WO2014084689A1 - 표시 장치 - Google Patents

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WO2014084689A1
WO2014084689A1 PCT/KR2013/011044 KR2013011044W WO2014084689A1 WO 2014084689 A1 WO2014084689 A1 WO 2014084689A1 KR 2013011044 W KR2013011044 W KR 2013011044W WO 2014084689 A1 WO2014084689 A1 WO 2014084689A1
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WO
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display device
region
polarizer
retardation layer
phase difference
Prior art date
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PCT/KR2013/011044
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English (en)
French (fr)
Inventor
전병건
유수영
박문수
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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Publication date
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Priority to EP13859328.0A priority patent/EP2927732B1/en
Priority to JP2015521561A priority patent/JP6161174B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
    • H04N13/337—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using polarisation multiplexing

Definitions

  • the present application relates to a display device and polarizing glasses.
  • the 3D stereoscopic image is visually recognized by a pair of two-dimensional planar images through both eyes of an observer, and the pair of two-dimensional planar images are fused in the observer's brain to visualize a stereoscopic sense.
  • the stereoscopic image display device may be an eyeglass type stereoscopic image display device such as shutter glasses or polarized glasses and a non-glass type such as a barrier or lenticular type depending on whether the glasses are worn. It may be classified into a stereoscopic image display device.
  • Patent document 1 is invention regarding the three-dimensional image display apparatus using polarizing glasses.
  • Patent Document 1 Korean Publication No. 2010-0006461
  • the present application provides a display device and polarizing glasses.
  • the present application relates to a display device including a right eye region and a left eye region, wherein the right eye region and the left eye region each observe a stereoscopic image through polarizing glasses including a uniaxial retardation layer and a polarizer, respectively.
  • the display device may include a display unit capable of generating left and right eye image signals; And a filter unit including first and second regions each having a phase difference layer so as to differently control polarization states of the left and right eye image signals generated by the display unit.
  • the phase difference layers of the first and second regions may be uniaxial with opposite signs to the uniaxial phase difference layers of the polarizing glasses, and the phase difference layers of the first and second regions of the filter unit may have the same wavelength dispersion characteristics. Can be.
  • the present application includes a display unit for generating a left eye and right eye image signal; And a filter unit including first and second regions each having a uniaxial retardation layer capable of differently controlling polarization states of the left-eye and right-eye image signals generated by the display unit. And a polarizer between the display unit and the filter unit, wherein the phase difference layers of the first and second regions of the filter unit are observing stereoscopic images from a display device having the same wavelength dispersion characteristics.
  • the polarizing glasses may include a left eye region and a right eye region, and the right eye region and the left eye region may each include a uniaxial retardation layer and a polarizer having opposite signs to the retardation layer of the filter unit.
  • the present application also relates to a stereoscopic image observing apparatus including the display device and the polarizing glasses.
  • the present application relates to a display device for wearing and observing polarizing glasses including a positive uniaxial or negative uniaxial retardation layer, wherein the display device is a uniaxial retardation of the opposite sign to the retardation layer included in the polarizing glasses.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the x, y and z axes of a retardation layer or a film.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a state of observing a display device and polarizing glasses from above, according to an example.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a state of observing a display device and polarizing glasses from above, according to an example.
  • 3 and 4 are schematic diagrams showing an exemplary arrangement of the UL region and the UR region.
  • 5 and 6 are schematic diagrams showing an exemplary arrangement of the FL region and the FR region.
  • FIG. 7 is a view for explaining a virtual line connecting the center of gravity and the center of gravity of the left eye and right eye regions in the polarizing glasses.
  • FIG. 10 is a diagram for describing an east angle and an inclination angle.
  • 11 to 24 are data showing crosstalk ratios according to changes in the tilt and / or tilt angles of the display devices and polarizing glasses of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5;
  • An exemplary display device may be a device that wears polarized glasses and observes a stereoscopic image.
  • the present application relates to a display device including a right eye region and a left eye region, wherein the right eye region and the left eye region each observe a stereoscopic image through polarizing glasses including a uniaxial retardation layer and a polarizer, respectively.
  • the display device may include a display unit capable of generating left and right eye image signals; And a filter unit including first and second regions each having a phase difference layer so as to differently control polarization states of the left and right eye image signals generated by the display unit.
  • the phase difference layers of the first and second regions may be uniaxial with opposite signs to the uniaxial phase difference layers of the polarizing glasses, and the phase difference layers of the first and second regions of the filter unit may have the same wavelength dispersion characteristics. Can be.
  • the polarizing glasses may include a left eye region and a right eye region to which a left eye image signal and a right eye image signal are respectively incident to observe a stereoscopic image.
  • the left eye region may include a retardation layer and a polarizer
  • the right eye region may also include a retardation layer and a polarizer.
  • the retardation layer and the polarizer included in the left eye and right eye regions, respectively, may be arranged such that a signal emitted from the display device may pass through the retardation layer and the polarizer sequentially and be incident to the left or right eye.
  • polarizer and “polarizing plate” are used in a meaning distinguished from each other. That is, the term “polarizer” means the sheet or the film itself which exhibits a polarizing function, such as a polyvinyl alcohol film used as an absorption type polarizer, for example, and the term “polarizing plate” is a film which is further different from a polarizer, It may mean a laminated film including a sheet or a layer. As another film, sheet or layer in the above, a polarizer protective film or the like can be exemplified.
  • the retardation layer included in the left eye and right eye regions may be a uniaxial retardation layer.
  • the retardation layers of the first and second regions may also be uniaxial retardation layers.
  • the term two of the "uniaxial retardation layer” is a refractive index in the x-axis direction of the layer (hereinafter, n max), the refractive index in the y-axis direction (hereinafter, n min) and refractive index (hereinafter, n z) in the z-axis direction
  • the refractive indices may be the same, and the other one may mean a layer or film having different refractive indices. In the present specification, the same means substantially the same.
  • the x-axis for example, as shown in Figure 1, means any one direction on the surface of the retardation layer or the film 100
  • the y-axis refers to the plane direction perpendicular to the x-axis
  • z-axis It may mean a direction of the normal of the plane formed by the x-axis and the y-axis, for example, the thickness direction of the retardation layer or the film 100.
  • the display device includes: a display unit capable of generating left and right eye image signals; And a filter unit.
  • the display unit and the filter unit may be arranged to transmit the image signal generated by the display unit to the observer side through the filter unit.
  • the filter unit may include first and second regions configured to transmit left and right eye image signals generated by a display unit and to control the left and right eye image signals to have different polarization states. Can be.
  • the first region may include a retardation layer
  • the second region may also include a retardation layer.
  • one of the left eye and right eye image signals passing through the first and second regions, respectively may be a left circle polarized signal and the other may be a right polarized signal.
  • the retardation layer of the filter unit may be a uniaxial retardation layer, and the retardation layer of the first region and the retardation layer of the second region may each include optical axes formed in different directions.
  • optical axis may mean a slow axis or a fast axis in the process of passing light through a corresponding area, and may mean a slow axis unless otherwise specified. .
  • the retardation layers of the first and second regions may be uniaxial with opposite signs to the uniaxial retardation layers of the polarizing glasses.
  • the opposite sign means that the polarization phase retardation layer of the polarizing glasses is a negative uniaxial retardation layer when the filter retardation layer is a positive uniaxial retardation layer, and the polarization retardation layer of the filter portion is a negative uniaxial retardation layer.
  • the retardation layer of the glasses means a case of a positive uniaxial retardation layer.
  • positive uniaxial retardation layer means a uniaxial retardation layer in which the n max , n min and n z satisfy the following formula 1, and the term "negative uniaxial retardation layer” n max , n min and n z mean a uniaxial retardation layer that satisfies Equation 2 below.
  • n max > n min n z
  • n max n z > n min
  • phase difference layers of the first and / or second region may have a planar phase difference defined by Equation 3 below.
  • R ( ⁇ ) is a planar retardation
  • d is a thickness of the retardation layer
  • n e is an extra-ordinary refractive index
  • n o is an ordinary refractive index.
  • the abnormal refractive index may be a refractive index in one direction having different refractive indices among n max , n min, and n z
  • the normal refractive index may mean a refractive index in two directions having the same refractive index.
  • the abnormal refractive index is n max
  • the abnormal refractive index is n min .
  • n ⁇ wavelength layer may refer to a phase delay device 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.
  • the lambda / 4 wavelength layer is a positive uniaxial retardation layer
  • the lambda / 4 wavelength layer is 50 to 200 nm, 60 to 190 nm, 70 to 180 nm, 80 to 170 nm, at a wavelength of 550 nm
  • It may mean a wavelength layer having a phase difference of 90 to 160 nm, 100 to 155 nm, 110 to 150 nm, 120 to 145 nm, 130 to 140 nm or 135 to 140 nm.
  • the lambda / 4 wavelength layer is a negative uniaxial retardation layer
  • the lambda / 4 wavelength layer is -50 to -200 nm, -60 to -190 nm, -70 to -180 nm, at a wavelength of 550 nm
  • the phase difference may be, for example, an on-plane phase difference defined by Equation 3.
  • retardation may mean a retardation value measured at a wavelength of 550 nm.
  • the phase difference layer of the first and second regions of the filter portion and the phase difference layer of the polarizing glasses are both normal wavelength dispersion characteristics (hereinafter referred to as "N characteristics”) and flat wavelength dispersion characteristics (
  • N characteristics normal wavelength dispersion characteristics
  • R characteristic reverse wavelength dispersion characteristic
  • R ( ⁇ ) used in the process of explaining the wavelength dispersion characteristics 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.
  • 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 of the F characteristic is, R (450) / R (550) and 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.
  • phase difference layer of the above-described F characteristics is that ⁇ R (650)-(450) ⁇ / ⁇ 200 ⁇ R (550) ⁇ is within ⁇ 0.0009, within ⁇ 0.0008, within ⁇ 0.0007, within ⁇ 0.0006, within ⁇ 0.0005, It can be 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 layers of the first and second regions of the filter portion may have the same wavelength dispersion characteristics. Therefore, in one example, when the retardation layer of the first region is the normal wavelength dispersion characteristic, the retardation layer of the second region may also be the normal wavelength dispersion characteristic.
  • the uniaxial retardation layers of the right eye and left eye regions of the polarizing glasses may have normal wavelength dispersion characteristics, flat wavelength dispersion characteristics, or reverse wavelength dispersion characteristics.
  • the phase difference layers of the right eye and left eye regions may have the same or different wavelength dispersion characteristics as those of the filter portion, but the phase difference layers of the right eye and left eye regions may have the same wavelength dispersion characteristics.
  • the phase difference layers in the right eye and left eye regions are preferably set to the same wavelength dispersion characteristics in terms of symmetry characteristics. As described above, by adjusting the wavelength dispersion characteristics of the phase difference layers of the first and second regions of the filter unit in the same manner, a display device capable of a high-quality stereoscopic image having very high vertical and horizontal viewing angles can be provided.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the exemplary display device 1 and the polarizing glasses 2 are observed from above.
  • the display device 1 of FIG. 2 may include a display unit 11 and a filter unit 13.
  • the display device 1 may further include a polarizer 12B between the display unit 11 and the filter unit 13.
  • the display device 1 may further include a polarizer 12A and a light source 10 sequentially disposed on the opposite side to the polarizer 12B of the display unit 11.
  • the polarizer 12A positioned between the light source 10 and the display unit 11 is referred to as a first polarizer
  • the polarizer 12B positioned opposite to the first polarizer is referred to as a second polarizer. Called polarizer.
  • the 1st and 2nd polarizer 12A, 12B contained in the display apparatus 1 is an optical element 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 polarizer 12A and the absorption axis of the second polarizer 12B included in the display device 1 may be perpendicular to each other.
