WO2010044414A1 - 位相差素子および表示装置 - Google Patents

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    • G02F1/133631Birefringent elements, e.g. for optical compensation with a spatial distribution of the retardation value

Definitions

  • the present invention relates to a phase difference element having optical anisotropy and a display device having the same, and more particularly to a phase difference element suitably used for stereoscopic image observation using polarized glasses and a display device having the same.
  • a phase difference element is used to emit light having different polarization states between a left-eye pixel and a right-eye pixel.
  • a piece-like phase difference member having a slow axis or a phase advance axis in one direction is provided corresponding to the left-eye pixel, and a slow axis or a phase difference member in a direction different from the piece-like phase difference member is provided.
  • a flaky phase difference member having a fast axis is provided corresponding to the right-eye pixel.
  • the left-eye image light emitted from the left-eye pixel is incident only on the left eye
  • the right-eye image light emitted from the right-eye pixel is incident only on the right eye.
  • ghost there is a problem called ghost, in which the image light for the left eye is slightly incident on the right eye or the image light for the right eye is slightly incident on the left eye.
  • the problem of imbalance does not occur only in a stereoscopic image display device, but is common in a phase difference element that separates incident light into light of two or more polarization states and a device that uses such a phase difference element. This is what happens.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a phase difference element that hardly causes an unbalance between left and right images when a stereoscopic image is displayed, and a display device including the phase difference element. .
  • a first retardation element includes a base film having optical anisotropy, and a retardation layer formed on the base film and having optical anisotropy. is there.
  • the retardation layer has two or more types of retardation regions whose slow axis directions are different from each other, and the two or more types of retardation regions are regularly arranged adjacent to each other in the in-plane direction of the base film.
  • Each retardation region has a slow axis in a direction intersecting with a boundary line between adjacent retardation regions at an angle other than perpendicular, and the base film has a slow axis in a direction parallel to or perpendicular to the boundary line.
  • a first display device includes a display panel driven based on an image signal, a backlight unit that illuminates the display panel, and a side opposite to the backlight unit in relation to the display panel. And a phase difference element provided in the above.
  • the retardation element built in this display device is constituted by the same components as the first retardation element described above.
  • each retardation region has a slow axis in a direction intersecting with the boundary line at an angle other than perpendicular, and the base film has a slow axis in a direction parallel to or perpendicular to the boundary line.
  • the influence due to the optical anisotropy of the base film affects each light transmitted through the base film, and only one kind of light among two or more types of light transmitted through the base film. Is not extremely large.
  • a second retardation element includes a base film having optical anisotropy, and a retardation layer formed on the base film and having optical anisotropy. is there.
  • the retardation layer has two or more types of retardation regions whose slow axis directions are different from each other, and the two or more types of retardation regions are regularly arranged adjacent to each other in the in-plane direction of the base film. Has been.
  • the slow axis of the substrate film and the slow axis of each type of retardation region intersect each other.
  • a second display device includes a display panel driven based on an image signal, a backlight unit that illuminates the display panel, and a side opposite to the backlight unit in relation to the display panel. And a phase difference element provided in the above.
  • the retardation element built in this display device is composed of the same components as the second retardation element described above.
  • two or more types of retardation regions having different slow axis directions are regularly arranged adjacent to each other in the in-plane direction of the base film. ing.
  • light incident from the phase difference region side opposite side of the base film
  • the slow axis of the substrate film and the slow axis of each type of retardation region intersect each other. Therefore, the influence due to the optical anisotropy of the base film affects each light transmitted through the base film, and only one kind of light among two or more types of light transmitted through the base film. Is not extremely large.
  • the influence caused by the optical anisotropy of the base film extends to each light transmitted through the base film. Only one type of light out of two or more types of light transmitted through the base film was not greatly increased. Thereby, for example, it is possible to reduce unbalance such that a ghost appears strong only to the left eye or the right eye, or the color of the video is different between the left eye and the right eye. Therefore, it is possible to realize a phase difference element and a display device that are unlikely to cause imbalance.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a configuration of a display device according to an embodiment of the present invention. It is a conceptual diagram for demonstrating the transmission axis and slow axis in the display apparatus of FIG.
  • FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an example of a configuration of a phase difference element in FIG. 1 and a slow axis.
  • FIG. 3 is a configuration diagram illustrating another example of the configuration of the phase difference element in FIG. 1 and a slow axis.
  • FIG. 2 is a system diagram illustrating a relationship between the display device of FIG. 1 and polarized glasses. It is a conceptual diagram for demonstrating an example of the transmission axis and slow axis at the time of observing the image
  • FIG. 6 is a configuration diagram illustrating another example of the phase difference element in FIG. 1.
  • FIG. 6 is a configuration diagram illustrating another example of the phase difference element in FIG. 1.
  • FIG. 6 is a configuration diagram illustrating still another example of the phase difference element in FIG. 1. It is a block diagram showing about the other example of the display apparatus of FIG. It is a block diagram showing about the other example of the display apparatus of FIG. It is a characteristic view showing retardation of the retardation film of polarized glasses. It is a characteristic view showing the retardation of the area
  • FIG. 1 It is a schematic diagram showing an example of a structure of the manufacturing apparatus used with an example of the manufacturing method of the phase difference element of FIG. It is a schematic diagram showing an example of a structure of the manufacturing apparatus used at the process following FIG. It is a schematic diagram for demonstrating the other example of the manufacturing method of the phase difference element of FIG.
  • SYMBOLS 1 Display apparatus, 2 ... Polarized glasses, 10 ... Backlight unit, 20 ... Liquid crystal display panel, 21A, 21B ... Polarizing plate, 22, 29 ... Transparent substrate, 23 ... Pixel electrode, 24, 26 ... Alignment film, 25 ... Liquid crystal layer, 27 ... Common electrode, 28 ... Color filter, 28A ... Filter portion, 28B ... Black matrix portion, 30 ... Phase difference element, 31 ... Base film, 31 '... Base film on which resin layer is formed, 32 ... retardation layer, 32A ... right eye region, 32B ... left eye region, 32C ... third region, 40 ... black stripe part, 40A ... transmission part, 40B ...
  • UV curable resin layer 43D ... UV curable resin liquid, 46 ... Liquid crystal layer, 46D ... 110, master disk, 110A, reverse pattern, 200, 350, unwinding roll, 210, mold roll, 220, 230, 250, 260, guide roll, 240, nip roll, 270, 390, take-up roll, 280, 360 ... Discharge machine, 290,380 ... UV irradiation machine, 370 ... heater, AX1, AX2, AX3, AX5, AX6 ...
  • slow axis AX4, AX7, AX8 ... polarization axis (transmission axis), L ... emitted from display device 1 L1, boundary line, L2, image light for right eye, L3, image light for left eye, ⁇ 1, ⁇ 2,.
  • Embodiment display device, phase difference element
  • Modification display device, phase difference element
  • Example display device
  • FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of a display device according to an embodiment of the present invention. Note that the phase difference element according to one embodiment of the present invention will be described by exemplifying the case where it is incorporated in the display device of this embodiment.
  • the display device 1 is a polarizing glasses type display device that displays a stereoscopic image to an observer (not shown) wearing polarized glasses 2 described later in front of an eyeball.
  • This display device 1 is configured by laminating a backlight unit 10, a liquid crystal display panel 20 (display panel), and a retardation element 30 in this order.
  • the surface of the phase difference element 30 is an image display surface and is directed toward the observer side.
  • the display device 1 is arranged so that the video display surface is parallel to a vertical surface (vertical surface, yz plane in FIG. 1).
  • the video display surface has a rectangular shape, for example, and the longitudinal direction of the video display surface is parallel to the horizontal direction (y-axis direction in the figure).
  • the observer wears the polarizing glasses 2 in front of the eyeball and observes the video display surface.
  • the backlight unit 10 includes, for example, a reflecting plate, a light source, and an optical sheet (all not shown).
  • the reflection plate returns the light emitted from the light source to the optical sheet side, and has functions such as reflection, scattering, and diffusion.
  • This reflector is made of, for example, foamed PET (polyethylene terephthalate). Thereby, the emitted light from the light source can be used efficiently.
  • the light source illuminates the liquid crystal display panel 20 from behind. For example, a plurality of linear light sources are arranged in parallel at equal intervals, or a plurality of point light sources are two-dimensionally arranged.
  • linear light source examples include a hot cathode fluorescent lamp (HCFL) and a cold cathode fluorescent lamp (CCFL).
  • HCFL hot cathode fluorescent lamp
  • CCFL cold cathode fluorescent lamp
  • LED light emitting diode
  • the optical sheet equalizes the in-plane luminance distribution of light from the light source, or adjusts the divergence angle and polarization state of light from the light source within a desired range.
  • a diffusion plate, a diffusion sheet, A prism sheet, a reflective polarizing element, a phase difference plate, and the like are included.
  • the light source may be an edge light type, and in that case, a light guide plate or a light guide film is used as necessary.
  • the liquid crystal display panel 20 is a transmissive display panel in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged in a row direction and a column direction, and displays an image by driving each pixel according to a video signal.
  • the liquid crystal display panel 20 includes a polarizing plate 21 ⁇ / b> A, a transparent substrate 22, a pixel electrode 23, an alignment film 24, a liquid crystal layer 25, an alignment film 26, in common from the backlight unit 10 side.
  • the electrode 27, the color filter 28, the transparent substrate 29 (counter substrate), and the polarizing plate 21B are provided.
  • the polarizing plate 21A is a polarizing plate arranged on the light incident side of the liquid crystal display panel 20, and the polarizing plate 21B is a polarizing plate arranged on the light emission side of the liquid crystal display panel 20.
  • the polarizing plates 21A and 21B are a kind of optical shutter, and allow only light (polarized light) in a certain vibration direction to pass therethrough.
  • Each of the polarizing plates 21A and 21B is disposed, for example, such that the polarization axes are different from each other by a predetermined angle (for example, 90 degrees), whereby the light emitted from the backlight unit 10 is transmitted through the liquid crystal layer, Or it is cut off.
  • the direction of the transmission axis (not shown) of the polarizing plate 21A is set within a range where light emitted from the backlight unit 10 can be transmitted.
  • the transmission axis of the polarizing plate 21A is also directed in the vertical direction, and the polarization of the light emitted from the backlight unit 10 is
  • the axis is in the horizontal direction
  • the transmission axis of the polarizing plate 21A is also in the horizontal direction.
  • the light emitted from the backlight unit 10 is not limited to linearly polarized light, and may be circularly polarized light, elliptically polarized light, or non-polarized light.
  • the direction of the polarization axis AX4 (FIG. 2) of the polarizer 21B is set within a range where light transmitted through the liquid crystal display panel 20 can be transmitted.
  • the polarization axis AX4 is perpendicular to the direction (vertical).
  • the polarization axis AX4 is directed in the direction (horizontal direction) orthogonal to the direction (horizontal direction) (FIG. 2A). FIG. 2 (B)).
  • the transparent substrates 22 and 29 are generally substrates that are transparent to visible light.
  • the transparent substrate on the backlight unit 10 side is formed with, for example, an active driving circuit including TFTs (Thin Film Transistors) serving as driving elements electrically connected to the transparent pixel electrodes and wirings.
  • the pixel electrode 23 is made of, for example, indium tin oxide (ITO), and functions as an electrode for each pixel.
  • the alignment film 24 is made of, for example, a polymer material such as polyimide, and performs an alignment process on the liquid crystal.
  • the liquid crystal layer 25 is made of, for example, liquid crystal in a VA (Vertical Alignment) mode, a TN (Twisted Nematic) mode, or an STN (Super Twisted Nematic) mode.
  • the liquid crystal layer 25 has a function of transmitting or blocking light emitted from the backlight unit 10 for each pixel by an applied voltage from a drive circuit (not shown).
  • the common electrode 27 is made of, for example, ITO and functions as a common counter electrode.
  • the color filter 28 is formed by arranging filter portions 28A for separating the light emitted from the backlight unit 10 into, for example, three primary colors of red (R), green (G), and blue (B). Yes.
  • the filter portion 28A is provided with a black matrix portion 28B having a light shielding function at a portion corresponding to the boundary between pixels.
  • FIG. 3A is a perspective view showing an example of the configuration of the phase difference element 30 of the present embodiment.
  • FIG. 3B shows the slow axis of the phase difference element 30 in FIG.
  • FIG. 4A is a perspective view showing another example of the configuration of the phase difference element 30 of the present embodiment.
  • FIG. 4B shows the slow axis of the phase difference element 30 of FIG.
  • the retardation element 30 shown in FIGS. 3A and 3B and the retardation element 30 shown in FIGS. 4A and 4B are the slow axis AX3 of the base film 31 (described later). Is different in terms of the direction.
  • the phase difference element 30 changes the polarization state of the light transmitted through the polarizer 21B of the liquid crystal display panel 20.
  • the retardation element 30 includes, for example, a base film 31 and a retardation layer 32 as shown in FIG.
  • the base film 31 is made of, for example, a thin resin film having optical anisotropy.
  • the resin film one having a small optical anisotropy, that is, a birefringence is preferable.
  • the resin film having such characteristics include TAC (triacetyl cellulose), COP (cycloolefin polymer), PMMA (polymethyl methacrylate), and the like.
  • examples of the COP include ZEONOR, ZEONEX (registered trademark of Nippon Zeon Co., Ltd.), Arton (registered trademark of JSR Co., Ltd.), and the like.
  • the thickness of 31 of a base film 30 micrometers or more and 500 micrometers or less are preferable, for example.
  • the retardation of the base film 31 is preferably 20 nm or less, and more preferably 10 nm or less.
  • the base film 31 may have a single layer structure or a multilayer structure.
