TWI442107B - Phase difference element and display device - Google Patents

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Description

相位差元件及顯示裝置
本發明係關於一種設置有防眩膜之相位差元件、及包含此種相位差元件之顯示裝置。
以液晶顯示器為主之各種顯示器，一般而言，將在畫面表面上使外部光漫反射之防眩(AG: Anti-Glare)膜用於顯示器表面，以降低因太陽光或室內照明等外部光映入造成之視認性之惡化。AG膜係例如於基材膜上形成有填料塗膜者，且藉由使表面成為毛玻璃狀而具有防眩性者。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2008-262165號公報
然而，於圖像光穿透AG膜時，由於AG膜中之防眩層(例如填料塗膜)之折射或漫散，而存在受到扭曲導致圖像模糊等圖像品質易於劣化之問題。尤其，進入今年，於各公司陸續上市之可實現三維顯示之3D顯示器中，存在若將AG膜配置於顯示器表面，則3D特性(串擾)明顯劣化之問題。
本發明係有鑒於如此之問題研製而成者，且第1目的在於提供可降低3D特性之劣化之相位差元件。第2目的在於提供包含此種相位差元件之顯示裝置。
本發明之相位差元件係包含相位差膜及防眩膜而構成者。相位差膜具有包含慢軸之方向相互不同、且於面內規則性地配置有2種以上之相位差區域之相位差層。另一方面，防眩膜係構成為該防眩膜之延遲為20 nm以下，且該防眩膜之總霧度為30%以下。
本發明之顯示裝置係包含矩陣狀配置有複數個像素之顯示面板、及黏貼於顯示面板之相位差元件者。設置於該顯示裝置之相位差元件係包含配置於顯示面板側之相位差膜、及以與相位差膜之關係配置於顯示面板之相反側之防眩膜而構成。此處，相位差膜具有包含慢軸之方向相互不同、且於面內規則性地配置有2種以上之相位差區域所組成之相位差層。另一方面，防眩膜係構成為該防眩膜之延遲為20 nm以下，且該防眩膜之總霧度為30%以下。
本發明之相位差元件及顯示裝置係防眩膜構成為該防眩膜之延遲為20 nm以下，且該防眩膜之總霧度為30%以下。藉此，例如相位差膜所含之相位差區域之種類為2種，且於一種相位差區域生成右眼用圖像光，另一種相位差區域生成左眼用圖像光之情形下，於由下述之式(1)、(2)定義左眼用圖像光之串擾與右眼用圖像光之串擾時，左眼用圖像光之串擾及右眼用圖像光之串擾均為3.5%以下。
左眼用圖像光之串擾=(經由偏光眼鏡之右眼用光學元件觀察左眼用圖像光時之亮度)/(經由偏光眼鏡之左眼用光學元件觀察左眼用圖像光時之亮度)…(1)
右眼用圖像光之串擾=(經由偏光眼鏡之左眼用光學元件觀察右眼用圖像光時之亮度)/(經由偏光眼鏡之右眼用光學元件觀察右眼用圖像光時之亮度)…(2)
於本發明之相位差元件及顯示裝置中，防眩膜亦可構成為該防眩膜之延遲為10 nm以下，且該防眩膜之總霧度為30%以下。於此情形時，左眼用圖像光之串擾及右眼用圖像光之串擾均為2.5%以下。
根據本發明之相位差元件及顯示裝置，由於構成為防眩膜之延遲為20 nm以下，且防眩膜之總霧度為30%以下，故而，可降低3D特性之劣化。進而，於構成為防眩膜之延遲為10 nm以下，且防眩膜之總霧度為30%以下之情形時，可明顯降低3D特性之劣化。
以下，參照圖式，對本發明之實施形態進行詳細說明。再者，說明係按照以下順序進行。
1.　實施形態
1.1　顯示裝置之構成(圖1~圖9)
1.2　偏光眼鏡之構成(圖10)
1.3　基本動作(圖11~圖14)
1.4　效果
2.　變形例
<1.　實施形態> [1.1　顯示裝置1之構成]
圖1係一併表示本發明一實施形態之顯示裝置1及下述偏光眼鏡2之立體圖。圖2係表示圖1之顯示裝置1之剖面構成之一例之圖。顯示裝置1係對眼球前佩戴有偏光眼鏡2之觀察者(未圖示)顯示立體影像之偏光眼鏡方式之顯示裝置。該顯示裝置1係依序積層有背光單元10、液晶顯示面板20(顯示面板)及相位差元件30而構成者。於該顯示裝置1中，相位差元件30之表面成為影像顯示面1A，且朝向觀察者側。