  • the transmission axes of the first and second polarizers 12A and 12B 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 It can include errors within.
  • a backlight unit (BLU) of a direct type or edge type commonly used in a liquid crystal display (LCD) may be used.
  • BLU backlight unit
  • LCD liquid crystal display
  • various kinds of light sources may be used without limitation.
  • the display unit 11 of the display device 1 includes a video signal in a driving state, for example, a left eye video signal (hereinafter referred to as "L signal”) and a right eye video signal (hereinafter referred to as "R signal”).
  • An image signal can be generated.
  • the display unit may include a left eye image signal generation region capable of generating an L signal in a driving state (hereinafter, referred to as an “UL region”) and a right eye image signal generation region capable of generating an R signal (hereinafter, referred to as “UR”. Region ”).
  • 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 10 side.
  • an active driving circuit including TFT (Thin Film Transistor), wiring, and 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 plane switching (IPS) mode.
  • VA vertical alignment
  • TN twisted nematic
  • STN super twisted nematic
  • IPS in plane switching
  • the liquid crystal layer may have a function of transmitting or blocking light from the light source 10 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 11 may be an area capable of generating an L or R signal in a driving state and may include an UL and an UR area formed by one or more pixels.
  • unit pixels including liquid crystals sealed between first and second alignment layers or two or more unit pixels may be combined to form the UL or UR region.
  • the UL and UR regions may be arranged in the row and / or column direction.
  • 3 is a diagram illustrating an arrangement of exemplary UL and UR regions. As illustrated in FIG. 3, the UL and UR regions have a stripe shape extending in a common direction and may be alternately disposed adjacent to each other. 4 shows another exemplary arrangement in which UL and UR regions are alternately arranged adjacent to each other in a lattice pattern.
  • the arrangement of the UL and UR regions is not limited to the arrangement of FIGS. 3 and 4, and various designs known in the art may all be applied.
  • the display unit may generate an image signal including the L and R signals by driving the pixels of each region according to the signal in the driving state.
  • the transmitted light may enter the display unit 11, and the light transmitted through the UL region may be an L signal, and the light transmitted through the UR region may be an R signal.
  • the L and R signals are incident on the second polarizer 12B, only a signal polarized in parallel with the transmission axis of the polarizer 12B may pass through the polarizer 12B and enter the filter unit 13. Transmission axes of the first polarizer and the second polarizer may be perpendicular to each other.
  • the filter unit 13 may include a first region and a second region that are formed to divide the image signals generated by the display unit 11 into two or more signals having different polarization states in the driving state.
  • any one of the first and second regions is a left-eye image signal polarization adjusting region (hereinafter referred to as "FL region") which is arranged to allow the L signal to be incident from the signal transmitted from the display unit 11.
  • the other region may be an image signal polarization adjusting region (hereinafter, referred to as an “FR region”) for the right eye arranged to allow an R signal to be incident thereon.
  • the first region and the FL region may be used as the same meaning
  • the second region may be used as the same meaning as the FR region.
  • the FL region of the filter unit 13 may be disposed in a size corresponding to the UL region at a corresponding position of the UL region so that the L signal generated and transmitted in the UL region may be incident in the driving state.
  • the R signal generated and transmitted in the UR region may be arranged in a size corresponding to the UR region at a corresponding position of the UR region. Formation of the FL or FR region with the size corresponding to the position corresponding to the UL or UR region means that the L signal generated in the UL region can be incident on the FL region, and the R signal generated in the UR region is incident on the FR 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 FL and FR regions are, for example, formed in a stripe shape extending in a common direction corresponding to the arrangement of the UL and UR 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. For example, when the UL and UR regions are arranged as shown in FIG. 3, the FL and FR regions may be arranged as shown in FIG. 5, and when the UL and UR regions are arranged as shown in FIG. And the FR region may be arranged in the form as illustrated in FIG. 6.
  • the signal transmitted through the FL region and the signal transmitted through the FR region may have different polarization states.
  • one of the signal transmitted through the FL region and the signal transmitted through the FR region may be a left circle polarized signal, and the other may be a right polarized signal.
  • the L signal generated in the display portion is incident to the FL region through the second polarizer, it is emitted in a left circularly or rightly polarized state, and after the R signal is incident to the FR region via the second polarizer, The L 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 optical axes of the ⁇ / 4 wavelength layers disposed in the FL region and the ⁇ / 4 wavelength layers disposed in the FR region are different from each other. It may be formed differently.
  • the FL region includes a [lambda] / 4 wavelength layer having an optical axis in a first direction as a retardation layer
  • the FR region has a [lambda] / 4 wavelength having an optical axis in a second direction different from the first direction as a retardation layer. It may comprise a layer.
  • one of the first direction and the second direction has an angle of 30 degrees to 70 degrees, 35 degrees to 60 degrees, 40 degrees to 50 degrees, or about 45 degrees clockwise with the absorption axis of the second polarizer.
  • the other direction may be a direction that forms an angle of 30 degrees to 70 degrees, 35 degrees to 60 degrees, 40 degrees to 50 degrees, or about 45 degrees in the counterclockwise direction with the absorption axis of the second polarizer.
  • the numerical value representing an angle means a substantial numerical value within a range that does not impair the desired effect. In one example.
  • the first region may have an optical axis that forms an angle of 30 degrees to 70 degrees clockwise with the absorption axis of the polarizer
  • the second region may have an optical axis that forms an angle of 30 degrees to 70 degrees counterclockwise with the absorption axis of the polarizer.
  • the numerical value representing the angle is, for example, in consideration of manufacturing error or deviation, and includes, for example, an error within about ⁇ 15 degrees, an error within about ⁇ 10 degrees, or an error within about ⁇ 5 degrees. can do.
  • the absorption axis of the polarizer of the left eye region and the absorption axis of the polarizer of the right eye region are formed in parallel with each other, and the absorption axes of the polarizers formed in parallel with each other are the center of the left eye region and the right eye. It is preferable that the virtual line connecting the center of the dragon area is arranged perpendicular to the absorption axis of the polarizer of the display device while being arranged to be perpendicular or horizontal to the boundary lines of the first and second areas of the display device. In this state, high quality stereoscopic images can be observed.
  • the imaginary line connecting the centers of the left eye and right eye areas of the glasses is, for example, a virtual line connecting the center C of the left eye and right eye areas (as shown in FIG. 7).
  • CL center of the region
  • the center of the region may mean a center of gravity.
  • the optical axis of the phase difference layer of the first region is disposed in such a state that a virtual line connecting the center of the left eye region and the center of the right eye region is perpendicular or horizontal to the boundary lines of the first and second regions of the display device.
  • the optical axis of the phase difference layer of the left eye region and the left eye region may have the same direction
  • the optical axis of the phase difference layer of the second region and the optical axis of the phase difference layer of the right eye region may have the same direction.
  • a phase difference layer of the filter portion is possible to use the structure employ
  • a liquid crystal film or an optically anisotropic polymer film may be used for the retardation layer.
  • the retardation layer is formed on the substrate layer and the surface of the substrate layer, and may have a liquid crystal layer comprising an oriented rod-like liquid crystal compound, an oriented discotic liquid crystal compound or a cholesteric liquid crystal compound.
  • the base layer has, for example, an absolute value of the phase difference in the thickness direction within 100 nm, within 90 nm, within 80 nm, within 70 nm, within 60 nm, within 50 nm, within 40 nm, within 30 nm, and 20 nm.
  • Substrate layers within 10 nm, within 10 nm, within 5 nm, within 3 nm, within 1 nm, or about 0 nm can be used.
  • a display device and / or polarizing glasses having an improved viewing angle can be provided.
  • triacetyl cellulose TAC
  • COP cyclic olefin polymer
  • COC cyclic olefin copolymer
  • RT zero retardation triacetyl cellulose
  • the liquid crystal layer when a liquid crystal film is used for the positive uniaxial retardation layer, the liquid crystal layer may include an oriented rod-like liquid crystal compound.
  • the liquid crystal layer may be, for example, polymerized and contained in a state where the rod-shaped liquid crystal compound is horizontally aligned.
  • horizontal alignment means that the optical axis of the liquid crystal film containing the liquid crystal compound is about 0 degrees to about 25 degrees, about 0 degrees to about 15 degrees, about 0 degrees to about 10 degrees, with respect to the plane of the liquid crystal film, It may mean a case having an inclination angle of about 0 degrees to about 5 degrees or about 0 degrees.
  • Such a liquid crystal layer may be produced by, for example, aligning a polymerizable liquid crystal compound exhibiting a nematic liquid crystal phase and then polymerizing.
  • the method of orientating a polymerizable liquid crystal compound can use a method used in the art without limitation, for example, the photo-alignment method, the rubbing orientation method, etc. can be used.
  • the liquid crystal layer when a liquid crystal film is used for a negative uniaxial retardation layer, the liquid crystal layer may be an oriented discotic liquid crystal compound; Or a cholesteric liquid crystal compound. Also in this case, the liquid crystal layer may be, for example, polymerized and contained in a state where the discotic liquid crystal compound or the cholesteric liquid crystal compound is horizontally aligned.
  • the optically anisotropic polymer film may be, for example, a film obtained by stretching an optically transmissive polymer film capable of imparting optical anisotropy by stretching in an appropriate manner. Moreover, as long as it has optical anisotropy, an unstretched polymer film can also be used as said polymer film.
  • a film having a light transmittance of 70% or more, 80% or more or 85% or more and manufactured by an absorbent cast method may be used.
  • a film having a thickness of 3 mm or less, 1 ⁇ m to 1 mm or 5 ⁇ m to 500 ⁇ m may be used in consideration of the possibility of producing a homogeneous stretched film.
  • the polymer film when an optically anisotropic polymer film is used for the positive uniaxial retardation layer, the polymer film may be a cellulose ester type such as a cyclic olefin polymer (COP) film such as polynorbornene film, triacetyl cellulose (TAC), or the like.
  • COP cyclic olefin polymer
  • TAC triacetyl cellulose
  • the polymer film when an optically anisotropic polymer film is used for the negative uniaxial retardation layer, the polymer film may include polystyrene; Alternatively, a polymer film having a large refractive index functional group such as a double bond and / or an aromatic ring in the side chain can be used.
  • polarizers of the first and second polarizers and the left eye and right eye regions a structure used in the art can be used without limitation.
  • a conventional polarizer such as a polyvinyl alcohol (PVA; (poly (vinyl alcohol)) series linear polarizer may be used, and such a polarizer is dichroic to the polyvinyl alcohol resin film.
  • the polyvinyl alcohol-based resin constituting the polarizer may be obtained, for example, by gelling a polyvinylacetate resin, as the polyvinylacetate resin, a homopolymer of vinyl acetate. And copolymers of vinyl acetate and other monomers copolymerizable with the above, etc.
  • Examples of the monomer copolymerizable with vinyl acetate include unsaturated carboxylic acids, olefins, vinyl ethers, unsaturated sulfonic acids, and acrylics having an ammonium group. Or a mixture of one or more kinds of amides and the like, but is not limited thereto.
  • the gelation degree of the vinyl alcohol-based resin may be about 85 mol% to 100 mol% or 98 mol% or more, and the polyvinyl alcohol-based resin may be further modified, for example, modified with aldehydes. Polyvinyl formal, polyvinyl acetal, and the like may also be used.
  • Such a polarizer may arrange a polarizer protective film on one side or both sides.
  • the polarizer protective film for example, the absolute value of the phase difference in the thickness direction is within 100 nm, within 90 nm, within 80 nm, within 70 nm, within 60 nm, within 50 nm, within 40 nm, within 30 nm, Polarizer protective films of less than 20 nm, less than 10 nm, less than 5 nm, less than 3 nm, less than 1 nm or about 0 nm can be used.
