WO2012128581A2 - 입체 영상 표시 장치 - Google Patents

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박문수
김신영
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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 application relates to a stereoscopic image display device and polarizing glasses.
  • a stereoscopic image display device is a display device capable of delivering three-dimensional information to an observer.
  • the method of displaying a stereoscopic image can be largely divided into a glasses method and a glasses-free method.
  • the glasses may be classified into polarized glasses and LC shutter glasses.
  • the glasses may be classified into a binocular / multi-view binocular parallax, a volumetric method, or a holographic method. .
  • the present application provides a stereoscopic image display device and polarizing glasses.
  • An exemplary stereoscopic image display device (hereinafter, referred to as “3D device”) of the present application may be a device that wears polarized glasses and observes a stereoscopic image.
  • the 3D device may include the polarizing glasses together with a display unit and a filter unit to be described later.
  • the polarizing glasses may include a right eye region (hereinafter referred to as "GR region”) and a left eye region (hereinafter referred to as "GL region”).
  • the right eye area may mean an area located on the observer's right eye when the observer wears polarized glasses
  • the left eye area may mean an area located on the observer's left eye when the observer wears polarized glasses.
  • the 3D device may include a display unit and a filter unit.
  • the 3D device may further include a polarizing plate present between the display portion and the filter portion.
  • the 3D device includes the display unit, the polarizing plate, and the filter such that an image signal generated in the display unit in the driving state is transmitted to the filter unit through the polarizing plate and then transmitted through the filter unit to an observer wearing polarizing glasses. We can include wealth sequentially.
  • driving state means a state in which a 3D apparatus displays a stereoscopic image to an observer unless otherwise specified.
  • FIG. 1 is a view showing a state of observing an exemplary 3D device from above.
  • an arrow may mean a direction in which an image signal travels in a driving state, and the observer 106 may wear a polarized glasses and observe a stereoscopic image, for example.
  • the apparatus 10 of FIG. 1 includes a display portion 103 and a filter portion 105, and a polarizing plate 104 is positioned between the display portion 103 and the filter portion 104.
  • the 3D device 10 may further include a polarizing plate 102 and a light source 101 sequentially disposed on the opposite side to the polarizing plate 104 of the display unit 103.
  • the polarizing plate 104 positioned between the display unit 103 and the filter unit 105 is referred to as a first polarizing plate
  • the polarizing plate 102 positioned on the opposite side of the first polarizing plate is It is called a 2nd polarizing plate.
  • the 1st and 2nd polarizing plates 102 and 104 contained in the 3D apparatus 10 are optical elements in which the transmission axis and the absorption axis orthogonal to the said transmission axis are formed.
  • the polarizer may transmit only light having a polarization axis parallel to the transmission axis direction of the incident light.
  • the absorption axis of the first polarizing plate 104 and the absorption axis of the second polarizing plate 102 included in the 3D device 10 may be perpendicular to each other.
  • the transmission axes of the first and second polarizing plates 102 and 104 may also be perpendicular to each other.
  • angles such as “vertical”, “horizontal”, “orthogonal”, or “parallel” mean substantially vertical, horizontal, orthogonal, or parallel within a range that does not impair the desired effect, respectively. Accordingly, the above terms are, for example, taking into account a manufacturing error or variation, for example, an error within about ⁇ 15 degrees, an error within about ⁇ 10 degrees or about ⁇ 5 degrees I can include the error within
  • the light source 101 for example, a direct type or edge type backlight unit (BLU) back light unit (BLU) commonly used in liquid crystal displays (LCDs) may be used.
  • BLU edge type backlight unit
  • LCDs liquid crystal displays
  • various kinds of light sources 101 may be used without limitation.
  • the display unit of the 3D device may generate a video signal including a video signal, for example, a right eye signal (hereinafter referred to as an "R signal”) and a left eye signal (hereinafter referred to as an "L signal”) in a driving state.
  • the display unit includes a right eye signal generation region capable of generating an R signal in a driving state (hereinafter referred to as an "RS region”) and a left eye signal generation region capable of generating an L signal (hereinafter referred to as an "LS region"). ) May be included.
  • the display unit may be, for example, an area including a transmissive liquid crystal panel or an area formed by a liquid crystal layer of the liquid crystal panel.
  • the transmissive liquid crystal panel may include, for example, a first substrate, a pixel electrode, a first alignment layer, a liquid crystal layer, a second alignment layer, a common electrode, and a second substrate sequentially from the light source 101 side.
  • an active driving circuit including a TFT (Thin Film Transistor), wiring, or the like may be formed as a driving element electrically connected to the transparent pixel electrode.
  • the pixel electrode may include, for example, indium tin oxide (ITO) or the like, and may function as an electrode for each pixel.
  • a 1st or 2nd alignment film can contain materials, such as a polyimide, for example.
  • the liquid crystal layer may include, for example, liquid crystal in a vertical alignment (VA), twisted nematic (TN), super twisted nematic (STN), or in LCane switching (IPS) mode.
  • VA vertical alignment
  • TN twisted nematic
  • STN super twisted nematic
  • IPS LCane switching
  • the liquid crystal layer may have a function of transmitting or blocking light from the light source 101 for each pixel by a voltage applied from the driving circuit.
  • the common electrode includes, for example, ITO and can function as a common counter electrode.
  • the display unit 103 may be an area capable of generating an R or L signal in a driving state and may include an RS and an LS area formed by one or more pixels.
  • a unit pixel or two or more unit pixels including a liquid crystal sealed between the first and second alignment layers may be combined to form the RS or LS region.
  • the RS and LS regions may be arranged in the row and / or column direction.
  • 2 is a diagram illustrating an arrangement of exemplary RS and LS regions. As illustrated in FIG. 2, the RS and LS regions have a stripe shape extending in a common direction and may be alternately disposed adjacent to each other.
  • 3 shows another exemplary arrangement in which RS and LS regions are alternately arranged adjacent to each other in a lattice pattern.
  • the arrangement of the RS and LS regions is not limited to the arrangement of FIGS. 2 and 3, and various designs known in the art may all be applied.
  • the display unit may generate an image signal including the R and L signals by driving the pixels of each region according to the signal in the driving state.
  • the transmitted light may enter the display unit 103, and the light transmitted through the RS region may be an R signal, and the light transmitted through the LS region may be an L signal.
  • the R and L signals are incident on the first polarizing plate 104, only a signal polarized in parallel with the transmission axis of the polarizing plate 104 may pass through the polarizing plate 104 and enter the filter unit 105.
  • the filter unit 105 may include a first region and a second region that are formed to divide the image signal generated by the display unit 103 into two or more signals having different polarization states in the driving state.
  • any one of the first and second areas is a signal polarization control area (hereinafter, referred to as an "RC area") for the right eye which is arranged to allow the R signal to be incident from the signal transmitted from the display unit 103
  • the other region may be a left-eye signal polarization adjusting region (hereinafter, referred to as an “LC region”) in which an L signal may be incident.
  • the first region and the RC region may be used as the same meaning
  • the second region may be used as the same meaning as the LC region.
  • the RC and / or LC region may comprise a retardation layer.
  • the LC region may include a retardation layer in which an optical axis is formed in a first direction
  • the RC region may include a retardation layer in which an optical axis is formed in a second direction different from the first direction.
  • optical axis may mean a slow axis or a fast axis, for example, a slow axis in the process of passing light through a corresponding area.
  • the RC region of the filter unit 105 may be disposed in a size corresponding to the RS region at a corresponding position of the RS region so that an R signal generated and transmitted in the RS region may be incident in a driving state.
  • the L signal generated and transmitted in the LS region may be disposed in a size corresponding to the LS region at a corresponding position of the LS region.
  • the RC or LC region is formed to have a size corresponding to the position corresponding to the RS or LS region, so that the R signal generated in the RS region may be incident to the RC region, and the L signal generated in the LS region is incident to the LC region. It means the position and size that can be, and does not necessarily mean that both must be formed in the same position in the same size.
  • the RC and LC regions are formed in a stripe shape extending in the common direction corresponding to the arrangement of the RS and LS regions of the display portion, and are alternately arranged adjacent to each other, or alternately adjacent to each other in a grid pattern. It may be arranged as.
  • the RC and LC regions may be arranged as shown in FIG. 4, and when the RS and LS regions are arranged as shown in FIG.
  • LC region may be arranged in the form as shown in FIG.
  • the signal transmitted through the RC region and the signal transmitted through the LC region may have different polarization states.
  • any one of a signal transmitted through the RC region and a signal transmitted through the LC region may be a left circularly polarized signal and the other may be a right circularly polarized signal.
  • the R signal generated in the display unit enters the RC region through the first polarizing plate, it is emitted in a left circle polarization or right polarized state, and after the L signal enters the LC region via the first polarizing plate, The R signal may be emitted in a right circular polarization or left circular polarization state such that the rotation direction of the polarization axis is reversed.
  • the phase difference layers included in the RC and LC regions are a ⁇ / 4 wavelength layer.
  • the optical axes of the ⁇ / 4 wavelength layers disposed in the RC region and the ⁇ / 4 wavelength layers disposed in the LC region may be different from each other.
  • the RC region includes a lambda / 4 wavelength layer having an optical axis in a first direction as the phase difference layer
  • the LC region has a lambda / having an optical axis in a second direction different from the first direction as the phase difference layer. It may include four wavelength layers.
  • the term "n ⁇ wavelength layer” may refer to a phase delay element capable of delaying an incident light by n times the wavelength of each wavelength, where n is, for example, 1/4 , 1/2 or 3/4.
  • any one of the RC and LC regions of the filter portion may include a 3 ⁇ / 4 wavelength layer, and the other region may generate left and right polarized light.
  • the 3 ⁇ / 4 wavelength layer can be produced by laminating a? / 2 wavelength layer and a? / 4 wavelength layer, for example.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for demonstrating the optical-axis direction of RC and LC area
  • FIG. 6 the optical axis formed in the first region in the LC region is denoted by A1, and the optical axis formed in the second region in the RC region is denoted by A2.
  • the optical axes A1 and A2 of the RC and LC regions may be formed such that a line bisecting the angle formed by the optical axes A1 and A2 is parallel or perpendicular to the absorption axis of the first polarizing plate.
  • the signal generated in the display unit and transmitted through the polarizing plate may be accurately converted to left circle polarization and right circle polarization. Accordingly, it is possible to realize excellent stereoscopic image quality and to prevent so-called crosstalk phenomenon which is a problem when observing stereoscopic images.
  • linear dividing the angle formed by the optical axis can refer to a line dividing the angle of " ⁇ 1 + ⁇ 2" or "360- ( ⁇ 1 + ⁇ 2)" with reference to FIG.
  • the bisector may be formed in a direction parallel to the boundary line L of the RC and LC regions.
  • the optical axes A1 and A2 in the RC and LC regions may also be perpendicular to each other.
  • Such a state may mean, for example, a case where an angle of " ⁇ 1 + ⁇ 2" or "360- ( ⁇ 1 + ⁇ 2)" in FIG. 6 is substantially 90 degrees.
  • the stereoscopic image may be observed.
  • the polarizing glasses include a GL region and a GR region.
  • the GL region may include a retardation layer and a polarizer
  • the GR region may also include a retardation layer and a polarizer.
  • 7 is a diagram illustrating the polarizing glasses 70 by way of example. As illustrated in FIG. 7, the polarizing glasses 70 may include GL and GR regions including retardation layers 701L and 701R and polarizers 702L and 702R, respectively. In FIG. 7, an arrow indicates a moving direction of an R or L signal.
  • the polarizer included in the polarizing glasses may be an optical element having a transmission axis in a direction perpendicular to the direction of the absorption axis and the absorption axis formed in a predetermined direction, such as a polarizing plate included in the 3D device.
  • the polarizer may be disposed in each region such that the absorption axis of the polarizer included in the GR region of the polarizing glasses and the absorption axis of the polarizer included in the GL region are parallel to each other.
