專利名稱：立體圖像顯示設(shè)備及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及立體圖像顯示設(shè)備，用于利用右眼的圖像和左眼的圖像顯示 立體圖像，本發(fā)明還涉及制造立體圖像顯示設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
迄今，已經(jīng)提出了用于顯示立體圖像的立體圖像顯示設(shè)備，例如，這種
設(shè)備構(gòu)造為如圖7所示(例如，見日本未審查專利申請公開No. 2002-196281 )。圖7所示的立體圖像顯示設(shè)備包括例如由液晶面板制作的圖 像顯示面板51和設(shè)置在圖像顯示面板51的圖像輸出表面?zhèn)鹊南嗖钤?br> (phase difference element) 52。觀看者利用 一副偏光眼鏡53看由立體圖像 顯示設(shè)備提供的顯示輸出。更具體地講，圖像顯示面板51例如以面內(nèi)規(guī)則 混合的方式顯示右眼的圖像R和左眼的圖像L，使得右眼的圖像R和左眼的 圖像L在每條水平線上交替顯示。相差元件52具有對應(yīng)于右眼用圖像R的 右眼用圖像顯示部分52R和對應(yīng)于左眼用圖像L的左眼用圖像顯示部分 52L。右眼用圖像顯示部分52R和左眼用圖像顯示部分52L對于每條水平線 交替設(shè)置。此外，右眼用圖像顯示部分52R和左眼用圖像顯示部分52L例如 實現(xiàn)不同的偏振狀態(tài)，使得右眼用圖像顯示部分52R提供單向線性偏振光
(例如，偏右)，而左眼用圖像顯示部分52L提供旋轉(zhuǎn)90°的線性偏振光(例 如，偏左)以垂直于前者的線性偏振光。圖像顯示面板51和相差元件52相 結(jié)合，觀看者戴上偏振眼鏡53,該偏振眼鏡53的左右眼鏡具有適合于對應(yīng) 圖像的不同偏振角。從而，右眼用圖像R和左眼用圖像L彼此獨立地進入觀 看者的右眼和左眼。換句話說，通過具有右側(cè)上升的方向的偏振角的右眼眼 鏡53R,觀看者可以僅看到每條奇數(shù)線上的右眼用圖像R,其與右眼眼鏡53R 的偏振角匹配，而不能看到每條偶數(shù)線上的左眼用圖像L,左眼用圖像L具 有通過相差元件52的左眼用圖像顯示部分52L旋轉(zhuǎn)90°到左側(cè)上升的方向 的偏振角。另一方面，通過具有對應(yīng)于左側(cè)上升的方向的偏振角的左眼眼鏡 53L，觀看者僅可以看到每條偶數(shù)線上的左眼用圖像L,該左眼用圖像L與左眼眼鏡53L的偏振角匹配，而不能看到每條奇數(shù)線上的右眼用圖像R,該 右眼用圖像R具有通過相差元件52的右眼用圖像顯示部分52R旋轉(zhuǎn)90°到 右側(cè)上升的方向的偏振角。除上述構(gòu)造的立體圖像顯示設(shè)備外，還提出了其 中左右圖像分開顯示并且利用偏光眼鏡結(jié)合成立體圖像的立體圖像顯示設(shè) 備。
在這樣的立體圖像顯示設(shè)備中，會發(fā)生所謂的串擾現(xiàn)象(crosstalk phenomenon )。術(shù)語"串擾現(xiàn)象"意味著這樣的不利現(xiàn)象，當觀看者例如以 傾斜方向而不是從前面觀看圖像顯示面板時，右眼用圖像R通過左眼用圖像 顯示部分52L,并且左眼用圖像L通過右眼用圖像顯示部分52R，由此由觀 看者觀看的圖像變得不清楚且降低立體效果。
為了防止串擾現(xiàn)象，提出了這樣的立體圖像顯示設(shè)備，其中用于遮擋光 線的遮光層設(shè)置在相差元件52的右眼用圖像顯示部分52R和左眼用圖像顯 示部分52L之間的邊界(例如，見日本未審查專利申請公開No. 2002-185983 )。更具體地講，例如，當右眼用圖像顯示部分52R和左眼用圖 像顯示部分52L對于每條水平線交替設(shè)置時，條形遮光層僅設(shè)置在預(yù)定寬度 的區(qū)域中的位置上，該區(qū)域包括顯示部分52R和52L 二者之間的邊界。例如， 可以通過設(shè)置具有遮光功能的黑材料形成，以突出在相差元件52的表面上。 當提供遮光層時，甚至在觀看者在傾斜方向上觀看圖像顯示面板時，例如， 遮光層以這樣的方式遮蔽光，右眼用圖像R不通過左眼用圖像顯示部分52L， 并且左眼用圖像L不通過右眼用圖像顯示部分52R。因此，可以防止串擾現(xiàn) 象的產(chǎn)生。
在構(gòu)造能使立體圖像通過偏光眼鏡53觀看的立體圖像顯示設(shè)備時，相 差元件52必須固定地設(shè)置在圖像顯示面板51的圖像輸出表面?zhèn)?。迄今，?差元件52—直這樣固定地設(shè)置，例如，用插設(shè)其間的磁鐵將相差元件52覆 蓋在圖像顯示面板51上，或者用適當?shù)恼辰Y(jié)劑將相差元件52結(jié)合到圖像顯 示面板51 (例如，見日本專利申請公開2001-59948和No. 2001-75048 )。在 一個具體示例中，相差元件52通過這樣的方法固定地-沒置，例如用^茲鐵或 者膠帶臨時將相差元件52固定在其外周邊部分，然后例如用粘結(jié)劑或者紫 外線固化樹脂沿著相差元件52的外周部分在四個或者八個點上將相差元件 52結(jié)合到圖像顯示面板51。然而，當圖像顯示面板51和相差元件52僅在外周部分上彼此固定時， 存在靠近顯示區(qū)域的中心部分沒有提供足夠的粘合力或者圖像顯示面板51 和相差元件52之間的距離變得不均勻的風(fēng)險。例如，這樣的有關(guān)粘合力不 足或者距離不均勻的問題要予以避免，這是因為該問題會產(chǎn)生例如莫爾現(xiàn)象 (Moi&)或者牛頓環(huán)(Newton rings )(干擾條紋)，并且可能引起顯示圖像 質(zhì)量的下降。