再者，本實施形態係以影像顯示面1A與垂直面(鉛垂面)平行之方式配置顯示裝置1。影像顯示面1A例如成為長方形，且影像顯示面1A之長邊方向例如與水平方向(圖中之y軸方向)平行。觀察者係在眼球前佩戴偏光眼鏡2之後，觀察影像顯示面1A。偏光眼鏡2係為圓偏光型，且顯示裝置1為圓偏光眼鏡用之顯示裝置。
(背光單元10)
背光單元10係包含例如反射板、光源及光學片(皆未圖示)。反射板係使來自光源之射出光返回光學片側，且具有反射、散射、及漫散等功能。該反射板係包含例如發泡PET(Polyethylene Terephthalate，聚對苯二甲酸乙二酯)等。藉此，便可有效地利用來自光源之射出光。光源係自背後照明液晶顯示面板20者，且以例如等間距並列配置有複數個線狀光源，或者二維排列有複數個點狀光源。再者，作為線狀光源，例如可列舉熱陰極管(HCFL;Hot Cathode Fluorescent Lamp)、及冷陰極管(CCFL;Cold Cathode Fluorescent Lamp)等。又，作為點狀光源，例如可列舉發光二極體(LED；Light Emitting Diode)等。光學片係使來自光源之光之面內亮度分佈均一化，或者將來自光源之光之發散角或偏光狀態調整至預期之範圍內，且包含例如漫散板、漫散片、稜鏡片、反射型偏光元件、及相位差板等而構成。又，光源亦可為端面照光方式者，於此情形時，可視需要，使用導光板或導光膜。
(液晶顯示面板20)
液晶顯示面板20係於列方向及行方向上二維排列有複數個像素之穿透型顯示面板，且藉由根據影像信號驅動各像素而顯示圖像。該液晶顯示面板20例如圖2所示，自背光單元1側依序包含偏光元件21A、透明基板22、像素電極23、配向膜24、液晶層25、配向膜26、共通電極27、彩色濾光片28、透明電極29及偏光元件21B。
此處，偏光元件21A係配置於液晶顯示面板20之光入射側之偏光板，偏光元件21B係配置於液晶顯示面板20之光射出側之偏光板。偏光元件21A、21B係光閘之一種，且僅使某固定之振動方向之光(偏光)穿透。偏光元件21A、21B係以例如偏光軸相互相差特定之角度(例如90度)之方式配置，藉此，使來自背光單元10之射出光經由液晶層穿透或遮蔽。再者，偏光板不僅限於板狀。
偏光元件21A之穿透軸之方向係設定於自背光單元10射出之光可穿透之範圍內。例如於自背光單元10射出之光之偏光軸為垂直方向之情形時，偏光元件21A之穿透軸亦朝向垂直方向，於自背光單元10射出之光之偏光軸成為水平方向之情形時，偏光元件21A之穿透軸亦朝向水平方向。再者，自背光單元10射出之光並不限定於直線偏光，亦可為圓偏光、橢圓偏光、或無偏光。
偏光元件21B之偏光軸之方向係設定於穿透液晶顯示面板20之光可穿透之範圍內。例如於偏光元件21A之偏光軸之方向為水平方向之情形時，偏光元件21B之偏光軸朝向與偏光元件21A之偏光軸正交之方向(垂直方向)。又，例如於偏光元件21A之偏光軸之方向為垂直方向之情形時，偏光元件21B之偏光軸朝向與偏光元件21A之偏光軸正交之方向(水平方向)。再者，上述偏光軸與上述之穿透軸係相互同義。
透明基板22、29通常係對於可見光為透明之基板。再者，於背光單元10側之透明基板上，例如形成有包含電性連接於像素電極23之作為驅動元件之TFT(Thin Film Transistor：薄膜電晶體)、及配線等之主動型驅動電路。像素電極23包含例如氧化銦錫(ITO: Indium Tin Oxide)，且作為每一像素之電極發揮作用。配向膜24、26包含例如聚醯亞胺等之高分子材料，且對液晶進行配向處理。液晶層25包含例如VA(Vertical Alignment，垂直排列)模式、IPS(ln-Plane Switching，橫向電場效應)模式、TN(Twisted Nematic，扭轉向列)模式或STN(Super Twisted Nematic，超扭轉向列)模式之液晶。液晶層25具有藉由來自未圖示之驅動電路之施加電壓，而於每一像素中使來自背光單元10之射出光穿透或遮蔽之功能。共通電極27包含例如ITO，且作為對各像素電極23共通之對向電極發揮作用。彩色濾光片28係排列有濾光片部28A而形成，該濾光片部28A係用以將來自背光單元10之射出光分別分色為例如紅(R)、綠(G)及藍(B)之三原色。該彩色濾光片28係於與像素間之交界對應之部分，設置有具有遮光功能之黑矩陣部28B。
(相位差元件30)
