專利名稱：立體圖像顯示器的多功能濾光片和包括其的立體圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種立體顯示裝置的濾光片和一種包括該濾光片的立體顯示裝置，尤其涉及一種立體顯示裝置的用于僅通過單個濾光片來執(zhí)行濾色功能和三維濾光功能的多功能濾光片和一種包括該濾光片的立體顯示裝置。
背景技術(shù)：
對于圖像顯示裝置而言，立體顯示裝置是一種新概念，它用于通過提供對于觀察者看起來和感覺起來與現(xiàn)有二維圖像非常不同的、與實際圖像近似的三維圖像來提高視覺信息的質(zhì)量水平。通常，人們感知三維視覺效果的原因是公知的，即當(dāng)人們看到一個物體時，圖像到達(dá)左眼和右眼有一個時間差。即，由于人的雙眼相互間隔開約65mm，從而圖像從稍微不同的方向到達(dá)眼睛，因而在顯示立體圖像時導(dǎo)致雙眼視差，于是實現(xiàn)了三維效果。作為其結(jié)果，可以通過對觀察者的雙眼顯示具有時間差的圖像的方法來實現(xiàn)立體圖像?，F(xiàn)有的立體顯示裝置粗略分為有一副偏光眼鏡的顯示裝置和無偏光眼鏡的顯示裝置兩類。使用一副偏光眼鏡的立體顯示裝置通過附在這副偏光眼鏡上的偏振板投射具有各自不同偏振屬性的左眼圖像和右眼圖像(其允許只將左眼圖像投射到左眼鏡片上并且只將右眼圖像投射到右眼鏡片上)，因而提供立體視覺效果。這種使用一副眼鏡的技術(shù)需要使用者佩戴不方便的偏光眼鏡，但具有較小的視角限制，且所需的制造工藝相對簡單。通常，使用一副偏光眼鏡的現(xiàn)有立體顯示裝置包括:圖像產(chǎn)生單元，包括用來產(chǎn)生左眼圖像的左眼圖像單元和用來產(chǎn)生右眼圖像的右眼圖像單元；濾光單元，改變圖像顯示單元所產(chǎn)生的左眼圖像光和右眼圖像光的偏振狀態(tài)。在這一點上，圖像產(chǎn)生單元可以包括例如液晶顯示面板(IXD)和等離子顯示面板(TOP)的顯示面板。例如，圖像顯示單元包括:薄膜晶體管(TFT)-陣列基板，包括晶體管和像素電極；濾色基板，包括透明電極和濾色層；以及液晶晶胞(liquid crystal cell),在平行方向或垂直方向上二維布置。此外，濾光單元包括偏振膜或附有相差板的偏振板，它們都對應(yīng)于右眼圖像顯示單元和左眼圖像顯示單元被分別圖案化。濾光單元通常附著在外部濾光片基板上。然而，在現(xiàn)有立體顯示裝置的情況下，由于在濾光片與圖像顯示單元的濾色層之間有厚玻璃基板，從而來自圖像顯示單元的左眼圖像光和右眼圖像光被投射到各自相對的眼睛，因而引起串?dāng)_(crosstalk)。其結(jié)果是，變得很難獲得清晰的三維圖像。另外，在立體圖像顯示裝置中，準(zhǔn)確定位圖像顯示單元的像素和濾光片的圖案非常重要。然而，當(dāng)圖像顯示單元的像素與濾光片的圖案不對應(yīng)時，左眼圖像光和右眼圖像光沒有被合理分開，于是不能精確地獲得三維圖像。此外，關(guān)于現(xiàn)有立體顯示裝置，難于精確匹配圖像顯示單元的像素和濾光片的圖案
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的一個方面提供了一種立體顯示裝置的用來減少串?dāng)_并阻止由于像素和濾光片圖案失配引起的質(zhì)量變差的濾光片和一種包括該濾光片的立體顯示裝置。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種立體顯示裝置的多功能濾光片，包括:被圖案化為調(diào)整右眼圖像的偏振狀態(tài)的第一區(qū)域和調(diào)整左眼圖像的偏振狀態(tài)的第二區(qū)域的3D濾光層；以及具有RGB圖案的濾色層，其中所述濾色層的RGB圖案和所述3D濾光層的圖案形成為相互對應(yīng)。立體圖像顯示裝置的所述多功能濾光片可以附著到立體顯示裝置中的顯示面板的外側(cè)。立體圖像顯示裝置的所述多功能濾光片還可以包括位于所述3D濾光層和所述濾色層之間的粘合層。立體圖像顯示裝置的所述多功能濾光片還可以包括位于所述濾光片的最上層上的粘合層?？梢酝ㄟ^印刷法或光刻法形成所述濾色層。可以通過噴墨印刷法或凹版印刷法形成所述濾色層。依據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種包含所述立體顯示裝置的多功能濾光片的立體顯示裝置。