WO2011129625A2 - 입체 영상 표시 장치 - Google Patents

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WO2011129625A2
WO2011129625A2 PCT/KR2011/002660 KR2011002660W WO2011129625A2 WO 2011129625 A2 WO2011129625 A2 WO 2011129625A2 KR 2011002660 W KR2011002660 W KR 2011002660W WO 2011129625 A2 WO2011129625 A2 WO 2011129625A2
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plate
formula
left eye
phase difference
right eye
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PCT/KR2011/002660
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English (en)
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WO2011129625A3 (ko
Inventor
전병건
김신영
세르게이 벨리아에프
박문수
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(주)Lg화학
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/22—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type
    • G02B30/25—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type using polarisation techniques

Definitions

  • the present invention relates to a stereoscopic image display device, an optical filter for a stereoscopic image display device, glasses for stereoscopic image observation, and a method for improving the quality of a stereoscopic image.
  • a stereoscopic image display device is a display device capable of delivering three-dimensional information of an expression object to an observer.
  • the stereoscopic image display device may be classified into a glasses type device and a glassesless type device.
  • the glasses method may be classified into a polarizing glasses method and an LC shutter glasses method
  • the glasses-free method may be classified into a binocular / multi-view binocular parallax method, a volume method, or a holographic method. .
  • An object of the present invention is to provide a stereoscopic image display apparatus, an optical filter for a stereoscopic image display apparatus, glasses for stereoscopic image observation, and a method for improving the quality of a stereoscopic image.
  • the present invention includes an image display unit for generating an image signal including a right eye image light and a left eye image light, and transmits it to an observer side; And a phase difference film having a phase difference in a thickness direction and arranged to transmit an image signal transmitted from the image display part in a thickness direction to be transmitted to an observer's side.
  • each term may include an error within about ⁇ 15 degrees, preferably an error within about ⁇ 10 degrees, more preferably an error within about ⁇ 5 degrees.
  • a unit of an angle is a degree
  • a unit of a phase difference is nm
  • a unit of a crosstalk rate or brightness is cd / m ⁇ 2> .
  • each image light is accurately incident on the right eye or the left eye of the observer.
  • contrast is clearly distinguished, and image quality such as contrast ratio can be improved.
  • the stereoscopic image display device when the stereoscopic image display device is observed at an oblique angle rather than in front, it is difficult to properly block light leakage of the right eye or left eye image light, and the right eye image light is incident on the left eye of the observer or the left eye.
  • the so-called crosstalk phenomenon in which the dragon image light enters the observer's right eye occurs, and the viewing angle is also narrowed.
  • the light shielding part may be formed, but the luminance of the device is inevitably accompanied by the formation of the light shielding part.
  • a phase difference film having a phase difference in a thickness direction is disposed between a path through which an image signal enters an observer, that is, an image display unit for generating an image signal and the observer.
  • the retardation film adjusts the optical characteristics of the image signal generated from the image display unit and transmits the optical characteristic to the observer, thereby solving problems such as generation of crosstalk or reduction of viewing angle without reducing luminance, and improving stereoscopic image quality.
  • the term "drive state of a stereoscopic image display device” means a state in which the device displays a stereoscopic image.
  • the retardation film various retardation films known in the art can be used as long as they have a retardation in the thickness direction, preferably a positive retardation in the thickness direction, and for example, + C plate or + B plate. Can be used.
  • + C plate means a film that satisfies the relationship of the following general formula (1)
  • + B plate means a film that satisfies the relationship of the following general formula (2) or (3).
  • N x N y ⁇ N z
  • N x represents a refractive index in the in-plane slow axis direction of the retardation film
  • N y represents a refractive index in the in-plane fast axis direction of the retardation film
  • N z represents a refractive index in the thickness direction of the retardation film.
  • the retardation R th in the thickness direction of the retardation film may be calculated by the following general formula (4), and the plane direction retardation (R in ) of the retardation film may be calculated by the following general formula (5).
  • N x , N y and N z are as defined in Formulas 1 to 3, and d represents the thickness of the retardation film.
  • the range of the retardation in the thickness direction of the retardation film is not particularly limited and may be determined according to the type of the stereoscopic image display device or the retardation film.
  • phase difference of the + C plate of the retardation film satisfies the relationship of the following general formula 6 or 7
  • the phase difference of the + B plate may satisfy the relationship of any one of the following general formulas 8 to 11.
  • X is a phase difference in the thickness direction of the + C plate
  • X is a phase difference in the thickness direction of the + B plate.
  • Y L represents a crosstalk rate (unit: cd / m 2 ) in the left eye of the observer in the driving state of the stereoscopic imaging apparatus, and Y L is preferably 0.3 or less, more preferably. Preferably it may be 0.1 or less, More preferably, it is 0.05 or less, More preferably, it may be 0.01 or less.
  • Y R represents the crosstalk rate (unit: cd / m 2 ) in the right eye of the observer in the driving state of the stereoscopic imaging apparatus, and Y R is preferably 0.3 or less, more preferably 0.1 or less, and more preferably May be 0.05 or less, more preferably 0.01 or less.
  • the phase difference in the thickness direction of the region through which the right eye image light transmits and the region through which the left eye image light transmits may be the same or different from each other in the retardation film.
  • the distinction between the right eye image light and the left eye image light is not particularly limited.
  • the device of the present invention is a polarizing glasses type device including a polarization control layer described below
  • the right eye and left eye images The division of light may be referred to the following description according to the type of polarization control layer.
  • the phase difference in the thickness direction of the region through which the right eye image light is transmitted and the region through which the left eye image light is transmitted in the + C plate satisfies the relationship of Formula 6, or + C
  • the phase difference in the thickness direction of the region in which the right eye image light is transmitted from the plate satisfies the relation of Formula 6, and the phase difference in the thickness direction of the region in which the left eye image light is transmitted is satisfying the general formula 7, wherein + B
  • the phase difference in the thickness direction of the region in which the right eye image light is transmitted from the plate satisfies Equation 8
  • the phase difference in the thickness direction of the region in which the left eye image light is transmitted satisfies Equation 9, or the right eye image light is transmitted.
  • the phase difference in the thickness direction of the region to be satisfied satisfies Equation 10
  • the phase difference in the thickness direction of the region in which the left eye image light is transmitted may satisfy Equation 11. no.
  • the retardation in the thickness direction of the retardation film may be, for example, 30 nm to 350 nm.
  • the film when the retardation film is a + B plate, the film may have a phase difference in the plane direction along with the phase difference in the thickness direction.
  • the range of the phase difference in the plane direction may be appropriately selected in consideration of stereoscopic image quality. For example, in the range of about 120 nm to 160 nm.
  • phase differences R th and R in may be adjusted according to the type or specific configuration of the display device, and the aspect of such adjustment is in accordance with the general formula described above. desirable.
  • the type of the image display unit included in the apparatus is not particularly limited, and all image display units of various stereoscopic image display apparatuses known in the art may be used, including glasses or auto glasses.
  • the apparatus may be a three-dimensional image display device of the spectacle method, specifically, polarized glasses, in this case, the image display unit generates a video signal including the right eye and left eye image light to the observer side An image generator which can be transferred; And a polarization control layer disposed on the observer's side in the image generator and adjusted to have a different polarization state between the right eye image light and the left eye image light when the image signal is incident. It may include.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the above-described stereoscopic image display device 1.
  • the image generating unit included in the exemplary device 1 of FIG. 1 may include a light source 11, a first polarizing plate 12, an image generating layer 13, and a second polarizing plate 14. 15 may be disposed at the observer 17 side of the image generating unit.
  • the observer 17 may wear polarized glasses and observe a stereoscopic image.
  • the polarizing glasses may have a right eye lens and a left eye lens, and the right eye lens and the left eye lens may each include a polarizing plate.
  • the absorption axis of the polarizing plate included in each of the lenses differently, for example, in a direction in which both absorption axes are perpendicular to each other, the left eye image light is incident only to the left eye, and the right eye image light is also the right eye. It may be possible to make incident only.
  • the right eye lens and the left eye lens may further include a ⁇ / 4 wavelength layer together with the polarizer.
  • the absorption axes of the polarizing plates do not necessarily need to be different from each other.
  • the absorption axes of the polarizing plates of the right and left eye lenses are adjusted to be horizontal to each other, and at the same time, the ⁇ / 4 wavelength layers of the right and left eye lenses have optical axes in different directions. Adjusting method, for example, in such a way that the optical axis of the ⁇ / 4 wavelength layer of the right eye lens and the left eye lens are perpendicular to each other, the left eye image light is incident only to the left eye, and the right eye image light is only to the right eye. Can be incident.
  • the polarizing plates of the right and left eye lenses may be adjusted so that the absorption axes are adjusted in different directions, and the optical axes of the ⁇ / 4 wavelength layers of the right and left eye lenses are horizontal to each other.
  • ⁇ / 4 wavelength layer means a phase delay element capable of delaying a phase by 1/4 of each wavelength with respect to incident light.
  • the light source 11 may emit white light, which is not polarized, toward the polarizing plate 12 while using the apparatus 1 as part of the image generating unit.
  • the light source 11 for example, a conventional direct type or edge type backlight unit (BLU) used in a liquid crystal display may be used.
  • BLU edge type backlight unit
  • the first polarizing plate 12 is arranged on the light source 11 side.
  • the first polarizing plate 12 may have a transmission axis and an absorption axis orthogonal to the transmission axis.
  • the first polarizing plate 12 transmits light having a polarization axis parallel to the transmission axis direction.
  • the direction of the polarization axis is the vibration direction of the electric field in the light.
  • the image generating layer 13 may include, for example, a single or a plurality of pixels PIXELs capable of generating left or right eye image light, arranged in a row and / or column direction. It may be a transmissive liquid crystal display panel. Such a display panel generates a video signal including left and right eye video light by driving each pixel in accordance with a signal while the device 1 is being used, and generates the generated video signal using a second polarizing plate ( 14).
  • the display panel may include, for example, a substrate, a pixel electrode, an alignment layer, a liquid crystal layer, an alignment layer, a common electrode, a color filter, and a substrate sequentially disposed from the light source side 11.
  • the display panel may form a right eye image generation region UR for generating a right eye image and a left eye image generation region UL for generating a left eye image by combining each unit pixel or two or more pixels.
  • the left eye image generating region UL and the right eye image generating region UR are alternately arranged with each other while forming a stripe image extending in a common direction, as shown in FIG. As shown in Fig. 1 may be arranged alternately while forming a grid pattern.
  • the right eye image and the left eye image are generated in the right eye and left eye image generation regions, respectively.
  • the image generating region R for the right eye may be formed.
  • the light passing through becomes the right eye image light
  • the light passing through the left eye image generation region L becomes the left eye image light.
  • the right eye and left eye image light may be linearly polarized light having a polarization axis in a specific direction, and the polarization axes may be in the same direction.
  • the second polarizing plate 14 is arranged on the observer side. When the right and left eye image lights are incident, the second polarizing plate 14 transmits light parallel to the transmission axis of the polarizing plate 14.
  • the transmission axes of the first and second polarizing plates 12 and 14 may be disposed to form an angle of 90 degrees with each other.
  • the polarization control layer 15 includes a right eye image polarization control area AR and a left eye image polarization control area AL.
  • the right eye image polarization adjusting region AR is an area for adjusting the polarization state of the right eye image light generated and transmitted in the right eye image generating region UR, and is arranged to allow the right eye image light to be incident thereon.
  • the left eye image polarization adjusting area AL is an area for adjusting the polarization state of the left eye image light generated and transmitted in the left eye image generation area UL, and is arranged to allow the left eye image light to be incident thereon.
  • the right eye and left eye image generating regions of the image generating layer 13 are arranged in the form as shown in FIG.
  • the polarization control regions AR and AL are arranged according to the same as in FIG. 4.
  • the image generating regions UR and UL are arranged as shown in FIG. 3
  • the polarization control regions AR and AL may be arranged as shown in FIG. 5, but embodiments of the present invention are not limited thereto.
  • the right eye and left eye image light transmitted through the polarization control layer 15 have different polarization states.
  • the right eye and left eye image light may be light linearly polarized to have a direction substantially perpendicular to each other, or may be left circularly polarized light and right circularly polarized light.
  • a phase difference film 16 is disposed between an image generator and an observer 17.
  • the retardation film 16 is a film having a retardation in the thickness direction, and is disposed such that the video signal passes through the thickness direction of the retardation film 16 in the process of transmitting the video signal to the observer 17.
  • the retardation film 16 is attached to and integrated with the polarization control layer 15 of the image display unit, or is worn by the observer 17. It may be attached to.
  • the polarization control layer 15 includes right eye and left eye image light polarization control regions AR and AL, and an image for right eye and left eye which has passed through the polarization control layer 15.
  • the light may be linearly polarized to have directions substantially perpendicular to each other, or may be left and right polarized.
  • the polarization control layer when the right eye and left eye image light are left or right polarized light, respectively, the polarization control layer includes a right eye image light polarization control region and a left eye image light polarization control region, and the polarization
  • the adjustment layer includes a? / 4 wavelength layer disposed in the right eye and left eye image light polarization adjusting regions, and the? / 4 wavelength layer disposed in the right eye image light polarization adjusting region and the left eye image light polarization control.
  • the ⁇ / 4 wavelength layers disposed in the region may have different optical axes from each other.
  • the optical axis may mean a fast axis or a slow axis when incident light passes through a corresponding area.
  • the optical axis of the lambda / 4 wavelength layer disposed in the right eye image light polarization control region and the optical axis of the lambda / 4 wavelength layer disposed in the left eye image light polarization control region may be 90 degrees.
  • this type of polarization control layer may be referred to as a “patterned ⁇ / 4 wavelength layer”.
  • the polarization control layer for generating left and right polarized light includes a right eye image light polarization control region and a left eye image light polarization control region, and the polarization control layer includes a right eye and a left eye It may also include a lambda / 4 wavelength layer disposed in the dragon image light polarization control region and a lambda / 2 wavelength layer disposed in only one of the right and left eye image light polarization adjustment region.
  • a polarization control layer may be referred to as a ( ⁇ / 2 + ⁇ / 4) wavelength layer.