其次，對相位差元件30進行說明。圖3係立體化表示相位差元件30中除了下述防眩膜34以外之一構成例者。相位差元件30係使穿透液晶顯示面板20之偏光元件21B之光之偏光狀態產生變化者。相位差元件30可藉由黏著劑(未圖示)等而黏貼於液晶顯示面板20之光射出側之表面(偏光元件21B)。相位差元件30例如圖2所示，自液晶顯示面板20側依序具有基材31、配向膜32、相位差層33及防眩膜(AG膜)34。再者，雖未圖示，但基材31、配向膜32及相位差層33亦可自與液晶顯示面板20之相反側(觀察者側)起依序配置。
基材31係支持配向膜32、相位差層33及防眩膜34者，例如由透明樹脂膜構成。作為透明樹脂膜，較佳為光學各向異性較小、即雙折射性較小者。作為具有此種特性之透明樹脂膜，例如可列舉TAC(Triacetyl Cellulose，三醋酸纖維素)、COP(Cyclo Olefin Polymer，環烯烴聚合物)、COC(Cyclo Olefin Copolymer，環烯烴共聚物)、PMMA(Polymethyl Methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)等。此處，作為COP，例如有ZEONOR、ZEONEX(日本ZEON公司之註冊商標)或ARTONE(JSR公司之註冊商標)等。基材膜31之厚度例如較佳為30 μm以上500 μm以下。基材31之延遲較佳為20 nm以下，更佳為10 nm以下。再者，基材31亦可由玻璃基板構成。
配向膜32係具有使液晶等配向性材料進行特定配向之功能者。配向膜32由透明樹脂構成，例如UV(Ultraviolet，紫外線)硬化型、電子束硬化型、或熱塑性之透明樹脂。配向膜32設置於基材31之光射出側之表面，且例如圖4(A)所示，包含配向方向相互不同之2種配向區域(右眼用配向區域32A、左眼用配向區域32B)。右眼用配向區域32A及左眼用配向區域32B例如成為沿共通之一個方向(水平方向)延伸之帶狀形狀，且交替配置於右眼用配向區域32A及左眼用配向區域32B之短邊方向(垂直方向)。右眼用配向區域32A及左眼用配向區域32B係對應著液晶顯示面板20之像素而配置，且例如以與液晶顯示面板20之短邊方向(垂直方向)之像素間距對應之間距進行配置。
右眼用配向區域32A例如圖4(A)、(B)所示，包含沿著與偏光元件21B之偏光軸AX3以45°交叉之方向延伸之複數個槽V1。另一方面，左眼用配向區域32B如圖4(A)、(B)所示，具有沿著與偏光元件21B之偏光軸AX3以45°交叉之方向、且與槽V1之延伸方向正交之方向延伸之複數個槽V2。槽V1、V2分別例如圖4(A)、(B)所示，於偏光元件21B之偏光軸AX3朝向垂直方向或水平方向之情形時，於傾斜45°方向延伸。又，雖未圖示，但於偏光元件21B之偏光軸AX3朝向傾斜45°方向之情形時，槽V1例如沿水平方向延伸，槽V2例如沿垂直方向延伸。
各槽V1亦可沿一個方向直線狀延伸，例如亦可一面波動(一面蜿蜒)一面沿一個方向延伸。各槽V1之剖面形狀例如為V字狀。同樣地，各槽V2之剖面形狀亦例如為V字狀。換言之，右眼用配向區域32A及左眼用配向區域32B整體之剖面形狀為鋸齒狀。於該槽結構中，間距較佳為較小者，且為數μm以下，更佳為數百nm以下。此種形狀係例如藉由使用模具之轉印而共同形成。又，配向膜32不僅可為上述所示之槽結構者，亦可為藉由偏光UV照射而形成之光配向膜。光配向膜於照射偏光UV時，可預先塗佈沿UV之偏光方向配向之材料，且藉由對右眼用配向區域32A及左眼用配向區域32B於各不相同之方向照射偏光之UV光而製造。
相位差層33係具有光學各向異性之薄層。該相位差層33設置於例如右眼用配向區域32A及左眼用配向區域32B之表面上。相位差層33例如圖3所示，具有慢軸之方向相互不同之2種相位差區域(右眼用相位差區域33A、左眼用相位差區域33B)。
右眼用相位差區域33A及左眼用相位差區域33B例如圖3所示，成為沿共通之一個方向(水平方向)延伸之帶狀形狀，且交替配置於右眼用相位差區域33A及左眼用相位差區域33B之短邊方向(垂直方向)上。
