CN101896842B - 相差元件和显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在显示三维图像过程中几乎不会在右影像和左影像之间发生不平衡的相差元件，以及具有该相差元件的显示设备。相差元件30的基膜31包括例如具有光学各向异性的薄树脂膜。基膜31的慢轴AX3指向垂直或水平方向，并且指向与相差元件30的右眼区域32A的慢轴AX1和相差元件30的左眼区域32B的慢轴AX2交叉的方向。因此，由于基膜31的光学各向异性引起的影响被施加到透过基膜31的每种光，从而该影响不会被极大地仅仅施加到相应于右眼的光和相应于左眼的光中的一个，即，透过基膜31的相应光。

Description

相差元件和显示设备
技术领域
本发明涉及具有光学各向异性的相差元件和具有该元件的显示设备，并且特别地涉及优选地用于使用偏振镜观察三维图像的相差元件，以及具有该相差元件的显示设备。
背景技术
在过去使用偏振镜的某些类型的三维图像显示设备中，分别从左眼像素和右眼像素输出不同偏振状态的光。在这种显示设备中，当观看者佩戴偏振镜时，仅允许从左眼像素输出的光进入左眼，并且仅允许从右眼像素输出的光进入右眼，从而可以观察到三维图像。
例如，在专利文献1中，使用相差元件输出在左眼像素和右眼像素之间的不同偏振状态的光。在该相差元件中，相应于左眼像素提供在一个方向上具有慢轴或快轴的类似薄片的相差元件，并且相应于右眼像素提供在与上述相差元件的该方向不同的方向上具有慢轴或快轴的类似薄片的相差元件。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利No.3360787
发明内容
在上述显示设备中，希望从左眼像素输出的用于左眼的图像光仅进入左眼，并且从右眼像素输出的用于右眼的图像光仅进入右眼。然而，在该设备中可能出现被称为重影的问题，即，用于左眼的图像光少许进入右眼，或用于右眼的图像光少许进入左眼。
特别地，在根据专利文献1的显示设备中，当基片包括塑料膜时，由于该基片中略微存在光学各向异性，可能仅有左眼或右眼清楚地看到重影。另外，可能发生右眼和左眼之间的图像颜色差异的问题。当发生这种不平衡时，观看者很难观察到三维图像或感觉到不愉快。
不平衡问题不会有限地发生在该三维图像显示设备中，并且通常发生在用于将入射光分为至少两种偏振状态的光的相差元件内，或发生在使用这种相差元件的设备中。
鉴于前面的问题，本发明的一个目的是提供一种相差元件，其中在显示三维图像过程中在右图和左图之间几乎不会发生不平衡，并且提供具有该相差元件的显示设备。
根据本发明的实施例的第一相差元件包括具有光学各向异性的基膜，以及形成在该基膜上的具有光学各向异性的相差层。所述相差层具有至少两种彼此具有不同方向的慢轴的相差区域，并且所述至少两种相差区域被相邻并且规则地布置在所述基膜的面内方向上。每个相差区域在以不是直角的角度和与相邻相差区域之间的边界交叉的方向上具有慢轴，并且所述基膜在与该边界平行或正交的方向上具有慢轴。
根据本发明的实施例的第一显示设备包括被根据图像信号驱动的显示面板、照射所述显示面板的背光单元、和相对于所述显示面板提供在与背光单元相反一侧的相差元件。结合在所述显示设备内的相差元件被配置为具有与第一相差元件相同的组件。
在根据本发明的第一相差元件和第一显示设备中，具有彼此不同方向的慢轴的至少两种相差区域被相邻并且规则地布置在所述基膜的面内方向上。因此，例如，从一个相差区域侧进入的光(基膜侧的相反侧)被分为偏振状态彼此不同的至少两种光，并且被所述基膜透射。每个相差区域在以不是直角的角度与所述边界交叉的方向上具有慢轴，并且所述基膜在与所述边界平行或正交的方向上具有慢轴。因此，在所述基膜透射的每种光上施加由于基膜的光学各向异性产生的影响，从而不会仅对所述基膜透射的至少两种光中的一种极大地施加所述影响。
根据本发明的实施例的第二相差元件包括具有光学各向异性的基膜，以及形成在所述基膜上的具有光学各向异性的相差层。所述相差层具有彼此具有不同方向的慢轴的至少两种相差区域，并且所述至少两种相差区域被相邻并且规则地布置在所述基膜的面内方向上。所述基膜的慢轴与每个相差区域的慢轴交叉。
根据本发明的实施例的第二显示设备包括被根据图像信号驱动的显示面板、照射所述显示面板的背光单元、以及相对于所述显示面板提供在与背光单元相反一侧的相差元件。结合在所述显示设备内的相差元件被配置为具有与第二相差元件相同的组件。
在根据本发明的第二相差元件和第二显示设备中，具有彼此不同方向的慢轴的至少两种相差区域被相邻并且规则地布置在所述基膜的面内方向上。因此，例如，从相差区域侧进入的光(基膜侧的相反侧)被分为偏振状态彼此不同的至少两种光，并且然后被所述基膜透射。所述基膜的慢轴与每个相差区域的慢轴交叉。因此，在所述基膜透射的每种光上施加由于基膜的光学各向异性产生的影响，从而不会仅对所述基膜透射的至少两种光中的一种极大地施加所述影响。
根据本发明的第一和第二相差元件以及第一和第二显示设备，对基膜透射的每种光施加由于所述基膜的光学各向异性产生的影响，从而不会仅对所述基膜透射的至少两种光中的一种极大地施加所述影响。这可以减少包括仅被左眼或右眼清楚地看到的重影或右眼和左眼之间影像颜色的不同的不平衡。因此，可以实现几乎不会发生这种不平衡的相差元件和显示设备。
附图说明
图1是示出了根据本发明的实施例的显示设备的配置的例子的截面图；
图2是用于示出图1的显示设备中的透射轴和慢轴的概念图；
图3是示出了图1中的相差元件的配置和慢轴的例子的配置图；
图4是示出了图1中的相差元件的配置和慢轴的另一个例子的配置图；
图5是示出了图1的显示设备和偏振镜之间的关系的系统图；
图6是用于示出图1的显示设备上的图像被右眼观看到时的透射轴和慢轴的例子的概念图；
图7是用于示出图1的显示设备上的图像被右眼观看到时的透射轴和慢轴的另一个例子的概念图；
图8是用于示出图1的显示设备上的图像被左眼观看到时的透射轴和慢轴的例子的概念图；
图9是用于示出图1的显示设备上的图像被左眼观看到时的透射轴和慢轴的另一个例子的概念图；
图10是示出了图1中的相差元件的另一个例子的配置图；
图11是示出了图1中的相差元件的另一个例子的配置图；
图12是示出了图1中的相差元件的另一个例子的配置图；
图13是示出了图1中的显示设备的另一个例子的配置图；
图14是示出了图1中的显示设备的另一个例子的配置图；
图15是示出了偏振镜的相差膜的延迟的特性图；
图16是示出了右眼区域和左眼区域中的每一个的延迟的特性图；
图17是示出了基膜的延迟的特性图；
图18是分别示出了这些例子的消光比和对比例的消光比的特性图；
图19是示出了不使用偏振镜的情况下的波长分布的分布图；
图20是分别示出了这些例子和对比例中的色度的特性图；
图21是示出了制造图1的相差元件的方法的例子中所使用的制造装置的配置例子的示意图；
图22是示出了用于图21的步骤之后的步骤的制造装置的配置例子的示意图；和
图23是用于示出制造图1的相差元件的方法的另一个例子的示意图。