  • the definition of the ⁇ / 4 wavelength layer is as described above, and the term " ⁇ / 2 wavelength layer" means a phase delay element capable of delaying a phase by 1/2 of each wavelength with respect to incident light. do.
  • the observer who observes the image signal includes a right eye lens and a left eye lens, and the right eye lens and the left eye lens are respectively.
  • An image signal may be observed while wearing polarizing glasses including a ⁇ / 4 wavelength layer and a polarizing plate.
  • the polarizing glasses including the ⁇ / 4 wavelength layer as described above may be referred to as circularly polarized glasses.
  • the left-eye and right-eye lenses of the circularly polarized glasses may include a lens, a polarizing plate, and a ⁇ / 4 wavelength layer sequentially from the viewer's side when the viewer wears the glasses.
  • the image signal may include a lens for the right eye and the left eye, and the right eye and the left eye lenses may wear polarizing glasses including polarizing plates, respectively, and observe the image signal.
  • polarizing glasses including polarizing plates, respectively, and observe the image signal.
  • such type of polarized glasses may be referred to as linear polarized glasses.
  • the optical axis of the wavelength layer and the absorption axis of the polarizing plate may be adjusted as described above.
  • the retardation film may be a + C or + B plate.
  • the right eye image light refers to light transmitted through a region where only the ⁇ / 4 wavelength layer exists in the polarization control layer, and the left eye image.
  • the light may refer to light transmitted through a region in which the ⁇ / 2 wavelength layer and the ⁇ / 4 wavelength layer exist simultaneously in the polarization control layer.
  • the retardation in the thickness direction determined according to Formula 6 or 7 may be, for example, about 50 nm to 270 nm.
  • the phase difference in the thickness direction of the region through which the right eye image light is transmitted in the + C plate may be adjusted according to Equation 6 above, for example, 140 nm to 200 nm, preferably 150 nm to 190 nm.
  • the phase difference in the thickness direction of the region through which the left eye image light passes may be adjusted according to Formula 7, for example, 60 nm to 120 nm, preferably 70 nm to 110 nm.
  • the observer may wear the circularly polarized glasses and observe the stereoscopic image display device, but the present invention is not limited thereto.
  • the position thereof is not particularly limited, and for example, may be attached to the polarization control layer of the image display unit or to the front surface of the polarizing glasses. Can be.
  • the phase difference in the thickness direction between the left eye image light and the right eye image light it is preferable to attach it to the entire surface of the polarizing glasses for the convenience of the process.
  • the retardation in the thickness direction determined according to the general formula may be, for example, about 50 nm to 350 nm.
  • the plane direction retardation R in of the + B plate may be, for example, about 120 nm to 160 nm.
  • the phase difference in the thickness direction of the region through which the right eye image light is transmitted in the + B plate may be adjusted by Equation 8, for example, 150 nm to 350 nm, preferably 200 nm to 300 nm.
  • the phase difference in the thickness direction of the region through which the left eye image light is transmitted may be adjusted by Formula 9, and may be, for example, 50 nm to 250 nm, preferably 100 nm to 150 nm. .
  • the phase difference in the thickness direction in the region through which the left eye image light transmits and the region through which the right eye image light transmits is preferably different from each other.
  • the observer may wear the above-mentioned linearly polarized glasses and observe the stereoscopic image display device, but is not limited thereto.
  • the arrangement position of such retardation film is as above-mentioned.
  • the retardation film may be a + C plate or a + B plate, but more preferably a + C plate.
  • the polarization control layer is a patterned ⁇ / 4 wavelength layer
  • light passing through any one of the ⁇ / 4 wavelength layers among the ⁇ / 4 wavelength layers having different optical axes is designated as right-eye image light.
  • the light passing through the region of the ⁇ / 4 wavelength layer having an optical axis different from the above can be designated as the left eye image light.
  • the retardation in the thickness direction determined according to the general formula may be, for example, about 30 nm to 350 nm.
  • the phase difference in the thickness direction of the region through which the right eye image light is transmitted in the + C plate may be adjusted according to the general formula (6), for example, 150 nm to 350 nm, preferably 200 nm to 300 nm.
  • the phase difference in the thickness direction of the region through which the left eye image light is transmitted may also be adjusted according to Equation 6, for example, 50 nm to 250 nm, preferably 100 nm to 150 nm.
  • the observer may wear the circularly polarized glasses and observe the stereoscopic image display device, but the present invention is not limited thereto.
  • the arrangement position of such retardation film is as above-mentioned.
  • the polarization control layer when the polarization control layer generates linearly polarized light such that the polarization control layers have substantially perpendicular directions, the polarization control layer includes a right eye image light polarization control region and a left eye.
  • the image light polarization control region, wherein the polarization control layer may include a lambda / 2 wavelength layer disposed only in any one of the right or left eye image light polarization control region.
  • this type of polarization control layer may be referred to as a “patterned ⁇ / 2 wavelength layer”.
  • the retardation film may be a + C plate or a + B plate, but more preferably a + B plate.
  • the right eye image light refers to light transmitted through a region where the ⁇ / 2 wavelength layer does not exist in the polarization control layer
  • the left eye image light is The light transmitted through the region in which the ⁇ / 2 wavelength layer is present in the polarization control layer may be referred to.
  • the phase difference in the thickness direction of the + B plate determined according to the general formula may be, for example, about 50 nm to 350 nm.
  • the plane direction phase difference R in of the + B plate may be, for example, about 120 nm to 160 nm.
  • the phase difference in the thickness direction of the region through which the right eye image light is transmitted in the + B plate may be adjusted according to Formula 10, for example, 150 nm to 350 nm, preferably 200 nm to 300 nm.
  • the phase difference in the thickness direction of the region through which the left eye image light is transmitted may be adjusted according to Formula 11, for example, 50 nm to 250 nm, preferably 100 nm to 200 nm.
  • the observer may wear the circularly polarized glasses and observe the stereoscopic image display device, but the present invention is not limited thereto.
  • the arrangement position of such retardation film is as above-mentioned.
  • the specific kind of retardation film which can be used by the above-mentioned content is not specifically limited, As long as it shows the retardation characteristic of the range mentioned above, all the various retardation films known in this field can be used.
  • the retardation film may be a liquid crystal film or a conventional polymer film, and in the case of the polymer film, the retardation film may be a polymer film whose phase difference is adjusted in a thickness direction through uniaxial or biaxial stretching.
  • the present invention also includes a polarization control layer that can be output by adjusting the image signal including the right eye image light and the left eye image light, the right eye and left eye image light to have a different polarization state; And a phase difference film attached to a side from which the image signal is emitted from the polarization control layer and having a phase difference in the thickness direction.
  • the optical filter is intended to be applied to the stereoscopic image display device of the polarizing glasses method described above, and is an optical filter in which a retardation film for improving the image quality is attached to and integrated with the polarization control layer.
  • FIG. 6 shows a form in which the retardation film 16 is attached to the polarization control layer 15 as one exemplary optical filter 6.
  • an arrow indicates an advancing direction of an image signal including left and right eye image lights when the stereoscopic image display device is driven.
  • the above-described content may be applied to the retardation values such as specific types of retardation films, retardation, and the like.
  • the retardation film included in the optical filter is a + C plate whose phase difference satisfies the following general formula 6 or 7, or as a + B plate, the phase difference is any one of the following general formulas 8 to 11 Can satisfy the relationship.
  • X is a phase difference in the thickness direction of the + C plate
  • X is a phase difference in the thickness direction of the + B plate.
  • Y R and Y L are the crosstalk rates (Cd / m 2 ) in the left eye and the right eye, respectively, when the stereoscopic image display device to which the optical filter is applied is preferably.
  • the polarization control layer in the optical filter constitutes the polarization control layer in the above-described stereoscopic image display device.
  • the aforementioned patterned ⁇ / 2 or ⁇ / 4 wavelength layer or ( ⁇ / 2 + ⁇ / 4) wavelength layer are known, and the configuration of the polarization control layer is known. In the city, all of the above known methods may be used.
  • the polarization control layer is disposed on the side where the image signal generated by the image display unit is incident, and the image signal transmitted through the polarization control layer is transmitted to the observer side via the retardation film. Can be.
  • the method of attaching the retardation film to the polarization control layer is not particularly limited, and for example, may be configured by laminating using a conventional pressure-sensitive adhesive or an adhesive.
  • the present invention also has a right eye lens and a left eye lens, wherein the right eye lens and the left eye lens are each related to a polarizing glasses for stereoscopic image observation including a phase difference film and a polarizing plate having a phase difference in a thickness direction.
  • the polarizing glasses are used for observing an image emitted from the stereoscopic image display device of the polarizing glasses type, for example, and a phase difference film for improving the image quality on the front surface of the circularly polarized or linearly polarized glasses described above is provided. It may be a polarizing glasses of the attached form.
  • FIG. 7 is a view showing exemplary polarizing glasses, and FIG. 7A shows the left eye lens including the polarizing plate 71L and the retardation film 72L and the right eye of the observer, which is located on the left eye LE of the observer.
  • the polarizing glasses including the right eye lens including the polarizing plate 71R and the retardation film 72R as positioned at RE) are shown. Arrows in Figs. 7A and 7B show directions of an image signal incident to an observer.
  • the above-described content may be applied to the retardation values such as specific types of retardation films, retardation, and the like.
  • the retardation film included in the polarizing glasses as the + C plate, the phase difference satisfies the relationship of the following general formula 6 or 7, or as + B plate, the phase difference is any one of the following general formulas 8 to 11 Can satisfy the relationship.
  • X is a phase difference in the thickness direction of the + C plate
  • X is a phase difference in the thickness direction of the + B plate.
  • Y R and Y L are crosstalk rates (Cd / m 2 ) in the left eye and the right eye, respectively, in the process of observing stereoscopic images using the polarizing glasses, and preferably the numerical value is 0.3 or less, more preferably 0.1 or less, more preferably 0.05 or less, and still more preferably 0.01 or less.
  • the left eye and right eye lenses may further include a ⁇ / 4 wavelength layer.
  • the absorption axes of the polarizing plates included in the right and left eye lenses are horizontal to each other, and the ⁇ / 4 wavelength layers included in the right and left eye lenses have different optical axes.
  • the absorption axes of the polarizing plates included in the right eye and left eye lenses may have different directions, and the ⁇ / 4 wavelength layers included in the right eye and left eye lenses may have parallel optical axes.
  • FIG. 7B is an exemplary view of a polarizing glasses, which is located in the left eye LE of an observer and includes a left eye lens including a polarizing plate 71L, a ⁇ / 4 wavelength layer 73L, and a phase difference film 72L.
  • the polarizing glasses including the right eye lens including the polarizing plate 71R, the ⁇ / 4 wavelength layer 73R, and the retardation film 72R as being positioned in the right eye RE of the observer.
  • the present invention also provides a method for improving the quality of a stereoscopic image displayed through an image display unit which generates an image signal including right eye and left eye image light to be incident to the observer's right eye and left eye, respectively, and transmits it to the observer's side. And reposing a phase difference film having a phase difference in a thickness direction so that an image signal emitted from the image display unit may pass through the phase difference film in a thickness direction and be transmitted to an observer. will be.
  • the stereoscopic image display device, the optical filter, or the manufacturing method of the polarizing glasses which can improve stereoscopic image quality by placing an appropriate phase difference film between the image display unit and the observer.
  • the method may be a method of using a stereoscopic image display device in which an observer wears the polarized glasses and observes a stereoscopic image.
  • the specific type of the retardation film, the retardation value, and the arrangement position in the apparatus or the glasses may be equally applied.
  • the retardation film used in the method is a + C plate whose retardation satisfies the relationship of the following general formula 6 or 7, or as a + B plate, the retardation of any of the following general formulas 8 to 11 Can satisfy the relationship.
  • X is a phase difference in the thickness direction of the + C plate
  • X is a phase difference in the thickness direction of the + B plate.
  • Y R and Y L are the crosstalk rates (Cd / m 2 ) in the left eye and the right eye, respectively, when the stereoscopic image display device is driven.
  • the numerical values are respectively or simultaneously 0.3. Or less, more preferably 0.1 or less, more preferably 0.05 or less, and still more preferably 0.01 or less.
  • the method is a manufacturing method such as a stereoscopic image display device, an optical filter, or polarizing glasses, other specific steps or types of parts to be used, as long as the above-described retardation film is disposed at an appropriate position during the method Is not particularly limited, and all of the general contents known in the art may be applied.
  • the present invention provides a stereoscopic image display device and an optical filter for a stereoscopic image display device, which can prevent crosstalk or decrease the viewing angle without reducing luminance when displaying a stereoscopic image, and can improve image quality such as contrast ratio.
  • the present invention can provide a polarizing glasses for observing stereoscopic images or a method for improving the quality of stereoscopic images.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating one exemplary display device.
  • FIGS. 2 and 3 exemplarily illustrate the arrangement of the right eye and left eye image generation regions in the stereoscopic image display apparatus.
  • 4 and 5 are diagrams exemplarily showing the arrangement of the right and left eye polarization control regions of the polarization control layer of the stereoscopic image display device.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an optical filter for an exemplary stereoscopic image display device.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an exemplary polarizing glasses for stereoscopic image observation.
  • the retardation of the retardation film is measured using light having a wavelength of 550 nm or 589 nm.
  • Axoscan manufactured by Axomatrics
  • a device capable of measuring 16 Muller Matrix, 16 Muller matrices of the retardation film are measured according to the manufacturer's manual, and the phase difference is extracted therefrom. .
  • the crosstalk rate of a stereoscopic imaging apparatus may be defined as a ratio of luminance in a dark state and a bright stat, and a method of measuring the crosstalk rate according to each stereoscopic image display apparatus is known in the art.
  • a method of measuring the crosstalk rate according to each stereoscopic image display apparatus is known in the art.
  • the crosstalk rate in this embodiment using the stereoscopic image display device of the polarizing glasses method is measured in the following manner. First, polarizing glasses for stereoscopic image observation are placed at a normal observation point of the stereoscopic image display apparatus.
  • the observation point when the observer observes a stereoscopic image, the observation point is a distance that is 3/2 times the length of the horizontal direction of the stereoscopic image display device from the center of the stereoscopic image display device.