  • the base film 31 has a multilayer structure, for example, two layers in which a resin layer (not shown) having a function of orienting the material of the retardation layer 32 is formed on the surface of the base film 31. It has a structure.
  • the resin layer unlike a conventional photo-alignment film or polyimide alignment film, it is preferable that the resin layer hardly absorbs light or colors in the resin layer.
  • the resin layer for example, an acrylic curable resin can be used.
  • the base film includes a base film on which the resin layer is formed unless otherwise specified.
  • a plurality in this case, 2 corresponding to the right-eye region 32A and the left-eye region 32B of the retardation layer 32.
  • Type) groove regions are formed by patterning. The groove regions are alternately arranged, for example, in a stripe shape. These stripe widths are, for example, the same width as the pixel pitch in the display device 1.
  • each of the plurality of fine grooves extends along the same direction.
  • the extending direction of the plurality of fine grooves corresponding to the right eye region 32A and the extending direction of the plurality of fine grooves corresponding to the left eye region 32B are, for example, orthogonal to each other.
  • the extending directions of the plurality of grooves form angles of ⁇ 45 ° and + 45 °, respectively, with reference to the stripe direction of the groove region.
  • the opening width (the pitch of the plurality of fine grooves) of the plurality of fine grooves is, for example, 2 ⁇ m or less (more preferably 1 ⁇ m or less).
  • the slow axis AX3 of the base film 31 is oriented in the vertical direction (FIG. 3B) or the horizontal direction (FIG. 4B), for example, as shown in FIGS. More specifically, the slow axis AX3 is oriented in the same direction as the short direction or the longitudinal direction of the right eye region 32A and the left eye region 32B, as can be seen from the description of the retardation layer 32 described later. The direction is perpendicular to the direction of the boundary line L1 or the same direction.
  • the slow axis AX3 is directed in a direction intersecting with the slow axes AX1 and AX2, and a bisector (a vertical bisector or a horizontal bisector of the slow axis AX2 and the slow axis AX2). It is preferable to face the direction parallel to the bisector).
  • the retardation layer 32 is a thin layer having optical anisotropy.
  • the retardation layer 32 is provided on the surface of the base film 31, and is attached to the surface (polarizing plate 21B) on the light emission side of the liquid crystal display panel 20 with an adhesive (not shown) or the like. (Fig. 1).
  • the retardation layer 32 has two types of retardation regions (right-eye region 32A and left-eye region 32B) having different slow axis directions.
  • the right eye region 32A of the present embodiment corresponds to a specific example of “one type of phase difference region” of the present invention
  • the left eye region 32B of the present embodiment corresponds to “the other type of phase difference region” of the present invention. This corresponds to a specific example of “phase difference region”.
  • the retardation layer 32 includes, for example, a polymerizable polymer liquid crystal material.
  • a polymerizable polymer liquid crystal material for example, liquid crystal molecules are aligned and fixed on a plurality of groove regions patterned on the surface of the base film 31 described above (or the surface of the resin layer when the resin layer is provided).
  • the polymer liquid crystal material a material selected according to a phase transition temperature (liquid crystal phase-isotropic phase), a refractive index wavelength dispersion characteristic, a viscosity characteristic, a process temperature, and the like of the liquid crystal material is used.
  • the thickness of the retardation layer 32 is preferably 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m, for example.
  • the retardation layer 32 does not need to be composed only of polymerized polymer liquid crystal material, and may include an unpolymerized liquid crystalline monomer in a part thereof.
  • the unpolymerized liquid crystalline monomer contained in the retardation layer 32 is aligned in the same direction as the alignment direction of the liquid crystal molecules present around it by the alignment treatment (heat treatment), and is similar to the alignment characteristics of the polymer liquid crystal material. This is because it has the following orientation characteristics.
  • the base film 31 and the retardation layer 32 may be provided in direct contact, or other layers may be interposed.
  • the other layer include an anchor layer for improving the adhesion between the base film 31 and the retardation layer 32.
  • the orientation of a predetermined material (for example, the liquid crystal material) constituting the retardation layer 32 is good between the base film 31 (or a resin layer provided on the base film) and the retardation layer 32.
  • a non-oriented thin film may be separately provided.
  • the right-eye region 32A and the left-eye region 32B have, for example, a belt-like shape extending in one common direction (horizontal direction) as shown in FIGS. 1, 3A, and 4A. It has become.
  • the right eye region 32A and the left eye region 32B are regularly arranged adjacent to each other in the in-plane direction of the base film 31, and specifically, the short sides of the right eye region 32A and the left eye region 32B. They are alternately arranged in the direction (vertical direction). Therefore, the boundary line L1 that separates the right eye region 32A and the left eye region 32B faces the same direction as the longitudinal direction (horizontal direction) of the right eye region 32A and the left eye region 32B.
  • the right-eye region 32A is delayed in a direction that intersects the boundary line L1 with the adjacent left-eye region 32B at an angle ⁇ 1 (0 ° ⁇ 1 ⁇ 90 °) other than orthogonal. It has an axis AX1.
  • the left eye region 32B intersects the boundary line L1 with the adjacent right eye region 32A at an angle ⁇ 2 (0 ° ⁇ 2 ⁇ 90 °) other than orthogonal. And has a slow axis AX2 in a direction different from the direction of the slow axis AX1.
  • the “direction different from the direction of the slow axis AX1” not only means that the direction of the slow axis AX1 is different from the direction of the slow axis AX1, but also the slow axis AX1 with respect to the boundary line L1.
  • the angle ⁇ 1 of the slow axis AX1 and the angle ⁇ 2 of the slow axis AX2 are preferably equal to each other as absolute values (when the rotational direction is not taken into consideration). However, these may be slightly different from each other due to a manufacturing error or the like, and may be different from each other at an angle larger than the manufacturing error in some cases.
  • the manufacturing error described above varies depending on the technique for manufacturing the right-eye region 32A and the left-eye region 32B, but is about 5 ° at the maximum, for example.
  • the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are preferably, for example, that the angle ⁇ 1 is + 45 ° and the angle ⁇ 2 is ⁇ 45 °.
  • the slow axes AX1 and AX2 face the direction intersecting with both the horizontal direction and the vertical direction, and also intersect with the slow axis AX3 of the base film 31. Facing the direction. Further, it is preferable that the slow axes AX1 and AX2 are oriented in a direction in which a horizontal bisector of the slow axis AX1 and the slow axis AX2 faces a direction parallel to the boundary line L1.
  • the slow axes AX1 and AX2 face the direction intersecting with the polarization axis AX4 of the polarizing plate 21B on the light emission side of the liquid crystal display panel 20.
  • the slow axis AX1 is in the same direction as the direction of the slow axis AX5 of the retardation film 41B for the right eye of the polarizing glasses 2 described later, or in the direction corresponding to that direction, and the retardation film for the left eye.
  • the direction is different from the direction of the slow axis AX6 of 42B.
  • the slow axis AX2 is in the same direction as the direction of the slow axis AX6 or in a direction corresponding to that direction, and is in a direction different from the direction of the slow axis AX5.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an example of the configuration of the polarizing glasses 2 together with the display device 1.
  • the polarized glasses 2 are worn in front of an eyeball of an observer (not shown), and are used by the observer when observing an image displayed on the image display surface.
  • the polarized glasses 2 include, for example, right eye glasses 41 and left eye glasses 42 as shown in FIG.
  • the right eye glasses 41 and the left eye glasses 42 are arranged so as to face the video display surface of the display device 1.
  • the right eyeglasses 41 and the left eyeglasses 42 are preferably arranged in one horizontal plane as much as possible as shown in FIG. 5, but may be arranged in a slightly inclined flat surface.
  • the right-eye glasses 41 include, for example, a polarizing plate 41A and a right-eye retardation film 41B.
  • the left-eye glasses 42 include, for example, a polarizing plate 42A and a left-eye retardation film 42B.
  • the right-eye retardation film 41 ⁇ / b> B is provided on the surface of the polarizing plate 41 ⁇ / b> A and on the incident side of the light L emitted from the display device 1.
  • the left-eye retardation film 42B is provided on the surface of the polarizing plate 42A and on the incident side of the light L.
  • the polarizing plates 41A and 42A are disposed on the light exit side of the polarizing glasses 2 and allow only light (polarized light) in a certain vibration direction to pass therethrough.
  • the polarization axes AX7 and AX8 of the polarizing plates 41A and 42A are oriented in the direction orthogonal to the polarization axis AX4 of the polarizing plate 21B (display panel exit side).
  • the polarization axes AX7 and AX8 are oriented horizontally when the polarization axis AX4 is oriented vertically, and the polarization axis AX4 is oriented horizontally. When facing the direction, it is facing the vertical direction.
  • the right-eye retardation film 41B and the left-eye retardation film 42B are thin films having optical anisotropy.
  • the thickness of these retardation films is preferably 30 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, for example.
  • those having a small optical anisotropy, that is, a birefringence are preferred.
  • the resin film having such characteristics include COP (cycloolefin polymer) and PC (polycarbonate).
  • examples of the COP include ZEONOR, ZEONEX (registered trademark of Nippon Zeon Co., Ltd.), Arton (registered trademark of JSR Co., Ltd.), and the like. As shown in FIG.
  • the slow axis AX5 of the right-eye retardation film 41B and the slow axis AX6 of the left-eye retardation film 42B are oriented in a direction intersecting with both the horizontal direction and the vertical direction. Further, it faces the direction intersecting with the polarization axes AX7 and AX8 of the polarizing plates 41A and 42A. Further, it is preferable that the slow axes AX5 and AX6 are oriented in a direction in which a perpendicular bisector of the slow axes AX5 and AX6 faces a direction orthogonal to the boundary line L1.
  • the slow axis AX5 is in the same direction as the direction of the slow axis AX1, or in a direction corresponding to that direction, and is in a direction different from the direction of the slow axis AX2.
  • the slow axis AX6 is in the same direction as the slow axis AX2 or in a direction corresponding to that direction, and is in a direction different from the direction of the slow axis AX1.
  • the right eye pixel image is recognized by the right eye. It is necessary to prevent the left eye from recognizing the image of the right eye pixel.
  • the image of the left-eye pixel can be recognized in the left eye, and the left-eye pixel can be recognized in the right eye. It is necessary to make the image unrecognizable.
  • one of the retardations of the right-eye region 32A and the left-eye region 32B is + ⁇ / 4 and the other is ⁇ / 4.
  • the signs of retardation being reversed indicate that the directions of the slow axes differ by 90 °.
  • the retardation of the right-eye retardation film 41B is preferably the same as the retardation of the right-eye region 32A
  • the retardation of the left-eye retardation film 42B is the same as the retardation of the left-eye region 32B. Is preferred.
  • a parallax signal including a right eye image and a left eye image is input to the liquid crystal display panel 20 as a video signal.
  • the right-eye image light L2 is output from the odd-numbered pixels (FIGS. 6A and 6B or FIGS. 7A and 7B), and the left-eye image light L3 is output from the even-numbered pixels. It is output (FIG. 8 (A), (B) or FIG. 9 (A), (B)).
  • the right-eye image light L2 and the left-eye image light L3 are converted into elliptically polarized light by the right-eye region 32A and the left-eye region 32B of the phase difference element 30, and after passing through the base film 31 of the phase difference element 30,
  • the image is output from the image display surface of the display device 1 to the outside.
  • both the light passing through the right eye region 32 ⁇ / b> A and the light passing through the left eye region 32 ⁇ / b> B are affected by slight optical anisotropy existing in the base film 31.
  • the light output to the outside of the display device 1 enters the polarizing glasses 2, and is returned from elliptically polarized light to linearly polarized light by the right-eye phase difference film 41 ⁇ / b> B and the left-eye phase difference film 42 ⁇ / b> B.
  • the light enters the polarizing plates 41A and 42A.
  • the polarization axis of the light corresponding to the right-eye image light L2 out of the incident light to the polarization plates 41A and 42A is parallel to the polarization axis AX7 of the polarization plate 41A. It is orthogonal to the polarization axis AX8 of the polarizing plate 42A. Therefore, the light corresponding to the right-eye image light L2 among the incident light to the polarizing plates 41A and 42A passes through only the polarizing plate 41A and reaches the right eye of the observer.
  • the polarization axis of the light corresponding to the image light L3 for the left eye among the incident light to the polarization plates 41A and 42A is orthogonal to the polarization axis AX7 of the polarization plate 41A. It is parallel to the polarization axis AX8 of the polarizing plate 22A. Therefore, the light corresponding to the left-eye image light L3 out of the incident light to the polarizing plates 41A and 42A passes through only the polarizing plate 42A and reaches the left eye of the observer.
  • the observer can view the image of the display device 1. It can be recognized as if a stereoscopic image is displayed on the display surface.
  • the base film 31 of the phase difference element 30 is comprised by the thin resin film which has optical anisotropy, for example. Therefore, as described above, both the light that has passed through the right eye region 32 ⁇ / b> A and the light that has passed through the left eye region 32 ⁇ / b> B are affected by slight optical anisotropy existing in the base film 31. Therefore, there is a possibility that ghost is included in the image light for the right eye and the image light for the left eye that have reached the eyes of the observer. Further, there is a possibility that the image light for the right eye and the image light for the left eye that have reached the eyes of the observer have a different hue from the original color.
  • the slow axis AX3 of the base film 31 faces the horizontal direction or the vertical direction, and faces the direction intersecting with the slow axes AX1 and AX2. Therefore, the influence due to the optical anisotropy of the base film 31 affects each light transmitted through the base film 31, and the light corresponding to the right eye and the light corresponding to the left eye transmitted through the base film 31. The influence is not extremely large only on one of the lights. As a result, it is possible to reduce unbalances such as, for example, a ghost appears strong only to the left eye or the right eye, or the video colors differ between the left eye and the right eye. Therefore, the phase difference element 30 and the display device 1 that are unlikely to cause imbalance can be realized.
  • the slow axis AX3 of the base film 31 when the slow axis AX3 of the base film 31 is oriented in a direction parallel to the horizontal or vertical bisector of the slow axis AX1 and the slow axis AX2.
  • the effect due to the optical anisotropy of the base film 31 extends equally to each light transmitted through the base film 31.
  • imbalances such as, for example, a ghost looks strong only in the left eye or the right eye, or the colors of the images differ between the left eye and the right eye. Therefore, it is possible to realize the phase difference element 30 and the display device 1 in which the left and right images are not unbalanced.