右眼用相位差區域33A例如圖3所示，於與偏光元件21B之偏光軸AX3以45°交叉之方向上具有慢軸AX1。另一方面，左眼用相位差區域33B例如圖3所示，於與偏光元件21B之偏光軸AX3以45°交叉且與慢軸AX1正交之方向上具有慢軸AX2。慢軸AX1、AX2例如圖3所示，分別於偏光元件21B之偏光軸AX3朝向垂直方向或水平方向之情形時，朝向傾斜45°方向。又，雖未圖示，但於偏光元件21B之偏光軸AX3朝向傾斜45°方向之情形時，慢軸AX1例如沿水平方向延伸，慢軸AX2例如朝向垂直方向。慢軸AX1係朝向槽V1之延伸方向，慢軸AX2係朝向槽V2之延伸方向。
進而，慢軸AX1例如圖5(A)、(B)所示，朝向與偏光眼鏡2之右眼用相位差板41A之慢軸AX4之方向相同的方向，且朝向與偏光眼鏡2之左眼用相位差板42A之慢軸AX5之方向不同的方向。另一方面，慢軸AX2例如朝向與慢軸AX5之方向相同之方向，且朝向與慢軸AX4之方向不同之方向。
相位差層33例如包含經聚合之高分子液晶材料而構成。即，相位差層33係使液晶分子之配向狀態固定。作為高分子液晶材料，可使用根據相轉移溫度(液晶相一等向相)、液晶材料之折射率波長分散特性、黏性特性、製程溫度等而選定之材料。其中，高分子液晶材料，就透明性之觀點而言，較佳為具有作為聚合基之丙烯醯基或甲基丙烯醯基。又，作為高分子液晶材料，較佳為使用於聚合性官能基與液晶骨架之間無亞甲基間隔基之材料。其原因在於可降低製程時之配向處理溫度。相位差層33之厚度例如為1 μm~2 μm。再者，於相位差層33包含經聚合之高分子液晶材料而構成之情形時，相位差層33無需僅由經聚合之高分子液晶材料構成，而可於其之一部分中包含未聚合之液晶性單體。原因在於：相位差層33所含之未聚合之液晶性單體藉由下述之配向處理(加熱處理)，而沿著與存在於其周圍之液晶分子之配向方向相同之方向配向，從而具有與高分子液晶材料之配向特性相同之配向特性。
於相位差層33中，在槽V1與右眼用相位差區域33A之界面附近，液晶分子之長軸係沿著槽V1之延伸方向排列，而在槽V2與左眼用相位差區域33B之界面附近，液晶分子之長軸係沿著槽V2之延伸方向排列。即，藉由槽V1及槽V2之形狀及延伸方向，而控制液晶分子之配向，從而設定右眼用相位差區域33A及左眼用相位差區域33B之光學軸。
又，於相位差層33中，藉由調整右眼用相位差區域33A及左眼用相位差區域33B之構成材料或厚度，而設定右眼用相位差區域33A及左眼用相位差區域33B之延遲值。該延遲值較佳為於基材31具有相位差之情形時，亦顧及基材31之相位差進行設定。再者，於本實施形態中，右眼用相位差區域33A及左眼用相位差區域33B係包含相互相同之材料及厚度，藉此，延遲之絕對值變得相互相等。
其次，對防眩膜34進行說明。防眩膜34係於畫面表面上使外部光進行漫反射，以降低因太陽光或室內照明等外部光映入造成之視認性之惡化者。防眩膜34係例如圖6所示，自液晶顯示面板20側起依序積層有基材34A、及防眩層34B者。
再者，雖未圖示，但基材34A及防眩層34B亦可自液晶顯示面板20之相反側起依序積層。又，防眩膜34不僅限於成為圖6所示之2層結構者，例如亦可為省略上述之防眩層34B，並且於基材34A上表面設置有凹凸(例如壓紋)者。又，防眩膜34亦可視需要包含硬塗層。
基材34A較佳為例如光學各向異性較小、即雙折射性較小者。作為具有此種特性之透明樹脂膜，例如可列舉TAC(三醋酸纖維素)、COP(環烯烴聚合物)、COC(環烯烴共聚物)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等。再者，於圖7中，表示基材34A包含TAC時之防眩膜34之延遲與波長之關係的測量值。於圖7中，在短波長側，符號相反係表示慢軸與快軸反轉。
基材34A之延遲於500 nm~560 nm左右之綠色區域之範圍內，較佳為20 nm以下，更佳為10 nm以下。再者，就延遲值列舉上述波帶之原因隨後進行詳述。再者，基材31亦可包含玻璃基板。於基材31包含玻璃基板之情形時，基材31之延遲約為0(零)nm。
防眩層34B係例如將使填料分散於能量硬化型樹脂黏合劑中之混合液塗佈於基材34A之表面，並對該表面賦予熱能或紫外線等能量，使之硬化者。於防眩層34B之上表面，例如藉由填料等而形成凹凸。再者，防眩層34B上表面並非必需成為凹凸形狀。
圖8係表示於基材34A包含TAC時之防眩膜34之串擾與霧度之關係之測量值之圖。此處，圖8中之霧度係根據JIS K6782之方法測定所得之總霧度。又，圖8中之串擾係由下述之式(1)、(2)定義之左眼用圖像光之串擾及右眼用圖像光之串擾中之較大一方之數值。
