JP5994544B2 - 光学シート、表示装置および光学シートの製造方法 - Google Patents
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Description
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。
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用いられ、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であって、
光学異方性の第1層と、
前記第1層に積層され、一方の偏光成分の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、を備え、
前記光学界面は、一方向に配列された複数の単位光学界面を有し、各単位光学界面は、前記一方向と非平行な方向に延び、
前記第1層の前記光学界面の反対側の面に凹凸が設けられ、前記凹凸の前記一方向の算術平均粗さをRaxとして、前記凹凸の各単位光学界面が延びる方向の算術平均粗さをRayとした時に、Rax>Rayである。
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用いられ、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であって、
光学異方性の第1層と、
前記第1層に積層され、一方の偏光成分の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、を備え、
前記光学界面は、一方向に配列された複数の単位光学界面を有し、各単位光学界面は、前記一方向と非平行な方向に延び、
前記第1層の前記光学界面の反対側の面に凹凸が設けられ、前記凹凸の前記一方向の平均間隔をSmxとして、前記凹凸の各単位光学界面が延びる方向の平均間隔をSmyとした時に、Smy>Smxである。
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、
上述した本発明による第1又は第2の光学シートと、
前記光学シートに対向して配置された画像表示ユニットであって、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、
前記光学シートと前記画像表示ユニットとを接着する接着層と、を備える。
熱可塑性樹脂を成形してなる樹脂フィルムを延伸することによって、光学異方性の第1層を作製する工程と、
前記第1層上に第2層を作製または積層する工程と、を含む、光学シートの製造方法。
|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。
|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。
(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3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。
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、
n1x−n1y>n2x−n2y(理想的には→0)とすることが出來る。
(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。
|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
(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。
(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。
(n1x−n2x)>|n1y−n2y|=0
n1x>n1y
n2x<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。
(n1x−n2x)>|n1y−n2y|
|n1y−n2y|≦0.02
n1x>n1y
n2x<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。
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
51a 光学界面の反対側の面
52 第2層
55 光学界面、複屈折界面、レンズ面
55a 単位光学面、単位レンズ
60 接着層
Claims (7)
- 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用いられ、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であって、
光学異方性の第1層と、
前記第1層に積層され、一方の偏光成分の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、を備え、
前記光学界面は、一方向に配列された複数の単位光学界面を有し、各単位光学界面は、前記一方向と非平行な方向に延び、
前記第1層の前記光学界面の反対側の面に凹凸が設けられ、前記凹凸の前記一方向の算術平均粗さをRaxとして、前記凹凸の各単位光学界面が延びる方向の算術平均粗さをRayとした時に、1μm≧Rax>Ray≧0.1μmである、光学シート。 - 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用いられ、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であって、
光学異方性の第1層と、
前記第1層に積層され、一方の偏光成分の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、を備え、
前記光学界面は、一方向に配列された複数の単位光学界面を有し、各単位光学界面は、前記一方向と非平行な方向に延び、
前記第1層の前記光学界面の反対側の面に凹凸が設けられ、前記凹凸の前記一方向の平均間隔をSmxとして、前記凹凸の各単位光学界面が延びる方向の平均間隔をSmyとした時に、200μm≧Smy>Smxであり、
Smxは、可視光の最大波長以上である、光学シート。 - 前記第1層は、熱可塑性樹脂を含む、請求項1または2に記載の光学シート。
- 前記第1層の面内の複屈折率Δnが0.13以上である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学シート。
- 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、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の光学シートと、
前記光学シートに対向して配置された画像表示ユニットであって、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、
前記光学シートと前記画像表示ユニットとを接着する接着層と、を備える、表示装置。 - 前記接着層の厚さは、0.1μm以上5μm以下である、請求項5に記載の表示装置。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載された光学シートの製造方法であって、
熱可塑性樹脂を成形してなる樹脂フィルムを延伸することによって、光学異方性の第1層を作製する工程と、
前記第1層上に第2層を作製または積層する工程と、を含む、光学シートの製造方法。
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