依據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種立體顯示裝置，包括:圖像產(chǎn)生單元，包括在一側(cè)具有透明電極的上基板、與所述上基板間隔開并在一側(cè)具有透明電極的下基板、以及插入所述上基板與下基板之間的液晶晶胞；濾光片，包括被圖案化為調(diào)整右眼圖像的偏振狀態(tài)的第一區(qū)域及調(diào)整左眼圖像的偏振狀態(tài)的第二區(qū)域的3D濾光層和具有RGB圖案的濾色層，所述濾光片被布置在所述上基板的外側(cè)。技術(shù)效果本發(fā)明的濾光片僅通過一個濾光片執(zhí)行濾色功能和三維濾光功能。因此，當(dāng)使用本發(fā)明的濾光片時，圖像產(chǎn)生單元中的基板上不需要濾色片。并且，在本發(fā)明的濾光片的情況下，因為將濾色片和三維濾光片集成為一體，由于像素與三維濾光片之間的距離短，所以可以有效減少串?dāng)_。并且，根據(jù)本發(fā)明，因為直接在三維濾光片的圖案上形成濾色片的RGB圖案，所以RGB圖案和三維濾光片圖案精確地形成為彼此對應(yīng)。因而，可以獲得高質(zhì)量的三維圖像。另外，本發(fā)明的濾光片布置在圖像產(chǎn)生單元(即顯示面板)中的基板的外側(cè)。


當(dāng)結(jié)合附圖時，從下面的詳細(xì)描述中，將更清楚地理解本發(fā)明的上述及其他方面、特征以及其它優(yōu)點，其中:圖1到圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的立體顯示裝置的多功能濾光片的視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的立體顯示裝置的視圖；以及圖7是示出所測量的串?dāng)_率的圖表。附圖標(biāo)記說明:
100:3D 濾光層110:第一區(qū)域120:第二區(qū)域200:濾色層300、500:基月旲400:粘合層610:上基板620:下基板630、640:透明電極650:液晶晶胞700:離型膜
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實施例。圖1到圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的立體顯示裝置的多功能濾光片的視圖。如圖1到圖5所示，本發(fā)明的濾光片包括3D濾光層100和濾色層200。3D濾光層100用于通過改變左眼圖像光和右眼圖像光的偏振狀態(tài)以實現(xiàn)立體圖像。3D濾光層100包括用于調(diào)整右眼圖像光的偏振狀態(tài)的第一區(qū)域110和用于調(diào)整左眼圖像光的偏振狀態(tài)的第二區(qū)域120。例如,3D濾光層100包括光程差膜(retardation film),該光程差膜被圖案化為允許第一區(qū)域和第二區(qū)域具有各自不同的相位差值。在這一點上，3D濾光層100的圖案可以是條狀或網(wǎng)狀，但并不限于此。例如，3D濾光層100包括在基膜上形成圖案化的液晶取向?qū)?，在其上涂敷液晶，用紫外線將其硬化以固定液晶的取向，并調(diào)整偏振狀態(tài)。在這一點上，可以通過各種方法來執(zhí)行將取向?qū)訄D案化。例如，一種方法包括在與第一區(qū)域和第二區(qū)域?qū)?yīng)的特定部分中交替地形成各自不同的液晶取向?qū)?。另一種方法包括在基膜的整個表面上形成取向?qū)樱⒃谠撊∠驅(qū)由闲纬闪硗庖粋€取向?qū)痈采w在與第二區(qū)域?qū)?yīng)的部分上。另外一種方法包括在基膜的整個表面上形成取向?qū)樱⑹褂霉庋谀Ｔ诟髯圆煌姆较蛏蠈⑵窆馔渡涞降谝粎^(qū)域和第二區(qū)域。液晶排列在通過上述方法形成的圖案化的取向?qū)由希谑菍崿F(xiàn)了具有各自不同取向方向的第一區(qū)域和第二區(qū)域。下一步，濾色層200用于實現(xiàn)彩色圖像并包含RGB圖案。在這一點上，濾色層200的RGB圖案形成為與3D濾光層100的圖案對應(yīng)。例如，可以通過使用彩色光敏材料的光刻法或印刷法來制造濾色層200。如果使用印刷法，其可以包括噴墨印刷法或凹版印刷法。同時，依據(jù)本發(fā)明，可以在基膜300上堆疊3D濾光層100和濾光層200。在這一點上，可以改變它們的堆疊次序。即，如圖1所示，可以在基膜300上首先形成濾色層200，接著可以在其上形成3D濾光層100。