参考标记列表
1显示设备
2偏振镜
10背光单元
20液晶显示面板
21A、21B偏振板
2229透明基板
23像素电极
2426配向膜
25液晶层
27公共电极
28颜色滤光器
28A滤光器部分
28B黑矩阵部分
30相差元件
31基膜
31′具有形成在其上的树脂层的基膜
32相差层
32A右眼区域
32B左眼区域
32C第三区域
40黑条部分
40A透射部分
40B遮光部分
41右眼镜
42左眼镜
41A 42A偏振板
41B右眼相差膜
42B左眼相差膜
43UV固化树脂层
43D UV固化树脂液体
46液晶层
46D液晶
110母盘
110A颠倒图案
200350展开辊
210图案辊
220230250260引导辊
240夹持辊
270390缠绕辊
280360排出器
290380紫外线辐射器
370加热器
AX1AX2AX3AX5AX6慢轴
AX4AX7AX8偏振轴(透射轴)
L从显示设备1输出的光
L1边界
L2右眼图像光
L3左眼图像光
θ1θ2角
具体实施方式
下面，将参考附图详细描述用于执行本发明的最佳模式(下面被称为实施例)。以如下顺序进行描述。
1实施例(显示设备和相差元件)
2修改(显示设备和相差元件)
3例子(显示设备)
图1示出了根据本发明实施例的显示设备的局部配置。以作为例子的一种情况描述根据本发明的实施例的相差元件，其中该元件被结合在实施例的显示设备内。
[显示设备1的配置]
本实施例的显示设备1属于偏振镜类型，其向在眼球前佩戴后面描述的偏振镜2的观看者(未示出)显示三维图像。通过顺序地堆叠背光单元10、液晶显示器面板20(显示面板)和相差元件30来配置显示设备1。在显示设备1中，相差元件30的表面是图像显示表面，并且指向观看者侧。另外，在该实施例中，显示设备1被这样布置，从而图像显示表面平行于垂面(垂直面，图1中的y-z平面)。另外，图像显示表面具有例如矩形形状，并且图像显示表面的长度方向平行于水平方向(该图中的y轴方向)。另外，观看者在将偏振镜2佩戴在观看者眼球前面时观看该图像显示表面。
[背光单元10]
背光单元10具有例如反射板、光源和光学薄片(所有都未示出)。反射板将从光源发出的光返回到光学薄片侧，并且具有反射、散射、漫射等功能。反射板包括例如PET(聚对苯二甲酸乙二酯)泡沫材料。因此，从光源发出的光可被高效地使用。光源从背面照射液晶显示器面板20，并且包括例如以恒定间隔平行布置的多个线性光源，或布置在二维阵列中的多个点状光源。另外，例如，列出热阴极荧光灯(HCFL)、冷阴极荧光灯(CCFL)等作为线性光源。例如，列出发光二极管(LED)等作为点状光源。光学薄片使得来自光源的光的面内亮度分布均衡，或将来自光源的光的发散角和偏振状态调整到所希望的范围，并且包括，例如，扩散(漫射)板、扩散(漫射)片、棱形片、反射偏振元件和相差板。另外，该光源可以是边缘光类型。在这种情况下，如果必要，使用导光板或导光膜。
[液晶显示器面板20]
液晶显示器面板20是透射显示面板，其中多个像素被二维布置在行和列方向上，并且根据图像显示用图像信号驱动每个像素。如图1所示，以从背光单元10起的顺序，液晶显示器面板20具有，例如，偏振板21A、透明基板22、像素电极23、配向膜24、液晶层25、配向膜26、公共电极27、颜色滤光器28、透明基板29(对象基板)和偏振板21B。
此处，偏振板21A布置在液晶显示器面板20的光入射侧，并且偏振板21B布置在液晶显示器面板20的光出射侧。偏振板21A和21B是光闸类型的，并且仅透射某个振动方向上的光(偏振光)。例如，偏振板21A和21B被这样布置，从而其偏振轴彼此相差某个角度(例如，90度)，从而从背光单元10发出的光透过液晶层或被液晶层阻挡。
偏振板21A的透射轴(未示出)的方向被设置在从背光单元10发出的光可以透过的范围内。例如，当从背光单元10发出的光的偏振轴在垂直方向上时，偏振板21A的透射轴也在垂直方向上，并且当从背光单元10发出的光的透射轴在水平方向上时，偏振板21A的透射轴也在水平方向上。另外，从背光单元10发出的光不限于线性偏振光，并且可以是圆形或椭圆偏振光或非偏振光。
偏振板21B的偏振轴AX4(图2)的方向被设置在透过液晶显示器面板20的光的可透过范围内。例如，当偏振板21A的偏振轴(未示出，该偏振轴与透射轴是同义的)在水平方向时，偏振轴AX4处于与水平方向正交的方向(垂直方向)(图2A)。当偏振板21A的偏振轴在垂直方向时，偏振轴AX4处于与垂直方向正交的方向(水平方向)(图2B)。
透明基板22和29通常对于可见光是透明的。另外，背光单元10侧上的透明基板具有，例如，形成在其上的有源驱动电路，该电路包括作为电连接到透明像素电极的驱动元件的TFT(薄膜晶体管)以及导线。像素电极23包括例如氧化铟锡(ITO)，并且作为用于每个像素的电极。配向膜24包括例如聚合物材料，诸如，用于液晶配向处理的聚酰亚胺。液晶层25包括，例如，VA(垂直配向)模式液晶、TN(扭曲向列)模式液晶或STN(超扭曲向列)模式液晶。液晶层25具有响应来自未示出的驱动电路的施加电压，为每个像素透过或阻挡从背光单元10发出的光的作用。公共电极27包括例如ITO，并且作为公共对象电极。通过布置用于将从背光单元10发出的光分为例如红(R)、绿(G)和蓝(B)三种原色的相应光的滤光器部分28A形成颜色滤光器28。颜色滤光器28具有黑矩阵部分28B，黑矩阵部分28B在相应于像素之间的边界的滤光器部分28A之间的区域中具有光阻挡功能。
[相差元件30]
接着，将描述相差元件30。图3(A)立体地示出了该实施例的相差元件30的配置的例子。图3(B)示出了图3(A)的相差元件30的慢轴。类似地，图4(A)立体地示出了该实施例的相差元件30的配置的另一个例子。图4(B)示出了图4(A)的相差元件30的慢轴。图3(A)和(B)所示的相差元件30与图4(A)和(B)所示的相差元件30在基膜31(后面描述)的慢轴AX3的方向方面不同。
相差元件30改变透过液晶显示器面板20的偏振板21B的光的偏振状态。如图1所示，相差元件30具有例如基膜31和相差层32。
基膜31包括例如具有光学各向异性的薄树脂膜。该树脂膜优选地具有小的光学各向异性或低双折射率。具有这种属性的树脂膜包括，例如，TAC(三醋酸纤维素)、COP(环烯聚合物)和PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等。COP包括，例如，
Figure GPA00001158606900091
或
Figure GPA00001158606900092
(ZEON公司)和
Figure GPA00001158606900093
(JSR公司)等。基膜31的厚度例如优选地为30μm到500μm，包括30μm和500μm在内。基膜31的延迟优选地为20nm或更小，并且更优选地为10nm或更小。
