JP2012242564A - 偏光モジュール及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環境耐性の高い偏光モジュール及び画像表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 偏光板１と、偏光板１上に配置され、偏光板１の偏光軸に対して、光学軸が４５度傾くように配置された複数の第１の１／４波長板２と、を含んで偏光モジュール１００を構成する。また、さらに、偏光板１上に配置され、偏光板１の偏光軸に対して、第１の１／４波長板２の光学軸とは反対方向に光学軸が４５度傾くように配置された複数の第２の１／４波長板３と、を含んで偏光モジュール１００を構成する。また、右目用の画像を表示する第１の画素領域と、左目用の画像を表示する第２の画素領域と、を有する表示パネル１０上に、上述の偏光モジュール１００を配置することにより画像表示装置３００を構成する。
【選択図】図１

Description

本技術は、立体画像を表示するための偏光モジュール、及び、これを用いた画像表示装置に関する。

近年、立体画像を提供する画像表示装置の開発が進められている。こうした画像表示装置では、右目と左目との間の視差に対応した画像がそれぞれ表示される。観察者は、例えばこの右目用の画像からの光を選択透過するフィルタと、左目用の画像からの光を選択透過するフィルタとが、観察者の右目用レンズ、及び、左目用レンズにそれぞれ設けられたメガネをかけることで、立体画像を視認することができる。

例えば、右目用の画像及び左目用の画像は、上述のフィルタ等によってどちらか一方を選択可能にするために、偏光方向が互いに異なる光によってそれぞれ表示される（例えば下記特許文献１参照）。
例えば、下記特許文献１では、偏光方向が互いに９０度異なる２種類の直線偏光を用いることにより、右目用の画像と左目用の画像を分けることが開示されている。

すなわち、液晶パネルからの光は、まず偏光板によって直線偏光に変換される。次いで、直線偏光とされた光のうち、例えば右目用の画像の光は、位相差フィルムを透過することにより偏光方向が９０度回転される。一方で、左目用の画像の光は、位相差フィルムを透過しないので、偏光方向は変化しない。これにより、互いに９０度偏光方向が異なる右目用の画像の光と左目用の画像の光とが、観察者に提供される。
また、観察者は、右目用の直線偏光のみを透過する偏光フィルタと、左目用の直線偏光のみを透過する偏光フィルタとが、それぞれ右目用レンズ及び左目用レンズに配置されたメガネをかけることで、立体画像を視認する。

また、下記特許文献２では、この位相差フィルム（波長板フィルタ）を、液晶表示部の画素の１水平ラインおきに、帯状に配置することが開示されている。

特開２００４−１０９５２８号公報 特開２００５−１７３０３３号公報

このように、立体画像を提供する画像表示装置では、左目用の光と右目用の光とを分けて出射するために、従来の２次元画像表示装置と比べて、例えば上述の偏光板や位相差フィルムのように、新たな部材を設けることが必要である。
こうした部材は、画像表示装置の画像表示面側に配置されるので、周囲環境に対する高い耐性が求められる。

上述のような点を鑑みて、本技術は、環境耐性の高い偏光モジュール及び画像表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本技術の偏光モジュールは、偏光板と、偏光板上に配置され、偏光板の偏光軸に対して、光学軸が４５度傾くように配置された複数の第１の１／４波長板を含む。
また、本技術の偏光モジュールは、偏光板上に配置され、偏光板の偏光軸に対して、第１の１／４波長板の光学軸とは反対方向に光学軸が４５度傾くように配置された複数の第２の１／４波長板を含む。

さらに、本技術の画像表示装置は、右目の視差に対応した画像を表示する第１の画素領域と、左目の視差に対応した画像を表示する第２の画素領域と、を有する表示パネルと、この表示パネル上に配置された上述の偏光モジュールを含む。
また、このとき、第１の１／４波長板は表示パネルの第１の画素領域に対向して配置され、第２の１／４波長板は、表示パネルの第２の画素領域に対向して配置される。