如圖2所示，可以在基膜300上依次形成3D濾光層100和濾色層200。此外，如圖5所示，除了在一個基膜上依次堆疊3D濾光層100和濾色層200的方法之外，還可以通過包括在基膜300上形成3D濾光層100、在另外一個基膜500上形成濾色層200、并用粘合層400將兩個基膜300和500接合的方法來制造本發(fā)明的濾光片?？梢杂镁哂袃?yōu)異透光性的膜來制造基膜300和500，但不特別限于此。例如，基膜300和500可以包含三氯醋酸酯膜(trichloroacetate film)、聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(polyethylene terephthalate film)、環(huán)烯經(jīng)共聚物膜(cycloolefin copolymer film)、聚蔡二甲酸乙二醇酷膜(polyethylene naphthalate film)、乙酸纖維素膜(celluoseacetate film)、丁酸纖維素膜(cellulose butyrate film)、丙酸纖維素膜(cellulosepropionate film)、乙基纖維素膜(ethyl cellulose film)、丙烯酸膜(acrylic film)、聚乙烯醇膜(polyvinyl alcohol film)以及聚乙烯膜(polyethylene film)。同時，除了 3D濾光層100和濾色層200之外，濾光片還可以包括粘合層400。如圖3所示，粘合層400可以布置在濾光片的最上層上，并且如圖4所示，粘合層400可以布置在光學(xué)濾光層100與濾色層200之間。當(dāng)粘合層400形成在濾光片的最上層上時，它用于將濾光片附著到顯示裝置。粘合層400可以包括丙烯酸粘合劑、橡膠粘合劑以及硅粘合劑，但是具有優(yōu)異透光性的烯酸粘合劑可以優(yōu)選用于粘合層400。此外，在此情況下，可以將離型膜(release film)700另外附著到粘合層400，以防止異物附著。在濾光片附著到顯示裝置時去掉離型膜700。然后，將濾光片附著到顯示裝置。在粘合層400形成時，由于可以從顯示裝置的表面上拆下濾光片，所以在濾色層200或3D濾光層100損壞或故障時，可以容易地更換濾色層200或3D濾光層100。此外，在形成粘合層400之后，如果濾色層200是用噴墨印刷的方法來形成的，那么在粘合層400上印刷濾色圖案。粘合層400用作受墨層，從而提高墨水染色能力。同時，粘合層400的厚度可以在大約5微米到大約30微米之間。如果粘合層400的厚度小于大約5微米，那么精確的涂敷可能會很困難，并且，如果粘合層400的厚度大于大約30微米，那么會增加粘合劑的用量。在應(yīng)用本發(fā)明的濾光片時，由于濾色層200的RGB像素與3D濾光層100之間的距離相對較短，所以大大減小了串?dāng)_。另外，在本發(fā)明的濾光片的情況下，因為將濾色層200與3D濾光層100集成為一體，所以RGB圖案和3D濾光圖案可以形成為精確地彼此對應(yīng)，作為其結(jié)果，可以實現(xiàn)高質(zhì)量的3D圖像。同時，本發(fā)明的濾光片可以附著到圖像顯示裝置中的顯示面板的外側(cè)。在這里，顯示面板用于產(chǎn)生立體圖像。當(dāng)濾光片布置在用于產(chǎn)生立體圖像的顯示面板的外側(cè)時，制造由玻璃材料形成的面板，然后執(zhí)行用于將濾光片附著到顯示面板外側(cè)的工藝。因此，由于沒有執(zhí)行用于IXD面板制造工藝的高于約200°C的通常高溫工藝或用于PDP制造工藝的高于約500°C的通常高溫工藝，所以沒有使用耐高于大約200°C的熱的膜，而是使用通常的膜。通常的膜可以包括三氯醋酸酯膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯膜、環(huán)烯烴共聚物膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、乙酸纖維素膜、丁酸纖維素膜、丙酸纖維素膜、乙基纖維素膜、丙烯酸膜、聚乙烯醇膜以及聚乙烯膜。這些膜在透明性、著色性以及成本方面都優(yōu)于耐高溫的聚酰亞胺膜。此外，可以用具有低耐熱性的材料形成用于3D濾光層的液晶取向?qū)踊蛴糜跒V色層的著色層。并且，因為可以從立體顯示裝置的基板上拆下本發(fā)明的濾光片，所以當(dāng)在濾色層或3D濾光層中發(fā)生缺陷或損傷時，可以容易地維修或更換濾光片，因而促進(jìn)制造工藝。在本發(fā)明的另一個方面中，提供了一種包括濾光片的立體顯示裝置。更詳細(xì)地講，本發(fā)明的立體顯示裝置包括用于產(chǎn)生圖像光的圖像產(chǎn)生單元和濾光片。