出于這樣的原因，可以想象由所謂的全表面結(jié)合來構(gòu)造立體圖像顯示設(shè) 備，即通過利用圖像顯示面板51和相差元件52之間的整個表面區(qū)域上插設(shè) 的粘合劑將圖像顯示面板51和相差元件52彼此結(jié)合。這里，術(shù)語"粘合劑" 意味著插設(shè)在用于結(jié)合的兩個構(gòu)件之間的材料，具體地講為粘結(jié)劑或者粘著 材料。
然而，在包括以凸起形狀形成以防止產(chǎn)生串擾現(xiàn)象的遮光層的立體圖像 顯示設(shè)備中，應(yīng)當考慮的是由遮光層形成在相差元件52的表面上的凸凹的 影響。更具體地講，存在相差元件52要結(jié)合到圖像顯示面板51的表面包括 因遮光層形成的凸凹引起起伏等的可能性。如果相差元件52結(jié)合到存在起 伏等的圖像顯示面板51,則存在結(jié)合面中結(jié)合應(yīng)力(反應(yīng)力)的分布狀態(tài)因 包括遮光層的起伏等的影響會變得不均勻的風(fēng)險，例如，由于存在遮光層的 區(qū)域和不存在遮光層的區(qū)域之間的粘合劑的厚度差別，或者相差元件52的 表面上的局部起伏狀態(tài)。這樣的應(yīng)力面內(nèi)分布狀態(tài)的不均勻會引起例如顯示 圖像的亮度變化和不均勻的對比度。出于這樣的原因，要抑制應(yīng)力面內(nèi)分布 狀態(tài)的不均勻的產(chǎn)生。
從而，所希望的是提供一種立體圖像顯示設(shè)備，該立體圖像顯示設(shè)備即 使在存在遮光層形成的凸凹時，也可適當將相差元件結(jié)合到圖像顯示面板， 并且提供制造該立體圖像顯示設(shè)備的方法。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，立體圖像顯示設(shè)備包括圖像顯示面板，以面內(nèi) 規(guī)則混合的方式顯示右眼用圖像和左眼用圖像；相差元件，包括對應(yīng)于該右 眼用圖像的右眼用圖像顯示部分和對應(yīng)于該左眼用圖像的左眼用圖像顯示 部分，該右眼用圖像顯示部分和該左眼用圖像顯示部分引起偏振，使得該右 眼用圖像和該左眼用圖像具有不同的偏振狀態(tài)；遮光層，僅形成在包括該相 差元件的該右眼用圖像顯示部分和該左眼用圖像顯示部分之間的邊界的區(qū)域，該遮光層朝著該圖像顯示面板凸起；以及粘合劑層，至少插設(shè)在該遮光 層的頂表面和該圖像顯示面板之間，因此將該圖像顯示面板、該遮光層和該 相差元件結(jié)合在一起。
在如此構(gòu)造的立體圖像顯示設(shè)備中，粘合劑層插設(shè)在遮光層的頂表面和 圖像顯示面板之間，由此圖像顯示面板、遮光層和相差元件結(jié)合在一起。更 具體地講，沒有填充粘合劑層的空間部分地存在于圖像顯示面板和相差元件 之間的該遮光層的頂表面之外的部分中(即沒有形成遮光層的部分)。西此， 該空間用于結(jié)合避免變形的發(fā)生。結(jié)果，減少了結(jié)合后結(jié)合應(yīng)力面內(nèi)分布狀 態(tài)的不均勻。此外，因為只需要粘合劑層至少存在于對應(yīng)于遮光層的頂表面， 即凸起的頂表面，所以與以不留下未填充粘合劑層的空間的方式執(zhí)行操作的 情況相比，可以避免設(shè)置粘合劑的操作和使用粘合劑層的結(jié)合操作變得復(fù) 雜。
術(shù)語"粘合劑層，，意味著由粘合劑形成的層。因此，"粘合劑層，，在本 說明書中意味著例如由粘著材料形成的層，但是它也包括由粘結(jié)劑形成的 層。
對于本發(fā)明的實施例，至少每個遮光層的頂表面和圖像顯示面板通過粘 合劑層彼此結(jié)合，并且遮光層設(shè)置到跨越圖像顯示面板的圖像顯示區(qū)域的位 置。因此，粘合劑層實現(xiàn)在包括圖像顯示區(qū)域的整個區(qū)域上的結(jié)合。結(jié)果， 與圖像顯示面板和相差元件通過全表面結(jié)合而彼此結(jié)合的情況一樣，基本上 可以避免會引起顯示圖像質(zhì)量下降的諸如莫爾現(xiàn)象或者牛頓環(huán)(干擾條紋) 的產(chǎn)生。
除了上述的設(shè)置外，減少了結(jié)合后結(jié)合應(yīng)力面內(nèi)分布狀態(tài)的不均勻，并 且可以消除遮光層形成的凸凹的不利影響。從而，不產(chǎn)生顯示圖像的亮度變 化和不均勻的對比度，并且立體圖像顯示設(shè)備的質(zhì)量可以保持在滿意的水平。
而且，因為可以避免結(jié)合和其它操作變得復(fù)雜，所以能夠?qū)崿F(xiàn)這些操作 的筒化。
因此，在根據(jù)本發(fā)明實施例的立體圖像顯示設(shè)備的構(gòu)造中，即使在相差 元件的表面包括由遮光層形成的凸凹時，相差元件和遮光層也可適當?shù)亟Y(jié)合 到圖像顯示面板。

圖1是以簡化的形式圖解根據(jù)本發(fā)明實施例的立體圖像顯示設(shè)備的第一
