JP5914713B2 - 立体映像表示装置用３ｄ立体メガネ及びこれを含む立体映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、立体映像表示装置用３Ｄ立体メガネ及びこれを含む立体映像表示装置に関し、より具体的には、光学フィルタの右目用映像透過領域と左目用映像透過領域との間に発生する位相差偏差を補償することができるように開発された３Ｄ立体メガネ及びこれを含む立体映像表示装置に関する。

３次元立体映像は、従来の２次元平面映像とは異なって、人が見て感じる実際映像と類似していて、視覚情報の質的水準をさらに向上させる新しい概念の映像である。一般的に、人間が３次元の立体感を感じる原因は、右目と左目が視差をもって事物を認知するからであると知られている。すなわち、人間の２つの眼は、約６５ｍｍの間隔をもって離れて位置するので、互いに若干異なる方向の映像を見るようになり、この時に発生した両眼視差により立体感を認識するようになる。したがって、観察者の両眼に視差がある映像を入力させる方法で立体映像を具現することができる。

従来の立体映像表示装置は、大きく、３Ｄ立体メガネを使用する方式と、３Ｄ立体メガネを使用しない方法とに分けられる。これらのうち、３Ｄ立体メガネ方式の立体映像表示装置は、異なる偏光特性を有する左目用映像と右目用映像を排出し、３Ｄ立体メガネに偏光板などを付着し、左目レンズには左目用映像のみ透視されるようにし、右目用レンズには右目用映像のみ透視されるようにして、立体感を感じさせる方式である。このような３Ｄ立体メガネ方式は、メガネをかけなければならないという短所があるが、相対的に視野角の制約が少なくて、且つ製作が容易であるという長所を有している。

従来の３Ｄ立体メガネ方式の立体映像表示装置は、一般的に、左目用映像光及び右目用映像光を生成する表示パネルと、前記表示パネルに付着され、左目用映像光及び右目用映像光の偏光状態を変化させて、異なる偏光状態を有するようにする光学フィルタとで構成される。

この際、前記光学フィルタは、一般的に右目用映像光の偏光状態を調節する第１領域と左目用映像光の偏光状態を調節する第２領域が交互にパターニングされた形態で形成される。一般的に、前記第１領域と第２領域は、位相差値が同一であり、光軸が互いに垂直な位相差層よりなり、例えば、−λ／４位相差層と＋λ／４位相差層がストライプ形態または碁盤形態で交互に配列された形態よりなることができる。

このように第１領域と第２領域が交互にパターニングされた光学フィルタは、基材上にフォトレジストを被覆し、所定の部分を露光させた後、水酸化カリウム溶液で処理し、一定の部分に位相差遅延機能を消失させる方法で製造されることができる。しかし、このような方法は、化学的エッチングによる複雑な製造段階を進行しなければならないし、その結果、生産コストが高くて、且つ生産性が低いという問題点があった。

光学フィルタを製造する他の方法として、基材上に液晶をコーティングするか、高分子延伸フィルムなどを付着し、位相差層を形成した後、レーザーまたはグラインダーなどで位相差層の一部を除去する方法がある。しかし、この方法の場合、精密なパターニングが困難であり、レーザーエッチングなどにより位相差層に損傷が発生し、不良が発生しやすいという問題点があった。

また、前記方法の場合、光学フィルタのパターンが表示パネルのピクセルに正確に対応するように形成することが容易でなく、光学フィルタのパターンと表示パネルのピクセルの不一致に起因してクロストーク発生率が高いという問題点があった。

したがって、前述のような問題点を解決するために、基材上に配向膜及び／または位相差層を形成する液晶物質を第１領域または第２領域のうち一方の部分にのみ印刷することによって、立体表示装置用光学フィルタを製造する方法が提案された。この方法によれば、表示パネルのピクセルと光学フィルタのパターンとの一致性を高めることができるという点から有利な面がある。しかし、前記方法で製造された光学フィルタは、液晶層が配向された部分（以下、配向部という）と配向されない部分（以下、非配向部という）が交互に配列される形式で製造されるが、非配向部の場合、光学性能が配向部に比べて顕著に劣化しているため、映像表示装置の画質が全般的に低下するという問題点がある。

