JP5815135B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本出願は、表示装置、視野角調節用フィルムおよび光学フィルタに関する。

立体映像表示装置（ｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ ｉｍａｇｅ ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）は、３次元情報を観察者に伝達することができる表示装置である。

立体映像を表示する方式には、例えば、メガネ方式と無メガネ方式がある。前記メガネ方式は、さらに、偏光メガネ方式とＬＣシャッターメガネ（ＬＣ ｓｈｕｔｔｅｒ ｇｌａｓｓ）方式とに分類されることができ、無メガネ方式は、２眼式／多視点両眼視差方式、体積型方式またはホログラフィック方式などに分類されることができる。

本出願は、表示装置、視野角調節用フィルムおよび光学フィルタを提供する。

例示的な表示装置は、表示素子、視野角調節用フィルムおよび偏光調節素子を含むことができる。前記表示装置は、立体映像表示装置（以下、「３Ｄ装置」）であることができる。前記３Ｄ装置は、例えば、観察者が立体映像観察用メガネ（以下、「３Ｄメガネ」）を着用して立体映像を観察する装置である。前記装置において、表示素子、視野角調節用フィルムおよび偏光調節素子は、表示素子で出射される信号が偏光調節素子および視野角調節用フィルムを順次透過した後に観察者に伝達されるか、または視野角調節用フィルムおよび偏光調節素子を順次透過した後に観察者に伝達されるように配置されていてもよい。

表示素子は、駆動状態で右眼用信号（以下、「Ｒ信号」）を生成することができる右眼用信号生成領域（以下、「ＲＳ領域」）；および左眼用信号（以下、「Ｌ信号」）を生成することができる左眼用信号生成領域（以下、「ＬＳ領域」）を含むことができる。用語「駆動状態」は、表示装置が映像、例えば、立体映像を表示している状態を意味することができる。

表示素子は、また、ＲＳおよびＬＳ領域に隣接する光透過量調節領域（以下、「ＴＣ領域」）を含むことができる。用語「ＴＣ領域」は、入射する光を遮断するか、または入射する光の一部を吸収し、他の一部のみを透過させるように形成された領域を意味することができる。ＴＣ領域は、例えば、入射する光の透過率、すなわち光透過率が０％〜２０％、０％〜１５％、０％〜１０％または０％〜５％である領域を意味することができる。

ＴＣ領域がＲＳおよびＬＳ領域に隣接するということは、視野角の範囲内に属する少なくともいずれか１つの角度で映像を観察するとき、ＲＳおよび／またはＬＳ領域で生成されたＲ信号および／またはＬ信号が偏光調節素子に伝達される過程でＲおよび／またはＬ信号の少なくとも一部がＴＣ領域に入射し、ＴＣ領域に入射した信号がＴＣ領域によって遮断されるかまたはＴＣ領域に入射した信号の一部だけがＴＣ領域を透過し、偏光調節素子に伝達されるようにする位置にＴＣ領域が存在することを意味する。

本明細書において用語「視野角」は、例えば、ＬＳ領域で生成されたＬ信号がフィルタ部の左眼用信号偏光調節領域（以下、「ＬＧ領域」）を透過し、また、右眼用信号偏光調節領域（以下、「ＲＧ領域」）を透過することなく、観察者に伝達され得る角度の範囲またはＲＳ領域で生成されたＲ信号がフィルタ部のＲＧ領域を透過し、また、ＬＧ領域を透過することなく、観察者に伝達され得る角度の範囲を意味する。視野角を超過する角度では、Ｌ信号がＲＧ領域を透過するか、あるいはＲ信号がＬＧ領域を透過した後に観察者に伝達され、映像の品質を低下させるいわゆるクロストーク（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）現象が発生することができる。

１つの例示でＲＳ及びＬＳ領域に隣接して存在するＴＣ領域は、ＲＳとＬＳ領域の間に位置することができる。ＴＣ領域がＲＳとＬＳ領域の間に存在する態様の例としては、同一平面上でＲＳ、ＴＣ及びＬＳ領域が順次位置する場合、または、ＲＳ及びＬＳ領域が位置する平面の前面または後面にＴＣ領域が位置する場合などが例示されることができる。ＲＳ及びＬＳ領域が位置する平面の前面または後面にＴＣ領域が位置する場合には、ＴＣ領域は、前記装置を正面で観察するとき、前記ＲＳ及び／またはＬＳ領域の少なくとも一部と重なった状態で存在することができる。

偏光調節素子は、ＲＧおよびＬＧ領域を含むことができる。ＲＧ領域は、例えば、駆動状態で表示素子で生成されたＲ信号が入射する位置に存在することができる。また、ＬＧ領域は、例えば、駆動状態で表示素子で生成されたＬ信号が入射する位置に存在することができる。

視野角調節用フィルムは、例えば、表示素子と偏光調節素子との間または偏光調節素子の表示素子側とは反対側に存在することができる。したがって、表示装置では、表示素子、視野角調節用フィルムおよび偏光調節素子を順次含むか、または表示素子、偏光調節素子および視野角調節用フィルムを順次含むことができる。

視野角調節用フィルムには、ＴＣ領域が形成されている。本明細書においては、説明の便宜上、表示素子に含まれるＴＣ領域は、ＴＣ１領域と称し、視野角調節用フィルムに形成されるＴＣ領域は、ＴＣ２領域と称する。

