KR101710247B1

KR101710247B1 - 입체 화상 표시 장치 및 입체 화상 표시 시스템

Info

Publication number: KR101710247B1
Application number: KR1020147030593A
Authority: KR
Inventors: 나오요시 야마다
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2012-04-06
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2017-02-24
Also published as: KR20140141705A; US20150015815A1; JP5837680B2; JPWO2013151030A1; WO2013151030A1

Abstract

크로스토크의 개선 및 개구율의 저하를 억제한 입체 화상 표시 장치, 및 입체 화상 표시 시스템의 제공. 화상 표시 패널과, 화상 표시 패널의 시인측에 배치되는 패턴 위상차판을 적어도 갖는 입체 화상 표시 장치이다. 화상 표시 패널은, n 개 간격으로 배치되고, 좌안 및 우안용 화소와, 각 화소 사이에 배치되어 있는 블랙 매트릭스를 적어도 갖는다. 패턴 위상차판은, 지지체와, 그 위에 소정의 피치폭으로 스트라이프상으로 교대로 배치되어 있는 패턴을 갖고, 면내 지상축 방향 등이 서로 상이한 제 1 및 제 2 위상차 영역과, 제 1 및 제 2 위상차 영역 사이에 갖는 경계부를 갖는 패턴 광학 이방성층을 적어도 갖는다. 제 1 및 제 2 위상차 영역의 피치폭이, 각 화소의 폭의 n 배이고, 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 블랙 매트릭스의 폭이, 경계부 이외에 대응하는 위치에 배치되는 블랙 매트릭스의 폭보다 넓다.

Description

입체 화상 표시 장치 및 입체 화상 표시 시스템{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE AND STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY SYSTEM}

본 발명은, 입체 화상 표시 장치 및 입체 표시 시스템에 관한 것이다.

입체 화상을 표시하는 입체 (3D) 화상 표시 장치에는, 우안용 화상 및 좌안용 화상을, 예를 들어, 서로 반대 방향의 원편광 화상으로 하기 위한 광학 부재가 필요하다. 예를 들어, 이러한 광학 부재에는, 지상축이나 리타데이션 등이 서로 상이한 영역이 규칙적으로 면 내에 배치된 패턴 광학 이방성 소자가 이용되고 있으며, 이 패턴 광학 이방성 소자의 지지체로서, 필름을 이용하는, 이른바 FPR (Film Patterned Retarder) 방식의 패턴 위상차 필름 (FPR 필름) 도 제안되어 있다.

패턴 광학 이방성 소자를 갖는 부재를 사용한 입체 화상 표시 장치에서는, 예를 들어, 액정 패널 등의 표시 패널부에 존재하는 좌우안 화상용의 화소와, 패턴 광학 이방성층의 좌우안 화상용의 위상차 영역을 각각 대응시켜 적층할 필요가 있다. 그런데, 일반적으로 사용되고 있는 것은, 스트라이프 패턴을 갖는 패턴 광학 이방성층으로서, 이것을 표시 패널과 첩합 (貼合) 할 때에는, 패턴의 주기 방향 (스트라이프상이 서로 상이한 위상차 영역이 교대로 바뀌는 방향) 을, 표시면의 연직 방향 (상하 방향) 과 일치시키는 것이 일반적이다. 도 7 에, 표시 패널부의 좌우안 화상용 화소와, 패턴 광학 이방성층의 좌우안 화상용 위상차 영역을 대응시켜 배치한 예를 모식적으로 나타낸다. 도 7 중 화살표 (A) 로 나타내는 바와 같이, 관찰 방향이 표시면에 대하여 대략 법선 방향이면, 표시 패널 내부의 우안 화상용 화소 (R) 을 통과한 광은, 패턴 광학 이방성층의 우안 화상용 위상차 영역 (R) 을 통과하기 때문에, 크로스토크는 발생하지 않는다. 그러나, 표시면 법선 방향으로부터 표시면 연직 방향으로 관찰 방향을 어긋나게 하면, 도 7 중에 화살표 (B) 로 나타내는 바와 같이, 표시 패널 내부 (예를 들어 액정 셀 내) 의 우안 화상용 화소 (R) 을 투과한 광이, 패턴 광학 이방성층의 좌안 화상용 위상차 영역 (L) 을 투과하게 되어, 크로스토크가 발생한다. 즉, 표시면 연직 방향에서는, 3D 화상의 상하 방향의 시야각이 좁아진다는 문제가 있다.

또한, 최근의 고해상도화에 의해 화소의 폭이 작아져 있는 점에서, 상하 방향의 크로스토크는 더욱 악화되는 것이 염려된다.

상기 문제를 해결하기 위하여, 예를 들어, 도 8 에 나타낸 바와 같이, 액정 셀 내에 배치되는 컬러 필터의 블랙 매트릭스를 굵게 함으로써 상하 시야각을 크게 하여, 크로스토크를 개선하는 방법이나 (예를 들어, 특허문헌 1 및 2), 도 9 에 나타낸 바와 같이, 액정 셀 내에 배치되는 컬러 필터와 FPR 필름 사이에 갖는 유리 등의 막두께를 작게 하고, 상기 컬러 필터와 FPR 필름의 간격을 좁게 함으로써 상하 시야각을 크게 하여, 크로스토크를 개선하는 방법 (예를 들어, 특허문헌 3) 등이 제안되어 있다. 이들은, 도 7 에 비하여 크로스토크의 다소의 개선이 도모되어 있지만, 불충분하다.

특허문헌 1 ∼ 3 에 기재된 방법에 의해 크로스토크를 개선할 수 있지만, 컬러 필터의 블랙 매트릭스를 굵게 함으로써 개구율이 저하한다. 이 때문에, 고휘도의 화상 표시를 실시하기 위해서는, 보다 고휘도의 광원을 사용할 필요가 있어, 당해 광원의 사용에 의한 생산 비용의 상승뿐만 아니라, 동작시의 소비 전력의 상승도 염려된다. 또한, 유리 등의 막두께를 작게 하는 것은 핸들링이 곤란하다는 문제가 있다.

일본 공개특허공보 2011-164563호 일본 공개특허공보 2011-34045호 일본 공개특허공보 평10-268233호

본 발명은 상기 여러 문제를 해결하는 것을 과제로 하고, 구체적으로는, 크로스토크의 개선 및 개구율의 저하를 억제한 입체 화상 표시 장치, 및 입체 화상 표시 시스템을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단은, 하기 [1] 의 수단이고, 바람직하게는, 하기 [2] ∼ [11] 의 수단이다.

[1] 화상 표시 패널과, 상기 화상 표시 패널의 시인측에 배치되는 패턴 위상차판을 적어도 갖는 입체 화상 표시 장치로서,

상기 화상 표시 패널은, n 개 (n 은 2 이상의 정수를 나타낸다) 간격으로 배치되어 있는, 좌안용 화상에 대응하는 좌안용 화소 및 우안용 화상에 대응하는 우안용 화소와, 상기 각 화소 사이에 배치되어 있는 블랙 매트릭스를 적어도 갖고,

상기 패턴 위상차판은, 지지체와, 그 위에 소정의 피치폭으로 스트라이프상으로 교대로 배치되어 있는 패턴을 갖고, 면내 지상축 방향 및 위상차의 적어도 일방이 서로 상이한 제 1 위상차 영역 및 제 2 위상차 영역과, 상기 제 1 위상차 영역과 상기 제 2 위상차 영역 사이에 갖는 경계부를 갖는 패턴 광학 이방성층을 적어도 갖고,

상기 제 1 위상차 영역이, 상기 좌안 또는 우안용 화소에 대응하고, 상기 제 2 위상차 영역이, 상기 제 1 위상차 영역에 대응하는 타방의 상기 화소에 대응하도록 배치되어 있고,

상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 상기 피치폭이, 상기 화상 표시 패널의 상기 각 화소의 폭의 n 배이고,

상기 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭이, 상기 경계부 이외에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 입체 화상 표시 장치.

[2] 상기 경계부 이외에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭을 a 라고 하고, 상기 좌안 및 우안용 화소의 폭을 r 이라고 할 때, a ≤ 0.25 × r 의 관계를 만족하는 [1] 의 입체 화상 표시 장치.

[3] 상기 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭을 b 라고 하고, 상기 화소와 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 거리를 d 라고 할 때, b ≥ 0.10 × d 의 관계를 만족하는 [1] 또는 [2] 의 입체 화상 표시 장치.

[4] 상기 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭을 b 라고 하고, 상기 좌안 및 우안용 화소의 폭을 r 이라고 할 때, b ≤ r 의 관계를 만족하는 [1] ∼ [3] 의 어느 하나의 입체 화상 표시 장치.

[5] 상기 입체 화상 표시 장치의 세로 방향의 해상도가 720 화소 이상인 [1] ∼ [4] 의 어느 하나의 입체 화상 표시 장치.

[6] 상기 경계부 이외에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭을 a 라고 하고, 상기 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭을 b 라고 할 때, b/a 가, 1.5 ∼ 10 인 [1] ∼ [5] 의 어느 하나의 입체 화상 표시 장치.

[7] 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역이, 서로 직교하는 면내 지상축을 갖고, 또한 λ／4 의 면내 리타데이션을 갖는 [1] ∼ [6] 의 어느 하나의 입체 화상 표시 장치.

[8] 상기 n 이, 2 인 [1] ∼ [7] 의 어느 하나의 입체 화상 표시 장치.

[9] 상기 지지체가, 고분자 필름인 [1] ∼ [8] 의 어느 하나의 입체 화상 표시 장치.

[10] 상기 화상 표시 패널이, 액정 표시 패널인 [1] ∼ [9] 의 어느 하나의 입체 화상 표시 장치.