このような問題点を解決するために、基材上に光配向膜を形成した後、ＵＶ偏光を照射して１次配向を行い、マスクを利用して前記１次に照射されたＵＶ偏光と垂直な方向のＵＶ偏光を一部の領域にのみ照射することによって２次配向させた後、その上に液晶層を塗布する方法が提案された。この方法を使用する場合、非配向された液晶層が存在しなくなるが、マスクを使用しなければならないので、工程が複雑であり、２次配向された領域と１次配向された領域に照射されたＵＶ光の強さが異なるので、１次配向された配向膜によって液晶が配向される程度と２次配向された配向膜によって液晶が配向される程度が同一でないため、位相差偏差が発生するという問題点がある。このように位相差偏差が発生する場合、左目用映像と右目用映像がきれいに分離せず、クロストークが発生するので、鮮明な立体映像を具現することが困難である。

本発明は、前述のような問題点を解決するためになされたものであって、光学フィルタの第１領域と第２領域との間に発生する位相差偏差を補償し、鮮明な立体映像を具現することができるように開発された３Ｄ立体メガネ及びこれを含む立体映像表示装置を提供する。

本発明の一態様による３Ｄ立体メガネは、右目用映像光及び左目用映像光を排出する表示パネルと、前記右目用映像光の偏光状態を調節する第１領域及び前記左目用映像光の偏光状態を調節する第２領域を含む光学フィルタとを備えた立体映像表示装置に使用される３Ｄ立体メガネであって、右目用映像光を透過させる右目領域と、左目用映像光を透過させる左目領域とを含み、前記右目領域及び左目領域に前記光学フィルタの第１領域と第２領域との位相差偏差を補償するための補償フィルムが設けられ、前記右目領域に設けられる補償フィルムと左目領域に設けられる補償フィルムの位相差値が異なることを特徴とする。

また、本発明の他の態様による立体映像表示装置は、右目用映像光及び左目用映像光を排出する表示パネルと；前記右目用映像光の偏光状態を調節する第１領域及び前記左目用映像光の偏光状態を調節する第２領域を含む光学フィルタと；右目用映像光を透過させる右目領域及び左目用映像光を透過させる左目領域を含む３Ｄ立体メガネと；を備え、前記右目領域及び左目領域に前記光学フィルタの第１領域と第２領域との位相差偏差を補償するための補償フィルムが含まれ、前記右目領域に設けられる補償フィルムと左目領域に設けられる補償フィルムの位相差値が異なることを特徴とする。

本発明の３Ｄ立体メガネは、右目領域及び左目領域に各々位相差が異なる補償フィルムを備え、光学フィルタの第１領域と第２領域との間に発生する位相差偏差を補償することによって、位相差偏差に起因したクロストークを防止することができ、より鮮明な立体映像を具現することができる。

本発明の立体映像表示装置の一実施例を説明するための図である。 本発明の立体映像装置に含まれる光学フィルタの一実施例を説明するための図である。 図２のような構造の光学フィルタを製造する方法を説明するための図である。 本発明の３Ｄ立体メガネにおいて光学補償が行われる原理を説明するための図である。

図１には、本発明の立体映像表示装置の一実施例が示されている。以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。但し、下記図面は、本発明の概念をより理解しやすいようにするためのものであって、本発明の一例に過ぎず、本発明が下記図面によって限定されるものではない。また、下記図面上に表現された構成要素の比率、大きさ及び寸法などは、円滑な説明のために誇張されるか、または過小に表現されることができる。

本発明は、表示パネル１００及び光学フィルタ２００を含む立体映像表示装置に使用される３Ｄ立体メガネ３００であって、前記３Ｄ立体メガネ３００は、右目領域３００Ｒ及び左目領域３００Ｌに光学フィルタ２００の位相差偏差を補償するための補償フィルム７００を備え、右目領域に設けられる補償フィルム７００Ｒと左目領域に設けられる補償フィルム７００Ｌの位相差値が異なることを特徴とする。

この際、前記表示パネル１００は、立体映像形成のために左目用映像光及び右目用映像光を生成するものであって、例えば、水平方向または垂直方向に二次元的に配置されたＬＣＤセルなどを含むＬＣＤパネルのような表示素子１３０を備えることができる。

また、前記表示素子１３０の後方には、表示素子１３０に光を供給するための光源１１０が配置されることができ、前記表示素子１３０の両側には、各々偏光板１２０、１４０が設けられることができる。便宜上、光源１１０と表示素子１３０との間に配置される偏光板を第１偏光板１２０といい、表示素子１３０と光学フィルタ２００との間に配置される偏光板を第２偏光板１４０という。前記第１偏光板１２０及び第２偏光板１４０は、特定の偏光状態の光を透過させるかまたは遮断させて、明暗を具現するためのものであって、第１偏光板１２０と第２偏光板１４０の吸収軸が互いに垂直となるように配置されることが一般的である。