基膜31可以具有单层结构或多层结构。在基膜31具有多层结构的情况下，该膜具有例如双层结构，其中具有配向相差层32的材料的功能的树脂层(未示出)被形成在基膜31的表面上。与过去的光配向膜或聚酰亚胺配向膜不同，该树脂层优选地大体没有光吸收或没有光染色。例如，丙烯酸固化树脂可被用于该树脂层。另外，在本描述中，除非另外指明，基膜还包括其上形成有所述树脂层的基膜。
另外，例如，相应于基膜31表面上(在提供树脂层的情况下，在树脂层的表面上)的相差层32的右眼区域32A和左眼区域32B，形成多种(此处，两种)凹槽区域(未示出)图案。凹槽区域被交替地布置在例如条带图案内。每个条带的宽度例如等于显示设备1的像素间距。
在相应的凹槽区域内，多个小凹槽在相同方向上延伸。相应于右眼区域32A的小凹槽的延伸方向例如与相应于左眼区域32B的小凹槽的延伸方向正交。这些凹槽的延伸方向分别与作为基准的凹槽区域的条带方向形成-45°和+45°角。
另外，例如，每个小凹槽的开口宽度(小凹槽的间距)优选地为2μm或更小(更优选地，1μm或更小)。小凹槽的间距被控制为2μm或更小，从而在制造处理中配置相差层32的材料(例如，后面描述的液晶材料)被容易地在这些小凹槽上配向。
如图3和4所示，基膜31的慢轴AX3指向例如垂直方向(图3(B))或水平方向(图4(B))。更特别地，慢轴AX3指向与右眼区域32A和左眼区域32B的短边方向或长边方向相同的方向，从而慢轴AX3指向与边界L1的方向正交的方向或相同的方向。慢轴AX3优选地指向与慢轴AX1和AX2交叉的方向，并且指向与慢轴AX1和AX2所形成的角的等分线(垂直或水平方向上的等分线)平行的方向。
另外，在本描述中，“平行”、“正交”、“垂直”和“相同方向”分别包括一个范围内的大体平行、大体正交、大体垂直和大体相同的方向，而不会失去本发明的优点。例如，它们中的每一个包括由于各种因素引起的某种误差，诸如制造误差和偏差。
相差层32是具有光学各向异性的薄层。相差层32被提供在基膜31的表面上，并且被通过粘合剂(未示出)等粘合在液晶显示器面板20的发光侧上的表面(偏振板21B)上(图1)。相差层32具有两种相差区域(右眼区域32A和左眼区域32B)，这两种相差区域具有彼此方向不同的慢轴。该实施例的右眼区域32A相应于本发明的“一种相差区域”的特定例子，并且该实施例的左眼区域32B相应于本发明的“另一种相差区域”的特定例子。
相差层32包括例如可聚合聚合物液晶材料。例如，在相差层32中，液晶分子固定地排列在形成在基膜31表面上(在提供树脂层的情况下，在树脂层的表面上)的多个凹槽区域图案上。关于聚合物液晶材料，根据相变温度(从各向同性相到液晶相以及从液晶相到各向同性相)、液晶材料的折射率波长分散特性、粘度属性和处理温度，选择性地使用适合的材料。然而，为了透明性起见，优选地该材料具有丙烯酰基团或甲基丙烯酰(metaacryloyl)基团作为聚合基团。另外，优选地使用在可聚合功能基团和液晶骨格之间没有亚甲基间隔基(spacer)的材料。因此，可以在所述处理过程中降低配向处理温度。相差层32的厚度例如优选地为0.1μm到10μm，包括0.1μm和10μm。相差层32不必仅由聚合的聚合物液晶材料配置而成，并且可以部分地包括未聚合的液晶单体。相差层32中包括的未聚合的液晶单体在所述单体周围的液晶分子的配向方向相同的方向上配向，以便具有与聚合物液晶材料的配向特性相同的配向特性。
另外，基膜31和相差层32可以直接彼此接触，或可以在它们之间提供一个不同层。该不同层包括用于提高基膜31和相差层32之间的粘附的稳固层。另外，可以单独提供非配向薄膜，以便提高基膜31(或提供在基膜上的树脂层)和相差层32之间的配置相差层32的预定材料的配向(例如，上面的液晶材料)。因此，当在制造处理过程中在基膜31上形成相差层32时，相差层32可以很少被基膜31表面的分子配向所影响。
右眼区域32A和左眼区域32B具有，例如，分别如图1、3(A)和4(A)所示，在公共方向(水平方向)上延伸的条带形状。右眼区域32A和左眼区域32B相邻地并且规则地布置在基膜31的面内方向上，并且特别地，在右眼区域32A和左眼区域32B的短边方向(垂直方向)上交替地布置。因此，间隔在相应右眼区域32A和左眼区域32B之间的边界L1指向与右眼区域32A和左眼区域32B的长边方向(水平方向)相同的方向。
如图3和4所示，每个右眼区域32A在以不是直角的角度θ1(0°＜θ1＜90°)和与相邻左眼区域32B之间的边界L1交叉的方向上具有慢轴AX1。相对照地，如图3和4所示，每个左眼区域32B在以不是直角的角度θ2(0°＜θ2＜90°)和与相邻右眼区域32A之间的边界L1交叉的方向上具有慢轴AX2。
此处，“与慢轴AX1的方向不同的方向”不仅意味着不同于慢轴AX1的方向的方向，而且还意味着在与慢轴AX1的旋转方向相反的方向上的旋转。特别地，慢轴AX1和AX2相对于边界L1在彼此不同的方向上旋转。慢轴AX1的角度θ1在绝对值上优选地等于慢轴AX2的角度θ2(在不考虑旋转方向的情况下)。然而，这些角度可以由于制造误差等彼此略微不同。在某些情况下，这些角度可以彼此相差比由于制造误差引起的角度大的角度。另外，这种由于制造误差的角度为例如直至大约5°，但是其可以根据用于制造右眼区域32A和左眼区域32B的技术而不同。
下面，以圆形偏振类型的偏振镜2，并且显示设备1是用于圆形偏振镜的设备的情况进行描述。在该情况下，例如，角度θ1优选地为+45°，并且角度θ2优选地为-45°。
如图2到4所示，慢轴AX1和AX2中的每一个指向与水平和垂直方向中的每一个交叉的方向，并且此外，指向与基膜31的慢轴AX3交叉的方向。另外，慢轴AX1和AX2优选地指向这样的方向，从而慢轴AX1和AX2所形成的角度的水平等分线指向与边界L1平行的方向。
另外，如图2(A)和(B)所示，慢轴AX1和AX2中的每一个指向与液晶显示器面板20的发光侧上的偏振板21B的偏振轴AX4交叉的方向。另外，慢轴AX1指向等于或相应于后面描述的偏振镜2的右眼相差膜41B的慢轴AX5的方向的方向，并且指向与左眼相差膜42B的慢轴AX6的方向不同的方向。慢轴AX2指向等于或相应于慢轴AX6的方向的方向，并且指向与慢轴AX5的方向不同的方向。
[偏振镜2]
接着，描述偏振镜2。图5立体地示出了连同显示设备1的偏振镜2的配置的例子。当观看者(未示出)观看成像在图像显示表面上的图像时，观看者使用佩戴在观看者眼球前面的偏振镜2。如图5所示，偏振镜2具有例如右眼镜41和左眼镜42。
右眼镜41和左眼镜42被布置为面向显示设备1的图像显示表面。另外，虽然如图5所示右眼镜41和左眼镜42优选地被最大程度地布置在一个水平面内，这些镜子可被布置在稍微倾斜的平面内。
右眼镜41具有例如偏振板41A和右眼相差膜41B。左眼镜42具有例如偏振板42A和左眼相差膜42B。右眼相差膜41B被提供在偏振板41A的从显示设备1输出的光L的入射侧表面上。左眼相差膜42B被提供在偏振板42A的光L的入射侧表面上。