視野角調節用フィルムは、ＴＣ２領域が偏光調節素子のＲＧおよびＬＧ領域と隣接するように表示装置に含まれることができる。ＴＣ２領域がＲＧおよびＬＧ領域に隣接するということは、視野角の範囲内に属する少なくともいずれか１つの角度で映像を観察するとき、表示素子で伝達されるＲおよび／またはＬ信号がＲＧおよび／またはＬＧ領域に入射する前、またはＲＧおよび／またはＬＧ領域を透過した後、Ｒおよび／またはＬ信号の一部がＴＣ２領域に入射することによって、入射した信号がＴＣ２領域によって遮断れるかまたは入射した信号の一部だけがＴＣ２領域を透過するようにする位置にＴＣ２領域が存在することを意味することができる。

１つの例示で、視野角調節用フィルムは、ＲＧおよびＬＧ領域に隣接して存在するＴＣ２領域が、表示装置を正面で観察したとき、ＲＧおよびＬＧ領域の間に位置するように配置されることができる。ＴＣ２領域は、例えば、表示装置を正面で観察するとき、ＲＧおよび／またはＬＧ領域の少なくとも一部と重なった状態で存在することができる。

図１および図２は、例示的な３Ｄ装置を概略的に示す図である。図１は、視野角調節用フィルム１０４が表示素子１０３と偏光調節素子１０５との間に位置する場合であり、図２は、視野角調節用フィルム１０４が偏光調節素子１０５の外側に位置する場合である。図１および図２のように、例示的な３Ｄ装置は、表示素子１０３、視野角調節用フィルム１０４および偏光調節素子１０５を含むことができる。表示装置は、必要な場合、光源１０１、第１偏光板１０２１および第２偏光板１０２２をさらに含むことができる。

光源１０１としては、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの表示装置において通常使用される直下型（ｄｉｒｅｃｔ ｔｙｐｅ）またはエッジ型（ｅｄｇｅ ｔｙｐｅ）のバックライトユニット（ＢＬＵ；Ｂａｃｋ Ｌｉｇｈｔ Ｕｎｉｔ）が使用されることができる。光源１０１１としては、上記以外にも、多様な種類の装置が使用されることができる。

第１偏光板１０２１は、光源１０１と表示素子１０３との間に位置することができる。このような配置によって、光源１０１で出射した光は、第１偏光板１０２１を透過した後、表示素子１０３に入射することができる。第１偏光板１０２１は、光透過軸および前記光透過軸に直交する光吸収軸が形成されている光学素子であることができる。第１偏光板１０２１に光が入射すれば、入射光のうち偏光板１０２１の光透過軸方向と平行な方向に偏光軸を有する光だけが透過されることができる。

表示素子１０３は、駆動状態でＬ信号を生成することができるＬＳ領域とＲ信号を生成することができるＲＳ領域を含むことができる。

１つの例示で、表示素子１０３は、２枚の基板の間に存在する液晶層を含む透過型液晶パネルであることができる。液晶パネルは、例えば、光源１０１側から順次配置された第１基板、画素電極、第１配向膜、液晶層、第２配向膜、共通電極及び第２基板を含むことができる。第１基板には、例えば、透明画素電極に電気的に接続された駆動素子としてＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と配線などを含むアクティブ型駆動回路が形成されていてもよい。画素電極は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの金属酸化物を含むもので、画素別電極として機能することができる。また、第１または第２配向膜は、例えば、液晶層の液晶を配向させる役目をすることができる。液晶層は、例えば、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）またはＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードの液晶を含むことができる。液晶層は、駆動回路から印加される電圧によって、光源１０１１からの光を画素別に透過または遮断する機能を有することができる。共通電極は、例えば、共通の対向電極として機能することができる。

表示素子１０３には、駆動状態でＬまたはＲ信号を生成することができる領域として、１つ以上の画素（ｐｉｘｅｌ）を含むＬＳ及びＲＳ領域が形成されていてもよい。例えば、液晶パネルにおいて第１及び第２配向膜の間に密封された液晶を含む１つ以上の単位画素がＬＳまたはＲＳ領域を形成していてもよい。ＬＳ及びＲＳ領域は、行及び／または列方向に配置されていてもよい。

図３及び図４は、例示的なＲＳ及びＬＳ領域の配置を示す図である。図３及び図４は、３Ｄ装置を正面で観察する場合のＲＳ及びＬＳ領域の配置であることができる。１つの例示でＲＳ及びＬＳ領域は、図３のように、同一の方向、例えば、長手方向に延長するストライプ形状を有し、隣接して交互に配置されていてもよい。他の例示で、ＲＳ及びＬＳ領域は、図４のように、格子パターンで互いに隣接して交互に配置されている。しかし、ＲＳ及びＬＳ領域の配置は、図３及び図４の配置に制限されるものではなく、他の多様なデザインが適用されることができる。表示素子１０３は、例えば、駆動状態で信号によって各領域での画素を駆動することによって、Ｒ及びＬ信号を含む信号を生成することができる。

例えば、図１と図２を参照すれば、光源１０１から出射した光が第１偏光板１０２１に入射すれば、偏光板１０２１の光透過軸と平行に偏光された光のみが透過される。透過された光は、表示素子１０３に入射し、表示素子１０１３に入射してＲＳ領域を透過した光は、Ｒ信号となり、ＬＳ領域を透過した光は、Ｌ信号となることができる。