次に、前記光学フィルタ２００は、表示パネル１００から出射される左目用映像光と右目用映像光に異なる偏光状態を付与するためのものであって、右目用映像光の偏光状態を調節する第１領域２４０Ｒと、前記左目用映像光の偏光状態を調節する第２領域２４０Ｌとで構成される。

前記光学フィルタ２００は、表示パネルから出射される左目用映像光及び右目用映像光に各々異なる偏光状態を付与することができればよく、その構造や製造方法などが特に限定されるものではない。すなわち、当該技術分野において使用される多様な構造の光学フィルタが制限なく使用されることができる。例えば、前記光学フィルタとしては、第１領域と第２領域が互いに垂直な配向方向を有するようにパターニングされたλ／４位相差層、第１領域または第２領域のうち一方の領域に形成されたλ／２位相差層、またはλ／４位相差層及び第１領域または第２領域のうち一方の領域に形成されたλ／２位相差層の積層体などが使用されることができる。

このような光学フィルタにおいて、前記第１領域と第２領域は、その位相差値の大きさが同一であり、位相差方向が互いに垂直であることが最も理想的であるが、実際にこのような特性を有する光学フィルタを製造することは極めて難しい。

例えば、第１領域と第２領域において互いに垂直な配向方向を有するようにパターニングされたλ／４位相差層は、基材上に配向膜を塗布した後、前記配向膜の上に偏光ＵＶを１次に照射して配向膜を１次配向し、第１領域に該当する部分に光が通過しないように設計されたマスクを通じて偏光ＵＶを２次に照射し、第２領域に該当する部分だけを２次に配向させる方法で製造されることができる。この際、１次に照射される偏光ＵＶと２次に照射される偏光ＵＶは、その偏光方向が互いに垂直である。配向膜は、最終的に照射されたＵＶ偏光の方向によって配向が決定されるので、前述のような方法によれば、第１領域は、１次に照射された偏光ＵＶの偏光方向に配向され、第２領域は、２次に照射された偏光ＵＶの偏光方向に配向され、位相差方向が互いに垂直な第１領域と第２領域を有する光学フィルタを製造することができる。

しかし、このような２次光の照射を通じて光学フィルタを製造する場合、前記第１領域の配向膜は、光の照射が１回行われ、第２領域の配向膜は、光の照射が２回行われるが、このように光の照射回数が異なる場合、配向膜の液晶配向能が変わるようになる。したがって、第１領域上に形成される液晶層と第２領域上に形成される液晶層の配向程度が正確に一致しないため、位相差値の大きさが同一でない。

なお、λ／４位相差層上に第１領域または第２領域のうち一方の領域に形成されたλ／２位相差層が積層された光学フィルタの場合、基材の一方の面にλ／４位相差層を形成し、前記基材の他方の面にλ／２位相差層を形成した後、レーザーやエッチングなどを通じて第１領域または第２領域に該当する部分のλ／２位相差層を除去する方法で製造され、この場合、λ／２位相差層を除去する過程で熱や化学反応によって位相差偏差が発生することができる。

このように、多様な原因によって光学フィルタの第１領域２４０Ｒと第２領域２４０Ｌとの間に位相差偏差が発生することができ、このような位相差偏差が発生する場合、右目用映像光と左目用映像光が３Ｄ立体メガネにおいてきれいに分離しないため、鮮明な立体映像を具現することができない。

したがって、本発明者は、前述のような問題点を解決するために、研究を重ねた結果、３Ｄ立体メガネ３００の右目領域３００Ｒと左目領域３００Ｌに各々位相差値が異なる補償フィルムを装着することによって、光学フィルタで発生する位相差偏差によるクロストーク問題を解決することができることを知見し、本発明を完成した。

本発明の３Ｄ立体メガネ３００の構成をより詳しく説明する。
本発明の３Ｄ立体メガネ３００は、右目用映像光を透過させる右目領域３００Ｒと、左目用映像光を透過させる左目領域３００Ｌとを含む。

図１に示されたように、本発明の３Ｄ立体メガネ３００において、前記右目領域３００Ｒ及び左目領域３００Ｌは、各々右目用映像光を透過させる偏光板３２０Ｒ及び左目用映像光を透過させる偏光板３２０Ｌと、前記偏光板３２０Ｒ、３２０Ｌの上に各々付着される補償フィルム３６０Ｒ、３６０Ｌとを含む。この際、前記右目領域に付着される補償フィルム３６０Ｒと左目領域に付着される補償フィルム３６０Ｌは、その位相差値の大きさが異なっている。