偏振板41A和42A中的每一个被布置在偏振镜2的光出射侧上，并且仅透射某个振动方向上的光(偏振光)。例如，偏振板41A和42A的偏振轴AX7和AX8中的每一个指向与(显示面板的发光侧上的)偏振板21B的偏振轴AX4正交的方向。例如，如图2(A)和(B)所示，在偏振轴AX4指向垂直方向的情况下，每个偏振轴AX7和AX8指向水平方向，并且在偏振轴AX4指向水平方向的情况下，指向垂直方向。
右眼相差膜41B和左眼相差膜42B中的每一个是具有光学各向异性的薄膜。每个右眼相差膜的厚度例如优选地为30μm到200μm，包括30μm和200μm。另外，这种相差膜优选地有小的光学各向异性，即，小的双折射性。具有这种属性的树脂膜包括，例如，COP(环烯聚合物)和PC(聚碳酸酯)。COP包括，例如，
Figure GPA00001158606900131
或
Figure GPA00001158606900132
(ZEON公司)和
Figure GPA00001158606900133
(JSR公司)。如图2所示，右眼相差膜41B的慢轴AX5和左眼相差膜42B的慢轴AX6中的每一个指向与水平方向和垂直方向中的每一个交叉的方向，并且此外，指向与偏振板41A和42A的相应偏振轴AX7和AX8交叉的方向。另外，慢轴AX5和AX6优选地指向这样的方向，从而由慢轴AX5和AX6形成的角的垂直等分线指向垂直于边界L1的方向。慢轴AX5指向等于或相应于慢轴AX1的方向的方向，并且指向与慢轴AX2的方向不同的方向。在另一方面，慢轴AX6指向等于或相应于慢轴AX2的方向的方向，并且指向与慢轴AX1的方向不同的方向。
[延迟]
将参考图6到9描述相差元件30和偏振镜2中的每一个的延迟。图6和7是示出了当仅有进入相差层32的右眼区域32A的右眼图像光L2被聚焦时，光L2如何被两眼通过偏振镜2识别到的概念图。图8和9是示出了当仅有进入相差层32的左眼区域32B的左眼图像光L3被聚焦时，光L3如何被两眼通过偏振镜2识别到的概念图。
另外，当右眼图像光L2和左眼图像光L3实际上被混合输出时，为了描述方便，右眼图像光L2和左眼图像光L3被在图6到9中分别示出。
附带地，如图6(A)、(B)和7(A)、(B)所示，当使用偏振镜2观看图像时，例如，必须是右眼像素的图像可被右眼识别，并且不可被左眼识别。另外，在相同时刻，如图8(A)、(B)和9(A)、(B)所示，例如，必须是左眼像素的图像可被左眼识别，并且不可被右眼识别。为了实现这个目的，优选地以下列方式设置右眼区域32A和右眼相差膜41B中的每一个的延迟，以及左眼区域32B和左眼相差膜42B中的每一个的延迟。
特别地，优选地右眼区域32A和左眼区域32B中的一个具有+λ/4的延迟，并且另一个具有-λ/4的延迟。此处，相应延迟的相反符号指示相应区域的慢轴的方向彼此相差90°。在这种情况下，右眼相差膜41B的延迟优选地等于右眼区域32A的延迟，并且左眼相差膜42B的延迟优选地等于左眼区域32B的延迟。
[基本操作]
接着，将参考图5到9描述该实施例的显示设备1的图像显示的基本操作的例子。
首先，在从背光单元10照射的光进入液晶显示器面板20时，包括右眼图像和左眼图像的视差信号被作为影像信号输入液晶显示器面板20。然后，例如，右眼图像光L2被从奇数行像素输出(图6(A)、(B)或图7(A)、(B))，并且左眼图像光L3被从偶数行像素输出(图8(A)、(B)或图9(A)、(B))。
然后，右眼图像光L2和左眼图像光L3分别被相差元件30的右眼区域32A和左眼区域32B转换为椭圆偏振，并且然后透过相差元件30的基膜31，并且然后从显示设备1的图像显示表面输出到外部。此时，穿过右眼区域32A的光和穿过左眼区域32B的光两者受到基膜31的轻微光学各向异性影响。
然后，从显示设备1输出到外部的光进入偏振镜2，并且光的偏振被右眼相差膜41B和左眼相差膜42B从椭圆偏振返回线性偏振，并且然后进入偏振镜2的偏振板41A和42A。
此时，如图6和7所示，在到偏振板41A和42A的入射光中，相应于右眼图像光L2的光具有平行于偏振板41A的偏振轴AX7并且与偏振板42A的偏振轴AX8正交的偏振轴。因此，在到偏振板41A和42A的入射光中，相应于右眼图像光L2的光通过偏振板41A仅到达观看者的右眼。
相反，如图8和9所示，在到偏振板41A和42A的入射光中，相应于左眼图像光L3的光具有与偏振板41A的偏振轴AX7正交并且与偏振板42A的偏振轴AX8平行的偏振轴。因此，在到偏振板41A和42A的入射光中，相应于左眼图像光L3的光通过偏振板42A仅到达观看者的左眼。
以这种方式，相应于右眼图像光L2的光到达观看者的右眼，并且相应于左眼图像光L3的光到达观看者的左眼。结果，观看者可以识别到类似三维图像的显示在显示设备1的影像显示表面上的图像。
[优点]
附带地，在本实施例中，相差元件30的基膜31包括例如具有光学各向异性的薄树脂膜。因此，穿过右眼区域32A的光和穿过左眼区域32B的光两者如上所述受到基膜31的轻微光学各向异性的影响。结果，当用于右眼的图像光或用于左眼的图像光到达观看者的每个眼睛时，可能在图像光中包括重影。另外，当用于右眼的图像光或用于左眼的图像光到达观看者的每个眼睛时，该图像光的颜色可能相对于原始颜色发生改变。
然而，在本实施例中，基膜31的慢轴AX3指向水平或垂直方向，并且此外，指向与慢轴AX1和AX2交叉的方向。因此，由于基膜31的光学各向异性的影响被施加到透过基膜31的每种光，从而该影响不会仅被极大地施加到透过基膜31的相应光，即，相应于右眼的光和相应于左眼的光中的仅一个上。结果，可以减小诸如重影仅被右眼或左眼清楚地看到、右眼和左眼之间的影像颜色差异的不平衡性。因此，可以实现几乎不会发生这种不平衡的相差元件30和显示设备1。
特别地，在该实施例中，在基膜31的慢轴AX3指向与由慢轴AX1和AX2形成的角的水平或垂直等分线平行的方向时，由于基膜31的光学各向异性的影响被均匀地施加到透过基膜31的每种光。结果，可以消除诸如重影仅被右眼或左眼清楚地看到，以及右眼和左眼之间的影像颜色差异的不平衡。因此，可以实现几乎不会发生这种不平衡的相差元件30和显示设备1。
另外，在该实施例中，在薄基膜(例如，树脂膜)被用作支撑相差元件30的相差层32的基底时，与使用玻璃片作为支撑相差层32的基底的情况相比，可以高产量地廉价地制造相差元件30。另外，通过使用薄基膜(例如，树脂膜)作为支撑相差层32的基底，可以减小显示设备1的厚度。
[制造相差元件30的方法]
此处，将描述根据本发明的制造相差元件30的方法的例子。此处，假设相差元件30具有多个凹槽区域，以在形成凹槽区域时使用辊状母盘和片状母盘的两种情况分别进行描述。
(使用辊状母盘的情况)