  • the horizontal length of the stereoscopic image display device may be a horizontal length based on the observer, for example, a horizontal length of the image display device when a viewer observes a stereoscopic image. .
  • the luminance meter (equipment name: SR-UL2 Spectrometer) is disposed on the back of the left and right eye lenses of the polarizing glasses while the stereoscopic image display device outputs the left eye image. Measure the brightness.
  • the luminance measured at the back of the left eye lens is the brightness of the bright state
  • the luminance measured at the back of the lens of the right eye is the brightness of the dark state.
  • the ratio of the brightness of the dark state to the brightness of the bright state ([brightness of the dark state] / [brightness of the bright state]) is obtained and defined as the crosstalk rate Y L in the left eye. can do.
  • the crosstalk rate Y R in the right eye may be measured in the same manner as described above, and the luminance may be measured by measuring the brightness in the light and dark states while the stereoscopic image display device is outputting the right eye image.
  • the brightness measured at the back of the left eye lens is the brightness of the dark state
  • the brightness measured at the back of the right eye lens is the brightness of the light state
  • the ratio ([brightness of the dark state / brightness of the light state) is the same. ])
  • the crosstalk rate according to the horizontal viewing angle is evaluated in the following manner.
  • the polarizing glasses for stereoscopic image observation are placed at a normal viewing point of the stereoscopic image display device, and the viewing angle is 0 degrees in the horizontal direction with respect to the observer.
  • the crosstalk rates (Y L and Y R ) are measured in the same manner as in item 2 above, with 5 degrees increments up to 80 degrees.
  • the angle of the observer's gaze when the observer observes the center of the stereoscopic image display device at a normal observation point is set as a reference (0 degree), and the degree of change in the observer's gaze in the horizontal direction based on the reference.
  • the angle of is measured.
  • the crosstalk rate in said 2. item is the numerical value measured at the observation angle of 0 degree.
  • the brightness of the crosstalk relative to the horizontal viewing angle is determined by placing the polarizing glasses for stereoscopic image observation at a normal observation point of the stereoscopic image display device as described in the above 3. Evaluation method of the crosstalk rate.
  • the observation angle is measured in the same manner as in item 2. while varying the observation angle by 5 degrees from 0 to 80 degrees in the horizontal direction.
  • Crosstalk than a brightness corresponding to the horizontal viewing angle of the left eye (left CR) is to be calculated by the formula 12, the luminance (CR right) compared to the crosstalk of the horizontal viewing angle of the right eye is to be calculated by the formula 13.
  • CR left luminance of the left eye image light transmitted through the left eye area of the polarizing glasses / crosstalk rate in the left eye (Y L )
  • CR right luminance of the right eye image light transmitted through the right eye area of the polarizing glasses / crosstalk rate in the right eye (Y R )
  • the ⁇ / 4 wavelength layer having a slow axis of 45 degrees with respect to the transmission axis of the polarizing plate (14 of FIG. 1) is provided in the polarization control region (R of FIG. 1) of the right eye image light.
  • a polarizing film including a right eye lens and a left eye lens, and having a transmission axis oriented at 90 degrees with respect to the transmission axis of the polarizing plate 14 of FIG. 1, on the right eye lens, transmission of the polarizing plate 14 of FIG. 1.
  • a ⁇ / 4 wavelength layer having a slow axis oriented at 45 degrees with respect to the axis and a + C plate are sequentially attached, and having a transmission axis oriented at 90 degrees with respect to the transmission axis of the polarizer (14 in FIG. 1) on the left eye lens.
  • a polarizing glasses circularly polarized glasses
  • a ⁇ / 4 wavelength layer having a slow axis oriented at -45 degrees relative to the transmission axis of the polarizing plate (14 in FIG. 1), and a + C plate are sequentially attached.
  • the crosstalk rate observed in the left or right eye is measured in the above-described manner while changing the phase difference in the thickness direction of the + C plate attached to the left and right eye lenses, and the result is shown in FIG. 8. It was.
  • the + C plate a retardation film produced by using a photocurable vertical alignment liquid crystal having a birefringence ( ⁇ n) of 0.1 as a retardation film of a conventional liquid crystal film type was used.
  • Fig. 8A shows the crosstalk rate Y L in the left eye in the above case, where the x axis represents the phase difference in nm in the thickness direction of the + C plate, and the y axis represents the crosstalk rate Cd. / m 2 ).
  • the lens for the right eye was a liquid crystal film prepared by coating a + C plate having a phase difference in the thickness direction of 170 nm (a photocurable vertical alignment liquid crystal having a birefringence ⁇ n of 0.1 to a thickness of 1.7 ⁇ m).
  • Type retardation film a photocurable vertical alignment liquid crystal having a birefringence ( ⁇ n) of 0.1 nm) having a thickness of 90 nm with a thickness of 0.9 ⁇ m.
  • the stereoscopic image display device and the polarizing glasses were configured in the same manner as in Example 1, except that the type of retardation film) was attached.
  • the stereoscopic image display device and the polarizing glasses were constructed in the same manner as in Example 2 except that the + C plate was not attached to the right and left eye lenses.
  • FIG. 9A shows the crosstalk rate in the left eye according to the horizontal viewing angle, where the x-axis shows the horizontal viewing angle (unit: degrees), and the y-axis shows the crosstalk rate (Cd / m 2 ).
  • 9 (b) shows the crosstalk rate in the right eye according to the horizontal viewing angle, the x-axis shows the horizontal viewing angle (unit: degrees), and the y-axis shows the crosstalk rate (Cd / m 2 ).
  • the dotted line in each figure shows the result about Comparative Example 1, and the solid line shows the result about Example 2.
  • the luminance compared to the crosstalk according to the horizontal viewing angle was measured in the above manner, and this is illustrated in FIG. 10.
  • the x-axis represents a horizontal viewing angle (unit: degrees) and the y-axis represents luminance CR left .
  • the x-axis represents a horizontal viewing angle (unit: degrees)
  • the y-axis represents luminance CR right .
  • the dotted line in each figure shows the result about Comparative Example 1
  • the solid line shows the result about Example 2.
  • a polarizing film including a right eye lens and a left eye lens, wherein the polarizing film has a transmission axis oriented at 90 degrees with respect to the transmission axis of the polarizing plate (14 of FIG. 1) of the display device on the right eye lens, and a phase difference in a plane direction.
  • a + B plate having a (R in ) of 140 nm is sequentially attached, and a polarizing film having a transmission axis oriented at 90 degrees on the left eye lens and a + B plate having a phase difference (R in ) of 140 nm in the plane direction are sequentially.
  • the stereoscopic image display device and the polarizing glasses were configured in the same manner as in Example 1, except that the polarizing glasses (linear polarized glasses) attached thereto were configured, and the image emitted from the stereoscopic image display device thus constructed was observed.
  • the crosstalk rate observed in the left or right eye is measured in the above-described manner while changing the phase difference in the thickness direction of the + B plate attached to the left and right eye lenses, and the result is shown in FIG. 11. It was.
  • a COP (cyclic olefin polymer) type phase difference film commonly used as a + B plate was used as the + B plate.
  • Fig. 11 (a) shows the crosstalk rate Y L in the left eye, where the x-axis shows the phase difference (unit: nm) in the thickness direction of the + B plate, and the y-axis shows the crosstalk rate (Cd / m 2 ). Indicates.
  • FIG 11 (b) shows the crosstalk rate (Y R ) in the right eye, where the x axis represents the phase difference (unit: nm) in the thickness direction of the + B plate, and the y axis represents the crosstalk rate (Cd / m). 2 ).
  • the right eye lens has a + B plate (COP (cyclic olefin polymer) type phase difference film (thickness: 80 ⁇ m)) having a phase difference of 240 nm in thickness direction and 137.5 nm in surface direction. And a + B plate (COP (cyclic olefin polymer) series retardation film (thickness: 80 ⁇ m)) having a phase difference of 130 nm and a thickness of 137.5 nm in the plane direction to the left eye lens. Except for the three-dimensional image display device and the polarizing glasses were configured in the same manner as in Example 3.
  • COP cyclic olefin polymer
  • the display device and the polarizing glasses were configured in the same manner as in Example 4 except that the + B plate was not attached to the right eye and left eye lenses.
  • Luminance due to the crosstalk of the left eye image light and the right eye image light according to the horizontal viewing angle in the process of using the apparatus of Example 4 and Comparative Example 2 was measured in the above manner, and it is shown in FIG. 13.
  • the x-axis represents a horizontal viewing angle (unit: degrees)
  • the y-axis represents luminance CR left .
  • the x axis represents a horizontal viewing angle (unit: degrees)
  • the y axis represents luminance CR right .
  • the dotted line in each figure shows the result about the comparative example 2, and the solid line shows the result about Example 4.
  • ⁇ / 2 having a structure as shown in FIG. 1, but having a slow axis oriented at -45 degrees relative to the transmission axis of the polarizing plate 14 of FIG. 1 only in the polarization control region (L of FIG. 1) of the left eye image light.
  • a polarization control layer (15 in FIG. 1) (patterned? / 2 wavelength layer) in which the wavelength layer is located, and a + B plate having a phase difference of 140 nm in the plane direction is attached to the entire surface of the polarization control layer
  • the device was configured. Subsequently, a right eye lens and a left eye lens are included, and the polarizing film having a transmission axis oriented at 90 degrees with respect to the transmission axis of the polarizing plate (14 of FIG.
  • the crosstalk rate observed in the left eye or the right eye was measured in the above-described manner while changing the phase difference in the thickness direction of the + B plate attached to the front surface of the polarization control layer, and the result is shown in FIG. 14. .
  • a COP (cyclic olefin polymer) type phase difference film commonly used as a + B plate was used as the + B plate.
  • the dotted line represents the crosstalk rate Y L (Cd / m 2 ) in the left eye
  • the solid line represents the crosstalk rate Y R (Cd / m 2 ) in the right eye
  • the x-axis represents the + B plate.
  • the y axis represents the crosstalk rate (Cd / m 2 ).
  • Example 5 a phase difference film of + B plate (COP (cyclic olefin polymer) series having a phase difference of 137.5 nm in the surface direction and 210 nm in the thickness direction on the front surface of the polarization control layer of the device (thickness : Stereoscopic image display device and polarizing glasses were configured in the same manner as in Example 5, except that (amount: 80 ⁇ m)) was attached.
  • COP cyclic olefin polymer
  • the stereoscopic image display device and the polarizing glasses were constructed in the same manner as in Example 6 except that the + B plate was not attached.
  • FIG. 15A The incidence of crosstalk according to the horizontal viewing angle of the left eye image light and the right eye image light in the process of using the apparatus of Example 6 and Comparative Example 3 was measured in the same manner as above, and is shown in FIG. 15.
  • the x-axis represents a horizontal viewing angle (unit: degrees)
  • the y-axis represents a crosstalk rate Y L (Cd / m 2 ).
  • the x axis represents a horizontal viewing angle (unit: degrees)
  • the y axis represents a crosstalk rate Y R (Cd / m 2 ).
  • the dotted line in each figure shows the result about the comparative example 3, and the solid line shows the result about Example 6.
  • Luminance due to the crosstalk of the left eye image light and the right eye image light according to the horizontal viewing angle in the process of using the apparatus of Example 6 and Comparative Example 3 was measured in the same manner as above, and is shown in FIG. 16.
  • the x axis represents a horizontal viewing angle (unit: degrees)
  • the y axis represents luminance CR left .
  • the x axis represents a horizontal viewing angle (unit: degrees)
  • the y axis represents luminance CR right .
  • the dotted line in each figure shows the result about the comparative example 3, and the solid line shows the result about Example 6.
  • image generating layer 15 polarization control layer
  • AR polarization control region of right eye image light

Landscapes

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Abstract

본 발명에서는, 입체 영상의 표시 시에 크로스토크의 발생이나, 시야각의 감소를 방지하고, 콘트라스트 비율 등의 영상 품질을 개선할 수 있는 입체 영상 표시 장치, 입체 영상 표시 장치용 광학 필터, 입체 영상 관찰용 편광 안경 또는 입체 영상의 품질 개선 방법을 제공할 수 있다.

Description

입체 영상 표시 장치
본 발명은, 입체 영상 표시 장치, 입체 영상 표시 장치용 광학 필터, 입체 영상 관찰용 안경 및 입체 영상의 품질 개선 방법에 관한 것이다.
입체 영상 표시 장치(A stereoscopic image display device)는 표현 대상의 3차원적 정보를 관찰자에게 전달할 수 있는 표시 장치이다.
입체 영상 표시 장치는, 안경 방식의 장치와 무안경 방식의 장치로 구별될 수 있다. 또한, 안경 방식은 편광 안경 방식과 LC 셔터 안경(LC shutter glass) 방식으로 분류될 수 있고, 무안경 방식은 2안식/다시점 양안 시차 방식, 체적형 방식 또는 홀로그래픽 방식 등을 분류될 수 있다.
본 발명은, 입체 영상 표시 장치, 입체 영상 표시 장치용 광학 필터, 입체 영상 관찰용 안경 및 입체 영상의 품질 개선 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 우안용 영상광과 좌안용 영상광을 포함하는 영상 신호를 생성하고, 이를 관찰자측으로 전달할 수 있는 영상 표시부; 및 두께 방향으로 위상차를 가지며, 상기 영상 표시부에서 전달되는 영상 신호를 두께 방향으로 투과시켜 관찰자측에 전달할 수 있도록 배치되어 있는 위상차 필름을 포함하는 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.
이하 상기 입체 영상 표시 장치를 상세히 설명한다.
본 명세서에서 각도를 정의하면서 사용하는, 수직, 수평, 직교 또는 평행 등의 용어는, 목적하는 효과를 손상시키지 않는 범위에서의 실질적인 수직, 수평, 직교, 또는 평행을 의미하고, 예를 들면, 제조 오차(error) 또는 편차(variation) 등을 감안한 오차를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 각각의 용어는, 약 ±15도 이내의 오차, 바람직하게는 약 ±10도 이내의 오차, 보다 바람직하게는 약 ±5도 이내의 오차를 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 특별히 달리 규정하지 않는 한, 각도의 단위는 도(degree)이며, 위상차의 단위는 nm이고, 크로스토크율 또는 휘도의 단위는 cd/m2이다.