  • the absolute value of the phase difference in the thickness direction of the polarizer protective film is smaller, a display device and / or polarizing glasses having an improved viewing angle can be provided.
  • a polarizer protective film As such a polarizer protective film, a triacetyl cellulose (TAC), a cyclic olefin polymer (COP), a cyclic olefin copolymer (COC), a zero retardation triacetyl cellulose (0RT), etc. can be used, for example.
  • the thickness of the protective film is not particularly limited, but may be, for example, 10 to 200 ⁇ m, 50 to 100 ⁇ m, or 70 to 90 ⁇ m. The thickness of the protective film may be appropriately adjusted depending on the kind of the protective film and the intended use.
  • the present application also includes a display unit capable of generating left and right eye image signals; And a filter unit including first and second regions each having a uniaxial retardation layer capable of differently controlling polarization states of the left-eye and right-eye image signals generated by the display unit. And a polarizer between the display unit and the filter unit, wherein the phase difference layers of the first and second regions of the filter unit are observing stereoscopic images from a display device having the same wavelength dispersion characteristics.
  • the polarizing glasses may include a left eye region and a right eye region, and the right eye region and the left eye region may each include a uniaxial retardation layer and a polarizer having opposite signs to the retardation layer of the filter unit.
  • Exemplary polarizing glasses may be polarizing glasses for observing a stereoscopic image emitted from the display device.
  • the polarizing glasses may be, for example, polarizing glasses for observing a stereoscopic image emitted from the display device described above.
  • the polarizing glasses may include a left eye region and a right eye region to which a left eye image signal and a right eye image signal are respectively incident to observe a stereoscopic image.
  • the left eye region may include a retardation layer and a polarizer, and the right eye region may also include a retardation layer and a polarizer.
  • the retardation layer and the polarizer included in the left eye and right eye regions, respectively, may be arranged such that a signal emitted from the display device may pass through the retardation layer and the polarizer sequentially and be incident to the left or right eye.
  • the retardation layer included in the left eye and right eye regions may be a uniaxial retardation layer, for example, a uniaxial retardation layer having a sign opposite to that of the uniaxial retardation layer included in the filter unit of the display device.
  • the polarizing glasses 2 may include a left eye region and a right eye region including the retardation layers 21A and 22A and the polarizers 21B and 22B, respectively.
  • 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 polarizer included in the display device.
  • the left eye and right eye regions of the polarizing glasses may each include a phase difference layer.
  • the retardation layers of the left eye and right eye regions may satisfy the conditions of the retardation layers included in the FL and FR regions of the filter portion and the following general formula (1) or (2), respectively.
  • D L is a relative deviation of the optical axis of the retardation layer of the FL region and the optical axis of the retardation layer of the left eye region
  • ⁇ 1 indicates that the optical axis of the retardation layer of the FL region is the absorption axis of the second polarizer
  • ⁇ L is an angle formed by the optical axis of the phase difference layer of the left eye region and the absorption axis of the second polarizer in a state where the absorption axis of the polarizer of the left eye region is disposed perpendicular to the absorption axis of the second polarizer.
  • D R is the relative deviation of the optical axis of the retardation layer of the FR region and the optical axis of the retardation layer of the right eye region
  • ⁇ 2 is that the optical axis of the retardation layer of the FR region is the absorption axis of the second polarizer
  • ⁇ R is an angle formed by the optical axis of the phase difference layer of the right eye region and the absorption axis of the second polarizer in a state where the absorption axis of the polarizer of the right eye region is disposed perpendicular to the absorption axis of the second polarizer.
  • Each angle of may be an angle measured in a clockwise or counterclockwise direction from the absorption axis of the second polarizer, but each angle substituted in the same equation is an angle measured in the same direction.
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating the angular relationship between D L of the general formula (1).
  • the angle of the optical axis S F of the layer is represented by ⁇ 1
  • the angle of the optical axis S G of the phase difference layer of the left eye region measured clockwise from the absorption axis A D is represented by ⁇ L.
  • Figure 9 is a diagram showing the angular relationship of the D R of the general formula [2].
  • 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 phase difference layer included in the left eye region may have substantially the same phase difference as the phase difference layer included in the FL region of the filter unit.
  • the retardation layer included in the right eye region may have substantially the same retardation as the retardation layer included in the FR region of the filter unit.
  • the phase difference may be, for example, a plane phase difference defined by Equation 3.
  • a uniaxial retardation layer having substantially the same retardation and optical axes in the substantially same direction relative to the second polarizer is used as the retardation layer included in the FL region of the filter unit and the retardation layer included in the left eye region.
  • a uniaxial retardation layer having the opposite sign of the uniaxial retardation layer may be used as the retardation layer included in the FR region of the filter portion and the retardation layer included in the right eye region.
  • a uniaxial retardation layer having substantially the same retardation and optical axes in the substantially same direction relative to the second polarizer is used.
  • a uniaxial retardation layer having the opposite sign of the uniaxial retardation layer may be used.
  • the phase difference layers of the first and second regions of the filter portion may have the same wavelength dispersion characteristics, and the wavelength dispersion characteristics of the phase difference layers of the right and left eye regions may be the first and the filter portions. It may be the same as or different from the wavelength dispersion characteristic of the retardation layer of the second region. However, it is preferable that the phase difference layers in the right eye and left eye regions have the same wavelength dispersion characteristics.
  • the display device and the polarizing glasses may further include a known configuration known in the art.
  • the display device and the polarizing glasses will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the display device and the polarizing glasses are not limited to the following examples.
  • the retardation of the retardation layer was measured using Axoscan (manufactured by Axomatrics), a device capable of measuring 16 Muller matrices. 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 display device can be measured in the following manner. First, the polarizing glasses are positioned at the observation point where the crosstalk ratio is to be measured based on the display device.
  • the observation point is a point away from the center of the display device by a distance corresponding to 3/2 times the length in the horizontal direction of the display device, and at this position, as shown in FIG. It is a point specified by the inclination angle ⁇ .
  • the horizontal length of the display device may be a horizontal length based on the observer, for example, a horizontal length of the display device, assuming that the viewer observes a stereoscopic image. Meanwhile, in FIG.
  • the east angle ⁇ is 0 degrees
  • the inclination angle ⁇ is 90 degrees. Therefore, as the observation point changes left or right in the y-axis direction, the east-angle angle ⁇ may be set differently. Similarly, as the observation point changes up or down in the z-axis direction, the inclination angle ⁇ may also be set differently.
  • a luminance meter (equipment name: SR-UL2 Spectrometer) is disposed on the back of the left and right eye regions of the polarizing glasses, and the luminance in each case is measured.
  • the luminance measured on the back of the left eye area is the brightness of the bright state
  • the luminance measured on the back of the right eye area is the brightness of the dark state.
  • the luminance measured on the back of the left eye area is the brightness of the dark state
  • the luminance measured on the back of the right eye area is the brightness of 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.
  • the display unit 11 is a transmissive liquid crystal panel in which UL and UR regions are arranged as shown in FIG. 3, and the filter unit 13 displays FL and FR regions arranged as shown in FIG. 5.
  • the display device was configured to include.
  • R (450) / R (550) has a wavelength dispersion characteristic of the phase difference layer of the FL region and FR region, and positive uniaxiality having a normal wavelength dispersion characteristic of 1.18 and R (650) / R (550) is 0.92.
  • a retardation film was used.
  • the wavelength dispersion characteristics of the phase difference layer in the right eye and left eye regions of the polarizing glasses were such that R (450) / R (550) had a normal wavelength dispersion characteristic of 1.18 and R (650) / R (550) of 0.92. .
  • the absorption axis of the second polarizer 12B is parallel to the longitudinal direction of the device, and the absorption axis of the first polarizer 12A is perpendicular to the absorption axis of the second polarizer 12B.
  • the image emitted from the device was evaluated while wearing and observing the polarizing glasses 2 including the left and right eye regions as shown in FIG. 2, and evaluating the crosstalk ratio according to the tilt angle and / or the tilt angle.
  • the polarizers 21B and 22B each have a virtual line in which the absorption axes are formed in parallel with each other and connect the center of the left eye region and the center of the right eye region (imaginary line shown in FIG. 7).
  • the absorption axes of the second polarizer 12B and the absorption axes of the polarizers of the left and right eye regions are perpendicular to each other. Placed.
  • the phase difference layer 21A of the left eye region is substantially the same as the phase difference layer of the FL 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 second polarizer 12B are perpendicular to each other.
  • a negative retardation layer having a phase retardation characteristic of 1/4 wavelength was used, and as the retardation layer 22A in the right eye region, the absorption axis of the polarizer of the polarizing glasses and the second Negative uniaxial retardation having a phase retardation characteristic of 1/4 wavelength as a retardation layer in which optical axes are formed in substantially the same direction as the retardation layer in the FR region when the polarizing glasses are arranged such that the absorption axis of the polarizer 12B is perpendicular to each other. Layer was used.
  • first and second polarizers 12A and 12B of the display device and the polarizers 21B and 22B of the polarizing glasses polyvinyl alcohol-based polarizers, which are conventional absorption type linear polarizers, were used.
  • a wavelength of 550 nm is applied between the second polarizer 12B and the filter unit 13 and between the polarizers 21B and 22B and the phase difference layers 21A and 22A in the left and right eye regions of the polarizing glasses.
  • the phase difference value of the thickness direction measured using was about 60 nm, and the TAC film (polarizer protective film) which has a thickness of 80 micrometers was located.
  • phase difference layer applied to the phase difference layer of the filter part and the left eye area and the right eye area is about 60 nm with a phase difference value measured using a wavelength of 550 nm, and the surface of a TAC film having a thickness of 80 ⁇ m.
  • a liquid crystal film having a liquid crystal layer formed thereon was used, and the filter unit arranged the liquid crystal layer of the liquid crystal film to face the second polarizer 12B side, and the liquid crystal films in the left eye and right eye regions were the polarizers 21B and 22B. To face.
  • the crosstalk ratio was measured while changing only the inclination angle in the state observed diagonally through the display device and the polarizing glasses.
  • the change of the crosstalk ratio according to the inclination angle is shown by the dotted line of FIG.
  • the crosstalk ratio was measured while changing the inclination angle between the display device and the polarizing glasses from 0 degrees to 80 degrees while changing the tilt angle from 0 degrees to 360 degrees.
  • the change in the crosstalk ratio according to the change of the tilt angle and the tilt angle is shown in FIG. 16.
  • the graph of FIG. 16 is a graph which shows the range of the same crosstalk ratio in the same color. That is, the range where the crosstalk ratio is 0 to 1% is displayed in blue, the higher the crosstalk ratio is displayed in blue to red, and the range in which the crosstalk ratio is 9 to 10% is displayed in red.
  • the range where the crosstalk ratio is 0 to 1% corresponds to 0 of the bar graph, and the range where the crosstalk ratio is 9 to 10% corresponds to 10, and as the number of the bar graph increases, the ratio of crosstalk increases. Gets bigger Therefore, although the crosstalk ratio is 0 to 1% in the center portion, it can be seen that the crosstalk ratio increases toward the outer shell.
  • the substrate layer of the liquid crystal film used as the phase difference layer of the filter unit, the polarizer protective film of the polarizing glasses and the phase difference layer of the polarizing glasses in Example 1 as shown in Table 1 below.
  • the wavelength dispersion characteristics in the first region and the second region of the filter unit are R18 450 / R (550), 1.18, and R (650) / R (550) 0.92.
  • the wavelength dispersion characteristics of the phase difference layers of the right eye and left eye regions of the polarizing glasses were R18 (450) / R (550) so that the wavelength dispersion characteristic was 1.18 and R (650) / R (550) was 0.92.