在這一點上，濾光片和上文所述的濾光片相同。圖像產(chǎn)生單元可以產(chǎn)生左眼圖像光和右眼圖像光，且可以是一種例如IXD面板或PDP面板的通常顯示面板。然而，根據(jù)本發(fā)明，由于濾光片包括濾色片，所以在顯示面板的基板上不需要濾色片。
圖6是依據(jù)本發(fā)明實施例的立體顯示裝置的視圖。
如圖6所示，本發(fā)明的立體顯示裝置包括上基板610、下基板620、由插入在上基板610與下基板620之間的液晶晶胞650形成的圖像產(chǎn)生單元600、以及布置在圖像產(chǎn)生單元中的上基板610的外側(cè)處的濾光片10。
在這一點上，上基板610與下基板620可以用具有優(yōu)異透光性的材料來形成，并且例如可以包括玻璃或塑料基板。此外，在上基板610與下基板620的相互面對的表面上，形成用于為液晶晶胞650供應(yīng)電力的透明電極630和640。
液晶晶胞650用于通過調(diào)整偏振光的透光性來表示像素的開/關(guān)狀態(tài)和灰度狀態(tài)，并可以具有與通常LCD裝置相同的結(jié)構(gòu)。
同時，濾光片10被布置在上基板610的外側(cè)，并且包括被圖案化為調(diào)整右眼圖像的偏振狀態(tài)的第一區(qū)域110和調(diào)整左眼圖像的偏振狀態(tài)的第二區(qū)域120的3D濾光層100，以及具有RGB圖案的濾色層200。因為上文已經(jīng)描述了濾光片10的詳細(xì)描述，所以將省略重復(fù)的描述。
實施方式
在下文中，將根據(jù)本發(fā)明的實施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
實施例1
在將第一取向?qū)尤嫱糠蟮饺却姿狨ツず?，?45°偏振UV光照射到產(chǎn)物上，使第一取向?qū)佑不?。接下來，將第二取向?qū)油糠蟮狡叫芯€形狀的第一取向?qū)由希?45°偏振UV光照射到產(chǎn)物上，使第二取向?qū)佑不Ｏ乱徊?，將液晶涂覆在產(chǎn)物上使其硬化，于是形成了具有平行線形狀的3D濾光層。
將丙烯粘合劑以20微米的厚度均勻涂敷到3D濾光層上，以形成粘合層。
通過噴墨方法將彩色墨水涂敷到粘合層上以排列為與3D濾光層的線條正交，并且將產(chǎn)物干燥，以形成濾色層。結(jié)果是，最終制成濾光片。
在從光學(xué)膜移除離型膜后，將光學(xué)膜附著到IXD裝置，以制造立體顯示裝置。
實施例2
以與實施例1相同的方式，當(dāng)在三氯醋酸酯膜上形成平行線形狀的3D濾光層后，通過凹版印刷機涂敷彩色墨水以排列為與3D濾光層的線條正交，然后干燥，以形成濾色層。
將丙烯粘合劑以20微米的厚度均勻涂敷到濾色層，并接著將離型膜附著到其上面，以制造濾光片。
在從濾光片上移除離型膜后，將濾光片附著到IXD裝置，以制造立體顯示裝置。
實施例3
除了采用光刻法形成濾色片外，實施例3與實施例2使用同樣的方法。
實施例4
以與實施例1相同的方式，在三氯醋酸酯膜上形成平行線形狀的3D濾光層。
將丙烯粘合劑以20微米的厚度均勻涂敷到聚對苯二甲酸乙二醇酯膜上，并以噴墨方法將彩色墨水涂敷到粘合層上以排列為與3D濾光層的線條正交，然后干燥，以形成濾色層。
在層壓具有3D濾光層的三氯醋酸酯膜與具有濾色層的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜之后，在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜的外側(cè)涂敷粘合劑，并將離型膜附著到其上面，以制造濾光片。
在從濾光片移除離型膜后，將濾光片附著到IXD裝置，以制造立體顯示裝置。
實施例5
除了在環(huán)烯烴共聚物膜上形成濾色層外，通過與實施例4相同的方法來制造立體顯示裝置。
對照例
將沒有與濾色片集成的單個3D濾光片安裝到在上基板與透明電極間具有濾色片的可用IXD面板的外表面上，以制造立體顯示裝置。
測量了實施例1到5以及對照例的立體顯示裝置的串?dāng)_率。
<測量條件>
像素間距:大約0.54mm
鏡片厚度:大約0.63mm
多功能濾光片厚度:大約0.2mm
觀看距離:大約1500mm
