JP2014044258A - Display device - Google Patents

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Fumihiro Arakawa
川 文 裕 荒
Kohei Komizo
溝 紘 平 小
Takashi Kuroda
田 剛 志 黒
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device capable of sufficiently reducing visibility of interference colors and displaying a three-dimensional image, in a display device switchably displaying a two-dimensional image and a three-dimensional image that is visible by naked eyes.SOLUTION: A display device 10 includes: an image display unit 15 that can emit light in one polarization component for displaying a three-dimensional image and light in the other polarizing component for displaying a two-dimensional image; and an optical sheet 40 that controls an advancing direction of light depending on the polarization state. The optical sheet includes an optically anisotropic first layer 51, and a second layer 52 forming an optical interface 55 between itself and the first layer, which changes an advancing direction of light depending on the polarization state. An angle θa formed by an absorption axis AD2 of a polarizing plate 28 disposed on a side closest to an observer and a slow axis SD of the first layer satisfies the relationship of -10°<(θa)<10° or 80°<(θa)<100°.

Description

本発明は、平面画像および裸眼で視認され得る立体画像を切り換え可能に表示する表示装置に関する。   The present invention relates to a display device that displays a planar image and a stereoscopic image that can be viewed with the naked eye in a switchable manner.

例えば特許文献1に開示されているように、裸眼で観察され得る立体画像を表示する表示装置の開発が行われている。このような表示装置では、表示面上に形成される平面画像の表示と、奥行き感を有し表示面からずれた位置にも視認される立体画像の表示と、を切り換えることができるようになっている。   For example, as disclosed in Patent Document 1, a display device that displays a stereoscopic image that can be observed with the naked eye has been developed. In such a display device, it is possible to switch between the display of a planar image formed on the display surface and the display of a stereoscopic image that has a sense of depth and is also visually recognized at a position shifted from the display surface. ing.

特許文献1に開示された表示装置では、平面画像が一方の直線偏光成分により形成され、立体画像が他方の直線偏光成分で形成される。表示装置は、立体画像をなす他方の直線偏光成分の光に対してのみレンズ機能を発揮する複屈折レンズを有している。左目用の画像を形成する画素から射出された他方の直線偏光成分の光は、複屈折レンズで集光され、観察者の左目の位置に集められ、同様に、右目用の画像を形成する画素から射出された他方の直線偏光成分の光は、複屈折レンズで集光され、観察者の右目の位置に集められる。この結果、観察者は、左目で左目用の画像を観察すると同時に右目で右目用の画像を観察し、これにより、立体画像を視認することができる。   In the display device disclosed in Patent Document 1, a planar image is formed with one linearly polarized component, and a stereoscopic image is formed with the other linearly polarized component. The display device has a birefringent lens that exhibits a lens function only with respect to the light of the other linearly polarized light component forming the stereoscopic image. The light of the other linearly polarized light component emitted from the pixel that forms the image for the left eye is collected by the birefringent lens, collected at the position of the left eye of the observer, and similarly, the pixel that forms the image for the right eye The light of the other linearly polarized light component emitted from is condensed by a birefringent lens and collected at the position of the right eye of the observer. As a result, the observer can observe the image for the left eye with the left eye and simultaneously observe the image for the right eye with the right eye, whereby the stereoscopic image can be visually recognized.

複屈折レンズは、互いに隣接して配置された光学異方性層および光学等方性層を有している。そして、光学異方性層と光学等方性層との屈折率は、一方の直線偏光成分の振動方向において同一となっており、他方の直線偏光成分の振動方向において異なっている。この結果、光学異方性層と光学等方性層との界面において、他方の偏光成分の光のみが進行方向を変化させる。   The birefringent lens has an optically anisotropic layer and an optically isotropic layer disposed adjacent to each other. The refractive indexes of the optically anisotropic layer and the optically isotropic layer are the same in the vibration direction of one linearly polarized light component and are different in the vibration direction of the other linearly polarized light component. As a result, only the light of the other polarization component changes the traveling direction at the interface between the optically anisotropic layer and the optically isotropic layer.

特表2004−538529号公報JP-T-2004-538529

ところで、典型的には液晶表示装置のような、一方の直線偏光成分の光によって画像を形成する表示デバイスに、光学異方性のフィルムを重ねると、干渉色が発生してしまうことが知られている。このような干渉色対策として、光学異方性フィルムのリタデーションReを大きくし、偏光板の吸収軸と光学異方性フィルムの遅相軸とがなす角度を、45度に設置することで、干渉色を改善する提案がなされている。   By the way, it is known that when an optically anisotropic film is superimposed on a display device that typically forms an image with light of one linearly polarized light component, such as a liquid crystal display device, interference color is generated. ing. As a countermeasure against such interference colors, the retardation Re of the optically anisotropic film is increased, and the angle formed by the absorption axis of the polarizing plate and the slow axis of the optically anisotropic film is set at 45 degrees, thereby preventing interference. Proposals have been made to improve color.

一方、本件発明者らが、平面画像および裸眼で視認され得る立体画像を切り換え可能に表示する表示装置について鋭意研究を重ねたところ、このような表示装置において、従来の対策を採用し、複屈折レンズに含まれる光学異方性層のリタデーションReを大きくし、偏光板の吸収軸と、複屈折レンズの遅相軸とのなす角度を45度としたところ、干渉色は、十分に目立たないものとなったが、立体画像の表示品位が著しく低下することになった。   On the other hand, the present inventors have conducted extensive research on a display device that can switchably display a planar image and a stereoscopic image that can be visually recognized with the naked eye. When the retardation Re of the optically anisotropic layer contained in the lens is increased and the angle formed between the absorption axis of the polarizing plate and the slow axis of the birefringent lens is 45 degrees, the interference color is not sufficiently noticeable. However, the display quality of the stereoscopic image has been significantly lowered.

本発明は、このような点を考慮してなされたものであって、平面画像および裸眼で視認され得る立体画像を切り換え可能に表示する表示装置において、干渉色が十分に目立たなく、かつ、立体画像表示可能とさせることを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such points, and in a display device that displays a planar image and a stereoscopic image that can be viewed with the naked eye in a switchable manner, the interference color is not sufficiently conspicuous, and the stereoscopic image The purpose is to enable image display.

本発明による表示装置は、
平面画像および裸眼で視認され得る立体画像を切り換え可能に表示する表示装置であって、
前記立体画像を表示するための一方の偏光成分の光と、前記平面画像を表示するための他方の偏光成分の光とを射出し得る画像表示ユニットと、
前記画像表示ユニットの観察者側に配置され、光の偏光状態に応じて当該光の進行方向を制御する光学シートと、を備え、
前記画像表示ユニットは、少なくとも一以上の偏光板を含んでおり、
前記光学シートは、光学異方性の第1層と、前記第1層に積層され且つ光の偏光状態に応じて当該光の進行方向を変化させる光学界面を前記第1層との間に形成する第2層と、を有し、
前記画像表示ユニットに含まれた前記偏光板のうちの最も観察者側に配置された偏光板の吸収軸と、前記第1層の遅相軸と、によってなされる角度θaが、次の関係を満たす。
−10°<(θa)<10° 又は 80°<(θa)<100°
A display device according to the present invention comprises:
A display device that displays a planar image and a stereoscopic image that can be viewed with the naked eye in a switchable manner,
An image display unit capable of emitting light of one polarization component for displaying the stereoscopic image and light of the other polarization component for displaying the planar image;
An optical sheet disposed on the viewer side of the image display unit and controlling the traveling direction of the light according to the polarization state of the light, and
The image display unit includes at least one polarizing plate,
The optical sheet is formed between the first layer having optical anisotropy and an optical interface that is laminated on the first layer and changes a traveling direction of the light according to a polarization state of the light. And a second layer to
Of the polarizing plates included in the image display unit, the angle θa formed by the absorption axis of the polarizing plate arranged closest to the viewer and the slow axis of the first layer has the following relationship: Fulfill.
−10 ° <(θa) <10 ° or 80 ° <(θa) <100 °

本発明による表示装置において、前記画像表示ユニットに含まれた前記偏光板のうちの最も観察者側に配置された偏光板の吸収軸と、前記第1層の遅相軸と、によってなされる角度θaが、次の関係を満たすようにしてもよい。
−5°≦(θa)≦5° 又は 85°≦(θa)≦95°
In the display device according to the present invention, an angle formed by the absorption axis of the polarizing plate arranged closest to the viewer among the polarizing plates included in the image display unit and the slow axis of the first layer. θa may satisfy the following relationship.
-5 ° ≦ (θa) ≦ 5 ° or 85 ° ≦ (θa) ≦ 95 °

本発明による表示装置において、前記画像表示ユニットに含まれた前記偏光板のうちの最も観察者側に配置された偏光板の吸収軸と、前記第1層の遅相軸と、が平行であるようにしてもよい。   In the display device according to the present invention, among the polarizing plates included in the image display unit, the absorption axis of the polarizing plate arranged closest to the viewer and the slow axis of the first layer are parallel to each other. You may do it.

本発明による表示装置において、前記光学シートの前記第1層は、熱可塑性樹脂を含むようにしてもよい。   In the display device according to the present invention, the first layer of the optical sheet may include a thermoplastic resin.

本発明による表示装置において、前記第1層は、前記熱可塑性樹脂を主成分として含むようにしてもよい。   In the display device according to the present invention, the first layer may include the thermoplastic resin as a main component.

本発明による表示装置において、前記第1層は、前記熱可塑性樹脂のみからなるようにしてもよい。   In the display device according to the present invention, the first layer may be made of only the thermoplastic resin.

本発明による表示装置において、前記熱可塑性樹脂が、ポリエチレンナフタレート樹脂であるようにしてもよい。   In the display device according to the present invention, the thermoplastic resin may be a polyethylene naphthalate resin.

本発明による表示装置において、前記光学シートの前記第1層をなす材料のガラス転移温度は、100°以上であるようにしてもよい。   In the display device according to the present invention, the glass transition temperature of the material forming the first layer of the optical sheet may be 100 ° or more.

本発明による表示装置において、150℃で30分加熱しJISC2151の規定にしたがって測定された前記光学シートの寸法安定性が2%以下であるようにしてもよい。   In the display device according to the present invention, the dimensional stability of the optical sheet measured at 30 ° C. for 30 minutes and measured according to JIS C2151 may be 2% or less.

本発明による表示装置において、前記光学シートの前記第1層の面内の複屈折Δnが0.13以上であるようにしてもよい。   In the display device according to the present invention, the in-plane birefringence Δn of the optical sheet may be 0.13 or more.

本発明による表示装置において、光学シートへの法線方向に進む他方の偏光成分の光が、光学シートを透過した後に、光学シートへの前記法線方向に対して2°以下の角度をなす方向へ進むようにしてもよい。   In the display device according to the present invention, the light of the other polarization component traveling in the normal direction to the optical sheet is transmitted through the optical sheet and then forms an angle of 2 ° or less with respect to the normal direction to the optical sheet. You may make it go to.

本発明による表示装置において、前記第2層は光学等方性であるようにしてもよい。   In the display device according to the present invention, the second layer may be optically isotropic.

本発明によれば、平面画像および裸眼で視認され得る立体画像を切り換え可能に表示する表示装置において、干渉色が十分に目立たなく、かつ、立体画像表示可能とさせることができる。   According to the present invention, in a display device that displays a planar image and a stereoscopic image that can be viewed with the naked eye in a switchable manner, the interference color is not sufficiently conspicuous and a stereoscopic image can be displayed.

図1は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、表示装置を模式的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically illustrating a display device for explaining an embodiment of the present invention. 図2は、図1の表示装置で立体画像を表示する際の画像をなす光の光路を説明するための図であって、図1の表示装置の縦断面図である。2 is a view for explaining an optical path of light forming an image when a stereoscopic image is displayed on the display device of FIG. 1, and is a longitudinal sectional view of the display device of FIG. 図3は、図1の表示装置で平面画像を表示する際の画像をなす光の光路を説明するための図であって、図1の表示装置の縦断面図である。FIG. 3 is a view for explaining an optical path of light forming an image when a planar image is displayed on the display device of FIG. 1, and is a longitudinal sectional view of the display device of FIG. 図4は、第1層および第2層の面内における屈折率分布の一例を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the refractive index distribution in the plane of the first layer and the second layer. 図5は、光学シートの第1層の遅相軸の向きを説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the direction of the slow axis of the first layer of the optical sheet. 図6は、第1層および第2層の面内における屈折率分布の一変形例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a modification of the refractive index distribution in the plane of the first layer and the second layer. 図7は、第1層および第2層の面内における屈折率分布の他の変形例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another modification of the refractive index distribution in the plane of the first layer and the second layer. 図8は、第1層および第2層の面内における屈折率分布のさらに他の変形例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing still another modified example of the refractive index distribution in the planes of the first layer and the second layer. 図9は、第1層および第2層の面内における屈折率分布のさらに他の変形例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing still another modification of the refractive index distribution in the plane of the first layer and the second layer. 図10は、光学シートの製造方法の一例を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining an example of a method for manufacturing an optical sheet. 図11は、光学シートの製造方法の他の例を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining another example of the manufacturing method of the optical sheet.

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, for the sake of illustration and ease of understanding, the scale, the vertical / horizontal dimension ratio, and the like are appropriately changed and exaggerated from those of the actual product.

図1〜図5は、本発明の一実施の形態を説明するための図である。このうち、図1は、表示装置を示す斜視図である。図2および図3は、それぞれ、立体画像または平面画像を表示する際の表示装置の作用を説明するための図である。図5は、光学シートの第1層および第2層の屈折率楕円体を示す斜視図である。   1-5 is a figure for demonstrating one embodiment of this invention. Among these, FIG. 1 is a perspective view showing a display device. 2 and 3 are diagrams for explaining the operation of the display device when displaying a stereoscopic image or a planar image, respectively. FIG. 5 is a perspective view showing refractive index ellipsoids of the first layer and the second layer of the optical sheet.

本実施の形態における表示装置10は、平面画像および裸眼で視認され得る立体画像を切り換え可能に表示することができる。図1に示すように、表示装置10は、画像表示ユニット15と、画像表示ユニット15に対向して配置された光学シート40と、を有している。画像表示ユニット15は、立体画像を表示するための一方の直線偏光成分の光と、平面画像を表示するための他方の直線偏光成分の光と、を射出するように構成されている。光学シート40は、光の偏光状態に応じて当該光の進行方向を制御するようになっている。より具体的には、光学シート40は、立体画像を表示するための一方の直線偏光成分の光の進行方向を制御し、一方の直線偏光成分の振動方向と直交する方向に振動する他方の直線偏光成分の光の進行方向を維持する。   Display device 10 in the present embodiment can switchably display a planar image and a stereoscopic image that can be viewed with the naked eye. As illustrated in FIG. 1, the display device 10 includes an image display unit 15 and an optical sheet 40 disposed to face the image display unit 15. The image display unit 15 is configured to emit one linearly polarized light component for displaying a stereoscopic image and the other linearly polarized light component for displaying a planar image. The optical sheet 40 controls the traveling direction of the light according to the polarization state of the light. More specifically, the optical sheet 40 controls the traveling direction of light of one linearly polarized component for displaying a stereoscopic image, and the other straight line that vibrates in a direction orthogonal to the vibration direction of the one linearly polarized component. The traveling direction of the light of the polarization component is maintained.