  • Polarizer protective film delay present 2 phase retardation characteristics of the filter retardation layer 2 : characteristic characteristics of the retardation layer of the filter form 2 : base material of the retardation layer of the filter part 2 : when the filter retardation layer is a liquid crystal film
  • Substrate layer protective film 2 Polarizer protective film which exists between a filter part and a 2nd polarizer M: negative uniaxial retardation film
  • P positive uniaxial retardation film
  • T1 TAC film T2 whose retardation in thickness direction is about 60 nm : From about 0 nm in the TAC film to the liquid crystal in the direction of the phase difference: a liquid crystal film

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Abstract

본 출원은 표시 장치 및 편광 안경에 관한 것이다. 본 출원은 양의 일축성 또는 음의 일축성 위상차층을 포함하는 편광 안경을 착용하고 관찰하는 표시 장치에 관한 것으로, 상기 표시 장치는 상기 편광 안경에 포함되는 위상차층과는 반대 부호의 일축성 위상차층을 포함함으로써 상하 및 좌우의 시야각이 매우 향상된 표시 장치를 제공할 수 있다.

Description

표시 장치
본 출원은 표시 장치 및 편광 안경에 관한 것이다.
최근 게임 또는 영화 등과 같은 분야에서 3차원 입체 영상에 대한 수요가 증가함에 따라, 3차원 입체 영상을 표시하는 표시 장치가 개발되고 있다. 3차원 입체 영상이 시인되는 방식은 관찰자의 양안을 통해 한 쌍의 2차원 평면 영상들이 시인되고, 관찰자의 뇌에서 상기 한 쌍의 2차원 평면 영상들을 융합하여 입체감을 시인하게 된다.
입체 영상 표시 장치는 안경의 착용 여부에 따라 셔터 글래스(shutter glasses) 방식 또는 편광 안경(polarized glasses) 방식 등의 안경식 입체 영상 표시 장치와 베리어(barrier) 방식 또는 렌티큘라(lenticular) 방식 등의 비안경식 입체 영상 표시 장치로 구분할 수 있다.
특허문헌 1은 편광 안경을 이용한 입체 영상 표시장치에 관한 발명이다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
특허문헌 1: 한국공개공보 제2010-0006461호
본 출원은 표시 장치 및 편광 안경을 제공한다.
본 출원은 우안용 영역 및 좌안용 영역을 포함하고, 상기 우안용 및 좌안용 영역이 일축성 위상차층 및 편광자를 각각 포함하는 편광 안경을 통하여 입체 영상을 관찰하는 표시 장치에 관한 것이다. 상기 표시장치는 좌안용 및 우안용 영상 신호를 생성할 수 있는 표시부; 및 상기 표시부에서 생성된 좌안용 및 우안용 영상 신호의 편광 상태를 서로 상이하게 조절할 수 있도록 각각 위상차층을 가지는 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 필터부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 영역의 위상차층은 상기 편광 안경의 일축성 위상차층과는 반대 부호의 일축성이고, 상기 필터부의 제 1 및 제 2 영역의 위상차층은 서로 동일한 파장 분산 특성을 가질 수 있다.
또한, 본 출원은 좌안용 및 우안용 영상 신호를 생성할 수 있는 표시부; 및 상기 표시부에서 생성된 좌안용 및 우안용 영상 신호의 편광 상태를 서로 상이하게 조절할 수 있는 일축성 위상차층을 각각 가지는 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 필터부; 및 상기 표시부와 필터부의 사이에 편광자를 포함하고, 상기 필터부의 제 1 및 제 2 영역의 위상차층은 서로 동일한 파장 분산 특성을 가지는 표시 장치로부터의 입체 영상을 관찰하는 편광 안경에 관한 것이다. 상기 편광안경은 좌안용 영역 및 우안용 영역을 포함하고, 상기 우안용 및 좌안용 영역이 각각 상기 필터부의 위상차층과 반대 부호인 일축성 위상차층 및 편광자를 각각 포함할 수 있다.
또한, 본 출원은 상기 표시장치와 상기 편광 안경을 포함하는 입체 영상 관찰 장치에 관한 것이다.
본 출원은 양의 일축성 또는 음의 일축성 위상차층을 포함하는 편광 안경을 착용하고 관찰하는 표시 장치에 관한 것으로, 상기 표시 장치는 상기 편광 안경에 포함되는 위상차층과는 반대 부호의 일축성 위상차층을 포함하고, 필터부의 파장 분산 특성을 조절함으로써, 상하 및 좌우의 시야각이 매우 향상된 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 위상차층 또는 필름의 x, y 및 z 축을 모식적으로 표시한 도면이다.
도 2는 하나의 예시에 따른 표시 장치 및 편광 안경을 상부에서 관찰한 모습을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 3 및 4는 UL 영역과 UR 영역의 예시적인 배치를 보여주는 모식도이다.
도 5 및 6은 FL 영역과 FR 영역의 예시적인 배치를 보여주는 모식도이다.
도 7은 편광 안경에서 좌안용 및 우안용 영역의 무게 중심 및 무게 중심을 연결하는 가상의 선을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9는 DL 및 DR을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 동경각 및 경사각을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 내지 도 24는 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5의 표시 장치 및 편광 안경이 이루는 동경각 및/또는 경사각의 변화에 따른 크로스토크 비율을 보여주는 데이터이다.
[부호의 설명]
1: 표시 장치
10: 광원
11: 표시부
12A, 12B: 표시 장치의 편광자
13: 필터부
2: 편광 안경
21: 좌안용 영역
21A: 편광 안경의 위상차층
21B: 편광 안경의 편광자
22: 우안용 영역
22A: 편광 안경의 위상차층
22B: 편광 안경의 편광자
100: 위상차층 또는 필름
본 출원에 따른 예시적인 표시 장치는, 편광 안경을 착용하고 입체 영상을 관찰하는 장치일 수 있다.
본 출원은 우안용 영역 및 좌안용 영역을 포함하고, 상기 우안용 및 좌안용 영역이 일축성 위상차층 및 편광자를 각각 포함하는 편광 안경을 통하여 입체 영상을 관찰하는 표시 장치에 관한 것이다.
상기 표시장치는 좌안용 및 우안용 영상 신호를 생성할 수 있는 표시부; 및 상기 표시부에서 생성된 좌안용 및 우안용 영상 신호의 편광 상태를 서로 상이하게 조절할 수 있도록 각각 위상차층을 가지는 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 필터부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 영역의 위상차층은 상기 편광 안경의 일축성 위상차층과는 반대 부호의 일축성이고, 상기 필터부의 제 1 및 제 2 영역의 위상차층은 서로 동일한 파장 분산 특성을 가질 수 있다.
상기 기술한 바와 같이 편광 안경은, 입체 영상을 관찰하기 위한 좌안용 영상 신호와 우안용 영상 신호가 각각 입사되는 좌안용 영역과 우안용 영역을 포함할 수 있다. 상기 좌안용 영역은 위상차층과 편광자를 포함하고, 우안용 영역도 위상차층과 편광자를 포함할 수 있다. 상기 좌안용 및 우안용 영역에 각각 포함되는 위상차층과 편광자는, 표시 장치로부터 출사된 신호가 위상차층과 편광자를 순차로 투과하여 좌안 또는 우안에 입사될 수 있도록 배치될 수 있다.
본 명세서에서 용어 「편광자」와 「편광판」은 서로 구별되는 의미로 사용된다. 즉, 용어 「편광자」는, 예를 들면, 흡수형 편광자로 사용되는 폴리비닐알코올 필름 등과 같이 편광 기능을 나타내는 그 시트 또는 필름 자체를 의미하고, 용어 「편광판」은, 편광자에 추가로 다른 필름, 시트 또는 층을 포함하는 적층 필름을 의미할 수 있다. 상기에서 다른 필름, 시트 또는 층으로는 편광자 보호 필름 등이 예시될 수 있다.
상기 좌안용 및 우안용 영역에 포함되는 위상차층은 일축성 위상차층일 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 영역의 위상차층도 일축성 위상차층일 수 있다. 용어 「일축성 위상차층」는, 상기 층의 x축 방향의 굴절률(이하, nmax), y축 방향의 굴절률(이하, nmin) 및 z축 방향의 굴절률(이하, nz) 중 2개의 굴절률은 동일하고, 나머지 한 개의 굴절률이 상이한 층 또는 필름을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 동일은 실질적인 동일을 의미한다. 상기에서 x축은, 예를 들면, 도 1에 나타난 바와 같이, 위상차층 또는 필름(100)의 면상의 어느 일 방향을 의미하고, y축은 상기 x축에 수직한 면상 방향을 의미하며, z축은, 상기 x축과 y축에 의해 형성되는 평면의 법선의 방향, 예를 들면 위상차층 또는 필름(100)의 두께 방향을 의미할 수 있다.
상기 기술한 바와 같이 표시 장치는, 좌안용 및 우안용 영상 신호를 생성할 수 있는 표시부; 및 필터부를 포함할 수 있다. 표시부와 필터부는 표시부에서 생성된 영상 신호가 필터부를 투과하여 관찰자측으로 전달될 수 있도록 배치되어 있을 수 있다. 상기 필터부는 표시부에서 생성된 좌안용 및 우안용 영상 신호가 전달되며, 상기 좌안용 및 우안용 영상 신호가 서로 상이한 편광 상태를 가지도록 조절하여 출사시킬 수 있도록 형성된 제 1 및 제 2 영역을 포함할 수 있다. 상기 제 1 영역은 위상차층을 포함하고, 제 2 영역도 위상차층을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 제 1 및 제 2 영역을 각각 통과한 좌안용 및 우안용 영상 신호 중 어느 하나는 좌원 편광된 신호이고, 다른 하나는 우원 편광된 신호일 수 있다.
상기 필터부의 위상차층은 일축성 위상차층이고, 제 1 영역의 위상차층과 제 2 영역의 위상차층은 각각 서로 상이한 방향으로 형성되어 있는 광축을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「광축」은 빛이 해당 영역을 투과하는 과정에서의 지상축(slow axis) 또는 진상축(fast axis)을 의미할 수 있으며, 특별히 달리 규정하지 않는한, 지상축을 의미할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 영역의 위상차층은 상기 편광 안경의 일축성 위상차층과는 반대 부호의 일축성일 수 있다. 상기에서 반대 부호를 가진다는 것은, 필터부의 위상차층은 양의 일축성 위상차층인 경우 편광 안경의 위상차층은 음의 일축성 위상차층이고, 필터부의 위상차층은 음의 일축성 위상차층인 경우 편광 안경의 위상차층은 양의 일축성 위상차층인 경우를 의미한다.
본 명세서에서, 용어 「양의 일축성 위상차층」은, 상기 nmax, nmin 및 nz가 하기 수식 1을 만족하는 일축성 위상차층을 의미하고, 용어 「음의 일축성 위상차층」은 상기 nmax, nmin 및 nz가 하기 수식 2를 만족하는 일축성 위상차층을 의미한다.
[수식 1]
nmax > nmin = nz
[수식 2]
nmax = nz > nmin
또한, 제 1 및/또는 2 영역의 위상차층은 하기 수식 3으로 규정되는 면상 위상차를 가질 수 있다.
[수식 3]
R(λ)= d × (ne － no)
상기 수식 3에서 R(λ)은 면상 위상차이고, d는 위상차층의 두께이며, ne는 이상 굴절률(extra-ordinary refractive index)이고, no는 정상 굴절률(ordinary refractive index)이다. 상기에서 이상 굴절률은, 상기 nmax, nmin 및 nz 중에서 굴절률이 다른 한 방향의 굴절률이고, 정상 굴절률은 굴절률이 동일한 두 방향의 굴절률을 의미할 수 있다. 따라서, 예를 들어 수식 1을 만족하는 양의 일축성 위상차층의 경우, 이상 굴절률은 nmax 이고, 수식 2를 만족하는 음의 일축성 위상차층의 경우, 이상 굴절률은 nmin 이다.
