JP5178811B2 - 立体画像表示装置 - Google Patents
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Description
本発明は、立体画像表示装置に関する。
画像光を出力する画像出力部と、一の光学部品である画像出力部に接着層によって貼り付けられた偏光板または位相差板等の他の光学部品とを備える立体画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２００５−９１８３４号公報
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２００５−９１８３４号公報
しかしながら、何れかの光学部品の寸法変化が大きい場合、画像出力部等の一の光学部品と偏光板または位相差板等の他の光学部品との間に位置ずれが生じて、立体画像の画質が低下するといった課題がある。
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、透明なガラスを含む保持基板、前記保持基板に保持された光学素子、および、前記保持基板における前記光学素子が保持される側の反対側に第１接着層により貼り付けられた樹脂製の偏光板を有し、一の偏光を有する画像光を出力する画像出力部と、透明な樹脂基材、および、前記樹脂基材上に配され、入射された前記画像光を互いに異なる偏光で出力する複数の位相差部を有し、第２接着層により前記偏光板に貼り付けられた位相差板とを備え、前記第２接着層の硬さは、前記第１接着層の硬さ以上である立体画像表示装置である。
本発明の第２の態様は、透明なガラスを含む保持基板、前記保持基板に保持された光学素子、および、前記保持基板における前記光学素子が保持される側の反対側に第１接着層により貼り付けられた樹脂製の偏光板を有し、一の偏光を有する画像光を出力する画像出力部を製造する段階と、透明な樹脂基材、および、前記樹脂基材上に配され、入射された前記画像光を互いに異なる偏光で出力する複数の位相差部を有する位相差板を製造する段階と、前記第１接着層の硬さ以上の硬さを有する第２接着層によって、前記画像出力部に前記位相差板を貼り付ける段階とを備える立体画像表示装置の製造方法である。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、立体画像表示装置の分解斜視図である。図１の矢印で示すように、ユーザが位置する方向であって、画像を出射する方向を立体画像表示装置の前方とする。図１に示すように、立体画像表示装置１０は、光源１２と、画像出力部１４と、第２接着層の一例である接着層４４と、位相差板１６と、反射防止膜１８とを備えている。
光源１２は、面内において略均一な強度で、白色の無偏光を照射する。光源１２は、ユーザから見て、立体画像表示装置１０の最後方に配置される。光源１２には、拡散板と冷陰極管（CCFL：Cold Cathode Fluorescent Lamp）とを組み合わせた光源、または、フレネルレンズと発光ダイオード（LED：Light Emitting Diode）とを組み合わせた光源、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）を含む面光源等を適用できる。
画像出力部１４は、光源１２の前方に配置されている。画像出力部１４は、光源１２からの光によって、画像を出力する。画像出力部１４は、偏光板２２と、接着層２４と、保持基板２６と、光学素子２８と、保持基板３０と、接着層３２と、偏光板３４とを備える。接着層３２は、第１接着層の一例である。