  • a thin base film for example, resin film
  • a support base material of the phase difference layer 32 As a support base material of the phase difference layer 32
  • the phase difference element 30 can be manufactured at a lower cost and with a higher yield than when a glass plate is used.
  • a thin base film for example, a resin film
  • phase difference element 30 is provided with a plurality of groove regions, and when forming the groove regions, a case where a roll-shaped master is used and a case where a plate-shaped master is used are divided. I will explain.
  • FIG. 21 illustrates an example of a configuration of a manufacturing apparatus that forms a plurality of fine grooves with a roll-shaped master.
  • 21 includes an unwinding roll 200, guide rolls 220, 230, 250, 260, a nip roll 240, a mold roll 210, a winding roll 270, a discharger 280, and an ultraviolet irradiator 290. It is equipped with.
  • the unwinding roll 200 is obtained by winding the base film 44 concentrically and supplying the base film 31.
  • the base film 31 unwound from the unwinding roll 200 flows in the order of the guide roll 220, the guide roll 230, the nip roll 240, the mold roll 210, the guide roll 250, and the guide roll 260, and finally at the winding roll 270. It is designed to be wound up.
  • the guide rolls 220 and 230 are for guiding the base film 31 supplied from the unwinding roll 200 to the nip roll 240.
  • the nip roll 240 presses the base film 31 supplied from the guide roll 230 against the mold roll 210.
  • the mold roll 210 is disposed with a predetermined gap from the nip roll 240.
  • the guide roll 250 is for peeling off the base film 31 wound around the mold roll 210.
  • the guide roll 260 is for guiding the base film 31 peeled off by the guide roll 250 to the take-up roll 270.
  • the discharger 280 is provided through a predetermined gap between a portion of the base film 31 supplied from the unwinding roll 200 and in contact with the guide roll 230.
  • the discharger 280 is configured to drop a UV curable resin solution 43D including, for example, a UV curable acrylic resin solution onto the base film 31.
  • the ultraviolet irradiator 290 irradiates the portion of the base film 44 supplied from the unwinding roll 200 after passing through the nip roll 240 and the portion in contact with the mold roll 210 with ultraviolet rays. It has become.
  • the base film 31 is formed using the manufacturing apparatus having such a configuration. Specifically, first, after the base film 31 unwound from the unwinding roll 200 is guided to the guide roll 230 via the guide roll 220, the UV curable resin liquid 43D is discharged onto the base film 31, for example, The UV curable resin layer 43 is formed by dropping from the machine 280. The UV curable resin layer 43 on the base film 31 is pressed against the peripheral surface of the mold roll 210 by the nip roll 240 through the base film 44. Thereby, the UV curable resin layer 43 comes into contact with the peripheral surface of the mold roll 210, and the uneven shape formed on the peripheral surface of the mold roll 210 is transferred to the UV curable resin layer 43.
  • the UV curable resin layer 43 is cured by irradiating the UV curable resin layer 43 with ultraviolet UV from the ultraviolet irradiator 290. Subsequently, after peeling the base film 31 from the mold roll 112 with the guide roll 250, the base film 31 is taken up on the take-up roll 270 via the guide roll 260. In this way, the base film 31 'on which the resin layer is formed is formed.
  • the substrate film 31 is provided with a plurality of fine grooves.
  • a UV curable resin layer is disposed on the surface of the plurality of fine grooves.
  • the UV curable resin layer may be the same material as the UV curable resin layer constituting the resin layer or a different material.
  • the UV curable resin layer is irradiated with UV light and cured.
  • a non-oriented thin film is formed following the surfaces of the plurality of fine grooves.
  • the non-oriented thin film can be formed using the manufacturing apparatus of FIG. 21 and a series of structures (not shown).
  • the liquid crystal 46D containing a liquid crystalline monomer is discharged onto the surface of a plurality of fine grooves (or non-oriented thin films).
  • the liquid crystal layer 46 is formed by dropping from the machine 360.
  • the heater 370 is used to perform alignment treatment (heating treatment) of the liquid crystalline monomer of the liquid crystal layer 46 applied to the surface of the base film 31 ′, and then the liquid crystal Layer 46 is slowly cooled to a temperature slightly below the phase transition temperature. Thereby, the liquid crystalline monomer is aligned according to the pattern of a plurality of fine grooves (or non-oriented thin films) formed on the surface of the base film 31 ′.
  • the liquid crystal monomer in the liquid crystal layer 46 is polymerized by irradiating the liquid crystal layer 46 after the alignment treatment with UV light from the ultraviolet irradiator 380.
  • the treatment temperature is generally around room temperature, but the temperature may be raised to a temperature equal to or lower than the phase transition temperature in order to adjust the retardation value.
  • the alignment state of the liquid crystal molecules is fixed along the pattern of the plurality of fine grooves, and the retardation layer 32 (the right-eye region 32A and the left-eye region 32B) is formed.
  • the phase difference element 30 is completed. Thereafter, the phase difference element 30 is wound around the winding roll 390.
  • the reverse pattern of the master may be directly transferred to the base film 31 to complete the base film in which a plurality of fine grooves are formed.
  • the retardation element 30 can be manufactured in the same manner as in the manufacturing method except that the step of forming the UV curable resin layer 43 is omitted.
  • the substrate is easier to process and less expensive than glass materials.
  • a material film for example, a resin film
  • the manufacturing method of the phase difference element 30 at the time of using a plate-shaped original disc is demonstrated.
  • the base film 31 is prepared.
  • a UV curable resin layer 43 for example, an acrylic resin
  • the UV curable resin layer 43 is sealed with the base film 31.
  • the master 110 is peeled off. Thereby, base film 31 'in which the resin layer was formed is formed (Drawing 23 (A)).
  • the substrate film 31 is provided with a plurality of fine grooves.
  • a UV curable resin layer is disposed on the surface of the plurality of fine grooves.
  • the UV curable resin layer may be the same material as the UV curable resin layer 43 or a different material.
  • the UV curable resin layer is irradiated with UV light and cured. Thereby, a non-oriented thin film is formed following the surfaces of the plurality of fine grooves.
  • a liquid crystal layer 46 containing a liquid crystalline monomer is formed on the surface of a plurality of fine grooves (or non-oriented thin films) by coating with, for example, a roll coater.
  • a solvent for dissolving the liquid crystalline monomer, a polymerization initiator, a polymerization inhibitor, a surfactant, a leveling agent, and the like can be used for the liquid crystal layer 46 as necessary.
  • it does not specifically limit as a solvent It is preferable to use the thing with the high solubility of a liquid crystalline monomer, low vapor pressure at room temperature, and being hard to evaporate at room temperature.
  • Examples of the solvent that hardly evaporates at room temperature include 1-methoxy-2-acetoxypropane (PGMEA), toluene, methyl ethyl ketone (MEK), and methyl isobutyl ketone (MIBK). This is because if a solvent that easily evaporates at room temperature is used, the evaporation rate of the solvent after the liquid crystal layer 46 is formed is too high, and the alignment of the liquid crystalline monomer formed after the evaporation of the solvent tends to be disturbed. is there.
  • PGMEA 1-methoxy-2-acetoxypropane
  • MEK methyl ethyl ketone
  • MIBK methyl isobutyl ketone
  • alignment treatment of the liquid crystalline monomer of the liquid crystal layer 46 is performed.
  • This heat treatment is performed at a temperature equal to or higher than the phase transition temperature of the liquid crystalline monomer, and particularly when a solvent is used, at a temperature equal to or higher than the temperature at which the solvent dries.
  • the coating of the liquid crystalline monomer in the previous step causes shear stress to act on the interface between the liquid crystalline monomer and the fine groove, resulting in flow orientation (flow orientation) and force orientation (external force orientation), and the liquid crystal molecules are intended. It may be oriented in the direction that does not.
  • the heat treatment is performed in order to temporarily cancel the alignment state of the liquid crystalline monomer that has been aligned in such an unintended direction. Thereby, in the liquid crystal layer 46, the solvent is dried to become only the liquid crystalline monomer, and the state is an isotropic phase.
  • the liquid crystal layer 46 is gradually cooled to a temperature slightly lower than the phase transition temperature. Thereby, a liquid crystalline monomer aligns according to the pattern of a some fine groove
  • the liquid crystalline monomer is polymerized by, for example, irradiating the liquid crystal layer 46 after the alignment treatment with UV light.
  • the treatment temperature is generally around room temperature, but the temperature may be raised to a temperature equal to or lower than the phase transition temperature in order to adjust the retardation value.
  • the alignment state of the liquid crystal molecules is fixed along the pattern of the plurality of fine grooves (or non-oriented thin films), and the right-eye region 32A and the left-eye region 32B are formed.
  • the phase difference element 30 is completed (FIG. 23B).
  • the reverse pattern 110A of the master may be transferred directly to the base film 31 to complete the base film in which a plurality of fine grooves are formed.
  • the retardation element 30 can be manufactured in the same manner as in the manufacturing method except that the step of forming the UV curable resin layer 43 is omitted.
  • the substrate is easier to process and less expensive than glass materials.
  • a material film for example, a resin film
  • the phase difference element 30 is provided with two types of phase difference regions (right eye region 32A and left eye region 32B) having different slow axis directions. There may be provided three or more kinds of phase difference regions different from each other. For example, as shown in FIG. 10, in addition to the right-eye region 32A and the left-eye region 32B, the phase difference element 30 has directions of the slow axes AX1 and AX2 of the right-eye region 32A and the left-eye region 32B. It is also possible to newly provide a third region 32C having a slow axis in a different direction.
  • phase difference regions (the right eye region 32A and the left eye region 32B) of the phase difference element 30 extend in the horizontal direction is illustrated, but the phase difference regions 30 extend in other directions. It does not matter if it exists.
  • the phase difference regions (the right eye region 32 ⁇ / b> A and the left eye region 32 ⁇ / b> B) of the phase difference element 30 may extend in the vertical direction.
  • the phase difference regions (the right eye region 32A and the left eye region 32B) of the phase difference element 30 extend over the entire horizontal or vertical direction of the phase difference element 30.
  • the case has been illustrated, for example, as shown in FIG. 12, it may be two-dimensionally arranged both in the horizontal direction and in the vertical direction. Even in the case of two-dimensional arrangement, the boundary line of each phase difference region is defined as a vertical boundary line.
  • phase difference element 30 is applied to the display device 1 , but it is of course possible to apply to other devices.
  • the liquid crystal display panel 20 A black stripe portion 40 may be provided between the phase difference element 30 and the phase difference element 30.
  • the black stripe portion 40 includes a transmissive portion 40A provided in a region facing the pixel electrode 23 in the liquid crystal display panel 20, and a light shielding portion 40B provided around the transmissive portion 40A.
  • the black stripe portion 40 between the liquid crystal display panel 20 and the phase difference element 30.
  • the polarizing plate 21B and the transparent substrate 29 in the liquid crystal display panel 20 are provided. It is also possible to provide between.
  • the polarizing glasses 2 are of the circularly polarized type and the display device 1 is a display device for circularly polarized glasses has been described.
  • the polarizing glasses 2 are of the linearly polarized type and the display device 1 is linearly polarized.
  • the present invention can also be applied to a display device for glasses.
  • the slow axis AX3 of the base film 31 is oriented in the direction perpendicular to the boundary line L1 as Example 1, and the slow axis AX3 of the base film 31 is set as the boundary line as shown in FIG. Example 2 was oriented horizontally with respect to L1. That is, in Examples 1 and 2, the slow axis AX3 intersects the slow axes AX1 and AX2, and the direction of the bisector in the vertical direction or horizontal direction of the slow axes AX1 and AX2 is approximately the same. I turned it.
  • the slow axis AX3 of the base film 31 is set in the same direction as the slow axis AX2 of the left eye region 32B as Comparative Example 1, and the slow axis AX3 of the base film 31 is the slow phase of the right eye region 32A.
  • a comparative example 2 was formed in the same direction as the axis AX1.
  • the extinction ratio was measured and evaluated for Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.
  • the extinction ratio is obtained by the following calculation formulas (1) and (2), and the extent to which ghost is generated can be quantitatively obtained.
  • the transmission axes AX7 and AX8 of the polarizing plates 41A and 42A in the polarizing glasses 2 are in a crossed Nicols arrangement in relation to the transmission axis AX4 of the polarizing plate 21B on the light emission side of the display device 1. Therefore, the transmission axis AX4 of the polarizing plate 21B on the emission side is set to the vertical direction, and the transmission axes AX7 and AX8 are set to the horizontal direction.
  • the retardation of the right-eye region 32A and the left-eye region 32B of the retardation layer 32 is approximately ⁇ / 4.
  • the slow axis AX2 of the left eye region 32B and the slow axis AX6 of the left eye retardation film 42B are in the same direction, and the slow axis AX1 of the right eye region 32A and the slow axis AX5 of the right eye retardation film 41B Were in the same orientation.
  • the extinction ratio of the right-eye region 32A and the left-eye region 32B was calculated using the extended Jones matrix method.
  • the retardation of the left and right retardation films 41B and 42B of the polarizing glasses 2 and the right-eye region 32A and the left-eye region 32B of the retardation element 30 are preferably ⁇ / 4 or equivalent at all wavelengths.
  • polycarbonate is assumed as the retardation films 21A and 22B of the polarizing glasses 2
  • a liquid crystal polymer is assumed as the material of the right eye region 32A and the left eye region 32B.
  • the retardation films 41A and 42B of the polarizing glasses 2 have the same retardation values for the right eye and the left eye, and the retardation values shown in FIG.
  • the retardation values for the right-eye region 32A and the left-eye region 32B are the same, and the retardation values shown in FIG.
  • the base film 31 of the retardation element 30 has a slight retardation.
  • a ZEONOR (Nippon ZEON Co., Ltd. registered trademark) film having a thickness of 100 ⁇ m is assumed as the base film 31, and the retardation value shown in FIG. That is, the retardation of the base film 31 was about 6 nm in the visible region.
  • the calculation result of the extinction ratio is shown in FIG.
  • the extinction ratio of the left-eye region 32B is low. This means that the image of the left-eye pixel is not only in the left eye but also in the right eye, and a ghost is generated in the right eye image.
  • the extinction ratio of the right eye region 32A was low. This means that the image of the pixel for the right eye is not only in the right eye but also in the left eye, and a ghost is generated in the left eye. Therefore, in the case of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, a strong ghost is generated only in one eye, making it difficult to observe a stereoscopic image.
  • Example 1 and Example 2 both eyes have the same extinction ratio, and a strong ghost does not occur only in one eye. Therefore, it is easy to observe a stereoscopic image, which is preferable.

