR和/或UL区域产生的R信号和/或L信号的传输中，至少一部分R和/或L信号入射到TC区域，并且入射到TC区域的信号被TC区域阻挡或者仅部分入射到TC区域的信号穿过TC区域被透射到滤光片。在一个实施例中，如图3所示，当UR和UL区域形成为条带图形时，TC区域可以如图5所示在UR和UL区域之间形成。在另一个实施例中，如图4所示，当UR和UL区域形成为格子图形时，TC区域可以如图6所示形成在UR和UL区域之间。

术语“视角”可以指一个角度范围，其中在UL区域中产生的L信号可以通过滤光片的用于左眼的信号偏振控制区域（在下文中被称为“FL区域”），但不通过用于右眼的信号偏振控制区域（在下文中被称为“FR区域”），然后传递至观看者，或者指一个角度范围，其中在UR区域中产生的R信号可以通过滤光片的FR区域，但不通过FL区域，然后传递至观看者。在超出视角的角度，可能会发生其中L信号通过FR区域，或者R信号通过FL区域，然后传递至观看者的串扰现象，结果造成图像质量下降。在此，所述FR和FL区域可以为能够通过控制其不同的偏振状态而输出R和L信号的滤光片的区域，并且例如，当将滤光片用于显示装置时，第一和第二区域中的任意一个可以起到FR区域的作用，并且另一个区域可以起到FL区域的作用。

在一个实施例中，与UR和UL区域相邻的TC区域可以置于UR和UL区域之间。作为将TC区域置于UR和UL区域之间的例子，所述UR、TC和UL区域顺序置于同一平面上，或者TC区域置于具有UR和UL区域的平面的顶面或底面上。当TC区域位于UR和UL区域的平面的顶面或底面上时，根据前视图，可以看到TC区域与至少一部分UR和/或UL区域重叠。

当穿过第一偏振板3A的线性偏振光透射穿过显示元件2的UR区域21时，其可以转换为R信号，而当线性偏振光透射穿过显示元件2的UL区域22的时，其可以转换为L信号。

当从显示元件2中射出R和L信号时，第二偏振板3B可以仅穿过与第二偏振板3B的透光轴平行的线性偏振光。

所述滤光片1可以将入射光分为具有不同偏振状态的至少两种光，例如如上所述在彼此垂直的方向上线性偏振的光，或者在彼此相反的旋转方向上圆偏振或椭圆偏振的光。

例如，滤光片可以被设置成使R信号可以穿过第二偏振板3B入射到FR区域中，而L信号可以穿过第二偏振板3B入射到FL区域中。通过改变不同的偏振状态，分别入射到滤光片的FR和FL区域的R和L信号可以被发射，而对于佩戴偏光眼镜观看的观看者而言，观看者可以识别出立体图像。

例如，所述滤光片可以包括偏振控制层。在偏振控制层中，可以形成上述第一至第三区域。

所述第一和第二区域可以形成为例如在相同方向上延伸的条带形状，并且可以相邻且交替设置。图7显示了如上所述设置的第一区域11和第二区域12。另外，在另一个实施例中，如图8所示，第一和第二区域11和12可以相邻且交替设置为格子图形。

例如，所述第三区域可以置于如上所述设置的第一和第二区域之间的边界上。图9为在第一和第二区域为如图7所示的状态下考虑到存在第三区域13的情况下再次说明的示意图。图10为在第一和第二区域为如图8所示的状态下考虑到存在第三区域13的情况下再次说明的示意图。