偏光板２２は、光源１２と、保持基板２６との間に配置される。偏光板２２は、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を含む樹脂によって構成されている。尚、偏光板２２を構成する材料は適宜変更してよい。偏光板２２は、接着層２４によって、光学素子２８の後面に貼り付けられている。偏光板２２は、水平方向から４５°傾斜した透過軸と、透過軸と直交する吸収軸とを有する。これにより、光源１２から出射されて、偏光板２２に入射した無偏光のうち、振動方向が偏光板２２の透過軸と平行な成分は透過するとともに、吸収軸と平行な成分は吸収されて遮断される。このため偏光板２２から出射される光は、偏光板２２の透過軸を偏光軸とする直線偏光となる。
接着層２４は、保持基板２６の後面の全面に略均一に設けられている。接着層２４には、アクリル系の粘着剤を適用できる。また、接着層２４として、接着シート、または、粘着シートを適用してもよい。接着層２４は、偏光板２２を保持基板２６の後面に貼り付ける。
保持基板２６は、偏光板２２と光学素子２８との間に配置されている。保持基板２６は、透明なガラス板を適用できる。尚、保持基板２６は、ガラス板以外に透明な樹脂とガラスクロスとを含む透明な複合材料を用いた透明複合シートも利用することができる。これにより、立体画像表示装置１０の軽量化かつ柔軟性を達成することができる。保持基板２６の後面は、接着層２４を介して、偏光板２２を保持する。
光学素子２８は、保持基板２６と保持基板３０との間に配置されて保持されている。光学素子２８は、図１に「Ｒ」及び「Ｌ」で示すように、右目用の画像を生成する右目用画像生成部３８と、左目用の画像を生成する左目用画像生成部４０とを有する。右目用画像生成部３８及び左目用画像生成部４０は、水平方向に延びる矩形状に形成されている。右目用画像生成部３８及び左目用画像生成部４０は、鉛直方向に沿って交互に配置されている。
光学素子２８は、画像を生成する複数の画素（＝ピクセル）を有する。複数の画素は、鉛直方向及び水平方向に一定のピッチで二次元に配列されている。画素は画像を扱うときの単位をいい、色調及び階調の色情報を出力する。各画素は、３個の副画素（＝サブピクセル）を有する。各副画素は、液晶部と、液晶部の前後面に形成された透明電極とを有する。透明電極は液晶部に電圧を印加する。電圧が印加された副画素の液晶部は直線偏光の偏光軸を９０°回転させる。各画素に含まれる３個の副画素は、それぞれ赤色のカラーフィルターと、緑色のカラーフィルターと、青色のカラーフィルターとを有する。副画素の透明電極の電圧印加を制御することにより、副画素から出射される赤色、緑色、青色の光を強めまたは弱めて、画像を形成する。
保持基板３０は、光学素子２８と偏光板３４との間に配置されている。保持基板２６及び保持基板３０は、光学素子２８を挟持する。保持基板３０は、透明なガラス板を適用できる。尚、保持基板３０は、ガラス板以外に透明な樹脂とガラスクロスとを含む透明な複合材料を用いた透明複合シートも利用することができる。これにより、立体画像表示装置１０の軽量化かつ柔軟性を達成することができる。保持基板３０の前面は、接着層３２を介して、偏光板３４を保持する。
接着層３２は、保持基板３０の前面の全面に略均一に設けられている。接着層３２には、アクリル系の粘着剤を適用できる。また、接着層３２として、接着シート、または、粘着シートを適用してもよい。接着層３２は、偏光板３４を保持基板３０の前面に貼り付ける。
偏光板３４は、保持基板３０と、位相差板１６との間に配置されている。偏光板３４は、保持基板３０における光学素子２８が保持される側の反対側に接着層３２により貼り付けられている。偏光板３４は、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を含む樹脂によって構成されている。偏光板３４の厚みは、薄い方が好ましい。偏光板３４の厚みは、例えば、１００μｍ〜２００μｍである。偏光板３４は、透過軸と、透過軸と直交する吸収軸とを有する。偏光板３４の透過軸は、偏光板２２の透過軸と直交する。これにより、光学素子２８によって偏光軸が、９０°回転された直線偏光は、偏光板３４を透過して画像光となり画像を形成する。一方、光学素子２８によって偏光軸が回転されなかった直線偏光は、偏光板３４によって遮蔽される。これにより、画像出力部１４は、一の偏光を有する画像光を出力することになる。