  • the absorption axes of the polarizers formed in parallel with each other may include a virtual line connecting the center of the GL region and the center of the GR region to the RC region of the 3D device, for example, the first region and the LC region, for example.
  • the glasses are disposed to be perpendicular to the absorption axis of the first polarizing plate while the glasses are positioned to be perpendicular or horizontal to the boundary line of the second region. In this state, high quality stereoscopic images can be observed.
  • an imaginary line connecting the centers of the GL and GR regions of the glasses is, for example, an imaginary line connecting the center C of the GR and GL regions GR and GL, as shown in FIG. 8. (CL), and the center of the region may mean a center of gravity.
  • the GR and GL regions of the polarizing glasses may each include a retardation layer.
  • the retardation layers included in the GR and GL regions of the polarizing glasses may satisfy the retardation layers included in the RC and LC regions of the filter unit and the following general formulas (1) and (2), respectively.
  • D L is a relative deviation of the optical axis of the retardation layer in the LC region and the optical axis of the retardation layer in the GL region
  • ⁇ 2 is the absorption axis of the retardation layer in the LC region.
  • ⁇ L is an angle formed by the optical axis of the retardation layer of the GL region and the absorption axis of the first polarizing plate in a state where the absorption axis of the polarizer of the GL region is disposed perpendicular to the absorption axis of the first polarizing plate
  • D R is the relative deviation degree between the optical axis of the retardation layer in the RC region and the optical axis of the retardation layer in the GR region
  • ⁇ 1 is an angle at which the optical axis of the retardation layer in the RC region forms with the absorption axis of the first polarizing plate
  • ⁇ R is , The angle between the optical axis of the phase difference layer of the GR region and the absorption axis of the first polarizing plate in a state where the absorption axis of the polarizer of the GR region is disposed perpendicular to the absorption axis of the first polarizing plate.
  • angles of ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ R, and ⁇ L may be angles measured clockwise or counterclockwise from the absorption axis of the first polarizing plate, but the angles substituted into the same equation may be The angle is measured in the same direction.
  • FIG. 9 is a diagram schematically illustrating the angular relationship between D L of the general formula 1 and in a state in which the absorption axis A D of the first polarizing plate and the absorption axis A G of the polarizer of the GL region are vertically disposed.
  • the angle of the optical axis S F of the retardation layer of the LC region measured clockwise from the absorption axis A D of the first polarizing plate is represented by ⁇ 2
  • measured GL clockwise from the absorption axis A D The angle of the optical axis S G of the retardation layer of the region is indicated by ⁇ L.
  • FIG. 10 is a view showing the angular relationship of the D R of the general formula 2, and Fig.
  • the angle of the optical axis S F of the phase difference layer of the RC region measured counterclockwise from the absorption axis A D of the first polarizing plate is represented by ⁇ 1 , and is counterclockwise from the absorption axis A D.
  • the angle of the optical axis S G of the retardation layer in the GR region measured by is represented by ⁇ R.
  • D L is 14 degrees or less, 13 degrees or less, 12 degrees or less, 11 degrees or less, 10 degrees or less, 9 degrees or less, 8 degrees or less, 7 degrees or less, 6 degrees or less, or 5 degrees, for example. It may be: In General Formula 2, D R is, for example, 14 degrees or less, 13 degrees or less, 12 degrees or less, 11 degrees or less, 10 degrees or less, 9 degrees or less, 8 degrees or less, 7 degrees or less, 6 degrees or less, or 5 degrees or less.
  • the quality of the stereoscopic image can be improved.
  • the 3D device may have a crosstalk ratio of 6% or less, 5% or less, 4% or less, 3% or less, 2% or less, 1% or less when the image is worn while wearing the polarized glasses. It may be less than or equal to%.
  • the term crosstalk ratio CT is a ratio of the luminance L B of the dark state to the luminance L W of the bright state when the stereoscopic image emitted from the 3D device is observed while wearing the polarizing glasses. It means a percentage of, and can be calculated according to the following formula (1).
  • the term "light state” means a state in which an image signal emitted from a 3D device passes through polarized glasses
  • the term “dark state” means a state in which an image signal emitted from a 3D device is blocked by polarized glasses. It may mean.
  • the GR region of the polarizing glasses is configured to transmit the R signal emitted from the 3D device and to block the L signal, and the GL region to block the R signal emitted from the 3D device and transmit the L signal.
  • the brightness L W in the bright state may be a luminance after the R signal emitted from the 3D device passes through the GR region, or may be a luminance after the L signal passes through the GL region.
  • the luminance L B of the dark state may be a luminance after the R signal emitted from the 3D device passes through the GL region, or may be a luminance after the L signal passes through the GR region.
  • the 3D device also wears polarized glasses and observes stereoscopic images, such as the International Commission on Illumination (CIE) of a bright state signal, for example, an R signal transmitted through a GR region or an L signal transmitted through a GL region.
  • CIE International Commission on Illumination
  • the X value in the tristimulus value in the color space may be 0.322 to 0.344, and the Y value may be 0.316 to 0.350.
  • the lower limit of the X value may be, for example, 0.323, 0.325, 0.326, or 0.327, and the upper limit may be 0.341, 0.339, 0.337, or 0.335, and the lower limit of the Y value may be, for example, 0.326, 0.329, or 0.331.
  • the upper limit may be 0.340, 0.338, 0.337, 0.336, 0.335 or 0.334.
  • the range of the X value and the Y value may be a range in which any number of the upper limit and / or the lower limit is selected and combined.
  • the 3D device also wears polarized glasses and observes a stereoscopic image, the trichromatic stimulus in the CIE color space of a signal in the dark state, for example, an L signal transmitted through the GR region or an R signal transmitted through the GL region.
  • the X value in the value may be 0.223 to 0.443, and the Y value may be 0.078 to 0.589.
  • the lower limit of the X value may be, for example, 0.230, 0.250, 0.270, 0.290, 0.312, 0.322, or 0.331
  • the upper limit may be 0.436, 0.400, 0.375, or 0.355
  • the lower limit of the Y value may be, for example, 0.130, 0.235, 0.255, 0.275, 0.295, 0.315, 0.325 or 0.331
  • the upper limit may be 0.537, 0.432, 0.400, 0.355, 0.345 or 0.335.
  • the range of the X value and the Y value may be a range in which any value among the upper limit and / or the lower limit is selected and combined.
  • the phase difference value of the retardation layer of the filter unit and / or the polarizing glasses and / or the optical axis of each retardation layer You can use this method to control the relationship between The adjustment of the crosstalk ratio of the 3D device or the polarizing glasses and the trichromatic stimulus value of the CIE color space may also be performed by adjusting the wavelength dispersion property of the filter unit and the phase difference layer of the polarizing glasses.
  • the phase difference layer of the filter unit and the polarizing glasses may be a normal wavelength dispersion characteristic (hereinafter referred to as "N characteristic”), a flat wavelength dispersion characteristic (hereinafter referred to as "F characteristic”), or reverse. )
  • N characteristic normal wavelength dispersion characteristic
  • F characteristic flat wavelength dispersion characteristic
  • R characteristic A retardation layer having wavelength dispersion characteristics
  • R ( ⁇ ) used in the process of explaining the wavelength dispersion characteristic of the retardation layer may mean a retardation value of the retardation layer measured for light having a wavelength of ⁇ nm.
  • R (450), R (550) and R (650) may mean a phase difference value measured for light having a wavelength of 450 nm, 550 nm and 650 nm, respectively.
  • the phase difference value may be, for example, a plane direction phase difference RIN calculated by Equation 2 below, or a thickness direction phase difference RTH calculated by Equation 3 below, for example, calculated by Equation 2 below. It may be a plane direction phase difference.
  • RIN and RTH are in-plane retardation and thickness retardation of the retardation layer
  • X is a refractive index in the in-plane slow axis direction of the retardation layer
  • Y is in-plane fast axis direction of the retardation layer.
  • Z is a refractive index in the thickness direction of the retardation layer
  • D is a thickness of the retardation layer.
  • N-phase retardation layer may refer to a retardation layer in which R (450) / R (550) is larger than R (650) / R (550) unless otherwise specified.
  • the phase difference layer of the N characteristic, R (450) / R (550) is 1.01 to 1.19, 1.02 to 1.18, 1.03 to 1.17, 1.04 to 1.16, 1.05 to 1.15, 1.06 to 1.14, 1.07 to 1.13, 1.08-1.12 or 1.09-1.11.
  • phase difference layer of the N characteristics, R (650) / R (550) is 0.81 to 0.99, 0.82 to 0.98, 0.83 to 0.97, 0.84 to 0.96, 0.85 to 0.95, 0.86 to 0.94, 0.87 to 0.93, 0.88 to 0.92 or 0.89 to 0.91.
  • ⁇ R (650) -R (450) ⁇ / ⁇ 200 ⁇ R (550) ⁇ is -0.0019 to -0.0001, -0.0018 to -0.0002, -0.0017 to -0.0003,- 0.0016 to -0.0004, -0.0015 to -0.0005, -0.0014 to -0.0006, -0.0013 to -0.0007, -0.0012 to -0.0008, -0.0011 to -0.0009 or about -0.001.
  • the term "retardation layer of F characteristics" may mean a phase difference layer in which R (450) / R (550) is substantially the same as R (650) / R (550) unless otherwise specified.
  • the phase difference layer having N characteristics may include R (450) / R (550) and R (650) / R (550) of 1.01 to 1.19, 1.02 to 1.18, 1.03 to 1.17, 1.04 to 1.16, and 1.05, respectively. To 1.15, 1.06 to 1.14, 1.07 to 1.13, 1.08 to 1.12, or 1.09 to 1.11.
  • ⁇ R (650) -R (450) ⁇ / ⁇ 200 ⁇ R (550) ⁇ is within ⁇ 0.0009, within ⁇ 0.0008, within ⁇ 0.0007, within ⁇ 0.0006, and within ⁇ 0.0005. , Within ⁇ 0.0004, within ⁇ 0.0003, within ⁇ 0.0002, within ⁇ 0.0001, or about zero.
  • the term "retardation layer of R characteristics" may refer to a retardation layer in which R (450) / R (550) is smaller than R (650) / R (550) unless otherwise specified.
  • the phase difference layer of the N characteristic, R (450) / R (550) is 0.81 to 0.99, 0.82 to 0.98, 0.83 to 0.97, 0.84 to 0.96, 0.85 to 0.95, 0.86 to 0.94, 0.87 to 0.93, 0.88 to 0.92 or 0.89 to 0.91.
  • R (650) / R (550) is 1.01 to 1.19, 1.02 to 1.18, 1.03 to 1.17, 1.04 to 1.16, 1.05 to 1.15, 1.06 to 1.14, 1.07 to 1.13, 1.08 to 1.12 Or 1.09 to 1.11.
  • the phase difference layer of the N characteristics, ⁇ R (650) -R (450) ⁇ / ⁇ 200 ⁇ R (550) ⁇ is 0.0001 to 0.0019, 0.0002 to 0.0018, 0.0003 to 0.0017, 0.0004 to 0.0016, 0.0005 to 0.0015 , 0.0006 to 0.0014, 0.0007 to 0.0013, 0.0008 to 0.0012, 0.0009 to 0.0011, or about 0.001.
  • the retardation layer of the filter portion and the retardation layer of the polarizing glasses for example, the retardation layer of the RC region and the retardation layer of the GR region and / or the retardation layer of the LC region and the retardation layer of the GL region are the same wavelength. It may have a dispersing characteristic.
  • the retardation layers having the same wavelength dispersion characteristics as described above may satisfy Equation 4 below.
  • R 1 ( ⁇ ) is a phase difference value of the phase difference layer of the filter portion measured for light having a wavelength of ⁇ nm
  • R 2 ( ⁇ ) is the polarized light measured for light having a wavelength of ⁇ nm. It is a phase difference value of the phase difference layer of glasses.