本技術の偏光モジュール及び画像表示装置によれば、一枚の偏光板上に、全ての１／４波長板が配置される。

本技術の偏光モジュール及び画像表示装置によれば、耐湿性能を向上させることができ、高品質な画像を提供することができる。

図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃは、本技術の第１の実施形態に係る偏光モジュールの構成を示す概略構成図である。 本技術の第１の実施形態に係る偏光モジュールと表示パネルを示す図である。 比較例の偏光モジュールを示す概略構成図である。 図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは、第２の実施の形態に係る偏光モジュールの構成を示す概略構成図である。 第３の実施形態に係る画像表示装置を示す斜視図である。

以下、本技術を実施するための形態の例を説明するが、本技術は以下の例に限定されるものではない。
説明は以下の順で行う。
１．第１の実施形態（波長板を一次元方向に配列する例）
２．第２の実施形態（波長板を二次元方向に配列する例）
３．第３の実施形態（画像表示装置の例）

１．第１の実施形態（波長板を一次元方向に配列する例）
図１Ａ〜図１Ｃは、第１の実施形態に係る偏光モジュール１００の構成を示す概略構成図である。図１Ａは、偏光モジュール１００を、一方の主面に垂直な方向（Ｚ軸方向）から見た図であり、図１Ｂは、偏光モジュール１００をＹ軸方向から見た図である。また、図１Ｃは、偏光モジュール１００をＸ軸方向から見た図である。

本実施形態の偏光モジュール１００は、偏光板１、並びに偏光板１の一方の主面上に配置された複数の第１の波長板２（第１の１／４波長板）及び複数の第２の波長板３（第２の１／４波長板）を備える。

偏光板１は、所定の偏光方向の光のみを透過させるものであれば、特に限定するものではない。例えば、画像表示装置に用いられる代表的な偏光板は、ヨウ素や二色性色素等の二色性物質を含有し、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）を主成分とする樹脂を一軸延伸したフィルムと、このフィルムの両面に張り合わせた保護膜とによって構成される。本実施形態の偏光板１は、これと同様の構成であってよい。

偏光板１の一方の主面上には、複数の第１の波長板２と複数の第２の波長板３とが配置される。第１の波長板２及び第２の波長板３は、偏光板１に対して接着層５により固着される。この接着層５は、例えば光透過性接着剤や、光透過性粘着テープ等によって構成される。
第１の波長板２及び第２の波長板３には、同一の１／４波長板を用いることができる。
ただし、第１の波長板２は、その光学軸が、偏光板１の偏光軸（遅相軸）に対して例えば＋４５°傾けて配置されるのに対し、第２の波長板３は、その光学軸が、偏光板１の偏光軸に対して−４５°傾けて配置される。すなわち、第２の波長板３の光学軸は、偏光板１の偏光軸に対し、第１の波長板２の光学軸とは逆方向に４５°傾けて配置される。
したがって、第１の波長板２の表裏をひっくり返して偏光板１上に配置したものが第２の波長板３である。

図１Ａに示すように、第１の波長板２及び第２の波長板３はそれぞれ、長方形の主面を有しており、その短辺方向に第１の波長板２と第２の波長板３とが交互に配列される。
また、複数の第１の波長板２、及び、複数の第２の波長板３上には、光透過性のカバーパネル４が配設される。カバーパネル４には、例えば光透過性プラスチック基板や、ガラス基板等を用いることができる。このカバーパネル４は、第１の波長板２及び第２の波長板３に対して接着層６により固着される。接着層６には、接着層５と同じものを用いてよい。
第１の波長板２及び第２の波長板３上にカバーパネル４を配設することにより、偏光モジュール１００の表面が平坦化されるとともに、第１の波長板２及び第２の波長板３を保護することができる。
また、偏光板１側とは反対側のカバーパネル４の主面には、例えば反射防止膜を設ける等の反射防止処理を施してもよい。

図２に示すように、この偏光モジュール１００は、表示パネル１０の画像表示面側に重ねて取り付けられる。このとき、偏光モジュール１００は、表示パネル１０に対して偏光板１側を重ねて配置される。表示パネル１０から発せられた光は、矢印Ａ１に示すように、偏光モジュール１００を透過して、観察者の目に届く。
表示パネル１０の画像表示面には、例えばＲ（red），Ｇ（green），Ｂ（blue）の３原色の画素１１がマトリクス状に配設されている。この画素１１は、例えば液晶表示画素であってもよいし、大面積の表示画面を構成する場合には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であってもよい。