하나의 예시에서 필터부의 위상차층으로는, 표시부에서 생성된 신호를 원편광된 신호로 배출하기 위하여 λ/4 파장층인 경우가 예시될 수 있다. 본 명세서에서 용어 「nλ파장층」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.
하나의 예시에서 λ/4 파장층이 양의 일축성 위상차층인 경우, λ/4 파장층은 550 nm의 파장에서 50 내지 200 nm, 60 내지 190 nm, 70 내지 180 nm, 80 내지 170 nm, 90 내지 160 nm, 100 내지 155 nm, 110 내지 150 nm, 120 내지 145 nm, 130 내지 140 nm 또는 135 내지 140 nm의 위상차를 갖는 파장층을 의미할 수 있다.
다른 예시에서 λ/4 파장층이 음의 일축성 위상차층인 경우, λ/4 파장층은 550 nm의 파장에서 -50 내지 -200 nm, -60 내지 -190 nm, -70 내지 -180 nm, -80 내지 -170 nm, -90 내지 -160 nm, -100 내지 -155 nm, -110 내지 -150 nm, -120 내지 -145 nm, -130 내지 -140 nm 또는 -135 내지 -140 nm의 위상차를 갖는 파장층을 의미할 수 있다. 상기 위상차는, 예를 들면, 상기 수식 3에 의하여 규정되는 면상 위상차일 수 있다.
본 명세서에서 특별히 달리 규정하지 않는 이상, 위상차는 550nm의 파장에서 측정한 위상차 값을 의미할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 필터부의 제 1 및 제 2 영역의 위상차층 및 편광 안경의 위상차층은 모두 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, λnm의 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.
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 F 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 F 특성의 위상차층은, {R(650)－(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.
본 출원의 구체예에서, 필터부의 제 1 및 제 2 영역의 위상차층은 서로 동일한 파장 분산 특성을 가질 수 있다. 따라서, 하나의 예시에서, 제 1 영역의 위상차층이 정상 파장 분산 특성인 경우 제 2 영역의 위상차층도 정상 파장 분산 특성일 수 있다. 또한, 편광 안경의 우안용 및 좌안용 영역의 일축성 위상차층은 모두 정상 파장 분산 특성, 평편 파장 분산 특성 또는 역 파장 분산 특성을 가질 수 있다. 상기 우안용 및 좌안용 영역의 위상차층은 필터부의 위상차층과 파장 분산 특성이 동일하거나 상이할 수 있으나, 우안용 및 좌안용 영역의 위상차층은 서로 동일한 파장 분산 특성을 가질 수 있다. 상기 우안용 및 좌안용 영역의 위상차층은 서로 대칭 특성 면에서 서로 동일한 파장 분산 특성으로 설정하는 것이 바람직하다. 상기와 같이, 필터부의 제 1 및 제 2 영역의 위상차층의 파장 분산 특성을 동일하게 조절함으로써, 상하 및 좌우의 시야각이 매우 향상된 고품질의 입체 영상이 가능한 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 2는 예시적인 표시 장치(1)와 편광 안경(2)을 상부에서 관찰한 상태를 보여주는 도면이다.
도 2의 표시 장치(1)는, 표시부(11) 및 필터부(13)를 포함할 수 있다. 또한, 도 2와 같이, 표시 장치(1)는 표시부(11) 및 필터부(13) 사이에 편광자(12B)를 추가로 포함할 수 있다. 그리고, 표시 장치(1)는 표시부(11)의 편광자(12B)와는 반대측에 순차로 배치된 편광자(12A) 및 광원(10)을 추가로 포함할 수 있다. 이하 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 광원(10) 및 표시부(11)의 사이에 위치하는 편광자(12A)는 제 1 편광자로 호칭하고, 제 1 편광자의 반대측에 위치하는 편광자(12B)는 제 2 편광자로 호칭한다.
표시 장치(1)에 포함되는 제 1 및 제 2 편광자(12A, 12B)는, 투과축 및 상기 투과축에 직교하는 흡수축이 형성되어 있는 광학 소자이다. 편광자에 빛이 입사되면 편광자는 입사된 빛 가운데 편광자의 투과축 방향과 평행한 편광축을 가지는 빛만을 투과시킬 수 있다.
하나의 예시에서 표시 장치(1)에 포함되는 제 1 편광자(12A)의 흡수축과 제 2 편광자(12B)의 흡수축은 서로 수직을 이루고 있을 수 있다. 이러한 경우 제 1 및 제 2 편광자(12A, 12B)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(10)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. 광원으로는 상기 외에도 다양한 종류가 제한 없이 사용될 수 있다.
표시 장치(1)의 표시부(11)는, 구동 상태에서 영상 신호, 예를 들면, 좌안용 영상 신호(이하, 「L 신호」)와 우안용 영상 신호(이하, 「R 신호」)를 포함하는 영상 신호를 생성할 수 있다. 하나의 예시에서 표시부는, 구동 상태에서 L 신호를 생성할 수 있는 좌안용 영상 신호 생성 영역(이하, 「UL 영역」) 및 R 신호를 생성할 수 있는 우안용 영상 신호 생성 영역(이하, 「UR 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(10)측으로부터 순차적으로 제 1 기판, 화소 전극, 제 1 배향막, 액정층, 제 2 배향막, 공통 전극 및 제 2 기판을 포함할 수 있다. 광원(10)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 Plane Switching) 모드의 액정을 포함할 수 있다. 액정층은, 구동 회로로부터 인가되는 전압에 의해서, 광원(10)으로부터의 광을 화소별로 투과 또는 차단하는 기능을 가질 수 있다. 공통 전극은, 예를 들면 ITO 등을 포함하고, 공통의 대향 전극으로 기능할 수 있다.
표시부(11)는 구동 상태에서 L 또는 R 신호를 생성할 수 있는 영역으로서 하나 이상의 화소(pixel)에 의해 형성되는 UL 및 UR 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 UL 또는 UR 영역을 형성하고 있을 수 있다.
UL 및 UR 영역은 행 및/또는 열 방향으로 배치되어 있을 수 있다. 도 3은, 예시적인 UL 및 UR 영역의 배치를 나타내는 도면이다. 도 3과 같이, UL 및 UR 영역은 공통 방향으로 연장하는 스트라이프 형상을 가지며, 인접하여 교대로 배치되어 있을 수 있다. 도 4는, 다른 예시적인 배치를 나타내고, UL 및 UR 영역이 격자 패턴으로 서로 인접하여 교대로 배치되어 있다. UL 및 UR 영역의 배치는 도 3 및 4의 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 L 및 R 신호를 포함하는 영상 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 도 2를 참조하면, 광원(10)에서 출사한 광이 제 1 편광자(12A)에 입사하면, 상기 편광자(12A)의 투과축과 평행하게 편광된 광만이 편광자(12A)를 투과한다. 투과된 광이 표시부(11)에 입사하여, UL 영역을 투과한 광은 L 신호가 되며, UR 영역을 투과한 광은 R 신호가 될 수 있다. L 및 R 신호가 제 2 편광자(12B)에 입사하면, 상기 편광자(12B)의 투과축과 평행하게 편광된 신호만이 상기 편광자(12B)를 투과하여 필터부(13)에 입사할 수 있다. 상기 제 1 편광자 및 제 2 편광자의 투과축은 서로 수직일 수 있다.
필터부(13)는, 구동 상태에서 표시부(11)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(11)에서 전달되는 신호 중에서 L 신호가 입사될 수 있도록 배치되어 있는 좌안용 영상 신호 편광 조절 영역(이하, 「FL 영역」)이고, 다른 하나의 영역은 R 신호가 입사될 수 있도록 배치되어 있는 우안용 영상 신호 편광 조절 영역(이하, 「FR 영역」)일 수 있다. 본 명세서에서는, 제 1 영역과 FL 영역은 동일한 의미로 사용되고, 제 2 영역은 FR 영역과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
필터부(13)의 FL 영역은, 구동 상태에서 UL 영역에서 생성 및 전달되는 L 신호가 입사될 수 있도록 UL 영역의 대응 위치에 UL 영역과 대응되는 크기로 배치되어 있을 수 있고, FR 영역은, UR 영역에서 생성 및 전달되는 R 신호가 입사될 수 있도록 UR 영역의 대응 위치에 UR 영역과 대응되는 크기로 배치되어 있을 수 있다. UL 또는 UR 영역에 대응되는 위치에 대응되는 크기로 FL 또는 FR 영역이 형성된다는 것은, UL 영역에서 생성된 L 신호가 FL 영역에 입사될 수 있고, UR 영역에서 생성된 R 신호가 FR 영역으로 입사될 수 있는 위치 및 크기를 의미하는 것이고, 반드시 양자가 동일한 위치에 동일한 크기로 형성되어야 하는 것을 의미하는 것은 아니다.
FL 및 FR 영역은, 예를 들면, 표시부의 UL 및 UR 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, UL 및 UR 영역이 도 3과 같이 배치되어 있는 경우, FL 및 FR 영역은 도 5와 같은 형태로 배치되어 있을 수 있으며, UL 및 UR 영역이 도 4와 같이 배치되어 있는 경우, FL 및 FR 영역은 도 6과 같은 형태로 배치되어 있을 수 있다.
구동 상태에서 FL 영역을 투과한 신호와 FR 영역을 투과한 신호는 서로 상이한 편광 상태를 가질 수 있다.
예를 들면, FL 영역을 투과한 신호와 FR 영역을 투과한 신호 중에서 어느 하나는 좌원 편광된 신호고, 다른 하나는 우원 편광된 신호일 수 있다. 이러한 경우에는, 표시부에서 생성된 L 신호는 제 2 편광자를 거쳐 FL 영역으로 입사한 후에, 좌원 편광 또는 우원 편광된 상태로 출사되고, 또한 R 신호는 제 2 편광자를 거쳐 FR 영역으로 입사한 후에, 상기 L 신호와는 편광축의 회전 방향이 역방향이 되도록 우원 편광 또는 좌원 편광된 상태로 출사될 수 있다.
필터부의 FL 및 FR 영역은 서로 역방향으로 회전하는 원편광된 광을 생성하기 위하여, 상기 FL 영역에 배치된 λ/4 파장층의 광축과 상기 FR 영역에 배치된 λ/4 파장층의 광축은 서로 상이하게 형성되어 있을 수 있다. 하나의 예시에서 FL 영역은 위상차층으로서 제 1 방향으로 광축을 가지는 λ/4 파장층을 포함하고, FR 영역은 위상차층으로서 상기 제 1 방향과는 상이한 제 2 방향으로 광축을 가지는 λ/4 파장층을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서 제 1 방향 및 제 2 방향 중 어느 하나의 방향은 제 2 편광자의 흡수축과 시계 방향으로 30도 내지 70도, 35도 내지 60도, 40도 내지 50도 또는 약 45도의 각도를 이루는 방향이고, 다른 하나의 방향은 제 2 편광자의 흡수축과 반시계 방향으로 30도 내지 70도, 35도 내지 60도, 40도 내지 50도 또는 약 45도의 각도를 이루는 방향일 수 있다. 본 명세서에서 각도를 나타내는 수치는 목적 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서의 실질적인 수치를 의미한다. 하나의 예시에서. 제 1 영역은, 편광자의 흡수축과 시계 방향으로 30도 내지 70도의 각도를 이루는 광축을 가지고, 제 2 영역은 편광자의 흡수축과 반시계 방향으로 30도 내지 70도의 각도를 이루는 광축을 가질 수 있다. 따라서, 각도를 나타내는 수치는, 예를 들면, 제조 오차 또는 편차 등을 감안한 것이고, 예를 들면, 약 ±15도 이내의 오차, 약 ±10도 이내의 오차 또는 약 ±5도 이내의 오차를 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 좌안용 영역의 편광자의 흡수축과 우안용 영역의 편광자의 흡수축이 서로 평행하게 형성되어 있고, 상기 서로 평행하게 형성되어 있는 각 편광자의 흡수축은, 좌안용 영역의 중심과 우안용 영역의 중심을 연결하는 가상의 선이 표시 장치의 제 1 및 제 2 영역의 경계선과 수직 또는 수평을 이루도록 배치한 상태에서 상기 표시 장치의 편광자의 흡수축과 수직을 이루도록 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 상태에서 고품질의 입체 영상의 관찰이 가능하다.