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Abstract

 立体映像を表示するにあたり、左右の映像のアンバランスが生じにくい位相差素子およびそれを備えた表示装置を提供する。位相差素子30の基材フィルム31は、例えば、光学異方性を有する薄い樹脂フィルムによって構成されている。基材フィルム31の遅相軸AX3が垂直方向または水平方向を向いており、位相差素子30の右目用領域32Aの遅相軸AX1および左目用領域32Bの遅相軸AX2と交差する方向を向いている。これにより、基材フィルム31の光学異方性に起因する影響が基材フィルム31を透過するそれぞれの光に及び、基材フィルム31を透過する右目用に対応する光および左目用に対応する光のうちいずれか一方の光にだけ、該影響が極端に大きく及ぶことがない。

Description

位相差素子および表示装置
 本発明は、光学異方性を有する位相差素子およびそれを備えた表示装置に係わり、特に偏光眼鏡を用いた立体映像の観察に際して好適に用いられる位相差素子およびそれを備えた表示装置に関する。
 従来から、偏光眼鏡を用いるタイプの立体映像表示装置として、左目用画素と右目用画素とで異なる偏光状態の光を射出させるものがある。このような表示装置では、視聴者が偏光眼鏡をかけた上で、左目用画素からの射出光を左目のみに入射させ、右目用画素からの射出光を右目のみに入射させることにより、立体映像の観察を可能とするものである。
 例えば、特許文献1では、左目用画素と右目用画素とで異なる偏光状態の光を射出させるために位相差素子が用いられている。この位相差素子では、一の方向に遅相軸または進相軸を有する片状位相差部材が左目用画素に対応して設けられ、上記片状位相差部材とは異なる方向に遅相軸または進相軸を有する片状位相差部材が右目用画素に対応して設けられている。
特許第3360787号公報
 上記の表示装置では、左目用画素から射出された左目用の映像光が左目のみに入射され、右目用画素から射出された右目用の映像光が右目のみに入射されることが望ましい。しかし、左目用の映像光が若干右目に入射されてしまったり、右目用の映像光が若干左目に入射されてしまったりといったゴーストと呼ばれる問題がある。
 特に、特許文献1に記載の表示装置において、基材がプラスチックフィルムにより構成されている場合には、基材にわずかに存在する光学異方性に起因して、左目または右目だけにゴーストが強く見えてしまう虞がある。また、左目と右目で映像の色が異なってしまうという問題も生じることがある。そのようなアンバランスが生じた場合には、立体映像の観察がしづらくなったり、視聴者が違和感を覚えることになったりしてしまう。
 また、アンバランスの問題は、立体映像表示装置に限って生じるものではなく、入射光を二種類以上の偏光状態の光に分離する位相差素子や、そのような位相差素子を用いるデバイスにおいて共通に生じるものである。
 本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、立体映像を表示するにあたり、左右の映像のアンバランスが生じにくい位相差素子およびそれを備えた表示装置を提供することにある。
 本発明の一実施の形態による第一の位相差素子は、光学異方性を有する基材フィルムと、基材フィルム上に形成され、光学異方性を有する位相差層とを備えたものである。位相差層は遅相軸の向きが互いに異なる二種類以上の位相差領域を有しており、二種類以上の位相差領域は、基材フィルムの面内方向に、隣接して規則的に配置されている。各位相差領域は互いに隣接する位相差領域の境界線と直交以外の角度で交差する方向に遅相軸を有しており、基材フィルムは境界線と平行な方向または直交する方向に遅相軸を有している。
 本発明の一実施の形態による第一の表示装置は、画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、表示パネルを照明するバックライトユニットと、表示パネルとの関係でバックライトユニットとは反対側に設けられた位相差素子とを備えたものである。この表示装置に内蔵された位相差素子は、上記した第一の位相差素子と同一の構成要素によって構成されている。
 本発明の第一の位相差素子および第一の表示装置では、遅相軸の向きが互いに異なる二種類以上の位相差領域が基材フィルムの面内方向に、隣接して規則的に配置されている。これにより、例えば、位相差領域側(基材フィルムの反対側)から入射した光は偏光状態の互いに異なる二種類以上の光に分離されたのち、基材フィルムを透過する。ここで、各位相差領域は境界線と直交以外の角度で交差する方向に遅相軸を有しており、基材フィルムは境界線と平行な方向または直交する方向に遅相軸を有している。そのため、基材フィルムの光学異方性に起因する影響が基材フィルムを透過するそれぞれの光に及び、基材フィルムを透過する二種類以上の光のうち一の種類の光にだけ、該影響が極端に大きく及ぶことがない。
 本発明の一実施の形態による第二の位相差素子は、光学異方性を有する基材フィルムと、基材フィルム上に形成され、光学異方性を有する位相差層とを備えたものである。位相差層は遅相軸の向きが互いに異なる二種類以上の位相差領域を有しており、二種類以上の位相差領域は、基材フィルムの面内方向に、隣接して規則的に配置されている。基材フィルムの遅相軸および各種類の位相差領域の遅相軸が互いに交差している。
 本発明の一実施の形態による第二の表示装置は、画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、表示パネルを照明するバックライトユニットと、表示パネルとの関係でバックライトユニットとは反対側に設けられた位相差素子とを備えたものである。この表示装置に内蔵された位相差素子は、上記した第二の位相差素子と同一の構成要素によって構成されている。
 本発明の第二の位相差素子および第二の表示装置では、遅相軸の向きが互いに異なる二種類以上の位相差領域が基材フィルムの面内方向に、隣接して規則的に配置されている。これにより、例えば、位相差領域側(基材フィルムの反対側)から入射した光は偏光状態の互いに異なる二種類以上の光に分離されたのち、基材フィルムを透過する。ここで、基材フィルムの遅相軸および各種類の位相差領域の遅相軸が互いに交差している。そのため、基材フィルムの光学異方性に起因する影響が基材フィルムを透過するそれぞれの光に及び、基材フィルムを透過する二種類以上の光のうち一の種類の光にだけ、該影響が極端に大きく及ぶことがない。
 本発明の第一および第二の位相差素子ならびに第一および第二の表示装置によれば、基材フィルムの光学異方性に起因する影響が基材フィルムを透過するそれぞれの光に及び、基材フィルムを透過する二種類以上の光のうち一の種類の光にだけ極端に大きく及ばないようにした。これにより、例えば、左目または右目だけにゴーストが強く見えたり、左目と右目で映像の色が異なってしまったりするなどのアンバランスを低減することができる。従って、アンバランスの生じにくい位相差素子および表示装置を実現することができる。
本発明の一実施の形態に係る表示装置の構成の一例を表す断面図である。 図1の表示装置内の透過軸および遅相軸について説明するための概念図である。 図1の位相差素子の構成および遅相軸の一例を表す構成図である。 図1の位相差素子の構成および遅相軸の他の例を表す構成図である。 図1の表示装置と偏光眼鏡との関係について表すシステム図である。 図1の表示装置の映像を右目で観察する際の透過軸および遅相軸の一例について説明するための概念図である。 図1の表示装置の映像を右目で観察する際の透過軸および遅相軸の他の例について説明するための概念図である。 図1の表示装置の映像を左目で観察する際の透過軸および遅相軸の一例について説明するための概念図である。 図1の表示装置の映像を左目で観察する際の透過軸および遅相軸の他の例について説明するための概念図である。 図1の位相差素子の他の例について表す構成図である。 図1の位相差素子のその他の例について表す構成図である。 図1の位相差素子の更にその他の例について表す構成図である。 図1の表示装置の他の例について表す構成図である。 図1の表示装置のその他の例について表す構成図である。 偏光眼鏡の位相差フィルムのリタデーションを表す特性図である。 右目用領域および左目用領域のリタデーションを表す特性図である。 基材フィルムのリタデーションを表す特性図である。 実施例および比較例の消光比を表す特性図である。 偏光眼鏡を用いない場合の波長分布を表す分布図である。 実施例および比較例の色度を表す特性図である。 図1の位相差素子の製造方法の一例で用いられる製造装置の構成の一例を表す模式図である。 図21に続く工程で用いられる製造装置の構成の一例を表す模式図である。 図1の位相差素子の製造方法の他の例について説明するための模式図である。
 1…表示装置、2…偏光眼鏡、10…バックライトユニット、20…液晶表示パネル、21A,21B…偏光板、22,29…透明基板、23…画素電極、24,26…配向膜、25…液晶層、27…共通電極、28…カラーフィルタ、28A…フィルタ部、28B…ブラックマトリクス部、30…位相差素子、31…基材フィルム、31’…樹脂層が形成された基材フィルム、32…位相差層、32A…右目用領域、32B…左目用領域、32C…第3の領域、40…ブラックストライプ部、40A…透過部、40B…遮光部、41…右目用眼鏡、42…左目用眼鏡、41A,42A…偏光板、41B…右目用位相差フィルム、42B…左目用位相差フィルム、43…UV硬化樹脂層、43D…UV硬化樹脂液、46…液晶層、46D…液晶、110…原盤、110A…反転パターン、200,350…巻き出しロール、210…型ロール、220,230,250,260…ガイドロール、240…ニップロール、270,390…巻き取りロール、280,360…吐出機、290,380…紫外線照射機、370…ヒータ、AX1,AX2,AX3,AX5,AX6…遅相軸、AX4,AX7,AX8…偏光軸(透過軸)、L…表示装置1から射出された光、L1…境界線、L2…右目用画像光、L3…左目用画像光、θ1、θ2、…角度。
 以下、発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態とする。)について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。