ここで、平面画像とは、表示面10a上に二次元的に観察される画像であり、一方、立体画像とは、表示面10aとは異なる位置にも観察される奥行きを持った画像である。そして、ここで説明する表示装置10では、両眼視差と運動視差とを利用して立体画像を表示することができるようになっている。図2に示すように、立体画像を表示する場合、画像表示ユニット15の画像形成装置20の各画素21が、観察者の左目または右目が位置するようになると想定された複数の位置に割り振られる。同一の位置に割り振られた複数の画素21が、当該割り振られた位置で観察されるべき画像を形成する。一方、光学シート40は、各画素21から射出される光が、観察者の左目または右目が位置するようになると想定された複数の位置のうちの当該画素21が割り振られた位置に向かうよう、光路を制御する。この結果、観察者の右目および左目には異なる画像が観察され、観察者は画像を立体的に認識する。また、観察方向を変化させると、観察位置に応じた立体画像を観察することができる。   Here, the planar image is an image that is observed two-dimensionally on the display surface 10a, while the three-dimensional image is an image that has a depth that is also observed at a position different from the display surface 10a. . And in the display apparatus 10 demonstrated here, a stereo image can be displayed using a binocular parallax and a motion parallax. As shown in FIG. 2, when a stereoscopic image is displayed, each pixel 21 of the image forming apparatus 20 of the image display unit 15 is allocated to a plurality of positions assumed to be where the left eye or right eye of the observer is located. . A plurality of pixels 21 allocated at the same position forms an image to be observed at the allocated position. On the other hand, the optical sheet 40 is directed so that the light emitted from each pixel 21 is directed to the position where the pixel 21 is allocated among a plurality of positions where the left eye or the right eye of the observer is supposed to be located. Control the optical path. As a result, different images are observed in the right eye and left eye of the observer, and the observer recognizes the image three-dimensionally. Further, when the observation direction is changed, a stereoscopic image corresponding to the observation position can be observed.

以下、各構成要素についてさらに詳述する。なお、以下の説明においては、立体画像を形成する一方の直線偏光成分を、光学シート40のシート面と平行なx軸方向(図1参照)に振動する第1偏光成分とする。平面画像を形成する他方の直線偏光成分を、x軸方向と直交し且つ光学シート40のシート面と平行なy軸方向(図1参照)に振動する第2偏光成分とする。   Hereinafter, each component will be further described in detail. In the following description, one linearly polarized light component that forms a stereoscopic image is a first polarized light component that vibrates in the x-axis direction (see FIG. 1) parallel to the sheet surface of the optical sheet 40. The other linearly polarized light component that forms the planar image is a second polarized light component that vibrates in the y-axis direction (see FIG. 1) perpendicular to the x-axis direction and parallel to the sheet surface of the optical sheet 40.

なお、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「フィルム」はシートや板と呼ばれ得るような部材も含む概念であり、したがって、「光学シート」は、「光学フィルム」や「光学板」と呼ばれる部材と呼称の違いのみにおいて区別され得ない。   In the present specification, the terms “sheet”, “film”, and “plate” are not distinguished from each other only based on the difference in names. For example, “film” is a concept that includes members that can be referred to as sheets and plates. Therefore, “optical sheet” is distinguished only from the members that are referred to as “optical films” and “optical plates”. I don't get it.

また、「シート面(フィルム面、板面、パネル面)」とは、対象となるシート状(フィルム状、板状、パネル状)の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材(フィルム状部材、板状部材、パネル状部材)の平面方向と一致する面のことを指す。本実施の形態においては、画像形成装置20の画像形成面20a、液晶表示パネル25のパネル面、偏光制御装置30のパネル面、光学シート40のシート面、および、表示装置10の表示面10aは平行となっている。また、正面方向とは、光学シート40のシート面への法線方向のことを指す。   The “sheet surface (film surface, plate surface, panel surface)” is a target when the target sheet-like (film shape, plate shape, panel shape) member is viewed as a whole and globally. It refers to the surface that matches the planar direction of the sheet-like member (film-like member, plate-like member, panel-like member). In the present embodiment, the image forming surface 20a of the image forming device 20, the panel surface of the liquid crystal display panel 25, the panel surface of the polarization control device 30, the sheet surface of the optical sheet 40, and the display surface 10a of the display device 10 are as follows. It is parallel. Further, the front direction refers to the normal direction to the sheet surface of the optical sheet 40.

さらに、本件明細書において用いる形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「平行」、「直交」等の用語は、厳密な意味に縛られることなく、同様の光学的機能を期待し得る程度の誤差範囲を含めて解釈することとする。   Furthermore, terms specifying the shape and geometric conditions used in the present specification, for example, terms such as “parallel” and “orthogonal” can be expected to have the same optical function without being bound to a strict meaning. Interpretation will be made including a margin of error.

まず、画像表示ユニット15は、画像形成装置20と、画像形成装置20からの光を透過させる偏光制御装置30と、を有している。偏光制御装置30は、画像形成装置20と光学シート40との間に配置されている。画像形成装置20は、画像形成面20aと平行な面内に配列された多数の画素21を含んでいる。図示された例では、多数の画素21は、ストライプ配列されている。以下では、画像形成装置20が、第1偏光成分の光によって画像を形成する例について説明する。この例では、偏光制御装置30は、画像形成装置20から投射された光の偏光状態を、立体画像を表示する場合に第1偏光成分に維持し、平面画像を表示する場合に第2偏光状態に変換する。ただし、この例に限られず、画像形成装置20が第2偏光成分の光を射出し、偏光制御装置30が、立体画像を表示する場合に画像形成装置20から投射された光の偏光状態を第1偏光成分に変換し且つ平面画像を表示する場合に第2偏光状態に維持するようにしてもよい。   First, the image display unit 15 includes an image forming apparatus 20 and a polarization controller 30 that transmits light from the image forming apparatus 20. The polarization controller 30 is disposed between the image forming apparatus 20 and the optical sheet 40. The image forming apparatus 20 includes a large number of pixels 21 arranged in a plane parallel to the image forming surface 20a. In the illustrated example, the large number of pixels 21 are arranged in stripes. Hereinafter, an example in which the image forming apparatus 20 forms an image with light of the first polarization component will be described. In this example, the polarization control device 30 maintains the polarization state of the light projected from the image forming device 20 as the first polarization component when displaying a stereoscopic image, and the second polarization state when displaying a planar image. Convert to However, the present invention is not limited to this example, and when the image forming apparatus 20 emits light of the second polarization component and the polarization control apparatus 30 displays a stereoscopic image, the polarization state of the light projected from the image forming apparatus 20 is changed to the first. When converting to one polarization component and displaying a planar image, the second polarization state may be maintained.

図示された例において、画像形成装置20は、液晶表示装置として形成されている。すなわち、画像形成装置20は、液晶表示パネル25と、液晶表示パネル25の背面に配置されたバックライト24と、を有している。バックライト24は、エッジライト型や直下型等の既知の構成を採用して形成され得る。   In the illustrated example, the image forming apparatus 20 is formed as a liquid crystal display device. That is, the image forming apparatus 20 includes a liquid crystal display panel 25 and a backlight 24 disposed on the back surface of the liquid crystal display panel 25. The backlight 24 may be formed using a known configuration such as an edge light type or a direct type.

一方、液晶表示パネル25は、一対の偏光板26,28と、一対の偏光板26,28間に配置された液晶セル27と、を有している。偏光板26,28は、入射した光を直交する二つの偏光成分に分解し、一方の方向に振動する直線偏光成分を透過させ、前記一方の方向に直交する他方の方向に振動する直線偏光成分を吸収する機能を有した偏光子を有している。偏光板26,28は、互いに直交する透過軸および吸収軸を画成し、吸収軸と平行な方向に振動する直線偏光成分の光を吸収し、透過軸と平行な方向に振動する直線偏光成分の光を透過させる、といった性質を有している。ここで説明する一具体例では、バックライト24側に配置された下偏光板26は、x軸方向と平行な方向に吸収軸AD1を画成するともにy軸方向と平行な方向に透過軸を画成し、結果として、第2偏光成分の光を透過させる。一方、偏光制御装置30側に配置された上偏光板28は、y軸方向と平行な方向に吸収軸AD2を画成するとともにx軸方向と平行な方向に透過軸を画成し、結果として、第1偏光成分の光を透過させる。   On the other hand, the liquid crystal display panel 25 includes a pair of polarizing plates 26 and 28 and a liquid crystal cell 27 disposed between the pair of polarizing plates 26 and 28. The polarizing plates 26 and 28 decompose incident light into two orthogonal polarization components, transmit a linear polarization component that vibrates in one direction, and transmit a linear polarization component that vibrates in the other direction perpendicular to the one direction. A polarizer having a function of absorbing light. The polarizing plates 26 and 28 define a transmission axis and an absorption axis that are orthogonal to each other, absorb light of a linearly polarized component that oscillates in a direction parallel to the absorption axis, and oscillate in a direction parallel to the transmission axis. It has the property of transmitting the light. In one specific example described here, the lower polarizing plate 26 disposed on the backlight 24 side defines an absorption axis AD1 in a direction parallel to the x-axis direction and a transmission axis in a direction parallel to the y-axis direction. As a result, the light of the second polarization component is transmitted. On the other hand, the upper polarizing plate 28 disposed on the polarization controller 30 side defines the absorption axis AD2 in a direction parallel to the y-axis direction and the transmission axis in a direction parallel to the x-axis direction. The light of the first polarization component is transmitted.

液晶セル27は、一対の支持板と、一対の支持板間に配置された液晶分子(液晶材料)と、を有している。液晶セル27は、一つの画素を形成する領域毎に、電界印加がなされ得るようになっている。そして、電界印加された液晶セル27の液晶の配向は変化するようになる。下偏光板26を透過した第2偏光成分の光は、一例として、電界印加されていない液晶セル27を通過する際にその振動方向を90°回転させ、電界印加されている液晶セル27を通過する際にその偏光状態を維持する。このため、液晶セル27への電界印加の有無によって、下偏光板26を透過した第2偏光成分の光が、下偏光板26の出光側に配置された上偏光板28をさらに透過するか、あるいは、上偏光板28で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。このようにして、上偏光板28を選択的に透過した各画素21からの第1偏光成分の光によって画像が形成される。   The liquid crystal cell 27 has a pair of support plates and liquid crystal molecules (liquid crystal material) disposed between the pair of support plates. The liquid crystal cell 27 can be applied with an electric field for each region where one pixel is formed. Then, the orientation of the liquid crystal in the liquid crystal cell 27 applied with an electric field changes. As an example, when the light of the second polarization component transmitted through the lower polarizing plate 26 passes through a liquid crystal cell 27 to which an electric field is not applied, its vibration direction is rotated by 90 ° and passes through the liquid crystal cell 27 to which an electric field is applied. The polarization state is maintained. For this reason, depending on whether or not an electric field is applied to the liquid crystal cell 27, whether the light of the second polarization component transmitted through the lower polarizing plate 26 further passes through the upper polarizing plate 28 disposed on the light output side of the lower polarizing plate 26, Alternatively, it is possible to control whether the light is absorbed and blocked by the upper polarizing plate 28. In this manner, an image is formed by the light of the first polarization component from each pixel 21 selectively transmitted through the upper polarizing plate 28.

次に、偏光制御装置30について説明する。偏光制御装置30は、基本構成として、第1電極34および第2電極36と、第1電極34および第2電極36に配置された媒質層35と、を有している。媒質層35は、一対の電極34,36間において電圧を印加されることにより、屈折率の異方性を生じさせる。図示された例では、第1電極34、媒質層35および第2電極36は、第1支持フィルム33および第2支持フィルム37の間に配置されている。第1電極34、媒質層35および第2電極36は、一対の支持フィルム33,37によって支持および保護されている。以下では、媒質層が、液晶層35として構成された例について説明する。   Next, the polarization controller 30 will be described. As a basic configuration, the polarization controller 30 includes a first electrode 34 and a second electrode 36, and a medium layer 35 disposed on the first electrode 34 and the second electrode 36. The medium layer 35 generates anisotropy of the refractive index when a voltage is applied between the pair of electrodes 34 and 36. In the illustrated example, the first electrode 34, the medium layer 35, and the second electrode 36 are disposed between the first support film 33 and the second support film 37. The first electrode 34, the medium layer 35, and the second electrode 36 are supported and protected by a pair of support films 33 and 37. Hereinafter, an example in which the medium layer is configured as the liquid crystal layer 35 will be described.

一対の電極34,36および液晶層35は、画像形成装置20の画像形成面20aの全領域に対面する広さを有している。図2および図3に示すように、液晶層35は、液晶分子31を含んだ層として構成されている。一対の電極34,36は、図示しない電圧印加手段に電気的に接続されている。なお、一対の電極34,36は、スペーサー(図示せず)等によって、所定の間隔に保たれている。   The pair of electrodes 34 and 36 and the liquid crystal layer 35 are wide enough to face the entire region of the image forming surface 20 a of the image forming apparatus 20. As shown in FIGS. 2 and 3, the liquid crystal layer 35 is configured as a layer including liquid crystal molecules 31. The pair of electrodes 34 and 36 are electrically connected to a voltage applying means (not shown). The pair of electrodes 34 and 36 is kept at a predetermined interval by a spacer (not shown) or the like.

液晶層35に含まれる液晶分子31が、典型例としてTN型の液晶分子である場合、一対の電極34,36間に電圧を印加すると、図2に示すように、液晶分子31は配向される。この場合、画像形成装置20からの光の偏光状態は、第1偏光成分のままに維持される。一方、一対の電極34,36間に電圧が印加されていない場合、図3に示すように、液晶分子31はツイスト状に90°旋回する。この場合、画像形成装置20からの光の偏光状態は、振動方向がx軸方向からy軸方向に変換される、すなわち、第1偏光成分から第2偏光成分に変換される。   When the liquid crystal molecules 31 included in the liquid crystal layer 35 are TN type liquid crystal molecules as a typical example, when a voltage is applied between the pair of electrodes 34 and 36, the liquid crystal molecules 31 are aligned as shown in FIG. . In this case, the polarization state of the light from the image forming apparatus 20 is maintained as the first polarization component. On the other hand, when no voltage is applied between the pair of electrodes 34 and 36, as shown in FIG. 3, the liquid crystal molecules 31 rotate 90 ° in a twisted manner. In this case, the polarization state of the light from the image forming apparatus 20 is converted from the vibration direction from the x-axis direction to the y-axis direction, that is, from the first polarization component to the second polarization component.