位相差板１６は、接着層４４によって画像出力部１４の偏光板３４の前方に貼り付けられている。位相差板１６は、同じ方向の偏光軸を有する直線偏光からなる右目用画像及び左目用画像の偏光状態を異なる偏光状態へと変調させる。位相差板１６の厚みは、位相差板１６の寸法変化を抑制するために、薄い方が好ましい。更に、偏光板３４を薄くして、偏光板３４の寸法変化を抑制することが好ましい。これにより、位相差板１６の寸法変化が、より抑制される。しかし、偏光板を薄くして、厚い位相差板を硬い接着層により偏光板に貼り付けた場合、位相差板の寸法変化による偏光板への影響が大きくなる。この結果、位相差板の寸法変化に伴って、偏光板の寸法変化が大きくなる。従って、これらのことから偏光板３４を薄くすることには限界がある。これらのことを考慮すると、位相差板１６の厚みは、５０μｍ〜２００μｍであることが好ましい。更に、位相差板１６の厚みと偏光板３４の厚みとの関係において、位相差板１６は、偏光板３４よりも薄い方が好ましい。例えば、位相差板１６の厚みが５０μｍであれば、偏光板３４の厚みは１００μｍ程度であることが好ましい。位相差板１６は、複数対の位相差部４６及び位相差部４８と、樹脂基材５０とを有する。
接着層４４は、偏光板３４の前面の全面に略均一に設けられている。接着層４４の硬さは、接着層３２の硬さ以上である。接着層４４を構成する材料の一例は、紫外線硬化樹脂を含む材料からなる。また、接着層４４として、接着シート、または、粘着シートを適用してもよい。接着層４４は、位相差部４６及び位相差部４８を偏光板３４の前面に貼り付ける。
位相差部４６及び位相差部４８は、樹脂基材５０の後面上に配されている。位相差部４６及び位相差部４８は、同一鉛直面上に配置されている。位相差部４６及び位相差部４８は、鉛直方向に沿って、交互に配置されている。
位相差部４６は、水平方向に延びる矩形状に形成されている。位相差部４６は、光学素子２８の右目用画像生成部３８と略同形状である。位相差部４６は、右目用画像生成部３８の前方に配置されている。位相差部４６は、入射する偏光の偏光状態を変調する。位相差部４６は、直線偏光を円偏光に変換する１／４の波長板である。位相差部４６の光学軸は、図１の位相差部４６の左端に記載する矢印に示すように、鉛直方向と平行である。これにより、位相差部４６は、光学軸の矢印の右側に示す矢印のように偏光板３４から入射した直線偏光を右回りの円偏光に変調する。尚、光学軸は、進相軸または遅相軸である。
位相差部４８は、水平方向に延びる矩形状に形成されている。位相差部４８は、光学素子２８の左目用画像生成部４０と略同形状である。位相差部４８は、左目用画像生成部４０の前方に配置されている。位相差部４８は、入射する偏光の変調状態を変調する。位相差部４８は、直線偏光を円偏光に変換する１／４の波長板である。位相差部４８の光学軸は、図１の位相差部４８の左端に記載する矢印に示すように、水平方向と平行である。これにより、位相差部４８は、光学軸の矢印の右側に示すように偏光板３４から入射した直線偏光を左回りの円偏光に変調する。従って、位相差部４６及び位相差部４８は、右目用画像及び左目用画像を構成する画像光である直線偏光を、偏光軸が互いに異なる円偏光へと変換して出力する。
ここで、ユーザは、立体画像を見る場合、偏光眼鏡を掛ける。この偏光眼鏡の右目用レンズは、位相差部４６から出射された右目用画像を構成する右回りの円偏光を透過する。一方、左目用レンズは、位相差部４８から出射された左目用画像を構成する左回りの円偏光を透過する。これにより、ユーザの右目は、右目用画像生成部３８から出射されて、位相差部４６によって変調された円偏光のみを見る。また、ユーザの左目は、左目用画像生成部４０から出射されて、位相差部４８によって変調された円偏光のみを見る。この結果、ユーザは、立体画像を認識する。