[11] [1] ∼ [10] 의 어느 하나의 입체 화상 표시 장치를, 원편광판 안경을 통해서 관찰함으로써, 입체 화상을 시인시키는 입체 화상 표시 시스템.

본 발명에 의하면, 크로스토크의 개선 및 개구율의 저하를 억제한 입체 화상 표시 장치, 및 입체 화상 표시 시스템을 제공할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 입체 화상 표시 장치의 일례의 모식 단면도이다.
도 2 는 패턴 광학 이방성층의 일례의 상면 모식도이다.
도 3 은 패턴 위상차판과 화상 표시 패널의 화소의 관계의 일례의 세로 방향에서 본 모식 단면도이다.
도 4 는 패턴 위상차판과 화상 표시 패널의 화소의 관계의 다른 일례의 세로 방향에서 본 모식 단면도이다.
도 5 는 도 3 의 화상 표시 패널의 화소의 확대도이다.
도 6 은 편광막과 광학 이방성층의 관계의 일례의 개략도이다.
도 7 은 종래의 화상 표시 패널의 좌우안 화상용 화소와, 패턴 광학 이방성층의 좌우안 화상용 위상차 영역을 대응시켜 배치한 모식도이다.
도 8 은 종래의 블랙 매트릭스를 굵게 한 좌우안 화상용 화소와, 패턴 광학 이방성층의 좌우안 화상용 위상차 영역을 대응시켜 배치한 모식도이다.
도 9 는 종래의 화상 표시 패널의 좌우안 화상용 화소와, 패턴 광학 이방성층의 좌우안 화상용 위상차 영역 사이의 유리의 막두께를 작게 하여 배치한 모식도이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서 「∼」 를 이용하여 나타내는 수치 범위는, 「∼」 의 전후에 기재되는 수치를 하한치 및 상한치로서 포함하는 범위를 의미한다. 먼저, 본 명세서에서 사용되는 용어에 대하여 설명한다.

Re (λ), Rth (λ) 는, 각각, 파장 λ 에 있어서의 면내의 리타데이션, 및 두께 방향의 리타데이션을 나타낸다. Re (λ) 는 KOBRA 21ADH, 또는 WR (오지 계측 기기 (주) 제조) 에 있어서, 파장 λ ㎚ 의 광을 필름 법선 방향으로 입사시켜 측정된다. 측정 파장 λ ㎚ 의 선택에 있어서는, 파장 선택 필터를 매뉴얼로 교환하거나, 또는 측정치를 프로그램 등으로 변환하여 측정할 수 있다. 측정되는 필름이, 1 축 또는 2 축의 굴절률 타원체로 나타내는 것인 경우에는, 이하의 방법에 의해 Rth (λ) 가 산출된다. 또한, 이 측정 방법은, 후술하는 광학 이방성층 중의 디스코틱 액정 분자의 배향막측의 평균 틸트각, 그 반대측의 평균 틸트각의 측정에 있어서도 일부 이용된다.

Rth (λ) 는, 상기 Re (λ) 를, 면내의 지상축 (KOBRA 21ADH, 또는 WR 에 의해 판단된다) 을 경사축 (회전축) 으로 (지상축이 없는 경우에는, 필름면 내의 임의의 방향을 회전축으로 한다) 한 필름 법선 방향에 대하여 법선 방향으로부터 편측 50°까지 10 도 스텝으로 각각 그 경사진 방향으로부터 파장 λ ㎚ 의 광을 입사시켜 전부 6 점 측정하고, 그 측정된 리타데이션치와 평균 굴절률의 가정치 및 입력된 막두께치를 기초로 KOBRA 21ADH 또는 WR 이 산출한다. 상기에 있어서, 법선 방향으로부터 면내의 지상축을 회전축으로 하여, 어느 경사 각도에 리타데이션의 값이 제로가 되는 방향을 가지는 필름의 경우에는, 그 경사 각도보다 큰 경사 각도에서의 리타데이션치는 그 부호를 부 (負) 로 변경한 후, KOBRA 21ADH, 또는 WR 이 산출한다. 또한, 지상축을 경사축 (회전축) 으로 하여 (지상축이 없는 경우에는, 필름면 내의 임의의 방향을 회전축으로 한다), 임의의 경사진 2 방향으로부터 리타데이션치를 측정하고, 그 값과 평균 굴절률의 가정치, 및 입력된 막두께치를 기초로, 이하의 식 (A), 및 식 (B) 로부터 Rth 를 산출할 수도 있다.

또한, 상기의 Re (θ) 는 법선 방향으로부터 각도 θ 경사진 방향에 있어서의 리타데이션치를 나타낸다. 또한, 식 (A) 에 있어서의 nx 는, 면내에 있어서의 지상축 방향의 굴절률을 나타내고, ny 는, 면내에 있어서 nx 에 직교하는 방향의 굴절률을 나타내고, nz 는, nx 및 ny 에 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다. d 는 막두께이다.

Rth = ((nx ＋ ny)/2 - nz) × d···········식 (B)

측정되는 필름이, 1 축이나 2 축의 굴절률 타원체로 표현할 수 없는 것, 이른바 광학축 (optic axis) 이 없는 필름의 경우에는, 이하의 방법에 의해, Rth (λ) 는 산출된다. Rth (λ) 는, 상기 Re (λ) 를, 면내의 지상축 (KOBRA 21ADH, 또는 WR 에 의해 판단된다) 을 경사축 (회전축) 으로 하여, 필름 법선 방향에 대하여 -50°에서 ＋50°까지 10°스텝으로 각각 그 경사진 방향으로부터 파장 λ ㎚ 의 광을 입사시켜 11 점 측정하고, 그 측정된 리타데이션치와 평균 굴절률의 가정치 및 입력된 막두께치를 기초로 KOBRA 21ADH 또는 WR 이 산출한다. 또한, 상기의 측정에 있어서, 평균 굴절률의 가정치는, 폴리머 핸드북 (JOHN WILEY ＆ SONS, INC), 각종 광학 필름의 카탈로그의 값을 사용할 수 있다. 평균 굴절률의 값이 이미 알려져 있지 않은 것에 대해서는, 아베 굴절계로 측정할 수 있다. 주된 광학 필름의 평균 굴절률의 값을 이하에 예시한다 : 셀룰로오스아실레이트 (1.48), 시클로올레핀 폴리머 (1.52), 폴리카보네이트 (1.59), 폴리메틸메타크릴레이트 (1.49), 폴리스티렌 (1.59) 이다. 이들 평균 굴절률의 가정치와 막두께를 입력함으로써, KOBRA 21ADH 또는 WR 은 nx, ny, nz 를 산출한다. 이 산출된 nx, ny, nz 로부터 Nz = (nx - nz)/(nx - ny) 가 추가로 산출된다.

또한, 본 명세서에서는, 「가시광」 이란, 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 를 말한다. 또한, 본 명세서에서는, 측정 파장에 대하여 특별히 부기가 없는 경우에는, 측정 파장은 550 ㎚ 이다.

또한, 본 명세서에 있어서, 각도 (예를 들어 「90°」 등의 각도), 및 그 관계 (예를 들어 「직교」, 「평행」, 및 「45°로 교차」 등) 에 대해서는, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서 허용되는 오차의 범위를 포함하는 것으로 한다. 예를 들어, 엄밀한 각도 ±10°미만의 범위 내인 것 등을 의미하고, 엄밀한 각도와의 오차는, 5°이하인 것이 바람직하고, 3°이하인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 입체 화상 표시 장치는, 화상 표시 패널과, 상기 화상 표시 패널의 시인측에 배치되는 패턴 위상차판을 적어도 갖는 입체 화상 표시 장치로서,

상기 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭이, 상기 경계부 이외에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭보다 넓은 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 화상 표시 패널에 있어서는, 좌안 및 우안용 화소를 n 개 간격으로 배치하고, 각 화소 사이에 배치된 블랙 매트릭스 중, 경계부에 대응하는 위치에 배치된 블랙 매트릭스의 폭을, 경계부 이외에 대응하는 위치에 배치된 블랙 매트릭스의 폭보다 넓게 한다. 또한, 패턴 위상차판에 있어서는, 제 1 및 제 2 위상차 영역의 피치폭을 화상 표시 패널의 각 화소의 폭의 n 배로 한다.

본 발명에서는, 경계부에 대응하는 위치에 배치된 블랙 매트릭스의 폭이 경계부 이외에 대응하는 위치에 배치된 블랙 매트릭스의 폭보다 넓기 때문에, 상하 방향의 크로스토크 시야각이 개선된다. 또한, 제 1 및 제 2 위상차 영역의 피치폭을 화상 표시 패널의 각 화소의 폭의 n 배로 하고, 좌안 및 우안용 화소를 n 개 간격으로 배치한 것으로, 고해상도화에 의해 화소의 폭이 작아져도 크로스토크 시야각이 개선되고, 또한, 종래 기술에 있어서의 개구율 저하의 문제도 해결할 수 있다.

이하, 도면을 이용하여, 본 발명의 몇 가지 실시형태를 설명하지만, 도면 중의 각층의 두께의 상대적 관계는, 실제의 상대적 관계를 반영하고 있는 것은 아니다. 또한, 도면 중, 동일한 부재에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략하는 경우가 있다. 또한, 이하의 도면에서는, 지지체가 고분자 필름인 패턴 위상차판의 양태에 대하여 설명하지만, 지지체는, 가요성이 없는 유리판이나 플라스틱 기판 등이어도 된다.