본 명세서에서 안경의 좌안용 및 우안용 영역의 중심을 연결하는 가상의 선은, 예를 들면, 도 7에 나타난 바와 같이, 좌안용 및 우안용 영역의 중심(C)을 연결하는 가상의 선(CL)을 의미하고, 상기에서 영역의 중심은 무게 중심(center of gravity)을 의미할 수 있다.
또한, 좌안용 영역의 중심과 우안용 영역의 중심을 연결하는 가상의 선이 표시 장치의 제 1 및 제 2 영역의 경계선과 수직 또는 수평을 이루도록 배치한 상태에서, 제 1 영역의 위상차층의 광축과 좌안용 영역의 위상차층의 광축은 동일한 방향을 갖고, 제 2 영역의 위상차층의 광축과 우안용 영역의 위상차층의 광축이 서로 동일한 방향을 갖을 수 있다.
필터부의 위상차층; 및 편광 안경의 좌안용 및 우안용 영역의 위상차층으로는 당 업계에서 채용하는 구성을 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어 위상차층에는 액정 필름 또는 광학 이방성 고분자 필름이 사용될 수 있다.
상기 위상차층은, 기재층 및 상기 기재층의 표면에 형성되어 있고, 배향된 봉상 액정 화합물, 배향된 디스코틱 액정 화합물 또는 콜레스테릭 액정 화합물을 포함하는 액정층을 가질 수 있다.
기재층은, 예를 들면, 두께 방향의 위상차의 절대값이 100 nm 이내, 90 nm 이내, 80 nm 이내, 70 nm 이내, 60 nm 이내, 50 nm 이내, 40 nm 이내, 30 nm 이내, 20 nm 이내, 10 nm 이내, 5 nm 이내, 3 nm 이내, 1 nm 이내 또는 약 0 nm인 기재층을 사용할 수 있다. 기재층의 두께 방향의 위상차의 절대값이 작을수록 향상된 시야각을 가지는 표시 장치 및/또는 편광 안경을 제공할 수 있다.
이러한 기재층으로는, 예를 들면, 트리아세틸 셀룰로오스(TAC), 사이클릭 올레핀 폴리머(COP), 사이클릭 올레핀 코폴리머(COC) 또는 제로 리타데이션 트리아세틸 셀룰로오스(0RT) 등을 사용할 수 있다.
하나의 예시에서 액정 필름이 양의 일축성 위상차층에 사용되는 경우, 액정층은 배향된 봉상 액정 화합물을 포함할 수 있다. 액정층은, 예를 들면, 봉상 액정 화합물이 수평 배향된 상태로 중합되어 포함된 것일 수 있다. 본 명세서에서 용어 「수평 배향」은, 액정 화합물을 포함하는 액정 필름의 광축이 액정 필름의 평면에 대하여 약 0도 내지 약 25도, 약 0도 내지 약 15도, 약 0도 내지 약 10도, 약 0도 내지 약 5도 또는 약 0도의 경사각을 가지는 경우를 의미할 수 있다. 이러한 액정층은, 예를 들면, 네마틱 액정상을 나타내는 중합성 액정 화합물을 배향한 후, 중합하여 제조될 수 있다. 중합성 액정 화합물을 배향하는 방법은 당 업계에서 사용하는 방법을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 광 배향 방법 또는 러빙 배향 방법 등을 사용할 수 있다.
다른 예시에서 액정 필름이 음의 일축성 위상차층에 사용되는 경우, 액정층은 배향된 디스코틱 액정 화합물; 또는 콜레스테릭 액정 화합물을 포함할 수 있다. 이 경우에도, 액정층은, 예를 들면, 디스코틱 액정 화합물 또는 콜레스테릭 액정 화합물이 수평 배향된 상태로 중합되어 포함된 것일 수 있다.
상기 광학 이방성 고분자 필름은, 예를 들면, 연신에 의해 광학 이방성을 부여할 수 있는 광투과성의 고분자 필름을 적절한 방식으로 연신한 필름일 수 있다. 또한, 광학 이방성을 가지는 한, 무연신의 고분자 필름도 상기 고분자 필름으로 사용할 수 있다. 상기 고분자 필름으로는, 예를 들면, 광투과율이 70% 이상, 80% 이상 또는 85% 이상이고, 흡수제 캐스트 방식으로 제조되는 필름을 사용할 수 있다. 고분자 필름은 통상, 균질한 연신 필름의 생성 가능성을 고려하여, 두께가 3 mm 이하, 1 ㎛ 내지 1 mm 또는 5 ㎛ 내지 500 ㎛ 정도인 필름을 사용할 수 있다.
하나의 예시에서 광학 이방성 고분자 필름이 양의 일축성 위상차층에 사용되는 경우, 고분자 필름으로는 폴리노르보넨 필름 등의 사이클릭 올레핀 폴리머(COP) 필름, 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 등의 셀룰로오스 에스테르계 폴리머 필름, 사이클릭 올레핀 코폴리머(COC) 또는 폴리카보네이트(PC) 등을 사용할 수 있다.
다른 예시에서 광학 이방성 고분자 필름이 음의 일축성 위상차층에 사용되는 경우, 고분자 필름으로는 폴리스틸렌(polystilene); 또는 측쇄에 이중결합 및/또는 방향족 고리와 같은 굴절률이 큰 작용기를 갖는 고분자 필름 등을 사용할 수 있다.
제 1 및 제 2 편광자와 좌안용 및 우안용 영역의 편광자로는 당 업계에서 사용하는 구성을 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 편광자로는, 예를 들면, 폴리비닐알코올(PVA; (poly(vinyl alcohol)) 계열의 선편광자와 같은 통상의 편광자를 사용할 수 있다. 이러한 편광자는, 폴리비닐알코올 계열의 수지 필름에 이색성 색소가 흡착 및 배향되어 있는 형태일 수 있다. 편광자를 구성하는 폴리비닐알코올 계열의 수지는, 예를 들면, 폴리비닐아세테이트 수지를 겔화하여 얻을 수 있다. 폴리비닐아세테이트 수지로서는, 비닐 아세테이트의 단독 중합체; 및 비닐 아세테이트 및 상기와 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체 등을 사용할 수 있다. 비닐 아세테이트와 공중합 가능한 단량체의 예에는, 불포화 카르본산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류 및 암모늄기를 가지는 아크릴아미드류 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 폴리비닐알코올 계열의 수지의 겔화도는, 통상 85몰% 내지 100몰% 정도 또는 98몰% 이상일 수 있다. 폴리비닐알코올 계열의 수지는 추가로 변성되어 있을 수도 있으며, 예를 들면, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말 또는 폴리비닐아세탈 등도 사용될 수 있다.
이러한 편광자는 일면 또는 양면에 편광자 보호 필름을 배치할 수 있다.
상기 편광자 보호 필름은, 예를 들면, 두께 방향의 위상차의 절대값이 100 nm 이내, 90 nm 이내, 80 nm 이내, 70 nm 이내, 60 nm 이내, 50 nm 이내, 40 nm 이내, 30 nm 이내, 20 nm 이내, 10 nm 이내, 5 nm 이내, 3 nm 이내, 1 nm 이내 또는 약 0 nm인 편광자 보호 필름을 사용할 수 있다. 편광자 보호 필름의 두께 방향의 위상차의 절대값이 작을수록 향상된 시야각을 가지는 표시 장치 및/또는 편광 안경을 제공할 수 있다.
이러한 편광자 보호 필름으로는, 예를 들면, 트리아세틸 셀룰로오스(TAC), 사이클릭 올레핀 폴리머(COP), 사이클릭 올레핀 코폴리머(COC) 또는 제로 리타데이션 트리아세틸 셀룰로오스(0RT) 등을 사용할 수 있다. 상기 보호 필름의 두께는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 10 내지 200㎛, 50 내지 100㎛ 또는 70 내지 90㎛ 일 수 있다. 상기 보호 필름의 두께는 보호 필름의 종류 및 사용 용도에 따라 적절히 조절될 수 있다.
본 출원은 또한, 좌안용 및 우안용 영상 신호를 생성할 수 있는 표시부; 및 상기 표시부에서 생성된 좌안용 및 우안용 영상 신호의 편광 상태를 서로 상이하게 조절할 수 있는 일축성 위상차층을 각각 가지는 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 필터부; 및 상기 표시부와 필터부의 사이에 편광자를 포함하고, 상기 필터부의 제 1 및 제 2 영역의 위상차층은 서로 동일한 파장 분산 특성을 가지는 표시 장치로부터의 입체 영상을 관찰하는 편광 안경에 관한 것이다.
상기 편광 안경은 좌안용 영역 및 우안용 영역을 포함하고, 상기 우안용 및 좌안용 영역이 각각 상기 필터부의 위상차층과 반대 부호인 일축성 위상차층 및 편광자를 각각 포함할 수 있다.
본 출원에 따른 예시적인 편광 안경은, 표시 장치로부터 출사되는 입체 영상을 관찰하는 편광 안경일 수 있다. 상기 편광 안경은 예를 들면, 상기 기술한 표시 장치로부터 출사되는 입체 영상을 관찰하는 편광 안경일 수 있다. 상기 편광 안경은, 입체 영상을 관찰하기 위한 좌안용 영상 신호와 우안용 영상 신호가 각각 입사되는 좌안용 영역과 우안용 영역을 포함할 수 있다. 상기 좌안용 영역은 위상차층과 편광자를 포함하고, 우안용 영역도 위상차층과 편광자를 포함할 수 있다. 상기 좌안용 및 우안용 영역에 각각 포함되는 위상차층과 편광자는, 표시 장치로부터 출사된 신호가 위상차층과 편광자를 순차로 투과하여 좌안 또는 우안에 입사될 수 있도록 배치될 수 있다.
상기 좌안용 및 우안용 영역에 포함되는 위상차층은 일축성 위상차층일 수 있고, 예를 들면, 표시 장치의 필터부에 포함되는 일축성 위상차층과는 반대 부호를 가지는 일축성 위상차층일 수 있다.
도 2와 같이 편광 안경(2)은 위상차층(21A, 22A)과 편광자(21B, 22B)를 각각 포함하는 좌안용 영역 및 우안용 영역을 포함할 수 있다.
편광 안경에 포함되는 편광자는, 표시 장치에 포함되는 편광자와 같이 소정 방향으로 형성된 흡수축과 상기 흡수축의 방향과는 수직하는 방향으로 투과축을 가지는 광학 소자일 수 있다.
편광 안경의 좌안용 및 우안용 영역은 각각 위상차층을 포함할 수 있다. 좌안용 및 우안용 영역의 위상차층은, 각각 필터부의 FL 및 FR 영역에 포함되는 위상차층과 하기 일반식 1 또는 일반식 2의 조건을 만족할 수 있다.