串?dāng)_率ΧΤ(Θ)定義為下面的公式(I):
公式⑴:
此外，在公式(1)中，如下面的公式(2)和(3)來定義Χ Υ(Θ)和ΧΤΚ(Θ)。
公式⑵:
公式⑶:
其中:
代表在實現(xiàn)左眼圖像光和右眼圖像光的所有像素都在黑色模式、并且通過偏光眼鏡的左眼鏡片單元以視角Θ觀察到左眼圖像光時的亮度，
U是在實現(xiàn)右眼圖像光的像素在黑色模式、實現(xiàn)左眼圖像光的像素在白色模式、并且通過偏光眼鏡的左眼鏡片單元以視角Θ觀察到左眼圖像光時的亮度，
&是在實現(xiàn)右眼圖像光的像素在白色模式、實現(xiàn)左眼圖像光的像素在黑色模式、并且通過偏光眼鏡的左眼鏡片單元以視角Θ觀察到左眼圖像光時的亮度，
Bk代表在實現(xiàn)左眼圖像光和右眼圖像光的所有像素都在黑色模式、并且通過偏光眼鏡的右眼鏡片單元以視角Θ觀察到右眼圖像光時的亮度，
Lk是在實現(xiàn)右眼圖像光的像素在黑色模式、實現(xiàn)左眼圖像光的像素在白色模式、并且通過偏光眼鏡的右眼鏡片單元以視角Θ觀察到右眼圖像光時的亮度，以及
Rk是在實現(xiàn)右眼圖像光的像素在白色模式、實現(xiàn)左眼圖像光的像素在黑色模式、并且通過偏光眼鏡的右眼鏡片單元以視角Θ觀察到右眼圖像光時的亮度。
圖7是示出所測量的串?dāng)_率的圖表。實施例1到5的測量值顯示出在測量誤差內(nèi)的同一水平。通過圖7，顯示出實施例1到5的串?dāng)_率明顯比對照實施例的串?dāng)_率低。
權(quán)利要求
1.一種立體顯示裝置的多功能濾光片，包括: 3D濾光層，被圖案化為調(diào)整右眼圖像的偏振狀態(tài)的第一區(qū)域和調(diào)整左眼圖像的偏振狀態(tài)的第二區(qū)域；以及 濾色層，具有RGB圖案， 其中，所述濾色層的所述RGB圖案和所述3D濾光層的圖案形成為相互對應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體顯示裝置的多功能濾光片，其中，所述濾光片附著到所述立體顯示裝置中的顯示面板的外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體顯示裝置的多功能濾光片，還包括:粘合層，位于所述3D濾光層和所述濾色層之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體顯示裝置的多功能濾光片，還包括:粘合層，位于所述濾光片的最上層上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體顯示裝置的多功能濾光片，其中，所述濾色層通過印刷法形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的立體顯示裝置的多功能濾光片，其中，所述濾色層通過噴墨印刷法或凹版印刷法形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體顯示裝置的多功能濾光片，其中，所述濾色層通過光刻法形成。
8.一種立體顯示裝置，包括權(quán)利要求1到權(quán)利要求7中的一項權(quán)利要求所述的立體顯示裝置的多功能濾光片。
9.一種立體顯示裝置，包括: 圖像產(chǎn)生單元，包括在一側(cè)具有透明電極的上基板、與所述上基板間隔開并在一側(cè)具有透明電極的下基板、以及插入所述上基板和下基板之間的液晶晶胞；以及 濾光片，包括被圖案化為調(diào)整右眼圖像的偏振狀態(tài)的第一區(qū)域及調(diào)整左眼圖像的偏振狀態(tài)的第二區(qū)域的3D濾光層和具有RGB圖案的濾色層，所述濾光片被布置在所述上基板的外側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種立體圖像顯示器的多功能濾光片和包含該多功能濾光片的立體圖像顯示裝置。該濾光片包括被圖案化為調(diào)整右眼圖像的偏振狀態(tài)的第一區(qū)域和調(diào)整左眼圖像的偏振狀態(tài)的第二區(qū)域的3D濾光層，以及形成有RGB圖案的濾色層，其中濾色層的RGB圖案和3D濾光層的圖案相互對應(yīng)。
文檔編號G02B27/26GK103154802SQ201180040384
公開日2013年6月12日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者金俊衡 申請人:Lg化學(xué)株式會社