图21示出了用于借助于辊状母盘形成多个小凹槽的制造装置的配置的例子。图21的制造装置包括展开辊200、引导辊220、230、250和260、夹持辊240、图案辊210、缠绕辊270、排出器280和紫外线辐射器290。此处，展开辊200包括基膜31的同心缠绕卷，并且提供基膜31。基膜31被从展开辊200展开，并且然后顺序地沿着引导辊220、引导辊230、夹持辊240、图案辊210、引导辊250和引导辊260流动，并且最终基膜31被缠绕辊270缠绕。引导辊220和230将从展开辊200提供的基膜31引导到夹持辊240。夹持辊240将从引导辊230提供的基膜31压向图案辊210。图案辊210被以某个间隙与夹持辊240相邻地布置。图案辊210的圆周面具有分别相应于相差元件30的右眼和左眼区域形成的多个小凹槽的颠倒图案。引导辊250将绕在图案辊210上的基膜31从图案辊上分开。引导辊260将被以引导辊250分开的基膜31引导到缠绕辊270。排出器280被提供为以某个间隙接近由展开辊200提供的基膜31的接触引导辊230的一部分。排出器280将包括例如UV固化丙烯酸树脂液体的UV固化树脂液体43D滴在基膜31上。紫外线辐射器290向从展开辊200提供的基膜44的通过了夹持辊240并且接触图案辊210的部分照射紫外线。
使用具有这种配置的制造装置形成基膜31。特别地，首先基膜31被从展开辊200展开，然后基膜31被通过引导辊220引导到引导辊230，并且然后例如通过排出器280将UV固化树脂液体43D滴在基膜31上，从而形成UV固化树脂层43。然后，基膜31上的UV固化树脂层43被以夹持辊240通过基膜31压到图案辊210的圆周面上。因此，UV固化树脂层43接触图案辊210的圆周面，从而形成在图案辊210的圆周面上的不规则图案被转印到UV固化树脂层43上。
然后，紫外线辐射器290向UV固化树脂层43照射紫外线，以便固化UV固化树脂层43。然后，基膜31被以引导辊250从图案辊210上分离，并且然后通过引导辊260被以缠绕辊270缠绕。以这种方式，形成在其上形成了树脂层的基膜31’。
另外，当进一步形成未示出的非配向薄膜时，在多个小凹槽被提供在基膜31上之后，形成该薄膜。例如，在多个小凹槽的表面上布置一个UV固化树脂层。该UV固化树脂层可以包括与配置上面的树脂层的UV固化树脂层相同的材料，或可以包括不同材料。接着，该UV固化树脂层被以UV光照射并且从而固化。因此，根据多个小凹槽的表面形成非配向薄膜。可以使用与图21的制造装置串联构造的装置形成非配向薄膜(未示出)。
接着，将描述形成相差层32的方法。首先，如图22所示，基膜31’被从展开辊350展开，然后将包括液晶单体的液晶46D滴在所述多个小凹槽的表面上(或非配向薄膜的表面上)，从而形成液晶层46。接着，出于与上述制造方法相同的目的，通过使用加热器370对涂覆在基膜31’的表面上的液晶层46的液晶单体执行配向处理(热处理)，然后液晶层46被慢慢冷却到略微低于所述单体的相变温度的温度。因此，液晶单体被根据形成在基膜31’表面上的小凹槽(或非配向薄膜)的图案配向。
接着，紫外线照射器3800向经过配向处理的液晶层46照射UV光，从而聚合液晶层46中的液晶单体。此时，虽然处理温度通常接近室温，该温度可被提高到相变温度或更低，以便调整延迟值。因此，沿着所述多个小凹槽的图案固定液晶分子的配向状态，从而形成相差层32(右眼区域32A和左眼区域32B)。因此，完成相差元件30。然后，相差元件30被以缠绕辊390缠绕。
取代提供UV固化树脂层43以便完成具有形成在其上的多个小凹槽的基膜，可以将母盘的颠倒图案直接转印到基膜31上。在这种情况下，除了忽略形成UV固化树脂层43的步骤之外，可以用与上述制造方法相同的方式生产相差元件30。
在该实施例中，由于与过去使用配向膜配向液晶分子的情况不同，不必进行高温热处理，可以使用与玻璃材料相比容易处理和廉价的基膜(例如，树脂膜)。
(使用片状母盘的情况)
接着，参考图23描述在使用片状母盘的情况下生产相差元件30的方法。首先，准备基膜31。然后，在片状母盘110上布置UV固化树脂层43(例如，包括丙烯酸树脂)，在UV固化树脂层43上分别相应于相差元件30的右眼区域和左眼区域形成多个小凹槽的颠倒图案110A，并且然后以基膜31封闭UV固化树脂层43。接着，UV固化树脂层43被以紫外线照射并且从而固化，并且然后分离母盘110。因此，形成在其上形成了树脂层的基膜31’(图23A)。
另外，当进一步形成未示出的非配向薄膜时，在多个小凹槽被提供在基膜31上之后，形成该薄膜。例如，在多个小凹槽的表面上布置一个UV固化树脂层或类似物。该UV固化树脂层可以包括与上面的UV固化树脂层43相同的材料，或可以包括不同材料。接着，该UV固化树脂层被以UV光照射并且从而固化。因此，根据多个小凹槽的表面形成非配向薄膜。
接着，将描述形成相差层32的方法(图23(B))。首先，通过使用滚动涂覆器等进行涂覆，在多个小凹槽的表面(或非配向薄膜的表面)上形成包括液晶单体的液晶层46。此时，对于液晶层46，需要时可以使用用于溶解液晶单体的溶剂、聚合引发剂、聚合抑制剂、表面活性剂、均涂剂等。虽然不特别限制该溶剂，优选地使用具有液晶单体的高溶解度、室温下的低蒸汽压以及室温下的低挥发性的溶剂。例如，列出丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)、甲苯、甲基乙基酮(MEK)和甲基异丁基酮(MIBK)作为在室温下具有低挥发性的溶剂。如果使用在室温下具有高挥发性的溶剂，涂覆液晶层46之后该溶剂的蒸发速度太快，从而很可能扰乱通过溶剂的蒸发形成的液晶单体的配向。
接着，执行液晶层46的液晶单体的配向处理(热处理)。以等于或高于液晶单体的相变温度的温度执行该热处理。特别地，在使用溶剂的情况下，以等于或高于溶剂的干燥温度的温度执行该热处理。此处，由于前面步骤的液晶单体涂覆，在液晶单体和小凹槽之间的边界上施加剪切应力，导致由于所述单体的流动引起的配向(流动配向)，或由于外力引起的配向(外部配向)，并且相应地液晶分子可被配向在无意方向上。执行上述热处理，以便临时取消已被配向在这种无意方向上的液晶单体的配向状态。因此，从液晶层46中干燥去除该溶剂，从而仅有液晶单体保留在层内，并且液晶层从而成为各向同性相。
接着，将液晶层46慢慢冷却到略微低于相变温度的温度。因此，液晶单体被根据多个小凹槽的图案(或非配向薄膜)配向。
接着，例如，对经过配向处理的液晶层46照射UV光，从而聚合液晶单体。另外，此时，虽然处理温度通常接近室温，该温度可被提高到相变温度或更低，以便调整延迟值。因此，沿着多个小凹槽的图案固定液晶分子的配向状态，从而形成右眼区域32A和左眼区域32B。因此，完成相差元件30(图23(B))。
另外，取代提供UV固化树脂层43以便完成具有形成在其上的多个小凹槽的基膜，可以将母盘的颠倒图案110A直接转印到基膜31上。在这种情况下，除了忽略形成UV固化树脂层43的步骤之外，可以用与上述制造方法相同的方式生产相差元件30。
在该实施例中，由于与过去使用配向膜配向液晶分子的情况不同，不必进行高温热处理，可以使用与玻璃材料相比容易处理和廉价的基膜(例如，树脂膜)。
修改
虽然相差元件30具有两种具有彼此不同方向的慢轴的相差区域(右眼区域32A和左眼区域32B)，相差元件30可以具有至少三种具有彼此不同方向的慢轴的相差区域。例如，如图10所示，除了右眼区域32A和左眼区域32B之外，相差元件30可以具有第三区域32C，区域32C具有与右眼区域32A和左眼区域32B的慢轴AX1和AX2的每个方向不同方向的慢轴。