ただし、以上における画像表示ユニット15、画像形成装置20および偏光制御装置30の説明は、一具体例に過ぎず、既知の手段を用いることができる。   However, the description of the image display unit 15, the image forming apparatus 20, and the polarization control apparatus 30 described above is merely a specific example, and known means can be used.

次に、光学シート40について説明する。図1に示すように、光学シート40は、第1層51と、第1層51に隣接して設けられた第2層52と、を有している。また、図示された例では、光学シート40は、第2層52上に設けられたフィルム層43を、さらに有している。   Next, the optical sheet 40 will be described. As shown in FIG. 1, the optical sheet 40 includes a first layer 51 and a second layer 52 provided adjacent to the first layer 51. In the illustrated example, the optical sheet 40 further includes a film layer 43 provided on the second layer 52.

フィルム層43は、単一の層、または、複数の積層された層として形成される。フィルム層43は、特定の機能を発揮することを期待された層であって、表示装置10の最出光側面、すなわち表示装置10の表示面10aを形成している。フィルム層43は、一例として、反射防止機能を有した反射防止層(AR層)、防眩機能を有した防眩層(AG層)、耐擦傷性を有したハードコート層(HC層)、帯電防止機能を有した帯電防止層(AS層)等の一以上を含むように構成され得る。   The film layer 43 is formed as a single layer or a plurality of stacked layers. The film layer 43 is a layer expected to exhibit a specific function, and forms the outermost light emitting side surface of the display device 10, that is, the display surface 10 a of the display device 10. As an example, the film layer 43 includes an antireflection layer (AR layer) having an antireflection function, an antiglare layer (AG layer) having an antiglare function, a hard coat layer (HC layer) having scratch resistance, It may be configured to include one or more antistatic layers (AS layers) having an antistatic function.

第1層51と第2層52との間の境界面は、凹凸面として形成されている。この境界面は、少なくとも第1偏光成分の光の進行方向を変化させる光学界面55をなしている。図示された例では、第1層51と第2層52との境界をなす光学界面55は、複数の単位光学界面55aを含んだ面として構成されている。図1に示すように、単位光学界面55aは、ある配列方向に沿って配列されている。各単位光学界面55aは、当該配列方向と非平行な方向に延びている。とりわけ図示された例では、単位光学界面55aはx軸方向に隙間無く配列され、各単位光学界面55aはy軸方向に直線状に延びている。一つの単位光学界面55aは、y軸方向に沿った各位置で同一の形状を有している。また、複数の単位光学界面55aは、互いに同一に構成されている。   The boundary surface between the first layer 51 and the second layer 52 is formed as an uneven surface. This boundary surface forms an optical interface 55 that changes the traveling direction of light of at least the first polarization component. In the illustrated example, the optical interface 55 that forms the boundary between the first layer 51 and the second layer 52 is configured as a surface including a plurality of unit optical interfaces 55a. As shown in FIG. 1, the unit optical interfaces 55a are arranged along a certain arrangement direction. Each unit optical interface 55a extends in a direction non-parallel to the arrangement direction. In particular, in the illustrated example, the unit optical interfaces 55a are arranged without gaps in the x-axis direction, and each unit optical interface 55a extends linearly in the y-axis direction. One unit optical interface 55a has the same shape at each position along the y-axis direction. The plurality of unit optical interfaces 55a are configured identically to each other.

この単位光学界面55aは、上述したように、各画素21から射出される光が予め定められた位置に向かうよう、適宜設計される。図示された例では、正面方向および単位光学界面55aの配列方向の両方に平行な断面において、単位光学界面55aは凸レンズ状の輪郭を有し、各画素21からの発散光束LF1(図2)を予め設定された位置に集光させる。複数の単位光学界面55aの集合体としての光学界面55は、レンチキュラーレンズを形成している。   As described above, the unit optical interface 55a is appropriately designed so that the light emitted from each pixel 21 is directed to a predetermined position. In the illustrated example, the unit optical interface 55a has a convex lens-like contour in a cross section parallel to both the front direction and the arrangement direction of the unit optical interfaces 55a, and the divergent light beam LF1 (FIG. 2) from each pixel 21 is obtained. The light is condensed at a preset position. The optical interface 55 as an aggregate of a plurality of unit optical interfaces 55a forms a lenticular lens.

ただし、図示された単位光学界面55aおよび光学界面55は、単なる例示に過ぎず、種々の変更が可能である。例えば、単位光学界面55aの断面輪郭を適宜変更することが可能である。また、複数の単位光学界面55aが互いに異なる形状を有するようにしてもよい。一例として、光学界面55が、フレネルレンズを構成するようにしてもよい。さらに、単位光学界面55aが一次元配列された細長状の要素からなる例を示したがこれに限られず、単位光学界面55aが二次元配列されるようにしてもよい。   However, the illustrated unit optical interface 55a and the optical interface 55 are merely examples, and various modifications can be made. For example, the cross-sectional contour of the unit optical interface 55a can be changed as appropriate. The plurality of unit optical interfaces 55a may have different shapes. As an example, the optical interface 55 may constitute a Fresnel lens. Further, although the example in which the unit optical interface 55a is composed of elongated elements arranged one-dimensionally is shown, the present invention is not limited to this, and the unit optical interface 55a may be arranged two-dimensionally.

次に、第1層51および第2層52の屈折率について説明する。第1層51は、光学異方性であり、少なくとも面内における複屈折性を有している。すなわち、第1層51のx軸方向での屈折率n1xは、第1層51のy軸方向での屈折率n1yとは異なる値となっている。加えて、ここで説明する光学シート40では、第1層51のx軸方向での屈折率n1x、第2層52のx軸方向での屈折率n2x、第1層51のy軸方向での屈折率n1y、および、第2層52のy軸方向での屈折率n2yが、次の関係を満たす。
|n1x−n2x|≠|n1y−n2y
これにより、光学シート40は、x軸方向に振動する第1偏光成分の光とy軸方向に振動する第2偏光成分の光とに対して、異なる光学機能を発揮するようになる。より具体的に説明すると、互いに同一方向に進む第1偏光成分の光および第2偏光成分の光は、光学シート40の光学界面55を通過すると、異なる方向へ進むようになる。
Next, the refractive indexes of the first layer 51 and the second layer 52 will be described. The first layer 51 is optically anisotropic and has at least in-plane birefringence. That is, the refractive index n 1x of the first layer 51 in the x-axis direction is different from the refractive index n 1y of the first layer 51 in the y-axis direction. In addition, the optical sheet 40 will be described herein, the refractive index in the x-axis direction of the first layer 51 n 1x, the refractive index in the x-axis direction of the second layer 52 n 2x, y-axis direction of the first layer 51 refractive index n 1y in, and the refractive index of the y-axis direction of the second layer 52 n 2y satisfies the following relationship.
| N 1x −n 2x | ≠ | n 1y −n 2y |
Accordingly, the optical sheet 40 exhibits different optical functions for the light of the first polarization component that vibrates in the x-axis direction and the light of the second polarization component that vibrates in the y-axis direction. More specifically, when the light of the first polarization component and the light of the second polarization component traveling in the same direction pass through the optical interface 55 of the optical sheet 40, the light travels in different directions.

とりわけここで説明する例においては、次の関係が満たされるようになっている。
|n1x−n2x|>|n1y−n2y|=0
この場合、光学シート40の光学界面55は、y軸方向に振動する第2偏光成分の光に対して、もはや屈折率差を有した光学的な界面をなさない。したがって、第1偏光成分の光は、光学シート40の光学界面55から光学機能(例えば、レンズ機能)を及ぼされるが、第2偏光成分の光は、光学シート40の光学界面55を通過する際に、その進行方向を変化させることはない。なお本明細書において、屈折率の値は、小数第3位を四捨五入して小数第2位までの数値として取り扱うこととする。
In particular, in the example described here, the following relationship is satisfied.
| N 1x −n 2x |> | n 1y −n 2y | = 0
In this case, the optical interface 55 of the optical sheet 40 no longer forms an optical interface having a refractive index difference with respect to the light of the second polarization component that vibrates in the y-axis direction. Accordingly, the light of the first polarization component is subjected to an optical function (for example, a lens function) from the optical interface 55 of the optical sheet 40, but the light of the second polarization component passes through the optical interface 55 of the optical sheet 40. The direction of travel is not changed. In this specification, the value of the refractive index is handled as a numerical value up to the second decimal place by rounding off the third decimal place.

ただし、平面画像および裸眼で視認され得る立体画像を切り換え可能に表示する表示装置への適用においては、|n1y−n2y|=0とすることは実用上における必須の条件ではなく、|n1x−n2x|>|n1y−n2y|且つ|n1y−n2y|≦0.02が満たされれば十分である。この場合、第2偏光成分の光が、ゴーストやクロストークといった不具合が生じる程度に、光学シート40の光学界面55にてその進行方向を変化させることはない。 However, in application to a display device that displays a planar image and a stereoscopic image that can be viewed with the naked eye in a switchable manner, setting | n 1y −n 2y | = 0 is not an essential condition for practical use. It is sufficient that 1x −n 2x |> | n 1y −n 2y | and | n 1y −n 2y | ≦ 0.02. In this case, the traveling direction of the light of the second polarization component is not changed at the optical interface 55 of the optical sheet 40 to such an extent that troubles such as ghost and crosstalk occur.

また、平面画像および裸眼で視認され得る立体画像を切り換え可能に表示する表示装置への適用においては、第2偏光成分の光に及ぼされる光学作用の程度は、|n1y−n2y|の大きさのみだけでなく、後に詳述する光学シート40の光学界面55の形状等のその他の構成からも影響を受ける。このような観点から、光学シート40のシート面へ直交する方向(すなわち、正面方向)へ進むy軸方向に振動する偏光成分(第2偏光成分)の光が、光学シート40を透過した後に、正面方向に対して2°以下の角度をなす方向へ進むように、光学シート40が構成されていてもよい。この場合、不具合、例えば平面画像を表示した際におけるゴーストの発生等による画質劣化、を及ぼし得るような光学作用が、光学シート40を透過する第2偏光成分の光に及ぼされることを効果的に防止することができる。 Further, in application to a display device that displays a planar image and a stereoscopic image that can be viewed with the naked eye in a switchable manner, the degree of optical action exerted on the light of the second polarization component is as large as | n 1y −n 2y |. Not only this, but also other configurations such as the shape of the optical interface 55 of the optical sheet 40 which will be described in detail later are affected. From such a viewpoint, after the light of the polarization component (second polarization component) oscillating in the y-axis direction traveling in the direction orthogonal to the sheet surface of the optical sheet 40 (ie, the front direction) is transmitted through the optical sheet 40, The optical sheet 40 may be configured to proceed in a direction that forms an angle of 2 ° or less with respect to the front direction. In this case, it is effective that an optical action that may cause defects, for example, image quality deterioration due to generation of a ghost when displaying a planar image, is exerted on the light of the second polarization component transmitted through the optical sheet 40. Can be prevented.

図4は、第1層51および第2層52の各方向での屈折率分布を示す屈折率楕円体の一例が示されている。この例では、
(n1x−n2x)>|n1y−n2y|=0
なる関係が満たされている。第1層51のx軸方向での屈折率n1xは、第1層51のy軸方向での屈折率n1yよりも大きな値となっている。また、図4に示された例において、第2層52は、光学等方性の層として形成されている。すなわち、第2層52のx軸方向での屈折率n2xは、第2層52のy軸方向での屈折率n2yと等しい。したがって、第1層51のx軸方向での屈折率n1xは、第2層51のx軸方向での屈折率n2xよりも大きな値となっている。この結果、図1に示された光学界面55は、凸レンズと同様のレンズ機能を発揮することができる。
FIG. 4 shows an example of a refractive index ellipsoid showing a refractive index distribution in each direction of the first layer 51 and the second layer 52. In this example,
(N 1x −n 2x )> | n 1y −n 2y | = 0
The relationship is satisfied. The refractive index n 1x of the first layer 51 in the x-axis direction is larger than the refractive index n 1y of the first layer 51 in the y-axis direction. In the example shown in FIG. 4, the second layer 52 is formed as an optically isotropic layer. That is, the refractive index n 2x of the second layer 52 in the x-axis direction is equal to the refractive index n 2y of the second layer 52 in the y-axis direction. Accordingly, the refractive index n 1x of the first layer 51 in the x-axis direction is larger than the refractive index n 2x of the second layer 51 in the x-axis direction. As a result, the optical interface 55 shown in FIG. 1 can exhibit the same lens function as a convex lens.

ところで、図4に示された例では、第1層51の面内において屈折率が最大となる遅相軸SDの方向が、x軸方向と一致しており、第1層51の面内において屈折率が最小となる進相軸の方向が、y軸方向と一致している。且つ、第1層51の面内におけるy軸方向(進相軸方向)の屈折率n2xと第2層52の面内におけるy軸方向の屈折率n2yとを一致させるよう構成されている。したがって、y軸方向における第1層51と第2層52との間での屈折率差を0にしながら、x軸方向における第1層51と第2層52との間での屈折率差を大きく設定することができる。なお、家庭用の表示装置への適用においては、容易に製造可能な形状で光学界面55を作製することを条件とすると、第1層51の複屈折率Δn(=n1x−n1y)が0.13以上であることが好ましい。一方、後述するように延伸によって第1層51の光学異方性を付与する場合には、延伸工程での面内均一性等を考慮して、第1層51の複屈折率Δnを0.22以下とすることが好ましい。 By the way, in the example shown in FIG. 4, the direction of the slow axis SD where the refractive index is maximum in the plane of the first layer 51 coincides with the x-axis direction, and in the plane of the first layer 51. The direction of the fast axis that minimizes the refractive index coincides with the y-axis direction. In addition, the refractive index n 2x in the y-axis direction (fast axis direction) in the plane of the first layer 51 and the refractive index n 2y in the y-axis direction in the plane of the second layer 52 are made to coincide. . Therefore, the refractive index difference between the first layer 51 and the second layer 52 in the x-axis direction is set to 0 while the refractive index difference between the first layer 51 and the second layer 52 in the y-axis direction is set to zero. Can be set large. In addition, in application to a home display device, the birefringence index Δn (= n 1x −n 1y ) of the first layer 51 is set on condition that the optical interface 55 is manufactured in a shape that can be easily manufactured. It is preferable that it is 0.13 or more. On the other hand, when the optical anisotropy of the first layer 51 is imparted by stretching as will be described later, the birefringence Δn of the first layer 51 is set to 0. 0 in consideration of the in-plane uniformity in the stretching step. It is preferable to make it 22 or less.