  • the lower limit of “R 2 ( ⁇ ) —R 1 ( ⁇ )” may be -15 nm, -10 nm, or -5 nm. In one example, the upper limit of “R 2 ( ⁇ ) —R 1 ( ⁇ )” may be 15 nm, 10 nm, or 5 nm.
  • phase difference layer having the wavelength dispersion characteristic satisfying the above in the filter unit and the polarizing glasses, respectively, it is possible to maintain the crosstalk ratio and the trichromatic stimulus value of the stereoscopic image in an appropriate range, and thus Observation is possible.
  • the retardation layer having N, R or F characteristics can be used as the retardation layer, and in one example, the retardation layer having R characteristics can be used.
  • the retardation layer of the filter unit and the retardation layer of the polarizing glasses for example, the retardation layer of the RS region and the retardation layer of the GR region and / or the retardation layer of the LS region and the retardation layer of the GL region are different from each other.
  • Can have characteristics.
  • the retardation layers having wavelength dispersion characteristics different from each other may satisfy Equation 5 below.
  • R 1 ( ⁇ ) is a phase difference value of the retardation layer of the filter portion measured for light having a wavelength of ⁇ nm
  • R 2 ( ⁇ ) is a value of the polarized glasses measured for light having a wavelength of ⁇ nm. Retardation value of the retardation layer.
  • the lower limit of the "R 2 ( ⁇ ) -R 1 ( ⁇ )" may be -35 nm, -30 nm, -25 nm, -20 nm, -15 nm, -10 nm, or -5 nm.
  • the upper limit of “R 2 ( ⁇ ) —R 1 ( ⁇ )” may be 35 nm, 30 nm, 25 nm, 20 nm, 15 nm, 10 nm, or 5 nm.
  • phase difference layer having the wavelength dispersion characteristic satisfying the above in the filter unit and the polarizing glasses, respectively, it is possible to maintain the crosstalk ratio and the trichromatic stimulus value of the stereoscopic image in an appropriate range, and thus Observation is possible.
  • the phase difference layer of the filter portion and the polarizing glasses have different wavelength dispersion characteristics
  • the phase difference layer of the F characteristic when used, the phase difference layer of the F characteristic may be used as the phase difference layer of the polarizing glasses.
  • the retardation layer of the polarizing glasses can use a retardation layer of R or F characteristics, and the retardation layer of the filter portion is a retardation layer of R characteristics, As the retardation layer of the polarizing glasses, a retardation layer having N or F characteristics can be used.
  • retardation layer having N, R or F characteristics various materials known in the art can be used without limitation as long as the properties required in each case are satisfied.
  • the phase difference layer may be a liquid crystal layer obtained by polymerizing a polymerizable liquid crystal compound, a polymer film to which phase difference is imparted by a process such as uniaxial or biaxial stretching, or a laminated film of the liquid crystal layer and the polymer film. Can be used.
  • the liquid crystal layer may include, for example, a polymerizable liquid crystal compound polymerized in a state oriented by an adjacent alignment layer.
  • the liquid crystal layer may be formed by forming an alignment layer on a suitable substrate, coating the liquid crystal composition containing a polymerizable liquid crystal compound on the alignment layer, and then aligning and polymerizing the same.
  • the substrate an isotropic substrate having no phase difference may be used, or a substrate having an appropriate phase difference may be used, if necessary, in order to realize appropriate wavelength dispersion characteristics.
  • the alignment layer is a conventional alignment layer known in the art, for example, cis-trans isomerization, fries rearrangement or dimerization induced by irradiation of linearly polarized light.
  • the orientation is determined by a dimerization reaction, and a photo-alignment layer capable of inducing an orientation in the adjacent liquid crystal layer by the determined orientation, a polymer layer such as a rubbed polyimide layer, or a plurality of groove regions are patterned.
  • An acrylic curable resin layer etc. can be illustrated.
  • the kind of polymerizable liquid crystal compound coated on the alignment layer is not particularly limited, and for example, a known compound such as RM (Reactive Mesogen) from Merck or LC242 from BASF may be used.
  • examples of the polymer film to which the phase difference is imparted by uniaxial or biaxial stretching are, for example, an acryl film such as PMMA (poly (methyl methacrylate)), a cycloolefin polymer (COP) film such as polynorbornene (PNB), and the like. It may be, but is not limited thereto.
  • the retardation layer may also be formed by stacking two or more polymer films as described above, or by stacking one or more liquid crystal layers and one or more polymer films.
  • the present application also relates to polarizing glasses, for example polarizing glasses for observing stereoscopic images.
  • the polarizing glasses may include, for example, a display unit capable of generating an image signal; And first and second regions capable of dividing the image signal generated by the display into two or more kinds of signals having different polarization states, wherein the first and second regions each include a filter unit having a phase difference layer. If necessary, it may be polarized glasses for observing an image from a 3D device further including a first polarizing plate between the display unit and the filter unit.
  • the 3D device may be the 3D device described in the item of the present specification, and in this case, the description of the 3D device and the polarizing glasses described above may be equally applied to the part of the polarizing glasses. .
  • the polarizing glasses may be polarizing glasses as described in the item of the 3D device. Therefore, the polarizing glasses may include a GR region and a GL region, and the GR and GL regions may include a retardation layer and a polarizer, respectively.
  • the X value and Y value of the three-color stimulus value of the CIE color space of the crosstalk ratio, the bright state and the dark state when the image is worn while wearing the polarizing glasses are observed, the 3D It may have the same range as described in the device.
  • the relationship between the absorption axis of the polarizers in the GR and GL regions of the polarizing glasses and the optical axis of the phase difference layer of the filter portion of the optical axis of the phase difference layer may be set as described in the item of the 3D device.
  • phase difference layer of a polarizing glasses and the phase difference layer of a filter part may have N characteristic, F characteristic, or R characteristic as needed.
  • N characteristic a characteristic that is unique to the phase difference layer of the polarizing glasses and the phase difference layer of the filter unit.
  • R characteristic the specific contents of the N, F, and R characteristics, or the combination of the characteristics in the phase difference layer of the polarizing glasses and the phase difference layer of the filter unit may be equally applicable to the contents described in the 3D apparatus.
  • the 3D device and polarizing glasses of the present application it is possible to observe a stereoscopic image having an excellent crosstalk ratio and excellent color characteristics.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an exemplary stereoscopic image display device.
  • FIGS. 2 and 3 are schematic diagrams showing an exemplary arrangement of the LS region and the RS region.
  • 4 and 5 are schematic diagrams showing an exemplary arrangement of the LC region and the RC region.
  • FIG. 6 is a schematic view for explaining the relationship between the optical axes of the phase difference layers in the LC and RC regions.
  • FIG. 7 and 8 are views showing a schematic form of the glasses for stereoscopic image observation.
  • FIG. 11 is a view showing the characteristics of the retardation layer of N, F or R characteristics used in the embodiment.
  • the retardation value of the retardation layer was measured using Axoscan (manufactured by Axomatrics), a device capable of measuring 16 Muller Matrix. Specifically, 16 muller matrices of the retardation layer were obtained according to the manufacturer's manual by using the above equipment, and the retardation values were extracted through this.
  • the crosstalk ratio of the 3D device can be measured in the following manner.
  • the polarizing glasses are placed at the normal viewing point of the 3D device.
  • the normal observation point is a distance that is 3/2 times the length of the horizontal direction of the 3D device from the center of the 3D device, wherein the glasses are viewed by the observer toward the center of the 3D device.
  • the horizontal length of the 3D device may be a horizontal length based on the observer, for example, a horizontal length of the 3D device, assuming that the viewer observes a stereoscopic image.
  • the luminance meter (equipment name: SR-UL2 Spectrometer) is disposed on the back of the GL and GR regions of the polarizing glasses in a state where the 3D device outputs the L signal, and the luminance in each case is measured.
  • the luminance measured on the back of the GL region is the brightness of the bright state
  • the luminance measured on the back of the GR region is the brightness of the dark state.
  • the crosstalk ratio may be measured in the same manner as described above, and may be measured by obtaining luminance in a light and dark state while the 3D device is outputting an R signal.
  • the luminance measured on the back of the GL region is the luminance in the dark state
  • the luminance measured on the back of the GR region is the luminance in the bright state.
  • the percentage of the ratio [luminance in the dark state / luminance in the dark state]) can be defined as the crosstalk ratio.
  • X and Y values of the CIE color space were measured in the following manner. Position the polarized glasses at the normal viewing point of the 3D device. The normal observation point is the same as the point described when the crosstalk ratio is measured. With the 3D device outputting the L signal in the above arrangement, a luminance meter (equipment name: SR-UL2 Spectrometer) is placed on the back of the GL and GR regions of the polarizing glasses, and the spectrum according to the wavelength of each case is measured. Based on this, the X value and the Y value can be derived.
  • SR-UL2 Spectrometer equipment name: SR-UL2 Spectrometer
  • the X and Y values of the bright state can be measured from the spectrum measured at the back of the GL region, and the X and Y values of the dark state can be measured from the spectrum measured at the back of the GR region.
  • the X value and the Y value can also be obtained by measuring the spectrum in a state where the 3D device outputs an R signal. When the R signal is output, the X and Y values of the dark state are measured from the spectrum measured on the back of the GL region, and the X and Y values of the bright state can be obtained from the spectrum measured on the back of the GR region. .
  • 3D device having a structure as shown in FIG. 1, wherein the RS and LS regions of the display unit 103 are arranged as shown in FIG. 2, and the RC and LC regions of the filter unit 105 are arranged as shown in FIG. 4. (10) was configured.
  • the retardation layer having a slow axis formed in the RC region of the filter part in a direction counterclockwise with the absorption axis of the first polarizing plate 104 is positioned, and in the LC region, the first polarizing plate 104 is positioned.
  • the retardation layer in which the slow axis was formed in the direction of 45 degrees clockwise with the absorption axis of was placed.
  • the absorption axis of the first polarizing plate 104 is horizontal to the longitudinal direction of the device 10, and the absorption axis of the second polarizing plate 102 is perpendicular to the absorption axis of the first polarizing plate 104. It was. As shown in FIG. 7, the crosstalk ratio and the like were evaluated while wearing and observing polarized glasses including the GL and GR regions as shown in FIG. 7.
  • each of the polarizers 702L and 702R is formed in a direction in which absorption axes are parallel to each other, and further includes a virtual line connecting the center of the GL region and the center of the GR region (imaginary line (shown in FIG. 8).
  • the phase difference layer 701L of the GL region is substantially the same as the phase difference layer of the LC region when the polarizing glasses are arranged such that the absorption axis of the polarizer of the polarizing glasses and the absorption axis of the first polarizing plate 104 are perpendicular to each other.
  • the polarizing glasses are arranged such that the absorption axis of the polarizer of the polarizing glasses and the absorption axis of the first polarizing plate 104 are perpendicular to each other.
  • the retardation layer in which the optical axis was formed in substantially the same direction as the retardation layer in the RC region was used.
  • the types of retardation layers in the LC and RC regions and the retardation layers in the GL and GR regions are changed as shown in Table 1, respectively, to measure the crosstalk ratio and the X and Y values in the CIE color space, respectively. The results are shown in Table 2 below.
  • Table 1 Phase difference layer in LC and RC region Retardation Layers in the GL and GR Regions
  • Example 5 ⁇ / 4 Wavelength Layer with F Characteristics ⁇ / 4 wavelength layer with N characteristics
  • Example 1 0.5 0.328 0.3483 0.3333 0.3333
  • Example 2 1.25 0.3244 0.3382 0.4344 0.2367
  • Example 3 3.31 0.325 0.3336 0.3136 0.1315
  • Example 4 0.5 0.3272 0.3362 0.3333 0.3333
  • Example 5 1.25 0.3244 0.3382 0.4344 0.2367
  • Example 6 1.21 0.3278 0.3328 0.2253 0.0795
  • Example 7 0.5 0.3293 0.3314 0.3333 0.3333
  • Example 8 3.31 0.325 0.3336 0.3316 0.1315
  • Example 9 1.21 0.3278 0.3328 0.2253 0.0795

Landscapes

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Abstract

본 출원은 입체 영상 표시 장치 및 편광 안경에 관한 것이다. 본 출원의 3D 장치 및 편광 안경에 의하면, 우수한 크로스토크 비율을 가지고 또한 색 특성이 우수한 입체 영상을 관찰할 수 있다.