입체 영상 표시 장치의 영상 표시부에서 생성된 우안용 영상광과 좌안용 영상광이 관찰자에게 전달되는 과정에서 상기 영상광이 적절하게 통과 또는 차단되면, 각각의 영상광이 관찰자의 우안 또는 좌안에 정확하게 입사되고, 명암(明暗)이 확실하게 구별되며, 콘트라스트 비율 등의 영상 품질도 향상될 수 있다.
그런데, 일반적으로 입체 영상 표시 장치를 정면이 아닌 비스듬한 각도에서 관찰하게 되면, 우안용 또는 좌안용 영상광의 광 누설을 적절하게 차단하는 것이 어려워지고, 우안용 영상광이 관찰자의 좌안에 입사하거나, 좌안용 영상광이 관찰자의 우안에 입사하는 소위 크로스토크(crosstalk) 현상이 발생하며, 시야각도 좁아진다. 크로스토크 현상을 방지하기 위하여, 차광부를 형성하는 경우도 있으나, 차광부의 형성으로 인하여 장치의 휘도 저하가 불가피하게 수반된다.
상기 입체 영상 표시 장치에서는, 장치의 구동 상태에서, 영상 신호가 관찰자에게 입사되는 경로, 즉 영상 신호를 생성하는 영상 표시부와 관찰자의 사이에 두께 방향으로 위상차를 가지는 위상차 필름을 배치한다. 상기 위상차 필름은 영상 표시부에서 발생되는 영상 신호의 광 특성을 조절하여 관찰자에게 전달함으로써, 휘도의 감소 없이 크로스 토크의 발생이나 시야각의 감소 등의 문제를 해결하고, 입체 영상 품질을 향상시킬 수 있다. 본 명세서에서 용어 「입체 영상 표시 장치의 구동 상태 」는, 상기 장치가 입체 영상을 표시하고 있는 상태를 의미한다.
상기 위상차 필름으로는, 두께 방향으로 위상차, 바람직하게는 두께 방향으로 양의 위상차를 가지는 한, 이 분야에서 공지되어 있는 다양한 위상차 필름이 모두 사용될 수 있고, 예를 들면, +C 플레이트 또는 +B 플레이트가 사용될 수 있다. 본 명세서에서 +C 플레이트는, 하기 일반식 1의 관계를 만족하는 필름을 의미하고, +B 플레이트는 하기 일반식 2 또는 3의 관계를 만족하는 필름을 의미한다.
[일반식 1]
Nx = Ny < Nz
[일반식 2]
Nx ≠ Ny ≠ Nz
[일반식 3]
Nx ≠ Ny < Nz
상기 일반식 1 내지 3에서 Nx는 위상차 필름의 면 내 지상축 방향의 굴절률을 나타내고, Ny는 위상차 필름의 면 내 진상축 방향의 굴절률을 나타내며, Nz는 위상차 필름의 두께 방향을 굴절률을 나타낸다.
상기 관계에서 위상차 필름의 두께 방향의 위상차(Rth)는 하기 일반식 4로 계산될 수 있고, 또한 위상차 필름의 면 방향 위상차(Rin)는 하기 일반식 5로 계산될 수 있다.
[일반식 4]
Rth = d × (Nz-Ny)
[일반식 5]
Rin = d × (Ny-Nx)
상기 일반식 4 및 5에서 Nx, Ny 및 Nz는 일반식 1 내지 3에서 정의한 바와 같고, d는 위상차 필름의 두께를 나타낸다.
이 분야에서는 위상차 필름의 Nx, Ny, Nz, Rth 및 Rin을 측정하는 방식이 널리 공지되어 있고, 평균적 기술자는 상기 공지된 방식에 따라 위상차 필름의 Nx, Ny, Nz, Rth 및 Rin을 용이하게 측정할 수 있다.
상기 위상차 필름의 두께 방향의 위상차의 범위는 특별히 제한되지 않으며, 입체 영상 표시 장치 또는 위상차 필름의 종류 등에 따라서 결정될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 위상차 필름 중 +C 플레이트의 위상차는 하기 일반식 6 또는 7의 관계를 만족하고, +B 플레이트의 위상차는 하기 일반식 8 내지 11 중 어느 하나의 관계를 만족할 수 있다.
[일반식 6]
YL 또는 YR = 0.0201X2 - 0.0398X + 0.0339 ≤ 0.5
[일반식 7]
YL = 0.0192X2 - 0.0763X + 0.0899 ≤ 0.5
[일반식 8]
YR = (9.24×10-7)X2 - 0.000236X + 0.0288 ≤ 0.5
[일반식 9]
YL = (5.5×10-7)X2 - 0.000347X + 0.067 ≤ 0.5
[일반식 10]
YR = (1.97×10-6)X2 - 0.000616X + 0.0644 ≤ 0.5
[일반식 11]
YL = (1.99×10-6)X2 - 0.00125X + 0.206 ≤ 0.5
상기 일반식 6 및 7에서 X는 상기 +C 플레이트의 두께 방향의 위상차이고, 상기 일반식 8 내지 11에서 X는 상기 +B 플레이트의 두께 방향의 위상차이다.
또한, 상기 일반식 6 내지 11에서 YL은 입체 영상 장치의 구동 상태에서 관찰자의 좌안에서의 크로스토크율(단위: cd/m2)을 나타내고, 상기 YL은 바람직하게는 0.3 이하, 더욱 바람직하게는 0.1 이하, 보다 바람직하게는 0.05 이하, 더욱 바람직하게는 0.01 이하일 수 있다. 또한, YR은 입체 영상 장치의 구동 상태에서 관찰자의 우안에서의 크로스토크율(단위: cd/m2)을 나타내고, YR은 바람직하게는 0.3 이하, 더욱 바람직하게는 0.1 이하, 보다 바람직하게는 0.05 이하, 더욱 바람직하게는 0.01 이하일 수 있다
상기 일반식 6 내지 11에 따라서, 상기 위상차 필름에서 우안용 영상광이 투과하는 영역과 좌안용 영상광이 투과하는 영역의 두께 방향의 위상차는 서로 동일하거나, 상이하게 조절될 수 있다. 상기에서 우안용 영상광과 좌안용 영상광의 구분은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 본 발명의 장치가 후술하는 편광 조절층을 포함하는 편광 안경 방식의 장치인 경우, 상기 우안용 및 좌안용 영상광의 구분은 편광 조절층의 종류에 따라서 후술하는 내용이 참조될 수 있다.
위상차가 서로 상이하게 제어될 경우에는, 상기 +C 플레이트에서 우안용 영상광이 투과되는 영역 및 좌안용 영상광이 투과되는 영역의 두께 방향의 위상차가 일반식 6의 관계를 만족하거나, 또는 +C 플레이트에서 우안용 영상광이 투과되는 영역의 두께 방향의 위상차가 일반식 6의 관계를 만족하고, 좌안용 영상광이 투과되는 영역의 두께 방향의 위상차는 일반식 7을 만족할 수 있고, 상기 +B 플레이트에서 우안용 영상광이 투과되는 영역의 두께 방향의 위상차는 일반식 8을 만족하고, 좌안용 영상광이 투과되는 영역의 두께 방향의 위상차는 일반식 9를 만족하거나, 우안용 영상광이 투과되는 영역의 두께 방향의 위상차는 일반식 10을 만족하고, 좌안용 영상광이 투과되는 영역의 두께 방향의 위상차는 일반식 11을 만족할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서 상기 위상차 필름의 두께 방향의 위상차는 예를 들면, 30 nm 내지 350 nm일 수 있다. 또한, 상기 위상차 필름이 +B 플레이트인 경우, 상기 필름은 두께 방향의 위상차와 함께 면 방향의 위상차를 가질 수 있는데, 상기 면 방향의 위상차의 범위는, 입체 영상 품질을 고려하여 적절히 선택될 수 있으며, 예를 들면, 약 120 nm 내지 160 nm의 범위에서 선택될 수 있다.
그러나, 상기 위상차의 범위는 하나의 예시적인 것이며, 상기 위상차(Rth 및 Rin)는, 표시 장치의 종류나 구체적인 구성에 따라 조절될 수 있고, 이러한 조절의 태양은 전술한 일반식에 따르는 것이 바람직하다.
상기 장치에 포함되는 영상 표시부의 종류는 특별히 제한되지 않고, 안경 방식 또는 무안경 방식을 포함하여, 이 분야에서 공지되어 있는 다양한 입체 영상 표시 장치의 영상 표시부가 모두 사용될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 장치는, 안경 방식, 구체적으로는 편광 안경 방식의 입체 영상 표시 장치일 수 있고, 이러한 경우 상기 영상 표시부는, 우안용과 좌안용 영상광을 포함하는 영상 신호를 생성하여 관찰자측으로 전달할 수 있는 영상 생성부; 및 상기 영상 생성부에서 관찰자측에 배치되고, 또한 상기 영상 신호가 입사되면, 상기 우안용 영상광과 좌안용 영상광이 서로 상이한 편광 상태를 가지도록 조절하여, 관찰자측에 전달할 수 있는 편광 조절층을 포함할 수 있다.
도 1은, 상기와 같은 입체 영상 표시 장치(1)의 하나의 예시를 나타내는 도면이다.
도 1의 예시적인 장치(1)에 포함되는 영상 생성부는 광원(11), 제 1 편광판(12), 영상 생성층(13) 및 제 2 편광판(14)을 포함할 수 있고, 편광 조절층(15)는, 영상 생성부의 관찰자(17)측에 배치되어 있을 수 있다.
하나의 예시에서 관찰자(17)는 편광 안경을 착용하고, 입체 영상을 관찰할 수 있다. 상기 편광 안경은, 예를 들면, 우안용 및 좌안용 렌즈를 가지되, 상기 우안용 및 좌안용 렌즈가 각각 편광판을 포함할 수 있다. 상기 각 렌즈에 포함되는 편광판의 흡수축을 상이하게 조절하는 방식, 예를 들면, 양자의 흡수축이 수직을 이루는 방향으로 조절함으로써, 좌안용 영상광은 좌안에만 입사시키고, 또한 우안용 영상광은 우안에만 입사시키는 것이 가능할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 우안용 및 좌안용 렌즈는 각각 상기 편광판과 함께 λ/4 파장층을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 경우, 편광판의 흡수축은 반드시 서로 상이할 필요는 없다. 예를 들면, 상기와 같은 태양에서는, 우안용 및 좌안용 렌즈의 편광판의 흡수축은 서로 수평을 이루도록 조절하고, 동시에 우안용 및 좌안용 렌즈의 λ/4 파장층이 서로 상이한 방향으로 광축을 가지도록 조절하는 방식, 예를 들면, 상기 우안용 및 좌안용 렌즈의 λ/4 파장층의 광축이 서로 수직을 이루도록 조절하는 방식으로 좌안용 영상광은 좌안에만 입사시키고, 또한 우안용 영상광은 우안에만 입사시킬 수 있다. 상기의 경우, 또한 우안용 및 좌안용 렌즈의 편광판은 흡수축은 서로 상이한 방향으로 조절하고, 또한 상기 우안용 및 좌안용 렌즈의 λ/4 파장층의 광축은 서로 수평을 이루도록 조절하는 방식을 사용할 수도 있다. 본 명세서에서 용어 「λ/4 파장층」은 입사되는 광에 대하여 각각의 파장의 1/4 만큼 위상 지연을 시킬 수 있는 위상 지연 소자를 의미한다.
도 1의 장치(1)에서 광원(11)은 영상 생성부의 일부로서 장치(1)를 사용하고 있는 상태에서 편광되지 않은 상태의 백색 광을 편광판(12)을 향해서 출사할 수 있다. 광원(11)으로는, 예를 들면, 액정 표시 장치에서 사용되는 통상적인 직하형(direct type) 또는 에지형(edge type) 백라이트 유닛(BLU; Back Light Unit)이 사용될 수 있다.
도 1의 장치(1)에서 제 1 편광판(12)은 광원(11)측에 배치된다. 제 1 편광판(12)은, 투과축 및 상기 투과축에 직교하는 흡수축을 가질 수 있고, 광원(11)으로부터 출사한 광이 입사하면 그 가운데 투과축 방향과 평행한 편광축을 가지는 광을 투과시킨다. 상기에서 편광축의 방향은 광에서 전계의 진동 방향이다.
도 1의 장치(1)에서 영상 생성층(13)는, 예를 들면, 좌안용 또는 우안용 영상광을 생성할 수 있는 단일 또는 복수의 화소(PIXEL)가 행 및/또는 열방향으로 배열된 투과형 액정 표시 패널일 수 있다. 이러한 표시 패널은, 장치(1)를 사용하고 있는 상태에서 신호에 따라 각 화소를 구동하는 것에 의해서 좌안용 및 우안용 영상광을 포함하는 영상 신호를 생성하고, 생성된 영상 신호를 제 2 편광판(14)으로 전달할 수 있다. 표시 패널은, 예를 들면, 광원측(11)으로부터 순차적으로 배치된 기판, 화소 전극, 배향막, 액정층, 배향막, 공통 전극, 컬러 필터 및 기판을 포함할 수 있다. 상기 표시 패널은 각 단위 화소별 또는 2개 이상의 화소가 조합되어 우안용 영상을 생성하는 우안용 영상 생성 영역(UR)과 좌안용 영상을 생성하는 좌안용 영상 생성 영역(UL)을 형성할 수 있다. 이러한 좌안용 영상 생성 영역(UL) 및 우안용 영상 생성 영역(UR)은, 예를 들면, 도 2에 나타난 바와 같이, 각각 공통 방향으로 연장되는 스트라이프상을 이루면서 서로 교대로 배치되거나, 또는 도 3에 나타난 바와 같이 격자 패턴을 이루면서 서로 교대로 배치되어 있을 수 있다.
입체 영상 표시 장치의 구동 상태에서 우안용 및 좌안용 영상 생성 영역에서는 각각 우안용 영상과 좌안용 영상이 생성된다. 예를 들면, 도 1의 예시적인 장치(1)의 경우, 광원(11)에서 출사한 광이 제 1 편광판(12)을 투과하여 표시부(13)에 입사하면, 우안용 영상 생성 영역(R)을 투과한 광은 우안용 영상광이 되고, 좌안용 영상 생성 영역(L)을 투과한 광은 좌안용 영상광이 된다. 하나의 예시에서 상기 우안용 및 좌안용 영상광은 각각 특정 방향의 편광축을 가지는 직선 편광일 수 있고, 이 편광축은 서로 동일한 방향일 수 있다.