より好ましくは、本発明の３Ｄ立体メガネの右目領域に付着される補償フィルム３６０Ｒの位相差値は、その大きさが光学フィルタの第２領域２４０Ｌの位相差値と同一であり、光軸が互いに垂直であり、左目領域に付着される補償フィルム３６０Ｌの位相差値は、その大きさが光学フィルタの第１領域２４０Ｒの位相差値と同一であり、光軸が互いに垂直であることが好ましい。すなわち、光学フィルタの第１領域２４０Ｒの位相差値をα、前記第２領域２４０Ｌの位相差値をβ、前記表示パネル１００から排出される映像光の波長をλとすれば、α＋β＝λ／２であり、α≠βであり、前記右目領域に含まれる補償フィルム３６０Ｒは、位相差値がβであり、光軸が前記第２領域２４０Ｌの光軸と垂直であり、前記左目領域に含まれる補償フィルム３６０Ｌは、位相差値がαであり、光軸が前記第１領域２４０Ｒの光軸と垂直であることが好ましい。

なお、前記右目領域及び左目領域の偏光板３２０Ｒ、３２０Ｌは、これに制限されるものではないが、表示素子１３０と光学フィルタ２００との間に配置される第２偏光板１４０の光透過軸と垂直である光透過軸を有することが好ましい。

図４は、本発明の３Ｄ立体メガネを通じて光学フィルタの位相差偏差が補償される原理を説明するためのものであって、以下では、図４を参照して本発明の位相差偏差の補償原理を説明する。図４の（Ａ）は、右目用映像光の経路を説明するものであり、（Ｂ）は、左目用映像光の経路を説明するものである。

例えば、本発明の表示パネルから放出される光の波長がλ＝５６０ｎｍであり、光学フィルタの第１領域２４０Ｒの位相差値が１５０ｎｍであり、光軸が−４５゜であり、第２領域２４０Ｌの位相差値が１３０ｎｍであり、光軸が＋４５゜であると仮定する。

この際、本発明の３Ｄ立体メガネの右目領域の補償フィルム３６０Ｒの位相差値は、１３０ｎｍであり、光軸は−４５゜であり、左目領域の補償フィルム３６０Ｌの位相差値は１５０ｎｍであり、光軸は＋４５゜である。

まず、図４の（Ａ）に示されている右目用映像光の経路を記述する。
光学フィルタの第１領域２４０Ｒと右目領域の補償フィルム３６０Ｒは、光軸が平行するので、光学フィルタの第１領域２４０Ｒを透過した光（すなわち、右目用映像光）は、右目領域の補償フィルム３６０Ｒを通過することができる。なお、この右目用映像光は、光学フィルタの第１領域２４０Ｒを通過しながら１５０ｎｍの位相遅延が発生し、右目領域の補償フィルム３６０Ｒを通過しながら１３０ｎｍの位相遅延が発生するようになる。光学フィルタの第１領域で発生した位相遅延と右目領域補償フィルムで発生した位相遅延を総合すれば、全体２８０ｎｍの位相遅延が発生するようになり、これは、λ／２に該当するので、最終的に、右目用映像光は、全体λ／２の位相差値を有するようになり（すなわち光軸９０゜回転）、右目領域の偏光板３２０Ｒを透過することができるようになる。したがって、右目用映像光は、３Ｄ立体メガネの後方にある右目に透視されることができる。

なお、光学フィルタの第２領域２４０Ｌと右目領域の補償フィルム３６０Ｒは、位相差値の大きさが同一であり、光軸が互いに垂直なので、光学フィルタの第２領域２４０Ｌを透過した光（すなわち左目用映像光）は、相殺され、右目領域の補償フィルム３５０Ｒを通過しない。したがって、３Ｄ立体メガネの後方にある右目には、左目用映像光が到逹しない。

左目用映像光の経路も上記と同様である。すなわち、光学フィルタの第２領域２４０Ｌと左目領域の補償フィルム３６０Ｌは、光軸が同一なので、左目用映像光は、図４の（Ｂ）に示されたように、左目領域の補償フィルムを通過することができ、この過程で、１３０ｎｍと１５０ｎｍの２回の位相遅延を経験する。その結果、左目用映像光の位相差値は、全体λ／２となり、光軸が９０゜回転するので、左目領域の偏光板３２０Ｌを通過することができるようになる。したがって、左目用映像光は、３Ｄ立体メガネの後方にある左目に透視されることができる。