Description

입체 영상 표시 장치
본 출원은, 입체 영상 표시 장치 및 편광 안경에 관한 것이다.
입체 영상 표시 장치(stereoscopic image display device)는 3차원 정보를 관찰자에게 전달할 수 있는 표시 장치이다.
입체 영상을 표시하는 방식은, 크게 안경 방식과 무안경 방식으로 구분할 수 있다. 상기에서 안경 방식은 편광 안경 방식과 LC 셔터 안경(LC shutter glass) 방식으로 분류될 수 있으며, 무안경 방식은 2안식/다시점 양안 시차 방식, 체적형 방식 또는 홀로그래픽 방식 등으로 분류될 수 있다.
본 출원은, 입체 영상 표시 장치 및 편광 안경을 제공한다.
본 출원의 예시적인 입체 영상 표시 장치(이하, 「3D 장치」)는, 편광 안경을 착용하고 입체 영상을 관찰하는 장치일 수 있다. 하나의 예시에서 상기 3D 장치는, 후술하는 표시부 및 필터부 등과 함께 상기 편광 안경을 포함할 수 있다.
상기 편광 안경은, 우안용 영역(이하, 「GR 영역」) 및 좌안용 영역(이하, 「GL 영역」)을 포함할 수 있다. 상기 우안용 영역은, 관찰자가 편광 안경을 착용하면, 관찰자의 우안상에 위치하는 영역을 의미하고, 좌안용 영역은 관찰자가 편광 안경을 착용하면 관찰자의 좌안상에 위치하는 영역을 의미할 수 있다.
3D 장치는, 표시부 및 필터부를 포함할 수 있다. 3D 장치는 또한 표시부 및 필터부의 사이에 존재하는 편광판을 추가로 포함할 수 있다. 하나의 예시에서 3D 장치는, 구동 상태에서 표시부에서 생성된 영상 신호가 상기 편광판을 거쳐 필터부에 입사된 후에 필터부를 투과하여 편광 안경을 착용하고 있는 관찰자에게 전달될 수 있도록 상기 표시부, 편광판 및 필터부를 순차로 포함할 수 있다.
본 명세서에서 용어 「구동 상태」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 3D 장치가 입체 영상을 관찰자에게 표시하고 있는 상태를 의미한다.
도 1은, 예시적인 3D 장치를 상부에서 관찰한 상태를 보여주는 도면이다. 도 1에서 화살표는 구동 상태에서 영상 신호가 진행하는 방향을 의미할 수 있고, 관찰자(106)는, 예를 들면, 편광 안경을 착용하고 입체 영상을 관찰할 수 있다.
도 1의 장치(10)는, 표시부(103) 및 필터부(105)를 포함하고, 편광판(104)이 표시부(103) 및 필터부(104)의 사이에 위치하고 있다.
도 1과 같이, 3D 장치(10)는, 표시부(103)의 편광판(104)과는 반대측에 순차로 배치된 편광판(102) 및 광원(101)을 추가로 포함할 수 있다. 이하 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 표시부(103) 및 필터부(105)의 사이에 위치하는 편광판(104)은 제 1 편광판으로 호칭하고, 상기 제 1 편광판의 반대측에 위치하는 편광판(102)은 제 2 편광판으로 호칭한다.
3D 장치(10)에 포함되는 제 1 및 제 2 편광판(102, 104)은, 투과축 및 상기 투과축에 직교하는 흡수축이 형성되어 있는 광학 소자이다. 편광판에 빛이 입사되면 편광판은 입사된 빛 가운데 편광판의 투과축 방향과 평행한 편광축을 가지는 빛만을 투과시킬 수 있다.
하나의 예시에서 3D 장치(10)에 포함되는 제 1 편광판(104)의 흡수축과 제 2 편광판(102)의 흡수축은 서로 수직을 이루고 있을 수 있다. 이러한 경우 제 1 및 제 2 편광판(102, 104)의 투과축도 역시 서로 수직을 이루고 있을 수 있다. 본 명세서에서 「수직」, 「수평」, 「직교」 또는 「평행」과 같은 각도를 규정하는 용어는, 각각 목적 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서의 실질적인 수직, 수평, 직교 또는 평행을 의미한다. 따라서, 상기 각 용어는, 예를 들면, 제조 오차(error) 또는 편차(variation) 등을 감안한 것이고, 예를 들면, 약 ±15도 이내의 오차, 약 ±10도 이내의 오차 또는 약 ±5도 이내의 오차를 포함할 수 있다
광원(101)으로는, 예를 들면, LCD(Liquid Crystal Display)에서 통상적으로 사용되는 직하형(direct type) 또는 에지형(edge type)의 백라이트 유닛(BLU; Back Light Unit)을 사용할 수 있다. 광원(101)으로는 상기 외에도 다양한 종류가 제한 없이 사용될 수 있다.
3D 장치의 표시부는, 구동 상태에서 영상 신호, 예를 들면, 우안용 신호(이하, 「R 신호」)와 좌안용 신호(이하, 「L 신호」)를 포함하는 영상 신호를 생성할 수 있다. 하나의 예시에서 표시부는, 구동 상태에서 R 신호를 생성할 수 있는 우안용 신호 생성 영역(이하, 「RS 영역」) 및 L 신호를 생성할 수 있는 좌안용 신호 생성 영역(이하, 「LS 영역」)을 포함할 수 있다.
표시부는 예를 들면, 투과형 액정 패널을 포함하는 영역 또는 상기 액정 패널의 액정층에 의해 형성되는 영역일 수 있다. 투과형 액정 패널은, 예를 들면, 광원(101)측으로부터 순차적으로 제 1 기판, 화소 전극, 제 1 배향막, 액정층, 제 2 배향막, 공통 전극 및 제 2 기판을 포함할 수 있다. 광원(101)측의 제 1 기판에는, 예를 들면, 투명 화소 전극에 전기적으로 접속된 구동 소자로서 TFT(Thin Film Transistor)와 배선 등을 포함하는 액티브형 구동 회로가 형성되어 있을 수 있다. 상기 화소 전극은, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide) 등을 포함하고, 화소별 전극으로 기능할 수 있다. 또한, 제 1 또는 제 2 배향막은, 예를 들면, 폴리이미드 등의 재료를 포함할 수 있다. 액정층은, 예를 들면, VA(Vertical Alignment), TN(Twisted Nematic), STN(Super Twisted Nematic) 또는 IPS(In LCane Switching) 모드의 액정을 포함할 수 있다. 액정층은, 구동 회로로부터 인가되는 전압에 의해서, 광원(101)으로부터의 광을 화소별로 투과 또는 차단하는 기능을 가질 수 있다. 공통 전극은, 예를 들면 ITO 등을 포함하고, 공통의 대향 전극으로 기능할 수 있다.
표시부(103)는 구동 상태에서 R 또는 L 신호를 생성할 수 있는 영역으로서 하나 이상의 화소(pixel)에 의해 형성되는 RS 및 LS 영역을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 액정 패널에서 제 1 및 제 2 배향막의 사이에 밀봉된 액정을 포함하는 단위 화소 또는 2개 이상의 단위 화소가 조합되어 상기 RS 또는 LS 영역을 형성하고 있을 수 있다.
RS 및 LS 영역은 행 및/또는 열 방향으로 배치되어 있을 수 있다. 도 2는, 예시적인 RS 및 LS 영역의 배치를 나타내는 도면이다. 도 2와 같이, RS 및 LS 영역은 공통 방향으로 연장하는 스트라이프 형상을 가지며, 인접하여 교대로 배치되어 있을 수 있다. 도 3은, 다른 예시적인 배치를 나타내고, RS 및 LS 영역이 격자 패턴으로 서로 인접하여 교대로 배치되어 있다. RS 및 LS 영역의 배치는 도 2 및 3의 배치에 제한되는 것은 아니며, 이 분야에서 알려져 있는 다양한 디자인이 모두 적용될 수 있다.
표시부는, 구동 상태에서 신호에 따라 각 영역의 화소를 구동하는 것에 의해서 R 및 L 신호를 포함하는 영상 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 도 1을 참조하면, 광원(101)에서 출사한 광이 제 2 편광판(102)에 입사하면, 상기 편광판(102)의 투과축과 평행하게 편광된 광만이 편광판(102)을 투과한다. 투과된 광이 표시부(103)에 입사하여, RS 영역을 투과한 광은 R 신호가 되며, LS 영역을 투과한 광은 L 신호가 될 수 있다. R 및 L 신호가 제 1 편광판(104)에 입사하면, 상기 편광판(104)의 투과축과 평행하게 편광된 신호만이 상기 편광판(104)을 투과하여 필터부(105)에 입사할 수 있다.
필터부(105)는, 구동 상태에서 표시부(103)에서 생성된 영상 신호를 서로 편광 상태가 상이한 2종 이상의 신호로 분할할 수 있도록 형성되어 있는 제 1 영역과 제 2 영역을 포함할 수 있다. 상기에서 제 1 및 제 2 영역 중 어느 하나의 영역은, 표시부(103)에서 전달되는 신호 중에서 R 신호가 입사될 수 있도록 배치되어 있는 우안용 신호 편광 조절 영역(이하, 「RC 영역」)이고, 다른 하나의 영역은 L 신호가 입사될 수 있도록 배치되어 있는 좌안용 신호 편광 조절 영역(이하, 「LC 영역」)일 수 있다. 본 명세서에서는, 제 1 영역과 RC 영역은 동일한 의미로 사용되고, 제 2 영역은 LC 영역과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
RC 및/또는 LC 영역은 위상차층을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서 LC 영역은, 제 1 방향으로 광축이 형성되어 있는 위상차층을 포함하며, RC 영역은 제 1 방향과는 상이한 제 2 방향으로 광축이 형성되어 있는 위상차층을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「광축」은 빛이 해당 영역을 투과하는 과정에서의 지상축(slow axis) 또는 진상축(fast axis), 예를 들면, 지상축을 의미할 수 있다.
필터부(105)의 RC 영역은, 구동 상태에서 RS 영역에서 생성 및 전달되는 R 신호가 입사될 수 있도록 RS 영역의 대응 위치에 RS 영역과 대응되는 크기로 배치되어 있을 수 있고, LS 영역은, LS 영역에서 생성 및 전달되는 L 신호가 입사될 수 있도록 LS 영역의 대응 위치에 LS 영역과 대응되는 크기로 배치되어 있을 수 있다. RS 또는 LS 영역에 대응되는 위치에 대응되는 크기로 RC 또는 LC 영역이 형성된다는 것은, RS 영역에서 생성된 R 신호가 RC 영역에 입사될 수 있고, LS 영역에서 생성된 L 신호가 LC 영역으로 입사될 수 있는 위치 및 크기를 의미하는 것이고, 반드시 양자가 동일한 위치에 동일한 크기로 형성되어야 하는 것을 의미하는 것은 아니다.
RC 및 LC 영역은, 예를 들면, 표시부의 RS 및 LS 영역의 배치에 대응하여 공통 방향으로 연장하는 스트라이프 형상으로 형성되고, 또한 서로 인접하여 교대로 배치되어 있거나, 혹은 격자 패턴으로 서로 인접하여 교대로 배치되어 있을 수 있다. 예를 들어, RS 및 LS 영역이 도 2와 같이 배치되어 있는 경우, RC 및 LC 영역은 도 4와 같은 형태로 배치되어 있을 수 있으며, RS 및 LS 영역이 도 3과 같이 배치되어 있는 경우, RC 및 LC 영역은 도 5와 같은 형태로 배치되어 있을 수 있다.