左眼用圖像光之串擾=(經由偏光眼鏡2之右眼用光學元件41觀察左眼用圖像光時之亮度)/(經由偏光眼鏡2之左眼用光學元件42觀察左眼用圖像光時之亮度)…(1)
右眼用圖像光之串擾=(經由偏光眼鏡2之左眼用光學元件42觀察右眼用圖像光時之亮度)/(經由偏光眼鏡2之右眼用光學元件41觀察右眼用圖像光時之亮度)…(2)
圖9係藉由利用圖8之測量值之數值計算而導出防眩膜34之串擾與霧度、延遲之關係者。圖9之各實線表示於相較與虛線交叉之部位為左側之區域(霧度為30%以下之區域)中，和相較與虛線交叉之部位為右側之區域(霧度超過30%之區域)相比，串擾緩慢地進行變化之情形。
然而，霧度值可藉由使基材34A或防眩層34B之膜厚產生變化，或者於防眩層34B包含填料時，使填料之粒徑或折射率產生變化來進行調整。再者，於圖8、圖9中表示藉由準備防眩層34B(包含填料)之膜厚相互不同之多個樣品，且測定各樣品之霧度與串擾而獲得之數值。
由圖9可知，無論防眩膜34之延遲值如何，只要防眩膜34之霧度處於0%以上30%以下之範圍內時，串擾便大致達到恆定。由此可認為，於設計防眩膜34時，即便規定特定之串擾，作為顯示裝置1之規格，亦存在可自由組合防眩膜34之延遲與霧度而不會超過經規定之串擾的範圍。
例如，假設作為顯示裝置1之串擾所要求之數值之上限為3.5%，則防眩膜34之延遲可於0 nm以上、20 nm以下之範圍內進行調整，進而，防眩膜34之霧度可於0%以上30%以下之範圍內進行調整。又，例如假設作為顯示裝置1之串擾所要求之數值之上限為2.5%，則防眩膜34之延遲可於0 nm以上、10 nm以下之範圍內進行調整，進而，防眩膜34之霧度可於0%以上30%以下之範圍內進行調整。
因此，於防眩膜34構成為該防眩膜34之延遲為20 nm以下，且該防眩膜34之總霧度為30%以下之情形時，可將顯示裝置1之串擾抑制於3.5%以下。又，於防眩膜34構成為該防眩膜34之延遲為10 nm以下，且該防眩膜34之總霧度為30%以下之情形時，可將顯示裝置1之串擾抑制於2.5%以下。
[1.2　偏光眼鏡2]
其次，一面參照圖1、圖10，一面對偏光眼鏡2進行說明。偏光眼鏡2係佩戴於觀察者(未圖示)之眼球前者，且藉由觀察者而用於觀察投影在顯示裝置1之影像顯示面1A上之影像時。該偏光眼鏡2係為例如圓偏光眼鏡，且例如圖1所示，包含右眼用光學元件41、左眼用光學元件42、及鏡架43。
鏡架43係支持右眼用光學元件41及左眼用光學元件42者。鏡架43之形狀並無特別限制，例如圖1所示，既可成為架在觀察者(未圖示)之鼻及耳上之形狀，或者雖未圖示，亦可成為僅架在觀察者之鼻之形狀。又，鏡架43之形狀例如雖未圖示，但亦可成為觀察者用手握持之形狀。
右眼用光學元件41及左眼用光學元件42係於與顯示裝置1之影像顯示面1A對向之狀態下使用。右眼用光學元件41及左眼用光學元件42如圖1所示，較佳為於儘可能地配置於一個水平面內之狀態下使用，但亦可於配置於略微傾斜之平坦面內之狀態下使用。
右眼用光學元件41係包含例如右眼用相位差板41A、偏光板41B、及支持體41C。將右眼用相位差板41A、偏光板41B、及支持體41C係自由顯示裝置1之影像顯示面1A射出之光L所入射一側(顯示裝置1側)起依序配置。另一方面，左眼用光學元件42係包含例如左眼用相位差板42A、偏光板42B、及支持體42C。左眼用相位差板42A、偏光板42B、及支持體42C係自由顯示裝置1之影像顯示面1A射出之光L所入射一側(顯示裝置1側)起依序配置。
可視需要省略支持體41C、42C。又，右眼用光學元件41及左眼用光學元件42亦可包含以上例示者以外之構件。例如於支持體41C、42C之光射出側(觀察者側)之面上，亦可設置防止支持體41C、42C破損時破損片飛濺至觀察者眼球之保護膜(未圖示)或用於保護之塗層(未圖示)。
支持體41C係例如支持右眼用相位差板41A及偏光板41B者。支持體41C係包含例如相對自顯示裝置1之影像顯示面1A射出之光L為透明之樹脂、例如PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)等。又，支持體42C係例如支持左眼用相位差板42A及偏光板42B者。支持體42C係包含例如相對自顯示裝置1之影像顯示面1A射出之光L為透明之樹脂、例如PC(聚碳酸酯)等。