例如，当线性偏振光分别透射穿过第一和第二区域时，其可以以彼此基本垂直的方向上线性偏振的光发射。在另一个实施例中，当线性偏振光分别透射穿过第一和第二区域时，透射穿过第一区域和第二区域的光的任意一种可以以左圆偏振光或左椭圆偏振光的状态被发射，而另一种光可以以右圆偏振光或右椭圆偏振光的状态被发射。为此，第一和第二区域中的至少一个可以包括一个延迟层。例如，为了产生左和右圆偏振信号，第一和第二区域均可以包括相位延迟层，并且包括在第一区域中的延迟层和包含在第二区域中的延迟层可以是1/4波长层。为了产生旋转方向相反的圆偏振光或椭圆偏振光，形成在述第一区域中的1/4波长层的光轴与形成在述第二区域中的1/4波长层的光轴可以在不同方向上形成。在一个实施例中，第一区域可以包括作为延迟层的具有在第一方向上的光轴的1/4波长层，而第二区域可以包括作为延迟层的具有在不同于第一方向的第二方向上的光轴的1/4波长层。本文所用的术语“n波长层”可以指能够延缓入射光n倍于入射光的波长的延迟元件。在此，例如，n可以是1/2、1/4或3/4。另外，本文所用的术语“光轴”可以指在光透射穿过对应区域的过程中的慢轴或快轴，且例如可以为慢轴。

所述第一和第二区域的各方面并不限于上述这些。例如，当第一和第二区域之一包括3/4波长层，而另一个包括1/4波长层时，可以产生左圆偏振光和右圆偏振光。

在另一个实施例中，第一和第二区域之一可以是1/2波长层，而另一个可以是光学各向同性的区域。在这种情况下，分别透射穿过所述第一和第二区域的R和L信号可以从滤光片以线性偏振光的形式发出，从而具有彼此基本上垂直的方向上的偏振轴。

偏振控制层（例如形成第一和/或第二区域的波长层）和在某些情况中的第三区域可以为，例如，液晶层。例如，需要时，表现出延迟特性的液晶化合物可以取向并聚合，从而形成第一和/或第二区域。

液晶层可以包括，例如，可聚合的液晶化合物。在一个实施例中，液晶层可以包括聚合形式的可聚合液晶化合物。术语“可聚合液晶化合物”可以为包括能够表现出液晶性的部分的化合物，例如，介晶骨架和至少一个可聚合官能团。此外，“以聚合形式包括的可聚合液晶化合物”可能指该液晶化合物聚合从而形成骨架，如液晶层中的液晶聚合物的主链或侧链。

所述的液晶层也可以包括非聚合状态的可聚合液晶化合物，或者另外地包括已知的添加剂，如可聚合的非液晶性化合物、稳定剂、不可聚合的非液晶性化合物或引发剂。

在一个实施例中，包括在液晶层中的可聚合液晶化合物可包括多官能的可聚合液晶化合物和单官能的可聚合液晶化合物。

术语“多官能的可聚合液晶化合物”可以指在液晶化合物中包括至少两个可聚合官能团的化合物。在一个实施例中，多官能可聚合液晶化合物可以包括2至10个、2至8个、2至6个、2至5个、2至4、2至3、或2个可聚合的官能团。此外，术语“单官能可聚合液晶化合物”可以指在液晶化合物中包括一个可聚合官能团的化合物。当多官能和单官能可聚合化合物一起使用时，液晶层的延迟特性可以得到有效控制，并且可以稳定地维持所实现的延迟特性，如光轴或延迟层的延迟值。本文使用的术语“光轴”可以指当光透射穿过相应区域时的慢轴或快轴。

相对于100重量份的多官能可聚合液晶化合物，所述液晶层可以包括大于0至100、1至90、1至80、1至70、1至60、1至50、1至30、或1至20重量份的单官能可聚合液晶化合物。

在上述范围内时，多官能和单官能可聚合液晶化合物的组合效果可以被最大化，并且可稳定地保持所需的延迟值和光轴。除非另外定义，否则本文中的单位“重量份”可以指重量比。

在一个实施例中，多官能或单官能的可聚合液晶化合物可以是由化学式1表示的化合物。

[化学式1]