しかし、光学フィルタの第１領域２４０Ｒを透過した右目用映像光は、３Ｄ立体メガネの左目領域の補償フィルム３６０Ｌを通過せずに相殺されるので、左目には、右目用映像光が到逹しない。

このように、本発明の３Ｄ立体メガネを使用すれば、光学フィルタに位相差偏差が存在しても、左目用映像光は、左目領域にのみ透過し、右目用映像光は、右目領域にのみ透過するようになるので、クロストークがないきれいな立体映像を具現することができる。

これに比べて、上記と同一の条件の立体映像表示装置に右目領域及び左目領域に同一の位相差値の大きさの補償フィルムが付着された３Ｄ立体メガネを使用すれば、クロストーク改善効果を得ることができない。例えば、右目領域に１４０ｎｍの位相差値を有し、光軸が−４５゜の補償フィルムを付着し、左目領域に１４０ｎｍの位相差値を有し、光軸が＋４５゜の補償フィルムを付着したと仮定する。この場合、右目用映像光は、光学フィルタの第１領域を通過しながら１５０ｎｍの位相差が発生し、この光が３Ｄ立体メガネに透視される。この際、３Ｄ立体メガネの左目領域の補償フィルムは、光軸が光学フィルタの第１領域と垂直であるが、１４０ｎｍの位相差値を有するので、前記右目用映像光が補償フィルムで完全に相殺されず、一部が透過されるようになる。これは、左目用映像光の場合も同様である。このように、３Ｄ立体メガネの左目領域と右目領域の位相差の大きさが同一の場合、左目用映像光と右目用映像光がきれいに分離せず、鮮明な立体映像を具現しにくい。

次に、本発明の立体映像表示装置について説明する。
本発明の立体映像表示装置は、表示パネル１００、光学フィルタ２００及び３Ｄ立体メガネ３００を含む。これらのうち表示パネル１００と３Ｄ立体メガネ３００は、前述した通りなので、具体的な説明を省略する。

なお、光学フィルタ２００としては、前述したように、右目用映像光と左目用映像光の偏光状態を調節するためのものであって、当該技術分野において一般的に使用される立体映像表示装置の光学フィルタを制限なく使用することができる。特に、本発明の場合、光学フィルタの第１領域と第２領域に位相差偏差がある場合でも、偏光メガネにおいてこれを補償するので、従来より鮮明な３Ｄ立体映像を具現することができる。

本発明の一具現例によれば、前記光学フィルタ２００は、基材と；前記基材上に形成され、前記第１領域に対応する部分と前記第２領域に対応する部分が異なる配向方向を有するようにパターニングされた配向膜と；前記配向膜の上面に形成される液晶層と；を含むこができる。

この際、前記基材としては、例えば、この技術分野において一般的に知られているプラスチック基材が使用されることができる。本発明において使用可能な基材の例としては、これに限定するものではないが、トリアセチルセルロース、ポリアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ノルボルネン誘導体などのシクロオレフインポリマー基材などを挙げることができる。

前記基材２１０は、位相差がない等方性基材であるか、または面方向の位相差なしに、厚さ方向の位相差値だけを有することが好ましく、基材２１０の厚さは、特に限定されるものではないが、一般的に約３０〜１００μｍであることが好ましい。

また、前記配向膜は、第１領域と第２領域を形成することができるようにパターニングされていればよく、その種類が特に限定されるものではない。すなわち、ラビング配向膜や光配向膜が使用されることができる。但し、製造工程上の便宜を考慮する時、光配向膜であることがより好ましい。

なお、上記のようなパターニングされた配向膜は、例えば、基材上に配向膜を塗布した後、配向膜全体に１次ＵＶ偏光を照射して１次配向を形成した後、第１領域の光透過を遮断するマスクを通じて２次ＵＶ偏光を照射して２次配向を形成する方法で製造されることができる。なお、前記第１領域に対応する部分と前記第２領域に対応する部分の配向膜配向方向は、互いに垂直であることが好ましい。

次に、前記液晶層は、前記パターニングされた配向膜上に液晶物質を塗布した後、硬化させることによって形成されることができ、配向膜の配向方向によって、異なる方向に固定され、第１領域と第２領域を形成するようになる。前記液晶層は、これに限定されるものではないが、λ／４位相差層であることが好ましい。

前述したように、２次光の照射を通じて形成された光学フィルタの場合、第１領域と第２領域との間に位相差偏差が発生することができるが、本発明の立体映像表示装置の場合、偏光メガネにおいて位相差偏差を補償するので、光学フィルタに位相差偏差が存在しても、きれいな３次元映像を具現することができる。