구동 상태에서 RC 영역을 투과한 신호와 LC 영역을 투과한 신호는 서로 상이한 편광 상태를 가질 수 있다.
예를 들면, RC 영역을 투과한 신호와 LC 영역을 투과한 신호 중에서 어느 하나는 좌원 편광된 신호고, 다른 하나는 우원 편광된 신호일 수 있다. 이러한 경우에는, 표시부에서 생성된 R 신호는 제 1 편광판을 거쳐 RC 영역으로 입사한 후에, 좌원 편광 또는 우원 편광된 상태로 출사되고, 또한 L 신호는 제 1 편광판을 거쳐 LC 영역으로 입사한 후에, 상기 R 신호와는 편광축의 회전 방향이 역방향이 되도록 우원 편광 또는 좌원 편광된 상태로 출사될 수 있다.
좌원 및 우원 편광된 신호를 배출할 수 있는 필터로는, RC 및 LC 영역에 포함되는 위상차층이 λ/4 파장층인 경우가 예시될 수 있다. 서로 역방향으로 회전하는 원편광된 광을 생성하기 위하여, 상기 RC 영역에 배치된 λ/4 파장층의 광축과 상기 LC 영역에 배치된 λ/4 파장층의 광축은 서로 상이하게 형성되어 있을 수 있다. 하나의 예시에서 RC 영역은 상기 위상차층으로서 제 1 방향으로 광축을 가지는 λ/4 파장층을 포함하고, LC 영역은 상기 위상차층으로서 상기 제 1 방향과는 상이한 제 2 방향으로 광축을 가지는 λ/4 파장층을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「nλ 파장층」은 입사되는 광을 각각의 파장의 그 파장의 n배만큼 위상 지연을 시킬 수 있는 위상 지연 소자를 의미할 수 있고, 상기에서 n은 예를 들면, 1/4, 1/2 또는 3/4일 수 있다.
상기 3D 장치에서 필터부의 형태가 상기 예시된 것에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 필터부의 RC 및 LC 영역 중의 어느 하나는 3λ/4 파장층을 포함하고, 다른 영역은 λ/4 파장층을 포함하는 경우에도 좌원 및 우원 편광된 광을 생성할 수 있다. 상기에서 3λ/4 파장층은, 예를 들면, λ/2 파장층 및 λ/4 파장층을 적층하여 제조할 수 있다.
도 6은, 도 4 또는 5의 예시의 RC 및 LC 영역의 광축 방향을 설명하기 위한 모식도이다. 도 6의 예시에서 LC 영역에 제 1 방향으로 형성된 광축은 A1으로 표시되고, RC 영역에 제 2 방향으로 형성된 광축은 A2로 표시되어 있다.
RC 및 LC 영역의 광축(A1, A2)은, 상기 광축(A1, A2)이 이루는 각도를 이등분하는 선이 상기 제 1 편광판의 흡수축과 평행 또는 수직을 이루도록 형성되어 있을 수 있다. 이러한 광축 배치를 통하여, 표시부에서 생성되어 편광판을 투과한 신호가 정확하게 좌원 편광 및 우원 편광으로 변환될 수 있다. 이에 따라, 우수한 입체 영상 품질을 구현하며, 또한 입체 영상 관찰 시에 문제가 되는 소위 크로스토크 현상을 방지할 수 있다. 용어 「광축이 이루는 각도를 이등분하는 선」은, 도 6을 참조하면, 「Θ1+Θ2」 또는 「360-(Θ1+Θ2)」의 각도를 이등분하는 선을 의미할 수 있다. 예를 들어, Θ1 및 Θ2가 동일한 각도라면, 이등분선은 RC 및 LC 영역의 경계선(L)과 평행한 방향으로 형성될 수 있다. RC 및 LC 영역의 광축(A1, A2)은 또한 서로 수직을 이루고 있을 수 있다. 이러한 상태는, 예를 들면, 도 6에서 「Θ1+Θ2」 또는 「360-(Θ1+Θ2)」의 각도가 실질적으로 90도인 경우를 의미할 수 있다. 이와 같은 광축 배치를 통하여, 시야각 및 콘트라스트비 등의 입체 영상 품질을 우수하게 구현하고, 또한 크로스토크 현상을 방지할 수 있다.
필터부로부터 배출되는 서로 상이한 편광 상태를 가지는 R 및 L 신호를 상기 편광 안경을 착용하고 관찰하면 입체 영상을 관찰할 수 있다.
편광 안경은, GL 영역 및 GR 영역을 포함한다. 하나의 예시적인 편광 안경에서 GL 영역은, 위상차층과 편광자를 포함하고, GR 영역도 위상차층과 편광자를 포함할 수 있다. 도 7은 편광 안경(70)을 예시적으로 도시한 도면이다. 도 7과 같이 편광 안경(70)은, 위상차층(701L, 701R)과 편광자(702L, 702R)를 각각 포함하는 GL 및 GR 영역을 포함할 수 있다. 도 7에서 화살표는 R 또는 L 신호의 진행 방향을 의미한다.
편광 안경에 포함되는 편광자는, 3D 장치에 포함되는 편광판과 같이 소정 방향으로 형성된 흡수축과 상기 흡수축의 방향과는 수직하는 방향으로 투과축을 가지는 광학 소자일 수 있다.
하나의 예시에서 편광 안경의 GR 영역에 포함되는 편광자의 흡수축과 GL 영역에 포함되는 편광자의 흡수축이 서로 평행하도록 상기 편광자가 각 영역에 배치되어 있을 수 있다. 또한, 서로 평행하게 형성되어 있는 각 편광자의 흡수축은, GL 영역의 중심과 GR 영역의 중심을 연결하는 가상의 선을 3D 장치의 RC 영역, 예를 들면 상기 제 1 영역과 LC 영역, 예를 들면, 상기 제 2 영역의 경계선과 수직 또는 수평을 이루도록 상기 안경을 위치시킨 상태에서 상기 제 1 편광판의 흡수축과 수직을 이루도록 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 상태에서 고품질의 입체 영상의 관찰이 가능하다.
본 명세서에서 안경의 GL 및 GR 영역의 중심을 연결하는 가상의 선은, 예를 들면, 도 8에 나타난 바와 같이, GR 및 GL 영역(GR, GL)의 중심(C)을 연결하는 가상의 선(CL)을 의미하고, 상기에서 영역의 중심은 무게 중심(center of gravity)을 의미할 수 있다.
편광 안경의 GR 및 GL 영역은 각각 위상차층을 포함할 수 있다. 편광 안경의 GR 및 GL 영역에 포함되는 위상차층은, 각각 필터부의 RC 및 LC 영역에 포함되는 위상차층과 하기 일반식 1 또는 2의 조건을 만족할 수 있다.
[일반식 1]
DL = |Θ2-ΘL| ≤ 15도
[일반식 2]
DR = |Θ1-ΘR| ≤ 15도
상기 일반식 1 및 2에서 DL은, LC 영역의 위상차층의 광축 및 GL 영역의 위상차층의 광축의 상대적인 이탈 정도이고, Θ2는, LC 영역의 위상차층의 광축이 제 1 편광판의 흡수축과 이루는 각도이며, ΘL은, GL 영역의 편광자의 흡수축을 제 1 편광판의 흡수축과 수직이 되도록 배치한 상태에서 GL 영역의 위상차층의 광축과 제 1 편광판의 흡수축이 이루는 각도이고, DR은, RC 영역의 위상차층의 광축 및 GR 영역의 위상차층의 광축의 상대적인 이탈 정도이며, Θ1은, RC 영역의 위상차층의 광축이 제 1 편광판의 흡수축과 이루는 각도이고, ΘR은, GR 영역의 편광자의 흡수축을 제 1 편광판의 흡수축과 수직이 되도록 배치한 상태에서 GR 영역의 위상차층의 광축과 제 1 편광판의 흡수축이 이루는 각도이다.
상기 일반식 1 및 2에서 Θ1, Θ2, ΘR 및 ΘL의 각 각도는 제 1 편광판의 흡수축으로부터 시계 또는 반시계 방향으로 측정된 각도일 수 있으나, 동일한 식에 대입되는 각 각도는 동일한 방향으로 측정된 각도이다.
도 9는, 일반식 1의 DL의 각도 관계를 모식적으로 나타낸 도면이고, 제 1 편광판의 흡수축(AD)과 GL 영역의 편광자의 흡수축(AG)을 수직으로 배치한 상태에서 제 1 편광판의 흡수축(AD)으로부터 시계 방향으로 측정한 LC 영역의 위상차층의 광축(SF)의 각도가 Θ2로 표시되고, 상기 흡수축(AD)으로부터 시계 방향으로 측정한 GL 영역의 위상차층의 광축(SG)의 각도가 ΘL로 표시되어 있다. 또한, 도 10은, 일반식 2의 DR의 각도 관계를 모식적으로 나타낸 도면이고, 제 1 편광판의 흡수축(AD)과 GR 영역의 편광자의 흡수축(AG)을 수직으로 배치한 상태에서 제 1 편광판의 흡수축(AD)으로부터 반시계 방향으로 측정한 RC 영역의 위상차층의 광축(SF)의 각도가 Θ1으로 표시되고, 상기 흡수축(AD)으로부터 반시계 방향으로 측정한 GR 영역의 위상차층의 광축(SG)의 각도가 ΘR로 표시되어 있다.
일반식 1에서 DL은, 예를 들면, 14도 이하, 13도 이하, 12도 이하, 11도 이하, 10도 이하, 9도 이하, 8도 이하, 7도 이하, 6도 이하 또는 5도 이하일 수 있다. 또한, 일반식 2에서 DR은, 예를 들면, 14도 이하, 13도 이하, 12도 이하, 11도 이하, 10도 이하, 9도 이하, 8도 이하, 7도 이하, 6도 이하 또는 5도 이하일 수 있다.
필터부 및 편광 안경의 위상차층의 광축의 관계를 일반식 1 및/또는 2에 따라서 규정하면, 입체 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.
상기 3D 장치는, 상기 편광 안경을 착용하고 영상을 관찰할 때의 크로스토크 비율(crosstalk ratio)이 6% 이하, 5% 이하, 4% 이하, 3% 이하, 2% 이하, 1% 이하 또는 0.5% 이하일 수 있다. 본 명세서에서 용어 크로스토크 비율(CT)은, 상기 편광 안경을 착용하고 상기 3D 장치에서 출사되는 입체 영상을 관찰할 때의 명 상태의 휘도(LW) 대비 암 상태의 휘도(LB)의 비율의 백분율을 의미하고, 하기 수식 1에 따라 계산될 수 있다.
[수식 1]
CT = 100 ×LB/LW
본 명세서에서 용어 「명 상태」는, 3D 장치에서 출사된 영상 신호가 편광 안경을 투과하는 상태를 의미하고, 용어 「암 상태」는, 3D 장치에서 출사된 영상 신호가 편광 안경에 의해 차단되는 상태를 의미할 수 있다. 예를 들어, 편광 안경의 GR 영역이 3D 장치에서 출사되는 R 신호는 투과시키고, L 신호는 차단시킬 수 있도록 구성되고, GL 영역은 3D 장치에서 출사되는 R 신호는 차단시키고, L 신호는 투과시키도록 구성되어 있는 경우에, 상기 명 상태의 휘도(LW)는, 3D 장치에서 출사된 R 신호가 GR 영역을 투과한 후의 휘도이거나, L 신호가 GL 영역을 투과한 후의 휘도일 수 있다. 또한, 상기 상태에서 상기 암 상태의 휘도(LB)는, 3D 장치에서 출사된 R 신호가 GL 영역을 투과한 후의 휘도이거나, L 신호가 GR 영역을 투과한 후의 휘도일 수 있다.