構(gòu)造示例的說明圖2是以筒化的形式圖解根據(jù)本發(fā)明實施例的立體圖像顯示設(shè)備的第二 構(gòu)造示例的說明圖3是以簡化的形式圖解根據(jù)本發(fā)明實施例的立體圖像顯示設(shè)備的第三 構(gòu)造示例的說明圖4是以示例的方式圖解在制造根據(jù)本發(fā)明實施例的立體圖像顯示設(shè)備 的方法中定位步驟的要點的說明圖5A和5B是以示例的方式示出在根據(jù)本發(fā)明實施例的立體圖像顯示 設(shè)備中用于形成粘合劑層的粘著材料的保持力以及圖解測量保持力的方式 的說明圖6A和6B是以示例的方式圖解在制造根據(jù)本發(fā)明實施例的立體圖像 顯示設(shè)備的方法中的結(jié)合步驟以及圖解采用結(jié)合輥壓力結(jié)合的一個具體示 例的說明圖；以及
圖7是以筒化的形式圖解現(xiàn)有技術(shù)的立體圖像顯示設(shè)備的基本構(gòu)造示例 的i兌明圖。
具體實施例方式
下面，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的立體圖像顯示設(shè)備和制造該 立體圖像顯示設(shè)備的方法。 首先描述立體圖像顯示設(shè)備的基本構(gòu)造。
圖1是以簡化的形式圖解根據(jù)本發(fā)明實施例的立體圖像顯示設(shè)備的第一 構(gòu)造示例的說明圖。
圖1所示的立體圖像顯示設(shè)備包括圖像顯示面板1、相差元件2、遮光 層3、粘合劑層4、抗反射層5和粘合劑層6。
圖像顯示面板1至少包括液晶面板la和設(shè)置在液晶面板la的圖像輸出 表面?zhèn)鹊钠獍錶b。圖像顯示面板1例如以面內(nèi)規(guī)則混合的方式顯示右眼用 圖像和左眼用圖像，使得右眼用圖像和左眼用圖像對于每條水平線交替地顯 示。只要右眼用圖像和左眼用圖像以面內(nèi)規(guī)則混合的方式形成，圖像顯示面板1也可以以其它合適的混合顯示模式取代對于每條水平線交替顯示來實 施。
在如此構(gòu)造的圖像顯示面板1中，當液晶面板la例如為透射型時，與 偏光板lb成正交尼科爾關(guān)系(crossed Nichol relation)的另 一個偏光寺反和用 作光源的背光等(未示出)設(shè)置在偏光板lb的相反側(cè)，其間插設(shè)有液晶面 板la。圖像顯示面板1不是必須采用液晶面板la構(gòu)造，而是可以采用其它 合適類型的顯示裝置構(gòu)造，例如，有機EL (電致發(fā)光)顯示面板。
相差元件2具有對應(yīng)于右眼用圖像的右眼用圖像顯示部分2a和對應(yīng)于 左眼用圖像的左眼用圖像顯示部分2b。相差元件2設(shè)置在圖像顯示面板1 的圖像輸出表面?zhèn)?，使得右眼用圖像顯示部分2a和左眼用圖像顯示部分2b 類似于圖像顯示面板1的右眼用圖像和左眼用圖像以面內(nèi)規(guī)則混合的方式 (例如，對每條水平線交替地)形成。這里，術(shù)語"圖像輸出表面?zhèn)?意味 著輸出要顯示圖像的面板表面?zhèn)?。具體地講，它意味著圖像顯示面板1的位 于面對觀看顯示圖像的觀看者的表面?zhèn)?。更具體地講，相差元件2包括由玻 璃材料或者沒有雙折射的膜制作的支撐基座2c和形成在該支撐基體2c上的 相差層。相差層具有提供對應(yīng)于右眼用圖像的偏振狀態(tài)的部分和提供對應(yīng)于 左眼用圖像的偏振狀態(tài)的部分。因此，相差元件2實現(xiàn)右眼用圖像顯示部分 2a和左眼用圖像顯示部分2b的功能。換言之，相差元件2在右眼用圖像顯 示部分2a和左眼用圖像顯示部分2b中提供不同的偏振狀態(tài)。
具體地講，右眼用圖像顯示部分2a和左眼用圖像顯示部分2b的各偏振 方向例如彼此垂直。右眼用圖像顯示部分2a和左眼用圖像顯示部分2b交替 地形成在厚度約0.7mm的支撐基體2c上，與圖像顯示面板l中的水平線的 垂直節(jié)距匹配。作為另一個示例，相差元件2可以這樣形成，經(jīng)由插設(shè)的粘 結(jié)劑在支撐基體2c上順次覆蓋沒有雙折射的TAC(三乙?；w維素，triacetyl cellulose )膜和具有相差功能的拉伸PVA膜，在以線性形狀涂覆抗蝕劑的部 分之外的部分上消除相差功能，因此交替形成右眼用圖像顯示部分2a和左 眼用圖像顯示部分2b，并且在涂覆抗蝕劑的側(cè)面設(shè)置沒有雙折射的保護材料 膜。這樣獲得的相差元件結(jié)合到圖像顯示面板1。作為再一個示例，相差元 件2可以通過單軸取向支撐基體2c上的液晶聚合物層而形成。
遮光層3僅形成在包括相差元件2的右眼用圖像顯示部分2a和左眼用 圖像顯示部分2b之間邊界的區(qū)域中，以從相差元件2的朝著圖像顯示面板1的表面突出，目的是防止串擾現(xiàn)象的產(chǎn)生。更具體地講，例如，當右眼用圖
像顯示部分2a和左眼用圖像顯示部分2b對于每條水平線交替設(shè)置時，條形 遮光層僅:沒置在預(yù)定寬度的區(qū)域中的位置，該區(qū)域包括顯示部分2a和2b 二 者之間的邊界。遮光層3例如可以通過設(shè)置具有遮光的功能的諸如碳材料的 黑材料形成，從而在相差元件2上以例如約10至15 pm的凸起高度凸起。
粘合劑層4插設(shè)在圖像顯示面板1和相差元件2之間，更準確地說，在 圖像顯示面板1和在相差元件2的表面上凸起的遮光層3之間，以便實現(xiàn)結(jié) 合。然而，在每個遮光層3的頂表面之外(即沒有形成遮光層3的部分)的 部分中的圖像顯示面板1和相差元件2之間部分局部地存在沒有填充粘合劑 層4的空間。換句話說，盡管粘合劑層4至少插.設(shè)在遮光層3的頂表面和圖 像顯示面板l之間，但是它也以均勻的厚度覆蓋整個面板表面，包括每個遮 光層3的頂表面和圖像顯示面板1之間的部分。因此，沒有填充粘合劑層4 的空間留在沒有形成遮光層3的部分中。