偏光板41B、42B構成為僅使某一固定之振動方向之光(偏光)透射。例如圖5(A)、(B)所示，偏光板41B、42B之偏光軸AX6、AX7分別朝向與顯示裝置1之偏光板21B之偏光軸AX3正交之方向。偏光軸AX6、AX7分別例如圖5(A)所示，於偏光板21B之偏光軸AX3朝向垂直方向之情形時，朝向水平方向，且例如圖5(B)所示，於偏光板21B之偏光軸AX3朝向水平方向之情形時，朝向垂直方向。又，雖未圖示，但於偏光板21B之偏光軸AX3朝向傾斜45°方向之情形時，偏光軸AX6、AX7朝向與其正交之方向(-45°)。
右眼用相位差板41A及左眼用相位差板42A係具有光學各向異性之薄層或膜。該等相位差膜之厚度例如較佳為30 μm以上200 μm以下。又，作為該等相位差膜，較佳為光學各向異性較小，即雙折射性較小者。作為具有此種特性之樹脂膜，例如可列舉COP(環烯烴聚合物)、PC(聚碳酸酯)等。此處，作為COP，例如有ZEONOR或ZEONEX(日本ZEON(股份)註冊商標)、ARTONE(JSR股份有限(股份)註冊商標)等。
右眼用相位差板41A及左眼用相位差板42A較佳為包含光彈性係數未達PC(聚碳酸酯)之光彈性係數(80×10-12 /Pa)之材料。作為具有此種特性之樹脂材料，例如可列舉改性PC(聚碳酸酯)。再者，所謂改性PC係指變更普通之PC之分子結構(骨架)之一部分，使分子結構之對象性提昇者。再者，除改性PC以外，作為光彈性係數較小之材料，亦可為PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PS(Polystyrene，聚苯乙烯)、TAC(三醋酸纖維素)、COP(環烯烴聚合物)、COC(環烯烴共聚物)、或該等之混合產品等。作為PC與PS之混合物，亦可使用日本專利特開2001-55455之方法。其中，因耐衝擊性較高或耐熱性較強(玻璃轉移溫度Tg較高)，而認為改性PC更佳。
右眼用相位差板41A之慢軸AX4係如圖5(A)、(B)所示，朝向以45°與偏光軸AX6交叉之方向。又，左眼用相位差板42A之慢軸AX5係如圖5(A)、(B)所示，朝向以45°與偏光軸AX7交叉之方向，且朝向與慢軸AX4正交之方向。慢軸AX4、AX5分別例如圖5(A)、(B)所示，於偏光軸AX6、AX7朝向水平方向或垂直方向之情形時，朝向與水平方向及垂直方向之任一方向均交叉之方向。又，雖未圖示，但於偏光軸AX6、AX7朝向傾斜45°方向之情形時，慢軸AX4係朝向例如水平方向，慢軸AX5係朝向例如垂直方向。
又，慢軸AX4係朝向與右眼用相位差區域33A之慢軸AX1之方向相同之方向，且朝向與左眼用相位差區域33B之慢軸AX2之方向不同之方向。另一方面，慢軸AX5係朝向與慢軸AX2相同之方向，且朝向與慢軸AX1之方向不同之方向。
(延遲)
其次，參照圖11(A)、(B)~圖14(A)、(B)，對偏光眼鏡2之延遲進行說明。再者，延遲可藉由例如旋轉分析儀法、或塞拿蒙法等若干之橢圓偏光分析而測定者。本說明書係將藉由使用旋轉分析儀法而獲得之值表示為延遲之值。
圖11(A)、(B)及圖12(A)、(B)係例示僅著眼於入射至相位差層33之右眼用相位差區域33A之右眼用圖像光L1，且經由偏光眼鏡2，光L1如何由左右眼辨識之概念圖。又，圖13(A)、(B)及圖14(A)、(B)係例示僅著眼於入射至相位差層33之右眼用區域33B之左眼用圖像光L2，且經由偏光眼鏡2，光L2如何由左右眼辨識之概念圖。再者，實際上，右眼用圖像光L1及左眼用圖像光L2係以混合之狀態輸出，但於圖11(A)、(B)~圖14(A)、(B)中，為方便說明，而單獨地分開描述右眼用圖像光L1與左眼用圖像光L2。
然而，於使用偏光眼鏡2觀察顯示裝置1之影像顯示面之情形時，例如圖11(A)、(B)、圖12(A)、(B)所示，必需於右眼中可辨識右眼用像素之圖像，且於左眼中無法辨識右眼用像素之圖像。又，同時，例如圖13(A)、(B)、圖14(A)、(B)所示，必需於左眼中可辨識左眼用像素之圖像，且於右眼中無法辨識左眼用像素之圖像。因此，如下所示，較佳為，設定右眼用相位差區域33A及右眼用相位差板41A之延遲、以及左眼用相位差區域33B及左眼用相位差板42A之延遲。