在化学式1中，A为单键、-COO-或-OCO-，并且R₁至R₁₀各自独立地为氢、卤素、烷基、烷氧基、烷氧基羰基、氰基、硝基、-O-Q-P或者化学式2的取代基，其中R₁至R₅中的一对相邻取代基或R₆至R₁₀中的一对相邻取代基可以连接以形成由-O-Q-P取代的苯基，R₁至R₁₀中的至少一个为-O-Q-P或者化学式2的取代基，或者R₁至R₅中的一对相邻取代基或R₆至R₁₀中的一对相邻取代基可以连接形成由-O-Q-P取代的苯基。在此，Q为亚烷基或烷叉基，并且P为可聚合官能团，如烯基、环氧基、氰基、羧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。

[化学式2]

在化学式2中，B为单键、-COO-或-OCO-，并且R₁₁至R₁₅各自独立地为氢、卤素、烷基、烷氧基、烷氧基羰基、氰基、硝基、或-O-Q-P，其中R₁至R₅中的一对相邻取代基或R₆至R₁₀中的一对相邻取代基可以连接以形成由-O-Q-P取代的苯基，R₁₁至R₁₅中的一对相邻取代基可以连接形成由-O-Q-P取代的苯基，R₁₁至R₁₅中的至少一个为-O-Q-P，或R₁₁至R₁₅中的一对相邻取代基可以连接形成由-O-Q-P取代的苯基。在此，Q为亚烷基或烷叉基，并且P为可聚合官能团，如烯基、环氧基、氰基、羧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。

在化学式1和2中，通过连接两个相邻的取代基形成由-O-Q-P取代的苯基可以指两个相邻的取代基彼此连接，从而形成整体上由-O-Q-P取代的萘骨架。

在化学式2中，在B左侧的标记“-”可以表示B直接连接到化学式1的苯环上。

在化学式1和2中，术语“单键”指在由A或B表示的部分没有原子。例如，在式1中，当A为单键时，在A两侧的苯环可以直接彼此连接，从而形成联苯基结构。

在化学式1和2中，卤素可以为氯、溴或碘。

术语“烷基”可以为，除非有其他具体限定，具有1至20、1至16、1至12、1至8或1至4个碳原子的直链或支链烷基，或者具有3至30、3至16或4至12个碳原子的环烷基。所述烷基可选择性地由至少一个取代基取代。

术语“烷氧基”可以为，除非有其他具体限定，具有1至20、1至16、1至12、1至8或1至4个碳原子的烷氧基。所述烷氧基可以为直链、支链或环形。另外，所述烷氧基可选择性地由至少一个取代基取代。

术语“亚烷基”或“烷叉基”可以为，除非有其他具体限定，具有1至12、4至10或6至9个碳原子的亚烷基或烷叉基。所述亚烷基或烷叉基可以为直链、支链或环形。另外，所述亚烷基或烷叉基可选择性地由至少一个取代基取代。

此外，术语“烯基”可以为，除非有其他具体限定，具有2至20、2至16、2至12、2至8、或2至4个碳原子的烯基。所述烯基可以为直链、支链或环形。另外，所述烯基可选择性地由至少一个取代基取代。

另外，在化学式1和2中，P可以为丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基，优选为丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基，并且更优选为丙烯酰氧基。

在本说明书中，作为能够被用具体官能团取代的取代基，可以使用烷基、烷氧基、烯基，环氧基、氧代基、氧杂环丁基(oxetanyl)、硫醇基、氰基、羧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基，甲基丙烯酰氧基或芳基，但本发明并不限于此。

可以为化学式1和2中至少一个，或化学式2的残基的所述–O–Q–P可以存在于R₃、R₈或R₁₃的位置。另外，彼此连接并因而形成由–O–Q–P取代的苯基的取代基可以为R₃和R₄或者R₁₂和R₁₃。而且，在化学式1的化合物或化学式2的残基中，除了–O–Q–P或化学式2的残基之外的取代基，或者除了连接形成苯基的取代基之外的取代基可以为氢、卤素、具有1至4个碳原子的直链或支链烷基、包含具有1至4个碳原子的直链或支链烷氧基的烷氧羰基、具有1至12个碳原子的环烷基、具有1至4个碳原子的烷氧基、氰基或硝基；在另一个实施例中可以为氯、具有1至4个碳原子的直链或支链烷基、具有4至12个碳原子的环烷基、具有1至4个碳原子的烷氧基、包含具有1至4个碳原子的直链或支链烷氧基的烷氧羰基或氰基。