[일반식 1]
DL = |θ1-θL| ≤ 15도
[일반식 2]
DR = |θ2-θR| ≤ 15도
상기 일반식 1에서 DL은, FL 영역의 위상차층의 광축 및 좌안용 영역의 위상차층의 광축의 상대적인 이탈 정도이고, θ1는, FL 영역의 위상차층의 광축이 제 2 편광자의 흡수축과 이루는 각도이며, θL은, 좌안용 영역의 편광자의 흡수축을 제 2 편광자의 흡수축과 수직이 되도록 배치한 상태에서 좌안용 영역의 위상차층의 광축과 제 2 편광자의 흡수축이 이루는 각도이다. 상기 일반식 2에서 DR은, FR 영역의 위상차층의 광축 및 우안용 영역의 위상차층의 광축의 상대적인 이탈 정도이고, θ2은, FR 영역의 위상차층의 광축이 제 2 편광자의 흡수축과 이루는 각도이며, θR은, 우안용 영역의 편광자의 흡수축을 제 2 편광자의 흡수축과 수직이 되도록 배치한 상태에서 우안용 영역의 위상차층의 광축과 제 2 편광자의 흡수축이 이루는 각도이다.
상기 일반식 1 및 2에서 θ1, θ2, θL 및 θR의 각 각도는 제 2 편광자의 흡수축으로부터 시계 또는 반시계 방향으로 측정된 각도일 수 있으나, 동일한 식에 대입되는 각 각도는 동일한 방향으로 측정된 각도이다.
도 8은, 일반식 1의 DL의 각도 관계를 모식적으로 나타낸 도면이다. 제 2 편광자의 흡수축(AD)과 좌안용 영역의 편광자의 흡수축(AG)을 수직으로 배치한 상태에서 제 2 편광자의 흡수축(AD)으로부터 시계 방향으로 측정한 FL 영역의 위상차층의 광축(SF)의 각도가 θ1로 표시되고, 상기 흡수축(AD)으로부터 시계 방향으로 측정한 좌안용 영역의 위상차층의 광축(SG)의 각도가 θL로 표시되어 있다. 또한, 도 9는, 일반식 2의 DR의 각도 관계를 모식적으로 나타낸 도면이다. 제 2 편광자의 흡수축(AD)과 우안용 영역의 편광자의 흡수축(AG)을 수직으로 배치한 상태에서 제 2 편광자의 흡수축(AD)으로부터 반시계 방향으로 측정한 FR 영역의 위상차층의 광축(SF)의 각도가 θ2로 표시되고, 상기 흡수축(AD)으로부터 반시계 방향으로 측정한 우안용 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.
하나의 예시에서 좌안용 영역에 포함되는 위상차층은 필터부의 FL 영역에 포함되는 위상차층과 실질적으로 동일한 위상차를 가질 수 있다. 또한, 우안용 영역에 포함되는 위상차층은 필터부의 FR 영역에 포함되는 위상차층과 실질적으로 동일한 위상차를 가질 수 있다. 상기 위상차는, 예를 들면, 상기 수식 3으로 규정되는 면상 위상차일 수 있다.
따라서, 필터부의 FL 영역에 포함되는 위상차층과 좌안용 영역에 포함되는 위상차층으로는, 예를 들면, 실질적으로 동일한 위상차 및 제 2 편광자 기준 실질적으로 동일한 방향의 광축을 가지는 일축성 위상차층을 사용하되, 일축성 위상차층의 부호가 반대인 일축성 위상차층을 사용할 수 있다. 또한, 필터부의 FR 영역에 포함되는 위상차층과 우안용 영역에 포함되는 위상차층으로는, 예를 들면, 실질적으로 동일한 위상차 및 제 2 편광자 기준 실질적으로 동일한 방향의 광축을 가지는 일축성 위상차층을 사용하되, 일축성 위상차층의 부호가 반대인 일축성 위상차층을 사용할 수 있다. 필터부의 위상차층과 편광 안경의 위상차층이 반대 부호의 일축성인 경우, 상하좌우로 넓은 시야각을 제공할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 기술한 바와 같이, 필터부의 제 1 및 제 2 영역의 위상차층은 서로 동일한 파장 분산 특성을 가질 수 있고, 우안용 및 좌안용 영역의 위상차층의 파장 분산 특성은 상기 필터부의 제 1 및 제 2 영역의 위상차층의 파장 분산 특성과 동일하거나 상이할 수 있다. 다만, 우안용 및 좌안용 영역의 위상차층은 서로 동일한 파장 분산 특성을 갖는 것이 바람직하다.
상기 표시 장치 및 편광 안경은 앞서 설명한 구성 외에도 당 업계에 알려진 공지의 구성을 추가로 포함하는 것이 가능하다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 상기 표시 장치 및 편광 안경을 보다 상세히 설명하나, 상기 표시 장치 및 편광 안경이 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
1. 위상차의 평가 방식
위상차층의 위상차는 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. 크로스토크의 평가 방식
표시 장치의 크로스토크 비율은, 하기 방식으로 측정할 수 있다. 우선 표시 장치를 기준으로 크로스토크 비율을 측정하고자 하는 관측 지점에 편광 안경을 위치시킨다. 상기 관측 지점은 표시 장치의 중심으로부터 상기 표시 장치의 수평 방향의 길이의 3/2배에 해당하는 거리만큼 떨어진 지점이고, 이러한 위치에서, 도 10과 같이, 소정의 동경각(Φ) 및/또는 경사각(θ)으로 특정된 지점이다. 여기서, 표시 장치의 수평 방향 길이는, 관찰자가 입체 영상을 관찰하는 상태를 가정할 때, 상기 관찰자를 기준으로 한 수평 방향의 길이, 예를 들면, 표시 장치의 가로의 길이일 수 있다. 한편, 상기 도 10에서 x축 방향을 관찰자의 관측 지점으로 가정하고, 원점을 표시장치의 중심이라할 때, 동경각(Φ)은 0도이고, 경사각(θ)은 90도가 된다. 따라서, 관측 지점이 y축 방향으로 좌 또는 우로 변함에 따라, 동경각(Φ)이 상이하게 설정될 수 있다. 마찬가지로, 관측 지점이 z축 방향으로 상 또는 하로 변함에 따라, 경사각(θ)도 상이하게 설정될 수 있다. 상기 배치에서 표시 장치가 L 신호를 출력하도록 한 상태에서 편광 안경의 좌안용 및 우안용 영역의 배면에 휘도계(장비명: SR-UL2 Spectrometer)를 배치하고, 각각의 경우의 휘도를 측정한다. 상기에서 좌안용 영역의 배면에서 측정되는 휘도는 명 상태의 휘도이며, 우안용 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 비율(CT %)로 규정할 수 있다. 또한, 크로스토크 비율은 상기와 동일한 방식으로 측정하되, 표시 장치가 R 신호를 출력하고 있는 상태에서 명 및 암 상태에서의 휘도를 구하여 측정할 수 있다. 이 경우, 좌안용 영역의 배면에서 측정되는 휘도는 암 상태의 휘도이며, 우안용 영역의 배면에서 측정되는 휘도는 명 상태의 휘도이다. 동일하게 그 비율([암 상태의 휘도/명 상태의 휘도])의 백분율을 크로스토크 비율로 규정할 수 있다.
실시예 1.
(1) 표시 장치 및 편광 안경의 제조
도 2에 나타난 바와 같은 구조를 가지되, 표시부(11)는 UL 및 UR 영역이 도 3과 같이 배치되어 있는 투과형 액정 패널이고, 필터부(13)는 도 5와 같이 배치된 FL 및 FR 영역을 포함하도록 표시 장치를 구성하였다.
표시 장치(1)에서 필터부의 FL 영역에는 제 2 편광자(12B)의 흡수축과 시계 방향으로 45도를 이루는 방향으로 지상축이 형성된 위상차층으로서 λ/4 파장의 위상 지연 특성을 가지는 양의 일축성 위상차층을 위치시키고, FR 영역에는 제 2 편광자(12B)의 흡수축과 반시계 방향으로 45도를 이루는 방향으로 지상축을 가지는 위상차층으로서 λ/4 파장의 위상 지연 특성을 가지는 양의 일축성 위상차층을 위치시켰다.
또한, 상기 FL 영역 및 FR영역의 위상차층의 파장 분산 특성을 R(450)/R(550)은 1.18, R(650)/R(550)이 0.92인 정상 파장 분산 특성을 갖는 양의 일축성 위상차 필름을 사용하였다. 또한, 편광 안경의 우안용 및 좌안용 영역의 위상차층의 파장 분산 특성은 R(450)/R(550)은 1.18, R(650)/R(550)이 0.92인 정상 파장 분산 특성을 갖도록 하였다.
표시 장치에서 제 2 편광자(12B)의 흡수축은 장치의 세로 방향과 수평을 이루도록 하고, 제 1 편광자(12A)의 흡수축은 제 2 편광자(12B)의 흡수축과 수직을 이루도록 하였다. 상기 장치로부터 출사되는 영상을 도 2와 같은 좌안용 및 우안용 영역을 포함하는 편광 안경(2)을 착용하고 관찰하면서 동경각 및/또는 경사각에 따른 크로스토크 비율을 평가하였다. 편광 안경에서 각 편광자(21B, 22B)는, 각 흡수축이 서로 평행한 방향으로 형성되고, 또한 좌안용 영역의 중심과 우안용 영역의 중심을 연결하는 가상의 선(도 7에 나타난 가상의 선(CL))이 표시 장치의 FL 및 FR 영역의 경계와 수직이 되도록 편광 안경을 위치시킨 경우에 제 2 편광자(12B)의 흡수축과 좌안용 및 우안용 영역의 편광자의 흡수축이 수직을 이루도록 배치하였다. 또한, 좌안용 영역의 위상차층(21A)으로는, 편광 안경의 편광자의 흡수축과 제 2 편광자(12B)의 흡수축이 수직을 이루도록 편광 안경을 배치한 경우에 FL 영역의 위상차층과 실질적으로 동일한 방향으로 광축이 형성된 위상차층으로서, 1/4 파장의 위상 지연 특성을 가지는 음의 위상차층을 사용하였고, 우안용 영역의 위상차층(22A)으로는, 편광 안경의 편광자의 흡수축과 제 2 편광자(12B)의 흡수축이 수직을 이루도록 편광 안경을 배치한 경우에 FR 영역의 위상차층과 실질적으로 동일한 방향으로 광축이 형성된 위상차층으로서 1/4 파장의 위상 지연 특성을 가지는 음의 일축성 위상차층을 사용하였다.
표시 장치의 제 1 및 제 2 편광자(12A, 12B)와 편광 안경의 편광자(21B, 22B)로는 통상적인 흡수형 선편광자인 폴리비닐알코올 계열의 편광자를 사용하였다. 또한, 표시 장치에서 제 2 편광자(12B)와 필터부(13)의 사이 및 편광 안경의 좌안용 및 우안용 영역에서 편광자(21B, 22B)와 위상차층(21A, 22A)의 사이에는 550nm 파장을 사용해서 측정한 두께 방향의 위상차값이 약 60 nm 정도이며, 80 ㎛의 두께를 가지는 TAC 필름(편광자 보호 필름)이 위치하게 하였다. 또한, 필터부의 위상차층 및 좌안용과 우안용 영역에 적용되는 위상차층으로는 두께 방향의 위상차가 550nm 파장을 사용해서 측정한 위상차값이 약 60 nm 정도이며, 80 ㎛의 두께를 가지는 TAC 필름의 표면에 액정층이 형성된 액정 필름을 사용하였고, 필터부는 액정 필름의 액정층을 제 2 편광자(12B)측을 향하도록 배치시키고, 좌안용 및 우안용 영역에서의 액정 필름은 편광자(21B, 22B)측을 향하도록 배치시켰다.
(2) 크로스토크 비율의 측정
2-1. 경사각에 따른 크로스토크 비율의 측정
표시 장치와 편광 안경을 통하여 대각선 방향에서 관찰하는 상태에서, 경사각만을 변화시키면서 크로스토크 비율을 측정하였다. 경사각에 따른 크로스토크 비율의 변화는 도 11의 점선으로 나타내었다.