  1.実施の形態(表示装置、位相差素子)
  2.変形例(表示装置、位相差素子)
  3.実施例(表示装置)
 図1は、本発明の一実施の形態に係る表示装置の断面構成を表すものである。なお、本発明の一実施の形態に係る位相差素子については、本実施の形態の表示装置に内蔵されている場合を例示して説明するものとする。
[表示装置1の構成]
 本実施の形態の表示装置1は、後述する偏光眼鏡2を眼球の前に装着した観察者(図示せず)に対して立体映像を表示する偏光眼鏡方式の表示装置である。この表示装置1は、バックライトユニット10、液晶表示パネル20(表示パネル)および位相差素子30をこの順に積層して構成されたものである。この表示装置1において、位相差素子30の表面が映像表示面となっており、観察者側に向けられている。なお、本実施の形態では、映像表示面が垂直面(鉛直面、図1のy-z平面)と平行となるように表示装置1が配置されているものとする。また、映像表示面は、例えば長方形状となっており、映像表示面の長手方向が水平方向(図中のy軸方向)と平行となっている。また、観察者は偏光眼鏡2を眼球の前に装着した上で、映像表示面を観察するものとする。
[バックライトユニット10]
 バックライトユニット10は、例えば、反射板、光源および光学シート(いずれも図示せず)を有している。反射板は、光源からの射出光を光学シート側に戻すものであり、反射、散乱、拡散などの機能を有している。この反射板は、例えば、発泡PET(ポリエチレンテレフタレート)などによって構成されている。これにより、光源からの射出光を効率的に利用することができる。光源は、液晶表示パネル20を背後から照明するものであり、例えば、複数の線状光源が等間隔で並列配置されたり、複数の点状光源が2次元配列されたりしたものである。なお、線状光源としては、例えば、熱陰極管(HCFL;Hot Cathode FluorescentLamp)、冷陰極管(CCFL;Cold Cathode FluorescentLamp)などが挙げられる。また、点状光源としては、例えば、発光ダイオード(LED;Light EmittingDiode)などが挙げられる。光学シートは、光源からの光の面内輝度分布を均一化したり、光源からの光の発散角や偏光状態を所望の範囲内に調整したりするものであり、例えば、拡散板、拡散シート、プリズムシート、反射型偏光素子、位相差板などを含んで構成されている。また、光源は、エッジライト方式でもよく、その場合には、必要に応じて導光板や導光フィルムを用いる。
[液晶表示パネル20]
 液晶表示パネル20は、複数の画素が行方向および列方向に2次元配列された透過型の表示パネルであり、映像信号に応じて各画素を駆動することによって画像を表示するものである。この液晶表示パネル20は、例えば、図1に示したように、バックライトユニット10側から順に、偏光板21A、透明基板22、画素電極23、配向膜24、液晶層25、配向膜26、共通電極27、カラーフィルタ28、透明基板29(対向基板)および偏光板21Bを有している。
 ここで、偏光板21Aは、液晶表示パネル20の光入射側に配置された偏光板であり、偏光板21Bは液晶表示パネル20の光射出側に配置された偏光板である。偏光板21A,21Bは、光学シャッタの一種であり、ある一定の振動方向の光(偏光)のみを通過させる。偏光板21A,21Bはそれぞれ、例えば、偏光軸が互いに所定の角度だけ(例えば90度)異なるように配置されており、これによりバックライトユニット10からの射出光が液晶層を介して透過し、あるいは遮断されるようになっている。
 偏光板21Aの透過軸(図示せず)の向きは、バックライトユニット10から射出された光を透過可能な範囲内に設定される。例えば、バックライトユニット10から射出される光の偏光軸が垂直方向となっている場合には、偏光板21Aの透過軸も垂直方向を向いており、バックライトユニット10から射出される光の偏光軸が水平方向となっている場合には、偏光板21Aの透過軸も水平方向を向いている。なお、バックライトユニット10から射出される光は直線偏光光である場合に限られるものではなく、円偏光や、楕円偏光、無偏光であってもよい。
 偏光子21Bの偏光軸AX4(図2)の向きは、液晶表示パネル20を透過した光を透過可能な範囲内に設定される。例えば、偏光子21Aの偏光軸(図示せず。なお、偏光軸と透過軸とは同義である。)の向きが水平方向となっている場合には、偏光軸AX4はそれと直交する方向(垂直方向)を向いており(図2(A))、偏光子21Aの偏光軸の向きが垂直方向となっている場合には、偏光軸AX4はそれと直交する方向(水平方向)を向いている(図2(B))。
 透明基板22,29は、一般に、可視光に対して透明な基板である。なお、バックライトユニット10側の透明基板には、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のTFT(Thin Film Transistor;薄膜トランジスタ)および配線などを含むアクティブ型の駆動回路が形成されている。画素電極23は、例えば酸化インジウムスズ(ITO;Indium Tin Oxide)からなり、画素ごとの電極として機能する。配向膜24は、例えばポリイミドなどの高分子材料からなり、液晶に対して配向処理を行う。液晶層25は、例えばVA(Vertical Alignment)モード、TN(Twisted Nematic)モードまたはSTN(Super TwistedNematic)モードの液晶からなる。この液晶層25は、図示しない駆動回路からの印加電圧により、バックライトユニット10からの射出光を画素ごとに透過または遮断する機能を有している。共通電極27は、例えばITOからなり、共通の対向電極として機能する。カラーフィルタ28は、バックライトユニット10からの射出光を、例えば、赤(R)、緑(G)および青(B)の三原色にそれぞれ色分離するためのフィルタ部28Aを配列して形成されている。このカラーフィルタ28では、フィルタ部28Aは画素間の境界に対応する部分に、遮光機能を有するブラックマトリクス部28Bが設けられている。
[位相差素子30]
 次に、位相差素子30について説明する。図3(A)は、本実施の形態の位相差素子30の構成の一例を斜視的に表したものである。図3(B)は、図3(A)の位相差素子30の遅相軸について表したものである。同様に、図4(A)は、本実施の形態の位相差素子30の構成の他の例を斜視的に表したものである。図4(B)は、図4(A)の位相差素子30の遅相軸について表したものである。なお、図3(A),(B)に示した位相差素子30と、図4(A),(B)に示した位相差素子30は、基材フィルム31(後述)の遅相軸AX3の向きの点で相違している。
 位相差素子30は、液晶表示パネル20の偏光子21Bを透過した光の偏光状態を変化させるものである。この位相差素子30は、例えば、図1に示したように、基材フィルム31と、位相差層32とを有している。
 基材フィルム31は、例えば、光学異方性を有する薄い樹脂フィルムによって構成されている。樹脂フィルムとしては、光学異方性の小さい、つまり複屈折の小さいものが好ましい。そのような特性を持つ樹脂フィルムとしては、例えば、TAC(トリアセチルセルロース)、COP(シクロオレフィンポリマー)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)などが挙げられる。ここで、COPとしては、例えば、ゼオノアやゼオネックス(日本ゼオン(株)登録商標)、アートン(JSR(株)登録商標)などがある。基材フィルムの31の厚さは、例えば、30μm以上500μm以下が好ましい。また、基材フィルム31のリタデーションは、20nm以下であることが好ましく、10nm以下であることがより好ましい。
 基材フィルム31は、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。基材フィルム31が多層構造となっている場合には、例えば、基材フィルム31の表面に、位相差層32の材料を配向させる機能を有する樹脂層(図示せず)が形成された2層構造となっている。ここで、樹脂層は、従来の光配向膜や、ポリイミド配向膜とは異なり、樹脂層において光吸収や色づきはほとんど生じないことが好ましい。樹脂層としては、例えば、アクリル系硬化型樹脂を用いることができる。なお、本明細書において、基材フィルムとしては、特に断りがない限り、上記樹脂層が形成された基材フィルムも含むものとする。
 なお、基材フィルム31の表面(上記樹脂層を設ける場合には、樹脂層の表面)には、例えば、位相差層32の右目用領域32Aおよび左目用領域32Bに対応した複数(ここでは2種類)の溝領域(図示せず)がパターニング形成されている。該溝領域は、例えばストライプ状に、交互に配列されている。これらのストライプ幅は、例えば、表示装置1における画素ピッチと同等の幅となっている。
 複数の溝領域においては、それぞれ、複数の微細溝が互いに同一の方向に沿って延在している。そして、右目用領域32Aに対応する複数の微細溝の延在方向と、左目用領域32Bに対応する複数の微細溝の延在方向は、例えば、互いに直交している。また、これらの複数の溝の延在方向は、溝領域のストライプ方向を基準としてそれぞれ、-45°,+45°の角度をなしている。
 なお、複数の微細溝の開口幅(複数の微細溝のピッチ)は、例えば2μm以下(より好ましくは1μm以下)となっているのが好ましい。複数の微細溝のピッチが2μm以下とすることにより、製造過程において、複数の微細溝上に位相差層32を構成する材料(例えば、後述する液晶材料)を配向させることが容易となる。
 基材フィルム31の遅相軸AX3は、例えば、図3~図4に示したように、垂直方向(図3(B))または水平方向(図4(B))を向いている。より詳細には、遅相軸AX3は、後述の位相差層32についての説明からわかるように、右目用領域32Aおよび左目用領域32Bの短手方向または長手方向と同一の方向を向いており、境界線L1の向きと直交する方向または同一の方向を向いている。また、遅相軸AX3は、遅相軸AX1,AX2と交差する方向を向いており、遅相軸AX1と遅相軸AX2との二等分線(垂直方向の二等分線または水平方向の二等分線)と平行な方向を向いていることが好ましい。
 なお、本明細書において、「平行」、「直交」、「垂直」、「同一の方向」という場合には、本発明の効果を損なわない限度において、それぞれ、略平行、略直交、略垂直、略同一の方向、を含むものとする。例えば、製造誤差、バラツキ等の諸要因に起因する誤差を含むものである。
 位相差層32は、光学異方性を有する薄い層である。この位相差層32は、基材フィルム31の表面に設けられたものであり、液晶表示パネル20の光射出側の表面(偏光板21B)に粘着剤(図示せず)などによって貼り付けられている(図1)。この位相差層32は、遅相軸の向きが互いに異なる二種類の位相差領域(右目用領域32A,左目用領域32B)を有している。なお、本実施の形態の右目用領域32Aが本発明の「一方の種類の位相差領域」の一具体例に相当し、本実施の形態の左目用領域32Bが本発明の「他方の種類の位相差領域」の一具体例に相当する。
 位相差層32は、例えば重合性の高分子液晶材料を含んで構成される。例えば、位相差層32では、上述した基材フィルム31の表面(上記樹脂層を設ける場合には、樹脂層の表面)にパターニング形成された複数の溝領域上に、液晶分子が配向・固定されている。高分子液晶材料としては、相転移温度(液晶相-等方相)、液晶材料の屈折率波長分散特性、粘性特性、プロセス温度などに応じて選定された材料が用いられる。但し、重合基としてアクリロイル基あるいはメタアクリロイル基を有していることが、透明性の観点から好ましい。また、重合性官能基と液晶骨格との間にメチレンスペーサのない材料を用いることが好ましい。プロセス時の配向処理温度を低くすることができるためである。この位相差層32の厚みは、例えば0.1μm~10μmが好ましい。なお、位相差層32は、重合した高分子液晶材料のみで構成されている必要はなく、その一部に未重合の液晶性モノマーを含んでいてもよい。位相差層32に含まれる未重合の液晶性モノマーは、配向処理(加熱処理)によって、その周囲に存在する液晶分子の配向方向と同様の方向に配向し、高分子液晶材料の配向特性と同様の配向特性を有するからである。
 なお、基材フィルム31と位相差層32は、直接接して設けられていてもよいし、他の層が介在していてもよい。他の層としては、基材フィルム31と位相差層32の密着性を高めるためのアンカー層などが挙げられる。また、基材フィルム31(または基材フィルム上に設けられた樹脂層)と位相差層32の間に、位相差層32を構成する所定の材料(例えば、上記液晶材料)の配向性を良好にするための無配向性薄膜を別途設けてもよい。これにより、製造過程において基材フィルム31上に位相差層32を形成した場合に、基板フィルム31表面の分子配向の影響が、位相差層32に及ぶ割合を低減することができる。
 右目用領域32Aおよび左目用領域32Bは、例えば、図1、図3(A)、図4(A)に示したように、共通する一の方向(水平方向)に延在する帯状の形状となっている。これら右目用領域32Aおよび左目用領域32Bは、基材フィルム31の面内方向に、隣接して規則的に配置されており、具体的には、右目用領域32Aおよび左目用領域32Bの短手方向(垂直方向)に交互に配置されている。従って、右目用領域32Aおよび左目用領域32Bを隔てる境界線L1は、右目用領域32Aおよび左目用領域32Bの長手方向(水平方向)と同一の方向を向いている。
 右目用領域32Aは、図3~図4に示したように、隣接する左目用領域32Bとの境界線L1と直交以外の角度θ1(0°<θ1<90°)で交差する方向に遅相軸AX1を有している。一方、左目用領域32Bは、図3~図4に示したように、隣接する右目用領域32Aとの境界線L1と直交以外の角度θ2(0°<θ2<90°)で交差する方向であって、かつ遅相軸AX1の向きとは異なる方向に遅相軸AX2を有している。
 ここで、「遅相軸AX1の向きとは異なる方向」とは、単に、遅相軸AX1の向きとは異なるということを意味しているだけでなく、境界線L1に関して、遅相軸AX1とは反対方向に回転しているということを意味している。つまり、遅相軸AX1,AX2は、境界線L1を挟んで互いに異なる方向に回転している。遅相軸AX1の角度θ1と、遅相軸AX2の角度θ2とは、絶対値としては(回転方向を考慮しない場合には)、互いに等しいことが好ましい。ただし、これらが、製造誤差などによって若干、互いに異なっていてもよく、場合によっては製造誤差よりも大きな角度で互いに異なっていてもよい。なお、上記した製造誤差としては、右目用領域32Aおよび左目用領域32Bを製造する技術によっても異なるが、例えば最大で5°程度である。
 今後、特に断りの無い限り、偏光眼鏡2が円偏光タイプであり、表示装置1としては円偏光眼鏡用の表示装置である場合について言及する。この場合、角度θ1,θ2は、例えば、角度θ1が+45°となり、角度θ2が-45°となることが好ましい。
 また、遅相軸AX1,AX2は、図2~図4に示したように、水平方向および垂直方向のいずれの方向とも交差する方向を向いており、基材フィルム31の遅相軸AX3とも交差する方向を向いている。また、遅相軸AX1,AX2は、遅相軸AX1と遅相軸AX2との水平方向の二等分線が境界線L1と平行な方向を向くような方向に向いていることが好ましい。
 また、遅相軸AX1,AX2は、図2(A),(B)に示したように、液晶表示パネル20の光射出側の偏光板21Bの偏光軸AX4とも交差する方向を向いている。さらに、遅相軸AX1は、後述する偏光眼鏡2の右目用位相差フィルム41Bの遅相軸AX5の向きと同一の方向か、またはその方向と対応する方向を向いており、左目用位相差フィルム42Bの遅相軸AX6の向きと異なる方向を向いている。一方、遅相軸AX2は、遅相軸AX6の向きと同一の方向か、またはその方向と対応する方向を向いており、遅相軸AX5の向きと異なる方向を向いている。
[偏光眼鏡2] 
 次に、偏光眼鏡2について説明する。図5は、偏光眼鏡2の構成の一例を、表示装置1と共に斜視的に表したものである。偏光眼鏡2は、観察者(図示せず)の眼球の前に装着されるものであり、映像表示面に映し出される映像を観察する際に観察者によって用いられるものである。この偏光眼鏡2は、例えば、図5に示したように、右目用眼鏡41および左目用眼鏡42を有している。
 右目用眼鏡41および左目用眼鏡42は、表示装置1の映像表示面と対向するように配置されている。なお、これら右目用眼鏡41および左目用眼鏡42は、図5に示したように、できるだけ一の水平面内に配置されることが好ましいが、多少傾いた平坦面内に配置されていてもよい。
 右目用眼鏡41は、例えば、偏光板41Aおよび右目用位相差フィルム41Bを有している。一方、左目用眼鏡42は、例えば、偏光板42Aおよび左目用位相差フィルム42Bを有している。右目用位相差フィルム41Bは、偏光板41Aの表面であって、かつ表示装置1から射出された光L入射側に設けられたものである。左目用位相差フィルム42Bは、偏光板42Aの表面であって、かつ光Lの入射側に設けられたものである。
 偏光板41A,42Aは、偏光眼鏡2の光射出側に配置されており、ある一定の振動方向の光(偏光)のみを通過させる。例えば図2において、偏光板41A,42Aの偏光軸AX7,AX8はそれぞれ、偏光板21B(表示パネルの射出側)の偏光軸AX4と直交する方向を向いている。偏光軸AX7,AX8はそれぞれ、例えば、図2(A),(B)に示したように、偏光軸AX4が垂直方向を向いている場合には水平方向を向いており、偏光軸AX4が水平方向を向いている場合には垂直方向を向いている。
 右目用位相差フィルム41Bおよび左目用位相差フィルム42Bは、光学異方性を有する薄いフィルムである。これらの位相差フィルムの厚さは、例えば、30μm以上200μm以下が好ましい。また、これらの位相差フィルムとしては、光学異方性の小さい、つまり複屈折の小さいものが好ましい。そのような特性を持つ樹脂フィルムとしては、例えば、COP(シクロオレフィンポリマー)、PC(ポリカーボネート)、などが挙げられる。ここで、COPとしては、例えば、ゼオノアやゼオネックス(日本ゼオン(株)登録商標)、アートン(JSR(株)登録商標)などがある。右目用位相差フィルム41Bの遅相軸AX5および左目用位相差フィルム42Bの遅相軸AX6は、図2に示したように、水平方向および垂直方向のいずれの方向とも交差する方向を向いており、偏光板41A,42Aの偏光軸AX7,AX8とも交差する方向を向いている。また、遅相軸AX5,AX6は、遅相軸AX5,AX6との垂直方向の二等分線が、境界線L1と直交する方向を向くような方向に向いていることが好ましい。また、遅相軸AX5は、遅相軸AX1の向きと同一の方向か、またはその方向と対応する方向を向いており、遅相軸AX2の向きと異なる方向を向いている。一方、遅相軸AX6は、遅相軸AX2と同一の方向か、またはその方向と対応する方向を向いており、遅相軸AX1の向きと異なる方向を向いている。
[リタデーション]
 図6~図9を参照して、位相差素子30と偏光眼鏡2のリタデーションについて説明する。図6および図7は、位相差層32の右目用領域32Aに入射した右目用画像光L2のみに着目し、偏光眼鏡2を介して、光L2が左右の目でどのように認識されるかを示した概念図である。また、図8および図9は、位相差層32の右目用領域32Bに入射した左目用画像光L3のみに着目し、偏光眼鏡2を介して、光L3が左右の目でどのように認識されるかを示した概念図である。
 なお、実際には、右目用画像光L2および左目用画像光L3は、混在した状態で出力されるが、図6~図9では、説明の便宜上、右目用画像光L2と左目用画像光L3を別個に分けて記述した。
 ところで、偏光眼鏡2を用いて観察した場合に、例えば、図6(A),(B)、図7(A),(B)に示したように、右目には右目用画素の画像が認識でき、左目には右目用画素の画像が認識できないようにすることが必要である。また、同時に、例えば、図8(A),(B)、図9(A),(B)に示したように、左目には左目用画素の画像が認識でき、右目には左目用画素の画像が認識できないようにすることが必要である。そのためには、以下に示すように、右目用領域32Aおよび右目用位相差フィルム41Bのリタデーションならびに左目用領域32Bおよび左目用位相差フィルム42Bのリタデーションを設定することが好ましい。
 具体的には、右目用領域32Aおよび左目用領域32Bのリタデーションのうち一方が+λ/4となっており、他方が-λ/4となっていることが好ましい。ここで、リタデーションの符号が逆になっているのは、それぞれの遅相軸の向きが90°異なることを示している。このとき、右目用位相差フィルム41Bのリタデーションは右目用領域32Aのリタデーションと同一となっていることが好ましく、左目用位相差フィルム42Bのリタデーションは左目用領域32Bのリタデーションと同一となっていることが好ましい。
[基本動作]
 次に、本実施の形態の表示装置1において画像を表示する際の基本動作の一例について、図5~図9を参照しつつ説明する。