樹脂基材５０は、位相差部４６及び位相差部４８の前面に配置されている。樹脂基材５０は、位相差部４６及び位相差部４８を保持する。樹脂基材５０の厚みの一例は、５０μｍ〜１００μｍである。樹脂基材５０は、透明である。樹脂基材５０は、シクロオレフィン系のフィルムを使用することができる。シクロオレフィン系フィルムとして、シクロオレフィンポリマー（＝ＣＯＰ）、より好ましくは、シクロオレフィンポリマーの共重合体であるシクロオレフィンコポリマー（＝ＣＯＣ）を使用することができる。ＣＯＰフィルムとして、日本ゼオン社製のゼオノアフィルムＺＦ１４を挙げることができる。また、樹脂基材５０は、トリアセチルセルロース（＝ＴＡＣ）を含む材料によって構成してもよい。ＴＡＣフィルムは、富士写真フィルム社製のフジタックＴ８０ＳＺを挙げることができる。尚、シクロオレフィン系フィルムを使用する場合は、脆弱性の観点から高靭性タイプのフィルムを使用することが好ましい。
反射防止膜１８は、位相差板１６の前面に配置されている。反射防止膜１８は、樹脂基材５０から出射された光の反射を抑制する。これにより、反射防止膜１８は、高効率で画像を構成する偏光をユーザに提供する。
図２は、立体画像表示装置の断面図である。図２に示すように、位相差部４６は、配向膜５４と、液晶膜５６とを有する。配向膜５４は、樹脂基材５０の後面の全面にわたって形成されている。配向膜５４の厚みの一例は、１０ｎｍ〜１００ｎｍである。配向膜５４は、一般に公知の光配向性化合物を適用できる。光配向性化合物の例として、光分解型、光二量子化型、光異性型等の化合物をあげることができる。液晶膜５６の分子は、配向膜５４の配向に対応して、配向される。これら配向膜５４及び液晶膜５６の配向は、上述した位相差部４６及び位相差部４８の光学軸に対応している。液晶膜５６の厚みの一例は、約１μｍ〜２μｍである。従って、配向膜５４及び液晶膜５６の厚さは、樹脂基材５０、接着層２４、３２、４４、及び、偏光板２２、３４等の厚さに比べて薄い。
次に、上述した立体画像表示装置１０の動作について説明する。まず、立体画像表示装置１０では、光が光源１２から前方へと照射される。照射された光は、無偏光であって、鉛直面内において光量が略均一である。光は、画像出力部１４の偏光板２２に入射する。ここで、偏光板２２は、水平方向から４５°傾斜した透過軸と、透過軸と直交する吸収軸とを有する。従って、光は、偏光板２２の透過軸と平行な偏光軸を有する直線偏光として、偏光板２２から出射される。
偏光板２２から出射した直線偏光は、接着層２４及び保持基板２６を透過して、光学素子２８の右目用画像生成部３８または左目用画像生成部４０に入射する。光学素子２８では、生成する画像に対応させていずれかの副画素に電圧が印加されている。電圧が印加されている副画素を透過した直線偏光は、偏光軸が９０°回転された後、光学素子２８から出射される。一方、電圧が印加されていない副画素を透過した直線偏光は、偏光軸が回転されることなく、光学素子２８から出射される。尚、ノーマリホワイト方式を例に説明したが、電圧が印加されていない副画素を透過する直線偏光の偏光軸が９０°回転されるノーマリブラック方式に光学素子２８を構成してもよい。
光学素子２８から出射された直線偏光は、保持基板３０及び接着層３２を透過した後、偏光板３４に入射する。ここで、偏光板３４の透過軸は、偏光板２２の透過軸と直交する。従って、光学素子２８によって偏光軸が９０°回転された直線偏光は、偏光板３４を透過する。一方、光学素子２８によって偏光軸が回転されなかった直線偏光は、偏光板３４によって吸収される。