본 발명의 입체 화상 표시 장치의 일례의 모식 단면도를 도 1 에 나타낸다. 입체 화상 표시 장치는, 1 쌍의 시인측 편광막 (16) 및 백라이트측 편광막 (18), 그 사이에 배치되는 화상 표시 패널 (1), 그리고, 패턴 위상차판 (20) 을 갖고, 백라이트측 편광막 (18) 의 더욱 외측에 백라이트 (30) 을 구비하고 있다. 패턴 위상차판 (20) 은, 표시 패널의 시인측 표면에 배치되고, 좌안 및 우안용의 편광 화상 (예를 들어 원편광 화상) 으로 분리한다. 관찰자는, 이들 편광 화상을, 편광 안경 (예를 들어 원편광 안경) 등의 편광판을 개재하여 관찰하고, 입체 화상으로서 인식한다.

편광막 (16) 및 편광막 (18) 의 각각의 양면에는, 보호 필름 (24) 을 갖는다. 또한, 시인측 편광막 (16) 은, 각 표면에 각각 보호 필름 (24) 이 첩부된 편광판 (PL1) 으로서 조립되어 있어도 된다. 백라이트측 편광막 (18) 에 대해서도, 각 표면에 각각 보호 필름 (24) 이 첩부된 편광판 (PL2) 으로서 조립되어 있어도 된다.

또한, 도 1 은, 화상 표시 패널이 액정 패널인 경우의 일례의 모식 단면도이지만, 화상 표시 패널 (1) 에 대하여 전혀 제한은 없다. 예를 들어, 유기 EL 층을 포함하는 유기 EL 표시 패널이어도 되고, 플라즈마 디스플레이 패널이어도 된다.

패턴 위상차판 (20) 은, 이른바 FPR 필름으로서, 패턴 위상차판의 일례의 모식 단면도를 도 2 에 나타낸다. 패턴 위상차판은, 지지체 (13) 상에, 제 1 위상차 영역 (14) 및 제 2 위상차 영역 (15) 을 갖는 패턴 광학 이방성층 (12) 을 갖는다. 또한, 통상적으로, 광학 이방성층의 배향을 제어하기 위해서 사용되는 (광) 배향막의 기재는 생략되어 있다.

패턴 광학 이방성층 (12) 은, 액정 화합물을 주성분으로 하는 경화성 조성물의 1 종 또는 복수종으로부터 형성할 수 있고, 액정 화합물 중, 중합성기를 갖는 액정 화합물이 바람직하다. 상기 경화성 조성물의 1 종으로부터 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 패턴 광학 이방성층 (12) 은, 단층 구조여도 되고, 2 층 이상의 적층 구조여도 된다. 패턴 광학 이방성층은, 액정 화합물을 주성분으로 하는 조성물의 1 종 또는 2 종으로부터 형성할 수 있다.

패턴 광학 이방성층 (12) 의 일례는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 1 및 제 2 위상차 영역 (14, 15) 의 면내 지상축 (a 및 b) 이 서로 직교함과 함께, 면내 리타데이션 Re 가 λ／4 인 패턴 λ／4 층이다. 이 양태의 패턴 광학 이방성층을 편광막과 조합하면, 제 1 및 제 2 위상차 영역의 각각을 통과한 광은 서로 반대 방향의 원편광 상태가 되어, 각각 우안 및 좌안용의 원편광 화상을 형성한다.

상기 패턴 λ／4 층은, 예를 들어, 지지체 (13) 의 표면 상에 일률적으로 배향막을 형성하고, 일방향으로 배향 처리하고, 배향 처리면 상에서, 상기 액정성 경화성 조성물을 배향시키고, 당해 배향 상태로 고정시킴으로써 형성할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역 (14, 15) 의 일방에 대해서는, 액정을 배향 규제 처리 방향 (예를 들어 러빙 방향) 에 대하여 직교 그리고 수직으로 배향시키고, 즉 직교 수직 배향시키고, 타방에 대해서는, 액정을 배향 규제 처리 방향 (예를 들어 러빙 방향) 에 대하여 평행 그리고 수직으로 배향시키고, 즉 평행 수직 배향시키고, 각각의 상태를 고정시킴으로써, 각 위상차 영역을 형성할 수 있다.

경계부는, 등방성이거나 또는 제 1 위상차 영역 (14) 및 제 2 위상차 영역 (15) 의 어느 것과도 상이한 위상차의 어느 영역이다. 경계부의 선폭은, 좁을수록 바람직하지만 통상적으로 3 ㎛ ∼ 20 ㎛ 이다.

본 발명의 패턴 위상차판은, 3D 화상 표시 장치, 특히 패시브 방식의 3D 화상 표시 장치의 부재로서 유용하다. 이 양태에서는, 제 1 및 제 2 위상차 영역의 각각을 통과한 편광 화상은, 편광 안경 등을 개재하여 우안용 또는 좌안용의 화상으로서 인식된다. 따라서, 좌우 화상이 불균일해지지 않도록, 제 1 및 제 2 위상차 영역은, 서로 동등한 형상인 것이 바람직하고, 또한, 각각의 배치는, 균등 그리고 대칭적인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 패턴 광학 이방성층은, 도 2 에 나타내는 양태에 한정되는 것은 아니다. 제 1 및 제 2 위상차 영역의 일방의 면내 리타데이션이 λ／4 이고, 또한 타방의 면내 리타데이션이 3λ／4 인 표시 화소 영역을 이용할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 위상차 영역 (14 및 15) 의 일방의 면내 리타데이션이 λ／2 이고, 또한 타방의 면내 리타데이션이 0 인 위상차 영역을 이용할 수도 있다.

또한, 제 1 및 제 2 위상차 영역의 각 패턴의 면내 지상축은, 패턴 배향막 등을 이용함으로써, 서로 상이한 방향, 예를 들어 서로 직교하는 방향으로 조정할 수 있다. 패턴 배향막으로는, 마스크 노광에 의해 패터닝 배향막이 형성 가능한 광 배향막, 및 마스크 러빙에 의해 패터닝 배향막이 형성 가능한 러빙 배향막, 이종의 배향막 (예를 들어, 러빙에 대하여, 직교 또는 평행하게 배향하는 재료) 을 인쇄 등으로 패터닝 배치한 것 등, 모두 이용할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 위상차 영역의 각 면내 지상축이 서로 직교하는 방향인 경우, 경계부의 면내 지상축은 제 1 및 제 2 위상차 영역의 면내 지상축 방향의 대략 중간치, 즉 45 도 정도인 것이 바람직하다.

본 발명의 패턴 위상차판은, 도 1 ∼ 도 2 에 간략화하여 나타낸 양태에 한정되는 것은 아니고, 다른 부재를 포함하고 있어도 된다. 예를 들어, 상기한 바와 같이, 패턴 광학 이방성층을, 배향막을 이용하여 형성하는 양태에서는, 지지체와 패턴 광학 이방성층 사이에, 배향막을 가지고 있어도 된다. 또한, 본 발명의 패턴 위상차판은, 하드 코트층, 반사 방지층, 저반사층, 안티글레어층 등과 함께 (또는 그 대신에), 전방 산란층, 프라이머층, 대전 방지층, 하도층 등이 배치되어 있어도 된다.

표시 패널 (1) 이 액정 패널인 경우, 액정 셀은, 1 쌍의 기판 (1A 및 1B), 그리고 그 사이에 배치되는 네마틱 액정 재료를 포함하는 액정층 (10) 을 갖는다. 기판 (1A 및 1B) 의 내면에는 러빙 배향막 (도시 생략) 이 배치되어 있고, 네마틱 액정의 배향이, 각각의 러빙 방향에 의해 제어되어, 비틀림 배향되어 있다. 또한, 기판 (1A 및 1B) 의 내면에는 전극층 (도시 생략) 이 형성되어 있고, 전압 인가시에는, 네마틱 액정의 비틀림 배향이 해소되고, 기판면에 대하여 수직 배향하도록 구성되어 있다. 액정 셀 LC 는, 컬러 필터 등의 다른 부재를 포함하고 있어도 된다.

액정 셀의 구성에 대해서는 특별히 제한은 없고, 일반적인 구성의 액정 셀을 채용할 수 있다. 액정 셀의 구동 모드에 대해서도 특별히 제한은 없고, 트위스티드 네마틱 (TN), 수퍼 트위스티드 네마틱 (STN), 버티컬 얼라인먼트 (VA), 인플레인 스위칭 (IPS), 옵티컬리 컴펜세이티드 밴드 셀 (OCB) 등의 다양한 모드를 이용할 수 있다.

화상 표시 패널의 크기는, 특별히 제한되지 않지만, 3.5 ∼ 55 인치인 것이 바람직하다. 본 발명은, 3.5 ∼ 55 인치의 경우에 특히 효과를 발휘하는 경향이 있다.

표시 패널의 시인측은, 도 3 에 일례를 나타내는 바와 같이, 좌안용 화상에 대응하는 좌안용 화소 (L) 및 우안용 화상에 대응하는 우안용 화소 (R) 와, 각 화소 사이에 배치되어 있는 블랙 매트릭스를 적어도 갖는다. 표시 패널의 시인측은, 유리, 편광판, 및 패턴 위상차판 (20) 의 순서로 적층되어 있다. 또한, 도 3 은, n 이 2 인 경우를 나타내고 있지만, 도 4 에 나타내는 바와 같이 n 이 3 이상이어도 된다.

좌안 및 우안용 화소 (L, R) 는, 입체 화상 표시 장치의 상하 (세로) 방향에 대하여 n 개 간격으로 배치되어 있다. n 은, 2 이상의 정수를 나타내고, 2 ∼ 8 이 바람직하고, 2 가 보다 바람직하다. 또한, 세로 방향의 해상도로는, 720 화소 이상이 바람직하고, 1080 화소 이상이 보다 바람직하고, 2160 화소 이상이 특히 바람직하다. 세로 방향의 해상도에 구체적인 상한은 없지만, 일반적으로, 4320 화소 이하이다.