所述可聚合液晶化合物可以以平行取向状态包括在液晶层中。在一个实施例中，所述化合物可包括在以平行取向状态聚合的液晶层中。本文使用的术语“平行取向”可表示，基于液晶层的平面，包括液晶化合物的液晶层的光轴具有约0至25、0至15、0至10、0至5或者0度的倾角。

在一个实施例中，所述偏振控制层的液晶层，例如第一和/或第二区域，可以具有慢轴方向和快轴方向之间的面内折射率差，所述面内折射率差在0.05至0.2、0.07至0.2、0.09至0.2、或0.1至0.2的范围内。在慢轴方向上的面内折射率可指在液晶层平面内显示出最高折射率的方向上的折射率，而在快轴方向上的面内折射率可指在液晶层平面内显示出最低折射率的方向上的折射率。通常，在光学各向异性的液晶层中快轴与慢轴垂直。可分别相对于具有550和589nm波长的光测量折射率。折射率的差可以根据使用由Axomatrix生产的Axoscan根据生产商说明书进行测定。此外，液晶层厚度可以大约为0.5至2.0μm或0.5至1.5μm。具有所述折射率与厚度关系的液晶层可以实现适合于应用目的的相位延迟特性。在一个实施例中，具有所述折射率与厚度关系的液晶层可适用于用于分光的光学元件。

可以存在于第一和第二区域之间边界上的第三个区域可以是，例如，具有不同于所述第一和第二区域的延迟特性的区域，或者不具有延迟特性或具有散射功能的区域。例如，第三区域可以将入射的线性偏振光输出为线性偏振光或为非偏振光。当第三区域发射出线性偏振态的线偏振光时，例如，当第一和第二区域产生在基本上相互垂直的方向上线性偏振的光时，它们便可以在不同于在相互垂直的方向上线性偏振的光的光轴的第三方向上发射线性偏振光。

例如，当将滤光片用于立体显示装置，并通过佩戴偏光眼镜观看到透射穿过第三区域的光时，光可以以相对于透射穿过第一和第二区域的光减弱的强度透射穿过偏光眼镜或被阻挡。因此，含有滤光片的显示装置可以降低例如串扰。在一个实施例中，从第三区域发出的光可以以相对于透射穿过第一和第二区域的光减弱大约30％以上、30至80％、30至75％、30％至70％、30％至65％、30至60％、30％至55％、35％至80％、40％至80％、45％至80％、35至75％、35％至70％、40％至65％、40％至60％、45％到55％或者约50％的量透射穿过偏光眼镜。

所述第三区域可以是，例如，各向同性区域、延迟区域、或光散射区域。例如，当第三区域是各向同性区域时，如液晶层的偏振控制层可以仅存在于对应于所述第一和/或第二区域的区域中，或者在对应于第三区域的区域中可以有玻璃或各向同性材料。

当第三区域是延迟区域或光散射区域时，第三区域可以是如上述的液晶层。

例如，所有的第一至第三区域可以是液晶层。在这种情况下，例如，第一区域可具有在第一方向上形成的光轴，第二区域可具有在与第一方向相同或不同的第二方向上形成的光轴，以及第三区域可以是具有在与第一和第二方向不同的第三方向上形成的光轴的区域。

在这种情况下，例如，第一和第二方向不同且彼此垂直。例如，第一和第二方向可以彼此不同，并且第三方向可以形成在与第一和第二方向之间所成角的平分线基本平行或垂直的方向上。也就是说，第三方向可满足通式1的条件。