また、後に詳述するように、第1層51の遅相軸SDが、画像表示ユニット15に含まれた偏光板26,28のうちの最も観察者側に配置された最観察者側偏光板28の吸収軸AD2と、平行または直交となっていることが、干渉色発生防止かつ、立体表示においても非常に好ましい。ただし、第1層51の遅相軸SDが、画像表示ユニット15に含まれた偏光板26,28のうちの最も観察者側に配置された最観察者側偏光板28の吸収軸AD2と、平行または直交となっていることは必須ではなく、図5に示すように、第1層51の遅相軸SDが、画像表示ユニット15に含まれた偏光板26,28のうちの最も観察者側に配置された最観察者側偏光板28の吸収軸AD2に対して傾斜していてもよい。   Further, as will be described in detail later, the slowest axis SD of the first layer 51 is arranged on the most observer side among the polarizers 26 and 28 included in the image display unit 15. It is very preferable to be parallel or orthogonal to the 28 absorption axes AD2 and to prevent generation of interference colors and also in stereoscopic display. However, the slow axis SD of the first layer 51 has the absorption axis AD2 of the most-observer-side polarizing plate 28 arranged on the most observer side among the polarizing plates 26, 28 included in the image display unit 15, and It is not essential to be parallel or orthogonal. As shown in FIG. 5, the slow axis SD of the first layer 51 is the most observer among the polarizing plates 26 and 28 included in the image display unit 15. It may be inclined with respect to the absorption axis AD2 of the most-observer side polarizing plate 28 disposed on the side.

図5は、光学シート40に含まれる第1層51の遅相軸方向SDと、画像表示ユニット15に含まれた偏光板26,28のうちの最も観察者側に配置された最観察者側偏光板28の吸収軸AD2と、の関係を、表示装置10の表示面10aへの法線方向からの視野にて、示している。図5に示された例において、第1層51の面内における屈折率が最も大きくなる遅相軸方向SDは、第1偏光成分の振動方向であるx軸方向から傾斜し、第1層51の面内における屈折率が最も小さくなる進相軸方向FDは、第2偏光成分の振動方向であるy軸方向から傾斜している。したがって、x軸方向における第1層51の面内の屈折率n1xは、遅相軸方向SDにおける第1層51の屈折率na1よりも小さくなっている。また、y軸方向における第1層51の面内の屈折率n1yは、進相軸方向FDにおける第1層51の屈折率nb1よりも大きくなっている。 FIG. 5 shows the slow axis direction SD of the first layer 51 included in the optical sheet 40 and the most observer side arranged on the most observer side of the polarizing plates 26 and 28 included in the image display unit 15. The relationship with the absorption axis AD2 of the polarizing plate 28 is shown in the visual field from the normal direction to the display surface 10a of the display device 10. In the example shown in FIG. 5, the slow axis direction SD in which the in-plane refractive index of the first layer 51 is the largest is inclined from the x-axis direction that is the vibration direction of the first polarization component, and the first layer 51 The fast axis direction FD in which the in-plane refractive index is the smallest is tilted from the y-axis direction, which is the vibration direction of the second polarization component. Accordingly, the refractive index n 1x in the plane of the first layer 51 in the x-axis direction is smaller than the refractive index n a1 of the first layer 51 in the slow axis direction SD. Further, the in-plane refractive index n 1y of the first layer 51 in the y-axis direction is larger than the refractive index nb 1 of the first layer 51 in the fast axis direction FD.

本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、表示装置10の表示面10aへの法線方向からの観察において、第1層51の遅相軸SDと、画像表示ユニット15に含まれた偏光板26,28のうちの最も観察者側に配置された最観察者側偏光板28の吸収軸AD2と、によってなされる角度θa(図4参照)が、次の式(a)または式(b)を満たすことが、表示面10aへ干渉色発生防止かつ、立体表示を可能とする上で有効であることが確認された。
−10°<(θa)<10° ・・・式(a)
80°<(θa)<100° ・・・式(b)
さらに、本件発明者らの確認では、表示面10aへの法線方向からの観察において第1層51の遅相軸SDと最観察者側偏光板28の吸収軸AD2とによってなされる角度θaが、次の式(c)または式(d)を満たす場合、テレビ受像機としての表示装置10によって表示される画像を通常の注意力で観察する際に、映像を十分に立体的に観察することが可能となり、且つ、表示面10a上への干渉色発生に気付くことはなかった。
−5°<(θa)<5° ・・・式(c)
85°<(θa)<95° ・・・式(d)
As a result of extensive research by the present inventors, the slow axis SD of the first layer 51 and the polarizing plate included in the image display unit 15 in the observation from the normal direction to the display surface 10a of the display device 10 are obtained. The angle θa (see FIG. 4) formed by the absorption axis AD2 of the most-observer-side polarizing plate 28 disposed on the most-observer side of the numerals 26 and 28 is expressed by the following formula (a) or formula (b). It has been confirmed that satisfying the above conditions is effective in preventing generation of interference colors on the display surface 10a and enabling stereoscopic display.
−10 ° <(θa) <10 ° Formula (a)
80 ° <(θa) <100 ° Formula (b)
Further, according to the present inventors' confirmation, the angle θa formed by the slow axis SD of the first layer 51 and the absorption axis AD2 of the most observer side polarizing plate 28 in the observation from the normal direction to the display surface 10a is When the following equation (c) or equation (d) is satisfied, when the image displayed by the display device 10 as a television receiver is observed with normal attention, the image should be sufficiently stereoscopically observed. In addition, the generation of interference color on the display surface 10a was not noticed.
−5 ° <(θa) <5 ° Formula (c)
85 ° <(θa) <95 ° Formula (d)

なお、第1層51と第2層52の屈折率は、レンズ形状があると直接測定することが難しいので、各々レンズ成型条件と同じ条件でサンプルをシート状に作成し、裏面の反射をキャンセルする為に黒テープを裏面に貼って、日本分光(株)製「V−7100 2軸偏光フィルム測定装置VAP−7070D」を用い表面反射率から算出した屈折率を値とすることができる。また、第1層51および第2層52の屈折率は、王子計測機器製「KOBRA−WR」、日本分光(株)製「エリプソメーター M150」、或いは、アッベ屈折率計(アタゴ社製 NAR−4T)を用いて測定された値とすることができる。   Note that the refractive index of the first layer 51 and the second layer 52 is difficult to directly measure if there is a lens shape, so each sample is made into a sheet shape under the same conditions as the lens molding conditions, and reflection on the back surface is cancelled. In order to do this, a black tape is stuck on the back surface, and the refractive index calculated from the surface reflectance using “V-7100 biaxial polarizing film measuring device VAP-7070D” manufactured by JASCO Corporation can be used as the value. In addition, the refractive index of the first layer 51 and the second layer 52 is “KOBRA-WR” manufactured by Oji Scientific Instruments, “Ellipsometer M150” manufactured by JASCO Corporation, or Abbe refractometer (NAR- manufactured by Atago Co., Ltd.). 4T) can be used as the measured value.

このような光学シート40は、次のようにして製造され得る。まず、図10に示すように、熱可塑性樹脂を用いて樹脂フィルム71を作製する。その後、樹脂フィルム71を延伸して、延伸された樹脂フィルム71からなる第1層51を作製する。その後、第1層51上に第2層52を形成することにより、光学シート40が得られる。   Such an optical sheet 40 can be manufactured as follows. First, as shown in FIG. 10, the resin film 71 is produced using a thermoplastic resin. Thereafter, the resin film 71 is stretched to produce the first layer 51 made of the stretched resin film 71. Then, the optical sheet 40 is obtained by forming the second layer 52 on the first layer 51.

樹脂フィルム71は、熱可塑性樹脂を主成分として含む樹脂材料、あるいは、熱可塑性樹脂そのものを成形加工することにより、作製され得る。成形加工としては、射出成形や溶融押し出し成形を採用することができる。これらの成形加工によれば、光学界面55を形成する凹凸を有した樹脂フィルム71を作製することができる。   The resin film 71 can be produced by molding a resin material containing a thermoplastic resin as a main component, or the thermoplastic resin itself. As the molding process, injection molding or melt extrusion molding can be employed. According to these molding processes, the resin film 71 having the unevenness forming the optical interface 55 can be produced.

なお、樹脂フィルム71の成形には、型面が金型あるいは樹脂で形成された型を用いることができる。特に樹脂で形成された型を用いた場合、金属製の型面を用いた場合と比較して、加熱した熱可塑性樹脂を塗布する際、熱可塑性樹脂から型面への急速な吸熱を抑制することができる。これにより、加熱した熱可塑性樹脂が型面上を十分に延び広がり、賦型率を向上させることができる。また、作製された樹脂フィルム71の型面からの離型性が良いため、離型時における欠損等を防止することができる。型面が樹脂で形成された型としては、長尺のフィルム状の型を用いることができる。   For the molding of the resin film 71, a mold having a mold surface or a mold formed of a resin can be used. In particular, when using a mold made of resin, compared to using a metal mold surface, when applying a heated thermoplastic resin, suppresses rapid heat absorption from the thermoplastic resin to the mold surface. be able to. Thereby, the heated thermoplastic resin can extend and spread sufficiently on the mold surface, and the molding rate can be improved. Moreover, since the release property from the mold surface of the produced resin film 71 is good, it is possible to prevent defects during release. As the mold whose mold surface is made of resin, a long film mold can be used.

樹脂フィルム71の延伸は、樹脂フィルム71に光学異方性を付与するための加工であるため、光学異方性を付与できれば特に限定されず、一軸延伸であっても、逐次二軸延伸であっても、同時二軸延伸であってもよい。樹脂フィルム71がポリエステル系の樹脂からなる場合には、延伸方向(延伸軸)が遅相軸と一致するようになる。したがってこのような場合には、図10に示すように、光学界面55の単位光学界面55aをなすようになる樹脂フィルム71の凸部の配列方向と平行な方向に、樹脂フィルム71を延伸することになる。   Since the stretching of the resin film 71 is a process for imparting optical anisotropy to the resin film 71, it is not particularly limited as long as the optical anisotropy can be imparted. Alternatively, simultaneous biaxial stretching may be used. When the resin film 71 is made of a polyester resin, the stretching direction (stretching axis) coincides with the slow axis. Therefore, in such a case, as shown in FIG. 10, the resin film 71 is stretched in a direction parallel to the arrangement direction of the convex portions of the resin film 71 that forms the unit optical interface 55a of the optical interface 55. become.

樹脂フィルム71の延伸は、樹脂フィルム71をなす熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上に当該樹脂フィルム71を加熱した状態で、実施される。樹脂フィルム71が溶融押し出し成形により作製される場合、押し出し直後の高温の樹脂フィルム71を延伸すればよい。すなわち、延伸のための樹脂フィルム71の加熱処理を別途に設ける必要がない。なお、図10に示すように、樹脂フィルム71は、延伸によって形状を変化させて、第1層51を形成するようになる。したがって、上述した樹脂フィルム71の成形工程では、延伸による変形を見込んだ形状で、樹脂フィルム71を作製することになる。   The stretching of the resin film 71 is performed in a state where the resin film 71 is heated to a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the thermoplastic resin forming the resin film 71. When the resin film 71 is produced by melt extrusion molding, the high-temperature resin film 71 just after extrusion may be stretched. That is, it is not necessary to separately provide a heat treatment for the resin film 71 for stretching. In addition, as shown in FIG. 10, the resin film 71 changes a shape by extending | stretching and comes to form the 1st layer 51. FIG. Therefore, in the molding process of the resin film 71 described above, the resin film 71 is manufactured in a shape that allows for deformation due to stretching.

次に、作製された第1層51上に樹脂を塗布し、第1層51上で当該樹脂を硬化させることにより、第1層51上に第2層52を形成する。第1層51上に形成された第2層52は、第1層51に対面する面として、第1層51の凹凸に対応した凹凸、言い換えると、第1層51の凹凸と相補的な凹凸を有するようになる。また別の方法として、第1層51上に、別途に成形された第2層52を積層するようにしてもよい。第2層52をなすようになる樹脂は、複屈折性の無い、即ち屈折率等方性(n2x=n2y)の熱可塑性樹脂でもよいし、熱硬化性樹脂でもよいし、電離放射線硬化型樹脂でもよい。以上のようにして、光学シート40が得られる。第2層を構成するこれら複屈折性の無い熱可塑性樹脂等の樹脂は、通常は、未延伸状態で固化されてなる。 Next, a second layer 52 is formed on the first layer 51 by applying a resin on the manufactured first layer 51 and curing the resin on the first layer 51. The second layer 52 formed on the first layer 51 has an unevenness corresponding to the unevenness of the first layer 51 as a surface facing the first layer 51, in other words, an unevenness complementary to the unevenness of the first layer 51. Will have. As another method, a separately formed second layer 52 may be laminated on the first layer 51. The resin that forms the second layer 52 may be a thermoplastic resin having no birefringence, that is, a refractive index isotropic (n 2x = n 2y ), a thermosetting resin, or an ionizing radiation curing. Mold resin may be used. The optical sheet 40 is obtained as described above. These resins such as thermoplastic resins having no birefringence constituting the second layer are usually solidified in an unstretched state.

また、別の方法として、図11に示された製造方法によっても、光学シート40を作製することができる。   As another method, the optical sheet 40 can also be manufactured by the manufacturing method shown in FIG.

図11に示された製造方法では、まず、上述した凹凸を有する樹脂フィルム71(図10参照)と、この樹脂フィルム71の凹凸に対応した凹凸、言い換えると、樹脂フィルム71の凹凸と相補的な凹凸を有する第2樹脂フィルム72と、を準備する。次に互いの凹凸が噛み合うようにして、樹脂フィルム71および第2樹脂フィルム72を、例えば接着剤又は粘着剤等を介して、積層する。その後、積層された樹脂フィルム71および第2樹脂フィルム72を延伸することにより、樹脂フィルム71からなる第1層51と第2樹脂フィルム72からなる第2層52とを有する光学シート40が得られる。   In the manufacturing method shown in FIG. 11, first, the resin film 71 having the unevenness described above (see FIG. 10) and the unevenness corresponding to the unevenness of the resin film 71, in other words, complementary to the unevenness of the resin film 71. A second resin film 72 having irregularities is prepared. Next, the resin film 71 and the second resin film 72 are laminated through, for example, an adhesive or a pressure-sensitive adhesive so that the unevenness of each other meshes. Thereafter, the laminated resin film 71 and the second resin film 72 are stretched to obtain the optical sheet 40 having the first layer 51 made of the resin film 71 and the second layer 52 made of the second resin film 72. .