偏光板３４を透過した直線偏光のうち、光学素子２８の右目用画像生成部３８から出射された直線偏光は位相差板１６の位相差部４６に入射する。位相差部４６は、鉛直方向の光学軸を有する。これにより、右目用画像生成部３８から出射された直線偏光は、位相差部４６によって、右回りの円偏光へと変調されて、出射される。一方、偏光板３４を透過した直線偏光のうち、光学素子２８の左目用画像生成部４０から出射された直線偏光は位相差部４８に入射する。位相差部４８は、水平方向の光学軸を有する。これにより、左目用画像生成部４０から出射された直線偏光は、位相差部４８によって、左回りの円偏光へと変調されて、出射される。
位相差部４６及び位相差部４８から出射された円偏光は、樹脂基材５０及び反射防止膜１８を透過して、立体画像表示装置１０から出射される。円偏光は、ユーザが掛けている偏光眼鏡に入射する。ユーザが掛けている偏光眼鏡の右目用レンズは右回りの円偏光を透過するとともに、左目用レンズは左回りの円偏光を透過する。これにより、ユーザの右回りの円偏光が入射して、ユーザの左目には、左回りの円偏光が入射する。この結果、ユーザは立体画像を視認できる。
次に、上述した立体画像表示装置の製造方法について説明する。まず、透明な保持基板２６と保持基板３０との間に保持された光学素子２８を製造する。次に、保持基板２６に接着層２４を塗布またはラミネートした後、接着層２４を介して、偏光板２２を保持基板２６に貼り付ける。次に、保持基板３０に接着層３２を塗布またはラミネートした後、接着層３２を介して、偏光板３４を保持基板３０に貼り付ける。これにより、保持基板３０における光学素子２８が保持される側の反対側に接着層３２により樹脂製の偏光板３４が貼り付けられる。この結果、一の偏光を有する画像光を出力する画像出力部１４が完成する。
次に、透明な樹脂基材５０に配向膜５４を塗布する。位相差部４６に対応する領域の配向膜５４に紫外線等の偏光を照射した後、位相差部４８に対応する領域の配向膜５４に偏光を照射する。これにより、配向膜５４を所定の方向に配向させる。配向された配向膜５４上に液晶膜５６を塗布して、乾燥または紫外線照射により硬化させる。これにより、液晶膜５６が配向膜５４の配向に沿って配向して、複数対の位相差部４６及び位相差部４８が樹脂基材５０上に形成される。この結果、入射された画像光を互いに交差する円偏光で出力する複数の位相差部４６及び複数の位相差部４８を有する位相差板１６が完成する。
次に、偏光板３４の前面、または、位相差板１６の後面に、接着層３２の硬さ以上の硬さを有する接着層４４を塗布またはラミネートする。この後、接着層４４を介して、偏光板３４に位相差板１６を貼り付ける。この状態で、接着層４４に紫外線を照射することによって、接着層４４を硬化させる。これにより、画像出力部１４の偏光板３４に位相差板１６の位相差部４６及び位相差部４８が接着層４４によって貼り付けられる。その後、反射防止膜１８を位相差板１６に設けるとともに、光源１２を取り付けることによって、立体画像表示装置１０が完成する。
上述したように、立体画像表示装置１０では、接着層４４の硬さが、接着層３２の硬さ以上である。ここで、立体画像表示装置１０による発熱、使用環境の温度及び湿度等によって位相差板１６の樹脂基材５０は伸縮するが、保持基板２６及び保持基板３０は樹脂基材５０に比べてほとんど伸縮しない。しかし、立体画像表示装置１０では、接着層４４が硬いので、樹脂基材５０の熱膨張係数によらず、位相差板１６の寸法変化を抑制できる。このため、立体画像表示装置１０は、保持基板２６及び保持基板３０に形成された右目用画像生成部３８及び左目用画像生成部４０に対する、樹脂基材５０に形成された位相差部４６及び位相差部４８の位置ずれを抑制できる。これにより、立体画像表示装置１０は、右目用画像生成部３８から出射した直線偏光を位相差部４６に効率よく入射させることができ、左目用画像生成部４０から出射した直線偏光を位相差部４８に効率よく入射させることができる。この結果、立体画像表示装置１０は、立体画像の画質の劣化を低減できるとともに、適切な３Ｄ映像を適用できる。また、湿度または熱等によって収縮または膨張し易いＴＡＣ（トリアセチルセルロール）等を含む樹脂基材５０を使用しても、立体画像表示装置１０は、上述の効果を奏することができる。更に、接着層４４が硬いので、偏光板３４の寸法変化も抑制できる。尚、接着層が硬いか否かの基準は後述する。