도 1의 장치(1)에서 제 2 편광판(14)은 관찰자측에 배치된다. 제 2 편광판(14)은 상기 우안용 및 좌안용 영상광이 입사하면, 편광판(14)의 투과축과 평행한 광을 투과시킨다. 하나의 예시에서 제 1 및 제 2 편광판(12, 14)의 투과축은 각각 서로 90도의 각도를 이루도록 배치되어 있을 수 있다.
도 1의 장치(1)에서 편광 조절층(15)은 우안용 영상 편광 조절 영역(AR)과 좌안용 영상 편광 조절 영역(AL)을 포함한다. 상기에서 우안용 영상 편광 조절 영역(AR)은, 상기 우안용 영상 생성 영역(UR)에서 생성되어 전달되는 우안용 영상광의 편광 상태를 조절하는 영역으로서, 상기 우안용 영상광이 입사될 수 있도록 배치되며, 좌안용 영상 편광 조절 영역(AL)은, 좌안용 영상 생성 영역(UL)에서 생성되어 전달되는 좌안용 영상광의 편광 상태를 조절하는 영역으로서, 상기 좌안용 영상광이 입사될 수 있도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 영상 생성층(13)의 우안용 및 좌안용 영상 생성 영역이 도 2와 같은 형태로 배치될 경우, 상기 편광 조절 영역(AR, AL)은 이에 준하여 도 4와 같은 형태로 배치될 수 있고, 상기 영상 생성 영역(UR, UL)이 도 3과 같이 배치될 경우, 상기 편광 조절 영역(AR, AL)은 도 5와 같은 형태로 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
편광 조절층(15)를 투과한 우안용 및 좌안용 영상광은 서로 상이한 편광 상태를 가진다. 하나의 예시에서 상기 우안용 및 좌안용 영상광은, 실질적으로 서로 수직한 방향을 가지도록 직선 편광되어 있는 광이거나, 또는 좌원 편광된 광과 우원 편광된 광일 수 있다.
도 1에 예시적으로 나타난 바와 같이, 상기 장치(1)에서 영상 생성부와 관찰자(17)의 사이에는 위상차 필름(16)이 배치된다. 위상차 필름(16)은 두께 방향으로 위상차를 가지는 필름이며, 영상 신호가 관찰자(17)에게 전달되는 과정에서 상기 영상 신호가 상기 위상차 필름(16)의 두께 방향을 통과할 수 있도록 배치되어 있다. 도 1에 나타난 바와 같이 편광 안경 방식의 입체 영상 표시 장치인 경우, 위상차 필름(16)은, 영상 표시부의 편광 조절층(15)에 부착되어 일체화되어 있거나, 혹은 관찰자(17)가 착용하는 편광 안경에 부착되어 있을 수 있다.
도 1의 장치(1)에서 편광 조절층(15)은 우안용 및 좌안용 영상광 편광 조절 영역(AR, AL)을 포함하고, 상기 편광 조절층(15)를 투과한 우안용 및 좌안용 영상광은, 실질적으로 서로 수직한 방향을 가지도록 직선 편광되어 있거나, 또는 좌원 및 우원 편광되어 있을 수 있다.
하나의 예시에서 상기 우안용 및 좌안용 영상광이 각각 좌원 또는 우원 편광된 광인 경우, 상기 편광 조절층은, 우안용 영상광 편광 조절 영역과 좌안용 영상광 편광 조절 영역을 포함하며, 또한 상기 편광 조절층은, 우안용 및 좌안용 영상광 편광 조절 영역에 배치된 λ/4 파장층을 포함하고, 상기 우안용 영상광 편광 조절 영역에 배치된 λ/4 파장층과 상기 좌안용 영상광 편광 조절 영역에 배치된 λ/4 파장층은 서로 상이한 광축을 가질 수 있다. 본 명세서에서 광축이란 입사되는 광이 해당 영역을 투과할 때의 진상축 또는 지상축을 의미할 수 있다. 상기에서 우안용 영상광 편광 조절 영역에 배치된 λ/4 파장층의 광축과 좌안용 영상광 편광 조절 영역에 배치된 λ/4 파장층의 광축은 서로 90도를 이루고 있을 수 있다. 이하 본 명세서에서 이러한 유형의 편광 조절층은, 「패턴화된 λ/4 파장층」이라 호칭될 수 있다. 또 다른 예시에서는, 상기 좌원 및 우원 편광된 광을 생성하는 편광 조절층은, 우안용 영상광 편광 조절 영역과 좌안용 영상광 편광 조절 영역을 포함하며, 또한 상기 편광 조절층은, 우안용 및 좌안용 영상광 편광 조절 영역에 배치되어 있는 λ/4 파장층과 우안용 및 좌안용 영상광 편광 조절 영역 중 어느 한 영역에만 배치되어 있는 λ/2 파장층을 포함할 수도 있다. 이하 본 명세서에서 이러한 편광 조절층은, 「(λ/2 + λ/4) 파장층」이라 호칭될 수 있다. 또한, 상기에서 λ/4 파장층의 정의는 전술한 바와 같고, 용어 「λ/2 파장층」은 입사되는 광에 대하여 각각의 파장의 1/2 만큼 위상 지연을 시킬 수 있는 위상 지연 소자를 의미한다.
상기와 같이 편광 조절층에서 출사되는 영상 신호가 좌원 및 우원 편광된 광을 포함할 경우, 상기 영상 신호를 관찰하는 관찰자는 우안용 및 좌안용 렌즈를 포함하되, 상기 우안용 및 좌안용 렌즈가 각각 λ/4 파장층 및 편광판을 포함하는 편광 안경을 착용하고 영상 신호를 관찰할 수 있다. 이하 본 명세서에서 상기와 같이 λ/4 파장층을 포함하는 편광 안경을 원편광 안경이라고 호칭할 수 있다. 또한, 하나의 예시에서 상기 원편광 안경의 좌안용 및 우안용 렌즈는, 관찰자가 안경을 착용하였을 때에, 관찰자측으로부터 렌즈, 편광판 및 λ/4 파장층을 순차적으로 포함할 수 있다. 또한, 상기와 같은 영상 신호는, 우안용 및 좌안용 렌즈를 포함하되, 상기 우안용 및 좌안용 렌즈가 각각 편광판을 포함하는 편광 안경을 착용하고 영상 신호를 관찰할 수 있다. 이하 본 명세서에서 이와 같은 유형의 편광 안경을 선편광 안경이라고 호칭하는 경우가 있다. 상기 원편광 및 선편광 안경에서 파장층의 광축 및 편광판의 흡수축은 전술한 바와 같이 조절될 수 있다.
편광 안경 방식의 장치에서 편광 조절층이 (λ/2 + λ/4) 파장층인 경우, 상기 위상차 필름은 +C 또는 +B 플레이트일 수 있다.
본 명세서에서 편광 조절층이 (λ/2 + λ/4) 파장층인 경우, 우안용 영상광은 편광 조절층에서 λ/4 파장층만이 존재하는 영역을 투과한 광을 의미하고, 좌안용 영상광은 편광 조절층에서 λ/2 파장층과 λ/4 파장층이 동시에 존재하는 영역을 투과한 광을 의미할 수 있다.
상기의 경우에서 위상차 필름이 +C 플레이트인 경우, 상기 일반식 6 또는 7에 따라 결정되는 두께 방향의 위상차는, 예를 들면, 약 50 nm 내지 270 nm일 수 있다. 바람직하게는 +C 플레이트에서 우안 영상광이 투과하는 영역의 두께 방향의 위상차는 상기 일반식 6에 따라 조절될 수 있고, 예를 들면, 140 nm 내지 200 nm, 바람직하게는 150 nm 내지 190 nm일 수 있으며, 좌안용 영상광이 투과하는 영역의 두께 방향의 위상차는 상기 일반식 7에 따라 조절될 수 있으며, 예를 들면, 60 nm 내지 120 nm, 바람직하게는 70 nm 내지 110 nm일 수 있다. 또한 이 경우, 관찰자는 상기한 원편광 안경을 착용하고 입체 영상 표시 장치를 관찰하는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기와 같은 위상차 필름은, 영상 표시부와 관찰자의 사이에 배치되는 한, 그 위치는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 영상 표시부의 편광 조절층에 부착되거나, 혹은 편광 안경의 전면에 부착될 수 있다. 다만, 좌안용 영상광과 우안 영상광에서의 두께 방향의 위상차를 상이하게 하는 경우, 공정의 편의상 편광 안경의 전면에 부착하는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 경우에도, 위상차 필름을 편광 안경의 전면에 부착하지 않고, 위상차 필름 자체를 패턴화하여 장치에 일체화시키는 것도 가능하다.
한편, 상기의 경우에서 위상차 필름이 +B 플레이트인 경우, 상기 일반식에 따라 결정되는 두께 방향의 위상차는, 예를 들면, 약 50 nm 내지 350 nm일 수 있다. 또한, 이 경우, +B 플레이트의 면 방향 위상차(Rin)는, 예를 들면, 약 120 nm 내지 160 nm일 수 있다. 바람직하게는 +B 플레이트에서 우안용 영상광이 투과하는 영역의 두께 방향의 위상차는 상기 일반식 8에 의해 조절될 수 있고, 예를 들면, 150 nm 내지 350 nm, 바람직하게는 200 nm 내지 300 nm일 수 있으며, 좌안용 영상광이 투과하는 영역의 두께 방향의 위상차는 상기 일반식 9에 의해 조절될 수 있고, 예를 들면, 50 nm 내지 250 nm, 바람직하게는 100 nm 내지 150 nm일 수 있다. 이 경우, 상기 좌안용 영상광이 투과하는 영역과 우안용 영상광이 투과하는 영역에서의 두께 방향의 위상차는 서로 상이한 것이 바람직하다. 또한 이 경우, 관찰자는 상기한 선편광 안경을 착용하고 입체 영상 표시 장치를 관찰하는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기와 같은 위상차 필름의 배치 위치는 전술한 바와 같다.
편광 안경 방식의 장치에서 편광 조절층이 패턴화된 λ/4 파장층인 경우, 상기 위상차 필름은 +C 플레이트 또는 +B 플레이트일 수 있으나, +C 플레이트인 것이 보다 바람직하다.
본 명세서에서 편광 조절층이 패턴화된 λ/4 파장층인 경우, 광축이 서로 상이한 λ/4 파장층 중에서 임의의 어느 한 종류의 λ/4 파장층을 통과한 광을 우안용 영상광으로 지정하고, 상기와는 상이한 광축을 가지는 λ/4 파장층의 영역을 통과한 광을 좌안용 영상광으로 지정할 수 있다.
상기의 경우에서 위상차 필름이 +C 플레이트인 경우, 상기 일반식에 따라 결정되는 두께 방향의 위상차는, 예를 들면, 약 30 nm 내지 350 nm일 수 있다. 바람직하게는 +C 플레이트에서 우안용 영상광이 투과하는 영역의 두께 방향의 위상차는 상기 일반식 6에 따라서 조절될 수 있고, 예를 들면, 150 nm 내지 350 nm, 바람직하게는 200 nm 내지 300 nm일 수 있으며, 좌안용 영상광이 투과하는 영역의 두께 방향의 위상차는 역시 일반식 6에 따라 조절될 수 있으며, 예를 들면, 50 nm 내지 250 nm, 바람직하게는 100 nm 내지 150 nm일 수 있다. 또한 이 경우, 관찰자는 상기한 원편광 안경을 착용하고 입체 영상 표시 장치를 관찰하는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기와 같은 위상차 필름의 배치 위치는 전술한 바와 같다.
도 1과 같은 편광 안경 방식의 입체 영상 표시 장치에서 편광 조절층이 실질적으로 서로 수직한 방향을 가지도록 직선 편광된 광을 생성하는 경우, 상기 편광 조절층은, 우안용 영상광 편광 조절 영역과 좌안용 영상광 편광 조절 영역을 포함하며, 상기 편광 조절층은, 상기 우안용 또는 좌안용 영상광 편광 조절 영역 중 어느 한 영역에만 배치되어 있는 λ/2 파장층을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 이러한 유형의 편광 조절층은, 「패턴화된 λ/2 파장층」이라 호칭될 수 있다.
편광 안경 방식의 장치에서 편광 조절층이 패턴화된 λ/2 파장층인 경우, 상기 위상차 필름은 +C 플레이트 또는 +B 플레이트일 수 있으나, +B 플레이트인 것이 보다 바람직하다.
본 명세서에서 편광 조절층이 패턴화된 λ/2 파장층인 경우, 우안용 영상광은 편광 조절층에서 λ/2 파장층이 존재하지 않은 영역을 투과한 광을 의미하고, 좌안용 영상광은 편광 조절층에서 λ/2 파장층이 존재하는 영역을 투과한 광을 의미할 수 있다.
상기의 경우에서 상기 일반식에 따라 결정되는 +B 플레이트의 두께 방향의 위상차는, 예를 들면, 약 50 nm 내지 350 nm일 수 있다. 또한, 이 경우, 상기 +B 플레이트의 면 방향 위상차(Rin)는, 예를 들면, 약 120 nm 내지 160 nm일 수 있다. 바람직하게는 +B 플레이트에서 우안용 영상광이 투과하는 영역의 두께 방향의 위상차는 상기 일반식 10에 따라 조절될 수 있고, 예를 들면, 150 nm 내지 350 nm, 바람직하게는 200 nm 내지 300 nm일 수 있으며, 좌안용 영상광이 투과하는 영역의 두께 방향의 위상차는 상기 일반식 11에 따라 조절될 수 있고, 예를 들면, 50 nm 내지 250 nm, 바람직하게는 100 nm 내지 200 nm일 수 있다. 또한 이 경우, 관찰자는 상기한 원편광 안경을 착용하고 입체 영상 표시 장치를 관찰하는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기와 같은 위상차 필름의 배치 위치는 전술한 바와 같다.