제 1 및 제 2 위상차 영역 (14, 15) 의 피치폭은, 화상 표시 패널의 각 화소의 폭의 n 배이고, 제 1 위상차 영역 (14) 은, 좌안용 화소 (L) 또는 우안용 화소 (R) 에 대응하고, 제 2 위상차 영역 (15) 은, 제 1 위상차 영역 (14) 에 대응하는 타방의 화소에 대응하도록 배치되어 있다. 도 2 의 구성에서는, 제 1 위상차 영역 (14) 이 좌안용 화소 (L) 에 대응하고 있고, 제 2 위상차 영역 (15) 은, 우안용 화소 (R) 에 대응하고 있지만, 제 1 위상차 영역이 우안용 화소에 대응하고 있고, 제 2 위상차 영역이 좌안용 화소에 대응하고 있어도 되는 것은 말할 필요도 없다.

화상 표시 패널 (1) 과 패턴 위상차판 (20) 사이에는, 편광판 (16) 및 유리 등이 배치되어 있고, 화상 표시 패널 (1) 의 각 화소와 제 1 및 제 2 위상차 영역의 거리는 작을수록 크로스토크를 경감시킬 수 있는 점에서 바람직하다. 각 화소와 제 1 및 제 2 위상차 영역의 거리 (d) 로는, 800 ㎛ 이하가 바람직하고, 600 ㎛ 이하가 보다 바람직하고, 350 ㎛ 이하가 특히 바람직하다. d 의 구체적인 하한은 없지만, 일반적으로, 50 ㎛ 이상이다. 또한, 유리의 두께로는, 700 ㎛ 이하가 바람직하고, 500 ㎛ 이하가 보다 바람직하고, 250 ㎛ 이하가 특히 바람직하다.

블랙 매트릭스는, 각 화소 사이에 배치되어 있다. 즉 좌안용 화소와 좌안용 화소 사이, 우안용 화소와 우안용 화소 사이, 및 좌안용 화소와 우안용 화소 사이에 배치되어 있다. 좌안용 화소와 우안용 화소 사이에 배치되어 있는 블랙 매트릭스, 즉 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 블랙 매트릭스의 폭은, 경계부 이외에 대응하는 위치에 배치되는 블랙 매트릭스 (좌안용 화소와 좌안용 화소 사이, 및 우안용 화소와 우안용 화소 사이에 배치되는 블랙 매트릭스) 의 폭보다 넓다. 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 블랙 매트릭스의 폭이 넓은 점에서, 상하 방향의 크로스토크를 경감시킬 수 있다. 또한, 경계부에 대응하는 위치란, 블랙 매트릭스의 패턴 위상차판 방향에 대한 수직 연장선 상의 위치에 경계부를 갖는 위치를 말하며, 경계부 이외에 대응하는 위치란, 블랙 매트릭스의 패턴 위상차판 방향에 대한 수직 연장선 상의 위치에 경계부를 갖지 않는 위치를 말한다.

좌안 및 우안용 화소 (L, R) 로부터 출사된 화소광은, 각 화소에 대응하는 제 1 및 제 2 위상차 영역에 입사하고, 제 1 및 제 2 위상차 영역에서 좌안 및 우안용의 편광 화상으로 분리된다. 본 발명에서는, 각 화소가 n 개 간격으로 배치되어 있고, 또한 제 1 및 제 2 위상차 영역 (14, 15) 의 피치폭이 각 화소의 폭의 n 배가 되어 있고, 또한, 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 블랙 매트릭스의 폭이 경계부 이외에 대응하는 위치에 배치되는 블랙 매트릭스의 폭보다 넓은 양태로 되어 있는 점에서, 예를 들어, 도 3 의 화살표 (A) 로 나타내는 바와 같은 직진적인 입사 광 뿐만 아니라, 종래에는 도 7 의 화살표 (B) 로 나타내는 바와 같은 크로스토크가 발생하는 원인이 되는 입사 광이어도, 본 발명에서는, 도 3 의 화살표 (A) 로 나타내는 바와 같이 경사 방향의 입사 광이어도 크로스토크를 발생시키지 않고 제 1 및 제 2 위상차 영역 (14, 15) 에서 좌안 및 우안용의 편광 화상으로 분리된다.

또한, 상기 n 개 간격으로 배치되어 있는 「n」 과, 제 1 및 제 2 위상차 영역의 피치폭이 각 화소의 n 배의 「n」 은 동일하고, 모두 2 이상의 정수를 나타낸다.

경계부 이외에 대응하는 위치에 배치되는 블랙 매트릭스의 폭 (a) 와, 좌안 및 우안용 화소의 폭 (r) 은, a ≤ 0.25 × r 의 관계를 만족하는 것이 바람직하고, a ≤ 0.1 × r 의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하고, a ≤ 0.05 × r 의 관계를 만족하는 것이 특히 바람직하다. 상기 관계를 만족함으로써, 개구율의 저하를 억제할 수 있다.

구체적으로는, a 는, 60 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 30 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 15 ㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다. 또한, r 은, 1000 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 500 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 150 ㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다.

또한, 경계부 이외에 대응하는 위치에 배치되는 블랙 매트릭스의 폭 (a) 이란, 도 3 및 도 5 에 일례를 나타내는 바와 같이, 입체 화상 표시 장치의 세로 방향으로부터 측정한 경계부 이외에 대응하는 위치에 배치되는 블랙 매트릭스의 폭을 나타낸다. 또한, 좌안 및 우안용 화소의 폭 (r) 이란, 도 3 및 도 5 에 일례를 나타내는 바와 같이, 입체 화상 표시 장치의 세로 방향으로부터 측정한 좌안 및 우안용 화소의 폭을 나타낸다.

경계부에 대응하는 위치에 배치되는 블랙 매트릭스의 폭 (b) 와, 좌안 및 우안용 화소의 폭 (r) 은, b ≤ r 의 관계를 만족하는 것이 바람직하고, b ≤ 0.6 × r 의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하고, b ≤ 0.4 × r 의 관계를 만족하는 것이 특히 바람직하다. 상기 관계를 만족함으로써, 개구율의 저하를 억제할 수 있다.

구체적으로는, b 는, 500 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 300 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 150 ㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다.

또한, 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 블랙 매트릭스의 폭 (b) 이란, 도 3 및 도 5 에 일례를 나타내는 바와 같이, 입체 화상 표시 장치의 세로 방향으로부터 측정한 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 블랙 매트릭스의 폭을 나타낸다.

경계부 이외에 대응하는 위치에 배치되는 블랙 매트릭스의 폭 (a), 및 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 블랙 매트릭스의 폭 (b) 의 관계로는, b/a 가, 1.5 ∼ 10 인 것이 바람직하고, 2 ∼ 8 인 것이 보다 바람직하고, 3 ∼ 5 인 것이 특히 바람직하다. 상기 관계를 만족함으로써, 상하 방향의 크로스토크를 경감시키고, 또한 개구율의 저하도 억제할 수 있다.

경계부에 대응하는 위치에 배치되는 블랙 매트릭스의 폭 (b) 과, 각 화소와 제 1 및 제 2 위상차 영역의 거리 (d) 는, b ≥ 0.10 × d 의 관계를 만족하는 것이 바람직하고, b ≥ 0.14 × d 의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하고, b ≥ 0.2 × d 의 관계를 만족하는 것이 특히 바람직하다. 상기 관계를 만족함으로써, 상하 방향의 크로스토크를 경감시킬 수 있다.

편광막 (16 및 18) 은, 각각의 투과축이 서로 직교로 배치되어 있다. 일례로는, 편광막 (16) 의 투과축은, 기판 (1A) 의 러빙축과 평행이고, 또한 편광막 (18) 의 투과축은, 기판 (1B) 의 러빙축과 평행이다.

편광막 (16 및 18) 은, 일반적인 직선 편광막을 사용할 수 있다. 편광막은 연신 필름으로 이루어져 있어도 되고, 도포에 의해 형성되는 층이어도 된다. 전자의 예에는, 폴리비닐알코올의 연신 필름을 요오드 또는 2 색성 염료 등으로 염색한 필름을 들 수 있다. 후자의 예에는, 2 색성 액정성 색소를 포함하는 조성물을 도포하여, 소정의 배향 상태로 고정시킨 층을 들 수 있다.

편광막 (16) 은, 도 6 에 일례를 나타내는 바와 같이, 제 1 및 제 2 위상차 영역 (14 및 15) 의 면내 지상축 (a 및 b) 을 각각, 편광막의 투과축 (p) 와 ±45°로 하여 배치한다. 본 명세서에서는, 엄밀하게 ±45°인 것을 요구하는 것은 아니고, 제 1 및 제 2 위상차 영역 (14 및 15) 의 어느 일방에 대해서는, 40 ∼ 50°인 것이 바람직하고, 타방은, -50 ∼ -40°인 것이 바람직하다. 이 구성에 의해 우안용 및 좌안용의 원편광 화상을 분리할 수 있다. 또한, λ／2 판을 추가로 적층함으로써, 시야각을 보다 확대해도 된다.

패턴 광학 이방성층 (12) 과 편광막 (16) 사이에는, 다른 층이 배치되어 있지 않거나, 또는 광학적으로 등방성의 층 (예를 들어, 점착제층) 만이 배치되어 있는 것이 바람직하다.