本発明の他の具現例によれば、前記光学フィルタは、図２に示されたような構造、すなわち、基材２１０、第１配向膜２２０、第２配向膜２３０及び液晶層２４０を備えてなることができる。

この際、前記基材２１０としては、例えば、この技術分野において一般的に知られているプラスチック基材が使用されることができる。本発明において使用可能な基材の例としては、これに限定するものではないが、トリアセチルセルロース、ポリアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ノルボルネン誘導体などのシクロオレフインポリマー基材などを挙げることができる。

前記基材２１０は、位相差がない等方性基材であるか、または面方向の位相差なしに厚さ方向の位相差値のみを有することが好ましく、基材２１０の厚さは、特に限定されるものではないが、一般的に３０〜１００μｍ程度であることが好ましい。

なお、前記第１配向膜２２０は、前記基材２１０の一面に全面的に形成され、前記第２配向膜２３０は、前記第１配向膜２２０の上面に一定のパターンで形成される。第１配向膜２２０と第２配向膜２３０をこのような構造で形成する場合、基材２１０の一面上に第１配向膜２２０と第２配向膜２３０が交互に配置され、その上に液晶層２４０を形成すれば、第１配向膜の上に配置された液晶層２４０Ｒは、第１配向膜２２０により配向され、第２配向膜の上に配置された液晶層２４０Ｌは、第２配向膜２３０により配向されるようになる。

この際、前記第１配向膜２２０と第２配向膜２３０は、異なる配向処理方式を有し、その配向処理方向も異なることを特徴とする。例えば、第１配向膜２２０が光配向膜なら、第２配向膜２３０としてはラビング配向膜を使用し、第１配向膜２２０がラビング配向膜なら、第２配向膜２３０としては光配向膜を使用することが好ましい。このように処理方式が異なる配向膜を使用する場合、１つの配向膜処理方法が他の配向膜に影響を及ぼさないため、マスクやフォトレジストのような複雑な過程を進行することなく、異なる配向処理方向を有する配向膜を容易に形成することができる。例えば、ラビング配向膜にＵＶ偏光を照射するとしても、配向膜の配向処理方向が変わらず、逆に光配向膜にラビング処理をする場合も同様である。したがって、ラビング配向膜を塗布した後、第１配向方向にラビング処理をしてラビング配向膜を形成し、その上に一定の間隔で光配向膜用高分子を塗布し、第１配向方向と異なる第２配向方向に偏光されたＵＶ偏光を照射する方法で、異なる配向方向を有する第１配向膜と第２配向膜を形成することができる。

この際、前記第１配向膜２２０と第２配向膜２３０の配向処理方向は、互いに垂直であることが好ましい。

次に、前記液晶層２４０は、前記第１配向膜２２０及び第２配向膜２３０の上部に形成され、第２配向膜により配向された第１領域２４０Ｒと、第１配向膜により配向された第２領域２４０Ｌとを含む。配向膜の上に液晶物質を塗布すれば、液晶物質は、配向膜の配向処理方向に沿って配向され、前述したように、本発明において、第１配向膜２２０と第２配向膜２３０が交互に露出するように形成されていて、第１配向膜２２０と第２配向膜２３０は、配向方向が異なるため、その上に液晶層２４０を形成すれば、異なる方向に配向された液晶層２４０Ｒ、２４０Ｌが交互に形成されるようになる。

この際、前記液晶層２４０のパターンは、第２配向膜２３０の塗布パターンによって決定される。すなわち、第２配向膜がストライプ形状に塗布された場合には、液晶層がストライプパターンで形成され、第２配向膜が碁盤形状で塗布された場合には、液晶層が碁盤形状で形成される。

なお、前記液晶層２４０は、その厚さによって多様な位相差を有することができ、好ましくは、λ／４位相差層であることができる。前記液晶層２４０がλ／４位相差層の場合、入射光源が線偏光の場合には、円偏光に変え、また、入射光源が円偏光の場合には、線偏光に変える役目を行い、このような機能は、３次元立体映像表示に有用に使用されることができるからである。

また、前記液晶層２４０は、光学フィルタの全面に形成されるが、右目用映像光が透過される領域と左目用映像光が透過される領域とが互いに垂直な配向方向を有するようにパターニングされることが好ましい。例えば、右目用映像光が透過される部分には、４５゜角度に配向されたλ／４位相差層を形成し、左目用映像光が透過される部分には、−４５゜角度に配向されたλ／４位相差層を形成するようにすることができる。この場合、第２偏光板を透過した直線偏光は、λ／４位相差層を通過しながら円偏光に変換され、右目用映像光と左目用映像光は、互いに逆方向の回転方向を有する円偏光になる。すなわち、右目用映像光が右円偏光なら、左目用映像光は左円偏光になる。