이상 설명한 내용에서 사용할 수 있는 위상차 필름의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 전술한 범위의 위상차 특성을 나타내는 한, 이 분야에서 공지되어 있는 다양한 위상차 필름을 모두 사용할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 위상차 필름은 액정 필름이거나, 또는 통상의 고분자 필름일 수 있고, 상기 고분자 필름의 경우 일축 또는 이축 연신 등의 방식을 통하여 두께 방향으로 위상차가 조절된 고분자 필름일 수 있다.
본 발명은 또한, 우안용 영상광과 좌안용 영상광을 포함하는 영상 신호가 입사되면, 상기 우안용 및 좌안용 영상광이 서로 다른 편광 상태를 가지도록 조절하여 출사시킬 수 있는 편광 조절층; 및 상기 편광 조절층으로부터 영상 신호가 출사되는 측에 부착되어 있고, 또한 두께 방향으로 위상차를 가지는 위상차 필름을 포함하는 입체 영상 표시 장치용 광학 필터에 관한 것이다.
상기 광학 필터는, 전술한 편광 안경 방식의 입체 영상 표시 장치에 적용되기 위한 것으로서, 상기한 영상 품질을 개선하기 위한 위상차 필름이 편광 조절층에 부착되어 일체화되어 있는 형태의 광학 필터이다. 도 6은, 하나의 예시적인 광학 필터(6)로서 편광 조절층(15)에 위상차 필름(16)이 부착되어 있는 형태를 나타낸다. 도 6에서 화살표는 입체 영상 표시 장치의 구동 시에 좌안용 및 우안용 영상광을 포함하는 영상 신호의 진행 방향을 나타낸다.
따라서, 상기 위상차 필름의 구체적인 종류나 위상차 등의 위상차 수치는 전술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
예를 들어, 상기 광학 필터에 포함되는 위상차 필름은, +C 플레이트로서 그 위상차가 하기 일반식 6 또는 7의 관계를 만족하거나, +B 플레이트로서, 그 위상차는 하기 일반식 8 내지 11 중 어느 하나의 관계를 만족할 수 있다.
[일반식 6]
YL 또는 YR = 0.0201X2 - 0.0398X + 0.0339 ≤ 0.5
[일반식 7]
YL = 0.0192X2 - 0.0763X + 0.0899 ≤ 0.5
[일반식 8]
YR = (9.24×10-7)X2 - 0.000236X + 0.0288 ≤ 0.5
[일반식 9]
YL = (5.5×10-7)X2 - 0.000347X + 0.067 ≤ 0.5
[일반식 10]
YR = (1.97×10-6)X2 - 0.000616X + 0.0644 ≤ 0.5
[일반식 11]
YL = (1.99×10-6)X2 - 0.00125X + 0.206 ≤ 0.5
상기 일반식 6 및 7에서 X는 상기 +C 플레이트의 두께 방향의 위상차이고, 상기 일반식 8 내지 11에서 X는 상기 +B 플레이트의 두께 방향의 위상차이다.
상기 일반식 6 내지 11에서 YR 및 YL은, 각각 상기 광학 필터가 적용된 입체 영상 표시 장치의 구동 시에 좌안 및 우안에서의 크로스토크율(Cd/m2)이고, 바람직하게는 상기 수치는 각각 또는 동시에 0.3 이하, 더욱 바람직하게는 0.1 이하, 보다 바람직하게는 0.05 이하, 더욱 바람직하게는 0.01 이하일 수 있다.
또한, 상기 광학 필터에서 편광 조절층은, 전술한 입체 영상 표시 장치에서 편광 조절층을 구성하는 것으로, 예를 들면, 전술한 패턴화된 λ/2 또는 λ/4 파장층 또는 (λ/2+ λ/4) 파장층일 수 있다. 입체 영상 표시 분야에서는 다양한 패턴화된 λ/2 파장층, 패턴화된 λ/4 파장층 또는 (λ/2+ λ/4) 파장층이나 그 구현 방식이 공지되어 있고, 상기 편광 조절층의 구성 시에는 전술한 공지의 방식이 모두 사용될 수 있다.
상기 광학 필터는 장치에 적용되었을 경우, 영상 표시부에서 생성된 영상 신호가 입사하는 측에 편광 조절층이 배치되고, 상기 편광 조절층을 투과한 영상 신호가 상기 위상차 필름을 경유하여 관찰자측으로 전달되도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 편광 조절층에 위상차 필름을 부착하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 통상적인 점착제 또는 접착제를 사용하여 라미네이트하는 방식으로 구성할 수 있다.
본 발명은 또한, 우안용 렌즈 및 좌안용 렌즈를 가지되, 상기 우안용 및 좌안용 렌즈는 각각 두께 방향으로 위상차를 가지는 위상차 필름 및 편광판을 포함하는 입체 영상 관찰용 편광 안경에 관한 것이다.
상기 편광 안경는, 예를 들면, 상기 편광 안경 방식의 입체 영상 표시 장치로부터 출사되는 영상을 관찰하기 위하여 사용되는 것으로서, 전술한 원편광 또는 선편광 안경의 전면에 상기한 영상 품질을 개선하기 위한 위상차 필름이 부착되어 있는 형태의 편광 안경일 수 있다. 도 7은 예시적인 편광 안경을 나타내는 도면으로서, 도 7(A)는, 관찰자의 좌안(LE)에 위치되는 것으로서 편광판(71L) 및 위상차 필름(72L)을 포함하는 좌안용 렌즈와 관찰자의 우안(RE)에 위치되는 것으로서 편광판(71R) 및 위상차 필름(72R)을 포함하는 우안용 렌즈를 포함하는 편광 안경을 나타낸다. 도 7(A) 및 (B)에서 화살표는 관찰자로 입사되는 영상 신호의 방향을 나타낸다.
따라서, 상기 위상차 필름의 구체적인 종류나 위상차 등의 위상차 수치는 전술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
예를 들어, 상기 편광 안경에 포함되는 위상차 필름은, +C 플레이트로서 그 위상차가 하기 일반식 6 또는 7의 관계를 만족하거나, +B 플레이트로서, 그 위상차는 하기 일반식 8 내지 11 중 어느 하나의 관계를 만족할 수 있다.
[일반식 6]
YL 또는 YR = 0.0201X2 - 0.0398X + 0.0339 ≤ 0.5
[일반식 7]
YL = 0.0192X2 - 0.0763X + 0.0899 ≤ 0.5
[일반식 8]
YR = (9.24×10-7)X2 - 0.000236X + 0.0288 ≤ 0.5
[일반식 9]
YL = (5.5×10-7)X2 - 0.000347X + 0.067 ≤ 0.5
[일반식 10]
YR = (1.97×10-6)X2 - 0.000616X + 0.0644 ≤ 0.5
[일반식 11]
YL = (1.99×10-6)X2 - 0.00125X + 0.206 ≤ 0.5
상기 일반식 6 및 7에서 X는 상기 +C 플레이트의 두께 방향의 위상차이고, 상기 일반식 8 내지 11에서 X는 상기 +B 플레이트의 두께 방향의 위상차이다.
상기 일반식 6 및 7에서 YR 및 YL은, 각각 상기 편광 안경을 사용하여 입체 영상을 관찰하는 과정에서 좌안 및 우안에서의 크로스토크율(Cd/m2)이고, 바람직하게는 상기 수치는 0.3 이하, 더욱 바람직하게는 0.1 이하, 보다 바람직하게는 0.05 이하, 더욱 바람직하게는 0.01 이하일 수 있다.
또한, 상기 편광 안경이 원편광 안경이 경우에는, 전술한 바와 같이, 좌안용 및 우안용 렌즈는 λ/4 파장층을 추가로 포함할 수 있다. 이 경우, 전술한 바와 같이, 상기 우안용 및 좌안용 렌즈에 포함되는 편광판의 흡수축은 서로 수평 방향을 이루고, 상기 우안용 및 좌안용 렌즈에 포함되는 λ/4 파장층은 서로 상이한 광축을 가지거나, 상기 우안용 및 좌안용 렌즈에 포함되는 편광판의 흡수축은 서로 상이한 방향을 이루고, 상기 우안용 및 좌안용 렌즈에 포함되는 λ/4 파장층은 서로 평행한 광축을 가질 수 있다.
도 7(B)는, 편광 안경의 예시적인 도면으로서 관찰자의 좌안(LE)에 위치되는 것으로서 편광판(71L), λ/4 파장층(73L) 및 위상차 필름(72L)을 포함하는 좌안용 렌즈와 관찰자의 우안(RE)에 위치되는 것으로서 편광판(71R), λ/4 파장층(73R) 및 위상차 필름(72R)을 포함하는 우안용 렌즈를 포함하는 편광 안경을 나타낸다.
본 발명은, 또한 관찰자의 우안과 좌안에 각각 입사될 우안용 및 좌안용 영상광을 포함하는 영상 신호를 생성하고, 이를 관찰자측으로 전달할 수 있는 영상 표시부를 통하여 표시되는 입체 영상의 품질을 향상시키는 방법으로, 두께 방향으로 위상차를 가지는 위상차 필름을 상기 영상 표시부에서 출사되는 영상 신호가 상기 위상차 필름을 두께 방향으로 투과하여 관찰자측에 전달될 수 있도록 배치하는 단계를 포함하는 입체 영상의 품질 개선 방법에 관한 것이다.
상기 품질 개선 방법은, 전술한 바와 같이, 영상 표시부와 관찰자의 사이에 적절한 위상차 필름을 위치시킴으로써, 입체 영상 품질을 개선할 수 있는 입체 영상 표시 장치, 상기한 광학 필터 또는 상기한 편광 안경의 제조 방법이거나, 관찰자가 상기한 편광 안경을 착용하고 입체 영상을 관찰하는 입체 영상 표시 장치의 사용 방법일 수 있다.
따라서, 상기 방법에서 위상차 필름의 구체적인 종류, 위상차 수치 및 장치 또는 안경 내에서 배치 위치는 전술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
예를 들어, 상기 방법에 사용되는 위상차 필름은, +C 플레이트로서 그 위상차가 하기 일반식 6 또는 7의 관계를 만족하거나, +B 플레이트로서, 그 위상차는 하기 일반식 8 내지 11 중 어느 하나의 관계를 만족할 수 있다.
[일반식 6]
YL 또는 YR = 0.0201X2 - 0.0398X + 0.0339 ≤ 0.5
[일반식 7]
YL = 0.0192X2 - 0.0763X + 0.0899 ≤ 0.5
[일반식 8]
YR = (9.24×10-7)X2 - 0.000236X + 0.0288 ≤ 0.5
[일반식 9]
YL = (5.5×10-7)X2 - 0.000347X + 0.067 ≤ 0.5
[일반식 10]
YR = (1.97×10-6)X2 - 0.000616X + 0.0644 ≤ 0.5
[일반식 11]
YL = (1.99×10-6)X2 - 0.00125X + 0.206 ≤ 0.5
상기 일반식 6 및 7에서 X는 상기 +C 플레이트의 두께 방향의 위상차이고, 상기 일반식 8 내지 11에서 X는 상기 +B 플레이트의 두께 방향의 위상차이다.
상기 일반식 6 및 7에서 YR 및 YL은, 각각 상기 입체 영상 표시 장치의 구동 시에 좌안 및 우안에서의 크로스토크율(Cd/m2)이고, 바람직하게는 상기 수치는 각각 또는 동시에 0.3 이하, 더욱 바람직하게는 0.1 이하, 보다 바람직하게는 0.05 이하, 더욱 바람직하게는 0.01 이하일 수 있다.
상기 방법이 입체 영상 표시 장치, 광학 필터 또는 편광 안경 등의 제조 방법인 경우, 상기 방법 중에 전술한 위상차 필름을 적절한 위치에 배치시키는 단계가 진행되는 한, 그 외의 구체적인 단계나 사용되는 부품의 종류 등은 특별히 제한되지 않고, 이 분야에서 공지되어 있는 일반적인 내용이 모두 적용될 수 있다.
본 발명은, 입체 영상의 표시 시에 휘도의 감소 없이 크로스토크의 발생이나, 시야각의 감소를 방지하고, 콘트라스트 비율 등의 영상 품질을 개선할 수 있는 입체 영상 표시 장치, 입체 영상 표시 장치용 광학 필터, 입체 영상 관찰용 편광 안경 또는 입체 영상의 품질 개선 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 하나의 예시적인 표시 장치를 도시하는 단면도이다.
도 2 및 3은, 입체 영상 표시 장치에서 우안용 및 좌안용 영상 생성 영역의 배치를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 4 및 5는, 입체 영상 표시 장치의 편광 조절층의 우안용 및 좌안용 편광 조절 영역의 배치를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6은, 예시적인 입체 영상 표시 장치용 광학 필터를 도시한 도면이다.
도 7은, 예시적인 입체 영상 관찰용 편광 안경을 도시한 도면이다.
도 8 내지 16은, 실시예의 측정 결과를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서의 각 물성은 하기의 방식으로 평가한다.
1. 위상차 필름의 위상차
위상차 필름의 위상차는 550 nm 또는 589 nm의 파장의 광을 사용하여 측정한다. 구체적으로는, 16개의 뮬러 매트릭스(Muller Matrix)를 측정할 수 있는 장비인 Axoscan(Axomatrics사제)을 사용하여, 제조사의 매뉴얼에 따라서 위상차 필름의 16개의 뮬러 매트릭스를 측정하고, 이를 통하여 위상차를 추출한다.