보호 필름 (24) 은, 편광막 (16) 및 편광막 (18) 의 양표면에 배치된다. 보호 필름 (24) 에 대해서는 특별히 제한은 없고, 다양한 폴리머 필름을 사용할 수 있으며, 편광판의 보호 필름으로서 범용되고 있는 셀룰로오스아실레이트계 필름, 아크릴계 폴리머, 또는 고리형 올레핀 수지를 주성분으로서 함유하는 필름이어도 된다. 또한, 보호 필름 (24) 대신에, 시야각 보상을 위한 위상차 필름을 배치해도 되고, 생략해도 된다. 위상차 필름의 면내 지상축은, 기판 (1A 및 1B) 의 내면에 실시된 러빙 방향에 대하여, 각각 평행 또는 직교로 배치하는 것이 바람직하고, 평행하게 배치하는 것이 보다 바람직하다. 위상차 필름은, 광학적으로 2 축성의 필름이어도 되고, 지지체와 봉상 또는 디스코틱 액정 화합물을 경화시킨 광학 이방성층으로 이루어지는 필름이어도 된다.

본 발명은, 본 발명의 입체 화상 표시 장치와, 그 입체용 화상 표시 장치의 시인측에 배치되는 편광판을 적어도 구비하고, 그 편광판을 통해서 입체 화상을 시인시키는 입체 화상 표시 시스템에 관한 것이기도 하다. 입체용 화상 표시 장치의 시인측 외측에 배치되는 상기 편광판의 일례는, 관찰자가 장착하는 편광 안경이다. 관찰자는, 입체 화상 표시 장치가 표시하는 우안용 및 좌안용의 편광 화상을 원편광 또는 직선 편광 안경을 개재하여 관찰하고, 입체 화상으로서 인식한다.

이하, 본 발명의 패턴 위상차판에 사용되는 다양한 부재 등에 대하여 상세하게 설명한다.

액정 셀 :

본 발명의 입체 화상 표시 장치, 및 입체 화상 표시 시스템에 사용되는 액정 셀은, VA 모드, OCB 모드, IPS 모드, 또는 TN 모드인 것이 바람직하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

TN 모드의 액정 셀에서는, 전압 무인가시에 봉상 액정성 분자가 실질적으로 수평 배향하고, 또한 60 ∼ 120˚로 비틀림 배향하고 있다. TN 모드의 액정 셀은, 컬러 TFT 액정 표시 장치로서 가장 많이 이용되고 있으며, 다수의 문헌에 기재가 있다.

VA 모드의 액정 셀에서는, 전압 무인가시에 봉상 액정성 분자가 실질적으로 수직으로 배향하고 있다. VA 모드의 액정 셀에는, (1) 봉상 액정성 분자를 전압 무인가시에 실질적으로 수직으로 배향시키고, 전압 인가시에 실질적으로 수평으로 배향시키는 협의의 VA 모드의 액정 셀 (일본 공개특허공보 평2-176625호 기재) 에 더하여, (2) 시야각 확대를 위하여, VA 모드를 멀티 도메인화한 (MVA 모드의) 액정 셀 (SID97, Digest of tech. Papers (예고집) 28 (1997) 845 기재), (3) 봉상 액정성 분자를 전압 무인가시에 실질적으로 수직 배향시키고, 전압 인가시에 비틀림 멀티 도메인 배향시키는 모드 (n-ASM 모드) 의 액정 셀 (일본 액정 토론회의 예고집 58 ∼ 59 (1998) 기재) 및 (4) SURVIVAL 모드의 액정 셀 (LCD 인터내셔널 98 에서 발표) 이 포함된다. 또한, PVA (Patterned Vertical Alignment) 형, 광 배향형 (Optical Alignment), 및 PSA (Polymer-Sustained Alignment) 의 어느 것이어도 된다. 이들 모드의 상세한 것에 대해서는, 일본 공개특허공보 2006-215326호, 및 일본 공표특허공보 2008-538819호에 상세한 기재가 있다.

IPS 모드의 액정 셀은, 봉상 액정 분자가 기판에 대하여 실질적으로 평행하게 배향하고 있고, 기판면에 평행한 전계가 인가함으로써 액정 분자가 평면적으로 응답한다. IPS 모드는 전계 무인가 상태에서 흑색 표시가 되고, 상하 1 쌍의 편광판의 흡수축은 직교하고 있다. 광학 보상 시트를 이용하여, 경사 방향에서의 흑색 표시시의 누출 광을 저감시키고, 시야각을 개량하는 방법이, 일본 공개특허공보 평10-54982호, 일본 공개특허공보 평11-202323호, 일본 공개특허공보 평9-292522호, 일본 공개특허공보 평11-133408호, 일본 공개특허공보 평11-305217호, 일본 공개특허공보 평10-307291호 등에 개시되어 있다.

좌안 및 우안용 화소의 형성 방법으로는, 공지된 다양한 방법을 이용하여 형성시킬 수 있다. 예를 들어, 유리 기판 상에 포토마스크, 및 포토레지스트를 이용하여 원하는 블랙 매트릭스, 및 R, G, B 의 화소 패턴을 형성할 수도 있고, 또한, R, G, B 의 화소용 착색 잉크를 이용하여, 소정의 폭의 블랙 매트릭스, 및 n 개 간격으로 상기 블랙 매트릭스의 폭보다 넓은 블랙 매트릭스로 구분된 영역 내 (볼록부로 둘러싸인 오목부) 에, 잉크젯 방식의 인쇄 장치를 이용하여 원하는 농도가 될 때까지 잉크 조성물의 토출을 실시하여, R, G, B 의 패턴으로 이루어지는 컬러 필터를 제작할 수도 있다. 화상 착색 후에는, 베이크 등을 함으로써 각 화소 및 블랙 매트릭스를 완전하게 경화시켜도 된다.

블랙 매트릭스 :

본 발명의 입체 화상 표시 장치는, 각 화소 사이에 블랙 매트릭스가 배치된다. 블랙 스트라이프를 형성하는 재료로는, 크롬 등의 금속의 스퍼터막을 사용한 것, 감광성 수지와 흑색 착색제 등을 조합한 차광성 감광성 조성물 등을 들 수 있다. 흑색 착색제의 구체예로는, 카본 블랙, 티탄 카본, 산화철, 산화티탄, 흑연 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 카본 블랙이 바람직하다.

패턴 광학 이방성층 :

본 발명에 있어서의 패턴 광학 이방성층은, 면내 지상축 방향 및 면내 리타데이션의 적어도 일방이 서로 상이한 제 1 위상차 영역 및 제 2 위상차 영역을 포함하고, 또한 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역이, 면내에 있어서 교대로 배치되어 있고, 제 1 위상차 영역 및 제 2 위상차 영역 사이에는 경계부를 갖는다. 또한, 제 1 및 제 2 위상차 영역의 피치폭은 각 화소의 폭의 n 배이다. 일례는, 제 1 및 제 2 위상차 영역이 각각 λ／4 정도의 Re 를 갖고, 또한 면내 지상축이 서로 직교하고 있고, 각각의 피치폭이 각 화소의 폭의 n 배인 광학 이방성층이다. 이와 같은 패턴 광학 이방성층의 형성에는 다양한 방법이 있지만, 본 발명에서는, 중합성기를 갖는 봉상 액정을 수평 배향시킨 상태, 및 디스코틱 액정을 수직 배향시킨 상태로 중합시켜, 고정화하여 형성하는 것이 바람직하다.

패턴 광학 이방성층은 단독으로 Re 가 λ／4 정도여도 되고, 그 경우에는 Re (550) 이, λ／4 ± 30 ㎚ 정도가 바람직하고, 110 ∼ 165 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 120 ∼ 150 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하고, 125 ∼ 145 ㎚ 인 것이 특히 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서, 면내 리타데이션 Re 가 λ／4 란, 특별히 언급이 없는 한, 파장 λ 의 1/4 에서 ±30 ㎚ 정도 폭을 가지는 값을 말하며, 면내 리타데이션 Re 가 λ／2 란, 특별히 언급이 없는 한, 파장 λ 의 1/2 에서 ±30 ㎚ 정도 폭을 가지는 값을 말한다. 또한, 시판되는 지지체의 대부분은 Rth 가 정 (正) 의 값이 된다. Rth 가 정의 값이 되는 지지체 상에 상기 패턴 광학 이방성층을 형성하는 경우에는, 상기 패턴 광학 이방성층의 Rth (550) 은 부인 것이 바람직하고, -80 ∼ -50 ㎚ 인 것이 바람직하고, -75 ∼ -60 ㎚ 인 것이 보다 바람직하다.

일반적으로, 액정 화합물은 그 형상으로부터, 봉상 타입과 원반상 타입으로 분류할 수 있다. 또한, 각각 저분자와 고분자 타입이 있다. 고분자란 일반적으로 중합도가 100 이상인 것을 가리킨다 (고분자 물리·상 전이 다이나믹스, 도이 마사오 저, 2 페이지, 이와나미 서점, 1992). 본 발명에서는, 어느 액정 화합물을 사용할 수도 있지만, 봉상 액정 화합물 또는 원반상 액정 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 2 종 이상의 봉상 액정 화합물, 2 종 이상의 원반상 액정 화합물, 또는 봉상 액정 화합물과 원반상 액정 화합물의 혼합물을 사용해도 된다. 온도 변화나 습도 변화를 작게 할 수 있는 점에서, 반응성기를 갖는 봉상 액정 화합물 또는 원반상 액정 화합물을 이용하여 형성하는 것이 보다 바람직하고, 적어도 1 개는 1 액정 분자 중의 반응성기가 2 이상 있는 것이 더욱 바람직하다. 액정 화합물은 2 종류 이상의 혼합물이어도 되고, 그 경우 적어도 1 개가 2 이상의 반응성기를 가지고 있는 것이 바람직하다.