另外，虽然在本实施例中例举了相差元件30的相差区域(右眼区域32A和左眼区域32B)中的每一个在水平方向上延伸的情况，该区域可以在另一个方向上延伸。例如，如图11所示，相差元件30的相差区域(右眼区域32A和左眼区域32B)中的每一个可以在垂直方向上延伸。
另外，虽然在本实施例和修改中例举了相差元件30的相差区域(右眼区域32A和左眼区域32B)中的每一个在整个相差元件30上在水平或垂直方向上延伸，如图12所示，该区域可被布置为例如水平和垂直方向两者上的二维阵列。另外，即使该区域被二维布置，相差区域之间的边界被定义为垂直方向上的边界。
另外，在本实施例和修改中例举了将相差元件30用于显示设备1的情况，该元件显然可被用于其它设备。
另外，虽然在本实施例和修改中未特别提供控制从液晶面板20输出的光的分散角的组件等，例如，如图13所示，可以在液晶面板20和相差元件30之间提供黑条带部分40。黑条带部分40具有在与液晶面板20的像素电极23相对的区域内提供的透射部分40A，以及在透射部分40A的外围内提供的光阻挡部分40B。这可以解决诸如观看者从斜上方或斜下方观看图像显示表面时被称为串扰的问题，即，穿过左眼像素的光进入右眼区域32A或穿过右眼像素的光进入左眼区域32B。
另外，不必在液晶面板20和相差元件30之间提供黑条带部分40，并且例如，如图14所示，黑条带部分40可被提供在液晶面板20内的偏振板21B和透明基板29之间。
虽然前面已经对偏振镜2为圆形偏振类型，并且显示设备1是用于圆形偏振镜的设备的情况进行了描述，该相差元件可用于显示设备1是用于线性偏振镜的设备的情况。
[例子]
下面，通过与对比例1和2的对比，描述实施例的显示设备1的例子1和2。
假定如图3所示的基膜31的慢轴AX3相对于边界L1指向垂直方向的相差元件是例子1，并且假定如图4所示的基膜31的慢轴AX3相对于边界L1指向水平方向的相差元件是例子2。即，在例子1和2中，使得慢轴AX3与慢轴AX1和AX2中的每一个交叉，并且此外，近似指向与慢轴AX1和AX2所形成的角的垂直或水平等分线的方向相同的方向。相对照，假定基膜31的慢轴AX3指向与左眼区域32B的慢轴AX2的方向相同的方向的相差元件是对比例1，并且假定基膜31的慢轴AX3指向与右眼区域32A的慢轴AX1的方向相同的方向的相差元件是对比例2。
首先，为例子1和2以及对比例1和2中的每一个测量并且估算消光比。通过下列计算公式(1)或(2)获得的消光比可以量化地给出重影发生的级别。
[公式1]
右眼区域32A的消光比＝右眼镜41观看到右眼区域32A的情况的亮度/左眼镜42观看到右眼区域32A的情况的亮度…(1)
[公式2]
左眼区域32B的消光比＝左眼镜42观看到左眼区域32B的情况的亮度/右眼镜41观看到左眼区域32B的情况的亮度…(2)
如图2所示，偏振镜2的偏振板41A和42A的透射轴AX7和AX8优选地分别相对于显示设备1的发光侧上的偏振板21B的透射轴AX4正交偏振。因此，发光侧上的偏振板21B的透射轴AX4被调整到垂直方向，并且每个透射轴AX7和AX8被调整到水平方向。另外，相差层32的右眼区域32A和左眼区域32B中的每一个的延迟被调整为近似是λ/4。另外，左眼区域32B的慢轴AX2和左眼相差膜42B的慢轴AX6被调整到相同方向，并且右眼区域32A的慢轴AX1和右眼相差膜41B的慢轴AX5被调整到相同方向。以这种布置，根据扩展Jones矩阵法执行对右眼区域32A和左眼区域32B中的每一个的消光比的计算。
另外，偏振镜2的右和左相差膜41B和42B中的每一个的延迟，或相差元件30的右眼区域32A和左眼区域32B中的每一个的延迟优选地对于任意波长为λ/4或近似λ/4。此处，假设偏振镜2的相差膜41B和42B中的每一个的材料是聚碳酸酯，并且假设右眼区域32A和左眼区域32B中的每一个的材料是液晶聚合物。
假设偏振镜2的右眼相差膜和左眼相差膜具有相同的延迟，偏振镜2的相差膜41B和42B中的每一个被调整为具有如图15所示的延迟值。另外，假设右眼区域32A和左眼区域32B具有相同的延迟，这些区域中的每一个被调整为具有如图16所示的延迟值。相反，相差元件30的基膜31具有微小的延迟。此处，假设厚度为100μm的
Figure GPA00001158606900231
(ZEON公司)膜作为具有如图17所示的延迟值的基膜31。即，假设基膜31的延迟在可见范围内大约为6nm。
图18示出了消光比的计算结果。在对比例1中，左眼区域32B的消光比低。这意味着左眼像素的影像不仅进入左眼而且进入右眼，从而在右眼影像上出现重影。在对比例2中，右眼区域32A的消光比低。这意味着右眼像素的影像不仅进入右眼而且进入左眼，从而在左眼上出现重影。因此，在比较例1和2中的每一个中，在仅一个眼睛中清楚地出现重影，从而难以观看三维图像。在另一方面，在例子1和2中的每一个内，消光比在两眼之间相同，并且因此，重影不会仅仅清楚地出现在一只眼睛上。因此，可以很容易地观看三维图像。
接着，为例子1和2以及对比例1和2中的每一个测量并且估算色度。图19示出了不使用偏振镜2的情况的波长分布。在该情况下，色度在CIE(国际照明委员会)的L＊U＊V颜色系统中为u′＝0.1947和v′＝0.39060。图20示出了例子1和2以及对比例1和2中的每一个的色度。该图揭示虽然在对比例1和2中右眼和左眼之间色度不同，从而在两眼间不同地观看到颜色，在例子1和2中右眼和左眼之间色度相同，从而两眼间的颜色不会不同。

Claims (5)

1.一种相差元件，包括：
基膜，具有光学各向异性；以及
相差层，形成在所述基膜上，具有光学各向异性；
其中所述相差层包含两种具有方向彼此不同的慢轴的相差区域，
所述两种相差区域被相邻并且规则地布置在所述基膜的面内方向上，
所述两种相差区域中的每一种具有λ/4的延迟，
每种相差区域在以不是直角的角度和边界交叉的方向上具有慢轴，所述边界是该相差区域与相邻相差区域之间的边界，
在所述两种相差区域中的一种的慢轴是第一慢轴以及所述两种相差区域中的另一种的慢轴是第二慢轴的情况下，所述第一慢轴和所述第二慢轴的等分线平行于所述基膜的慢轴，并且
所述基膜在与所述边界平行或正交的方向上具有慢轴。
2.如权利要求1所述的相差元件，
其中所述基膜包括树脂膜。
3.如权利要求1所述的相差元件，
其中所述两种相差区域的慢轴的方向相差90度。
4.如权利要求2所述的相差元件，
其中所述两种相差区域的慢轴的方向相差90度。
5.一种显示设备，包括：
显示面板，根据图像信号被驱动；
背光单元，照射所述显示面板；以及
相差元件，相对于所述显示面板被设置在与所述背光单元相反的一侧；
其中所述相差元件包括：
基膜，具有光学各向异性；以及
相差层，形成在所述基膜上，具有光学各向异性；
其中所述相差层包含两种具有方向彼此不同的慢轴的相差区域，
所述两种相差区域被相邻并且规则地布置在所述基膜的面内方向上，