立体画像表示装置１０では、接着層４４を硬くすることによって、右目用画像生成部３８及び左目用画像生成部４０に対する位相差部４６及び位相差部４８の位置ずれを抑制しているので、接着層３２の硬さを低くすることができる。この結果、接着層３２を硬くすることによる保持基板３０と偏光板３４との間に作用する応力を低減することができる。この結果、立体画像表示装置１０は、応力に起因する色抜け等の画質の劣化を低減できる。
立体画像表示装置１０では、位相差板１６を偏光板３４よりも薄くすることによって、右目用画像生成部３８及び左目用画像生成部４０に対する、位相差部４６及び位相差部４８の位置ずれを抑制できる。
次に、上述した効果を実証するために行った寸法変化の測定実験について説明する。まず、実験方法について説明する。図３は、寸法変化を測定する実験装置の全体構成図である。図３に示すように、実験は、ホットプレート６２に４．８ｍｍの厚みの石英ガラス６４を載置した。この石英ガラス６４に試料６６及び試料６８を置いた。そして、試料６６及び試料６８のそれぞれの両端にマーク７０とマーク７２とを付与した。初期状態におけるマーク７０とマーク７２の距離は、１００ｍｍである。この状態で、試料６６及び試料６８をホットプレート６２により２５℃から５５℃まで昇温して、５５℃のまま２４０分保持した。その後、自然に室温まで冷却した。そして、昇温開始から室温に冷却されるまでの間、２０分間隔で、マーク７０とマーク７２との寸法変化を測定した。２０分間隔で測定した寸法変化のうち、初期状態の長さＬ（＝１００ｍｍ）から最も大きく寸法が変化した値をＬ１とした。Ｌ１の正負は、伸びを「正（＋）」とし、縮みを「負（−）」とした。温度変化をδｔ（＝３０℃）とした。これらから、１℃あたりの寸法変化Δを以下の式によって求めた。
Δ［ppm/℃］＝｛（Ｌ１−Ｌ）÷（δｔ×Ｌ）｝×１０６
Δ［ppm/℃］＝｛（Ｌ１−Ｌ）÷（δｔ×Ｌ）｝×１０６
図４は、寸法変化の測定方向を説明する図である。試料６６は、図４に示すロール状態で製造される樹脂基材５０の幅方向（＝ＴＤ）に沿って、寸法変化を測定した。試料６８は、ロール状態で製造される樹脂基材５０の機械送り方向（＝ＭＤ；即ち、幅方向と直交する方向）に沿って、寸法変化を測定した。尚、寸法変化の測定には、株式会社ミツトヨ社製のＢＨ−Ｖ５０４を使用した。
図５は、寸法変化の測定実験の試料の断面図である。図５に示すように、試料６６及び試料６８では、接着層３２、偏光板３４、接着層４４、樹脂基材５０の順で、石英ガラス６４に積層されている。この試料６６及び試料６８を図３に示す実験装置に石英ガラス６４を載置して実験を行った。尚、上述したように位相差部４６、４８を構成する配向膜５４及び液晶膜５６の厚みは、接着層３２、偏光板３４、接着層４４、樹脂基材５０の厚みに比べて極めて小さい。従って、寸法変化に与える影響は小さいと考えられるので、配向膜５４及び液晶膜５６を省略した試料６６、６８によって寸法変化の実験を行った。
図６は、寸法変化の実験結果を示す表である。尚、図６における寸法変化率（単位：ｐｐｍ／℃）は、各実施例の試料を５５℃に保持した状態での寸法変化である。また、図６における、寸法変化率Ａは樹脂基材５０の寸法変化率を示し、寸法変化率Ｂは試料６６、６８の寸法変化率を示す。図６に示すように、実施例１〜実施例６の全てにおいて、比較例１及び比較例２に比べて、位相差板１６の寸法変化が小さくなっていることがわかる。特に、実施例２、実施例５、実施例６の場合、接着層４４を極めて硬くすることによって、接着層３２が軟性であっても、寸法変化を抑えられることがわかる。また、図６に示すように、樹脂基材５０の構成材料が、ＣＯＰ、ＴＡＣに関わらず、同じように寸法変化が小さいことがわかる。