表示素子１０３は、ＴＣ１領域を含むことができる。ＴＣ１領域は、ＲＳ及びＬＳ領域に隣接して位置することができる。図１および図２では、ＴＣ１領域が表示素子１０３でＲＳ及びＬＳ領域が形成される平面の前面に位置し、また正面で観察するとき、前記ＲＳ及びＬＳ領域の間で前記ＲＳ及びＬＳ領域の一部と重なるように位置している。しかし、ＴＣ１領域の位置は、図１および図２に示された配置に制限されない。例えば、ＴＣ１領域は、ＲＳ及びＬＳ領域が形成される平面の後面に位置するか、またはＲＳ及びＬＳ領域が形成される平面と同一の平面に位置することもできる。図５は、図３のＬＳ及びＲＳ領域の配置形態をＴＣ１の存在を勘案してさらに図示した図であり、図６は、図４のＬＳ及びＲＳ領域の配置をＴＣ１の存在を勘案してさらに図示した図である。

ＴＣ１領域は、例えば、後述する視野角調節用フィルムのＴＣ２領域と一緒に表示装置の映像を輝度の損失なしに広い視野角で観察するようにすることができる。

ＴＣ１領域は、例えば、ブラックマトリックスであることができる。例えば、表示素子１０３が透過型液晶パネルである場合、ＴＣ１領域は、前述したように、液晶パネルに含まれる第２基板に通常的に存在するカラーフィルタに含まれるブラックマトリックスであることができる。１つの例示でＴＣ１領域は、クロム（Ｃｒ）、クロムとクロム酸化物の二層膜（Ｃｒ／ＣｒＯｘ二層膜）、カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ）、カーボン顔料などのような顔料（ｐｉｇｍｅｎｔ）を含む樹脂層またはグラファイト（Ｇｒａｐｈｉｔｅ）を含んで形成される領域であることができる。前記素材を使用してＴＣ１領域を形成する方式は、特に制限されない。例えば、ＴＣ１領域は、ブラックマトリックスを形成する通常的な方式であるフォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）やリフトオフ（ｌｉｆｔ ｏｆｆ）方式などで形成することができる。

第２偏光板１０２２は、例えば、第１偏光板１０２１のように、光透過軸及び前記光透過軸に直交する光吸収軸が形成されている光学素子であり、光が入射すれば、そのうち、透過軸方向と平行な偏光軸を有する信号のみを透過させることができる。第２偏光板１０１２２は、例えば、図１と図２のように、表示素子１０３と偏光調節素子１０５との間に位置することができる。

表示装置に含まれる第１および第２偏光板１０２１、１０２２は、それぞれの光吸収軸が互いに垂直を成すように配置されていてもよい。第１および第２偏光板１０２１、１０２２の光透過軸は、互いに垂直を成していてもよい。上記で、垂直は、実質的な垂直を意味し、例えば、±１５度以内、±１０℃以内または±５度以内の誤差を含むことができる。

偏光調節素子１０５に含まれるＲＧ及びＬＧ領域は、それぞれＲ及びＬ信号の偏光状態を調節することができる領域である。１つの例示でＲＧ及びＬＧ領域は、Ｒ及びＬ信号が互いに異なる偏光状態を有したまま表示装置から出射されるようにする役目をする領域であることができる。

１つの例示で、ＲＧ領域は、駆動状態でＲＳ領域で生成および伝達されるＲ信号が入射され得るように配置されていてもよく、ＬＧ領域は、ＬＳ領域で生成および伝達されるＬ信号が入射され得るように配置されていてもよい。ＲＧおよびＬＧ領域は、例えば、それぞれＲＧまたはＬＧ領域と類似のサイズを有することができ、表示装置を正面で観察するとき、互いに重複するように配置されていてもよいが、ＲＳ領域で生成されたＲ信号がＲＧ領域に入射することができ、ＬＳ領域で生成されたＬ信号がＬＧ領域に入射することができるようにするサイズで適切な位置に配置される限り、必ずＲＳおよびＬＳ領域と類似のサイズを有するか、重複される位置に配置されなければならないものではない。

ＲＧおよびＬＧ領域は、例えば、表示素子１０３のＲＳおよびＬＳ領域の配置に対応して同一の方向、例えば、長さ方向に延長するストライプ形状に形成され、また、互いに隣接して交互に配置されているか、あるいは格子パターンで互いに隣接して交互に配置されていてもよい。例えば、ＲＳおよびＬＳ領域が図３のように配置されている場合、ＲＧおよびＬＧ領域は、図７のような形態に配置されていてもよく、ＲＳおよびＬＳ領域が図４のように配置されている場合、ＲＧおよびＬＧ領域は、図８のような形態に配置されていてもよい。

ＲＧおよびＬＧ領域をそれぞれ透過したＲおよびＬ信号は、実質的に互いに垂直な方向に直線偏光されている信号であることができる。他の例示で、ＲＧおよびＬＧ領域をそれぞれ透過したＲおよびＬ信号のうちいずれか一方の信号は、左円偏光された信号であり、他方の信号は、右円偏光された信号であることができる。このために、ＬＧおよびＲＧ領域のうち１つ以上は、位相差層を含むことができる。

例えば、左円及び右円偏光された信号を生成することができる場合としては、ＲＧ及びＬＧ領域がいずれも位相差層を含み、ＲＧ領域に含まれる位相差層とＬＧ領域に含まれる位相差層がλ／４波長層である場合が例示されることができる。互いに逆方向に回転する円偏光された光を生成するために、ＲＧ領域に配置されたλ／４波長層の光軸とＬＧ領域に配置されたλ／４波長層の光軸は、互いに異なるように形成されていてもよい。１つの例示でＲＧ領域は、位相差層として第１方向に光軸を有するλ／４波長層を含み、ＬＧ領域は、位相差層として前記第１方向とは異なる第２方向に光軸を有するλ／４波長層を含むことができる。本明細書で用語「ｎλ波長層」は、入射する光を当該波長のｎ倍だけ位相遅延をさせることができる位相遅延素子を意味することができ、上記でｎは、例えば、１／２、１／４または３／４であることができる。また、本明細書で用語「光軸」は、光が当該領域を透過する過程での遅相軸（ｓｌｏｗ ａｘｉｓ）または進相軸（ｆａｓｔ ａｘｉｓ）を意味することができ、例えば、遅相軸を意味することができる。