봉상 액정 화합물로는, 예를 들어, 일본 공표특허공보 평11-513019호나 일본 공개특허공보 2007-279688호에 기재된 것을 바람직하게 사용할 수 있고, 디스코틱 액정 화합물로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2007-108732호나 일본 공개특허공보 2010-244038호에 기재된 것을 바람직하게 사용할 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.

액정 화합물이 중합 조건이 상이한 2 종류 이상의 반응성기를 갖는 것도 또한 바람직하다. 이 경우, 조건을 선택하여 복수 종류의 반응성기의 일부 종류만을 중합시킴으로써, 미반응의 반응성기를 갖는 고분자를 포함하는 위상차층을 제작하는 것이 가능해진다. 사용하는 중합 조건으로는 중합 고정화에 사용하는 전리 방사선의 파장역이어도 되고, 사용하는 중합 기구의 차이여도 되지만, 바람직하게는 사용하는 개시제의 종류에 의해 제어 가능한, 라디칼성의 반응기와 카티온성의 반응기의 조합이 바람직하다. 상기 라디칼성의 반응성기가 아크릴기 및/또는 메타크릴기이고, 또한 상기 카티온성기가 비닐에테르기, 옥세탄기 및/또는 에폭시기인 조합이 반응성을 제어하기 쉬워 특히 바람직하다.

상기 광학 이방성층은, 배향막을 이용한 다양한 방법으로 형성할 수 있고, 그 제법에 대해서는 특별히 제한은 없다.

제 1 양태는, 액정의 배향 제어에 영향을 주는 복수의 작용을 이용하고, 그 후, 외부 자극 (열처리 등) 에 의해 어느 작용을 소실시켜, 소정의 배향 제어 작용을 지배적으로 하는 방법이다. 예를 들어, 배향막에 의한 배향 제어능과, 액정 화합물 중에 첨가되는 배향 제어제의 배향 제어능의 복합 작용에 의해, 액정을 소정의 배향 상태로 하고, 그것을 고정시켜 일방의 위상차 영역을 형성한 후, 외부 자극 (열처리 등) 에 의해, 어느 작용 (예를 들어 배향 제어제에 의한 작용) 을 소실시켜, 다른 배향 제어 작용 (배향막에 의한 작용) 을 지배적으로 하고, 그에 의해 다른 배향 상태를 실현하고, 그것을 고정시켜 타방의 위상차 영역을 형성한다. 예를 들어, 소정의 피리디늄 화합물 또는 이미다졸륨 화합물은, 피리디늄기 또는 이미다졸륨기가 친수적이기 때문에 상기 친수적인 폴리비닐알코올 배향막 표면에 편재한다. 특히, 피리디늄기가, 추가로, 수소 원자의 억셉터의 치환기인 아미노기가 치환되어 있으면, 폴리비닐알코올과의 사이에 분자간 수소 결합이 발생하여, 보다 고밀도로 배향막 표면에 편재함과 함께, 수소 결합의 효과에 의해, 피리디늄 유도체가 폴리비닐알코올의 주사슬과 직교하는 방향으로 배향하기 때문에, 러빙 방향에 대하여 액정의 직교 배향을 촉진시킨다. 상기 피리디늄 유도체는, 분자 내에 복수개의 방향 고리를 가지고 있기 때문에, 전술한, 액정, 특히 디스코틱 액정 화합물과의 사이에 강한 분자간 π-π 상호 작용이 일어나, 디스코틱 액정의 배향막 계면 근방에 있어서의 직교 배향을 야기한다. 특히, 친수적인 피리디늄기에 소수적인 방향 고리가 연결되어 있으면, 그 소수성의 효과에 의해 수직 배향을 야기하는 효과도 갖는다. 그러나, 그 효과는, 어느 온도를 초과하여 가열하면, 수소 결합이 절단되고, 상기 피리디늄 화합물 등의 배향막 표면에 있어서의 밀도가 저하되어, 그 작용을 소실한다. 그 결과, 러빙 배향막 그 자체의 규제력에 의해 액정이 배향하여, 액정은 평행 배향 상태가 된다. 이 방법의 상세한 것에 대해서는, 일본 공개특허공보 2012-008170호에 기재가 있으며, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 받아들여진다.

제 2 양태는, 패턴 배향막을 이용하는 양태이다. 이 양태에서는, 서로 상이한 배향 제어능을 갖는 패턴 배향막을 형성하고, 그 위에, 액정 화합물을 배치하고, 액정을 배향시킨다. 액정은, 패턴 배향막의 각각의 배향 제어능에 의해 배향 규제되고, 서로 상이한 배향 상태를 달성한다. 각각의 배향 상태를 고정시킴으로써, 배향막의 패턴에 따라 제 1 및 제 2 위상차 영역의 패턴이 형성된다. 패턴 배향막은, 인쇄법, 러빙 배향막에 대한 마스크 러빙, 광 배향막에 대한 마스크 노광 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 배향막을 일률적으로 형성하고, 배향 제어능에 영향을 주는 첨가제 (예를 들어, 상기 오늄염 등) 를 별도로 소정의 패턴으로 인쇄함으로써, 패턴 배향막을 형성할 수도 있다. 대규모의 설비가 불필요한 점이나 제조 용이한 점에서, 인쇄법을 이용하는 방법이 바람직하다. 이 방법의 상세한 것에 대해서는, 일본 공개특허공보 2012-032661호에 기재가 있으며, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 받아들여진다.

또한, 제 1 및 제 2 양태를 병용해도 된다. 일례는, 배향막 중에 광 산발생제를 첨가하는 예이다. 이 예에서는, 배향막 중에 광 산발생제를 첨가하고, 패턴 노광에 의해, 광 산발생제가 분해되어 산성 화합물이 발생한 영역과, 발생하지 않은 영역을 형성한다. 광 미조사 부분에서는 광 산발생제는 거의 미분해인 채이고, 배향막 재료, 액정, 및 원하는 바에 따라 첨가되는 배향 제어제의 상호 작용이 배향 상태를 지배하고, 액정을, 그 지상축이 러빙 방향과 직교하는 방향에 배향시킨다. 배향막에 광 조사하고, 산성 화합물이 발생하면, 그 상호 작용은 이미 지배적이지 않게 되고, 러빙 배향막의 러빙 방향이 배향 상태를 지배하고, 액정은, 그 지상축을 러빙 방향과 평행하게 하여 평행 배향한다. 상기 배향막에 사용되는 광 산발생제로는, 수용성의 화합물이 바람직하게 사용된다. 사용 가능한 광 산발생제의 예에는, Prog. Polym. Sci., 23권, 1485페이지 (1998년) 에 기재된 화합물이 포함된다. 상기 광 산발생제로는, 피리디늄염, 요오드늄염 및 술포늄염이 특히 바람직하게 사용된다. 이 방법의 상세한 것에 대해서는, 일본 특허출원 2010-289360호를 기초 출원으로 하는 일본 공개특허공보 2012-150428호에 기재가 있으며, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 받아들여진다.

또한, 제 3 양태로서, 중합성이 서로 상이한 중합성기 (예를 들어, 옥세타닐기 및 중합성 에틸렌성 불포화기) 를 갖는 디스코틱 액정 화합물을 이용하는 방법이 있다. 이 양태에서는, 디스코틱 액정 화합물을 소정의 배향 상태로 한 후, 일방의 중합성기만의 중합 반응이 진행되는 조건으로, 광 조사 등을 실시하여, 프레 광학 이방성층을 형성한다. 다음으로, 타방의 중합성기의 중합을 가능하게 하는 조건으로 (예를 들어 타방의 중합성기의 중합을 개시시키는 중합 개시제의 존재하에서, 마스크 노광을 실시한다. 노광부의 배향 상태는 완전하게 고정되고, 소정의 Re 를 갖는 일방의 위상차 영역이 형성된다. 미노광 영역은, 일방의 반응성기의 반응이 진행되어 있기는 하지만, 타방의 반응성기는 미반응인 채로 되어 있다. 따라서, 등방상 온도를 초과하고, 타방의 반응성기의 반응이 진행 가능한 온도까지 가열하면, 미노광 영역은, 등방상 상태로 고정되고, 즉, Re 가 0 ㎚ 가 된다.

본 발명에 이용 가능한 지지체 (지지체 필름) 로는, 그 재료에 대해서는 특별히 제한은 없다. 저리타데이션의 폴리머 필름을 사용하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 면내 리타데이션의 절대치가 약 10 ㎚ 이하인 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 편광막과 패턴 위상차 필름 사이에, 편광막의 보호막이 배치되어 있는 양태에서도, 그 보호막으로서, 저리타데이션의 폴리머 필름을 사용하는 것이 바람직하고, 구체적 범위에 대해서는, 상기한 바와 같다.

본 발명에 사용 가능한 지지체를 형성하는 재료로는, 예를 들어, 폴리카보네이트계 폴리머, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머, 폴리스티렌이나 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체 (AS 수지) 등의 스티렌계 폴리머 등을 들 수 있다. 또한, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 에틸렌·프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 폴리머, 염화비닐계 폴리머, 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 술폰계 폴리머, 폴리에테르술폰계 폴리머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술파이드계 폴리머, 염화비닐리덴계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 비닐부티랄계 폴리머, 알릴레이트계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 또는 상기 폴리머를 혼합한 폴리머도 예로서 들 수 있다. 또한 본 발명의 고분자 필름은, 아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 자외선 경화형, 열 경화형의 수지의 경화층으로서 형성할 수도 있다.

또한, 상기 필름의 재료로는, 열가소성 노르보르넨계 수지를 바람직하게 사용할 수 있다. 열가소성 노르보르넨계 수지로는, 닛폰 제온 (주) 제조의 제오넥스, 제오노아, JSR (주) 제조의 아톤 등을 들 수 있다.