[通式1]

2xA=(R+L)

在通式1中，A是第三方向和任意虚拟线之间的角，其是在滤光片平面上从虚拟线按顺时针方向测量的，R是虚拟线和第一方向之间的角，其是从虚拟线按顺时针测量的，而L是从虚拟线按顺时针测量的所述第二方向和虚拟线之间的角度。

例如，当滤光片为用于上述显示装置的滤光片时，可在平行于显示装置的偏振板（例如，第二偏振板）的吸光轴的方向上形成虚拟线。

使第三区域具有上述光轴的方法没有特别限制。例如，随后的液晶取向工艺中，当控制第一至第三区域的各个取向方向时，第三区域可以如上述那样形成。只要第三区域具有如上所述的光轴，其相位延迟没有特别限制，例如，考虑到可加工性，第三区域可具有与第一和/或第二区域相同的相位延迟。

当所述第三区域是散射区域时，散射物质可以存在于对应第三区域的部分中。作为散射物质的例子，可以使用非取向的液晶化合物。即，滤光片的第一和/或第二区域，如上所述，可以是取向的液晶区域，而第三区域可以是非取向的液晶区域。在随后的液晶取向工艺中不取向在对应第三区域的部分中的液晶化合物的情况下可以形成该第三区域。

所述滤光片还可以包括基层。例如，可以在所述基层上形成上述偏振控制层。

作为基层，例如，可以使用玻璃基层或塑料膜或片。作为塑料膜或片，例如可以使用具有相对于可见光区的光约80％以上或85％以上透射率的膜或片。

作为膜或片材，可以使用三乙酰纤维素（TAC）膜或片；环烯烃聚合物（COP）膜或片，如降冰片烯衍生物膜或片；聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）膜或片；聚碳酸酯（PC）膜或片；聚乙烯（PE）膜或片；聚丙烯（PP）膜或片；聚乙烯醇（PVA）膜或片；二乙酰纤维素（DAC）膜或片；聚丙烯酸酯（PAC）膜或片；聚醚砜（PES）膜或片；聚醚醚酮（PEEK）膜或片；聚醚酰亚胺（PEI）膜或片；聚乙烯萘（PEN）膜或片；聚乙烯对苯二甲酸酯（PET）膜或片；聚酰亚胺（PI）膜或片；聚砜（PSF）的膜或片；聚乙烯醇（PVA）膜或片；聚芳酯（PAR）膜或片；或无定形氟树脂膜或片。

当偏振控制层是液晶层时，所述滤光片可以进一步包括基层和液晶层之间的取向层。

取向层可以是起到在液晶层的取向工艺中通过控制取向方向来控制液晶层的光轴的作用的层。作为取向层，可以使用在本领域中已知的常规取向膜。作为取向层，可以使用能够通过照射线性偏振光引发的异构化、Fries重排或二聚化来确定取向并通过该确定的取向诱导取向至相邻地液晶层的光学取向层，聚合物层，例如摩擦聚酰亚胺层，或者其中图形化了多个凹槽区域的丙烯酸系可固化树脂层。

所述滤光片可以是，例如，通过在基层上形成取向层和在取向层上形成液晶层来制备。在此工艺中，可以通过控制用于形成取向层的区域或取向方向来形成第一至第三区域。

在这方面，各种形成取向层以制造液晶膜的方法，和使用制造的液晶膜形成液晶层的方法都是已知的，并且可以用于本发明中。

在另一个方面中，提供了一种显示装置，如立体显示装置。该显示装置可以包括所述滤光片。

所述显示装置可包括，例如，含有能够分别产生R和L信号的UR和UL区域的显示元件和滤光片。此外，显示元件可包括上述TC区域。

在该装置的驱动状态下，所述滤光片可被设置成使得R信号入射到第一和第二区域中的任意一个，而L信号入射到所述第一和第二区域中的另一个。

显示装置的每个部分的详细描述可以如上所述。

显示装置的滤光片可以包括第三区域，并且可以被布置在显示装置中以同时具有3、5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5或15度以上的满足公式1的角度“θU”和满足公式2的角度“θL”的最大值。