図７は、貯蔵弾性率の温度依存性を示すグラフである。横軸は温度、縦軸は貯蔵弾性率（Ｅ'）を示す。尚、図７に括弧書きで示す（軟）、（硬い）、及び、（極めて硬い）は、図６の接着層３２及び接着層４４の特性に対応する。この実験における貯蔵弾性率は、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｊａｐａｎ社製のＲＡＳＩＩを用いて測定した。条件は、引張モードで行い、１０℃／分の昇温速度、１Ｈｚの周波数で、−５０℃から１００℃における各接着層の貯蔵弾性率を測定した。各接着層の試料は、２００μｍ〜４００μｍの厚みを有する一辺が１０ｍｍ〜３０ｍｍの正方形状に形成した。ここで、本実施形態における第１接着層の一例である接着層３２と第２接着層の一例である接着層４４との硬さの条件は、立体画像表示装置の一般的な使用温度領域と想定される２０℃〜７０℃の間の温度領域内における貯蔵弾性率で区別した。即ち、２０℃〜７０℃の温度領域内で、接着層４４の貯蔵弾性率が、接着層３２の貯蔵弾性率よりも高ければよい。この条件を満たすとき、接着層４４が接着層３２よりも硬いと評価する。従って、接着層４４が接着層３２よりも硬いとは、図７において、接着層４４が接着層（極めて硬い）であって、接着層３２が接着層（硬い）であれば、条件を満たす。また、接着層４４が接着層（硬い）であって、接着層３２が接着層（軟）であれば、接着層４４が接着層３２よりも硬いという条件を満たす。
図６に示す特性が「極めて硬い」」と示す接着層４４、及び、図７に示す接着層（極めて硬い）は、紫外線硬化型の接着シートを使用している。接着シートは、以下の手順で作製した。まず、プレポリマー、開始剤、及び、溶剤を含む樹脂組成物を調整した。次に、離型フィルムの離型面にコーターを用いて、その樹脂組成物を塗布した後、１３０℃で５分間、溶剤を蒸発させ、乾燥後の厚さが３０μｍとなるように接着シートを作製した。
この接着シートの硬化方法は、作製した接着シートを実施例の試料６６、６８の構成に従って積層した後、紫外線の積算照射量が５０００ｍＪ／ｃｍ２〜１００００ｍＪ／ｃｍ２となるように、紫外線を照射して硬化させた。尚、図６及び図７に示す貯蔵弾性率は、硬化後の貯蔵弾性率である。
樹脂組成物で使用したプレポリマーは、紫外線硬化後の貯蔵弾性率が、２ＧＰａ程度になるプリポリマーを選択した。具体的には、重量平均分子量が２×１０４〜５×１０５、ガラス転移温度が１５℃〜３０℃、プリポリマー中に含まれる２重結合の当量が４００ｅｑ／ｇ〜６００ｅｑ／ｇのプレポリマーを使用することにより、所定の貯蔵弾性率を得ることができた。プレポリマーの添加量は、固形分換算で１００重量部を加えた。
開始剤は、ラジカル重合用開始剤を使用した。具体的には、ＢＡＳＦ社製のＤａｒｃｕｒｅ ＴＰＯを使用した。開始剤の添加量は、プレポリマー固形分１００重量部に対して、１０重量部（固形分）を加えた。
溶剤は、メチルエチルケトンを使用した。溶剤の添加量は、最初に２５重量部を加えた。
図６及び図７に特性が「硬い」と示す接着層は、粘着剤からなる粘着シートを使用している。この粘着シートは、以下の手順で作製した。まず、主剤、架橋剤、及び、溶剤を含む樹脂組成物を調整した。次に、離型フィルムの離型面にコーターを用いて、その樹脂組成物を塗布した後、１００℃で１分間、溶剤を蒸発させ、乾燥後の厚さが２５μｍとなるように粘着シートを作製した。
樹脂組成物で使用した主剤は、アクリル酸エステル共重合体を使用した。具体的には、綜研化学社製のＳＫダイン２０９４、固形分２５％を使用した。添加量は、１００重量部を加えた。架橋剤は、多官能エポキシ系化合物を使用した。具体的には、綜研化学社製のＥ−ＡＸを使用し、０．４重量部を加えた。溶剤は、トルエンを使用し、３０重量部を加えた。これにより、特性が「硬い」の接着層を作製した。この特性が「硬い」の接着層の貯蔵弾性率は、０．７ＭＰａであった。尚、本段落における主剤及び架橋剤の添加量は、溶解品の重量部数である。