また、これらの画素１１のうち、例えば列Ｒ１〜Ｒ４に示す第１の画素領域に配列された画素は、右目用の画像を表示し、また、列Ｌ１〜Ｌ４に示す第２の画素領域に配列された画素は、左目用の画像を表示する。
表示パネル１０上に偏光モジュール１００を重ねることにより、列Ｒ１〜列Ｒ４の第１の画素領域上には、例えば第１の波長板２が配置され、列Ｌ１〜Ｌ４の第２の画素領域上には、例えば第２の波長板３が配置される。
なお、図１Ａ〜図１Ｃ及び図２では、偏光モジュール１００と表示パネル１０とを模式的に表してあり、第１の波長板２、第２の波長板３、画素１１等の各構成部材のサイズ、配置数等は適宜変更される。

列Ｒ１〜Ｒ４の第１の画素領域に配置された画素から発せられた光は、偏光モジュール１００の偏光板１を透過することにより直線偏光となり、その後、第１の波長板２に入射する。第１の波長板２の光学軸は、偏光板１の偏光軸に対して４５°傾いているので、第１の波長板２を透過した光は、円偏光となる。

また、列Ｌ１〜Ｌ４の第２の画素領域に配置された画素から発せられた光は、偏光板１を透過することにより直線偏光となり、その後、第２の波長板３に入射する。第２の波長板３の光学軸は、偏光板１の偏光軸に対して、第１の波長板２の光学軸とは逆方向に４５°傾いているので、第２の波長板３を透過した光は、第１の波長板２を透過した光とは回転方向が逆の円偏光となる。

このように、列Ｒ１〜Ｒ４の第１の画素領域に配置された画素から発せられた光と、列Ｌ１〜Ｌ４の第２の画素領域に配置された画素から発せられた光とは、偏光モジュール１００を透過することにより、回転方向が互いに逆の円偏光となる。
観察者は、列Ｌ１〜Ｌ４の画素領域からの円偏光を透過する円偏光フィルタが左目に対して配置され、列Ｒ１〜Ｒ４の画素領域からの円偏光を透過する円偏光フィルタが右目に対して配置されたメガネをかけることにより、立体画像を視認することができる。

また、本実施形態の偏光モジュール１００では、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、全ての第１の波長板２と第２の波長板３とが、一枚の偏光板１上に配置される。
比較例として、複数の波長板上に、それぞれ対応した複数の偏光板を配設した場合を図３に示す。この際、各偏光板の主面の形状は、波長板の形状と同じとする。
図３に示す偏光モジュール１１０は、カバーパネル２４に対して、第１の波長板２２と第２の波長板２３とが、接着層２６により固着されている。これらの構成は、図１Ａ〜図１Ｃに示した第１の波長板２、第２の波長板３、及びカバーパネル４と同じである。
ただし、この比較例では、個々の第１の波長板２２及び第２の波長板２３に対して、複数に分割された偏光板２１が接着層２５により一つずつ貼り合わされている。

このように、複数の偏光板を配置すると、例えば面２１ａに示すような、偏光板２１のエッジ部の面積の合計は大きくなる。このため偏光板２１のエッジ部からの劣化が生じやすくなる。
例えば、一般的な偏光板を構成する樹脂材料の一つにポリビニルアルコールがあるが、ポリビニルアルコールは親水性が非常に強い。このため、偏光板２１のエッジ部の面積の合計が大きいと、例えば周囲の湿度が高い場合には、偏光板２１のエッジ部からビニルアルコールが水滴等に溶出し、偏光板２１が劣化する恐れがある。

これに対し、本実施形態の偏光モジュール１００では、全ての第１の波長板２及び第２の波長板３が一枚の偏光板１上に配置されている。これにより、偏光板１のエッジ部の面積を小さくすることができるので、エッジ部から例えばポリビニルアルコール等の水溶性成分が水分に対し溶出するのを抑制できる。このため、湿気に対する耐性を高めることが可能である。

また、一枚の偏光板１によって偏光モジュール１００を構成することにより、偏光モジュール１００の表面を平坦化することが可能であり、またモジュールとしての機械的強度を向上させることができる。

２．第２の実施形態（波長板を二次元方向に配列する例）
各波長板の外形や配置パターンは、表示パネルの右目用の画素と左目用の画素の配列に対応して、適宜変更してよい。
例えば、ここでは、第１の波長板及び第２の波長板をマトリクス状（市松模様状）に配置する場合について例示する。