상기 3D 장치는 또한 편광 안경을 착용하고 입체 영상을 관찰하는 경우에, 명 상태의 신호, 예를 들면, GR 영역을 투과한 R 신호 또는 GL 영역을 투과한 L 신호의 CIE(International Commission on Illumination) 색공간에서의 삼색 자극값(Tristimulus value) 중의 X값이 0.322 내지 0.344이고, Y값이 0.316 내지 0.350일 수 있다. 상기에서 X값의 하한은, 예를 들면, 0.323, 0.325, 0.326 또는 0.327이고, 상한은 0.341, 0.339, 0.337 또는 0.335일 수 있으며, Y값의 하한은, 예를 들면, 0.326, 0.329 또는 0.331이고, 상한은, 0.340, 0.338, 0.337, 0.336, 0.335 또는 0.334일 수 있다. 상기 X값 및 Y값의 범위는 상기 상한 및/또는 하한 중의 임의의 수가 선택 및 조합된 범위일 수 있다.
상기 3D 장치는 또한 편광 안경을 착용하고 입체 영상을 관찰하는 경우에, 암 상태의 신호, 예를 들면, GR 영역을 투과한 L 신호 또는 GL 영역을 투과한 R 신호의 CIE 색공간에서의 삼색 자극값 중의 X값이 0.223 내지 0.443이고, Y값이 0.078 내지 0.589일 수 있다. 상기에서 X값의 하한은, 예를 들면, 0.230, 0.250, 0.270, 0.290, 0.312, 0.322 또는 0.331이고, 상한은 0.436, 0.400, 0.375 또는 0.355일 수 있으며, Y값의 하한은, 예를 들면, 0.130, 0.235, 0.255, 0.275, 0.295, 0.315, 0.325 또는 0.331이고, 상한은, 0.537, 0.432, 0.400, 0.355, 0.345 또는 0.335일 수 있다. 상기 X값 및 Y값의 범위는 상기 상한 및/또는 하한 중의 임의의 수치가 선택 및 조합된 범위일 수 있다.
3D 장치 또는 편광 안경의 크로스토크 비율 및 CIE 색공간의 삼색 자극값을 상기와 같이 조절하기 위해서는, 예를 들면, 필터부 및/또는 편광 안경의 위상차층의 위상차값 및/또는 각 위상차층의 광축의 관계를 조절하는 방법을 사용할 수 있다. 3D 장치 또는 편광 안경의 크로스토크 비율 및 CIE 색공간의 삼색 자극값의 조절은 또한 필터부 및 편광 안경의 위상차층의 파장 분산 특성(wavelength dispersion property)을 조절하여 수행할 수도 있다.
하나의 예시에서 상기 필터부 및 편광 안경의 위상차층으로는 정상(normal) 파장 분산 특성(이하, 「N 특성」), 평편(flat) 파장 분산 특성(이하, 「F 특성」) 또는 역(reverse) 파장 분산 특성(이하, 「R 특성」)을 가지는 위상차층을 사용할 수 있다.
본 명세서에서 위상차층의 파장 분산 특성을 설명하는 과정에서 사용하는 R(λ)는, λ nm의 파장의 광에 대해 측정한 위상차층의 위상차값을 의미할 수 있다. 예를 들면, R(450), R(550) 및 R(650)은, 각각 450 nm, 550 nm 및 650 nm의 파장의 광에 대해 측정한 위상차값을 의미할 수 있다.
또한, 상기 위상차값은, 예를 들면, 하기 수식 2로 계산되는 면 방향 위상차(RIN)이거나, 하기 수식 3으로 계산되는 두께 방향 위상차(RTH)일 수 있고, 예를 들면, 하기 수식 2로 계산되는 면 방향 위상차일 수 있다.
[수식 2]
RIN = (X-Y)×D
[수식 3]
RTH = (Z-Y)×D
상기 수식 2 및 3에서 RIN 및 RTH는 각각 위상차층의 면 방향 위상차 및 두께 방향 위상차이고, X는, 상기 위상차층의 면 내 지상축 방향의 굴절률이며, Y는 상기 위상차층의 면 내 진상축 방향의 굴절률이고, Z는 상기 위상차층의 두께 방향의 굴절률이며, D는 상기 위상차층의 두께이다.
본 명세서에서 용어 「N 특성의 위상차층」은, 특별히 달리 규정하지 않는 한, R(450)/R(550)이 R(650)/R(550)에 비해 큰 위상차층을 의미할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 N 특성의 위상차층은, R(450)/R(550)가 1.01 내지 1.19, 1.02 내지 1.18, 1.03 내지 1.17, 1.04 내지 1.16, 1.05 내지 1.15, 1.06 내지 1.14, 1.07 내지 1.13, 1.08 내지 1.12 또는 1.09 내지 1.11일 수 있다. 또한, 상기 N 특성의 위상차층은, R(650)/R(550)가 0.81 내지 0.99, 0.82 내지 0.98, 0.83 내지 0.97, 0.84 내지 0.96, 0.85 내지 0.95, 0.86 내지 0.94, 0.87 내지 0.93, 0.88 내지 0.92 또는 0.89 내지 0.91일 수 있다. 또한, 상기 N 특성의 위상차층은, {R(650)-R(450)}/{200×R(550)}가 -0.0019 내지 -0.0001, -0.0018 내지 -0.0002, -0.0017 내지 -0.0003, -0.0016 내지 -0.0004, -0.0015 내지 -0.0005, -0.0014 내지 -0.0006, -0.0013 내지 -0.0007, -0.0012 내지 -0.0008, -0.0011 내지 -0.0009 또는 약 -0.001일 수 있다.
본 명세서에서 용어 「F 특성의 위상차층」은, 특별히 달리 규정하지 않는 한, R(450)/R(550)이 R(650)/R(550)와 실질적으로 동일한 위상차층을 의미할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 N 특성의 위상차층은, R(450)/R(550) 및 R(650)/R(550)가 각각 1.01 내지 1.19, 1.02 내지 1.18, 1.03 내지 1.17, 1.04 내지 1.16, 1.05 내지 1.15, 1.06 내지 1.14, 1.07 내지 1.13, 1.08 내지 1.12 또는 1.09 내지 1.11일 수 있다. 또한, 상기 N 특성의 위상차층은, {R(650)-R(450)}/{200×R(550)}가 ±0.0009 이내, ±0.0008 이내, ±0.0007 이내, ±0.0006 이내, ±0.0005 이내, ±0.0004 이내, ±0.0003 이내, ±0.0002 이내, ±0.0001 이내 또는 약 0일 수 있다.
본 명세서에서 용어 「R 특성의 위상차층」은, 특별히 달리 규정하지 않는 한, R(450)/R(550)이 R(650)/R(550)에 비해 작은 위상차층을 의미할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 N 특성의 위상차층은, R(450)/R(550)가 0.81 내지 0.99, 0.82 내지 0.98, 0.83 내지 0.97, 0.84 내지 0.96, 0.85 내지 0.95, 0.86 내지 0.94, 0.87 내지 0.93, 0.88 내지 0.92 또는 0.89 내지 0.91일 수 있다. 또한, N 특성의 위상차층은, R(650)/R(550)가 1.01 내지 1.19, 1.02 내지 1.18, 1.03 내지 1.17, 1.04 내지 1.16, 1.05 내지 1.15, 1.06 내지 1.14, 1.07 내지 1.13, 1.08 내지 1.12 또는 1.09 내지 1.11일 수 있다. 또한, 상기 N 특성의 위상차층은, {R(650)-R(450)}/{200×R(550)}가 0.0001 내지 0.0019, 0.0002 내지 0.0018, 0.0003 내지 0.0017, 0.0004 내지 0.0016, 0.0005 내지 0.0015, 0.0006 내지 0.0014, 0.0007 내지 0.0013, 0.0008 내지 0.0012, 0.0009 내지 0.0011 또는 약 0.001일 수 있다.
하나의 예시에서 상기 필터부의 위상차층 및 편광 안경의 위상차층, 예를 들면, RC 영역의 위상차층과 GR 영역의 위상차층 및/또는 LC 영역의 위상차층과 GL 영역의 위상차층은, 서로 동일한 파장 분산 특성을 가질 수 있다. 상기에서 서로 동일한 파장 분산 특성을 가지는 위상차층은 하기 수식 4를 만족할 수 있다.
[수식 4]
-20 nm≤R2(λ)-R1(λ)≤20 nm
상기 수식 4에서 R1(λ)은, λ nm의 파장의 광에 대하여 측정한 상기 필터부의 위상차층의 위상차값이고, R2(λ)은, λ nm의 파장의 광에 대하여 측정한 상기 편광 안경의 위상차층의 위상차값이다.
하나의 예시에서 「R2(λ)-R1(λ)」의 하한은, -15 nm, -10 nm 또는 -5 nm일 수 있다. 또한 하나의 예시에서 「R2(λ)-R1(λ)」의 상한은, 15 nm, 10 nm 또는 5 nm일 수 있다.
상기를 만족하는 파장 분산 특성의 위상차층을 필터부 및 편광 안경에 각각 사용함으로써 입체 영상의 크로스토크 비율과 삼색 자극값을 적절한 범위로 유지할 수 있고, 그에 따라 색특성이 우수한 높은 품질의 입체 영상의 관찰이 가능하다.
필터부 및 편광 안경의 위상차층이 서로 동일한 파장 분산 특성을 가지는 경우에 위상차층으로는 N, R 또는 F 특성의 위상차층을 사용할 수 있고, 하나의 예시에서는 R 특성의 위상차층을 사용할 수 있다.
다른 예시에서 상기 필터부의 위상차층 및 편광 안경의 위상차층, 예를 들면, RS 영역의 위상차층과 GR 영역의 위상차층 및/또는 LS 영역의 위상차층과 GL 영역의 위상차층은, 서로 상이한 파장 분산 특성을 가질 수 있다. 상기에서 서로 상이 파장 분산 특성을 가지는 위상차층은 하기 수식 5를 만족할 수 있다.
[수식 5]
-40 nm≤R2(λ)-R1(λ)≤40 nm
상기 수식 5에서 R1(λ)은, λnm의 파장의 광에 대하여 측정한 상기 필터부의 위상차층의 위상차값이고, R2(λ)은, λnm의 파장의 광에 대하여 측정한 상기 편광 안경의 위상차층의 위상차값이다.
하나의 예시에서 상기 「R2(λ)-R1(λ)」의 하한은, -35 nm, -30 nm, -25 nm, -20 nm, -15 nm, -10 nm 또는 -5 nm일 수 있다. 또한 하나의 예시에서 「R2(λ)-R1(λ)」의 상한은, 35 nm, 30 nm, 25 nm, 20 nm, 15 nm, 10 nm 또는 5 nm일 수 있다.
상기를 만족하는 파장 분산 특성의 위상차층을 필터부 및 편광 안경에 각각 사용함으로써 입체 영상의 크로스토크 비율과 삼색 자극값을 적절한 범위로 유지할 수 있고, 그에 따라 색특성이 우수한 높은 품질의 입체 영상의 관찰이 가능하다.
필터부 및 편광 안경의 위상차층이 서로 상이한 파장 분산 특성을 가지는 경우에 필터부의 위상차층은 F 특성의 위상차층을 사용한 경우에는, 편광 안경의 위상차층으로는 R 또는 N 특성의 위상차층을 사용할 수 있고, 필터부의 위상차층으로 N 특성의 위상차층을 사용한 경우에는, 편광 안경의 위상차층은 R 또는 F 특성의 위상차층을 사용할 수 있으며, 필터부의 위상차층은 R 특성의 위상차층을 사용한 경우에는, 편광 안경의 위상차층으로는 N 또는 F 특성의 위상차층을 사용할 수 있다.