또한, 상기 필름의 재료로는, 종래 편광판의 투명 보호 필름으로서 이용되어 온, 트리아세틸셀룰로오스로 대표되는, 셀룰로오스계 폴리머 (이하, 셀룰로오스아실레이트라고 한다) 를 바람직하게 사용할 수 있다.

이렇게 하여 형성하는 패턴 광학 이방성층의 두께에 대해서는 특별히 제한되지 않지만, 0.1 ∼ 10 ㎛ 인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 5 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다.

편광막 :

편광막은, 일반적인 편광막을 사용할 수 있다. 예를 들어, 요오드나 2 색성 색소에 의해 염색된 폴리비닐알코올 필름 등으로 이루어지는 편광자막을 사용할 수 있다.

점착층 :

광학 이방성층과 편광막 사이에는, 점착층이 배치되어 있어도 된다. 광학 이방성층과 편광막의 적층을 위해서 사용되는 점착층이란, 예를 들어, 동적 점탄성 측정 장치로 측정한 G' 와 G" 의 비 (tanδ = G"/G') 가 0.001 ∼ 1.5 인 물질을 나타내고, 이른바, 점착제나 크리프하기 쉬운 물질 등이 포함된다. 점착제에 대해서는 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 폴리비닐알코올계 점착제를 사용할 수 있다.

입체 화상 표시 시스템용 편광판 :

본 발명의 입체 화상 표시 시스템에서는, 특히 3D 영상이라고 불리는 입체 화상을 시인자에게 인식시키기 위해서, 편광판을 통하여 화상을 인식한다. 편광판의 1 양태는, 편광 안경이다. 상기 위상차판에 의해 우안용 및 좌안용의 원편광 화상을 형성하는 양태에서는, 원편광 안경이 이용되고, 직선 편광 화상을 형성하는 양태에서는, 직선 안경이 사용된다. 광학 이방성층의 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 어느 일방으로부터 출사된 우안용 화상광이 우안경을 투과하고, 또한 좌안경에서 차광되고, 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 타방으로부터 출사된 좌안용 화상광이 좌안경을 투과하고, 또한 우안경에서 차광되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 편광 안경은, 위상차 기능층과 직선 편광자를 포함함으로써 편광 안경을 형성하고 있다. 또한, 직선 편광자와 동등한 기능을 갖는 그 밖의 부재를 사용해도 된다.

편광 안경을 포함하여, 본 발명의 입체용 화상 표시 시스템의 구체적인 구성에 대하여 설명한다. 먼저, 위상차판은, 영상 표시 패널의 교대로 반복되어 있는 복수의 제 1 라인 상과 복수의 제 2 라인 상 (예를 들어, 라인이 수평 방향이면 수평 방향의 홀수 라인 상과 짝수 라인 상이고, 라인이 수직 방향이면 수직 방향의 홀수 라인 상과 짝수 라인 상이어도 된다) 에 편광 변환 기능이 상이한 상기 제 1 위상차 영역과 상기 제 2 위상차 영역이 형성되어 있다. 원편광을 표시에 이용하는 경우에는, 상기 서술한 상기 제 1 위상차 영역과 상기 제 2 위상차 영역의 위상차는, 모두 λ／4 인 것이 바람직하고, 상기 제 1 위상차 영역과 상기 제 2 위상차 영역은 지상축이 직교하고 있는 것이 보다 바람직하다.

원편광을 이용하는 경우, 상기 제 1 위상차 영역과 상기 제 2 위상차 영역의 위상차 값을 모두 λ／4 로 하고, 영상 표시 패널의 홀수 라인에 우안용 화상을 표시하고, 홀수 라인 위상차 영역의 지상축이 45 도 방향이면, 편광 안경의 우안경과 좌안경에 모두 λ／4 판을 배치하는 것이 바람직하고, 편광 안경의 우안경의 λ／4 판의 지상축은 구체적으로는 대략 45 도로 고정시키면 된다. 또한, 상기의 상황이면, 동일하게, 영상 표시 패널의 짝수 라인에 좌안용 화상을 표시하고, 짝수 라인 위상차 영역의 지상축이 135 도 방향이면, 편광 안경의 좌안경의 지상축은 구체적으로는 대략 135 도로 고정시키면 된다.

또한, 한 번 상기 패터닝 위상차 필름에 있어서 원편광으로서 화상광을 출사하고, 편광 안경에 의해 편광 상태를 원래대로 되돌리는 관점에서는, 상기 예의 경우의 우안경을 고정시키는 지상축의 각도는 정확하게 수평 방향 45 도에 가까울수록 바람직하다. 또한, 좌안경을 고정시키는 지상축의 각도는 정확하게 수평 135 도 (또는 -45 도) 에 가까울수록 바람직하다.

또한, 예를 들어 상기 영상 표시 패널이 액정 표시 패널인 경우, 액정 표시 패널의 프론트측 편광판의 흡수축 방향이 통상적으로, 수평 방향이고, 상기 편광 안경의 직선 편광자의 흡수축이 그 프론트측 편광판의 흡수축 방향에 직교하는 방향인 것이 바람직하고, 상기 편광 안경의 직선 편광자의 흡수축은 연직 방향인 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 액정 표시 패널의 프론트측 편광판의 흡수축 방향과, 상기 패터닝 위상차 필름의 홀수 라인 위상차 영역과 짝수 라인 위상차 영역의 각 지상축은, 편광 변환의 효율 상, 45 도를 이루는 것이 바람직하다.

또한, 이와 같은 편광 안경과, 패터닝 위상차 필름 및 액정 표시 장치의 바람직한 배치에 대해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2004-170693호에 개시가 있다.

편광 안경의 예로는, 일본 공개특허공보 2004-170693호에 기재된 것이나, 시판품으로서, Zalman 제조 ZM-M220W 의 부속품, LG 제조 55LW5700 의 부속품을 들 수 있다.

실시예

이하에 실시예에 기초하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 실시예에 의해 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다.

[패턴 위상차판의 제작]

＜＜알칼리 비누화 처리＞＞

셀룰로오스아세테이트 지지체를 갖는 안티글레어 필름인 후지 필름 제조의 CV-LU3 을 준비하고, 온도 60 ℃ 의 유전식 가열 롤을 통과시켜, 필름 표면 온도를 40 ℃ 로 승온한 후에, CV-LU3 의 반사 방지층이 없는 면에 하기에 나타내는 조성의 알칼리 용액을, 바 코터를 이용하여 도포량 14 ㎖/㎡ 로 도포하고, 110 ℃ 로 가열하여, (주) 노리타케 컴퍼니 리미티드 제조의 스팀식 원적외 히터 하에, 10 초간 반송하였다. 계속해서, 동일하게 바 코터를 이용하여, 순수를 3 ㎖/㎡ 도포하였다. 이어서, 파운틴 코터에 의한 수세와 에어 나이프에 의한 탈수를 3 회 반복한 후에, 70 ℃ 의 건조 존에 10 초간 반송하여 건조시켜, 알칼리 비누화 처리한 셀룰로오스아세테이트 투명 지지체를 제작하였다.

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알칼리 용액의 조성 (질량부)

수산화칼륨 4.7 질량부

물 15.8 질량부

이소프로판올 63.7 질량부

계면 활성제

SF-1 : C₁₄H₂₉O(CH₂CH₂O)₂₀H 1.0 질량부

프로필렌글리콜 14.8 질량부

＜러빙 배향막이 형성된 투명 지지체의 제작＞

상기 제작한 지지체의, 비누화 처리를 실시한 면에, 하기 조성의 러빙 배향막 도포액을 ＃8 의 와이어 바로 연속적으로 도포하였다. 60 ℃ 의 온풍으로 60 초, 추가로 100 ℃ 의 온풍으로 120 초 건조시켜, 배향막을 형성하였다. 다음으로, 투과부의 가로 스트라이프폭 485 ㎛, 차폐부의 가로 스트라이프폭 485 ㎛ 의 스트라이프 마스크를 러빙 배향막 상에 배치하고, 실온 공기하에서, UV-C 영역에 있어서의 조도 2.5 ㎽/㎠ 의 공랭 메탈 할라이드 램프 (아이그래픽스 (주) 제조) 를 이용하여 자외선을 4 초간 조사하여, 광 산발생제를 분해하고 산성 화합물을 발생시킴으로써 제 1 위상차 영역용 배향층을 형성하였다. 그 후에, 스트라이프 마스크의 스트라이프에 대하여 45°의 각도를 유지하여 500 rpm 으로 일방향으로 1 왕복, 러빙 처리를 실시하여, 러빙 배향막이 형성된 투명 지지체를 제작하였다. 또한, 배향막의 막두께는, 0.5 ㎛ 였다.

배향막 형성용 도포액의 조성

배향막용 폴리머 재료 3.9 질량부

(PVA103, 쿠라레 (주) 제조 폴리비닐알코올)

광 산발생제 (S-2) 0.1 질량부

메탄올 36 질량부

물 60 질량부

[화학식 1]

＜패턴화된 광학 이방성층 D 의 제작＞

하기의 광학 이방성층용 도포액을, 바 코터를 이용하여 도포하였다. 이어서, 막면 온도 110 ℃ 에서 2 분간 가열 숙성한 후, 80 ℃ 까지 냉각시켜 공기하에서 20 ㎽/㎠ 의 공랭 메탈 할라이드 램프 (아이그래픽스 (주) 제조) 를 이용하여 자외선을 20 초간 조사하여, 그 배향 상태를 고정화시킴으로써 패턴 광학 이방성층 D 를 형성하였다. 마스크 노광 부분 (제 1 위상차 영역) 은, 러빙 방향에 대하여 지상축 방향이 평행하게 디스코틱 액정이 수직 배향하고 있고, 미노광 부분 (제 2 위상차 영역) 은 직교로 수직 배향하고 있었다. 또한, 광학 이방성층의 막두께는, 1.6 ㎛ 였다. 또한, 경계부의 폭은 6 ∼ 10 ㎛ 이고, 주기적으로 변화하고 있었다.