這里，術(shù)語"粘合劑層"意味著由粘合劑形成的層。術(shù)語"粘合劑"意 味著插設(shè)在用于結(jié)合的兩個構(gòu)件之間的材料，具體地講為粘結(jié)劑或者粘著材 料。因此，"粘合劑層"包括由粘結(jié)劑形成的層和粘著材料形成的層。
在根據(jù)該實施例的立體圖像顯示設(shè)備中，出于稍后描述的原因，粘合劑
層4由透明凝膠狀的丙烯酸類粘著材料制成，并且層厚度大于0且不大于25 iam。此外，粘著材料具有在40。C的8至20 N/20 mm的結(jié)合后保持力。
術(shù)語"粘著材料"意味著半固體材料，其起初具有低彈性系數(shù)和高粘度， 并且甚至在結(jié)合后也不改變形式，即不必有固化步驟。
抗反射層5設(shè)置為覆蓋相差元件2的圖像輸出表面，因此防止在圖像輸 出表面上的光反射，并且提高透光性。
粘合劑層6用于將抗反射層5結(jié)合后到相差元件2 (更準確地說，相差 元件2的支撐基體2c )。粘合劑層6可以由例如粘結(jié)劑或者粘著材料的層制 成。
在具有上述構(gòu)造的立體圖像顯示設(shè)備中，用于產(chǎn)生立體圖像的相差元件 2設(shè)置在液晶面板la的位于面對觀看者一側(cè)的表面上的偏光板lb上，相差 元件2和偏光板lb之間插設(shè)有粘合劑層4。相差元件2具有對應(yīng)于右眼用圖 像的右眼用圖像顯示部分2a和對應(yīng)于左眼用圖像的左眼用圖像顯示部分 2b,因此提供彼此不同的偏振狀態(tài)。從而，當觀看者戴上右眼和左眼眼鏡具有適合對應(yīng)圖像的不同偏振角的 偏振眼鏡時，右眼用圖像和左眼用圖像彼此獨立地進入觀看者的右眼和左 眼。結(jié)果，觀看者可以看到立體圖像。
此外，因為遮光層3設(shè)置在圖像顯示面板1和相差元件2之間并對應(yīng)于 右眼用圖像顯示部分2a和左眼用圖像顯示部分2b之間的邊界，所以甚至例 如在觀看者在傾斜方向上觀看圖像顯示面板時，遮光層3也會遮光，使得右 眼的圖像不通過左眼用圖像顯示部分2b，并且左眼的圖像不通過右眼用圖像 顯示部分2a。因此可以防止串擾現(xiàn)象的發(fā)生。
圖2是以簡化的形式圖解根據(jù)本發(fā)明實施例的立體圖像顯示設(shè)備的第二 結(jié)構(gòu)示例的說明圖。
圖2所示立體圖像顯示設(shè)備的構(gòu)造與上述第一構(gòu)造示例(見圖1)不同 在于，基片3a插設(shè)在相差元件2和遮光層3之間。
基片3a例如由TAC膜制作，并且遮光層3在基片3a的表面上凸起。 在采用基片3a的結(jié)構(gòu)中，立體圖像顯示設(shè)備通過將形成有遮光層3的基片 3a結(jié)合到相差元件2的表面來制造，而不是直接在相差元件2的表面上形成 遮光層3。因此，遮光層3可以比直接在相差元件2的表面上形成遮光層3 的情況更易于形成。
其余各點與上述第一構(gòu)造示例相同。
圖3是以簡化形式圖解根據(jù)本發(fā)明實施例的立體圖像顯示設(shè)備的第三構(gòu) 造示例的說明圖。
圖3所示立體圖像顯示設(shè)備的構(gòu)造與上述第一構(gòu)造示例(見圖2)的區(qū) 別在于，遮光層3和基片3a插設(shè)在構(gòu)成圖像顯示面板1的液晶面板la和偏 光板lb之間。粘合劑層4用于至少^吏每個遮光層3的頂表面和液晶面板la 之間結(jié)合。此外，各粘合劑層6用于基片3a和偏光板lb之間、偏光板lb 和相差元件2之間以及相差元件2和抗反射層5之間的結(jié)合。
在如此構(gòu)造的立體圖像顯示設(shè)備中，遮光層3存在于比上述第一和第二 構(gòu)造示例更靠近液晶面板la的位置。從而，當遮光層3形成為防止發(fā)生相 同視角上的串擾現(xiàn)象時，與上述第一和第二構(gòu)造示例相比，遮光層3可以減 小寬度。因此，因為遮光層3可以比上述第一構(gòu)造示例形成較小的寬度，所 以可以最小化顯示圖像亮度的降低，同時防止串擾現(xiàn)象的發(fā)生。下面，將描述具有上述構(gòu)造的立體圖像顯示設(shè)備的制造方法。 制造立體圖像顯示設(shè)備的方法至少包括遮光層形成步驟、定位步驟和結(jié) 合步驟。
下面將逐一描述這些步驟。 [遮光層形成步驟]
如上所述，立體圖像顯示設(shè)備包括遮光層3。因此，在制造立體圖像顯
示設(shè)備的工藝中，執(zhí)行遮光層形成步驟以形成遮光層3。
對于上述第一構(gòu)造示例的情況，遮光層3寸以直接形成在相差元件2的 表面上。作為選擇，對于上述第二或者第三構(gòu)造示例的情況，遮光層3也可 以形成在基片3a的表面上。
在任何情況下，遮光層3可以利用現(xiàn)有技術(shù)中熟悉的技術(shù)形成，因此， 形成遮光層3的具體方法在此不予描述。
在構(gòu)造立體圖像顯示設(shè)備中，對于圖像顯示面板l、相差元件2和遮光 層3之間的相對關(guān)系必須精確定位。
一個原因是，例如，如果在圖像顯示面板1和相差元件2之間沒有執(zhí)行 精確定位，則對應(yīng)于右眼用圖像的右眼用圖像顯示部分2a和對應(yīng)于左眼用 圖像的左眼用圖像顯示部分2b會偏離它們的適當位置，因此造成觀看者觀 看的圖像變得不清楚且降低立體效果的缺點。具體地講，當顯示例如40英 寸級的圖像顯示面板的高清晰度(HD)信號時， 一個像素線提供為垂直寬 度約為500 nm的非常薄的線。因此，假設(shè)可允許的定位偏差范圍小于5%, 則必須執(zhí)行25 fim水平的定位步驟。