[公式1]

tanθ_U=(H₁+2y)/2T

[公式2]

tanθ_L=(H₁+2H₂-2y)/2T

在公式1和2中，H₁是TC区域的宽度，H₂是第三区域的宽度，T是从所述显示元件的TC区域至滤光片的第三区域的距离，而y是从平分TC区域宽度的线相对于TC区域表面的假想法线与第三区域相接触的位置到具有第三区域的部分之间的距离。

公式1和2将参照图11进行说明。

参考图11，可以看出，显示元件的L信号可以被传送给观看者而没有透射穿过第一区域11的角度(θ_U)范围和显示元件的R信号可以被传送给观看者而没有透射穿过第二区域12的角度(θ_U)范围可以由TC区域23和第三区域13之间的距离T，TC区域23和第三区域13的宽度来确定。在此，距离T可以为例如面对滤光片的TC区域的表面和面对显示部件的滤光片的表面之间的距离。

所述距离T由显示装置的规格来确定，但本发明并不特别局限于此。例如，距离T可以为大约5mm以下或大约0.5至5mm。另外，UR、UL和TC区域的宽度或第一至第三区域的宽度也可以根据显示装置的规格来确定在适当的范围内。例如，在将滤光片用于约42至50英寸的显示装置的情况下，第一和第二区域的宽度可以控制在大约50至1000、50至750或100至500μm。另外，例如，第三区域的宽度可以控制在大约50至150、50至120或70至120μm。因此，考虑到第一至第三区域的宽度，UR、UL和TC区域的宽度可以控制在例如相当的范围内。

参考图11，可以看出，当距离T彼此相同时，可以通过TC与第三区域的宽度（H₁和H₂）和相对位置来确定角度“θ_U”和“θ_L”。

参考图11，可以看出，如下确定视角“θ_U”，即，使得tanθ_U的值等于TC区域宽度H₁的一半与从相对于TC区域表面或显示部件的TC区域宽度的平分线的假想法线C与第三区域的交点到第三区域所在部分的距离y的总和(H₁/2+y)再除以距离“T”得到的值。此外，还可以看出如下确定视角“θ_L”，使得tanθ_L的值等于TC区域宽度H₁的一半与TC区域的宽度H₂减掉从TC区域宽度H₁的平分线相对于TC区域或显示元件的表面的假想法线C与第三区域相接触的点到第三区域所在部分的距离y所得值(H₂–y)的总和(H₁/2+H₂–y)除以距离“T”的值。

当观看立体图像时，在包括TC和第三区域的显示装置中，可以适当控制TC和第三区域的尺寸（例如宽度）和相对位置以确保宽视角和极佳的亮度特性。

因此，在显示装置中，当从前面观察时，相对亮度可以是60、65或70％以上，且同时，满足式1的角度“θ_U”的最大值和满足式2的“θ_L”的最大值可以为约3、5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5或15度以上。

术语“相对亮度”可以指在具有包含第三区域的滤光片或具有包含第三区域和TC区域的滤光片的显示元件中的亮度（I_T）与具有不包含第三区域的滤光片的显示元件或具有不包含第三区域和TC区域的滤光片的显示元件的亮度(I_O)的比（I_T/I_O）。