所述两种相差区域中的每一种具有λ/4的延迟，
每个相差区域在以不是直角的角度和边界交叉的方向上具有慢轴，所述边界是该相差区域与相邻相差区域之间的边界，
在所述两种相差区域中的一种的慢轴是第一慢轴以及所述两种相差区域中的另一种的慢轴是第二慢轴的情况下，所述第一慢轴和所述第二慢轴的等分线平行于所述基膜的慢轴，并且
所述基膜在与所述边界平行或正交的方向上具有慢轴。
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Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110109565A (ko) * 2010-03-31 2011-10-06 삼성전자주식회사 백라이트 유닛, 이를 구비한 3ｄ 디스플레이 및 3ｄ 영상 형성 방법
CN102253495B (zh) * 2010-05-18 2013-10-30 京东方科技集团股份有限公司 双视显示设备和系统
JP5055406B2 (ja) * 2010-06-30 2012-10-24 ソニー株式会社 位相差素子および表示装置
JP5178811B2 (ja) * 2010-12-10 2013-04-10 株式会社有沢製作所 立体画像表示装置
US20120200792A1 (en) * 2010-10-06 2012-08-09 Arisawa Mfg. Co., Ltd. Phase shift plate and stereoscopic displaying apparatus having the same
KR101556817B1 (ko) 2011-03-23 2015-10-01 주식회사 엘지화학 입체 영상 표시 장치
JP2012220853A (ja) * 2011-04-12 2012-11-12 Keiwa Inc メガネ用位相差フィルム、３ｄメガネ用光学シート及び３ｄメガネ
JP2012242512A (ja) * 2011-05-17 2012-12-10 Dainippon Printing Co Ltd 配向層用原版、位相差フィルムの製造方法、長尺状配向膜および長尺位相差フィルム
KR101814777B1 (ko) 2011-08-05 2018-01-05 엘지디스플레이 주식회사 입체영상 표시장치
KR101472180B1 (ko) * 2011-08-09 2014-12-15 주식회사 엘지화학 광학 필터
WO2013022258A2 (ko) * 2011-08-09 2013-02-14 주식회사 엘지화학 광학 필터
JP5783846B2 (ja) * 2011-08-19 2015-09-24 富士フイルム株式会社 ３ｄ画像表示用光学フィルム、３ｄ画像表示装置及び３ｄ画像表示システム
US9066090B2 (en) * 2011-09-09 2015-06-23 Lg Display Co., Ltd. Stereoscopic image display and method for manufacturing the same
JP5635571B2 (ja) 2011-09-27 2014-12-03 富士フイルム株式会社 パターン位相差フィルム、パターン偏光板、画像表示装置、及び立体画像表示システム
TWI502220B (zh) 2011-11-17 2015-10-01 Lg Chemical Ltd 光學裝置與包含其的立體影像顯示裝置
CN103163652B (zh) * 2011-12-15 2015-12-16 乐金显示有限公司 偏振眼镜型立体图像显示器
GB2497619B (en) 2011-12-15 2016-04-06 Lg Display Co Ltd Polarization glasses type stereoscopic image display
KR20130069306A (ko) * 2011-12-15 2013-06-26 엘지디스플레이 주식회사 편광안경 방식의 입체영상 표시장치
TWI480593B (zh) * 2011-12-15 2015-04-11 Lg Display Co Ltd 偏光眼鏡型立體影像顯示器
CN102591069B (zh) 2012-03-27 2014-08-20 深圳市华星光电技术有限公司 立体影像显示装置
KR101970526B1 (ko) 2012-04-26 2019-04-19 엘지전자 주식회사 이동 단말기
KR101396085B1 (ko) 2012-05-02 2014-05-15 엘지디스플레이 주식회사 블랙 스트립을 구비한 패턴드 리타더 타입의 영상 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101977241B1 (ko) * 2012-05-23 2019-05-10 엘지디스플레이 주식회사 패턴드 리타더 방식의 입체 영상 표시장치에 적용되는 블랙 스트립을 구비한 편광 필름
KR101455312B1 (ko) * 2012-06-21 2014-10-27 엘지디스플레이 주식회사 패턴드 리타더 방식의 입체영상 표시장치 및 그 제조 방법
TWI536053B (zh) * 2012-06-26 2016-06-01 Far Eastern New Century Corp The method of making the phase difference plate and the prepared phase difference plate and the phase difference plate layer fit
KR101370416B1 (ko) * 2012-07-02 2014-03-06 엘지디스플레이 주식회사 입체영상 표시장치 및 그 제조 방법
KR101335526B1 (ko) 2012-09-12 2013-12-02 엘지디스플레이 주식회사 입체영상 표시장치
US20140078426A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-20 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Patterned Retarder 3D Liquid Crystal Display and the Manufacturing Method Thereof
CN102866529A (zh) * 2012-09-19 2013-01-09 深圳市华星光电技术有限公司 一种偏光式三维液晶显示器及其制作方法
KR20140070483A (ko) 2012-11-29 2014-06-10 주식회사 엘지화학 표시 장치