図11に示された製造方法においても、樹脂フィルム71および第2樹脂フィルム72は、図10に示された上述の製造方法と同様にして、熱可塑性樹脂を用いた成形により、作製され得る。また、図11に示された製造方法においても、樹脂フィルム71の延伸により、樹脂フィルム71に面内の複屈折性を付与する。なお、第2樹脂フィルム72も樹脂フィルム71とともに延伸されることになるが、第2樹脂フィルム72に対しては積極的に光学異方性を付与する必要はない。したがって、第2樹脂フィルム72に面内の複屈折性が生じることを防止するため、第2樹脂フィルム72を構成する分子の電気双極子モーメントの大きさは小さい方が好ましい。とりわけ、第2樹脂フィルム72を構成する分子の電気双極子モーメントの大きさが、少なくとも樹脂フィルム71を構成する分子の電気双極子モーメントの大きさよりも小さくなっていることが好ましい。なお、電気双極子モーメントの測定は、まず、横河・ヒューレットパッカード社製のプレシジョンLCRメーターHP4284AのテストフィクスチャーHP16451B電極を用いて誘電率を測定し、次に、測定された誘電率を用いて電気双極子モーメントを特定することにより、行われ得る。   Also in the manufacturing method shown in FIG. 11, the resin film 71 and the second resin film 72 can be manufactured by molding using a thermoplastic resin in the same manner as the above-described manufacturing method shown in FIG. Also in the manufacturing method shown in FIG. 11, in-plane birefringence is imparted to the resin film 71 by stretching the resin film 71. The second resin film 72 is also stretched together with the resin film 71, but it is not necessary to positively impart optical anisotropy to the second resin film 72. Therefore, in order to prevent in-plane birefringence from occurring in the second resin film 72, it is preferable that the magnitude of the electric dipole moment of the molecules constituting the second resin film 72 is small. In particular, the magnitude of the electric dipole moment of the molecules constituting the second resin film 72 is preferably smaller than at least the magnitude of the electric dipole moment of the molecules constituting the resin film 71. The electric dipole moment is measured by first measuring the dielectric constant using a test fixture HP16451B electrode of a precision LCR meter HP4284A manufactured by Yokogawa-Hewlett-Packard Co., and then using the measured dielectric constant. This can be done by specifying the electric dipole moment.

樹脂フィルム71及び第2樹脂フィルム72について、構成分子の電気双極子モーメントの大きさを斯くの如く選定することにより、樹脂フィルム71及び第2樹脂フィルム72に等量の延伸がかかり、等量の分子配向が生じたとしても、各フィルムに発現する複屈折率(屈折率異方性)の程度は構成分子の電気双極子モーメントの大きさに依存する為、 樹脂フィルム71の複屈折率Δn1>第2樹脂フィルム72の複屈折率Δn2或いは両フィルムのx及びy軸方向の各屈折率で表記すると、
1x−n1y>n2x−n2y(理想的には→0)とすることが出來る。
By selecting the magnitude of the electric dipole moment of the constituent molecules for the resin film 71 and the second resin film 72 as described above, the resin film 71 and the second resin film 72 are stretched in an equal amount, even molecular orientation occurs, the degree of birefringence is expressed in each film (refractive index anisotropy) is dependent on the size of the electric dipole moments of the constituent molecules, the birefringence index of the resin film 71 delta n1 > When expressed in the refractive index in the x and y-axis direction of the birefringent index delta n2 or both film of the second resin film 72,
It is found that n 1x −n 1y > n 2x −n 2y (ideally → 0).

以上のようにして、熱可塑性樹脂を含む光学異方性の第1層51と、第1層51に積層され第1偏光成分の光の進行方向を変化させる光学界面55を第1層51との間に形成する第2層52と、を有する光学シート40を作製することができる。   As described above, the optically anisotropic first layer 51 containing the thermoplastic resin, and the optical interface 55 that is laminated on the first layer 51 and changes the traveling direction of the light of the first polarization component are combined with the first layer 51. The optical sheet 40 having the second layer 52 formed therebetween can be manufactured.

なお、第1層51に含まれる熱可塑性樹脂として、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等を用いることができる。このうち、ポリエステル樹脂は、コスト及び機械的強度の面において有利である。具体的なポリエステル樹脂としては、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ(1,4−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート)、ポリエチレン−2,6−ナフタレートを例示することができる。また、第1層50をなすポリエステル樹脂は、これらの上記ポリエステル樹脂の共重合体であってもよく、上記ポリエステルを主体(例えば80モル%以上の成分)とし、少割合(例えば20モル%以下)の他の種類の樹脂とブレンドしたものであってもよい。ポリエステル樹脂として、ポリエチレンナフタレートは、大きな複屈折率を確保し得る点において好ましい。また、ポリエステル樹脂として、ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレン−2,6−ナフタレートが力学的物性や光学物性等のバランスが良いので好ましい。なお、光学シート40の安定性の観点から、第1層51をなす材料のガラス転移温度は100℃以上であることが好ましい。   Note that polycarbonate resin, cycloolefin polymer resin, acrylic resin, polyester resin, or the like can be used as the thermoplastic resin included in the first layer 51. Of these, polyester resins are advantageous in terms of cost and mechanical strength. Specific examples of the polyester resin include polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polybutylene terephthalate, poly (1,4-cyclohexylenedimethylene terephthalate), and polyethylene-2,6-naphthalate. Further, the polyester resin forming the first layer 50 may be a copolymer of these polyester resins, and the polyester is the main component (for example, a component of 80 mol% or more), and a small proportion (for example, 20 mol% or less). It may be blended with other types of resins. As the polyester resin, polyethylene naphthalate is preferable in that a large birefringence can be secured. As the polyester resin, polyethylene terephthalate or polyethylene-2,6-naphthalate is preferable because of a good balance between mechanical properties and optical properties. In addition, from the viewpoint of the stability of the optical sheet 40, the glass transition temperature of the material forming the first layer 51 is preferably 100 ° C. or higher.

このような光学シート40を含んだ表示装置10では、次のようにして、平面画像および裸眼で観察され得る立体画像を表示することができる。まず、図3を主に参照しながら、平面画像を表示する場合について説明する。   The display device 10 including such an optical sheet 40 can display a planar image and a stereoscopic image that can be observed with the naked eye as follows. First, a case where a planar image is displayed will be described with reference mainly to FIG.

バックライト24が、液晶表示パネル25を背面側から面状に照明する。液晶表示パネル25は、バックライト24からの光を画素21毎に選択的に透過させる。このようにして形成された平面画像光L31〜L36は、画像形成装置20の画像形成面20aから射出した状態において、画像形成装置20の上偏光板28を透過し得る第1偏光成分となっている。その後、平面画像光L31〜L36は、偏光制御装置30へと入射する。平面画像を表示する場合、偏光制御装置30の一対の電極34,36間には、電圧が印加されていない。このため、図3に示すように、液晶分子31は、90°旋回した状態となる。この結果、偏光制御装置30を透過する平面画像光L31〜L36は、その偏光状態を変換させる。したがって、平面画像光L31〜L36は、画像表示ユニット15から射出した状態において、第2偏光成分となっている。   The backlight 24 illuminates the liquid crystal display panel 25 in a planar shape from the back side. The liquid crystal display panel 25 selectively transmits the light from the backlight 24 for each pixel 21. The planar image lights L31 to L36 formed in this way become a first polarization component that can pass through the upper polarizing plate 28 of the image forming apparatus 20 in a state of being emitted from the image forming surface 20a of the image forming apparatus 20. Yes. Thereafter, the planar image lights L31 to L36 enter the polarization controller 30. When displaying a planar image, no voltage is applied between the pair of electrodes 34 and 36 of the polarization controller 30. For this reason, as shown in FIG. 3, the liquid crystal molecules 31 are turned 90 °. As a result, the planar image lights L31 to L36 that pass through the polarization control device 30 change their polarization states. Accordingly, the planar image lights L31 to L36 are the second polarization component in the state where they are emitted from the image display unit 15.

画像表示ユニット15から射出した平面画像光L31〜L36は、光学シート40へ入射する。光学シート40は、凹凸面として形成された光学界面55を有している。この光学界面55は、光学異方性の第1層51と、第2層52との境界面として構成されている。ただし、平面画像光L31〜L36をなす第2偏光成分の振動方向であるy軸方向における第1層51の屈折率n1yと、y軸方向における第2層52の屈折率n2yとは同一に設定されている。したがって、平面画像光L31〜L36は、光学シート40の光学界面55で進行方向を曲げられることなく進む。このようにして、平面画像をなす光L31〜L36が、表示装置10の表示面10aから出射する。この結果、観察者は、平面画像を観察することが可能となる。 The planar image lights L31 to L36 emitted from the image display unit 15 enter the optical sheet 40. The optical sheet 40 has an optical interface 55 formed as an uneven surface. The optical interface 55 is configured as a boundary surface between the optically anisotropic first layer 51 and the second layer 52. However, the refractive index n 1y of the first layer 51 in the y-axis direction, which is the vibration direction of the second polarization component forming the planar image light L31 to L36, is the same as the refractive index n 2y of the second layer 52 in the y-axis direction. Is set to Accordingly, the planar image lights L31 to L36 travel without being bent in the traveling direction at the optical interface 55 of the optical sheet 40. In this way, the lights L31 to L36 forming a planar image are emitted from the display surface 10a of the display device 10. As a result, the observer can observe the planar image.

なお、液晶表示パネル25を照明するバックライト24からの光は、正面方向に光軸を有するとともに(つまり正面方向に明るさのピークを有するとともに)、正面方向を中心とした或る程度の角度域内の方向に進む。したがって、各画素21を通過した光は、発散光として、或る程度の角度範囲に向けて、表示装置10の表示面10aから出射する。この結果、図3に示すように、観察者は、表示面10aに形成される同一の平面画像を或る程度の角度範囲から観察することができる。   The light from the backlight 24 that illuminates the liquid crystal display panel 25 has an optical axis in the front direction (that is, has a brightness peak in the front direction) and a certain angle around the front direction. Proceed in the direction of the region. Therefore, the light that has passed through each pixel 21 is emitted from the display surface 10a of the display device 10 as divergent light toward a certain angle range. As a result, as shown in FIG. 3, the observer can observe the same planar image formed on the display surface 10a from a certain angle range.

次に、裸眼で立体的に観察される立体画像を表示する場合について説明する。立体画像を表示する場合にも、平面画像を表示する場合と同様にして、画像形成装置20から立体画像光Ll1〜Ll6,Lr1〜Lr6が射出する。この立体画像光Ll1〜Ll6,Lr1〜Lr6は、次に、偏光制御装置30へと入射する。ただし、立体画像を表示する場合には、画像表示ユニット15の画像形成装置20の各画素21が、観察者の左目または右目が位置するようになると想定された複数の位置のうちのいずれかの位置に割り振られる。そして、画像表示ユニット15は、同一の位置に割り振れた複数の画素21からの光によって、割り振られた位置から観察され得る一つの画像が形成されるよう、画素21毎の光の透過および遮断を制御する。   Next, a case where a stereoscopic image that is stereoscopically observed with the naked eye is displayed will be described. In the case of displaying a stereoscopic image, the stereoscopic image lights L11 to L16 and Lr1 to Lr6 are emitted from the image forming apparatus 20 as in the case of displaying a planar image. The stereoscopic image lights L11 to L16 and Lr1 to Lr6 then enter the polarization control device 30. However, in the case of displaying a stereoscopic image, each pixel 21 of the image forming apparatus 20 of the image display unit 15 is one of a plurality of positions that are assumed to have the left eye or right eye of the observer positioned. Assigned to a location. The image display unit 15 transmits and blocks light for each pixel 21 so that one image that can be observed from the allocated position is formed by the light from the plurality of pixels 21 allocated to the same position. To control.

図2に示すように、立体画像を表示する場合、偏光制御装置30の一対の電極34,36間には、電圧が印加される。このため、立体画像光Ll1〜Ll6,Lr1〜Lr6は、偏光状態を第1偏光状態に維持しながら、偏光制御装置30を透過する。   As shown in FIG. 2, when displaying a stereoscopic image, a voltage is applied between the pair of electrodes 34 and 36 of the polarization control device 30. For this reason, the three-dimensional image lights L11 to L16 and Lr1 to Lr6 are transmitted through the polarization control device 30 while maintaining the polarization state in the first polarization state.

画像表示ユニット15から射出した立体画像光Ll1〜Ll6,Lr1〜Lr6は、光学シート40へ入射する。そして、立体画像光Ll1〜Ll6,Lr1〜Lr6をなす第1偏光成分の振動方向であるx軸方向における第1層51の屈折率n1xは、x軸方向における第2層52の屈折率n2xよりも大きい値となっている。これにより、光学シート40の光学界面55は、各画素21からの立体画像光Ll1〜Ll6,Lr1〜Lr6の進行方向を制御する。 The stereoscopic image lights L11 to L16 and Lr1 to Lr6 emitted from the image display unit 15 enter the optical sheet 40. Then, the refractive index n 1x of the first layer 51 in the x-axis direction, which is the vibration direction of the first polarization component forming the stereoscopic image light L11 to L16, Lr1 to Lr6, is the refractive index n of the second layer 52 in the x-axis direction. The value is larger than 2x . Thereby, the optical interface 55 of the optical sheet 40 controls the traveling direction of the stereoscopic image light L11 to L16 and Lr1 to Lr6 from each pixel 21.

上述したように各画素21からの光は、発散光束をなして、光学シート40へ入射する。光学界面55の単位光学界面55aは、レンズ機能を発揮し、各画素21からの光を当該レンズ機能における焦点となる位置に収束させる。具体的には、単位光学界面55aは、対面する位置にある画素21からの発散光束(例えば図2の光束LF1)を、当該画素21が割り振られた位置、すなわち、観察者の左目または右目が位置するようになると想定されたいずれかの位置へ向けて収束させる。このようにして各画素21からの立体画像光Ll1〜Ll6,Lr1〜Lr6は、それぞれ、予定された位置へ進む。   As described above, the light from each pixel 21 forms a divergent light beam and enters the optical sheet 40. The unit optical interface 55a of the optical interface 55 exhibits a lens function, and converges the light from each pixel 21 at a focal position in the lens function. Specifically, the unit optical interface 55a applies a divergent light beam (for example, the light beam LF1 in FIG. 2) from the pixel 21 at the facing position to the position where the pixel 21 is allocated, that is, the left eye or right eye of the observer. Converge toward one of the positions assumed to be located. In this way, the three-dimensional image lights L11 to L16 and Lr1 to Lr6 from the respective pixels 21 proceed to the predetermined positions, respectively.

観察者が予め想定された位置から表示装置10を観察すると、観察者の右目によって、当該右目の位置から視認されるべき画像が観察され、観察者の左目によって、当該左目の位置から視認されるべき画像が観察され得る。この結果、観察者は、両眼視差により、裸眼で立体的な画像を視認することができる。また、図2に示すように、観察者が予め想定された別の位置から表示装置10を観察すると、当該位置から観察されるべき画像を、裸眼で立体的に視認することができる。すなわち、観察方向を変化させると、観察者は、当該観察方向に応じて観察されるべき異なる画像を裸眼で観察することができる。すなわち、観察者は、運動視差によって、より立体感を持って画像を視認することができる。   When the observer observes the display device 10 from a position assumed in advance, an image to be viewed from the position of the right eye is observed by the observer's right eye, and is viewed from the position of the left eye by the observer's left eye. A power image can be observed. As a result, the observer can visually recognize a stereoscopic image with the naked eye by binocular parallax. In addition, as shown in FIG. 2, when an observer observes the display device 10 from another position assumed in advance, an image to be observed from the position can be viewed stereoscopically with the naked eye. That is, when the observation direction is changed, the observer can observe with a naked eye different images to be observed according to the observation direction. That is, the observer can visually recognize the image with more stereoscopic effect by the motion parallax.