有益效果

例如，将一个示例性滤光片用于立体显示装置中，由此，可以以宽视角观看立体影像而没有损失亮度。

附图说明

图1为示例性滤光片的示意图。

图2为示例性显示装置的示意图。

图3和图4为不具有TC区域的示例性显示元件。

图5和图6显示了具有TC区域的示例性显示元件。

图7和图8显示了不具有第三区域的示例性滤光片。

图9和图10显示了具有第三区域的示例性滤光片。

图11为解释公式1和2的示意图。

附图标记说明

1：滤光片

11：第一区域

12：第二区域

13：第三区域

2：显示元件

21：UR区域

22：UL区域

23：TC区域

24、25：基板

3A、3B：偏振板

4：光源

具体实施方式

在下文中，将参考实施例和对比实施例详细说明所述滤光片，然而所述滤光片的范围并不限于以下实施例。

制备实施例：滤光片的制备

用于形成光学取向层的组合物涂布在TAC基底（折射率：1.49，厚度：80,000nm）的一个表面上以具有约的干厚度，然后在80℃烘箱中干燥2分钟。作为形成光学取向层的组合物，使用如下制备的组合物：将化学式3的含有肉桂酸酯基的聚降冰片烯（分子量（Mw）=150,000）和丙烯酰基单体的混合物与光引发剂（Irgacure907）混合，和在甲苯溶剂中溶解得到的组合物以具有2wt％的聚降冰片烯的固体含量（聚降冰片烯:丙烯酰基单体:引发剂=2:1:0.25（重量比））。

[化学式3]

随后，干燥的用于形成光取向膜的组合物被取向以形成包括第一至第三取向区域的光取向层，所述第一至第三取向区域在不同方向上取向。用掩模通过照射线性偏振光进行取向工艺，并且随后，在以大约3米/分钟的速率传送具有光学取向层的TAC基底的同时，用掩模通过向用于形成光取向层的组合物反复照射紫外线（300mW/cm²）来进行取向。如图9所示的取向区域包括第一和第二取向区域，其具有在共同的方向上延伸的条纹形状，并相邻且交替设置，并且第三取向区域存在于第一和第二取向区域之间。第一和第二取向区域在以与延伸第三取向区域的方向的45度角的顺时针或逆时针方向上取向，并且第三取向区域以与第三取向区域的延伸和取向方向平行地被取向。随后在取向了的取向层上形成液晶层。具体地，作为液晶组合物，将包括70重量份由化学式4表示的多官能可聚合液晶化合物、30重量份由化学式5表示的单官能可聚合液晶化合物、以及适量的光引发剂的所述液晶组合物涂布至具有大约1微米的干厚度，然后根据下面的取向层的取向而被取向。通过照射紫外线（300mW/cm²）大约10秒而交联并聚合所述液晶，因而形成了具有根据下面光学取向层的取向而被取向的第一至第三区域并且一般表现出1/4波长层性质的液晶层。第一至第三区域分别被形成为具有大约350、350和100微米的宽度。

[化学式4]

[化学式5]

实施例1

制备具有如图2所示的结构的装置，并且所述装置包括在制备实施例1中制备的滤光片1，和作为显示元件2的透明液晶面板。作为液晶面板，使用以下的面板，其中UR和UL区域按图5的排列设置，而通过液晶面板的彩色滤光片的黑色矩阵形成TC区域23并形成在UR和UL区域之间以与其部分重叠。所述TC区域被形成为使得与UR区域重叠的部分等于与UL区域重叠的部分。另外，滤光片1的第一至第三区域11、12和13按图9的形式设置。滤光片的排列被设置成使得，例如，在图11中y等于H₂/2。TC和第三区域之间的距离（图11中的T）为大约0.7mm。

对比实施例1

除了不形成第三区域之外，按照制备实施例1中所述的相同方法制备滤光片，而且除了仅形成第一和第二区域以具有约450μm的宽度之外，按照实施例1中所述的相同方法制备显示装置。

试验实施例1：视角的改进效果

所述视角被定义为产生7％以下的串扰的角度。试验实施例1中，通过以下方法测定串扰。首先，偏光眼镜被放置在显示装置的一个观察点。随后，当显示装置输出L信号时，将SR-UL2光谱仪放置在偏光眼镜的左眼和右眼镜片的后表面处，并测定亮度。这里，在用于左眼的镜片的后表面上测得的亮度是亮态的亮度，而并且在用于右眼的镜片的后表面上测得的亮度是暗态的亮度。测量亮度后，测量暗态下的亮度与亮态下的亮度的比（[暗态亮度]/[亮态亮度]），并将其定义为串扰。