另一個原因是，例如，如果在相差元件2和遮光層3之何不能執(zhí)行精確 定位，則設(shè)置遮光層3的位置會偏離右眼用圖像顯示部分2a和左眼用圖像 顯示部分2b之間的邊界，因此引起沒有防止串擾現(xiàn)象的發(fā)生以及由通過圖 像顯示面板的光量的減少而導(dǎo)致的顯示圖像的亮度降低。
為了避免這些缺點，在制造立體圖像顯示設(shè)備中，在將相差元件2和遮 光層3結(jié)合到圖像顯示面板1前，執(zhí)行圖像顯示面板l、相差元件2和遮光 層3之間的平面相對定位的定位步驟。
圖4是圖解定位步驟要點的說明圖。
圖4借助于示例表現(xiàn)圖像顯示面板1和疊層之間執(zhí)行平面定位的情況，圖像顯示面板1包括液晶面板la和偏光板lb,疊層包括相差元件2、遮光 層3、抗反射層5和粘合劑層6。除了圖4所示的情況外，還可以以相同的 方式將該平面定位應(yīng)用于相差元件2和包括遮光層3的基片3a之間的定位。
在圖4所示的情況執(zhí)行平面定位中，圖像顯示面板1支撐在定位設(shè)備的 上臺11上，并且包括相差元件2等的疊層支撐在定位設(shè)備的下臺12上。圖 像顯示面板1和疊層定位成彼此面對。圖^象顯示面板1和疊層可以利用諸如 真空吸附的現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)分別支撐在上臺ll和下臺12上。上臺11和 下臺12中的至少一個的結(jié)構(gòu)能夠在圖4上看垂直于圖面和左右方向上、或 者從圖4上看在上下方向上滑動。
在定位設(shè)備中，用于位置檢測的諸如圖像處理照相機的攝像裝置13設(shè) 置在上臺ll和下臺12之一的外側(cè)。此外，用于照射光的光源14設(shè)置在攝 像裝置13的相對側(cè)，其間插設(shè)有上臺11和下臺12。光源14與偏光板15 相結(jié)合，偏光板15提供對應(yīng)于相差元件2的右眼用圖像顯示部分2a和左眼 用圖像顯示部分2b之一的偏振狀態(tài)。
定位設(shè)備可以包括兩個焦點的焦深(focal depth)改變機構(gòu)以提供定位 機構(gòu)，該定位機構(gòu)能夠相對于添加到從攝像裝置13輸出的圖像的標志線執(zhí) 行最佳定位，而在相差元件2和疊層之間留下間隙。
在如此構(gòu)造的定位設(shè)備中，當^t丸行相差元件2的平面定位時，具體地講， 包括相差元件2和遮光層3的疊層與液晶面板la之間的平面定位時，引入 來自光源14的照射光，以通過設(shè)置在光源14和疊層之間的偏光板15到達 相差元件2。已經(jīng)通過相差元件2的光由攝像裝置13檢測。此時，來自光源 14的照射光被偏光板15偏振。因此，來自光源14的照射光通過右眼用圖像 顯示部分2a和左眼用圖像顯示部分2b之一并到達攝像裝置13,但是該照射 光沒有通過另一個圖像顯示部分而被阻擋。從而，相差元件2的右眼用圖像 顯示部分2a和左眼用圖像顯示部分2b之間的邊界可以根據(jù)攝像裝置13檢 測的圖像清楚地識別。
當圖像顯示面板1的液晶面板la是所謂的常黑類型時，即使以與背光 相當?shù)墓饬繌囊壕姘錶a的一側(cè)向其照射光，也難于在不施加電壓的狀態(tài) 下使光通過液晶面板la。同樣，為了定位的目的，給液晶面板la施加電壓 也是不現(xiàn)實的。
出于這樣的原因，在定位設(shè)備中，當對圖像顯示面板1執(zhí)行平面定位時，具體地講，圖像顯示面板1的液晶面板la與包括相差元件2、遮光層3等的 疊層之間的平面定位時，以足夠通過液晶面板la的光量從光源14發(fā)射照射 光，即使常黑類型的液晶面板la處于沒有施加電壓的狀態(tài)下，也就是即使 液晶面板la處于透光率最小的狀態(tài)下。具體地講，從光源14發(fā)射的照射光 最小量例如為30,000 lux (勒克斯)或者更大。另一方面，所希望的是照射 光的最大量設(shè)定到不會不利地影響液晶面板la中的液晶分子等的值。
通過從光源14以這樣的量發(fā)射照射光，即使在液晶面板la是常黑類型 且不給液晶面板la施加電壓時，照射光也可引起通過液晶面板la,并且到 達攝像裝置13。從而，根據(jù)攝像裝置13檢測的圖像，可以彼此區(qū)別諸如像 素區(qū)域的光通過的部分和諸如配線區(qū)威的遮光層3覆蓋的部分。因此，可以 清楚地識別包括液晶面板la的圖像顯示面板1的平面精確位置。
對于上述的定位步驟，與現(xiàn)有技術(shù)中的50至60 pm相比，圖像顯示面 板1和包括相差元件2等的疊層之間定位精度的變化可以減少到約25 pm。
在執(zhí)行了圖像顯示面板1和包括相差元件2等的疊層之間平面定位后， 在保持精確的定位狀態(tài)的同時繼續(xù)執(zhí)行將它們彼此結(jié)合的結(jié)合步驟。
下面將進行描述對于上述的第一和第二構(gòu)造示例將包括相差元件2和遮 光層3等的疊層結(jié)合到圖像顯示面板1的情況。遮光層3等的結(jié)合也類似地 在上述第三構(gòu)造示例中執(zhí)行。
圖像顯示面板1和包括相差元件2和遮光層3等的疊層之間的結(jié)合通過 在其間插設(shè)粘合劑層4而執(zhí)行。更具體地講，例如，這些部件這樣粘合在一 起，首先將粘合劑層4結(jié)合到圖像顯示面板1的定位為面對相差元件2的表 面，然后將包括相差元件2和遮光層3等的疊層結(jié)合到粘合劑層4。
這時，只需要粘合劑層4至少插設(shè)在每個遮光層3的頂表面和圖像顯示 面板1之間。因此，粘合劑層4可以僅設(shè)置在對應(yīng)于遮光層3的頂表面的區(qū) 域中。