ところで、一方の直線偏光成分の光によって画像を形成する液晶表示パネルのような表示デバイスに、光学異方性フィルムを重ねると、干渉色(ニジムラ等)が発生してしまうことが知られている。例えば特開2011−107198号によれば、光学異方性フィルムの遅相軸を液晶表示パネルの観察者側の偏光板の吸収軸に対して45°傾斜させるとともに、異方性フィルムのリタデーションReを所定の値以上に設定することにより、干渉色を解消し得る旨が開示されている。   By the way, it is known that when an optically anisotropic film is superimposed on a display device such as a liquid crystal display panel that forms an image with light of one linearly polarized light component, an interference color (Nizimura etc.) is generated. . For example, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-107198, the slow axis of the optical anisotropic film is inclined by 45 ° with respect to the absorption axis of the polarizing plate on the viewer side of the liquid crystal display panel, and the retardation Re of the anisotropic film is determined. It is disclosed that the interference color can be eliminated by setting the value to a predetermined value or more.

本件発明者らが調査したところ、ここで説明した表示装置10、すなわち、平面画像および裸眼で視認され得る立体画像を切り換え可能に表示する表示装置にも、表示画質を劣化させる干渉色が発生した。干渉色の濃さ、すなわち、干渉色の視認されやすさは、偏光板の吸収軸と複屈折フィルムの遅相軸とのなす角度を45度とした時に、目立たなくなるが、立体画像表示の時、立体画像を裸眼で視認できなかった。   When the present inventors investigated, the display device 10 described here, that is, a display device that displays a planar image and a stereoscopic image that can be viewed with the naked eye in a switchable manner, produced an interference color that deteriorated the display image quality. . The darkness of the interference color, that is, the ease of visually recognizing the interference color, becomes inconspicuous when the angle formed by the absorption axis of the polarizing plate and the slow axis of the birefringent film is 45 degrees, but when displaying a stereoscopic image. The stereoscopic image could not be seen with the naked eye.

その一方で、ここで説明した表示装置10においては、上述したように、画像表示ユニット15に含まれた偏光板26,28のうちの最も観察者側に配置された偏光板28の吸収軸方向AD2と、光学シート40の第1層51の遅相軸方向SDと、によってなされる角度θaが、式(a)および(b)の一方を満たす場合に、干渉色を目立たなくさせるとともに、立体画像を裸眼で認識できた。
−10°<(θa)<10° ・・・式(a)
80°<(θa)<100° ・・・式(b)
また、最観察者側偏光板28の吸収軸方向AD2と第1層51の遅相軸方向SDとによってなされる角度θaによって、次の式(c)および(d)の一方が満たされる場合には、テレビ受像機としての表示装置10によって表示される画像を通常の注意力で観察する際に、表示面10a上に干渉色の発生に気付くことはなく、立体画像を裸眼でさらに認識しやすくなった。
−5°<(θa)<5° ・・・式(c)
85°<(θa)<95° ・・・式(d)
さらに、最観察者側偏光板28の吸収軸方向AD2と第1層51の遅相軸方向SDとによってなされる角度θaが0°または90°となった場合には、注意深く観察したとしても、干渉色を発見し難くなったとともに、立体画像を最も良く裸眼で認識できた。
On the other hand, in the display device 10 described here, as described above, the absorption axis direction of the polarizing plate 28 arranged closest to the viewer among the polarizing plates 26 and 28 included in the image display unit 15. When the angle θa formed by AD2 and the slow axis direction SD of the first layer 51 of the optical sheet 40 satisfies one of the expressions (a) and (b), the interference color is made inconspicuous and The image could be recognized with the naked eye.
−10 ° <(θa) <10 ° Formula (a)
80 ° <(θa) <100 ° Formula (b)
Further, when one of the following expressions (c) and (d) is satisfied by the angle θa formed by the absorption axis direction AD2 of the most observer side polarizing plate 28 and the slow axis direction SD of the first layer 51: Does not notice the occurrence of interference colors on the display surface 10a when observing an image displayed by the display device 10 as a television receiver with normal attention, and makes it easier to recognize a stereoscopic image with the naked eye. became.
−5 ° <(θa) <5 ° Formula (c)
85 ° <(θa) <95 ° Formula (d)
Further, when the angle θa formed by the absorption axis direction AD2 of the most observer side polarizing plate 28 and the slow axis direction SD of the first layer 51 becomes 0 ° or 90 °, even if carefully observed, It became difficult to find the interference color, and the stereo image could be best recognized with the naked eye.

その一方で、特開2011−107198号に開示された対策では、ここで説明した表示装置10における干渉色を十分に発見し難くすることはできたが、立体画像の表示品位が著しく低下した。より具体的には、像が立体的に観察されず、且つ、表示される像自体が大きくぼけてしまった。   On the other hand, with the countermeasure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-107198, the interference color in the display device 10 described here could be made difficult to find, but the display quality of the stereoscopic image was significantly lowered. More specifically, the image was not observed stereoscopically, and the displayed image itself was greatly blurred.

特開2011−107198号によれば、液晶表示装置上に設けられた光学異方性フィルムを透過して干渉色をなす光の強度I(λ)が、次の式(x)で表されるとされている。
I(λ)=I(λ)×sin(2×θ)×sin(π×Re/λ) ・・式(x)
式(x)中において、「I(λ)」は光学異方性フィルムを透過して干渉色の原因となり得る光の強度であり、「I(λ)」は液晶表示パネルの観察者側の偏光板に入射した光の強度である。「θ」は光学異方性フィルムの遅相軸と液晶表示パネルの観察者側の偏光板の吸収軸とによってなされる角度である。「λ」は透過光の波長であり、「Re」は、光学異方性フィルムのリタデーションである。
According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-107198, the intensity I (λ) of light transmitted through an optical anisotropic film provided on a liquid crystal display device to form an interference color is represented by the following formula (x). It is said that.
I (λ) = I 0 (λ) × sin 2 (2 × θ) × sin 2 (π × Re / λ) Equation (x)
In the formula (x), “I (λ)” is the intensity of light that can pass through the optical anisotropic film and cause interference colors, and “I 0 (λ)” is the observer side of the liquid crystal display panel The intensity of light incident on the polarizing plate. “Θ” is an angle formed by the slow axis of the optically anisotropic film and the absorption axis of the polarizing plate on the viewer side of the liquid crystal display panel. “Λ” is the wavelength of transmitted light, and “Re” is the retardation of the optically anisotropic film.

特開2011−107198号に開示された対策では、θが45°に設定され且つリタデーションが高く設定される。この対策によれば、可視光全域の種々の波長の光についての透過光強度が高められる。すなわち、干渉色として視認されていた光が、全体的に、より連続的なスペクトル分布を有するようになり、結果として、もはや特異な色を呈するムラとしての干渉色が視認されないようにしている。   In the countermeasure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-107198, θ is set to 45 ° and the retardation is set high. According to this measure, the transmitted light intensity for light of various wavelengths in the entire visible light region is increased. That is, the light that has been visually recognized as the interference color has a more continuous spectral distribution as a whole, and as a result, the interference color as unevenness that exhibits a unique color is no longer visible.

しかしながら、このような特開2011−107198号に開示された方法を採用した場合には、光学異方性フィルムの遅相軸と液晶表示パネルの観察者側の偏光板の吸収軸とによってなされる角度が45°に設定されるため、立体画像光の偏光状態が光学シート40の光学異方性の第1層51にて大きく乱されてしまう。このため、当該立体画像光が、もはや光学界面55から意図したレンズ機能を及ぼされなくなる、すなわち、各画素からの立体画像光が、当該画素に対して割り振られた位置に集められなくなることが予想される。結果として、特開2011−107198号に開示された対策を上述した表示装置10に採用した場合、干渉色を十分に発見し難くすることはできるが、像が立体的に観察されず、そもそも表示される像自体が大きくぼけてしまっていると想定される。   However, when such a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-107198 is adopted, the slow axis of the optical anisotropic film and the absorption axis of the polarizing plate on the viewer side of the liquid crystal display panel are used. Since the angle is set to 45 °, the polarization state of the stereoscopic image light is greatly disturbed by the optically anisotropic first layer 51 of the optical sheet 40. Therefore, it is expected that the stereoscopic image light will no longer exert the intended lens function from the optical interface 55, that is, the stereoscopic image light from each pixel will not be collected at the position assigned to the pixel. Is done. As a result, when the countermeasure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-107198 is adopted in the display device 10 described above, it is possible to make it difficult to find interference colors sufficiently, but the image is not observed three-dimensionally and displayed in the first place. It is assumed that the image itself is greatly blurred.

これに対して、上述した条件の(a)および(b)の一方が満たされる場合、画像表示ユニット15から投射された立体画像光の偏光状態が、光学シート40の光学異方性の第1層51によって大きく乱されてしまうことを防止することができる。すなわち、上述した条件の(a)および(b)の一方が満たされる場合には、立体画像の画質が大きく劣化してしまうことを効果的に防止することができる。   On the other hand, when one of the above-described conditions (a) and (b) is satisfied, the polarization state of the stereoscopic image light projected from the image display unit 15 is the first optical anisotropy of the optical sheet 40. It can be prevented that the layer 51 is greatly disturbed. That is, when one of the above-described conditions (a) and (b) is satisfied, it is possible to effectively prevent the quality of the stereoscopic image from being greatly deteriorated.

また、上述した条件の(a)および(b)の一方が満たされる場合、式(x)における「sin(2×θ)」が0.12未満となる。すなわち、干渉色を構成する各波長の光の強度を1/10以下程度にまで低下させることができる。このため、式(a)または(b)が満たされる場合に、干渉色を効果的に目立たなくさせることができるものと推定される。 In addition, when one of the above-described conditions (a) and (b) is satisfied, “sin 2 (2 × θ)” in the expression (x) is less than 0.12. That is, the intensity of light of each wavelength constituting the interference color can be reduced to about 1/10 or less. For this reason, it is estimated that the interference color can be effectively made inconspicuous when the formula (a) or (b) is satisfied.

また、以上の推定によれば、第1層51の遅相軸SDと最観察者側偏光板28の吸収軸AD2とによってなされる角度θaが0°または90°に近付く程、式(x)における「sin(2×θ)」が0に近づく。すなわち、干渉色を構成する各波長の光が、発生しなくなる。これにより、極めて有効にムラ模様を目立たなくすること、さらには、干渉色の発生自体を防止することが可能になるものと推定される。 Further, according to the above estimation, as the angle θa formed by the slow axis SD of the first layer 51 and the absorption axis AD2 of the most viewer-side polarizing plate 28 approaches 0 ° or 90 °, the equation (x) “Sin 2 (2 × θ)” in FIG. That is, light of each wavelength constituting the interference color is not generated. It is estimated that this makes it possible to make the uneven pattern inconspicuous extremely effectively and to prevent the occurrence of interference colors.

なお、第1層51の遅相軸SDの向きは、第1層51内において、厳密には一定とならないこともある。ただし、一般的に、ここで対象とするニジムラ等の干渉色は、表示面10aの中央に発生する際に観察者によって感知されやすく、逆に、表示面10の縁部に発生する干渉色は観察者によって感知されにくい。したがって、干渉色を目立たなくさせる目的からは、第1層51の遅相軸SDの向きを表示面10aの中央にて評価することが重要であり、本発明において、第1層51の遅相軸SDの向きは、第1層51のうちの、表示面10aの中央に対応する部分で特定することとする。例えば、表示面10aが矩形状に形成されていれば、当該矩形状に関する一対の対角線の交点の位置において、第1層51の遅相軸SDの向きを特定することとする。   Note that the direction of the slow axis SD of the first layer 51 may not be strictly constant in the first layer 51. However, in general, the interference color such as Nijimura, which is the object here, is easily perceived by an observer when it occurs at the center of the display surface 10a, and conversely, the interference color generated at the edge of the display surface 10 is Hard to be perceived by the observer. Therefore, for the purpose of making the interference color inconspicuous, it is important to evaluate the direction of the slow axis SD of the first layer 51 at the center of the display surface 10a. In the present invention, the slow phase of the first layer 51 is evaluated. The direction of the axis SD is specified by a portion of the first layer 51 corresponding to the center of the display surface 10a. For example, if the display surface 10a is formed in a rectangular shape, the direction of the slow axis SD of the first layer 51 is specified at the position of the intersection of a pair of diagonal lines related to the rectangular shape.

なお、本件発明者らは、上述した実施の形態に係る表示装置(サンプルA〜F)を実際に作製し、複屈折レンズをなす光学シート40以外の表示装置の構成要素は、裸眼3Dに対応している東芝製DynabookT851/D8EBを用いた。より具体的には、DynabookT851/D8EBの画像表示ユニットのガラス基材上の最表面に設置されていた複屈折レンズを、ガラス基材を残して剥離し、その代わりに、実施例及び比較例で得られた光学シート(複屈折レンズシート)をシート厚みが合うようにして最表面に光学透明粘着を介して設置した。   The inventors actually manufactured the display devices (samples A to F) according to the above-described embodiments, and the constituent elements of the display device other than the optical sheet 40 forming the birefringent lens correspond to the naked eye 3D. Toshiba's Dynabook T851 / D8EB was used. More specifically, the birefringent lens installed on the outermost surface of the glass substrate of the Dynabook T851 / D8EB is peeled off leaving the glass substrate. Instead, in the examples and comparative examples The obtained optical sheet (birefringent lens sheet) was placed on the outermost surface via an optically transparent adhesive so that the sheet thickness matched.

各表示装置を用いて、第1層51の遅相軸SDと最観察者側偏光板28の吸収軸AD2とによってなされる角度θaと、干渉色の発生および画像の立体化と、の関係を調査した。作製した表示装置のサンプルA〜Fの間で、第1層51の遅相軸SDと最観察者側偏光板28の吸収軸AD2とによってなされる角度θaが表1に示すように異なっているが、第1層51のリタデーション等の光学シート40のその他の構成は互いに同一とした。第1層51のリタデーションは、複屈折率Δnは0.20とした。光学シートの法線方向に沿った断面を観察したところ、第1層51の最も膜厚の厚い部分は65μmであり、リタデーションは13000nmとなった。また、第1層51の最も膜厚の薄い部分は20μmであり、リタデーションは4000nmとなった。すなわち、サンプルA〜Fに組み込まれた光学シート40の第1層51は、凸部の高さが45μmであり、凸部を支持するシート状基部の厚みが20μmであった。また、第1層51の凸部の配列ピッチは、260μmであった。   Using each display device, the relationship between the angle θa formed by the slow axis SD of the first layer 51 and the absorption axis AD2 of the most observer polarizing plate 28, the generation of interference colors, and the three-dimensionalization of the image is expressed as follows. investigated. As shown in Table 1, the angle θa formed by the slow axis SD of the first layer 51 and the absorption axis AD2 of the most-observer-side polarizing plate 28 is different between the manufactured samples A to F of the display device. However, other configurations of the optical sheet 40 such as retardation of the first layer 51 are the same. In the retardation of the first layer 51, the birefringence Δn is 0.20. When the cross section along the normal direction of the optical sheet was observed, the thickest portion of the first layer 51 was 65 μm, and the retardation was 13000 nm. The thinnest part of the first layer 51 was 20 μm, and the retardation was 4000 nm. That is, in the first layer 51 of the optical sheet 40 incorporated in the samples A to F, the height of the convex portion was 45 μm, and the thickness of the sheet-like base portion supporting the convex portion was 20 μm. The arrangement pitch of the convex portions of the first layer 51 was 260 μm.