図４Ａ〜図４Ｃは、第２の実施形態に係る偏光モジュール２００の構成を示す概略構成図である。図４Ａは、偏光モジュール２００を、一方の主面に垂直な方向（Ｚ軸方向）から見た図であり、図４Ｂは、偏光モジュール２００をＹ軸方向から見た図である。また、図４Ｃは、偏光モジュール２００をＸ軸方向から見た図である。
なお、第１の実施形態（図１参照）と対応する部位には同一符号を付し、重複した説明を避ける。

本実施形態の偏光モジュール２００は、一枚の偏光板１と、第１の波長板２ａと、第２の波長板３ａと、カバーパネル４とを備える。これらの構成、及び、これらを接着する接着層５，６の構成は、基本的に第１の実施形態において示した偏光板１、第１の波長板２、第２の波長板３、カバーパネル４とそれぞれ同様であってよい。ただし、本実施形態では、第１の波長板２ａ及び第２の波長板３ａの外形と、第１の波長板２ａ及び第２の波長板３ａの配列とが第１の実施形態のそれらと異なる。
例えば、第１の波長板２ａ及び第２の波長板３ａは、光の出射方向（Ｚ軸方向）から見た外形が正方形とされている。また、第１の波長板２ａと第２の波長板３ａとは、偏光板１の面内方向において、互いに直交する二軸方向（図４中Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に交互に配置される。すなわち、第１の波長板２ａと第２の波長板３ａとは、いわゆる市松模様状に配列される。

このような偏光モジュール２００は、左目用の画像を表示する画素領域と、右目用の画像を表示する画素領域とが、同様に市松模様状に配列された表示パネルに取り付けられる。一つの第１の波長板２ａ及び第２の波長板３ａに対して、何個の画素を割り当てるかは、適宜設定してよく、表示パネルのそれぞれの画素領域の大きさに応じて、第１の波長板２ａ及び第２の波長板３ａのサイズが決定される。

本実施形態の偏光モジュール２００においても、全ての第１の波長板２ａと第２の波長板３ａとが一枚の偏光板１上に配置される。これにより、偏光板１のエッジ部の面積を小さくすることができるので、偏光モジュール２００の耐湿性能を向上させることができる。
また、その他の効果についても、第１の実施の形態と同様である。

３．第３の実施形態（画像表示装置の例）
図５は、第３の実施形態に係る画像表示装置３００を示す斜視図である。本実施形態の画像表示装置３００には、その画像表示部３１上に、偏光モジュール３２が配設されている。
画像表示部３１は、例えば第１の実施の形態において示した表示パネル１０（図２参照）によって構成される。例えば、画像表示部３１では、複数の走査線と、走査線に直交する方向に配設される複数の信号線の交差毎に一つの画素エリアが割り当てられる。また、一つの画素毎に、画素を駆動する例えば半導体装置が配設される。

例えば走査線は、図示しない走査線駆動回路に接続され、走査線駆動回路からのパルス電圧によって半導体装置をオン状態にする。
半導体装置がオンとされると、輝度情報に応じた映像信号が、信号駆動回路から例えばＬＥＤ等の発光素子に供給される。発光素子が、この映像信号の電流値に応じた輝度で発光することにより、画像が表示される。
また、表示パネル１０の右目用の画像を表示する画素領域及び左目用の画像を表示する画素領域における発光素子には、それぞれ右目用の画像及び左目用の画像に対応した映像信号が信号駆動回路より供給される。

偏光モジュール３２には、例えば第１の実施の形態（図１参照）において示した偏光モジュール１００、または、第２の実施の形態（図４参照）において示した偏光モジュール２００が用いられる。

偏光モジュール１００，２００は、既述のように一枚の偏光板上に全ての波長板が配置されているので、偏光板のエッジ部の面積を小さくすることができる。本実施形態の画像表示装置３００では、こうした偏光モジュール１００，２００を用いているので耐湿性能を向上させることが可能であり、高品質な立体画像を提供することができる。

以上、偏光モジュール及び画像表示装置の実施形態について説明した。本技術は上記実施形態にとらわれることなく、特許請求の範囲に記載した本技術の要旨を逸脱しない限りにおいて、考えられる種々の形態を含むものである。