광학 이방성층용 도포액의 조성

디스코틱 액정 E-1 100 질량부

배향막 계면 배향제 (II-1) 1.0 질량부

공기 계면 배향제 (P-1) 0.3 질량부

광 중합 개시제 3.0 질량부

(이르가큐어 907, 치바·스페셜티·케미컬즈 (주) 제조)

증감제 (카야큐어 DETX, 닛폰 화약 (주) 제조) 1.0 질량부

에틸렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리아크릴레이트

(V＃360, 오사카 유기 화학 (주) 제조) 9.9 질량부

메틸에틸케톤 400 질량부

[화학식 2]

(블랙 매트릭스의 형성)

유리 기판의 표면에, 후지 필름 (주) 제조 트랜서를 이용하여, 전사 방식에 의해 원하는 굵기의 블랙 매트릭스를 형성하였다.

(입체 화상 액정 표시 장치의 제작)

[실시예 1 ∼ 3]

LG 일렉트로닉스 제조 액정 TV, 42LD860 의 시인측의 편광판을 박리하여, 시인측의 유리 표면의, 상기 경계부에 대응하는 위치에 상기 방법으로 원하는 폭의 블랙 매트릭스를 형성하였다. 박리한 편광판을 다시 첩합하고, 추가로 상기 방법으로 제작한 패턴 위상차판을 첩합하여, 하기 표에 나타내는 액정 표시 장치를 제작하였다.

[실시예 4 ∼ 6]

LG 일렉트로닉스 제조 액정 TV, 47LEX8 을 사용한 것 이외에는, 상기와 동일하게 하여 하기 표에 나타내는 액정 표시 장치를 제작하였다.

[실시예 7 ∼ 9]

애플 제조 스마트폰, iPhone4 를 사용한 것 이외에는, 상기와 동일하게 하여 하기 표에 나타내는 액정 표시 장치를 제작하였다.

[비교예 1]

토시바 제조 액정 TV, 32ZP2 를 비교예 1 로서 사용하였다.

[비교예 2]

LG 일렉트로닉스 제조 액정 TV, 42LW5700 을 비교예 2 로서 사용하였다.

[비교예 3]

LG 일렉트로닉스 제조 액정 TV, 47LW5700 을 비교예 3 으로서 사용하였다.

[비교예 4]

LG 일렉트로닉스 제조 액정 TV, 55LW5700 을 비교예 4 로서 사용하였다.

[비교예 5]

LG 일렉트로닉스 제조 액정 TV, 42LD860 의 시인측의 편광판의 표면에, 상기 방법으로 제작한 패턴 위상차판을 첩합하고, 하기 표에 나타내는 액정 표시 장치를 제작하였다.

[비교예 6]

LG 일렉트로닉스 제조 액정 TV, 47LEX8 의 시인측의 편광판의 표면에, 상기 방법으로 제작한 패턴 위상차판을 첩합하여, 하기 표에 나타내는 액정 표시 장치를 제작하였다.

평가 :

(1) 상하 방향의 크로스토크 시야각

제작한 입체 표시 장치에, 우안용 화상으로서 전체 화면 백색 표시/좌안용 화상으로서 전체 화면 흑색 표시의 입체 화상을 표시하고, 탑콘 테크노 하우스 제조 휘도계 BM-5A 의 렌즈에 3D 안경의 우안 부분을 장착하고, 상하 방향으로 극각＋80° ∼ -80°의 범위에서 휘도를 측정하였다. 동일하게, BM-5A 의 렌즈에 3D 안경의 좌안 부분을 장착하고, 상하 방향으로 극각 ＋80° ∼ -80°의 범위에서 휘도를 측정하였다. 3D 안경의 좌안 부분에서 측정한 휘도를 3D 안경의 우안 부분에서 측정한 휘도로 나눈 값을 크로스토크로 하고, 크로스토크가 7 ％ 이하가 되는 극각 범위를 시야각이라고 정의하였다. 측정 결과를 표 1 ∼ 3 에 나타낸다.

(2) 패널 개구율

제작한 입체 표시 장치를 미츠토요 제조 정밀 측장기 QV-ACCEL 을 이용하여, 각각의 화소의 사이즈, 및 블랙 매트릭스의 폭을 측정하고, 패널의 개구율을 산출하였다.

표로부터, 좌안 및 우안용 화소가 n 개 간격으로 배치되어 있고, 제 1 및 제 2 위상차 영역의 피치폭이 각 화소의 폭의 n 배이고, 또한, 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 블랙 매트릭스의 폭이 경계 부위 외에 대응하는 위치에 배치되는 블랙 매트릭스의 폭보다 넓은 구성으로 함으로써, 크로스토크 시야각 및 개구율을 향상시킬 수 있는 것을 이해할 수 있다.

1 ; 화상 표시 패널
1A, 1B ; 기판
10 ; 액정층
12 ; 패턴 광학 이방성층
13 ; 지지체
14 ; 제 1 위상차 영역
15 ; 제 2 위상차 영역
16 ; 시인측 편광막
18 ; 백라이트측 편광막
20 ; 패턴 위상차판
24 ; 보호 필름
30 ; 백라이트

Claims

화상 표시 패널과, 상기 화상 표시 패널의 시인측에 배치되는 패턴 위상차판을 적어도 갖는 입체 화상 표시 장치로서,
상기 화상 표시 패널은, n 개 (n 은 2 이상의 정수를 나타낸다) 간격으로 배치되어 있는, 좌안용 화상에 대응하는 좌안용 화소 및 우안용 화상에 대응하는 우안용 화소와, 상기 각 화소 사이에 배치되어 있는 블랙 매트릭스를 적어도 갖고,
상기 패턴 위상차판은, 지지체와, 그 위에 소정의 피치폭으로 스트라이프상으로 교대로 배치되어 있는 패턴을 갖고, 면내 지상축 방향 및 위상차의 적어도 일방이 서로 상이한 제 1 위상차 영역 및 제 2 위상차 영역과, 상기 제 1 위상차 영역과 상기 제 2 위상차 영역 사이에 갖는 경계부를 갖는 패턴 광학 이방성층을 적어도 갖고,
상기 제 1 위상차 영역이, 상기 좌안 또는 우안용 화소에 대응하고, 상기 제 2 위상차 영역이, 상기 제 1 위상차 영역에 대응하는 타방의 상기 화소에 대응하도록 배치되어 있고,
상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 상기 피치폭이, 상기 화상 표시 패널의 상기 각 화소의 폭의 n 배이고,
상기 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭이, 상기 경계부 이외에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭보다 넓고,
상기 경계부 이외에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭을 a 라고 하고, 상기 좌안 및 우안용 화소의 폭을 r 이라고 할 때, a ≤ 0.25 × r 의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 입체 화상 표시 장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭을 b 라고 하고, 상기 화소와 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역의 거리를 d 라고 할 때, b ≥ 0.10 × d 의 관계를 만족하는, 입체 화상 표시 장치.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭을 b 라고 하고, 상기 좌안 및 우안용 화소의 폭을 r 이라고 할 때, b ≤ r 의 관계를 만족하는, 입체 화상 표시 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭을 b 라고 하고, 상기 좌안 및 우안용 화소의 폭을 r 이라고 할 때, b ≤ r 의 관계를 만족하는, 입체 화상 표시 장치.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 입체 화상 표시 장치의 세로 방향의 해상도가 720 화소 이상인, 입체 화상 표시 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 입체 화상 표시 장치의 세로 방향의 해상도가 720 화소 이상인, 입체 화상 표시 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 입체 화상 표시 장치의 세로 방향의 해상도가 720 화소 이상인, 입체 화상 표시 장치.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 경계부 이외에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭을 a 라고 하고, 상기 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭을 b 라고 할 때, b/a 가 1.5 ∼ 10 인, 입체 화상 표시 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 경계부 이외에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭을 a 라고 하고, 상기 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭을 b 라고 할 때, b/a 가 1.5 ∼ 10 인, 입체 화상 표시 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 경계부 이외에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭을 a 라고 하고, 상기 경계부에 대응하는 위치에 배치되는 상기 블랙 매트릭스의 폭을 b 라고 할 때, b/a 가 1.5 ∼ 10 인, 입체 화상 표시 장치.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 위상차 영역이, 서로 직교하는 면내 지상축을 갖고, 또한 λ／4 의 면내 리타데이션을 갖는, 입체 화상 표시 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 위상차 영역이, 서로 직교하는 면내 지상축을 갖고, 또한 λ／4 의 면내 리타데이션을 갖는, 입체 화상 표시 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 위상차 영역이, 서로 직교하는 면내 지상축을 갖고, 또한 λ／4 의 면내 리타데이션을 갖는, 입체 화상 표시 장치.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 n 이 2 인, 입체 화상 표시 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 n 이 2 인, 입체 화상 표시 장치.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 지지체가 고분자 필름인, 입체 화상 표시 장치.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 화상 표시 패널이 액정 표시 패널인, 입체 화상 표시 장치.
제 1 항 또는 제 3 항에 기재된 입체 화상 표시 장치를 원편광판 안경을 통해서 관찰함으로써 입체 화상을 시인시키는, 입체 화상 표시 시스템.