2. 크로스토크율의 평가 방법
입체 영상 장치의 크로스토크율은, 암 상태(Dark state)와 명 상태(Bright stat)에서의 휘도의 비율로 정의될 수 있고, 각 입체 영상 표시 장치에 따라서 크로스토크율을 측정하는 방식은 이 분야에서 다양하게 공지되어 있다. 예를 들어, 편광 안경 방식의 입체 영상 표시 장치를 사용한 본 실시예에서의 크로스토크율은 하기와 같은 방식으로 측정한다. 우선 입체 영상 표시 장치의 통상의 관측 지점에 입체 영상 관찰용 편광 안경을 위치시킨다. 상기에서 통상의 관측 지점은, 관찰자가 입체 영상을 관찰하는 경우, 입체 영상 표시 장치의 중앙으로부터 상기 입체 영상 표시 장치의 수평 방향의 길이의 3/2배에 해당하는 거리만큼 떨어진 지점이고, 이러한 위치에서 편광 안경은 관찰자가 표시 장치의 중앙을 관찰하는 것을 가정하여, 위치시킨다. 상기에서 입체 영상 표시 장치의 수평 방향 길이는, 관찰자가 입체 영상을 관찰하는 상태를 가정할 때, 상기 관찰자를 기준으로 한 수평 방향의 길이, 예를 들면, 영상 표시 장치의 가로의 길이일 수 있다. 상기와 같은 배치에서 입체 영상 표시 장치가 좌안용 영상을 출력하도록 한 상태에서 편광 안경의 좌안용 및 우안용 렌즈의 배면에 휘도계(장비명: SR-UL2 Spectrometer)를 배치하고, 각각의 경우의 휘도를 측정한다. 상기에서 좌안용 렌즈의 배면에서 측정되는 휘도는 명 상태의 휘도이며, 우안용 렌즈의 배면에서 측정되는 휘도는 암 상태의 휘도이다. 각 휘도를 측정한 후에, 명 상태의 휘도에 대한 암 상태의 휘도의 비율([암 상태의 휘도]/[명 상태의 휘도])을 구하여, 이를 좌안에서의 크로스토크율(YL)로 규정할 수 있다. 또한, 우안에서의 크로스토크율(YR)은 상기와 동일한 방식으로 측정하되, 입체 영상 표시 장치가 우안용 영상을 출력하고 있는 상태에서 명 및 암 상태에서의 휘도를 구하여 측정할 수 있다. 이 경우, 좌안용 렌즈의 배면에서 측정되는 휘도는 암 상태의 휘도이며, 우안용 렌즈의 배면에서 측정되는 휘도는 명 상태의 휘도이고, 동일하게 그 비율([암 상태의 휘도/명 상태의 휘도])을 크로스토크율(YR)로 규정할 수 있다
3. 수평 시야각에 따른 크로스토크율의 평가 방법
수평 시야각에 따른 크로스토크율은 하기의 방식으로 평가한다. 상기 2. 항목의 크로스토크율의 평가 방법에서 기술한 바와 같이, 입체 영상 표시 장치의 통상의 관측 지점에 입체 영상 관찰용 편광 안경을 위치시키고, 관찰자를 기준으로 관측 각도를 수평 방향으로 0도에서 80도까지 5도씩 변화시키면서, 상기 2. 항목과 동일한 방식으로 크로스토크율(YL 및 YR)을 측정한다. 상기에서 관측 각도는 통상의 관측 지점에서 관찰자가 입체 영상 표시 장치의 중심부를 관찰할 때의 관찰자의 시선의 각도를 기준(0도)으로 하고, 상기 기준에서 관찰자의 시선이 수평 방향으로 변화한 정도의 각도를 측정한 것이다. 한편, 상기 2. 항목에서의 크로스토크율은 0도의 관찰 각도에서 측정한 수치이다.
4. 수평 시야각에 따른 크로스토크 대비 휘도의 평가 방법
수평 시야각에 따른 크로스토크 대비 휘도는 상기 3. 항목의 크로스토크율의 평가 방법에서 기술한 바와 같이, 입체 영상 표시 장치의 통상의 관측 지점에 입체 영상 관찰용 편광 안경을 위치시키고, 관찰자를 기준으로 관측 각도를 수평 방향으로 0도에서 80도까지 5도씩 변화시키면서, 상기 2. 항목과 동일한 방식으로 측정한다. 좌안에서의 수평 시야각에 따른 크로스토크 대비 휘도(CRleft)는 하기 일반식 12로 계산되고, 우안에서의 수평 시야각에 따른 크로스토크 대비 휘도(CRright)는 하기 일반식 13으로 계산된다.
[일반식 12]
CRleft = 편광 안경의 좌안용 영역을 투과한 좌안용 영상광의 휘도/좌안에서의 크로스토크율(YL)
[일반식 13]
CRright = 편광 안경의 우안용 영역을 투과한 우안용 영상광의 휘도/우안에서의 크로스토크율(YR)
실시예 1
도 1에 나타난 바와 같은 구조를 가지되, 우안용 영상광의 편광 조절 영역(도 1의 15의 R)에는 편광판(도 1의 14)의 투과축을 기준으로 45도의 지상축을 가지는 λ/4 파장층이 위치하고, 좌안용 영상광의 편광 조절 영역(도 1의 15의 L)에는 편광판(도 1의 14)의 투과축을 기준으로 -45도의 지상축을 가지는 λ/2 파장층과 역시 편광판(도 1의 14)의 투과축을 기준으로 45도로 배향된 지상축을 가지는 λ/4 파장층이 위치하는 편광 조절층(도 1의 15)((λ/2 + λ/4) 파장층)를 포함하는 장치를 구성하였다. 이어서, 우안용 및 좌안용 렌즈를 포함하되, 상기 우안용 렌즈 상에는 상기 편광판(도 1의 14)의 투과축을 기준으로 90도로 배향된 투과축을 가지는 편광 필름, 상기 편광판(도 1의 14)의 투과축을 기준으로 45도로 배향된 지상축을 가지는 λ/4 파장층 및 +C 플레이트가 순차적으로 부착되고, 상기 좌안용 렌즈 상에는 상기 편광판(도 1의 14)의 투과축을 기준으로 90도로 배향된 투과축을 가지는 편광 필름, 상기 편광판(도 1의 14)의 투과축을 기준으로 -45도로 배향된 지상축을 가지는 λ/4 파장층 및 +C 플레이트가 순차적으로 부착되어 있는 편광 안경(원편광 안경)을 사용하여, 상기 구성된 입체 영상 표시 장치로부터 출사되는 영상을 관찰하였다. 상기 관찰 과정에서 상기 좌안용 및 우안용 렌즈에 부착되어 있는 +C 플레이트의 두께 방향의 위상차를 변경하면서 좌안 또는 우안에서 관찰되는 크로스토크율을 전술한 방식으로 측정하고, 그 결과를 도 8에 도시하였다. 상기에서 +C 플레이트로는 통상적인 액정 필름 타입의 위상차 필름으로서, 복굴절(Δn)이 0.1인 광경화형 수직 배향형 액정을 사용하여 제작한 위상차 필름을 사용하였다. 도 8(a)는, 상기의 경우 좌안에서의 크로스토크율(YL)을 나타내는 것으로서, x축은 상기 +C 플레이트의 두께 방향의 위상차(단위: nm)를 나타내고, y축은 크로스토크율(Cd/m2)이다. 또한, 도 8(b)는, 우안에서의 크로스토크율(YL)을 나타내는 것으로서, x축은 상기 +C 플레이트의 두께 방향의 위상차(단위: nm)를 나타내고, y축은 크로스토크율(Cd/m2)이다.
실시예 2
실시예 1의 결과를 감안하여, 우안용 렌즈에는 두께 방향의 위상차가 170 nm인 +C 플레이트(복굴절(Δn)이 0.1인 광경화형 수직 배향형 액정을 1.7 ㎛의 두께로 코팅하여 제작한 액정 필름 타입의 위상차 필름)를 부착하고, 좌안용 렌즈에는 두께 방향의 위상차가 90 nm인 +C 플레이트(복굴절(Δn)이 0.1인 광경화형 수직 배향형 액정을 0.9 ㎛의 두께로 코팅하여 제작한 액정 필름 타입의 위상차 필름)를 부착한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 입체 영상 표시 장치 및 편광 안경을 구성하였다.
비교예 1
우안용 및 좌안용 렌즈에 +C 플레이트를 부착하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방식으로 입체 영상 표시 장치 및 편광 안경을 구성하였다.
시험예 1
실시예 2 및 비교예 1의 장치를 사용하는 과정에서의 좌안용 영상광 및 우안용 영상광의 수평 시야각에 따른 크로스토크 발생률을 상기와 같은 방식으로 측정하고, 이를 도 9에 도시하였다. 도 9(a)는, 수평 시야각에 따른 좌안에서의 크로스토크율을 나타내는 것으로서, x축은 수평 시야각(단위: 도)을 나타내고, y축은 크로스토크율(Cd/m2)을 나타낸다. 또한, 도 9(b)는, 수평 시야각에 따른 우안에서의 크로스토크율을 나타내는 것으로서, x축은 수평 시야각(단위: 도)을 나타내고, y축은 크로스토크율(Cd/m2)을 나타낸다. 각 도면에서 점선은 비교예 1에 대한 결과를 나타내고, 실선은 실시예 2에 대한 결과를 나타낸다.
시험예 2
실시예 2 및 비교예 1의 장치를 사용하는 과정에서의 수평 시야각에 따른 크로스토크 대비 휘도를 상기와 같은 방식으로 측정하고, 이를 도 10에 도시하였다. 도 10(a)에서, x축은 수평 시야각(단위: 도)을 나타내고, y축은 휘도(CRleft)를 나타낸다. 또한, 도 10(b)에서, x축은 수평 시야각(단위: 도)을 나타내고, y축은 휘도(CRright)를 나타낸다. 각 도면에서 점선은 비교예 1에 대한 결과를 나타내고, 실선은 실시예 2에 대한 결과를 나타낸다.
실시예 3
편광 연경의 구성 시에 우안용 및 좌안용 렌즈를 포함하되, 상기 우안용 렌즈 상에는 표시 장치의 편광판(도 1의 14)의 투과축을 기준으로 90도로 배향된 투과축을 가지는 편광 필름 및 면 방향의 위상차(Rin)가 140 nm인 +B 플레이트가 순차적으로 부착되고, 상기 좌안용 렌즈 상에도 90도로 배향된 투과축을 가지는 편광 필름 및 면 방향의 위상차(Rin)가 140 nm인 +B 플레이트가 순차적으로 부착되어 있는 편광 안경(선편광 안경)을 구성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 입체 영상 표시 장치 및 편광 안경을 구성하고, 상기 구성된 입체 영상 표시 장치로부터 출사되는 영상을 관찰하였다. 상기 관찰 과정에서 상기 좌안용 및 우안용 렌즈에 부착되어 있는 +B 플레이트의 두께 방향의 위상차를 변경하면서 좌안 또는 우안에서 관찰되는 크로스토크율을 전술한 방식으로 측정하고, 그 결과를 도 11에 도시하였다. 상기에서 +B 플레이트로는 +B 플레이트로서 통상적으로 사용되는 COP(cyclic olefin polymer) 계열의 위상차 필름을 사용하였다. 도 11(a)는, 좌안에서의 크로스토크율(YL)을 나타내는 것으로서, x축은 +B 플레이트의 두께 방향의 위상차(단위: nm)를 나타내고, y축은 크로스토크율(Cd/m2)을 나타낸다. 또한, 도 11(b)는, 우안에서의 크로스토크율(YR)을 나타내는 것으로서, x축은 +B 플레이트의 두께 방향의 위상차(단위: nm)를 나타내고, y축은 크로스토크율(Cd/m2)을 나타낸다.
실시예 4
실시예 3의 결과를 감안하여, 우안용 렌즈에는 두께 방향의 위상차가 240 nm이고, 면 방향 위상차가 137.5 nm인 +B 플레이트(COP(cyclic olefin polymer) 계열의 위상차 필름(두께: 80 ㎛))를 부착하고, 좌안용 렌즈에는 두께 방향의 위상차가 130 nm이고, 면 방향의 위상차가 137.5 nm인 +B 플레이트(COP(cyclic olefin polymer) 계열의 위상차 필름(두께: 80 ㎛))를 부착한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방식으로 입체 영상 표시 장치 및 편광 안경을 구성하였다.
비교예 2
우안용 및 좌안용 렌즈에 +B 플레이트를 부착하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 4와 동일하게 표시 장치 및 편광 안경을 구성하였다.
시험예 3
실시예 4 및 비교예 2의 장치를 사용하는 과정에서의 좌안용 영상광 및 우안용 영상광의 수평 시야각에 따른 크로스토크 발생률을 상기와 같은 방식으로 측정하고, 이를 도 12에 도시하였다. 도 12(a)는, 수평 시야각에 따른 좌안에서의 크로스토크율(YL)을 나타내는 것으로서, x축은 수평 시야각(단위: 도)을 나타내고, y축은 크로스토크율(Cd/m2)을 나타낸다. 또한, 도 12(b)는, 수평 시야각에 따른 우안에서의 크로스토크율(YR)을 나타내는 것으로서, x축은 수평 시야각(단위: 도)을 나타내고, y축은 크로스토크율(Cd/m2)을 나타낸다. 각 도면에서 점선은 비교예 2에 대한 결과를 나타내고, 실선은 실시예 4에 대한 결과를 나타낸다.
시험예 4
실시예 4 및 비교예 2의 장치를 사용하는 과정에서의 수평 시야각에 따른 좌안용 영상광 및 우안용 영상광의 크로스토크에 의한 휘도를 상기와 같은 방식으로 측정하고, 이를 도 13에 도시하였다. 도 13(a)에서 x축은 수평 시야각(단위: 도)을 나타내고, y축은 휘도(CRleft)를 나타낸다. 또한, 도 13(b)는, x축은 수평 시야각(단위: 도)을 나타내고, y축은 휘도(CRright)를 나타낸다. 각 도면에서 점선은 비교예 2에 대한 결과를 나타내고, 실선은 실시예 4에 대한 결과를 나타낸다.