具體而言，較佳為，右眼用相位差板41A及左眼用相位差板42A之延遲中之一者成為+λ/4(λ為波長)，且另一者成為-λ/4。此處，延遲之符號相反係表示各個慢軸之方向相差90°。此時，較佳為，右眼用相位差區域33A之延遲成為與右眼用相位差板41A之延遲相同，且較佳為，左眼用相位差區域33B之延遲成為與左眼用相位差板42A之延遲相同。
再者，實際上，對於右眼用相位差板41A及左眼用相位差板42A，難以選擇可在所有波長(可見區域整體)中使延遲成為λ/4之材料。其中，相較在所有波長使延遲成為λ/4，重要的是，在所有波長中使右眼用相位差區域33A之延遲成為與右眼用相位差板41A之延遲相同(近似值)，且使左眼用相位差區域33B之延遲成為與左眼用相位差板42A之延遲相同(近似值)。另一方面，雖然無需在所有波長中使延遲成為λ/4，但為了以明亮之亮度或適當之色彩收視3D影像，較佳為，於500 nm~560 nm左右之綠色區域之範圍內，使延遲成為λ/4。此原因在於，人類之視網膜對綠色波帶光具有較高之感光度，以及結合綠色區域，藍色或紅色區域亦相對合適。
[1.3　基本動作]
其次，一面參照圖11(A)、(B)~圖14(A)、(B)，一面對在本實施形態之顯示裝置2中顯示圖像時之基本動作之一例進行說明。
首先，於自背光源10照射之光入射至液晶顯示面板20之狀態下，將作為影像信號之包含右眼用圖像及左眼用圖像之視差信號輸入至液晶顯示面板20。繼而，自奇數列之像素輸出右眼用圖像光L1(圖11(A)、(B)或圖12(A)、(B))，自偶數列之像素輸出左眼用圖像光L2(圖13(A)、(B)或圖14(A)、(B))。
此後，右眼用圖像光L1及左眼用圖像光L2藉由相位差元件30之右眼用相位差區域33A及左眼用相位差區域33B而轉換為橢圓偏光後，自顯示裝置1之影像顯示面1A輸出至外部。此後，輸出至顯示裝置1外部之光入射至偏光眼鏡2，藉由右眼用相位差板41A及左眼用相位差板42A而自橢圓偏光恢復成直線偏光後，入射至偏光板41B、42B。
此時，朝向偏光板41B、42B之入射光之中對應於右眼用圖像光L1之光的偏光軸成為與偏光板41B之偏光軸AX6平行，且與偏光板42B之偏光軸AX7正交。因此，朝向偏光板41B、42B之入射光之中對應於右眼用圖像光L1之光僅穿透偏光板41B，到達觀察者之右眼(圖11(A)、(B)或圖12(A)、(B))。
另一方面，朝向偏光板41B、42B之入射光之中對應於左眼用圖像光L2之光的偏光軸係與偏光板41B之偏光軸AX6正交，且成為與偏光板42B之偏光軸AX7平行。因此，朝向偏光板41B、42B之入射光之中對應於左眼用圖像光L2之光僅穿透偏光板42B，到達觀察者之左眼(圖13(A)、(B)或圖14(A)、(B))。
如此，對應於右眼用圖像光L1之光到達觀察者之右眼，對應於左眼用圖像光L2之光到達觀察者之左眼，其結果，觀察者可辨識顯示裝置1之影像顯示面1A上是否顯示立體圖像。
[1.4　效果]
其次，對本實施形態之顯示裝置1之效果進行說明。於本實施形態中，於防眩膜34構成為該防眩膜34之延遲為20 nm以下，且該防眩膜34之總霧度為30%以下之情形時，可使左眼用圖像光之串擾及右眼用圖像光之串擾均為3.5%以下。因此，於如此之情形時，可降低3D特性之劣化。
又，於本實施形態中，於防眩膜34構成為該防眩膜34之延遲為10 nm以下，且該防眩膜34之總霧度為30%以下之情形時，可使左眼用圖像光之串擾及右眼用圖像光之串擾均為2.5%以下。因此，於如此之情形時，可明顯降低3D特性之劣化。
<2.　變形例>
上述實施形態係例示相位差元件30之相位差區域(右眼用相位差區域33A、左眼用相位差區域33B)沿著水平方向延伸之情形，但亦可沿著除此以外之方向延伸。例如，雖未圖示，但相位差元件30之相位差區域(右眼用相位差區域33A、左眼用相位差區域33B)亦可沿著垂直方向延伸。
又，上述實施形態及變形例係例示相位差元件30之相位差區域(右眼用相位差區域33A、左眼用相位差區域33B)遍及相位差元件30之水平方向或垂直方向整體延伸之情形，但例如雖未圖示，亦可沿著水平方向及垂直方向之兩方向進行二維配置。
以上，對於偏光眼鏡2為圓偏光型，且顯示裝置1為圓偏光眼鏡用之顯示裝置之情形進行了說明，但本發明亦可應用於偏光眼鏡2為直線偏光型，且顯示裝置1為直線偏光眼鏡用之顯示裝置之情形。