N, R 또는 F 특성의 위상차층으로는, 각각의 경우에 요구되는 특성을 만족하는 한, 이 분야에서 공지된 다양한 소재를 제한 없이 사용할 수 있다.
예를 들면, 상기 위상차층으로는 중합성 액정 화합물을 중합시켜서 얻어질 수 있는 액정층, 일축 또는 이축 연신 등의 공정에 의해 위상차가 부여된 고분자 필름 또는 상기 액정층과 상기 고분자 필름의 적층 필름 등을 사용할 수 있다.
상기에서 액정층은, 예를 들면, 인접하는 배향층에 의해 배향된 상태로 중합되어 있는 중합성 액정 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 적절한 기재상에 배향층을 형성하고, 그 배향층상에 중합성 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물을 코팅한 후에 배향 및 중합시키는 방식으로 상기 액정층을 형성할 수 있다. 상기에서 기재로는, 위상차가 없는 등방성의 기재를 사용하거나, 필요에 따라서는 적절한 파장 분산 특성의 구현을 위하여 적절한 위상차를 가지는 기재를 사용할 수 있다. 상기에서 배향층으로는, 이 분야에서 공지된 통상의 배향층으로서, 예를 들면, 직선 편광된 광의 조사에 의하여 유도되는 이성화(cis-trans isomerization), 프리즈 재배열(fries rearrangement) 또는 이량화(dimerization) 반응에 의하여 배향이 결정되고, 결정된 배향에 의하여 인접하는 액정층에 배향을 유도할 수 있는 광배향층, 러빙 처리된 폴리이미드층과 같은 고분자층 또는 복수의 홈 영역이 패터닝되어 형성되어 있는 아크릴 경화형 수지층 등이 예시될 수 있다. 또한, 상기 배향층상에 코팅되는 중합성 액정 화합물의 종류도 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 머크(Merk)사의 RM(Reactive Mesogen) 또는 BASF사의 LC242 등과 같은 공지의 화합물을 사용할 수 있다.
또한, 상기에서 일축 또는 이축 연신에 의해 위상차를 부여한 고분자 필름으로는, 예를 들면, PMMA(poly(methyl methacrylate) 등의 아크릴 필름이나, PNB(polynorbornene) 등과 같은 COP(cycloolefin polymer) 필름 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 위상차층은, 또한 상기와 같은 고분자 필름을 2장 이상 적층하거나, 하나 이상의 상기 액정층과 하나 이상의 상기 고분자 필름을 서로 적층하여 구성할 수도 있다.
본 출원은 또한 편광 안경, 예를 들면, 입체 영상을 관찰하기 위한 편광 안경에 대한 것이다.
상기 편광 안경은, 예를 들면, 영상 신호를 생성할 수 있는 표시부; 및 표시부에서 생성된 영상 신호를 서로 편광 상태가 상이한 2종 이상의 신호로 분할할 수 있는 제 1 및 제 2 영역을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 영역은 위상차층을 각각 가지는 필터부를 포함하고, 필요에 따라서 상기 표시부와 필터부의 사이에 제 1 편광판을 또한 포함하는 3D 장치로부터의 영상을 관찰하는 편광 안경일 수 있다. 하나의 예시에서 상기 3D 장치는, 본 명세서의 상기 항목에서 기술한 3D 장치일 수 있고, 이러한 경우, 이미 기술한 3D 장치 및 편광 안경에 대한 설명이 상기 편광 안경에 대한 부분에도 동일하게 적용될 수 있다.
하나의 예시에서 상기 편광 안경은, 상기 3D 장치의 항목에서 설명한 것과 같은 편광 안경일 수 있다. 따라서, 상기 편광 안경은, GR 영역 및 GL 영역을 포함하며, 상기 GR 및 GL 영역은, 위상차층 및 편광자를 각각 포함할 수 있다.
또한, 상기 편광 안경을 착용하고, 상기 3D 장치로부터의 영상을 관찰하는 경우의 크로스토크 비율, 명 상태 및 암 상태의 영상 신호의 CIE 색공간의 삼색 자극값의 X값 및 Y값은, 상기 3D 장치에서 기술한 것과 동일한 범위를 가질 수 있다.
상기를 위하여 상기 편광 안경의 GR 및 GL 영역의 편광자의 흡수축 및 위상차층의 광축의 필터부의 위상차층의 광축에 대한 관계는 상기 3D 장치의 항목에서 기술한 바와 같이 설정될 수 있다.
또한, 필요에 따라서 편광 안경의 위상차층 및 필터부의 위상차층은, N 특성, F 특성 또는 R 특성을 가질 수 있다. 이러한 경우에 상기 N, F 및 R 특성의 각각의 구체적인 내용이나 편광 안경의 위상차층과 필터부의 위상차층에서의 각 특성의 조합은 상기 3D 장치에서 기술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
본 출원의 3D 장치 및 편광 안경에 의하면, 우수한 크로스토크 비율을 가지고 또한 색 특성이 우수한 입체 영상을 관찰할 수 있다.
도 1은 예시적인 입체 영상 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 2 및 3은, LS 영역과 RS 영역의 예시적인 배치를 보여주는 모식도이다.
도 4 및 5는, LC 영역과 RC 영역의 예시적인 배치를 보여주는 모식도이다.
도 6은, LC 및 RC 영역의 위상차층의 광축의 관계를 설명하기 위한 모식도이다.
도 7 및 8은, 입체 영상 관찰용 안경의 개략적인 형태를 보여주는 도면이다.
도 9 및 10은, DR 및 DL을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은, 실시예에서 사용한 N, F 또는 R 특성의 위상차층의 특성을 보여주는 도면이다.
<도면 부호의 설명>
10: 입체 영상 표시 장치
101: 광원 102: 제 2 편광판
103: 표시 소자 104: 제 1 편광판
105: 필터 106: 관찰자
70: 안경
701L, 701R: 위상차층
702L, 702R: 편광자
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 상기 3D 장치와 편광 안경을 상세히 설명하지만, 상기 장치와 안경의 범위가 하기의 실시예에 제한되는 것은 아니다.
이하 본 실시예에서 각 물성은 하기와 같은 방식으로 평가할 수 있다.
1. 위상차층의 위상차값
위상차층의 위상차값은 16개의 뮬러 매트릭스(Muller Matrix)를 측정할 수 있는 장비인 Axoscan(Axomatrics사제)을 사용하여 측정하였다. 구체적으로는, 상기 장비를 사용하여 제조사의 매뉴얼에 따라서 위상차층의 16개의 뮬러 매트릭스를 구하고, 이를 통해 위상차값을 추출하였다.
2. 크로스토크 비율의 평가 방법
3D 장치의 크로스토크 비율은, 하기 방식으로 측정할 수 있다. 우선 3D 장치의 통상의 관측 지점에 편광 안경을 위치시킨다. 상기에서 통상의 관측 지점은, 3D 장치의 중심으로부터 상기 3D 장치의 수평 방향의 길이의 3/2배에 해당하는 거리만큼 떨어진 지점이고, 이러한 위치에서 상기 안경은 관찰자가 3D 장치의 중심을 향하여 관찰하는 것을 가정하여, 위치시킨다. 상기 3D 장치의 수평 방향 길이는, 관찰자가 입체 영상을 관찰하는 상태를 가정할 때, 상기 관찰자를 기준으로 한 수평 방향의 길이, 예를 들면, 3D 장치의 가로의 길이일 수 있다. 상기 배치에서 3D 장치가 L 신호를 출력하도록 한 상태에서 편광 안경의 GL 및 GR 영역의 배면에 휘도계(장비명: SR-UL2 Spectrometer)를 배치하고, 각각의 경우의 휘도를 측정한다. 상기에서 GL 영역의 배면에서 측정되는 휘도는 명 상태의 휘도이며, GR 영역의 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, 그 백분율을 크로스토크 비율로 규정할 수 있다. 또한, 크로스토크 비율은 상기와 동일한 방식으로 측정하되, 3D 장치가 R 신호를 출력하고 있는 상태에서 명 및 암 상태에서의 휘도를 구하여 측정할 수 있다. 이 경우, GL 영역의 배면에서 측정되는 휘도는 암 상태의 휘도이며, GR 영역의 배면에서 측정되는 휘도는 명 상태의 휘도이다. 동일하게 그 비율([암 상태의 휘도/명 상태의 휘도])의 백분율을 크로스토크 비율로 규정할 수 있다.
3. CIE 색공간의 X값 및 Y값의 측정
CIE 색공간의 X값 및 Y값은 하기의 방식으로 측정하였다. 3D 장치의 통상의 관측 지점에 편광 안경을 위치시킨다. 상기에서 통상의 관측 지점은, 크로스토크 비율의 측정 시에 기술한 지점과 같다. 상기 배치에서 3D 장치가 L 신호를 출력하도록 한 상태에서 편광 안경의 GL 및 GR 영역의 배면에 휘도계(장비명: SR-UL2 Spectrometer)를 배치시키고, 각 경우의 파장에 따른 스펙트럼을 측정한 후에 이를 기초로 X값 및 Y값을 도출할 수 있다. 상기에서 GL 영역의 배면에서 측정되는 스펙트럼으로부터 명 상태의 X값 및 Y값을 측정할 수 있으며, GR 영역의 배면에서 측정되는 스펙트럼으로부터 암 상태의 X값 및 Y값을 측정할 수 있다. 상기 X값 및 Y값은, 또한, 3D 장치가 R 신호를 출력하도록 한 상태에서 스펙트럼을 측정하여 구할 수도 있다. R 신호가 출력되는 경우에는, GL 영역의 배면에서 측정되는 스펙트럼으로부터 암 상태의 X값 및 Y값을 측정하며, GR 영역의 배면에서 측정되는 스펙트럼으로부터 명 상태의 X값 및 Y값을 구할 수 있다.
실시예 1 내지 9.