図３には、前述のような構造を有する本発明の光学フィルタ製造方法が示されている。図３に示されたように、本発明の光学フィルタは、（１）第１配向膜材料塗布段階、（２）第１配向膜形成段階、（３）第２配向膜材料塗布段階、（４）第２配向膜形成段階及び（５）液晶物質層形成段階を通じて製造されることができる。

まず、基材の一面に第１配向膜材料を全面的に塗布する。この際、前記第１配向膜材料は、ラビング配向膜用高分子膜または光配向膜用高分子膜であることができる。

基材上に第１配向膜材料が全面的に塗布されれば、これを配向処理して第１配向膜を形成する。この際、配向膜処理方法は、使用された第１配向膜材料によって適切な方法で行われる。すなわち、第１配向膜材料がラビング配向膜用高分子膜の場合には、前記高分子膜をラビング布を用いて一定の方向（第１配向方向）で擦ってラビング処理する方式（ラビング配向方式）で第１配向膜を形成し、第１配向膜材料が光配向膜用高分子膜の場合には、前記高分子膜に一定の方向（第１配向方向）に偏光されたＵＶを照射する方式（光配向方式）で第１配向膜を形成する。

前述のような方法で第１配向膜が形成された後、その上に第２配向膜材料を塗布する。この際、前記第２配向膜材料は、全面的に塗布せず、一定のパターンを形成するように塗布する。例えば、一定の間隔で配置されたストライプパターンや、碁盤形状で塗布することができる。第２配向膜をこのように一定のパターンで選択的に塗布すれば、外部に第１配向膜と第２配向膜が交互に露出するようになる。

なお、前記第１配向膜及び／または第２配向膜は、印刷方式によって塗布されることができる。印刷方式で配向膜材料を塗布する場合、マスクやフォトレジスト工程のような複雑な工程を進行することなく、所望の位置にだけ必要な物質を塗布することができるという長所がある。また、不要な所に材料を浪費しないので、製造コストが低価であり、印刷パターンの変化を通じて形成しようとするパターンの線幅などを簡単に調節することができるという長所がある。

なお、前記第２配向膜形成用材料は、第１配向膜形成用材料とは異なる方式で形成されるものを使用する。すなわち、第１配向膜が光配向膜の場合には、第２配向膜としてラビング配向膜用高分子膜を使用し、第１配向膜がラビング配向膜の場合には、第２配向膜として光配向膜用高分子膜を使用する。

なお、第２配向膜の形成段階は、使用された第２配向膜材料によって適切な方法で行われる。すなわち、第２配向膜材料がラビング配向膜用高分子膜の場合には、前記高分子膜をラビング布を用いて一定の方向（第２配向方向）で擦ってラビング処理する方式（ラビング配向方式）で第２配向膜を形成し、第２配向膜材料が光配向膜用高分子膜の場合には、前記高分子膜に一定の方向（第２配向方向）に偏光されたＵＶを照射する方式（光配向方式）で第２配向膜を形成する。

この際、前記第２配向膜の配向方向は、第１配向膜の配向方向と異なるように形成され、好ましくは、垂直するように形成される。前述したように、第１配向膜と第２配向膜は、配向方式が異なるため、第１配向膜が表面に露出していても、第２配向膜処理時に影響を受けない。したがって、第２配向膜が形成された後、基材の表面には、第１配向方向に配向された第１配向膜と第２配向方向に配向された第２配向膜が交互に配置される。

次に、前記交互に形成された第１配向膜と第２配向膜上に反応性液晶物質を塗布した後、熱または光を照射して架橋させる方法で液晶層を形成する。反応性液晶は、光または熱によって周辺の液晶モノマーが互いに重合しつつ、液晶ポリマーを形成する物質を言い、反応性液晶モノマーの重合反応を起こす反応基のアクリレート基が付着したもののうち選択される１種以上を使用することができる。代表的な例としては、マーク社のＲＭ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｍｅｓｏｇｅｎ）や、ＢＡＳＦ社のＬＣ２４２などを挙げることができる。