ＲＧ及びＬＧ領域の態様が上記のような態様に制限されるものではない。例えば、ＲＧ及びＬＧ領域のうちいずれか１つは、３λ／４波長層を含み、他の領域は、λ／４波長層を含む場合にも、左円及び右円偏光された光を生成することができる。

他の例示では、前記ＲＧ及びＬＧ領域のうちいずれか１つの領域は、λ／２波長層であり、他の領域は、光学的に等方性の領域であることができる。このような場合には、ＲＧ及びＬＧ領域をそれぞれ透過したＲ及びＬ信号は、実質的に互いに垂直な方向に偏光軸を有するように直線偏光された光の形態で３Ｄ装置で出射されることができる。

例示的な偏光調節素子は、基材層をさらに含むことができる。このような場合、前記１／４、３／４または１／２波長層などの位相差層または前記光学的に等方性である層は、前記基材層上に形成されていてもよい。このような偏光調節素子は、例えば、位相差層が表示素子側に配置され、基材層は、観察者側に配置されるように、装置に含まれることができる。

基材層としては、例えば、光学素子の製造に通常的に使用されるガラス基材層またはプラスチック基材層を使用することができる。

プラスチック基材としては、ＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）またはＤＡＣ（ｄｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）のようなセルロース基材層；ノルボルネン誘導体などのような環状オレフィン樹脂（ＣＯＰ；ｃｙｃｌｏ ｏｌｅｆｉｎ ｐｏｌｙｍｅｒ）基材層；ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）などのようなアクリル基材層；ポリカーボネート（ＰＣ、ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）基材層；ＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）またはＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）などのようなポリオレフィン基材層；ポリビニルアルコール（ＰＶＡ、ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）基材層；ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ、ｐｏｌｙ ｅｔｈｅｒ ｓｕｌｆｏｎｅ）基材層；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ、ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ）基材層；ポリエーテルイミド（ＰＥＩ、ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）基材層；ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｎａｐｈｔｈａｔｌａｔｅ）基材層；ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）などのようなポリエステル基材層；ポリイミド（ＰＩ、ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）基材層；ポリスルホン（ＰＳＦ、ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ）基材層；または非晶質フッ素樹脂などのようなフッ素樹脂基材などが例示されることができる。１つの例示では、ＴＡＣ基材層などのようなセルロース基材が使用されることができる。

基材層は、単一層構造または多層構造であることができるが、さらに薄い厚さの素子を提供する側面で単一層構造であることが好ましい。基材層の厚さは、特に制限されず、目的とする用途によって適宜調節されることができる。

１つの例示で、基材層上に形成されていてもよい位相差層は、基材層上に形成された配向層及び前記配向層上に形成されている液晶層を含むことができる。液晶層は、例えば、前記λ／４、３λ／４またはλ／２波長層であることができ、液晶層下部の配向層は、前記波長層の光軸を制御する役目をする層であることができる。配向層としては、この分野で公知されている通常の配向層を使用することができる。例えば、配向層としては、直線偏光された光の照射によって誘導される異性化（ｃｉｓ−ｔｒａｎｓ ｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）、フリース再配列（ｆｒｉｅｓ ｒｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）または二量化（ｄｉｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）反応によって配向が決定され、決定された配向によって隣接する液晶層に配向を誘導することができる光配向層、ラビング処理されたポリイミド層のような高分子層、ナノインプリンティング方式などのインプリンティング方式で形成された配向層または複数の溝領域がパターニングされて形成されている樹脂層などが例示されることができる。

液晶層は、光架橋性または光重合性液晶化合物の光架橋層または光重合層であることができる。この分野では、上記のような特性を示す多様な液晶化合物が公知されており、その例としては、マーク（Ｍｅｒｋ）社のＲＭ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｍｅｓｏｇｅｎ）またはＢＡＳＦ社のＬＧ２４２などを挙げることができる。

偏光調節素子を製造する方式は、特に制限されない。この分野では、偏光調節素子の製造方法が多様に公知されており、上記のような公知の方式がすべて適用されることができる。

視野角調節用フィルム１０４は、例えば、透光性領域とＴＣ２領域が形成されているフィルムであることができる。これにより、フィルムの一側で入射する光のうち透光性領域に入射する光は、フィルムを透過し、ＴＣ２領域に入射した光は、ＴＣ２領域によって遮断されるか、あるいは一部だけが透過されることができる。図９は、視野角調節用フィルムを側面で観察した場合を例示的に示し、図９で、透光性領域は、Ｐで表示されている。視野角調節用フィルムにおいて透光性領域ＰとＴＣ２領域は、フィルムを正面で観察した場合、例えば、図１０のように、同一の方向に延長するストライプ形状に形成され、また、互いに隣接して交互に配置されているか、あるいは図１１のように、格子パターンで互いに隣接して交互に配置されていてもよい。