실시예 5
도 1에 나타난 바와 같은 구조를 가지되, 좌안용 영상광의 편광 조절 영역(도 1의 15의 L)에만 편광판(도 1의 14)의 투과축을 기준으로 -45도로 배향된 지상축을 가지는 λ/2 파장층이 위치하는 편광 조절층(도 1의 15)(패턴화된 λ/2 파장층)를 포함하고, 상기 편광 조절층의 전체 면에 면 방향의 위상차가 140 nm인 +B 플레이트를 부착하여 장치를 구성하였다. 이어서, 우안용 및 좌안용 렌즈를 포함하되, 상기 우안용 렌즈 상에는 상기 편광판(도 1의 14)의 투과축을 기준으로 90도로 배향된 투과축을 가지는 편광 필름 및 상기 편광판(도 1의 14)의 투과축을 기준으로 45도로 배향된 지상축을 가지는 λ/4 파장층이 순차적으로 부착되고, 상기 좌안용 렌즈 상에는 상기 편광판(도 1의 14)의 투과축을 기준으로 90도로 배향된 투과축을 가지는 편광 필름 및 상기 편광판(도 1의 14)의 투과축을 기준으로 -45도로 배향된 지상축을 가지는 λ/4 파장층이 순차적으로 부착되어 있는 편광 안경(원편광 안경)을 사용하여, 상기 구성된 입체 영상 표시 장치로부터 출사되는 영상을 관찰하였다. 상기 관찰 과정에서 상기 편광 조절층의 전면에 부착되어 있는 +B 플레이트의 두께 방향의 위상차를 변경하면서 좌안 또는 우안에서 관찰되는 크로스토크율을 전술한 방식으로 측정하고, 그 결과를 도 14에 도시하였다. 상기에서 +B 플레이트로는 +B 플레이트로서 통상적으로 사용되는 COP(cyclic olefin polymer) 계열의 위상차 필름을 사용하였다. 도 14에서 점선은 좌안에서의 크로스토크율(YL)(Cd/m2)을 나타내고, 실선은 우안에서의 크로스토크율(YR)(Cd/m2)을 나타내며, x축은 +B 플레이트의 두께 방향의 위상차(단위: ×100 nm)를 나타내고, y축은 크로스토크율(Cd/m2)을 나타낸다.
실시예 6
실시예 5의 결과를 감안하여, 장치의 편광 조절층의 전면에 면 방향의 위상차가 137.5 nm이고, 두께 방향의 위상차가 210 nm인 +B 플레이트(COP(cyclic olefin polymer) 계열의 위상차 필름(두께: 80 ㎛))를 부착한 것을 제외하고는, 실시예 5와 동일한 방식으로 입체 영상 표시 장치 및 편광 안경을 구성하였다.
비교예 3
+B 플레이트를 부착하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 6과 동일한 방식으로 입체 영상 표시 장치 및 편광 안경을 구성하였다.
시험예 5
실시예 6 및 비교예 3의 장치를 사용하는 과정에서의 좌안용 영상광 및 우안용 영상광의 수평 시야각에 따른 크로스토크 발생률을 상기와 같은 방식으로 측정하고, 이를 도 15에 도시하였다. 도 15(a)에서, x축은 수평 시야각(단위: 도)을 나타내고, y축은 크로스토크율(YL)(Cd/m2)을 나타낸다. 또한, 도 15(b)에서 x축은 수평 시야각(단위: 도)을 나타내고, y축은 크로스토크율(YR)(Cd/m2)을 나타낸다. 각 도면에서 점선은 비교예 3에 대한 결과를 나타내고, 실선은 실시예 6에 대한 결과를 나타낸다.
시험예 6
실시예 6 및 비교예 3의 장치를 사용하는 과정에서의 수평 시야각에 따른 좌안용 영상광 및 우안용 영상광의 크로스토크에 의한 휘도를 상기와 같은 방식으로 측정하고, 이를 도 16에 도시하였다. 도 16(a)에서 x축은 수평 시야각(단위: 도)을 나타내고, y축은 휘도(CRleft)를 나타낸다. 또한, 도 16(b)에서 x축은 수평 시야각(단위: 도)을 나타내고, y축은 휘도(CRright)를 나타낸다. 각 도면에서 점선은 비교예 3에 대한 결과를 나타내고, 실선은 실시예 6에 대한 결과를 나타낸다.
(부호의 설명)
1: 입체 영상 표시 장치
11: 광원 12, 14: 편광판
13: 영상 생성층 15: 편광 조절층
16: 위상차 필름
UR: 우안용 영상광 생성 영역
UL: 좌안용 영상광 생성 영역
AR: 우안용 영상광의 편광 조절 영역
AL: 좌안용 영상광의 편광 조절 영역
6: 광학 필터
LE: 좌안 RE: 우안
71L, 71R: 편광판
72L, 72R: 위상차 필름
73L, 73R: λ/4 파장층

Claims (23)

  1. 우안용 영상광과 좌안용 영상광을 포함하는 영상 신호를 생성하고, 이를 관찰자측으로 전달할 수 있는 영상 표시부; 및 두께 방향으로 위상차를 가지며, 상기 영상 표시부에서 전달되는 영상 신호를 두께 방향으로 투과시켜 관찰자측에 전달할 수 있도록 배치되어 있는 위상차 필름을 포함하는 입체 영상 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 위상차 필름은, +C 플레이트 또는 +B 플레이트인 입체 영상 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, +C 플레이트는 하기 일반식 6 또는 7의 관계를 만족하고, +B 플레이트는 하기 일반식 8 내지 11 중 어느 하나의 관계를 만족하는 입체 영상 표시 장치:
    [일반식 6]
    0.0201X2 - 0.0398X + 0.0339 ≤ 0.5
    [일반식 7]
    0.0192X2 - 0.0763X + 0.0899 ≤ 0.5
    [일반식 8]
    (9.24×10-7)X2 - 0.000236X + 0.0288 ≤ 0.5
    [일반식 9]
    (5.5×10-7)X2 - 0.000347X + 0.067 ≤ 0.5
    [일반식 10]
    (1.97×10-6)X2 - 0.000616X + 0.0644 ≤ 0.5
    [일반식 11]
    (1.99×10-6)X2 - 0.00125X + 0.206 ≤ 0.5
    상기 일반식 6 및 7에서 X는 상기 +C 플레이트의 두께 방향의 위상차이고, 상기 일반식 8 내지 11에서 X는 상기 +B 플레이트의 두께 방향의 위상차이다.
  4. 제 3 항에 있어서, +C 플레이트에서 우안용 영상광이 투과되는 영역 및 좌안용 영상광이 투과되는 영역의 두께 방향의 위상차가 일반식 6의 관계를 만족하거나, 또는 +C 플레이트에서 우안용 영상광이 투과되는 영역의 두께 방향의 위상차가 일반식 6의 관계를 만족하고, 좌안용 영상광이 투과되는 영역의 두께 방향의 위상차는 일반식 7을 만족하는 입체 영상 표시 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, +B 플레이트에서 우안용 영상광이 투과되는 영역의 두께 방향의 위상차는 일반식 8을 만족하고, 좌안용 영상광이 투과되는 영역의 두께 방향의 위상차는 일반식 9를 만족하거나, 우안용 영상광이 투과되는 영역의 두께 방향의 위상차는 일반식 10을 만족하고, 좌안용 영상광이 투과되는 영역의 두께 방향의 위상차는 일반식 11을 만족하는 입체 영상 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 영상 표시부는, 우안용 영상광과 좌안용 영상광을 포함하는 영상 신호를 생성하여 관찰자측으로 전달할 수 있는 영상 생성부; 및 상기 영상 생성부에서 관찰자측에 배치되고, 또한 상기 영상 신호가 입사되면, 상기 우안용 영상광과 좌안용 영상광이 서로 상이한 편광 상태를 가지도록 조절하여, 관찰자측에 전달할 수 있는 편광 조절층을 포함하는 입체 영상 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 편광 조절층은, 우안용 영상광 편광 조절 영역과 좌안용 영상광 편광 조절 영역을 포함하며, 또한 상기 편광 조절층은, 우안용 및 좌안용 영상광 편광 조절 영역에 배치되어 있는 λ/4 파장층과 우안용 및 좌안용 영상광 편광 조절 영역 중 어느 한 영역에만 배치되어 있는 λ/2 파장층을 포함하는 입체 영상 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 위상차 필름이 +C 플레이트 또는 +B 플레이트인 입체 영상 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, +C 플레이트는 두께 방향의 위상차가 50 nm 내지 270 nm이고, +B 플레이트는 두께 방향의 위상차가 50 nm 내지 350 nm인 입체 영상 표시 장치.
  10. 제 6 항에 있어서, 편광 조절층은, 우안용 영상광 편광 조절 영역과 좌안용 영상광 편광 조절 영역을 포함하며, 또한 상기 편광 조절층은, 우안용 및 좌안용 영상광 편광 조절 영역에 배치된 λ/4 파장층을 포함하고, 상기 우안용 영상광 편광 조절 영역에 배치된 λ/4 파장층과 상기 좌안용 영상광 편광 조절 영역에 배치된 λ/4 파장층은 서로 상이한 광축을 가지는 입체 영상 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 위상차 필름은 +C 플레이트인 입체 영상 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, +C 플레이트는 두께 방향의 위상차가 30 nm 내지 350 nm인 입체 영상 표시 장치.
  13. 제 6 항에 있어서, 편광 조절층은, 우안용 영상광 편광 조절 영역과 좌안용 영상광 편광 조절 영역을 포함하며, 또한 상기 편광 조절층은, 상기 우안용 및 좌안용 영상광 편광 조절 영역 중 어느 한 영역에만 배치되어 있는 λ/2 파장층을 포함하는 입체 영상 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 위상차 필름은 +B 플레이트인 입체 영상 표시 장치.
  15. 14 항에 있어서, +B 플레이트는 두께 방향의 위상차가 50 nm 내지 350 nm인 입체 영상 표시 장치.
  16. 우안용 영상광과 좌안용 영상광을 포함하는 영상 신호가 입사되면, 상기 우안용 및 좌안용 영상광이 서로 다른 편광 상태를 가지도록 조절하여 출사시킬 수 있는 편광 조절층; 및 상기 편광 조절층으로부터 영상 신호가 출사되는 측에 부착되어 있고, 또한 두께 방향으로 위상차를 가지는 위상차 필름을 포함하는 입체 영상 표시 장치용 광학 필터.
  17. 제 16 항에 있어서, 위상차 필름은, 하기 일반식 6 또는 7의 관계를 만족하는 +C 플레이트이거나, 하기 일반식 8 내지 11 중 어느 하나의 관계를 만족하는 +B 플레이트인 입체 영상 표시 장치용 광학 필터:
    [일반식 6]
    0.0201X2 - 0.0398X + 0.0339 ≤ 0.5
    [일반식 7]
    0.0192X2 - 0.0763X + 0.0899 ≤ 0.5
    [일반식 8]
    (9.24×10-7)X2 - 0.000236X + 0.0288 ≤ 0.5
    [일반식 9]
    (5.5×10-7)X2 - 0.000347X + 0.067 ≤ 0.5
    [일반식 10]
    (1.97×10-6)X2 - 0.000616X + 0.0644 ≤ 0.5
    [일반식 11]
    (1.99×10-6)X2 - 0.00125X + 0.206 ≤ 0.5
    상기 일반식 6 내지 11에서 X는 상기 +C 플레이트 또는 +B 플레이트의 두께 방향의 위상차이다.
  18. 우안용 렌즈 및 좌안용 렌즈를 가지되, 상기 우안용 및 좌안용 렌즈는 각각 두께 방향으로 위상차를 가지는 위상차 필름 및 편광판을 포함하는 입체 영상 관찰용 편광 안경.
  19. 제 18 항에 있어서, 위상차 필름은, 하기 일반식 6 또는 7의 관계를 만족하는 +C 플레이트이거나, 하기 일반식 8 내지 11 중 어느 하나의 관계를 만족하는 +B 플레이트인 입체 영상 관찰용 편광 안경:
    [일반식 6]
    0.0201X2 - 0.0398X + 0.0339 ≤ 0.5
    [일반식 7]
    0.0192X2 - 0.0763X + 0.0899 ≤ 0.5
    [일반식 8]
    (9.24×10-7)X2 - 0.000236X + 0.0288 ≤ 0.5
    [일반식 9]
    (5.5×10-7)X2 - 0.000347X + 0.067 ≤ 0.5
    [일반식 10]
    (1.97×10-6)X2 - 0.000616X + 0.0644 ≤ 0.5
    [일반식 11]
    (1.99×10-6)X2 - 0.00125X + 0.206 ≤ 0.5
    상기 일반식 6 내지 11에서 X는 상기 +C 플레이트 또는 +B 플레이트의 두께 방향의 위상차이다.
  20. 제 18 항에 있어서, 좌안용 및 우안용 렌즈는 각각 λ/4 파장층을 추가로 포함하는 입체 영상 관찰용 편광 안경.
  21. 제 20 항에 있어서, 우안용 및 좌안용 렌즈에 포함되는 편광판의 흡수축은 서로 수평 방향을 이루고, 상기 우안용 및 좌안용 렌즈에 포함되는 λ/4 파장층은 서로 상이한 광축을 가지거나, 또는 우안용 및 좌안용 렌즈에 포함되는 편광판의 흡수축은 서로 상이한 방향을 이루고, 상기 우안용 및 좌안용 렌즈에 포함되는 λ/4 파장층은 서로 평행한 광축을 가지는 입체 영상 관찰용 편광 안경.
  22. 관찰자의 우안과 좌안에 각각 입사될 우안용 및 좌안용 영상광을 포함하는 영상 신호를 생성하고, 이를 관찰자측으로 전달할 수 있는 영상 표시부를 통하여 표시되는 입체 영상의 품질을 향상시키는 방법으로, 두께 방향으로 위상차를 가지는 위상차 필름을 상기 영상 표시부에서 출사되는 영상 신호가 상기 위상차 필름을 두께 방향으로 투과하여 관찰자측에 전달될 수 있도록 배치하는 단계를 포함하는 입체 영상의 품질 개선 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 위상차 필름은, 하기 일반식 6 또는 7의 관계를 만족하는 +C 플레이트이거나, 하기 일반식 8 내지 11 중 어느 하나의 관계를 만족하는 +B 플레이트인 입체 영상의 품질 개선 방법:
    [일반식 6]
    0.0201X2 - 0.0398X + 0.0339 ≤ 0.5
    [일반식 7]
    0.0192X2 - 0.0763X + 0.0899 ≤ 0.5
    [일반식 8]
    (9.24×10-7)X2 - 0.000236X + 0.0288 ≤ 0.5
    [일반식 9]
    (5.5×10-7)X2 - 0.000347X + 0.067 ≤ 0.5
    [일반식 10]
    (1.97×10-6)X2 - 0.000616X + 0.0644 ≤ 0.5
    [일반식 11]
    (1.99×10-6)X2 - 0.00125X + 0.206 ≤ 0.5
    상기 일반식 6 내지 11에서 X는 상기 +C 플레이트 또는 +B 플레이트의 두께 방향의 위상차이다.
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