前述のように製造される本発明の光学フィルタは、フォトリソグラフィ法のような多段階工程またはマスク工程を進行することなく、簡単な方法で製造されることができ、液晶層の下部に配向膜が全面的に形成されていて、配向が発生しない非配向部がないため、光学性能に優れているという長所がある。また、印刷工程を通じて製造されることができ、表示パネルのピクセルとの整合度も優れている。但し、前記光学フィルタの場合、第１配向膜の上に厚さを有する第２配向膜が形成されているので、第１配向膜の上に形成される液晶層の厚さと第２配向膜の上に形成される液晶層の厚さが変わり、その結果、第１領域と第２領域の位相差値に偏差が発生する。このように位相差値に偏差が発生する場合、鮮明な立体映像を具現しにくいという問題点が発生することができる。しかし、本発明の立体映像表示装置の場合、これを補償する３Ｄ立体メガネを使用するので、位相差偏差に起因したクロストーク問題を解決することができ、鮮明な立体映像を具現することができる。

１００ 表示パネル
１１０ 光源
１２０、１４０ 偏光板
１３０ 表示素子
２００ 光学フィルタ
２１０ 基材
２２０ 第１配向膜
２３０ 第２配向膜
２４０ 液晶層
２４０（Ｒ） 第１領域、２４０（Ｌ） 第２領域
３００ ３Ｄ立体メガネ
３００（Ｒ） 右目領域、３００（Ｌ） 左目領域
３２０（Ｒ） 右目用偏光板、３２０（Ｌ） 左目用偏光板
３６０（Ｒ） 右目用補償フィルム、３６０（Ｌ） 左目用補償フィルム

Claims (12)

1. 右目用映像光及び左目用映像光を排出する表示パネル；
   前記右目用映像光の偏光状態を調節する第１領域及び前記左目用映像光の偏光状態を調節する第２領域を含む光学フィルタであって、第１領域及び第２領域が互いに対して垂直な配向方向を有し、位相差偏差が第１領域と第２領域との間で生じるようにパターニングされたλ／４位相差層である、光学フィルタ；及び
   右目用映像光を透過させる右目領域及び左目用映像光を透過させる左目領域を含む３Ｄ立体メガネを含み、
   前記右目領域及び左目領域に偏光板及び、前記偏光板上に付着された、前記光学フィルタの第１領域と第２領域との位相差偏差を補償するための補償フィルム（等方性フィルムを除く）が含まれ、
   前記右目領域に設けられる補償フィルムと左目領域に設けられる補償フィルムの位相差値が異なる、立体映像表示装置。
2. 前記光学フィルタの第１領域の位相差値をα、前記第２領域の位相差値をβ、前記表示パネルから排出される映像光の波長をλとすれば、α＋β＝λ／２であり、α≠βであり、
   前記右目領域に含まれる補償フィルムは、位相差値がβであり、光軸が前記第２領域の光軸と垂直であり、前記左目領域に含まれる補償フィルムは、位相差値がαであり、光軸が前記第１領域の光軸と垂直である、請求項１に記載の立体映像表示装置。
3. 前記光学フィルタは、
   基材；
   前記基材の全面に形成される第１配向膜；
   前記第１配向膜の上面に一定のパターンで形成される第２配向膜；及び
   前記第１配向膜及び第２配向膜の上面に形成され、第１配向膜により配向された第１領域及び第２配向膜により配向された第２領域で構成される液晶層を含む、請求項１に記載の立体映像表示装置。
4. 前記第１配向膜と第２配向膜は、配向処理方式が異なる材料よりなる、請求項３に記載の立体映像表示装置。
5. 前記液晶層は、λ／４位相差層である、請求項３に記載の立体映像表示装置。
6. 前記第１配向膜は、ラビング配向膜であり、
   前記第２配向膜は、光配向膜である、請求項３に記載の立体映像表示装置。
7. 前記第１配向膜は、光配向膜であり、
   前記第２配向膜は、ラビング配向膜である、請求項３に記載の立体映像表示装置。
8. 前記第１配向膜と第２配向膜の配向方向は、互いに垂直である、請求項３に記載の立体映像表示装置。
9. 前記光学フィルタは、
   基材；
   前記基材上に形成され、前記第１領域に対応する部分と前記第２領域に対応する部分が異なる配向方向を有するようにパターニングされた配向膜；及び
   前記配向膜の上面に形成される液晶層を含む、請求項１に記載の立体映像表示装置。
10. 前記配向膜は、光配向膜である、請求項９に記載の立体映像表示装置。
11. 前記液晶層は、λ／４位相差層である、請求項９に記載の立体映像表示装置。
12. 前記第１領域に対応する部分と前記第２領域に対応する部分が互いに垂直である配向方向を有する、請求項９に記載の立体映像表示装置。

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