また、本技術は、以下のような構成を取ることもできる。
（１）
偏光板と、
前記偏光板上に配置され、前記偏光板の偏光軸に対して、光学軸が４５度傾くように配置された複数の第１の１／４波長板と、
前記偏光板上に配置され、前記偏光板の偏光軸に対して、前記第１の１／４波長板の前記光学軸とは反対方向に光学軸が４５度傾くように配置された複数の第２の１／４波長板と、
を含む
偏光モジュール。
（２）
前記第１の波長板及び前記第２の波長板は短冊形状をなし、その短軸方向に交互に配置される
（１）に記載の偏光モジュール。
（３）
前記第１の波長板及び前記第２の波長板は、市松模様状に交互に配置される
（１）に記載の偏光モジュール。
（４）
前記第１の１／４波長板及び前記第２の１／４波長板上に配置されたカバーパネルを含む
（１）〜（３）に記載の偏光モジュール。
（５）
右目用の画像を表示する第１の画素領域と、左目用の画像を表示する第２の画素領域と、を有する表示パネルと、
前記表示パネル上に配置され、偏光板と、前記偏光板上に配置され、前記偏光板の偏光軸に対して、光学軸が４５度傾くように配置された複数の第１の１／４波長板と、前記偏光板上に配置され、前記偏光板の偏光軸に対して、前記第１の１／４波長板の前記光学軸とは反対方向に光学軸が４５度傾くように配置された複数の第２の１／４波長板と、を含み、前記偏光板の前記第１及び第２の１／４波長板側とは反対側の表面に前記表示パネルが取り付けられ、前記複数の第１の１／４波長板が、前記表示パネルの前記第１の画素領域と対向して配置され、前記複数の第２の１／４波長板が、前記表示パネルの前記第２の画素領域と対向して配置される偏光モジュールと、
を含む
画像表示装置。

１・・・偏光板、２，２ａ・・・第１の波長板、３，３ａ・・・第２の波長板、４・・・カバーパネル、５・・・接着層、６・・・接着層、１０・・・表示パネル、１１・・・画素、２１・・・偏光板、２１ａ・・・面、２２・・・第１の波長板、２３・・・第２の波長板、２４・・・カバーパネル、２５・・・接着層、２６・・・接着層、３１・・・画像表示部、３２，１００，１１０，２００，・・・偏光モジュール、３００・・・画像表示装置

Claims (5)

1. 偏光板と、
   前記偏光板上に配置され、前記偏光板の偏光軸に対して、光学軸が４５度傾くように配置された複数の第１の１／４波長板と、
   前記偏光板上に配置され、前記偏光板の偏光軸に対して、前記第１の１／４波長板の前記光学軸とは反対方向に光学軸が４５度傾くように配置された複数の第２の１／４波長板と、
   を含む
   偏光モジュール。
2. 前記第１の１／４波長板及び前記第２の１／４波長板は、長方形の主面を有し、その短辺方向に交互に配置される請求項１に記載の偏光モジュール。
3. 前記第１の１／４波長板及び前記第２の１／４波長板は、マトリクス状に交互に配置される請求項１に記載の偏光モジュール。
4. 前記複数の第１の１／４波長板及び前記複数の第２の１／４波長板上に配置されたカバーパネルを含む請求項２または３に記載の偏光モジュール。
5. 右目用の画像を表示する第１の画素領域と、左目用の画像を表示する第２の画素領域と、を有する表示パネルと、
   前記表示パネル上に配置され、偏光板と、前記偏光板上に配置され、前記偏光板の偏光軸に対して、光学軸が４５度傾くように配置された複数の第１の１／４波長板と、前記偏光板上に配置され、前記偏光板の偏光軸に対して、前記第１の１／４波長板の前記光学軸とは反対方向に光学軸が４５度傾くように配置された複数の第２の１／４波長板と、を含み、前記偏光板の前記第１及び第２の１／４波長板側とは反対側の表面に前記表示パネルが取り付けられ、前記複数の第１の１／４波長板が、前記表示パネルの前記第１の画素領域と対向して配置され、前記複数の第２の１／４波長板が、前記表示パネルの前記第２の画素領域と対向して配置される偏光モジュールと、
   を含む
   画像表示装置。