各表示装置のサンプルで立体画像を表示して、立体画像の表示品位を調査した。表1の「立体画像」の欄に、立体画像の表示品位の評価結果を示す。評価方法は次のようにした。
◎:立体的に画像を観察することができた。
○:注意深く観察すると若干のクロストークが確認されたが、立体的に画像を観察する上での実用上の問題は無かった。
×:クロストークが確認され、実質上、立体的に画像を観察することができなかった。
A stereoscopic image was displayed on each display device sample, and the display quality of the stereoscopic image was investigated. In the column of “stereoscopic image” in Table 1, the evaluation result of the display quality of the stereoscopic image is shown. The evaluation method was as follows.
(Double-circle): The image was able to be observed three-dimensionally.
○: Some crosstalk was confirmed by careful observation, but there was no practical problem in observing the image stereoscopically.
X: Crosstalk was confirmed, and the image could not be observed substantially three-dimensionally.

また、各表示装置のサンプルで画像を表示して、干渉色の発生を目視と偏光サングラス越しにて調査した。表1の「干渉色」の欄に、干渉色の評価結果を示す。評価方法は次のようにした。
◎:干渉色が確認されなかった。
○:注意深く観察すると若干の干渉色が確認されたが、実用上の問題は無かった。
×:実用上許容され得ない程度の干渉色が発生した。
In addition, an image was displayed on each display device sample, and the occurrence of interference colors was examined visually and through polarized sunglasses. In the column of “interference color” in Table 1, the evaluation result of the interference color is shown. The evaluation method was as follows.
A: No interference color was confirmed.
○: A slight interference color was confirmed by careful observation, but there was no practical problem.
X: The interference color of the grade which cannot be accepted practically generate | occur | produced.

Figure 2014044258
Figure 2014044258

以上のようにして、本実施の形態によれば、平面画像および裸眼で視認され得る立体画像を切り換え可能に表示する表示装置において、干渉色が十分に目立たなく、かつ、立体画像表示可能とさせることができる。   As described above, according to the present embodiment, in a display device that displays a planar image and a stereoscopic image that can be viewed with the naked eye in a switchable manner, the interference color is not sufficiently conspicuous and a stereoscopic image can be displayed. be able to.

また、本実施の形態によれば、光学シート40の面内複屈折率を有した第1層51は、延伸された熱可塑性樹脂によって光学異方性を発現している。したがって、第1層51は、100°以上のガラス転移温度を有することも十分に可能である。このため、本実施の形態による光学シート40、並びに、この光学シート40を含んだ表示装置10は、優れた安定性を呈するようになる。一例として、本実施の形態による光学シート40は、150℃で30分加熱しJISC2151の規定にしたがって測定された寸法安定性を飛躍的に改善することができる。具体的には、本実施の形態によれば、150℃で30分加熱しJISC2151の規定にしたがって測定された光学シート40の寸法安定性を2%以下に抑えることができる。結果として、家庭用テレビ受像器等の一般用途の範囲内での使用環境において、大きな制約を受けることなく、本実施の形態による光学シート40を使用することができ、且つ、本実施の形態による光学シート40が、期待された光学機能を発現することができる。   Further, according to the present embodiment, the first layer 51 having the in-plane birefringence of the optical sheet 40 exhibits optical anisotropy by the stretched thermoplastic resin. Therefore, the first layer 51 can sufficiently have a glass transition temperature of 100 ° or more. For this reason, the optical sheet 40 according to the present embodiment and the display device 10 including the optical sheet 40 exhibit excellent stability. As an example, the optical sheet 40 according to the present embodiment can be remarkably improved in dimensional stability measured in accordance with JIS C2151 by heating at 150 ° C. for 30 minutes. Specifically, according to the present embodiment, the dimensional stability of the optical sheet 40 measured at 30 ° C. for 30 minutes and measured according to JIS C2151 can be suppressed to 2% or less. As a result, the optical sheet 40 according to the present embodiment can be used without significant restrictions in a usage environment within the range of general applications such as a home television receiver, and according to the present embodiment. The optical sheet 40 can express the expected optical function.

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。   Note that various modifications can be made to the above-described embodiment. Hereinafter, an example of modification will be described with reference to the drawings. In the following description and the drawings used in the following description, the same reference numerals as those used for the corresponding parts in the above embodiment are used for the parts that can be configured in the same manner as in the above embodiment. A duplicate description is omitted.

光学シート40は、例示に過ぎず適宜変更することができる。まず、フィルム層43は、必須の層ではなく、光学シート40から省略することができる。また、第1層51および第2層52よりも偏光制御装置30側に、何らかの機能を発揮することが期待されたフィルム層が設けられてもよい。さらに、上述したように、光学界面55および単位光学界面55aの構成は、期待される光学機能に応じて適宜変更することができる。さらに、光学異方性の第1層51が、第2層52よりも観察側に配置されていてもよい。   The optical sheet 40 is merely an example and can be changed as appropriate. First, the film layer 43 is not an essential layer and can be omitted from the optical sheet 40. In addition, a film layer that is expected to exhibit some function may be provided closer to the polarization control device 30 than the first layer 51 and the second layer 52. Furthermore, as described above, the configurations of the optical interface 55 and the unit optical interface 55a can be appropriately changed according to the expected optical function. Furthermore, the first layer 51 having optical anisotropy may be disposed closer to the observation side than the second layer 52.

また、上述した実施の形態において、第1層51のx軸方向の屈折率n1x、第1層51のy軸方向の屈折率n1y、第2層52のx軸方向の屈折率n2xおよび第2層51のy軸方向の屈折率n2yの関係を説明したが、上述した屈折率n1x,n1y,n2x,n2yの関係は例示に過ぎない。以下、図6〜図9を参照して、屈折率n1x,n1y,n2x,n2yの関係についての変形例を説明する。なお、以下に説明する図6〜図9の例では、屈折率n1x,n1y,n2x,n2yの関係を理解する上での便宜から、第1層51の遅相軸SDを、最観察者側偏光板28の吸収軸AD2に直交するx軸方向と平行にしている。しかしながら、以下の屈折率n1x,n1y,n2x,n2yの関係は、第1層51の遅相軸SDの向きに依らず、成立する。したがって、画像表示ユニット15に含まれた偏光板26,28のうちの最も観察者側に配置された偏光板28の吸収軸方向AD2と、光学シート40の第1層51の遅相軸方向SDと、が直交する又は平行となる必要ない。画像表示ユニット15に含まれた偏光板26,28のうちの最も観察者側に配置された偏光板28の吸収軸方向AD2と、光学シート40の第1層51の遅相軸方向SDと、によってなされる角度θaが、上述した式(a)および(b)の一方を満たすようにしてもよく、或いは、上述した式(c)および(d)の一方を満たすようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the refractive index n 1x of the first layer 51 in the x-axis direction, the refractive index n 1y of the first layer 51 in the y-axis direction, and the refractive index n 2x of the second layer 52 in the x-axis direction. Although the relationship between the refractive index n 2y in the y-axis direction of the second layer 51 has been described, the above-described relationship between the refractive indexes n 1x , n 1y , n 2x , and n 2y is merely an example. Hereinafter, with reference to FIGS. 6-9 , the modification about the relationship of refractive index n1x , n1y , n2x , n2y is demonstrated . In the examples of FIGS. 6 to 9 described below, the slow axis SD of the first layer 51 is expressed for convenience in understanding the relationship among the refractive indexes n 1x , n 1y , n 2x , and n 2y . It is parallel to the x-axis direction orthogonal to the absorption axis AD2 of the most observer side polarizing plate. However, the following relationship between the refractive indexes n 1x , n 1y , n 2x , and n 2y is established regardless of the direction of the slow axis SD of the first layer 51. Therefore, among the polarizing plates 26 and 28 included in the image display unit 15, the absorption axis direction AD <b> 2 of the polarizing plate 28 disposed closest to the viewer side and the slow axis direction SD of the first layer 51 of the optical sheet 40. And need not be orthogonal or parallel. The absorption axis direction AD2 of the polarizing plate 28 arranged closest to the viewer among the polarizing plates 26 and 28 included in the image display unit 15, the slow axis direction SD of the first layer 51 of the optical sheet 40, and May satisfy one of the above-described expressions (a) and (b), or may satisfy one of the above-described expressions (c) and (d).

例えば、上述した実施の形態において、第1層51のx軸方向の屈折率n1xが第2層52のx軸方向の屈折率n2xよりも大きくなっている例を示したがこれに限られず、第1層51のx軸方向の屈折率n1xが第2層52のx軸方向の屈折率n2xよりも小さくなっていてもよい。一例としての図6に示された例においては、次の関係が満たされる。
(n2x−n1x)>|n1y−n2y|=0
図6の関係が成り立つ場合、例えば、光学界面55の単位光学界面55aを凹レンズとして構成することにより、上述した実施の形態の光学シート40と概ね同様の光学機能を得ることが可能となる。なお、既に説明したように、図6に示された屈折率の関係に代えて、次の二条件が満たされるようにしてもよい。
(n2x−n1x)>|n1y−n2y
|n1y−n2y|≦0.02
さらに、(n2x−n1x)>|n1y−n2y|が満たされるとともに、正面方向へ進む第2偏光成分の光が、光学シート40を透過した後に、正面方向に対して2°以下の角度をなす方向へ進むように、光学シート40が構成されてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the example in which the refractive index n 1x in the x-axis direction of the first layer 51 is larger than the refractive index n 2x in the x-axis direction of the second layer 52 is shown, but the present invention is not limited thereto. Instead, the refractive index n 1x of the first layer 51 in the x-axis direction may be smaller than the refractive index n 2x of the second layer 52 in the x-axis direction. In the example shown in FIG. 6 as an example, the following relationship is satisfied:
(N 2x −n 1x )> | n 1y −n 2y | = 0
When the relationship of FIG. 6 is established, for example, by configuring the unit optical interface 55a of the optical interface 55 as a concave lens, it is possible to obtain an optical function substantially similar to that of the optical sheet 40 of the above-described embodiment. As already described, the following two conditions may be satisfied instead of the refractive index relationship shown in FIG.
(N 2x −n 1x )> | n 1y −n 2y |
| N 1y −n 2y | ≦ 0.02
Further, (n 2x −n 1x )> | n 1y −n 2y | is satisfied, and light of the second polarization component traveling in the front direction is transmitted through the optical sheet 40 and then 2 ° or less with respect to the front direction. The optical sheet 40 may be configured to proceed in a direction that forms an angle of.

なお、図6に示された屈折率分布を有する第1層51は、図10の樹脂フィルム71を、単位光学界面55aの配列方向と直交する方向、言い換えると単位光学界面55aの長手方向に延伸することにより、作製される。本件発明者らが確認したところ、単位光学界面55aの長手方向に延伸して第1層51を作製することにより、作製された第1層51内において、屈折率の分布を極めて安定して均一化することができた。   Note that the first layer 51 having the refractive index distribution shown in FIG. 6 extends the resin film 71 of FIG. 10 in a direction orthogonal to the arrangement direction of the unit optical interfaces 55a, in other words, in the longitudinal direction of the unit optical interfaces 55a. It is produced by doing. As a result of confirmation by the present inventors, the refractive index distribution is extremely stable and uniform in the produced first layer 51 by producing the first layer 51 by stretching in the longitudinal direction of the unit optical interface 55a. I was able to.

また、上述した実施の形態においては、x軸方向における第1層51と第2層52との間での屈折率差の大きさ(|n1x−n2x|)がy軸方向における第1層51と第2層52との間での屈折率差の大きさ(|n1y−n2y|)よりも大きくなっている例を示したが、上述した例に代えて、x軸方向における第1層51と第2層52との間での屈折率差の大きさがy軸方向における第1層51と第2層52との間での屈折率差の大きさよりも小さくなっていてもよい。 In the embodiment described above, the magnitude of the refractive index difference (| n 1x −n 2x |) between the first layer 51 and the second layer 52 in the x-axis direction is the first in the y-axis direction. Although an example in which the magnitude of the refractive index difference (| n 1y −n 2y |) between the layer 51 and the second layer 52 is larger is shown, the example in the x-axis direction is used instead of the above-described example. The difference in refractive index between the first layer 51 and the second layer 52 is smaller than the difference in refractive index between the first layer 51 and the second layer 52 in the y-axis direction. Also good.

一例として、次の関係が満たされるようにしてもよい。
|n1y−n2y|>|n1x−n2x|=0
この場合、y軸方向に振動する第2偏光成分の光の進行方向が、光学界面55によって制御される。その一方で、x軸方向に振動する第1偏光成分の光は、進行方向を維持して光学界面55を通過する。この例では、画像表示ユニット15が、例えば偏光制御装置30の切り換えにより、立体画像を表示するための光を第2偏光成分の光として射出し、平面画像を表示するための光を第1偏光成分の光として射出するようにすればよい。このような例によっても、上述した実施の形態と同様の作用効果を期待することができる。また、この例では、図7に示すように、第1層51のy軸方向の屈折率n1yが第2層52のy軸方向の屈折率n2yよりも大きくなり、次の関係が満たされるようにしてもよい。
(n1y−n2y)>|n1x−n2x|=0
あるいは、図8に示すように、第1層51のy軸方向の屈折率n1yが第2層52のy軸方向の屈折率n2yよりも小さくなり、次の関係が満たされるようにしてもよい。
(n2y−n1y)>|n1x−n2x|=0
As an example, the following relationship may be satisfied.
| N 1y −n 2y |> | n 1x −n 2x | = 0
In this case, the traveling direction of the light of the second polarization component that vibrates in the y-axis direction is controlled by the optical interface 55. On the other hand, the light of the first polarization component that vibrates in the x-axis direction passes through the optical interface 55 while maintaining the traveling direction. In this example, the image display unit 15 emits light for displaying a stereoscopic image as light of the second polarization component by switching the polarization control device 30, for example, and the light for displaying a planar image is the first polarization. The light may be emitted as component light. Also by such an example, the same effect as embodiment mentioned above can be anticipated. In this example, as shown in FIG. 7, the refractive index n 1y in the y-axis direction of the first layer 51 is larger than the refractive index n 2y in the y-axis direction of the second layer 52, and the following relationship is satisfied. You may be made to do.
(N 1y −n 2y )> | n 1x −n 2x | = 0
Alternatively, as shown in FIG. 8, the refractive index n 1y in the y-axis direction of the first layer 51 is smaller than the refractive index n 2y in the y-axis direction of the second layer 52 so that the following relationship is satisfied. Also good.
(N 2y −n 1y )> | n 1x −n 2x | = 0

なお、既に説明したように、図7に示された屈折率の関係に代えて、次の二条件が満たされるようにしてもよい。
(n1y−n2y)>|n1x−n2x
|n1x−n2x|≦0.02
さらに、(n1y−n2y)>|n1x−n2x|が満たされるとともに、光学シート40のシート面へ直交する方向(すなわち、正面方向)へ進むx軸方向に振動する偏光成分(第1偏光成分)の光が、光学シート40を透過した後に、正面方向に対して2°以下の角度をなす方向へ進むように、光学シート40が構成されていてもよい。
As already described, the following two conditions may be satisfied instead of the refractive index relationship shown in FIG.
(N 1y −n 2y )> | n 1x −n 2x |
| N 1x −n 2x | ≦ 0.02
Further, (n 1y −n 2y )> | n 1x −n 2x | is satisfied, and the polarization component (first order) that vibrates in the x-axis direction that proceeds in the direction orthogonal to the sheet surface of the optical sheet 40 (ie, the front direction). The optical sheet 40 may be configured so that light of one polarization component) travels in a direction that forms an angle of 2 ° or less with respect to the front direction after passing through the optical sheet 40.