在实施例1和对比实施例1中的装置中，通过改变显示元件的TC区域的宽度（H₁）测得的视角如下。从表1可以确认，使用滤光片，所述装置的视角提高了约3.3到3.5度。

[表1]

TC区域的宽度(H₁)(μm)	对比实施例1的视角(单位：度)	实施例1的视角(单位：度)
			0	3.5	7.0
25	4.5	8.0
			50	5.5	9.0
75	6.6	10.0
			100	7.6	11.0
125	8.6	12.0
			150	9.6	13.0
175	10.6	13.9
			200	11.5	14.9
225	12.5	15.8
			250	13.5	16.8

Claims

1.一种显示装置，包括：

显示单元，其包括能够分别为右眼和左眼产生信号的用于产生右眼和左眼信号的区域；和

具有偏振控制层的滤光片，包括：

第一和第二区域，其具有不同的延迟特性，并且形成为将入射光分成两种具有不同偏振状态的光；和

第三区域，其为具有不同于第一和第二区域的延迟特性的延迟区域、各向同性区域或光散射区域，

其中，在滤光片中，所述第一和第二区域之一设置在入射右眼信号的位置，而另一个设置在入射左眼信号的位置，

其中，所述显示单元进一步包括与产生右眼和左眼信号的区域相邻的透光控制区域，以及

其中，所述滤光片设置为使满足公式1的角度(θ_U)和满足公式2的角度(θ_L)的最大值均为3度以上：

[公式1]

tanθ_U＝(H₁+2y)/2T

[公式2]

tanθ_L＝(H₁+2H₂-2y)/2T

其中，H₁是透光控制区域的宽度，H₂是滤光片的第三区域的宽度，T是透光控制区域和滤光片的第三区域之间的距离，以及y是从平分透光控制区域宽度的线相对于透光控制区域表面的虚拟法线与第三区域相接触的位置到具有第三区域的部分的距离。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一和第二区域形成为将线性偏振光分成具有相反旋转方向的两种圆偏振光和椭圆偏振光并输出分开的光。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第三区域形成为将线性偏振光输出为线性偏振光或非偏振光。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一和第二区域具有在相同方向上延伸的条带形状并相邻且交替设置，并且第三区域设置在第一和第二区域之间。

5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一和第二区域相邻且交替设置成格子形状，并且第三区域设置在第一和第二区域之间。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一区域为具有在第一方向形成的光轴的延迟区域，所述第二区域为具有在与第一方向不同或相同的第二方向上形成的光轴的延迟区域，并且所述第三区域为具有在与第一和第二方向不同的第三方向上形成的光轴的延迟区域、各向同性区域或光散射区域。

7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一区域为具有在第一方向形成的光轴的延迟区域，所述第二区域为具有在与第一方向不同的第二方向上形成的光轴的延迟区域，并且所述第三区域为具有在与第一和第二方向不同的第三方向上形成的光轴的延迟区域。

8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述第一和第二方向彼此垂直。

9.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，等分第一和第二方向之间的角度的线与第三方向平行。

10.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一和第二区域包括水平取向的可聚合液晶化合物。

11.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一和第二区域在慢轴方向与快轴方向之间的面内折射率差为0.05至0.2，且厚度为0.5至2.0μm。

12.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述第三区域包括未取向的液晶化合物。

13.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，当从正面观察装置时，所述透光控制区域设置在用于形成右眼和左眼信号的区域之间的边界上，从而与部分用于形成右眼和左眼信号的区域重叠。

14.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，从正面观察的相对亮度为60％以上，

其中，所述相对亮度为在具有所述第三区域和所述透光控制区域的显示装置中的亮度(I_T)与在不具有所述第三区域和所述透光控制区域的显示装置中的亮度(I_O)的比(I_T/I_O)。