図６及び図７に示す特性が「軟」と示す接着層は、粘着剤からなる粘着シートを使用している。この粘着シートは、以下の手順で作製した。まず、主剤、架橋剤、及び、溶剤を含む樹脂組成物を調整した。次に、離型フィルムの離型面にコーターを用いて、その樹脂組成物を塗布した後、１００℃で１分間、溶剤を蒸発させ、乾燥後の厚さが２５μｍとなるように粘着シートを作製した。
樹脂組成物で使用した主剤は、アクリル酸エステル共重合体を使用した。具体的には、東洋インキ製造社製のオリバインＥＧ−６５５、固形分２３％を使用した。添加量は、１００重量部を加えた。架橋剤は、キシリレンジイソシアネート系化合物を使用した。具体的には、東洋インキ製造社製のＢＸＸ−５６２７を使用し、０．０４重量部を加えた。溶剤は、トルエンを使用し、３０重量部を加えた。これにより、特性が「軟」の接着層を作製した。この特性が「軟」の接着層の貯蔵弾性率は、０．３ＭＰａであった。尚、本段落における主剤及び架橋剤の添加量は、溶解品の重量部数である。
上述の実施形態では、位相差部４６及び位相差部４８が、互いに直交する円偏光を出力する例を示したが、互いに交差する直線偏光を出力するように構成してもよい。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
１０ 立体画像表示装置
１２ 光源
１４ 画像出力部
１６ 位相差板
１８ 反射防止膜
２２ 偏光板
２４ 接着層
２６ 保持基板
２８ 光学素子
３０ 保持基板
３２ 接着層
３４ 偏光板
３８ 右目用画像生成部
４０ 左目用画像生成部
４４ 接着層
４６ 位相差部
４８ 位相差部
５０ 樹脂基材
５４ 配向膜
５６ 液晶膜
６２ ホットプレート
６４ 石英ガラス
６６ 試料
６８ 試料
７０ マーク
７２ マーク
１２ 光源
１４ 画像出力部
１６ 位相差板
１８ 反射防止膜
２２ 偏光板
２４ 接着層
２６ 保持基板
２８ 光学素子
３０ 保持基板
３２ 接着層
３４ 偏光板
３８ 右目用画像生成部
４０ 左目用画像生成部
４４ 接着層
４６ 位相差部
４８ 位相差部
５０ 樹脂基材
５４ 配向膜
５６ 液晶膜
６２ ホットプレート
６４ 石英ガラス
６６ 試料
６８ 試料
７０ マーク
７２ マーク
Claims (4)
- 透明なガラスを含む保持基板、前記保持基板に保持された光学素子、および、前記保持基板における前記光学素子が保持される側の反対側に第１接着層により貼り付けられた樹脂製の偏光板を有し、一の偏光を有する画像光を出力する画像出力部と、
透明な樹脂基材、および、前記樹脂基材上に配され、入射された前記画像光を互いに異なる偏光で出力する複数の位相差部を有し、第２接着層により前記偏光板に貼り付けられた位相差板とを備え、
前記第２接着層の硬さは、前記第１接着層の硬さ以上である立体画像表示装置。 - 前記第２接着層の貯蔵弾性率は、使用温度領域において、前記第１接着層の貯蔵弾性率よりも高い
請求項１に記載の立体画像表示装置。 - 前記位相差板は、前記偏光板よりも薄い
請求項１または２に記載の立体画像表示装置。 - 透明なガラスを含む保持基板、前記保持基板に保持された光学素子、および、前記保持基板における前記光学素子が保持される側の反対側に第１接着層により貼り付けられた樹脂製の偏光板を有し、一の偏光を有する画像光を出力する画像出力部を製造する段階と、
透明な樹脂基材、および、前記樹脂基材上に配され、入射された前記画像光を互いに異なる偏光で出力する複数の位相差部を有する位相差板を製造する段階と、
前記第１接着層の硬さ以上の硬さを有する第２接着層によって、前記画像出力部に前記位相差板を貼り付ける段階と
を備える立体画像表示装置の製造方法。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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