然而，因為遮光層3設(shè)置為薄條形狀，所以不易于將粘合劑層4僅形成 在對應(yīng)于遮光層3的頂表面的區(qū)域中。
出于這樣的原因，粘合劑層4以均勻的厚度設(shè)置在包括對應(yīng)于遮光層3 的頂表面的區(qū)域的整個面板表面上。這可以只通過將粘合劑層4例如以片狀 的形式結(jié)合到圖像顯示面板1使得粘合劑層4設(shè)置在合適的位置。因此，設(shè)置粘合劑層4的操作變得非常容易。
當具有均勻厚度的粘合劑層4設(shè)置在整個面板表面上時，這意味著粘合 劑層4也存在于沒有形成遮光層3的部分中，即透光區(qū)域中。從而，選擇粘 合劑層4以在結(jié)合后不會不利地影響圖像顯示面板1和相差元件2之間的光 學(xué)特性。出于這樣的原因，透光且為透明凝膠狀的丙烯酸類粘著材料用于形 成粘合劑層4。
如果粘合劑層4的厚度太大，則會發(fā)生諸如降低透光率的不利地影響光 學(xué)特性和增加諸如泡沫的外來物質(zhì)混合在粘合劑層4中的可能性的風(fēng)險。因 此，粘合劑層4形成的厚度大于0且不大于25(am。
此外，如果粘合劑層4結(jié)合后的保持力太小，則難于將圖像顯示面板l 和相差元件2之間的平面定位保持在所希望的狀態(tài)。另一方面，如果粘合劑 層4結(jié)合后的保持力太大，則在失效時也有缺點，例如，非常難于在由粘合 劑層4結(jié)合的區(qū)域中剝離圖像顯示面板1且將其再次結(jié)合。
出于這些原因，用于形成粘合劑層4的粘著材料的結(jié)合后保持力如下所 述設(shè)定。
圖5A和5B是以示例的方式示出粘著材料的保持力以及圖解材料保持 力的方法的說明圖。
圖5A示出了幾種類型粘著材料的測量結(jié)果，每一種都具有100 (im的 厚度,用于以比較的方式研究粘著材料的保持力。
具有20 mm寬度的粘著材料(樣品)23涂覆在玻璃基板22上，然后如 圖5B所示剝離，這時，通過按序列測量剝離強度來確定粘著材料的保持力 (結(jié)合強度)。
如圖5A所示，以比較的方式在上述條件下實際測量和研究的每種粘著 材料的保持力的結(jié)果顯示，通過設(shè)定粘著材料結(jié)合后的保持力在40。C為8 至20N/20mm,可以保持精確地定位狀態(tài)，而不產(chǎn)生泡沫、剝離等，并且 在整個結(jié)合區(qū)域上不會引起的外觀的問題。
從而，用于形成粘合劑層4的粘著材料選擇為使得粘著材料結(jié)合后的保 持力設(shè)定在40°C為8至20 N/20 mm的范圍。
通過在遮光層3的頂表面和圖像顯示面板1之間插設(shè)滿足上述條件的粘 合劑層4，然后通過將圖像顯示面板1、遮光層3和相差元件2結(jié)合在一起， 沒有填充粘合劑層4的空間存在于遮光層3的頂表面和圖像顯示面板1之間的不包括遮光層3的頂表面的部分中(也就是，沒有形成遮光層3的部分) (例如，參見圖l至3)。從而，即使相對于圖像顯示面板1的結(jié)合表面，即 由遮光層3的各頂表面形成的平面因遮光層3形成凸凹而具有起伏，沒有填 充粘合劑層4的空間能夠避免粘合步驟中可能會發(fā)生的變形。結(jié)果，減少了 結(jié)合后結(jié)合應(yīng)力在面內(nèi)分布狀態(tài)的不均勻。
此外，因為只需要粘合劑層4至少存在于對應(yīng)于遮光層3的頂表面，即 凸起的頂表面，所以設(shè)置粘合劑層4的搡作和采用粘合劑層4的結(jié)合搡作， 與以不留下沒有填充粘合劑層4的空間的方式而執(zhí)行操作的情況相比，可以 避免變得復(fù)雜。換句話說，例如，結(jié)合和其它操作可以容易地執(zhí)行，比如以 片的形式結(jié)合粘合劑層4。
在將圖像顯示面板1和包括相差元件2、遮光層3等的疊層彼此結(jié)合時， 隨著面板尺寸的增加，在結(jié)合步驟中帶入小泡沫的可能性也增加。此外，隨 著面板尺寸的增加，更難于保持圖像顯示面板1、相差元件2和遮光層3的 頂表面每一個的高表面精度。這增加了平面均勻度因例如產(chǎn)生在結(jié)合表面中 的起伏而會受到削弱的可能性，并且也？ 1起會產(chǎn)生局部間隙并且其間的粘合 力和相距的距離變得不均的風(fēng)險。
出于這樣的原因，圖像顯示面板1和包括相差元件2、遮光層3等的疊 層彼此結(jié)合而通過采用結(jié)合輥施加壓力。
圖6A是圖解采用結(jié)合輥的壓力結(jié)合的一個具體示例的說明圖。
當將圖像顯示面板1和包括相差元件2、遮光層3等的疊層在其間插設(shè) 有粘合劑層4的狀態(tài)下彼此結(jié)合時，如圖6A所示，使結(jié)合輥31從包括圖像 顯示面板l、粘合劑層4、遮光層3、相差元件2等要粘合的疊層的一端朝著 另一端(如圖6A中的箭頭所示)行進，同時壓力在疊層的各層彼此疊置的 方向上/人上面和下面施加給疊層。
此時，操作結(jié)合輥31以用預(yù)定范圍內(nèi)的力壓向疊層，并且以預(yù)定范圍 內(nèi)的速度行進。
具體地講，如圖6B所示，結(jié)合輥31通過落入最佳條件區(qū)域的壓力施壓， 并且以落入最佳條件區(qū)域的速度行進。原因是，如果壓力太小或者如果行進 速度太快，混入泡沫等的可能性增加。
可以根據(jù)經(jīng)驗規(guī)則，例如根據(jù)實驗，獲得最佳條件區(qū)域。圖6B表示當 支撐32 (稍后描述)的垂直位置(間隙)設(shè)定為0.4 mm時結(jié)合輥31的壓力和行進速度之間的關(guān)系。支撐32的垂直位置根據(jù)例如要結(jié)合的相差元件2 的厚度和尺寸任意調(diào)節(jié)。實際上，壓力和行進速度之間的關(guān)系根據(jù)支撐32 的垂直位置而不同。