 まず、バックライトユニット10から照射された光が液晶表示パネル20に入射している状態で、映像信号として右目用画像および左目用画像を含む視差信号が液晶表示パネル20に入力される。すると、例えば、奇数行の画素から右目用画像光L2が出力され(図6(A),(B)または図7(A),(B))、偶数行の画素から左目用画像光L3が出力される(図8(A),(B)または図9(A),(B))。
 その後、右目用画像光L2および左目用画像光L3は、位相差素子30の右目用領域32Aおよび左目用領域32Bによって楕円偏光に変換され、位相差素子30の基材フィルム31を透過したのち、表示装置1の画像表示面から外部に出力される。このとき、右目用領域32Aを通過した光と、左目用領域32Bを通過した光は共に、基材フィルム31に存在するわずかな光学異方性の影響を受ける。
 その後、表示装置1の外部に出力された光は、偏光眼鏡2に入射し、右目用位相差フィルム41Bおよび左目用位相差フィルム42Bによって楕円偏光から直線偏光に戻されたのち、偏光眼鏡2の偏光板41A,42Aに入射する。
 このとき、図6、図7に示すように、偏光板41A,42Aへの入射光のうち右目用画像光L2に対応する光の偏光軸は、偏光板41Aの偏光軸AX7と平行となっており、偏光板42Aの偏光軸AX8と直交している。従って、偏光板41A,42Aへの入射光のうち右目用画像光L2に対応する光は、偏光板41Aだけを透過して、観察者の右目に到達する。
 一方、図8、図9に示すように、偏光板41A,42Aへの入射光のうち左目用画像光L3に対応する光の偏光軸は、偏光板41Aの偏光軸AX7と直交しており、偏光板22Aの偏光軸AX8と平行となっている。従って、偏光板41A,42Aへの入射光のうち左目用画像光L3に対応する光は、偏光板42Aだけを透過して、観察者の左目に到達する。
 このようにして、右目用画像光L2に対応する光が観察者の右目に到達し、左目用画像光L3に対応する光が観察者の左目に到達した結果、観察者は表示装置1の映像表示面に立体画像が表示されているかのように認識することができる。
[効果]
 ところで、本実施の形態では、位相差素子30の基材フィルム31は、例えば、光学異方性を有する薄い樹脂フィルムによって構成されている。そのため、上述したように、右目用領域32Aを通過した光と、左目用領域32Bを通過した光は共に、基材フィルム31に存在するわずかな光学異方性の影響を受ける。そのため、観察者の目に到達した右目用の画像光および左目用の画像光にゴーストが含まれている可能性がある。また、観察者の目に到達した右目用の画像光および左目用の画像光が当初の色とは異なる色あいになっている可能性もある。
 しかし、本実施の形態では、基材フィルム31の遅相軸AX3が水平方向または垂直方向を向いており、遅相軸AX1,AX2と交差する方向を向いている。そのため、基材フィルム31の光学異方性に起因する影響が基材フィルム31を透過するそれぞれの光に及び、基材フィルム31を透過する右目用に対応する光および左目用に対応する光のうちいずれか一方の光にだけ、該影響が極端に大きく及ぶことがない。その結果、例えば、左目または右目だけにゴーストが強く見えたり、左目と右目で映像の色が異なってしまったりするなどのアンバランスを低減することができる。従って、アンバランスの生じにくい位相差素子30および表示装置1を実現することができる。
 特に、本実施の形態において、基材フィルム31の遅相軸AX3が、遅相軸AX1と遅相軸AX2との水平方向または垂直方向の二等分線と平行な方向を向いている場合には、基材フィルム31の光学異方性に起因する影響が基材フィルム31を透過するそれぞれの光に均等に及ぶ。その結果、例えば、左目または右目だけにゴーストが強く見えたり、左目と右目で映像の色が異なってしまったりするなどのアンバランスをなくすることができる。従って、左右の映像のアンバランスが生じない位相差素子30および表示装置1を実現することができる。
 また、本実施の形態では、位相差素子30の位相差層32を支持する基材として、薄い基材フィルム(例えば、樹脂フィルム)を用いた場合には、位相差層32の支持基材としてガラス板を用いた場合よりも位相差素子30を安価に歩留まり良く製造することができる。また、位相差層32の支持基材として薄い基材フィルム(例えば、樹脂フィルム)を使用することにより、表示装置1を薄型化することもできる。
[位相差素子30の製造方法]
 ここで、本発明に係る位相差素子30の製造方法の一例について説明する。ここでは、位相差素子30に複数の溝領域が設けられているものとし、該溝領域を形成する際に、ロール状の原盤を用いた場合と、板状の原盤を用いた場合とに分けて説明する。
(ロール状の原盤を用いた場合)
 図21は、ロール状の原盤により複数の微細溝を形成する製造装置の構成の一例を表したものである。図21に記載の製造装置は、巻き出しロール200と、ガイドロール220,230,250,260と、ニップロール240と、型ロール210と、巻き取りロール270と、吐出機280と、紫外線照射機290とを備えたものである。ここで、巻き出しロール200は、基材フィルム44を同心円状に巻いたものであり、基材フィルム31を供給するためものである。巻き出しロール200から巻き出された基材フィルム31は、ガイドロール220、ガイドロール230、ニップロール240、型ロール210、ガイドロール250、ガイドロール260の順に流れて行き、最後に巻き取りロール270で巻き取られるようになっている。ガイドロール220,230は、巻き出しロール200から供給された基材フィルム31をニップロール240に導くためのものである。ニップロール240は、ガイドロール230から供給された基材フィルム31を型ロール210に押し当てるものである。型ロール210は、ニップロール240と所定の間隙を介して配置されている。型ロール210の周面には、位相差素子30の右目用・左目用領域にそれぞれ対応する複数の微細溝の反転パターンが形成されている。ガイドロール250は、型ロール210に巻きついている基材フィルム31を剥がすためのものである。また、ガイドロール260は、ガイドロール250によって剥がされた基材フィルム31を巻き取りロール270に導くためのものである。吐出機280は、巻き出しロール200から供給された基材フィルム31のうちガイドロール230と接する部分と所定の間隙を介して設けられている。吐出機280は、例えばUV硬化アクリル樹脂液を含むUV硬化樹脂液43Dを、基材フィルム31上に滴下するようになっている。紫外線照射機290は、巻き出しロール200から供給された基材フィルム44のうちニップロール240を通過した後の部分であって、かつ型ロール210と接している部分に対して紫外線を照射するようになっている。
 このような構成の製造装置を用いて、基材フィルム31を形成する。具体的にはまず、巻き出しロール200から巻き出した基材フィルム31を、ガイドロール220を介してガイドロール230に導いた後、基材フィルム31上に、UV硬化樹脂液43Dを、例えば吐出機280から滴下して、UV硬化樹脂層43を形成する。基材フィルム31上のUV硬化樹脂層43をニップロール240で、基材フィルム44を介して型ロール210の周面に押し当てる。これにより、UV硬化樹脂層43が型ロール210の周面に接し、UV硬化樹脂層43に、型ロール210の周面に形成された凹凸形状が転写される。
 その後、紫外線照射機290から、UV硬化樹脂層43に対して紫外線UVを照射して、UV硬化樹脂層43を硬化させる。続いて、ガイドロール250で、基材フィルム31を型ロール112から剥離したのち、ガイドロール260を介して巻き取りロール270に巻き取る。このようにして、樹脂層が形成された基材フィルム31’が形成される。
 なお、図示しないが、さらに上記無配向性薄膜を形成する場合には、基材フィルム31に複数の微細溝を設けた後に行う。例えば、複数の微細溝の表面に、例えばUV硬化樹脂層を配置する。該UV硬化樹脂層は、上記樹脂層を構成するUV硬化樹脂層と同一材料であっても、異なる材料であってもよい。次に、該UV硬化樹脂層にUV光を照射して、硬化させる。これにより、複数の微細溝の表面に倣って無配向性薄膜が形成される。無配向性薄膜は、図21の製造装置と一連の構造の装置を用いて、形成することができる(図示せず)。
 次に、位相差層32の形成方法について説明する。まず、図22に示したように、巻き出しロール350から基材フィルム31’を巻き出したのち、複数の微細溝(または無配向性薄膜)の表面に、液晶性モノマーを含む液晶46Dを吐出機360から滴下して、液晶層46を形成する。続いて、上記の製造方法と同様の目的で、ヒータ370を用いて、基材フィルム31’の表面に塗布された液晶層46の液晶性モノマーの配向処理(加熱処理)を行った後、液晶層46を相転移温度よりも少し低い温度まで徐冷する。これにより、液晶性モノマーは、基材フィルム31’の表面に形成された複数の微細溝(または無配向性薄膜)のパターンに応じて配向する。
 次に、紫外線照射機380から、配向処理後の液晶層46に対して、UV光を照射して、の液晶層46内の液晶性モノマーを重合させる。なお、このとき、処理温度は、一般に室温付近であることが多いが、リタデーション値を調整するために温度を相転移温度以下の温度まで上げてもよい。これにより、複数の微細溝のパターンに沿って液晶分子の配向状態が固定され、位相差層32(右目用領域32Aおよび左目用領域32B)が形成される。以上により、位相差素子30が完成する。その後、位相差素子30を巻き取りロール390に巻き取る。
 なお、UV硬化樹脂層43を設けずに、基材フィルム31に直接、原盤の反転パターンを転写して、複数の微細溝が形成された基材フィルムを完成させてもよい。この場合、上記のUV硬化樹脂層43の形成工程を省略するほかは、上記製造方法と同様に位相差素子30を作製できる。
 本実施の形態では、従来のように配向膜を用いて液晶分子を配向させる場合と異なり、高温での加熱処理を必要としないため、ガラス材料などに比べて、加工し易く、かつ安価な基材フィルム(例えば、樹脂フィルム)を用いることができる。
(板状の原盤を用いた場合)
 次に、図23を参照して、板状の原盤を用いた場合の位相差素子30の作製方法について説明する。まず、基材フィルム31を用意する。そして、位相差素子30の右目用・左目用領域にそれぞれ対応する複数の微細溝の反転パターン110Aが形成された板状の原盤110の表面に、例えばUV硬化樹脂層43(例えば、アクリル系樹脂)を配置したのち、UV硬化樹脂層43を、基材フィルム31で封止する。次に、UV硬化樹脂層43にUV光を照射して硬化させた後、原盤110を剥離する。これにより、樹脂層が形成された基材フィルム31’が形成される(図23(A))。
 なお、図示しないが、さらに上記無配向性薄膜を形成する場合には、基材フィルム31に複数の微細溝を設けた後に行う。例えば、複数の微細溝の表面に、例えばUV硬化樹脂層を配置する。該UV硬化樹脂層は、UV硬化樹脂層43と同一材料であっても、異なる材料であってもよい。次に、該UV硬化樹脂層にUV光を照射して、硬化させる。これにより、複数の微細溝の表面に倣って無配向性薄膜が形成される。
 次に、位相差層32の形成方法について説明する(図23(B))。まず、複数の微細溝(または無配向性薄膜)の表面に、液晶性モノマーを含む液晶層46を、例えばロールコータなどでコーティングして形成する。このとき、液晶層46には、必要に応じて、液晶性モノマーを溶解させるための溶媒、重合開始剤、重合禁止剤、界面活性剤、レベリング剤などを用いることができる。溶媒としては、特に限定されないが、液晶性モノマーの溶解性が高く、室温での蒸気圧が低く、また室温で蒸発しにくいものを用いることが好ましい。室温で蒸発しにくい溶媒としては、例えば、1-メトキシ-2-アセトキシプロパン(PGMEA)、トルエン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)などが挙げられる。これは、室温で蒸発しやすい溶媒を用いると、液晶層46を塗布形成後の溶媒の蒸発速度が速すぎて、溶媒の蒸発後に形成される液晶性モノマーの配向に乱れが生じやすくなるためである。
 次に、液晶層46の液晶性モノマーの配向処理(加熱処理)を行う。この加熱処理は、液晶性モノマーの相転移温度以上であって、特に溶媒を用いた場合には、この溶媒が乾燥する温度以上の温度で行うようにする。ここで、前工程における液晶性モノマーのコーティングによって、液晶性モノマーと微細溝との界面にずり応力が働き、流れによる配向(流動配向)や力による配向(外力配向)が生じ、液晶分子が意図しない方向に配向してしまうことがある。上記加熱処理は、このような意図しない方向に配向してしまった液晶性モノマーの配向状態を一旦キャンセルするために行われる。これにより、液晶層46では、溶媒が乾燥して液晶性モノマーのみとなり、その状態は等方相となる。
 次に、液晶層46を相転移温度よりも少し低い温度まで徐冷する。これにより、液晶性モノマーが、複数の微細溝(または無配向性薄膜)のパターンに応じて配向する。
 次に、配向処理後の液晶層46に対して、例えばUV光を照射することにより、液晶性モノマーを重合させる。なお、このとき、処理温度は、一般に室温付近であることが多いが、リタデーション値を調整するために温度を相転移温度以下の温度まで上げてもよい。これにより、複数の微細溝(または無配向性薄膜)のパターンに沿って液晶分子の配向状態が固定され、右目用領域32Aおよび左目用領域32Bが形成される。以上により、位相差素子30が完成する(図23(B))。
 なお、UV硬化樹脂層43を設けずに、基材フィルム31に直接、原盤の反転パターン110Aを転写して、複数の微細溝が形成された基材フィルムを完成させてもよい。この場合、上記のUV硬化樹脂層43の形成工程を省略するほかは、上記製造方法と同様に位相差素子30を作製できる。
 本実施の形態では、従来のように配向膜を用いて液晶分子を配向させる場合と異なり、高温での加熱処理を必要としないため、ガラス材料などに比べて、加工し易く、かつ安価な基材フィルム(例えば、樹脂フィルム)を用いることができる。
[変形例]
 上記実施の形態では、位相差素子30には、遅相軸の向きが互いに異なる二種類の位相差領域(右目用領域32A,左目用領域32B)が設けられていたが、遅相軸の向きが互いに異なる三種類以上の位相差領域が設けられていてもよい。例えば、図10に示したように、位相差素子30に、右目用領域32A,左目用領域32Bのほかに、これら右目用領域32Aおよび左目用領域32Bの遅相軸AX1,AX2の向きとは異なる向きの遅相軸を有する第3の領域32Cを新たに設けることも可能である。
 また、上記実施の形態では、位相差素子30の位相差領域(右目用領域32A,左目用領域32B)が水平方向に延在している場合が例示されていたが、それ以外の方向に延在していてもかまわない。例えば、図11に示したように、位相差素子30の位相差領域(右目用領域32A,左目用領域32B)が垂直方向に延在していていてもよい。
 また、上記実施の形態および変形例では、位相差素子30の位相差領域(右目用領域32A,左目用領域32B)が位相差素子30の水平方向もしくは垂直方向全体に渡って延在している場合が例示されていたが、例えば、図12に示したように、水平方向および垂直方向の双方に2次元配置されていてもよい。なお、2次元配置した場合であっても、各位相差領域の境界線は、垂直方向の境界線と定義される。
 また、上記実施の形態および各変形例では、位相差素子30を表示装置1に適用した場合が例示されていたが、他のデバイスに適用することももちろん可能である。
 また、上記実施の形態および各変形例では、液晶表示パネル20から出力される光の発散角を制御するものを特に設けていなかったが、例えば、図13に示したように、液晶表示パネル20と位相差素子30との間に、ブラックストライプ部40を設けてもよい。このブラックストライプ部40は、液晶表示パネル20内の画素電極23との対向領域内に設けられた透過部40Aと、この透過部40Aの周囲に設けられた遮光部40Bとを有している。これにより、観察者が斜め上側や斜め下側から画像表示面を観察した場合に、左目用画素を通過した光が右目用領域32Aに入ったり、右目用画素を通過した光が左目用領域32Bに入ったりするクロストークと呼ばれる問題点を解消することができる。
 なお、ブラックストライプ部40を常に、液晶表示パネル20と位相差素子30との間に設ける必要はなく、例えば、図14に示したように、液晶表示パネル20内の偏光板21Bと透明基板29の間に設けることも可能である。
 以上では、偏光眼鏡2が円偏光タイプであり、表示装置1としては円偏光眼鏡用の表示装置である場合について説明をしたが、偏光眼鏡2が直線偏光タイプであり、表示装置1として直線偏光眼鏡用の表示装置である場合についても適用できる。
[実施例]
 以下、本実施の形態の表示装置1の実施例1,2について、比較例1,2と対比して説明する。
 図3のように、基材フィルム31の遅相軸AX3を境界線L1に対し垂直方向に向けたものを実施例1とし、図4のように基材フィルム31の遅相軸AX3を境界線L1に対し水平方向に向けたものを実施例2とした。つまり、実施例1,2では、遅相軸AX3を遅相軸AX1,AX2と交差させ、しかも遅相軸AX1,AX2の垂直方向または水平方向の二等分線の方向とおおよそ同一の方向を向かせた。一方、基材フィルム31の遅相軸AX3を左目用領域32Bの遅相軸AX2と同一方向にしたものを比較例1とし、基材フィルム31の遅相軸AX3を右目用領域32Aの遅相軸AX1と同一方向にしたものを比較例2とした。
 まず、上記実施例1,2および比較例1,2について消光比を計測し、評価した。消光比は、以下の算出式(1),(2)によって求められるものであり、どの程度ゴーストが生じてしまうかという程度を定量的に求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 図2に示すように、偏光眼鏡2における偏光板41Aおよび42Aの透過軸AX7およびAX8は、表示装置1の光射出側の偏光板21Bの透過軸AX4との関係で、それぞれクロスニコルの配置になっていることが好ましいので、出射側の偏光板21Bの透過軸AX4を垂直方向とし、透過軸AX7,AX8を水平方向とした。また、位相差層32の右目用領域32Aおよび左目用領域32Bのリタデーションを、ほぼλ/4とした。また、左目用領域32Bの遅相軸AX2と左目用位相差フィルム42Bの遅相軸AX6を同じ向きとし、右目用領域32Aの遅相軸AX1と右目用位相差フィルム41Bの遅相軸AX5とを同じ向きとした。このような配置において、右目用領域32Aおよび左目用領域32Bの消光比の計算を、拡張ジョーンズ行列法を用いて行った。
 なお、偏光眼鏡2の左右の位相差フィルム41B,42B、ならびに位相差素子30の右目用領域32Aおよび左目用領域32Bのリタデーションは、全ての波長でλ/4またはそれと同等であることが好ましい。ここでは、偏光眼鏡2の位相差フィルム21A,22Bとしてポリカーボネートを想定し、右目用領域32Aおよび左目用領域32Bの材料として液晶ポリマーを想定した。
 偏光眼鏡2の位相差フィルム41A,42Bは、右目用も左目用もリタデーションが等しいものとし、図15に示すリタデーション値とした。また、右目用領域32Aおよび左目用領域32Bについてもリタデーションが等しいものとし、図16に示すリタデーション値とした。一方、位相差素子30の基材フィルム31は、若干のリタデーションを有する。ここでは、基材フィルム31として100μm厚みのゼオノア(日本ゼオン(株)登録商標)フィルムを想定し、図17に示すリタデーション値とした。つまり、基材フィルム31のリタデーションは可視領域において、約6nmとした。
 消光比の計算結果を図18に示した。比較例1では、左目用領域32Bの消光比が低くなってしまった。これは、左目用画素の映像が左目だけでなく、右目にも入っており、右目の映像にゴーストが生じていることを意味する。比較例2では、右目用領域32Aの消光比が低くなってしまった。これは、右目用画素の映像が右目だけでなく、左目にも入っており、左目にゴーストが生じていることを意味する。従って、比較例1および比較例2の場合には、片方の目のみ強いゴーストが生じてしまい、立体映像の観察がしづらくなってしまう。一方、実施例1および実施例2では、両方の目とも同じ消光比であり、片方の目のみ強いゴーストが生じることがない。従って、立体映像の観察がしやすく、好適である。
 続いて、上記実施例1,2および比較例1,2について色度を計測し、評価した。偏光眼鏡2を用いない場合の波長分布を図19に示した。この場合の色度は、CIE(国際照明委員会)のL*u*v*表色系において、u‘=0.1947、v’=0.39060となる。これに対し、実施例1,2および比較例1,2の色度を図20に示した。この図から、比較例1および比較例2では、左目と右目で色度が異なり、色の見え方が異なってしまうのに対し、実施例1および実施例2では、左目も右目も色度が等しく、色の差がないことが分かった。