도 1에 나타난 바와 같은 구조를 가지되, 표시부(103)의 RS 및 LS 영역은 도 2와 같이 배치되고, 필터부(105)의 RC 영역과 LC 영역은 도 4와 같은 형태로 배치된 3D 장치(10)를 구성하였다. 상기 장치(10)에서 필터부의 RC 영역에는 제 1 편광판(104)의 흡수축과 반시계 방향으로 45도를 이루는 방향으로 지상축이 형성된 위상차층을 위치시키고, LC 영역에는 제 1 편광판(104)의 흡수축과 시계 방향으로 45도를 이루는 방향으로 지상축이 형성된 위상차층을 위치시켰다. 상기 장치(10)에서 제 1 편광판(104)의 흡수축은 장치(10)의 세로 방향과 수평을 이루도록 하고, 제 2 편광판(102)의 흡수축은 제 1 편광판(104)의 흡수축과 수직을 이루도록 하였다. 상기와 같은 3D 장치로부터 출사되는 영상을 도 7과 같이 GL 및 GR 영역을 포함하는 편광 안경을 착용하고 관찰하면서 크로스토크 비율 등을 평가하였다. 상기 편광 안경에서 각 편광자(702L, 702R)는, 각 흡수축이 서로 평행한 방향으로 형성되고, 또한 GL 영역의 중심과 GR 영역의 중심을 연결하는 가상의 선(도 8에 나타난 가상의 선(CL))이 3D 장치의 LC 및 RC 영역의 경계와 수직이 되도록 편광 안경을 위치시킨 경우에 제 1 편광판(104)의 흡수축과 GL 및 GR 영역의 편광자의 흡수축이 수직을 이루도록 배치하였다. 또한, GL 영역의 위상차층(701L)으로는, 편광 안경의 편광자의 흡수축과 제 1 편광판(104)의 흡수축이 수직을 이루도록 편광 안경을 배치한 경우에 LC 영역의 위상차층과 실질적으로 동일한 방향으로 광축이 형성된 위상차층을 사용하였고, GR 영역의 위상차층(701R)으로는, 편광 안경의 편광자의 흡수축과 제 1 편광판(104)의 흡수축이 수직을 이루도록 편광 안경을 배치한 경우에 RC 영역의 위상차층과 실질적으로 동일한 방향으로 광축이 형성된 위상차층을 사용하였다. 상기 3D 장치에서 LC 및 RC 영역의 위상차층과 GL 및 GR 영역의 위상차층의 종류를 하기 표 1과 같이 각각 변경하여 각각의 경우의 크로스토크 비율과 CIE 색공간에서의 X 및 Y값을 각각 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
표 1
LC 및 RC 영역의 위상차층 GL 및 GR 영역의 위상차층
실시예 1 N 특성의 λ/4 파장층 N 특성의 λ/4 파장층
실시예 2 N 특성의 λ/4 파장층 F 특성의 λ/4 파장층
실시예 3 N 특성의 λ/4 파장층 R 특성의 λ/4 파장층
실시예 4 F 특성의 λ/4 파장층 F 특성의 λ/4 파장층
실시예 5 F 특성의 λ/4 파장층 N 특성의 λ/4 파장층
실시예 6 F 특성의 λ/4 파장층 R 특성의 λ/4 파장층
실시예 7 R 특성의 λ/4 파장층 R 특성의 λ/4 파장층
실시예 8 R 특성의 λ/4 파장층 N 특성의 λ/4 파장층
실시예 9 R 특성의 λ/4 파장층 F 특성의 λ/4 파장층
N 특성의 λ/4 파장층: R(450)/R(550)이 약 1.1이고, R(650)/R(550)이약 0.9인 λ/4 파장층F 특성의 λ/4 파장층: R(450)/R(550)이 약 1.1이고, R(650)/R(550)이약 1.1인 λ/4 파장층 R 특성의 λ/4 파장층: R(450)/R(550)이 약 0.9이고, R(650)/R(550)이약 1.1인 λ/4 파장층
표 2
크로스토크비율(%) 명상태의 CIE 색공간 암상태의 CIE 색공간
X값 Y값 X값 Y값
실시예 1 0.5 0.328 0.3483 0.3333 0.3333
실시예 2 1.25 0.3244 0.3382 0.4344 0.2367
실시예 3 3.31 0.325 0.3336 0.3136 0.1315
실시예 4 0.5 0.3272 0.3362 0.3333 0.3333
실시예 5 1.25 0.3244 0.3382 0.4344 0.2367
실시예 6 1.21 0.3278 0.3328 0.2253 0.0795
실시예 7 0.5 0.3293 0.3314 0.3333 0.3333
실시예 8 3.31 0.325 0.3336 0.3316 0.1315
실시예 9 1.21 0.3278 0.3328 0.2253 0.0795
표 2의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 필터부의 위상차층과 편광 안경의 위상차층의 파장 분산 특성을 조절함으로써, 입체 영상의 관찰 시에 크로스토크 비율과 명 및 암 상태에서의 색특성을 조절할 수 있음을 확인할 수 있다.
표 2의 결과에서는, 필터부의 위상차층과 편광 안경의 위상차층의 파장 분산 특성이 서로 동일하면 암 상태의 색특성의 개선에 유리하고, 반대로 상기 파장 분산 특성이 서로 상이하면 명 상태의 색특성의 개선에 유리한 것으로 나타났다. 특히 필터부의 위상차층과 편광 안경의 위상차층으로서 모두 R 특성의 위상차층을 사용하면, 크로스토크 비율, 명 및 암 상태에서의 색특성의 모든 측면에서 우수한 결과가 확인되었다.

Claims (20)

  1. 우안용 영역 및 좌안용 영역을 포함하고, 상기 우안용 및 좌안용 영역이 위상차층과 편광자를 각각 포함하는 편광 안경을 착용하고 영상을 관찰하는 입체 영상 표시 장치이고,
    영상 신호를 생성할 수 있는 표시부; 및 표시부에서 생성된 영상 신호를 서로 편광 상태가 상이한 2종 이상의 신호로 분할할 수 있는 제 1 및 제 2 영역을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 영역은 위상차층을 각각 가지는 필터부를 포함하고,
    상기 편광 안경을 착용하고 관찰하는 영상의 크로스토크 비율이 6% 이하이며, 명 상태의 영상 신호의 CIE 색공간의 삼색 자극값의 X값 및 Y값이 각각 0.322 내지 0.344 및 0.316 내지 0.350이고, 암 상태의 영상 신호의 CIE 색공간의 삼색 자극값의 X값 및 Y값이 각각 0.223 내지 0.443 및 0.078 내지 0.589인 입체 영상 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 필터부의 위상차층은 λ/4 파장층인 입체 영상 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 제 1 영역의 위상차층의 광축과 제 2 영역의 위상차층의 광축은 서로 상이한 방향으로 형성되어 있는 입체 영상 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 필터부의 위상차층 및 편광 안경의 위상차층은, 정상 파장 분산 특성, 평편 파장 분산 특성 또는 역 파장 분산 특성을 가지는 입체 영상 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 정상 파장 분산 특성의 위상차층은, R(450)/R(550)이 1.01 내지 1.19이고, R(650)/R(550)이 0.81 내지 0.99이며, 상기에서 R(450), R(550) 및 R(650)은, 각각 450 nm, 550 nm 및 650 nm의 파장의 광에 대한 상기 위상차층의 위상차값인 입체 영상 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 있어서, 정상 파장 분산 특성의 위상차층은, {R(650)-R(450)}/{200 × R(550)}이 -0.0019 내지 -0.0001인 입체 영상 표시 장치.
  7. 제 4 항에 있어서, 평편 파장 분산 특성의 위상차층은, R(450)/R(550)이 1.01 내지 1.19이고, R(650)/R(550)이 1.01 내지 1.19이며, 상기에서 R(450), R(550) 및 R(650)은, 각각 450 nm, 550 nm 및 650 nm의 파장의 광에 대한 상기 위상차층의 위상차값인 입체 영상 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 있어서, 평판 파장 분산 특성의 위상차층은, {R(650)-R(450)}/{200 × R(550)}이 -0.0009 내지 0.0009인 입체 영상 표시 장치.
  9. 제 4 항에 있어서, 역 파장 분산 특성의 위상차층은, R(450)/R(550)이 0.81 내지 0.99이고, R(650)/R(550)이 1.01 내지 1.19이며, 상기에서 R(450), R(550) 및 R(650)은, 각각 450 nm, 550 nm 및 650 nm의 파장의 광에 대한 상기 위상차층의 위상차값인 입체 영상 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 있어서, 역 파장 분산 특성의 위상차층은, {R(650)-R(450)}/{200 × R(550)}이 0.0001 내지 0.0019인 입체 영상 표시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 필터부의 위상차층 및 편광 안경의 위상차층은 서로 동일한 파장 분산 특성을 가지고, 하기 수식 4를 만족하는 입체 영상 표시 장치:
    [수식 4]
    -20 nm≤R2(λ)-R1(λ)≤20 nm
    상기 수식 4에서 R1(λ)은, λ nm의 파장의 광에 대하여 측정한 필터부의 위상차층의 위상차값이고, R2(λ)은, λnm의 파장의 광에 대하여 측정한 편광 안경의 위상차층의 위상차값이다.
  12. 제 11 항에 있어서, 필터부의 위상차층은 역파장 분산 특성을 가지는 입체 영상 표시 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 필터부의 위상차층 및 편광 안경의 위상차층은 서로 상이한 파장 분산 특성을 가지고, 하기 수식 5를 만족하는 입체 영상 표시 장치:
    [수식 5]
    -40 nm≤R2(λ)-R1(λ)≤40 nm
    상기 수식 5에서 R1(λ)은, λnm의 파장의 광에 대하여 측정한 필터부의 위상차층의 위상차값이고, R2(λ)은, λ nm의 파장의 광에 대하여 측정한 편광 안경의 위상차층의 위상차값이다.
  14. 제 13 항에 있어서, 필터부의 위상차층은 평편 파장 분산 특성을 가지고, 편광 안경의 위상차층은 역파장 분산 특성 또는 정상 파장 분산 특성을 가지는 입체 영상 표시 장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 필터부의 위상차층은 정상 파장 분산 특성을 가지고, 편광 안경의 위상차층은 역파장 분산 특성 또는 평편 파장 분산 특성을 가지는 입체 영상 표시 장치.
  16. 제 13 항에 있어서, 필터부의 위상차층은 역파장 분산 특성을 가지고, 편광 안경의 위상차층은 정상 파장 분산 특성 또는 평편 파장 분산 특성을 가지는 입체 영상 표시 장치.
  17. 영상 신호를 생성할 수 있는 표시부; 표시부에서 생성된 영상 신호를 서로 편광 상태가 상이한 2종 이상의 신호로 분할할 수 있는 제 1 및 제 2 영역을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 영역은 위상차층을 각각 가지는 필터부; 및 상기 표시부와 필터부의 사이에 제 1 편광판을 포함하는 입체 영상 표시 장치로부터의 영상을 관찰하는 편광 안경이고,
    우안용 영역 및 좌안용 영역을 포함하며, 상기 우안용 및 좌안용 영역은, 위상차층 및 편광자를 각각 포함하고,
    상기 편광 안경을 착용하고 관찰하는 영상의 크로스토크 비율이 6% 이하이며, 명 상태의 영상 신호의 CIE 색공간의 삼색 자극값의 X값 및 Y값이 각각 0.322 내지 0.344 및 0.316 내지 0.350이고, 암 상태의 영상 신호의 CIE 색공간의 삼색 자극값의 X값 및 Y값이 각각 0.223 내지 0.443 및 0.078 내지 0.589인 편광 안경.
  18. 제 17 항에 있어서, 우안용 영역의 편광자의 흡수축과 좌안용 영역의 편광자의 흡수축이 서로 평행하게 형성되어 있고, 상기 서로 평행하게 형성되어 있는 각 편광자의 흡수축은, 우안용 영역의 중심과 좌안용 영역의 중심을 연결하는 가상의 선이 입체 영상 표시 장치의 제 1 및 제 2 영역의 경계선과 수직 또는 수평을 이루도록 배치한 상태에서 상기 제 1 편광판의 흡수축과 수직을 이루도록 배치되는 편광 안경.
  19. 제 18 항에 있어서, 편광 안경의 우안용 및 좌안용 영역의 위상차층은, 각각 필터부의 제 1 및 제 2 영역에 포함되는 위상차층과 하기 일반식 1 또는 2의 조건을 만족하는 편광 안경:
    [일반식 1]
    DL = |Θ2-ΘL| ≤ 15도
    [일반식 2]
    DR = |Θ1-ΘR| ≤ 15도
    상기 일반식 1 및 2에서 DL은, 제 2 영역의 위상차층의 광축 및 좌안용 영역의 위상차층의 광축의 상대적인 이탈 정도이고, Θ2는, 제 2 영역의 위상차층의 광축이 제 1 편광판의 흡수축과 이루는 각도이며, ΘL은, 좌안용 영역의 편광자의 흡수축을 제 1 편광판의 흡수축과 수직이 되도록 배치한 상태에서 좌안용 영역의 위상차층의 광축과 제 1 편광판의 흡수축이 이루는 각도이며, DR은, 제 1 영역의 위상차층의 광축 및 우안용 영역의 위상차층의 광축의 상대적인 이탈 정도이고, Θ1은, 제 1 영역의 위상차층의 광축이 제 1 편광판의 흡수축과 이루는 각도이며, ΘR은, 우안용 영역의 편광자의 흡수축을 제 1 편광판의 흡수축과 수직이 되도록 배치한 상태에서 우안용 영역의 위상차층의 광축과 제 1 편광판의 흡수축이 이루는 각도이다.
  20. 제 1 항에 있어서, 필터부의 위상차층 및 편광 안경의 위상차층은, 정상 파장 분산 특성, 평편 파장 분산 특성 또는 역 파장 분산 특성을 가지는 편광 안경.
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