視野角調節用フィルムは、偏光調節素子１０５と表示素子１０３との間または偏光調節素子１０５の外側に配置されることができる。視野角調節用フィルムは、ＴＣ２領域がＬＧおよびＲＧ領域に隣接して位置するように配置されることができる。例えば、視野角調節用フィルムは、表示素子１０３で出射されたＲおよび／またはＬ信号の少なくとも一部が、視野角内のいずれか１つの角度で観察するとき、ＲＧおよび／またはＬＧ領域に入射する前またはＲＧおよび／またはＬＧ領域を透過した後、ＴＣ２領域に入射し得るように配置されていてもよい。

例えば、視野角調節用フィルムは、表示装置を正面で観察する場合、ＴＣ２領域がＬＧおよびＲＧ領域の境界で前記ＬＧおよび／またはＲＧ領域の少なくとも一部と重なるように配置されていてもよい。図１２は、図７のＬＧおよびＲＧ領域の配置を視野角調節用フィルムのＴＣ２領域の存在を勘案してさらに図示した図であり、図１３は、図８のＬＧおよびＲＧ領域の配置をＴＣ２領域の存在を勘案して図示した図である。

１つの例示で、ＴＣ１およびＴＣ２領域は、下記数式１を満たすことができる。下記数式１を満たす範囲内で表示装置の輝度特性および視野角が適切に確保されることができる。

［数式１］
−２×Ｈ_１≦Ｈ_２≦２×Ｈ_１

数式１で、Ｈ_１およびＨ_２は、それぞれＴＣ１およびＴＣ２領域の幅である。
「Ｈ_１」および「Ｈ_２」の具体的な範囲は、表示装置の具体的な仕様によって前記数式１を満たす範囲を考慮して適宜選択されることができるものであり、その具体的な数値は、特に制限されるものではない。Ｈ_２は、例えば、０μｍ超過且つ１，０００μｍ以下の範囲であることができる。前記Ｈ_２の下限は、例えば、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５ｕｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、５５μｍ、６０μｍ、６５ｕｍ、７０μｍ、７５μｍまたは８０μｍであることができる。また、前記Ｈ_２の上限は、例えば、９００μｍ、８００μｍ、７００μｍ、６００μｍ、５００μｍ、４００μｍ、３００μｍ、２９０μｍ、２８０μｍ、２７０μｍ、２６０μｍ、２５０μｍ、２４０μｍ、２３０μｍ、２２０μｍ、２１０μｍまたは２００μｍであることができる。このような上限と下限の範囲で多様な数値が選択および組合され、Ｈ２の範囲が規定されることができる。

「Ｈ_１」は、例えば、前記数式１とＨ_２の値を考慮して選択されることができ、また、他の例示では、通常的な３Ｄ装置に含まれるブラックマトリックスと類似な数値を有することができる。

表示装置は、例えば、正面で観察した相対輝度が６０％以上、６５％以上または７０％以上であることができる。用語「相対輝度」は、ＴＣ１領域が形成されず、視野角調節用フィルムが含まれない表示装置での輝度Ｉ_Ｏに対して、ＴＣ１領域が形成され、視野角調節用フィルムが含まれている表示装置での輝度Ｉ_Ｔの比率Ｉ_Ｔ／Ｉ_Ｏを意味することができる。

表示装置において視野角調節用フィルムは、例えば、下記数式２を満たす角度"θ_Ｕ"および下記数式３を満たす角度"θ_Ｌ"の最大値がいずれも３度以上、５度以上、８度以上、８．５度以上、９度以上、９．５度以上、１０度以上、１０．５度以上、１１度以上、１１．５度以上、１２度以上、１２．５度以上、１３度以上、１３．５度以上、１４度以上、１４．５度以上または１５度以上になるように配置されていてもよい。

［数式２］
ｔａｎθ_Ｕ＝（Ｈ_１＋２ｙ）／２Ｔ

［数式３］
ｔａｎθ_Ｌ＝（Ｈ_１＋２Ｈ_２−２ｙ）／２Ｔ

数式２および数式３で、Ｈ_１は、ＴＣ１領域の幅であり、Ｈ_２は、ＴＣ２領域の幅であり、Ｔは、表示素子のＴＣ１領域から視野角調節用フィルムのＴＣ２領域までの距離であり、ｙは、ＴＣ１領域の幅を二等分する線の前記ＴＣ１領域の表面に対する仮想の法線がＴＣ２領域と当接する地点からＴＣ２領域が存在する部分までの距離である。

数式２および数式３を図１４および図１５を参照して説明すれば、下記の通りである。
用語「視野角」が、Ｌ信号がＬＧ領域を透過し、ＲＧ領域を透過することなく観察者に伝達されることができる角度の範囲、またはＲ信号がＲＧ領域を透過し、またＬＧ領域を透過することなく観察者に伝達されることができる角度の範囲を意味するものと仮定するとき、前記視野角は、図１４および図１５でそれぞれ"θ_Ｕ"および"θ_Ｌ"で表示されている。

図１４および図１５のように、視野角は、ＴＣ１領域からＴＣ２領域までの距離ＴとＴＣ１およびＴＣ２領域の幅によって決定されることができる。上記で距離Ｔは、例えば、ＴＣ１領域が偏光調節素子１０５と対向する面からＴＣ２領域の表示素子１０３と対向する面までの距離であることができる。距離Ｔは、表示装置の仕様によって決定されるもので、特に制限されない。例えば、前記距離Ｔは、５ｍｍ以下、または約０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度であることができる。

図１４および図１５を参照すれば、視野角"θ_Ｕ"および"θ_Ｌ"は、距離Ｔが同一であるとき、ＴＣ１およびＴＣ２領域の幅（Ｈ_１およびＨ_２）とＴＣ１およびＴＣ２領域の相対的位置によって決定されることが分かる。

