專利名稱：相差元件和顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有光學(xué)各向異性的相差元件和具有該元件的顯示設(shè)備，并且特別地 涉及優(yōu)選地用于使用偏振鏡觀察三維圖像的相差元件，以及具有該相差元件的顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
在過去使用偏振鏡的某些類型的三維圖像顯示設(shè)備中，分別從左眼像素和右眼像 素輸出不同偏振狀態(tài)的光。在這種顯示設(shè)備中，當(dāng)觀看者佩戴偏振鏡時(shí)，僅允許從左眼像素 輸出的光進(jìn)入左眼，并且僅允許從右眼像素輸出的光進(jìn)入右眼，從而可以觀察到三維圖像。例如，在專利文獻(xiàn)1中，使用相差元件輸出在左眼像素和右眼像素之間的不同偏 振狀態(tài)的光。在該相差元件中，相應(yīng)于左眼像素提供在一個(gè)方向上具有慢軸或快軸的類似 薄片的相差元件，并且相應(yīng)于右眼像素提供在與上述相差元件的該方向不同的方向上具有 慢軸或快軸的類似薄片的相差元件。引用列表專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利No. 3360787

發(fā)明內(nèi)容
在上述顯示設(shè)備中，希望從左眼像素輸出的用于左眼的圖像光僅進(jìn)入左眼，并且 從右眼像素輸出的用于右眼的圖像光僅進(jìn)入右眼。然而，在該設(shè)備中可能出現(xiàn)被稱為重影 的問題，即，用于左眼的圖像光少許進(jìn)入右眼，或用于右眼的圖像光少許進(jìn)入左眼。特別地，在根據(jù)專利文獻(xiàn)1的顯示設(shè)備中，當(dāng)基片包括塑料膜時(shí)，由于該基片中略 微存在光學(xué)各向異性，可能僅有左眼或右眼清楚地看到重影。另外，可能發(fā)生右眼和左眼之 間的圖像顏色差異的問題。當(dāng)發(fā)生這種不平衡時(shí)，觀看者很難觀察到三維圖像或感覺到不 愉快。不平衡問題不會(huì)有限地發(fā)生在該三維圖像顯示設(shè)備中，并且通常發(fā)生在用于將入 射光分為至少兩種偏振狀態(tài)的光的相差元件內(nèi)，或發(fā)生在使用這種相差元件的設(shè)備中。鑒于前面的問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種相差元件，其中在顯示三維圖像 過程中在右圖和左圖之間幾乎不會(huì)發(fā)生不平衡，并且提供具有該相差元件的顯示設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第一相差元件包括具有光學(xué)各向異性的基膜，以及形成在 該基膜上的具有光學(xué)各向異性的相差層。所述相差層具有至少兩種彼此具有不同方向的慢 軸的相差區(qū)域，并且所述至少兩種相差區(qū)域被相鄰并且規(guī)則地布置在所述基膜的面內(nèi)方向 上。每個(gè)相差區(qū)域在以不是直角的角度和與相鄰相差區(qū)域之間的邊界交叉的方向上具有慢 軸，并且所述基膜在與該邊界平行或正交的方向上具有慢軸。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第一顯示設(shè)備包括被根據(jù)圖像信號驅(qū)動(dòng)的顯示面板、照射 所述顯示面板的背光單元、和相對于所述顯示面板提供在與背光單元相反一側(cè)的相差元 件。結(jié)合在所述顯示設(shè)備內(nèi)的相差元件被配置為具有與第一相差元件相同的組件。
在根據(jù)本發(fā)明的第一相差元件和第一顯示設(shè)備中，具有彼此不同方向的慢軸的至 少兩種相差區(qū)域被相鄰并且規(guī)則地布置在所述基膜的面內(nèi)方向上。因此，例如，從一個(gè)相差 區(qū)域側(cè)進(jìn)入的光(基膜側(cè)的相反側(cè))被分為偏振狀態(tài)彼此不同的至少兩種光，并且被所述 基膜透射。每個(gè)相差區(qū)域在以不是直角的角度與所述邊界交叉的方向上具有慢軸，并且所 述基膜在與所述邊界平行或正交的方向上具有慢軸。因此，在所述基膜透射的每種光上施 加由于基膜的光學(xué)各向異性產(chǎn)生的影響，從而不會(huì)僅對所述基膜透射的至少兩種光中的一 種極大地施加所述影響。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第二相差元件包括具有光學(xué)各向異性的基膜，以及形成在 所述基膜上的具有光學(xué)各向異性的相差層。所述相差層具有彼此具有不同方向的慢軸的至 少兩種相差區(qū)域，并且所述至少兩種相差區(qū)域被相鄰并且規(guī)則地布置在所述基膜的面內(nèi)方 向上。所述基膜的慢軸與每個(gè)相差區(qū)域的慢軸交叉。