再者，於本說明書中所謂「均一」、「平行」、「正交」、「垂直」、「相同方向」之情形，只要不損及本發明之效果，便可分別包含大致均一、大致平行、大致正交、大致垂直、大致相同方向之情形。例如亦可包含因製造誤差、不均一等各因素造成之誤差。
1．．．顯示裝置
1A．．．影像顯示面
2．．．偏光眼鏡
10．．．背光單元
20．．．液晶顯示面板
21A．．．偏光元件
21B．．．偏光元件
22．．．透明基板
23．．．像素電極
24．．．配向膜
25．．．液晶層
26．．．配向膜
27．．．共通電極
28．．．彩色濾光片
28A．．．濾光片部
28B．．．黑矩陣部
29．．．透明基板
30．．．相位差元件
31．．．基材
32．．．配向膜
32A．．．右眼用配向區域
32B．．．左眼用配向區域
33．．．相位差層
33A．．．右眼用相位差區域
33B．．．左眼用相位差區域
34．．．防眩膜
34A．．．基材
34B．．．防眩層
41．．．右眼用光學元件
41A．．．右眼用相位差板
41B．．．偏光板
41C．．．支持體
42．．．左眼用光學元件
42A．．．左眼用相位差板
42B．．．偏光板
42C．．．支持體
43．．．鏡架
AX1．．．慢軸
AX2．．．慢軸
AX3．．．偏光軸
AX4．．．慢軸
AX5．．．慢軸
AX6．．．偏光軸
AX7．．．偏光軸
L．．．光
L1．．．右眼用圖像光
L2．．．左眼用圖像光
S1．．．光入射面
S2．．．光射出面
V1．．．槽
V2．．．槽
圖1係一併表示本發明一實施形態之顯示裝置之一構成例及偏光眼鏡之立體圖。
圖2係表示圖1之顯示裝置之一構成例之剖面圖。
圖3係表示圖2之相位差元件之一構成例之立體圖。
圖4(A)、(B)係表示圖3之配向膜之一構成例之立體圖。
圖5(A)、(B)係一併表示圖3之右眼用相位差區域及左眼用相位差區域之慢軸之一例以及其他光學構件之慢軸或穿透軸之概念圖。
圖6係表示圖3之防眩膜之一構成例之立體圖。
圖7係表示圖6之防眩膜之延遲與波長之關係之測量值一例之圖。
圖8係表示圖6之防眩膜之串擾與霧度之關係之測量值一例之圖。
圖9係表示藉由利用圖8之測量值之數值計算而導出防眩膜之串擾與霧度、延遲之關係之值之圖。
圖10係表示圖1之偏光眼鏡之右眼用光學元件及左眼用光學元件之一構成例之立體圖。
圖11(A)、(B)係對以右眼觀察圖1之顯示裝置之影像時之慢軸及穿透軸之一例進行說明之概念圖。
圖12(A)、(B)係對以右眼觀察圖1之顯示裝置之影像時之慢軸及穿透軸之其他例進行說明之概念圖。
圖13(A)、(B)係對以左眼觀察圖1之顯示裝置之影像時之慢軸及穿透軸之一例進行說明之概念圖。
圖14(A)、(B)係對以左眼觀察圖1之顯示裝置之影像時之慢軸及穿透軸之其他例進行說明之概念圖。
(無元件符號說明)

Claims (4)

  1. 一種相位差元件，其係包含相位差層、配向膜、基材及防眩膜而構成者，且上述配向膜係由上述基材所支持，且具有配向方向相互不同並於面內規則性地配置之2種配向區域，上述相位差層係設於上述2種配向區域之表面，且具有慢軸之方向相互不同並於面內對應上述2種配向區域規則性地配置之2種相位差區域，上述防眩膜係構成為該防眩膜之延遲為20nm以下，且該防眩膜之總霧度為30%以下。
  2. 如請求項1之相位差元件，其中上述防眩膜係構成為該防眩膜之延遲為10nm以下，且該防眩膜之總霧度為30%以下。
  3. 一種顯示裝置，其包含：矩陣狀配置有複數個像素之顯示面板，及黏貼於上述顯示面板之相位差元件，且上述相位差元件係包含配置於上述顯示面板側之相位差層、配向膜、基材，及以與上述相位差層、上述配向膜及上述基材之關係配置於上述顯示面板之相反側之防眩膜而構成，上述配向膜係由上述基材所支持，且具有配向方向相互不同並於面內規則性地配置之2種配向區域，上述相位差層係設於上述2種配向區域之表面，且具有慢軸之方向相互不同並於面內對應上述2種配向區域 規則性地配置之2種相位差區域，上述防眩膜係構成為該防眩膜之延遲為20nm以下，且該防眩膜之總霧度為30%以下。
  4. 如請求項3之顯示裝置，其中上述防眩膜係構成為該防眩膜之延遲為10nm以下，且該防眩膜之總霧度為30%以下。
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