Claims (8)

  1.  光学異方性を有する基材フィルムと、
     前記基材フィルム上に形成され、光学異方性を有する位相差層と
     を備え、
     前記位相差層は遅相軸の向きが互いに異なる二種類以上の位相差領域を有し、
     前記二種類以上の位相差領域は、前記基材フィルムの面内方向に、隣接して規則的に配置され、
     前記各位相差領域は互いに隣接する位相差領域の境界線と直交以外の角度で交差する方向に遅相軸を有し、
     前記基材フィルムは前記境界線と平行な方向または直交する方向に遅相軸を有する位相差素子。
  2.  前記基材フィルムは樹脂フィルムからなる請求項1に記載の位相差素子。
  3.  前記一方の種類の位相差領域は+λ/4のリタデーションを有し、
     前記他方の種類の位相差領域は-λ/4のリタデーションを有する請求項1に記載の位相差素子。
  4.  前記位相差層は、前記位相差領域を二種類有し、
     前記各位相差領域は、前記一方の種類の位相差領域の遅相軸と、前記他方の種類の位相差領域の遅相軸との二等分線が前記基材フィルムの遅相軸と平行となるような方向に遅相軸を有する請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の位相差素子。
  5.  光学異方性を有する基材フィルムと、
     前記基材フィルム上に形成され、光学異方性を有する位相差層と
     を備え、
     前記位相差層は遅相軸の向きが互いに異なる二種類以上の位相差領域を有し、
     前記二種類以上の位相差領域は、前記基材フィルムの面内方向に、隣接して規則的に配置され、
     前記基材フィルムの遅相軸および前記各種類の位相差領域の遅相軸は互いに交差している位相差素子。
  6.  前記位相差層は、前記位相差領域を二種類有し、
     前記基材フィルムは、前記一方の種類の位相差領域の遅相軸と、前記他方の種類の位相差領域の遅相軸との二等分線と平行な方向に遅相軸を有する請求項5に記載の位相差素子。
  7.  画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、
     前記表示パネルを照明するバックライトユニットと、
     前記表示パネルとの関係で前記バックライトユニットとは反対側に設けられた位相差素子と
     を備え、
     前記位相差素子は、
     光学異方性を有する基材フィルムと、
     前記基材フィルム上に形成され、光学異方性を有する位相差層と
     を備え、
     前記位相差層は遅相軸の向きが互いに異なる二種類以上の位相差領域を有し、
     前記二種類以上の位相差領域は、前記基材フィルムの面内方向に、隣接して規則的に配置され、
     前記各位相差領域は互いに隣接する位相差領域の境界線と直交以外の角度で交差する方向に遅相軸を有し、
     前記基材フィルムは前記境界線と平行な方向または直交する方向に遅相軸を有する表示装置。
  8.  画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、
     前記表示パネルを照明するバックライトユニットと、
     前記表示パネルとの関係で前記バックライトユニットとは反対側に設けられた位相差素子と
     を備え、
     前記位相差素子は、
     光学異方性を有する基材フィルムと、
     前記基材フィルム上に形成され、光学異方性を有する位相差層と
     を備え、
     前記位相差層は遅相軸の向きが互いに異なる二種類以上の位相差領域を有し、
     前記二種類以上の位相差領域は、前記基材フィルムの面内方向に、隣接して規則的に配置され、
     前記基材フィルムの遅相軸および前記各種類の位相差領域の遅相軸は互いに交差している表示装置。
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KR1020117006630A KR101227120B1 (ko) 2008-10-15 2009-10-14 광학 적층체, 위상차 소자를 갖춘 표시 패널, 및 표시 장치
BRPI0906067-7A BRPI0906067A2 (pt) 2008-10-15 2009-10-14 Elemento de diferença de fase e dispositivo de exibição
US13/037,873 US8223280B2 (en) 2008-10-15 2011-03-01 Phase difference element and display device
US13/533,623 US8305503B1 (en) 2008-10-15 2012-06-26 Phase difference element and display device