図１４および図１５を参照すれば、視野角"θ_Ｕ"は、ｔａｎθ_ＵがＴＣ１領域の幅Ｈ_１の１／２倍の数値およびＴＣ１領域の幅を二等分する線の前記ＴＣ１または表示素子１０３の表面に対する仮想の法線ＣがＴＣ２領域と当接する地点からＴＣ２領域が存在する部分までの距離ｙの和（Ｈ_１／２＋ｙ）を前記距離Ｔで分けた数値と同一になるように形成されていることが分かる。また、視野角"θ_Ｌ"は、ｔａｎθ_ＬがＴＣ１領域の幅Ｈ_１の１／２倍の数値と、前記ＴＣ２領域の幅Ｈ_２からＴＣ１領域の幅Ｈ_１を二等分する線の前記ＴＣ１領域または表示素子１０３の表面に対する仮想の法線ＣがＴＣ２領域と当接する地点からＴＣ２領域が存在する部分までの距離ｙを差し引いた数値Ｈ_２−ｙとの和（Ｈ_１／２＋Ｈ_２−ｙ）を前記距離Ｔで分けた数値と同一になるように形成されていることが分かる。

ＴＣ１およびＴＣ２領域を含む表示装置では、ＴＣ１およびＴＣ２領域のサイズ、例えば、幅と前記ＴＣ１およびＴＣ２領域の相対的位置を適切に調節することによって、立体映像の観察時に広い視野角を確保しながらも、輝度特性を優秀に確保することができる。

１つの例示的な表示装置は、正面で観察した相対輝度が６０％以上、６５％以上または７０％以上であり、また、それと同時に前記数式２を満たす角度θ_Ｕの最大値および前記数式３を満たす角度θ_Ｌの最大値がいずれも３度以上、５度以上、８度以上、８．５度以上、９度以上、９．５度以上、１０度以上、１０．５度以上、１１度以上、１１．５度以上、１２度以上、１２．５度以上、１３度以上、１３．５度以上、１４度以上、１４．５度以上または１５度以上であることができる。

本出願は、また、視野角調節用フィルムに関し、例えば、上記で記述した表示装置において使用される視野角調節用フィルムに関する。視野角調節用フィルムに関する具体的な内容は、既に記述した内容が同一に適用されることができる。例えば、図９に示されたように、視野角調節用フィルムは、例えば、透光性領域ＰとＴＣ２領域を含むことができ、これは、フィルムを正面で観察した場合、例えば、図１０のように、同一の方向に延長するストライプ形状に形成され、また互いに隣接して交互に配置されているか、あるいは図１１のように、格子パターンで互いに隣接して交互に配置されていてもよい。

視野角調節用フィルムは、透光性基材層および前記基材層上に形成されている光遮断または光吸収パターンを含むことができる。図１６は、透光性基材層１６０１と光遮断または光吸収パターン１６０２を含む例示的な視野角調節用フィルム９００を示す。前記光遮断または光吸収パターン１６０２によってＴＣ２領域が形成されることができ、前記パターン１６０２が形成されていない部分は、透光性領域Ｐとして作用することができる。

光遮断または光吸収パターンは、例えば、光遮断性または光吸収性インクを使用して形成することができる。例えば、目的とするＴＣ２領域の形状、パターンおよび位置を考慮して光遮断性または光吸収性インクを透光性基材層に印刷する方式で光遮断または光吸収パターンを形成することができる。

前記インクとしては、例えば、特に制限されず、公知の光遮断性または光吸収性インクを使用することができる。このようなインクの例としては、カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ）、黒鉛または酸化鉄などのような無機顔料や、アゾ系顔料またはフタロシアニン系顔料などの有機顔料を含むインクをあげることができ、これらは、適切なバインダー（ｂｉｎｄｅｒ）および／または溶剤（ｓｏｌｖｅｎｔ）と配合され、印刷工程に適用されることができる。例えば、前記顔料の配合量や種類を調節し、ＴＣ２領域の光透過率を調節することができる。また、前記光遮断または光吸収性パターンは、クロム（Ｃｒ）、クロムとクロム酸化物の二層膜（Ｃｒ／ＣｒＯｘ二層膜）、カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ）、カーボン顔料などのような顔料（ｐｉｇｍｅｎｔ）を含む樹脂層またはグラファイト（Ｇｒａｐｈｉｔｅ）を含んで形成されるパターンであってもよい。

光遮断または光吸収パターンを形成する印刷方式は、特に制限されず、例えば、スクリーン印刷またはグラビア印刷などの印刷方式や、インクジェット方式による選択的なジェッティング方式またはナノインプリンティング方式などを使用することができる。光遮断または光吸収パターンは、また、例えば、ブラックマトリックスを形成する通常的な方式を使用して形成することもできる。例えば、光遮断または光吸収パターンは、フォトリソグラフィやリフトオフ方式で透光性基材層に形成することができる。

透光性基材層としては、例えば、前記偏光調節素子において基材層に使用されるガラス基材層またはプラスチック基材層が使用されることができる。前記透光性基材層は、例えば、５５０ｎｍの波長の光に対する面内位相差が５０ｎｍ以下であり、厚さ方向の位相差が２００ｎｍ以下であることができる。このような範囲で映像の品質を改善することができる。