此外，在采用結(jié)合輥31的壓力結(jié)合中，相差元件2的端部位置保持為 使得相差元件2和圖像顯示面板1之間在靠近疊層的另一端留有間隙，結(jié)合 輥31離開由結(jié)合輥31的結(jié)合位置而朝著該另一端行進。
具體地講，如圖6A所示，相差元件2的端部位置由支撐32支撐，以在 圖像顯示面板1和相差元件2之間留下間隙。此外，相差元件2的端部位置 相關(guān)于粘合輥31的行進而移動。更具體地講，移動支撐32的位置使得隨著 結(jié)合輥31接近于支撐32,圖像顯示面板1和相差元件2之間的間隙減小。
撐32移動的機構(gòu)，并且因此省略了這種機構(gòu)的詳細描述。
換句話說，采用結(jié)合輥31的壓力結(jié)合這樣來實現(xiàn)，通過移動支持相差 元件2的端部的支撐32的垂直位置結(jié)合結(jié)合輥31的行進速度，使得壓力沿 著相差元件的長度連續(xù)地施加給相差元件2，而相差元件2保持在所示的彎 曲狀態(tài)。從而，在結(jié)合輥31行進所朝向的一側(cè)恒定地保證允許泡沫等從其 間跑掉的通道。因此，圖像顯示面板1和包括相差元件2等的疊層可以以最 小化微細灰塵混入和泡沫進入的方式彼此結(jié)合。
另外，結(jié)合輥31的壓力和行進速度從抑制泡沫等進入的觀點進行優(yōu)化。 因此，在適當和均勻壓力條件下的結(jié)合獲得了包括圖像顯示面板1、粘 合劑層4、相差元件2等的壓力結(jié)合疊層。結(jié)果，即使在壓力結(jié)合疊層的部 件包括因起伏等引起的平面性差的部分時，也能夠避免產(chǎn)生局部間隙，并且 防止粘合劑和相距的距離變得不均勻。此外，即使在面板為大尺寸的情況下， 也可以防止泡沫的進入等。
對于上述結(jié)合步驟，至少每個遮光層3的頂表面和圖像顯示面板1通過 粘合劑層4彼此結(jié)合，并且遮光層3設(shè)置到跨越圖像顯示面板1的圖像顯示 區(qū)域的位置。因此，粘合劑層4實現(xiàn)了包括圖像顯示區(qū)域的區(qū)域上的粘合。 結(jié)果，與圖像顯示面板1和相差元件2通過全部表面結(jié)合而彼此結(jié)合的情況 一樣，基本上可以避免產(chǎn)生會引起顯示圖像質(zhì)量下降的例如莫爾現(xiàn)象或者牛 頓環(huán)(干擾條紋)。
除了上述的設(shè)置外，因為存在沒有填充粘合劑層4的空間，減少了結(jié)合后結(jié)合應(yīng)力在面內(nèi)的分布狀態(tài)的不均勻性，并且可以消除由遮光層3形成的 凸凹的不利影響。從而，不產(chǎn)生顯示圖像的亮度變化和不均勻的對比度，并 且立體圖像顯示設(shè)備的質(zhì)量可以保持在滿意的水平。
而且，因為結(jié)合和其它操作可以避免變得復(fù)雜，所以能夠?qū)崿F(xiàn)這些操作 的簡化。
通過采用粘著材料形成粘合劑層4，例如，與采用粘結(jié)劑的情況相比， 由于粘著材料自身相對低的成本而可以降低成本。此外，因為粘著材料不像 粘結(jié)劑那樣固化，所以粘合劑層4針對從外面施加的負荷具有自身的緩沖作 用。因此，即使例如液晶面板la因外負荷的施加而破裂，也能防止玻璃基 板散落到周圍。這消除了現(xiàn)有技術(shù)中采用的保護膜等必要性，并且提供了減 少部件數(shù)量的優(yōu)點。其次，因為粘著材料與例如粘結(jié)劑或者紫外線樹脂(UV resin)不同，不提供硬固定結(jié)合，所以在失效的情況下壓力結(jié)合疊層可以剝 離，然后再次結(jié)合。結(jié)果，結(jié)合操作可以更易于執(zhí)行。而且，作為粘合劑層 4的粘著材料的使用預(yù)期比例如采用包含揮發(fā)溶劑的粘結(jié)劑時更有效地抑制 對環(huán)境的不利影響。
本申請包含2008年7月28日提交日本專利的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP 2008-193098中揭示的相關(guān)主題，將其全部內(nèi)容引用結(jié)合于此。
盡管前面描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本發(fā)明不限于上述實施例， 而是可以適當?shù)匦薷亩幻撾x本發(fā)明的范圍。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解的是，在權(quán)利要求及其等同特征的范圍內(nèi)， 根據(jù)設(shè)計需要和其他因素，可以進行各種修改、結(jié)合、部分結(jié)合和替換。
權(quán)利要求
1、一種立體圖像顯示設(shè)備，包括圖像顯示面板，以面內(nèi)規(guī)則混合的方式顯示右眼用圖像和左眼用圖像；相差元件，包括對應(yīng)于該右眼用圖像的右眼用圖像顯示部分和對應(yīng)于該左眼用圖像的左眼用圖像顯示部分，該右眼用圖像顯示部分和該左眼用圖像顯示部分引起偏振，使得該右眼用圖像和該左眼用圖像具有不同的偏振狀態(tài)；遮光層，僅形成在包括該相差元件的該右眼用圖像顯示部分和該左眼用圖像顯示部分之間的邊界的區(qū)域中，該遮光層朝著該圖像顯示面板凸起；以及粘合劑層，至少插設(shè)在該遮光層的頂表面和該圖像顯示面板之間，從而將該圖像顯示面板、該遮光層和該相差元件結(jié)合在一起。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體圖像顯示設(shè)備，其中該粘合劑層以均勻 的厚度插設(shè)在包括該遮光層的頂表面和該圖像顯示面板之間的區(qū)域的整個 面板表面上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的立體圖像顯示設(shè)備，其中該粘合劑層由以透 明凝膠狀的丙烯酸類粘著材料制作，并且具有大于0且不大于25 )im的層厚 度，該粘著材料結(jié)合后的保持力在4(TC為8至20 N/20 mm。