2-2. 동경각에 따른 크로스토크 비율의 측정
표시 장치와 편광 안경이 50도의 경사각을 이루도록 배열시킨 상태에서, 동경각을 변화시키면서 크로스토크 비율을 측정하였다. 동경각에 따른 크로스토크의 비율의 변화는 도 13의 점선으로 나타내었다.
2-3. 경사각 및 동경각의 변화에 따른 크로스토크 비율의 측정
표시 장치와 편광 안경이 이루는 경사각을 0도 내지 80도로 변경하는 동안 동경각도 0도 내지 360도로 변경하면서 크로스토크 비율을 측정하였다. 경사각 및 동경각의 변화에 따른 크로스토크 비율 변화는 도 16에 나타내었다. 도 16의 그래프는 동일 크로스토크 비율의 범위를 동일 색상으로 표시한 그래프이다. 즉, 크로스토크 비율이 0~1%인 범위는 파란색으로 표시되고, 크로스토크 비율이 높아질수록 푸른색에서 붉게 표시되며, 크로스토크 비율이 9~10%인 범위는 빨간색으로 표시된다. 상기 그래프에서 크로스토크 비율이 0~1%인 범위는 막대 그래프의 0에 해당되고, 크로스토크 비율이 9~10%인 범위는 10에 해당되며, 막대 그래프의 숫자가 높아질수록 크로스토크의 비율이 커진다. 따라서, 중심부는 크로스토크 비율이 0~1%이지만, 외각으로 갈수록, 크로스토크 비율이 커지는 것을 볼 수 있다.
실시예 2 내지 5 및 비교예 1 내지 5
(1) 표시 장치 및 편광 안경의 제조
상기 실시예 1에서 표시 장치의 편광자 보호 필름, 필터부의 위상차층으로 이용되는 액정 필름의 기재층, 편광 안경의 편광자 보호 필름 및 편광 안경의 위상차층의 특성을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 표시 장치 및 편광 안경을 제조하였다. 또한, 실시예 2 내지 5에서 필터부의 제 1 영역 및 제 2영역에서 파장 분산 특성은 R(450)/R(550)은 1.18, R(650)/R(550)이 0.92인 정상 파장 분산 특성을 갖도록 동일하게 조절하였다. 편광 안경의 우안용 및 좌안용 영역의 위상차층의 파장 분산 특성도 R(450)/R(550)은 1.18, R(650)/R(550)이 0.92인 정상 파장 분산 특성을 갖도록 하였다.
표 1
편광 안경 표시부
좌안용 및 우안용 영역의 위상차층 보호필름1 필터부의 위상차층 보호필름2
지연1 특성1 형태1 기재1 지연2 특성2 형태2 기재2
실시예 1 λ/4 M 액정 T1 T1 λ/4 P 액정 T1 T1
2 λ/4 M 액정 T1 T1 λ/4 P 액정 T2 T1
3 λ/4 M 액정 T1 T1 λ/4 P 액정 T2 T2
4 λ/4 M 액정 T1 T2 λ/4 P 액정 T2 T1
5 λ/4 M 액정 T1 T2 λ/4 P 액정 T2 T2
비교예 1 λ/4 P 액정 T1 T1 λ/4 P 액정 T1 T1
2 λ/4 P 액정 T1 T1 λ/4 P 액정 T2 T1
3 λ/4 P 액정 T1 T1 λ/4 P 액정 T2 T2
4 λ/4 P 액정 T1 T2 λ/4 P 액정 T2 T1
5 λ/4 P 액정 T1 T2 λ/4 P 액정 T2 T2
지연1: 편광 안경의 좌안용 및 우안용 영역의 위상차층의 위상 지연 특성특성1: 편광 안경의 좌안용 및 우안용 영역의 위상차층의 특성형태1: 편광 안경의 좌안용 및 우안용 영역의 위상차층의 형태기재1: 편광 안경의 좌안용 및 우안용 영역의 위상차층이 액정 필름인 경우, 액정 필름의 기재층보호필름1: 편광 안경의 좌안용 및 우안용 영역의 편광자 및 위상차층의 사이에 존재하는 편광자 보호 필름지연2: 필터부 위상차층의 위상 지연 특성특성2: 필터부 위상차층의 특성형태2: 필터부 위상차층의 형태기재2: 필터부 위상차층이 액정 필름인 경우, 액정 필름의 기재층보호필름2: 필터부와 제 2 편광자의 사이에 존재하는 편광자 보호 필름M: 음의 일축성 위상차 필름P: 양의 일축성 위상차 필름T1: 두께 방향의 위상차가 약 60 nm인 TAC 필름T2: 두께 방향의 위상차가 약 0 nm인 TAC 필름액정: 액정 필름
(2) 크로스토크 비율의 측정
실시예 2 내지 5 및 비교예 1 내지 5에서 제조한 표시 장치 및 편광 안경을 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 표시 장치 및 편광 안경의 동경각 및/또는 경사각에 따른 크로스토크 비율을 측정하였다. 각각의 실시예 또는 비교예의 표시 장치 및 편광 안경을 이용하여 얻어진 동경각 및/또는 경사각에 따른 크로스토크 비율 결과는 도 11 내지 도 24에 나타내었으며, 각 실시예 및 비교예의 결과는 표 2를 참조하여 확인할 수 있다.
표 2
경사각에 따른 크로스토크 비율 변화 동경각에 따른 크로스토크 비율 변화 경사각 및 동경각에 따른 크로스토크 비율 변화
실시예 1 도 11의 점선 도 13의 점선 도 16
2 도 12의 점선 도 14의 점선 도 18
3 - - 도 20
4 - - 도 22
5 - - 도 24
비교예 1 도 11의 실선 도 13의 실선 도 15
2 도 12의 실선 도 14의 실선 도 17
3 - - 도 19
4 - - 도 21
5 - - 도 23

Claims (21)

  1. 우안용 영역 및 좌안용 영역을 포함하고, 상기 우안용 및 좌안용 영역이 일축성 위상차층 및 편광자를 각각 포함하는 편광 안경을 통하여 입체 영상을 관찰하는 표시 장치이고,
    좌안용 및 우안용 영상 신호를 생성할 수 있는 표시부; 및 상기 표시부에서 생성된 좌안용 및 우안용 영상 신호의 편광 상태를 서로 상이하게 조절할 수 있도록 각각 위상차층을 가지는 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 필터부를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 영역의 위상차층은 상기 편광 안경의 일축성 위상차층과는 반대 부호의 일축성이고,
    상기 필터부의 제 1 및 제 2 영역의 위상차층은 서로 동일한 파장 분산 특성을 가지는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 영역을 각각 통과한 좌안용 및 우안용 영상 신호 중 어느 하나는 좌원 편광된 신호이고, 다른 하나는 우원 편광된 신호인 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 제 1 영역의 위상차층의 광축과 제 2 영역의 위상차층의 광축은 서로 상이한 방향으로 형성되어 있는 광축을 포함하는 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 필터부의 위상차층은 양의 일축성 위상차층이고, 편광 안경의 위상차층은 음의 일축성 위상차층인 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 필터부의 위상차층은 음의 일축성 위상차층이고, 편광 안경의 위상차층은 양의 일축성 위상차층인 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 필터부의 제 1 및 제 2 영역의 위상차층은 모두 정상 파장 분산 특성, 평편 파장 분산 특성 또는 역 파장 분산 특성을 가지는 표시 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 편광 안경의 우안용 및 좌안용 영역의 일축성 위상차층은 모두 정상 파장 분산 특성, 평편 파장 분산 특성 또는 역 파장 분산 특성을 가지는 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 우안용 및 좌안용 영역의 위상차층은 필터부의 위상차층과 파장 분산 특성이 동일하거나 상이한 표시 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 우안용 및 좌안용 영역의 위상차층은 서로 동일한 파장 분산 특성을 가지는 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 필터부의 위상차층은, 기재층 및 상기 기재층의 표면에 형성되어 있고, 배향된 봉상 액정 화합물, 배향된 디스코틱 액정 화합물 또는 콜레스테릭 액정 화합물을 포함하는 액정층을 가지는 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 기재층은, 두께 방향의 위상차의 절대값이 100 nm 이하인 표시 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 필터부의 위상차층은, 광학 이방성 고분자 필름인 표시 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 표시부와 필터부의 사이에 편광자를 추가로 포함하는 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 편광자의 일면 또는 양면에 배치되고, 두께 방향의 위상차의 절대값이 100 nm 이하인 편광자 보호 필름을 추가로 포함하는 표시 장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 제 1 영역은, 편광자의 흡수축과 시계 방향으로 30도 내지 70도의 각도를 이루는 광축을 가지고, 제 2 영역은 편광자의 흡수축과 반시계 방향으로 30도 내지 70도의 각도를 이루는 광축을 가지는 표시 장치.
  16. 제 13 항에 있어서, 좌안용 영역의 편광자의 흡수축과 우안용 영역의 편광자의 흡수축이 서로 평행하게 형성되어 있고, 상기 서로 평행하게 형성되어 있는 각 편광자의 흡수축은, 좌안용 영역의 중심과 우안용 영역의 중심을 연결하는 가상의 선이 표시 장치의 제 1 및 제 2 영역의 경계선과 수직 또는 수평을 이루도록 배치한 상태에서 상기 표시 장치의 편광자의 흡수축과 수직을 이루도록 배치되는 표시 장치.
  17. 제 1 항에 있어서, 좌안용 영역의 중심과 우안용 영역의 중심을 연결하는 가상의 선이 표시 장치의 제 1 및 제 2 영역의 경계선과 수직 또는 수평을 이루도록 배치한 상태에서, 제 1 영역의 위상차층의 광축과 좌안용 영역의 위상차층의 광축은 동일한 방향을 갖고, 제 2 영역의 위상차층의 광축과 우안용 영역의 위상차층의 광축이 서로 동일한 방향을 갖는 표시 장치.
  18. 좌안용 및 우안용 영상 신호를 생성할 수 있는 표시부; 및 상기 표시부에서 생성된 좌안용 및 우안용 영상 신호의 편광 상태를 서로 상이하게 조절할 수 있는 일축성 위상차층을 각각 가지는 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 필터부; 및 상기 표시부와 필터부의 사이에 편광자를 포함하고, 상기 필터부의 제 1 및 제 2 영역의 위상차층은 서로 동일한 파장 분산 특성을 가지는 표시 장치로부터의 입체 영상을 관찰하는 편광 안경이고,
    좌안용 영역 및 우안용 영역을 포함하고, 상기 우안용 및 좌안용 영역이 각각 상기 필터부의 위상차층과 반대 부호인 일축성 위상차층 및 편광자를 각각 포함하는 편광안경.
  19. 제 18 항에 있어서, 우안용 및 좌안용 영역의 위상차층의 파장 분산 특성은 상기 필터부의 제 1 및 제 2 영역의 위상차층의 파장 분산 특성과 파장 분산 특성과 동일하거나 상이한 편광 안경.
  20. 제 18 항에 있어서, 우안용 및 좌안용 영역의 위상차층은 서로 동일한 파장 분산 특성을 가지는 편광 안경.
  21. 제 18 항에 있어서, 좌안용 영역의 편광자의 흡수축과 우안용 영역의 편광자의 흡수축이 서로 평행하게 형성되어 있고, 상기 서로 평행하게 형성되어 있는 각 편광자의 흡수축은, 좌안용 영역의 중심과 우안용 영역의 중심을 연결하는 가상의 선이 표시 장치의 제 1 및 제 2 영역의 경계선과 수직 또는 수평을 이루도록 배치한 상태에서 상기 표시 장치의 편광자의 흡수축과 수직을 이루도록 배치되는 편광 안경.
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