上記で面内位相差は、下記数式４で計算される数値であり、厚さ方向の位相差は、下記数式５で計算される数値であることができる。

［数式４］
ＲＩ＝ｄ×（Ｎｘ−Ｎｙ）

［数式５］
ＲＴ＝ｄ×（Ｎｚ−Ｎｙ）

数式４および数式５で、ＲＩは、面内位相差であり、ＲＴは、厚さ方向の位相差であり、ｄは、透光性基材層の厚さであり、Ｎｘ、ＮｙおよびＮｚは、それぞれ透光性基材層のｘ軸、ｙ軸およびｚ軸方向の５５０ｎｍの波長の光に対する屈折率である。

上記でｘ軸は、例えば、図１７に示されたように、透光性基材層１００の面内のいずれか一方向を意味し、ｙ軸は、前記ｘ軸に垂直な面内方向を意味し、ｚ軸は、前記ｘ軸とｙ軸によって形成される平面の法線の方向、例えば透光性基材層の厚さ方向を意味することができる。１つの例示で、前記ｘ軸は、透光性基材層の遅相軸（ｓｌｏｗ ａｘｉｓ）と平行な方向であり、ｙ軸は、透光性基材層の進相軸（ｆａｓｔ ａｘｉｓ）と平行な方向であることができる。

本出願は、また、光学フィルタ、例えば、立体映像表示装置用光学フィルタに関する。例示的な光学フィルタは、前記偏光調節素子と；前記偏光調節素子の一面に配置された前記視野角調節用フィルムと；を含むことができる。例えば、光学フィルタは、入射光を偏光状態が異なる２種以上の光に分割するように形成されている第１および第２領域を含む偏光調節素子と；偏光調節素子の一面に配置され、透光性領域とＴＣ２領域を含む視野角調節用フィルムと；を含むことができる。

偏光調節素子および視野角調節用フィルムに関する具体的な内容は、既に記述した内容が同一に適用されることができる。このような場合、偏光調節素子の第１および第２領域のうちいずれか一方の領域は、既に記述したＲＧ領域であり、他方の領域は、既に記述したＬＧ領域である。したがって、第１および第２領域は、正面で観察した場合、例えば、図７のように、同一の方向に延長するストライプ形状に形成され、また、互いに隣接して交互に配置されているか、あるいは図８のように格子パターンで互いに隣接して交互に配置されていてもよい。

また、視野角調節用フィルムは、例えば、図１２および図１３のように、光学フィルタを正面で観察する場合、ＴＣ２領域が第１および第２領域の境界に位置し、また、第１および／または第２領域の一部分と重なるように偏光調節素子の一面に配置されることができる。

例示的な表示装置、視野角調節用フィルムまたは光学フィルタを使用すれば、例えば、立体映像を輝度の損失なしに広い視野角で観察することができる。

例示的な表示装置を示す図である。 例示的な表示装置を示す図である。 ＬＳ領域およびＲＳ領域の例示的な配置を示す模式図である。 ＬＳ領域およびＲＳ領域の例示的な配置を示す模式図である。 ＬＳ領域、ＲＳ領域およびＴＣ１領域の例示的な配置を示す模式図である。 ＬＳ領域、ＲＳ領域およびＴＣ１領域の例示的な配置を示す模式図である。 ＬＧ領域およびＲＧ領域の例示的な配置を示す模式図である。 ＬＧ領域およびＲＧ領域の例示的な配置を示す模式図である。 視野角調節用フィルムを例示的に示す図面である。 視野角調節用フィルムの透光性領域とＴＣ２領域の例示的な配置を示す図である。 視野角調節用フィルムの透光性領域とＴＣ２領域の例示的な配置を示す図である。 ＬＧ領域、ＲＧ領域およびＴＣ２領域の例示的な配置を示す模式図である。 ＬＧ領域、ＲＧ領域およびＴＣ２領域の例示的な配置を示す模式図である。 表示装置の視野角を説明する例示的な図である。 表示装置の視野角を説明する例示的な図である。 例示的な視野角調節用フィルムを示す図である。 透光性基材層のｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を設定するための模式図である。 例示的な光学フィルタを示す図である。

以下、実施例および比較例により前記装置を詳しく説明するが、前記装置の範囲がここに制限されるものではない。

実施例１〜４
図１のような構造を有し、表示素子１０３として、透過型液晶パネルを含む装置を構成した。液晶パネルとしては、ＲＳおよびＬＳ領域は、図３のように配置され、ＴＣ１領域が液晶パネルのカラーフィルタのブラックマトリックスによって形成され、ＴＣ１領域がＲＳおよびＬＳの領域の間でＲＳおよびＬＳ領域の一部分と重なり且つ図５のように位置するように形成されているパネルを使用した。ＴＣ１領域がＲＳ領域と重なる範囲とＬＳ領域と重なる範囲は、同一であるようにＴＣ１領域を形成した。また、偏光調節素子１０５のＲＧおよびＬＧ領域は、図７のような形態で配置されるようにした。視野角調節用フィルム１０４としては、透光性基材として面内位相差が１０ｎｍ以下であり、厚さ方向の位相差が５０ｎｍ以下であるＴＡＣ（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムの表面に光遮断性インクを図１０のような形態でＴＣ２領域が形成されるように印刷したフィルムを使用し、これを図１のように偏光調節素子１０５と第２偏光板１０２２との間に配置した。配置時には、視野角調節用フィルム１０４のＴＣ２領域が、偏光調節素子１０５のＲＧおよびＬＧの領域の間でＲＧおよびＬＧ領域の一部分と重なり且つ図１２のように位置するように形成され、ＴＣ２領域がＲＧ領域と重なる範囲とＬＧ領域と重なる範囲は、同一であるようにＴＣ２領域を形成した（すなわち、図１５を参照すれば、ｙがＨ_２／２になるように視野角調節用フィルムを配置した。）。前記装置においてＲＧ領域には、第２偏光板１０２２の吸収軸と反時計方向に４５度を成す方向に遅相軸が形成された位相差層（１／４波長層）を位置させ、ＬＧ領域には、第２偏光板１０２２の吸収軸と時計方向に４５度を成す方向に遅相軸が形成された位相差層（１／４波長層）を位置させ、第１および第２偏光板１０２１、１０２２の吸収軸は、互いに垂直を成すように配置した。ＴＣ１およびＴＣ２領域間の距離（図１５でのＴ）は、約１ｍｍであり、ＬＧおよびＲＧ領域の幅の和は、約５４５μｍであり、ＬＧおよびＲＧ領域の幅は、互いに略同一であった。前記装置において最大視野角（"θ_Ｕ"または"θ_Ｌ"）約１３．５度がすべての実施例で確保され得るようにＴＣ１およびＴＣ２領域の幅（Ｈ_１およびＨ_２）を調節し、且つそれぞれの実施例においてＴＣ１およびＴＣ２領域の幅（Ｈ_１およびＨ_２）を下記表１のように変更しながら、装置を駆動させ、各視野角（"θ_Ｕ"または"θ_Ｌ"）による相対輝度を輝度計（装備名：ＳＲ−ＵＬ２ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）を使用して測定し、その結果を下記表１に記載した。