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Related Child Applications (2)

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WO (1) WO2010044414A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102313922A (zh) * 2010-06-30 2012-01-11 索尼公司 相位差元件以及显示单元
JP2012220853A (ja) * 2011-04-12 2012-11-12 Keiwa Inc メガネ用位相差フィルム、3dメガネ用光学シート及び3dメガネ
JP2012242512A (ja) * 2011-05-17 2012-12-10 Dainippon Printing Co Ltd 配向層用原版、位相差フィルムの製造方法、長尺状配向膜および長尺位相差フィルム
JP2014145798A (ja) * 2013-01-25 2014-08-14 Citizen Holdings Co Ltd 製造方法および製造支援装置
WO2017208617A1 (ja) * 2016-06-02 2017-12-07 富士フイルム株式会社 視野角制御フィルムおよび画像表示装置
WO2018003380A1 (ja) * 2016-06-30 2018-01-04 富士フイルム株式会社 光学装置および表示装置

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110109565A (ko) * 2010-03-31 2011-10-06 삼성전자주식회사 백라이트 유닛, 이를 구비한 3d 디스플레이 및 3d 영상 형성 방법
CN102253495B (zh) * 2010-05-18 2013-10-30 京东方科技集团股份有限公司 双视显示设备和系统
US20120200792A1 (en) * 2010-10-06 2012-08-09 Arisawa Mfg. Co., Ltd. Phase shift plate and stereoscopic displaying apparatus having the same
JP5178811B2 (ja) * 2010-12-10 2013-04-10 株式会社有沢製作所 立体画像表示装置
KR101556817B1 (ko) * 2011-03-23 2015-10-01 주식회사 엘지화학 입체 영상 표시 장치
KR101814777B1 (ko) * 2011-08-05 2018-01-05 엘지디스플레이 주식회사 입체영상 표시장치
WO2013022258A2 (ko) * 2011-08-09 2013-02-14 주식회사 엘지화학 광학 필터
KR101472180B1 (ko) * 2011-08-09 2014-12-15 주식회사 엘지화학 광학 필터
JP5783846B2 (ja) * 2011-08-19 2015-09-24 富士フイルム株式会社 3d画像表示用光学フィルム、3d画像表示装置及び3d画像表示システム
US9066090B2 (en) * 2011-09-09 2015-06-23 Lg Display Co., Ltd. Stereoscopic image display and method for manufacturing the same
JP5635571B2 (ja) 2011-09-27 2014-12-03 富士フイルム株式会社 パターン位相差フィルム、パターン偏光板、画像表示装置、及び立体画像表示システム
CN103930820B (zh) 2011-11-17 2016-03-30 Lg化学株式会社 光学器件
CN103163652B (zh) * 2011-12-15 2015-12-16 乐金显示有限公司 偏振眼镜型立体图像显示器
TWI480593B (zh) * 2011-12-15 2015-04-11 Lg Display Co Ltd 偏光眼鏡型立體影像顯示器
GB2497619B (en) 2011-12-15 2016-04-06 Lg Display Co Ltd Polarization glasses type stereoscopic image display
KR20130069306A (ko) * 2011-12-15 2013-06-26 엘지디스플레이 주식회사 편광안경 방식의 입체영상 표시장치
CN102591069B (zh) 2012-03-27 2014-08-20 深圳市华星光电技术有限公司 立体影像显示装置
KR101970526B1 (ko) * 2012-04-26 2019-04-19 엘지전자 주식회사 이동 단말기
KR101396085B1 (ko) * 2012-05-02 2014-05-15 엘지디스플레이 주식회사 블랙 스트립을 구비한 패턴드 리타더 타입의 영상 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101977241B1 (ko) * 2012-05-23 2019-05-10 엘지디스플레이 주식회사 패턴드 리타더 방식의 입체 영상 표시장치에 적용되는 블랙 스트립을 구비한 편광 필름
KR101455312B1 (ko) * 2012-06-21 2014-10-27 엘지디스플레이 주식회사 패턴드 리타더 방식의 입체영상 표시장치 및 그 제조 방법
TWI536053B (zh) * 2012-06-26 2016-06-01 Far Eastern New Century Corp The method of making the phase difference plate and the prepared phase difference plate and the phase difference plate layer fit
KR101370416B1 (ko) * 2012-07-02 2014-03-06 엘지디스플레이 주식회사 입체영상 표시장치 및 그 제조 방법
KR101335526B1 (ko) 2012-09-12 2013-12-02 엘지디스플레이 주식회사 입체영상 표시장치
CN102866529A (zh) * 2012-09-19 2013-01-09 深圳市华星光电技术有限公司 一种偏光式三维液晶显示器及其制作方法
US20140078426A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-20 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Patterned Retarder 3D Liquid Crystal Display and the Manufacturing Method Thereof
TWI522653B (zh) 2012-11-29 2016-02-21 Lg化學股份有限公司 顯示裝置與偏光眼鏡
US9778474B2 (en) 2013-07-19 2017-10-03 Sakai Display Products Corporation Display panel and display apparatus
WO2019186912A1 (ja) * 2018-03-29 2019-10-03 シャープ株式会社 表示デバイスおよびその製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10160933A (ja) * 1996-12-04 1998-06-19 Sharp Corp 偏光素子、位相差素子およびそれらの製造方法
JPH10239641A (ja) * 1997-02-27 1998-09-11 Sharp Corp 偏光眼鏡および画像表示システム
JP3360787B2 (ja) 1996-12-02 2002-12-24 シャープ株式会社 立体表示装置
JP2005173547A (ja) * 2003-07-31 2005-06-30 Dainippon Ink & Chem Inc 光学異方体の製造方法
JP2005173548A (ja) * 2003-07-31 2005-06-30 Dainippon Ink & Chem Inc 光学異方体、及びその製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10268233A (ja) 1997-01-22 1998-10-09 Sharp Corp 画像表示装置
JP3767962B2 (ja) * 1997-02-19 2006-04-19 シャープ株式会社 映像表示システム
JP3461680B2 (ja) * 1997-03-13 2003-10-27 シャープ株式会社 光学素子の製造方法および画像表示装置
GB2331812A (en) 1997-11-26 1999-06-02 Sharp Kk Optical retardation devices
JP2003055477A (ja) 2001-08-15 2003-02-26 Fuji Photo Film Co Ltd セルロースアセテートフイルム、光学補償シート、偏光板および液晶表示装置
JP2005049865A (ja) 2003-07-17 2005-02-24 Arisawa Mfg Co Ltd 光学位相差素子の製造方法
KR100449879B1 (ko) 2003-08-18 2004-09-22 주식회사 참비전 입체 영상 표시 장치
JP4027898B2 (ja) 2004-01-29 2007-12-26 株式会社有沢製作所 偏光透過スクリーン、及び当該偏光透過スクリーンを用いた立体画像表示装置
JP4349963B2 (ja) 2004-04-05 2009-10-21 株式会社有沢製作所 立体画像表示装置
JP2005339766A (ja) 2004-04-23 2005-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ディスク装置
GB0500420D0 (en) * 2005-01-10 2005-02-16 Ocuity Ltd Display apparatus
US8072552B2 (en) * 2005-08-19 2011-12-06 Reald Inc. Stereoscopic eyewear
US7808564B2 (en) * 2007-08-09 2010-10-05 Arisawa Mfg. Co., Ltd. Stereoscopic image display apparatus and manufacturing method including applying a resin, degassing the resin in a vacuum furnace then laminating an image display section with a retarder
TWI381191B (zh) * 2007-12-03 2013-01-01 Au Optronics Corp 立體顯示器及其製作方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3360787B2 (ja) 1996-12-02 2002-12-24 シャープ株式会社 立体表示装置
JPH10160933A (ja) * 1996-12-04 1998-06-19 Sharp Corp 偏光素子、位相差素子およびそれらの製造方法
JPH10239641A (ja) * 1997-02-27 1998-09-11 Sharp Corp 偏光眼鏡および画像表示システム
JP2005173547A (ja) * 2003-07-31 2005-06-30 Dainippon Ink & Chem Inc 光学異方体の製造方法
JP2005173548A (ja) * 2003-07-31 2005-06-30 Dainippon Ink & Chem Inc 光学異方体、及びその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2237087A1

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102313922A (zh) * 2010-06-30 2012-01-11 索尼公司 相位差元件以及显示单元
CN102313922B (zh) * 2010-06-30 2016-03-09 索尼公司 相位差元件以及显示单元
US9304322B2 (en) 2010-06-30 2016-04-05 Sony Corporation Phase difference element and display unit
JP2012220853A (ja) * 2011-04-12 2012-11-12 Keiwa Inc メガネ用位相差フィルム、3dメガネ用光学シート及び3dメガネ
JP2012242512A (ja) * 2011-05-17 2012-12-10 Dainippon Printing Co Ltd 配向層用原版、位相差フィルムの製造方法、長尺状配向膜および長尺位相差フィルム
JP2014145798A (ja) * 2013-01-25 2014-08-14 Citizen Holdings Co Ltd 製造方法および製造支援装置
WO2017208617A1 (ja) * 2016-06-02 2017-12-07 富士フイルム株式会社 視野角制御フィルムおよび画像表示装置
JPWO2017208617A1 (ja) * 2016-06-02 2019-03-22 富士フイルム株式会社 視野角制御フィルムおよび画像表示装置
US10670921B2 (en) 2016-06-02 2020-06-02 Fujifilm Corporation Viewing angle control film and image display device
WO2018003380A1 (ja) * 2016-06-30 2018-01-04 富士フイルム株式会社 光学装置および表示装置
JPWO2018003380A1 (ja) * 2016-06-30 2019-04-11 富士フイルム株式会社 光学装置および表示装置
US10816711B2 (en) 2016-06-30 2020-10-27 Fujifilm Corporation Optical device and display device

Also Published As

Publication number Publication date
TW201027183A (en) 2010-07-16
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CN101896842A (zh) 2010-11-24
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TWI408459B (zh) 2013-09-11
EP2237087B1 (en) 2014-05-14
US20120268435A1 (en) 2012-10-25
US8089569B2 (en) 2012-01-03
US8223280B2 (en) 2012-07-17
US8305503B1 (en) 2012-11-06

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