4、 一種制造立體圖像顯示設(shè)備的方法，包括下面的步驟 以相對于相差元件的表面凸起的形狀形成遮光層，該相差元件包括對應(yīng)于右眼用圖像的右眼用圖像顯示部分和對應(yīng)于左眼用圖像的左眼用圖像顯 示部分，該右眼用圖像顯示部分和該左眼用圖像顯示部分提供不同的偏振狀 態(tài)，該遮光層僅位于對應(yīng)于包括該相差元件的右眼用圖像顯示部分和該左眼 用圖像顯示部分之間的邊界的區(qū)域；以及用粘合劑層將圖像顯示面板、該遮光層和該相差元件結(jié)合在一起，該粘 合劑層插設(shè)在該圖像顯示面板與至少該遮光層的頂表面之間，該圖像顯示面 板以面內(nèi)規(guī)則混合的方式顯示右眼用圖像和左眼用圖像。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造立體圖像顯示設(shè)備的方法，其中，在將 該圖像顯示面板、該遮光層和該相差元件結(jié)合在一起的過程中，該粘合劑層以均勻的厚度插設(shè)在包括該遮光層的頂表面和該圖像顯示面板之間的區(qū)域 的整個面板表面上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造立體圖像顯示設(shè)備的方法，其中用于將 該圖像顯示面板、該遮光層和該相差元件結(jié)合在一起的該粘合劑層由以透明 凝膠狀的丙烯酸類粘著材料制作，并且具有大于0且不大于25 的厚度， 該粘著材料結(jié)合后的保持力在4(TC為8至20 N/20 mm。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造立體圖像顯示設(shè)備的方法，其中在將該 圖像顯示面板、該遮光層和該相差元件結(jié)合在一起的過程中，使結(jié)合輥以落入預(yù)定范圍內(nèi)的速度從包括該相差元件、該遮光層、該粘 合劑層和該圖像顯示面板的疊層的一端朝著另一端行進，從而進行結(jié)合，該 結(jié)合輥在該疊層的各層彼此疊置的方向的上下將落入預(yù)定范圍內(nèi)的力施加 給該疊層，以及在結(jié)合期間，支撐該相差元件的該另一端，并且該相差元件的該另一端 的位置協(xié)同該結(jié)合輥的行進而移動，使得該相差元件和該遮光層相對于該圖 像顯示面板定位為在比該結(jié)合輥更靠近該相差元件的該另一端的一側(cè)保留 有間隙。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造立體圖像顯示設(shè)備的方法，其中該方法 包括在形成該遮光層前，以平面關(guān)系定位該相差元件和該遮光層，并且其中在定位該相差元件和該遮光層中，將來自設(shè)置在該相差元件一側(cè)的 光源的照射光引入，以通過設(shè)置在該光源和該相差元件之間的偏光板進入該 相差元件，并且通過設(shè)置在該相差元件的另 一側(cè)的攝像裝置檢測已經(jīng)通過該 相差元件的光，從而識別該相差元件的該右眼用圖像顯示部分和該左眼用圖 像顯示部分之間的邊界。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造立體圖像顯示設(shè)備的方法，其中該方法 包括在將該圖像顯示面板、該遮光層和該相差元件結(jié)合在一起前，以平面關(guān) 系定位該疊層的部件，并且其中在定位該疊層的部件中，即使在作為該疊層的 一個部件的該圖像顯 示面板具有最小透光率的狀態(tài)下，從設(shè)置于該疊層一側(cè)的光源以足夠通過該 圖像顯示面板的光量發(fā)射照射光，并且由設(shè)置在該疊層另一側(cè)的攝像裝置檢 測已經(jīng)通過該疊層的光，從而識別該疊層的部件的平面相對位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種立體圖像顯示設(shè)備及其制造方法，該立體圖像顯示設(shè)備包括圖像顯示面板，以面內(nèi)規(guī)則混合的方式顯示右眼用圖像和左眼用圖像；相差元件，包括對應(yīng)于右眼用圖像的右眼用圖像顯示部分和對應(yīng)于左眼用圖像的左眼用圖像顯示部分，以提供不同的偏振狀態(tài)；遮光層，僅對應(yīng)于包括相差元件的右眼用圖像顯示部分和左眼用圖像顯示部分之間邊界的區(qū)域形成凸起形狀；以及粘合劑層，至少插設(shè)在遮光層的頂表面和圖像顯示面板之間，因此將圖像顯示面板、遮光層和相差元件結(jié)合在一起。
文檔編號G03B35/26GK101639620SQ20091016127
公開日2010年2月3日 申請日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月28日
發(fā)明者岡田正道, 堀江修, 大野宏, 小林孝之, 左方篤, 柄澤穰司, 阿部比呂宙, 饒村英夫 申請人:索尼株式會社