比較例１
視野角調節用フィルム１０４を使用しないことを除いて、実施例１〜４と同一に装置を構成した。実施例のように、最大視野角（"θ_Ｕ"または"θ_Ｌ"）約１３．５度が確保され得るようにＴＣ１領域の幅Ｈ_１を２４０μｍに調節し、装置を構成した。上記のような装置を駆動させながら、各視野角（"θ_Ｕ"または"θ_Ｌ"）による相対輝度を輝度計（装備名：ＳＲ−ＵＬ２ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）を使用して測定し、その結果を下記表２に記載した。

１０１ 光源
１０２１、１０２２ 偏光板
１０３ 表示素子
１０４、９００ 視野角調節用フィルム
ＴＣ１、ＴＣ２ 光透過量調節領域
１０５ 偏光調節素子
ＬＳまたはＲＳ 左眼用または右眼用信号生成領域
ＬＧまたはＲＧ 左眼用または右眼用偏光調節領域
Ｐ 透光性領域
Ｈ_１ ＴＣ１領域の幅
Ｈ_２ ＴＣ２領域の幅
Ｔ ＴＣ１領域とＴＣ２領域間の距離
Ｃ ＴＣ１領域の幅を二等分する線のＴＣ１領域または表示素子の表面に対する仮想の法線
ｙ 仮想の法線ＣがＴＣ２領域と当接する地点からＴＣ２領域が存在する部分までの距離
θ_Ｕ、θ_Ｌ 視野角
１６０１、１００ 透光性基材層
１６０２ 光遮断性または光吸収性パターン

Claims (6)

1. 右眼用信号および左眼用信号をそれぞれ生成することができる右眼用および左眼用信号生成領域および前記右眼用および左眼用信号生成領域に隣接する第１光透過量調節領域を含む表示素子と；
   前記右眼用信号が入射し得る位置にある右眼用信号偏光調節領域と前記左眼用信号が入射し得る位置にある左眼用信号偏光調節領域を含む偏光調節素子と；
   前記偏光調節素子と前記表示素子との間または前記偏光調節素子の外側に存在し、前記右眼用および左眼用信号偏光調節領域と隣接するように形成された第２光透過量調節領域を含む視野角調節用フィルムと;を含み、
   前記視野角調節用フィルムは、下記数式２を満たす角度θ _Ｕ および下記数式３を満たす角度θ _Ｌ の最大値がいずれも３度以上になるように配置されている、表示装置：
   ［数式２］
   ｔａｎθ _Ｕ ＝（Ｈ _１ ＋２ｙ）／２Ｔ
   ［数式３］
   ｔａｎθ _Ｌ ＝（Ｈ _１ ＋２Ｈ _２ −２ｙ）／２Ｔ
   数式２および数式３で、Ｈ _１ は、前記第１光透過量調節領域の幅であり、Ｈ _２ は、前記第２光透過量調節領域の幅であり、Ｔは、前記第１光透過量調節領域から前記第２光透過量調節領域までの距離であり、ｙは、前記第１光透過量調節領域の幅を二等分する線の前記第１光透過量調節領域の表面に対する仮想の法線が前記第２光透過量調節領域と当接する地点から前記第２光透過量調節領域が存在する部分までの距離である。
2. 前記第１光透過量調節領域および前記第２光透過量調節領域は、光透過率がそれぞれ０％〜２０％である、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１光透過量調節領域は、正面観察した場合、前記右眼用および左眼用信号生成領域の境界に位置し、また、前記右眼用または左眼用信号生成領域の一部分と重なるように位置する、請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記視野角調節用フィルムは、前記第２光透過量調節領域が、正面観察した場合、前記右眼用および左眼用信号偏光調節領域の境界に位置し、また、前記右眼用または左眼用信号偏光調節領域の一部分と重なるように位置する、請求項１から３の何れか１項に記載の表示装置。
5. 前記第１光透過量調節領域は、クロム、クロムとクロム酸化物の二層膜、顔料を含む樹脂層またはグラファイトを含む、請求項１から４の何れか１項に記載の表示装置。
6. 正面で観察した相対輝度が６０％以上である、請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置。

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