同様に、図8に示された屈折率の関係に代えて、次の二条件が満たされるようにしてもよい。
(n2y−n1y)>|n1x−n2x
|n1x−n2x|≦0.02
さらに、(n2y−n1y)>|n1x−n2x|が満たされるとともに、正面方向へ進む第1偏光成分の光が、光学シート40を透過した後に、正面方向に対して2°以下の角度をなす方向へ進むように、光学シート40が構成されていてもよい。
Similarly, the following two conditions may be satisfied instead of the refractive index relationship shown in FIG.
(N 2y −n 1y )> | n 1x −n 2x |
| N 1x −n 2x | ≦ 0.02
Further, (n 2y −n 1y )> | n 1x −n 2x | is satisfied, and after the light of the first polarization component traveling in the front direction is transmitted through the optical sheet 40, it is 2 ° or less with respect to the front direction. The optical sheet 40 may be configured so as to proceed in a direction that forms the angle.

さらに、上述した実施の形態では、第1層51のみが光学異方性であり、第2層51は光学等方性である例を説明したが、第1層51および第2層52の両方とも光学異方性であるようにしてもよい。一例としての図9に示された例では、第1層51のx軸方向の屈折率n1x、第1層51のy軸方向の屈折率n1y、第2層52のx軸方向の屈折率n2xおよび第2層51のy軸方向の屈折率n2yが、次の関係を満たすようになっている。
(n1x−n2x)>|n1y−n2y|=0
1x>n1y
2x<n2y
図9に示された例によれば、y軸方向における第1層51と第2層52との間での屈折率差を小さく、典型的には0に保ちながら、x軸方向における第1層51と第2層52との間での屈折率差を大きくすることができる。これにより、光学シート40の光学界面55は、x軸方向に振動する偏光成分の光に対してのみ、強い光学機能を発揮することができる。なお、図9に示された例は、一例として、図11を参照しながら説明した製造方法により作製され得る。この際、延伸方向と遅相軸方向とが一致するようになる材料(例えばポリエチレンナフタレート樹脂)を用いて樹脂フィルム71を作製し、延伸方向と進相軸方向とが一致するようになる材料、例えば(スチレン系樹脂)を用いて第2樹脂フィルム72を作製すればよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which only the first layer 51 is optically anisotropic and the second layer 51 is optically isotropic has been described, but both the first layer 51 and the second layer 52 are described. Both may be optically anisotropic. In the example shown in FIG. 9 as an example, the refractive index n 1x of the first layer 51 in the x-axis direction, the refractive index n 1y of the first layer 51 in the y-axis direction, and the refraction of the second layer 52 in the x-axis direction. The index n 2x and the refractive index n 2y in the y-axis direction of the second layer 51 satisfy the following relationship.
(N 1x −n 2x )> | n 1y −n 2y | = 0
n 1x > n 1y
n 2x <n 2y
According to the example shown in FIG. 9, the first difference in the x-axis direction is maintained while the refractive index difference between the first layer 51 and the second layer 52 in the y-axis direction is small and typically kept at zero. The difference in refractive index between the layer 51 and the second layer 52 can be increased. Thereby, the optical interface 55 of the optical sheet 40 can exhibit a strong optical function only with respect to the light of the polarization component that vibrates in the x-axis direction. The example shown in FIG. 9 can be manufactured by the manufacturing method described with reference to FIG. 11 as an example. At this time, a resin film 71 is produced using a material (for example, polyethylene naphthalate resin) in which the stretching direction and the slow axis direction coincide with each other, and the stretching direction and the fast axis direction coincide with each other. For example, the second resin film 72 may be manufactured using (styrene resin).

なお、既に説明したように、図9に示された屈折率の関係に代えて、次の四条件が満たされるようにしてもよい。
(n1x−n2x)>|n1y−n2y
|n1y−n2y|≦0.02
1x>n1y
2x<n2y
さらに、(n1x−n2x)>|n1y−n2y|、n1x>n1yおよびn2x<n2yが満たされるとともに、光学シート40のシート面へ直交する方向(すなわち、正面方向)へ進むy軸方向に振動する偏光成分(第2偏光成分)の光が、光学シート40を透過した後に、正面方向に対して2°以下の角度をなす方向へ進むように、光学シート40が構成されていてもよい。
As already described, the following four conditions may be satisfied instead of the refractive index relationship shown in FIG.
(N 1x −n 2x )> | n 1y −n 2y |
| N 1y −n 2y | ≦ 0.02
n 1x > n 1y
n 2x <n 2y
Further, (n 1x −n 2x )> | n 1y −n 2y |, n 1x > n 1y and n 2x <n 2y are satisfied, and the direction orthogonal to the sheet surface of the optical sheet 40 (ie, the front direction). The light of the polarization component (second polarization component) oscillating in the y-axis direction that travels to the optical sheet 40 passes through the optical sheet 40 and then travels in a direction that forms an angle of 2 ° or less with respect to the front direction. It may be configured.

さらに、上述した実施の形態において、x軸方向およびy軸方向のいずれか一方向における第1層51と第2層52との間での屈折率差が0となる例を説明した。しかしながら、x軸方向およびy軸方向のいずれの方向においても第1層51と第2層52との間での屈折率差が0とならないようにしてもよい。この例においても、光学界面55及び単位光学界面55aの構成を適宜設計することにより、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the difference in refractive index between the first layer 51 and the second layer 52 in any one of the x-axis direction and the y-axis direction has been described. However, the refractive index difference between the first layer 51 and the second layer 52 may not be zero in both the x-axis direction and the y-axis direction. Also in this example, the effects similar to those of the above-described embodiment can be obtained by appropriately designing the configuration of the optical interface 55 and the unit optical interface 55a.

さらに、上述した実施の形態において、第1層51の面内における主軸(遅相軸および進相軸)が、立体画像を形成する光および平面画像を形成する光の振動方向と一致している例を示したが、一致していなくてもよい。この例においても、各屈折率n1x,n1y,n2x,n2yの大きさを適宜調節することにより、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。 Further, in the above-described embodiment, the main axis (slow axis and fast axis) in the plane of the first layer 51 coincides with the vibration direction of the light forming the stereoscopic image and the light forming the planar image. Although an example is shown, it does not need to match. Also in this example, the effects similar to those of the above-described embodiment can be obtained by appropriately adjusting the sizes of the refractive indexes n 1x , n 1y , n 2x , and n 2y .

さらに、上述した実施の形態およびその変形例において、熱可塑性樹脂を含む樹脂フィルムを延伸することによって、光学シート40の第1層51および第2層52に光学異方性、言い換えると面内の複屈折性を付与する例を示した。しかしながら、光学シート40の第1層51および第2層52が、液晶(液晶分子、液晶材料)を含有する層として形成され、液晶の配向によって、光学異方性を付与されるようにしてもよい。このような光学シート40の第1層51または第2層52は、典型的には、ラビング等の配向処理をなされた基材上で、液晶(液晶分子、液晶材料)を含有する紫外線硬化型樹脂を硬化させることによって、作製され得る。このような変形例において、第1層51または第2層52の賦型時に、単位光学界面56をなすようになる凹部または凸部をうねらせて成形すること可能であり、この場合、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。   Furthermore, in the above-described embodiment and its modifications, by stretching a resin film containing a thermoplastic resin, the first layer 51 and the second layer 52 of the optical sheet 40 have optical anisotropy, in other words, in-plane. An example of imparting birefringence was shown. However, the first layer 51 and the second layer 52 of the optical sheet 40 are formed as layers containing liquid crystal (liquid crystal molecules, liquid crystal material), and optical anisotropy is imparted by the alignment of the liquid crystal. Good. The first layer 51 or the second layer 52 of the optical sheet 40 is typically an ultraviolet curable type containing liquid crystal (liquid crystal molecules, liquid crystal material) on a base material that has been subjected to alignment treatment such as rubbing. It can be made by curing the resin. In such a modification, when forming the first layer 51 or the second layer 52, it is possible to form a concave or convex portion that forms the unit optical interface 56, and in this case, as described above. The same effect as the embodiment can be obtained.

なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。   In addition, although the some modification with respect to embodiment mentioned above was demonstrated above, naturally, it is also possible to apply combining several modifications suitably.

10 表示装置
10a 表示面
15 画像表示ユニット
20 画像形成装置
20a 画像形成面
21 画素
24 バックライト
25 液晶表示パネル
26 偏光板、下偏光板
27 液晶セル
28 偏光板、上偏光板
30 偏光制御装置
31 液晶分子、液晶材料、液晶
33 第1支持フィルム
34 第1電極
35 液晶層
36 第2電極
37 第2支持フィルム
40 光学シート
43 フィルム層
51 第1層
52 第2層
55 光学界面、複屈折界面、レンズ面
55a 単位光学界面、単位レンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Display apparatus 10a Display surface 15 Image display unit 20 Image forming apparatus 20a Image forming surface 21 Pixel 24 Backlight 25 Liquid crystal display panel 26 Polarizing plate, lower polarizing plate 27 Liquid crystal cell 28 Polarizing plate, upper polarizing plate 30 Polarization control device 31 Liquid crystal Molecule, liquid crystal material, liquid crystal 33 first support film 34 first electrode 35 liquid crystal layer 36 second electrode 37 second support film 40 optical sheet 43 film layer 51 first layer 52 second layer 55 optical interface, birefringence interface, lens Surface 55a Unit optical interface, unit lens

Claims (10)

平面画像および裸眼で視認され得る立体画像を切り換え可能に表示する表示装置であって、
前記立体画像を表示するための一方の偏光成分の光と、前記平面画像を表示するための他方の偏光成分の光とを射出し得る画像表示ユニットと、
前記画像表示ユニットの観察者側に配置され、光の偏光状態に応じて当該光の進行方向を制御する光学シートと、を備え、
前記画像表示ユニットは、少なくとも一以上の偏光板を含んでおり、
前記光学シートは、光学異方性の第1層と、前記第1層に積層され且つ光の偏光状態に応じて当該光の進行方向を変化させる光学界面を前記第1層との間に形成する第2層と、を有し、
前記画像表示ユニットに含まれた前記偏光板のうちの最も観察者側に配置された偏光板の吸収軸と、前記第1層の遅相軸と、によってなされる角度θaが、次の関係を満たす、表示装置。
−10°<(θa)<10° 又は 80°<(θa)<100°
A display device that displays a planar image and a stereoscopic image that can be viewed with the naked eye in a switchable manner,
An image display unit capable of emitting light of one polarization component for displaying the stereoscopic image and light of the other polarization component for displaying the planar image;
An optical sheet disposed on the viewer side of the image display unit and controlling the traveling direction of the light according to the polarization state of the light, and
The image display unit includes at least one polarizing plate,
The optical sheet is formed between the first layer having optical anisotropy and an optical interface that is laminated on the first layer and changes a traveling direction of the light according to a polarization state of the light. And a second layer to
Of the polarizing plates included in the image display unit, the angle θa formed by the absorption axis of the polarizing plate arranged closest to the viewer and the slow axis of the first layer has the following relationship: Fill the display device.
−10 ° <(θa) <10 ° or 80 ° <(θa) <100 °
前記画像表示ユニットに含まれた前記偏光板のうちの最も観察者側に配置された偏光板の吸収軸と、前記第1層の遅相軸と、によってなされる角度θaが、次の関係を満たす、請求項1に記載の表示装置。
−5°≦(θa)≦5° 又は 85°≦(θa)≦95°
Of the polarizing plates included in the image display unit, the angle θa formed by the absorption axis of the polarizing plate arranged closest to the viewer and the slow axis of the first layer has the following relationship: The display device according to claim 1, wherein the display device is satisfied.
-5 ° ≦ (θa) ≦ 5 ° or 85 ° ≦ (θa) ≦ 95 °
前記画像表示ユニットに含まれた前記偏光板のうちの最も観察者側に配置された偏光板の吸収軸と、前記第1層の遅相軸と、が平行である、請求項1または2に記載の表示装置。   The absorption axis of the polarizing plate arranged closest to the viewer among the polarizing plates included in the image display unit and the slow axis of the first layer are parallel to each other. The display device described. 前記光学シートの前記第1層は、熱可塑性樹脂を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein the first layer of the optical sheet includes a thermoplastic resin. 前記熱可塑性樹脂が、ポリエチレンナフタレート樹脂である、請求項4に記載の表示装置。   The display device according to claim 4, wherein the thermoplastic resin is a polyethylene naphthalate resin. 前記光学シートの前記第1層をなす材料のガラス転移温度は、100°以上である、請求項4または5に記載の表示装置。   The display device according to claim 4, wherein a glass transition temperature of a material forming the first layer of the optical sheet is 100 ° or more. 150℃で30分加熱しJISC2151の規定にしたがって測定された前記光学シートの寸法安定性が2%以下である、請求項4〜6のいずれか一項に記載の表示装置。   7. The display device according to claim 4, wherein the optical sheet has a dimensional stability of 2% or less measured at 150 ° C. for 30 minutes and measured according to JIS C2151. 前記光学シートの前記第1層の面内の複屈折Δnが0.13以上である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein an in-plane birefringence Δn of the first layer of the optical sheet is 0.13 or more. 光学シートへの法線方向に進む他方の偏光成分の光が、光学シートを透過した後に、光学シートへの前記法線方向に対して2°以下の角度をなす方向へ進む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の表示装置。   The light of the other polarization component that travels in the normal direction to the optical sheet passes through the optical sheet and then travels in a direction that forms an angle of 2 ° or less with respect to the normal direction to the optical sheet. The display device according to claim 8. 前記第2層は光学等方性である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein the second layer is optically isotropic.
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