JP6050694B2 (ja) * 2013-01-25 2016-12-21 シチズン時計株式会社 製造方法および製造支援装置
WO2015008666A1 (ja) 2013-07-19 2015-01-22 堺ディスプレイプロダクト株式会社 表示パネル及び表示装置
JP6641005B2 (ja) * 2016-06-02 2020-02-05 富士フイルム株式会社 視野角制御フィルムおよび画像表示装置
WO2018003380A1 (ja) 2016-06-30 2018-01-04 富士フイルム株式会社 光学装置および表示装置
WO2019186912A1 (ja) * 2018-03-29 2019-10-03 シャープ株式会社 表示デバイスおよびその製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6046787A (en) * 1997-03-13 2000-04-04 Sharp Kabushiki Kaisha Stereoscopic optical element including a birefringent photosensitive film having regions of mutually different prescribed slow axes or fast axes, and an image display device using the same
EP1047964B1 (en) * 1997-11-26 2002-09-04 Sharp Kabushiki Kaisha Broadband optical retardation device

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3360787B2 (ja) 1996-12-02 2002-12-24 シャープ株式会社 立体表示装置
JPH10160933A (ja) 1996-12-04 1998-06-19 Sharp Corp 偏光素子、位相差素子およびそれらの製造方法
JPH10268233A (ja) 1997-01-22 1998-10-09 Sharp Corp 画像表示装置
JP3767962B2 (ja) * 1997-02-19 2006-04-19 シャープ株式会社 映像表示システム
JPH10239641A (ja) 1997-02-27 1998-09-11 Sharp Corp 偏光眼鏡および画像表示システム
JP2003055477A (ja) 2001-08-15 2003-02-26 Fuji Photo Film Co Ltd セルロースアセテートフイルム、光学補償シート、偏光板および液晶表示装置
JP2005049865A (ja) 2003-07-17 2005-02-24 Arisawa Mfg Co Ltd 光学位相差素子の製造方法
JP4506333B2 (ja) * 2003-07-31 2010-07-21 Ｄｉｃ株式会社 光学異方体の製造方法
JP4591753B2 (ja) * 2003-07-31 2010-12-01 Ｄｉｃ株式会社 光学異方体、及びその製造方法
KR100449879B1 (ko) * 2003-08-18 2004-09-22 주식회사 참비전 입체 영상 표시 장치
JP4027898B2 (ja) 2004-01-29 2007-12-26 株式会社有沢製作所 偏光透過スクリーン、及び当該偏光透過スクリーンを用いた立体画像表示装置
JP4349963B2 (ja) 2004-04-05 2009-10-21 株式会社有沢製作所 立体画像表示装置
JP2005339766A (ja) 2004-04-23 2005-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ディスク装置
GB0500420D0 (en) * 2005-01-10 2005-02-16 Ocuity Ltd Display apparatus
WO2007024713A2 (en) * 2005-08-19 2007-03-01 Colorlink, Inc. Stereoscopic eyewear
US7808564B2 (en) * 2007-08-09 2010-10-05 Arisawa Mfg. Co., Ltd. Stereoscopic image display apparatus and manufacturing method including applying a resin, degassing the resin in a vacuum furnace then laminating an image display section with a retarder
TWI381191B (zh) * 2007-12-03 2013-01-01 Au Optronics Corp 立體顯示器及其製作方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6046787A (en) * 1997-03-13 2000-04-04 Sharp Kabushiki Kaisha Stereoscopic optical element including a birefringent photosensitive film having regions of mutually different prescribed slow axes or fast axes, and an image display device using the same
EP1047964B1 (en) * 1997-11-26 2002-09-04 Sharp Kabushiki Kaisha Broadband optical retardation device

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开平10-160933A 1998.06.19
JP特开平10-232365A 1998.09.02

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Publication number Publication date
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US8223280B2 (en) 2012-07-17
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EP2237087A4 (en) 2011-03-23
EP2237087B1 (en) 2014-05-14

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