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第二顯示設(shè)備包括被根據(jù)圖像信號驅(qū)動(dòng)的顯示面板、照射 所述顯示面板的背光單元、以及相對于所述顯示面板提供在與背光單元相反一側(cè)的相差元 件。結(jié)合在所述顯示設(shè)備內(nèi)的相差元件被配置為具有與第二相差元件相同的組件。在根據(jù)本發(fā)明的第二相差元件和第二顯示設(shè)備中，具有彼此不同方向的慢軸的至 少兩種相差區(qū)域被相鄰并且規(guī)則地布置在所述基膜的面內(nèi)方向上。因此，例如，從相差區(qū)域 側(cè)進(jìn)入的光(基膜側(cè)的相反側(cè))被分為偏振狀態(tài)彼此不同的至少兩種光，并且然后被所述 基膜透射。所述基膜的慢軸與每個(gè)相差區(qū)域的慢軸交叉。因此，在所述基膜透射的每種光 上施加由于基膜的光學(xué)各向異性產(chǎn)生的影響，從而不會(huì)僅對所述基膜透射的至少兩種光中 的一種極大地施加所述影響。根據(jù)本發(fā)明的第一和第二相差元件以及第一和第二顯示設(shè)備，對基膜透射的每種 光施加由于所述基膜的光學(xué)各向異性產(chǎn)生的影響，從而不會(huì)僅對所述基膜透射的至少兩種 光中的一種極大地施加所述影響。這可以減少包括僅被左眼或右眼清楚地看到的重影或右 眼和左眼之間影像顏色的不同的不平衡。因此，可以實(shí)現(xiàn)幾乎不會(huì)發(fā)生這種不平衡的相差 元件和顯示設(shè)備。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備的配置的例子的截面圖；圖2是用于示出圖1的顯示設(shè)備中的透射軸和慢軸的概念圖；圖3是示出了圖1中的相差元件的配置和慢軸的例子的配置圖；圖4是示出了圖1中的相差元件的配置和慢軸的另一個(gè)例子的配置圖；圖5是示出了圖1的顯示設(shè)備和偏振鏡之間的關(guān)系的系統(tǒng)圖；圖6是用于示出圖1的顯示設(shè)備上的圖像被右眼觀看到時(shí)的透射軸和慢軸的例子 的概念圖；圖7是用于示出圖1的顯示設(shè)備上的圖像被右眼觀看到時(shí)的透射軸和慢軸的另一 個(gè)例子的概念圖；圖8是用于示出圖1的顯示設(shè)備上的圖像被左眼觀看到時(shí)的透射軸和慢軸的例子 的概念圖；圖9是用于示出圖1的顯示設(shè)備上的圖像被左眼觀看到時(shí)的透射軸和慢軸的另一個(gè)例子的概念圖；圖10是示出了圖1中的相差元件的另一個(gè)例子的配置圖；圖11是示出了圖1中的相差元件的另一個(gè)例子的配置圖；圖12是示出了圖1中的相差元件的另一個(gè)例子的配置圖；圖13是示出了圖1中的顯示設(shè)備的另一個(gè)例子的配置圖；圖14是示出了圖1中的顯示設(shè)備的另一個(gè)例子的配置圖；圖15是示出了偏振鏡的相差膜的延遲的特性圖；圖16是示出了右眼區(qū)域和左眼區(qū)域中的每一個(gè)的延遲的特性圖；圖17是示出了基膜的延遲的特性圖；圖18是分別示出了這些例子的消光比和對比例的消光比的特性圖；圖19是示出了不使用偏振鏡的情況下的波長分布的分布圖；圖20是分別示出了這些例子和對比例中的色度的特性圖；圖21是示出了制造圖1的相差元件的方法的例子中所使用的制造裝置的配置例 子的示意圖；圖22是示出了用于圖21的步驟之后的步驟的制造裝置的配置例子的示意圖；和圖23是用于示出制造圖1的相差元件的方法的另一個(gè)例子的示意圖。參考標(biāo)記列表1顯示設(shè)備2偏振鏡10背光單元20液晶顯示面板21A、2IB 偏振板2229透明基板23像素電極2426 配向膜25液晶層27公共電極28顏色濾光器28A濾光器部分28B黑矩陣部分30相差元件31 基膜31'具有形成在其上的樹脂層的基膜32相差層32A右眼區(qū)域32B左眼區(qū)域32C第三區(qū)域40黑條部分40A透射部分
6
40B遮光部分
41右眼鏡
42左眼鏡
4IA 42A偏振板
41B右眼相差膜
42B左眼相差膜
43UV固化樹脂層
43D UV固化樹脂液體
46液晶層
46D液晶
110母盤
IlOA顛倒圖案
200350展開輥
210圖案輥
220230250260 引導(dǎo)輥
240夾持輥
270390纏繞輥
280360排出器
290380紫外線輻射器
370加熱器
AX1AX2AX3AX5AX6 慢軸
AX4AX7AX8偏振軸(透射軸)
L從顯示設(shè)備1輸出的光
Ll邊界
L2右眼圖像光
L3左眼圖像光
θ 1 θ 2 角
具體實(shí)施例方式下面，將參考附圖詳細(xì)描述用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式(下面被稱為實(shí)施例)。以 如下順序進(jìn)行描述。1實(shí)施例(顯示設(shè)備和相差元件)2修改(顯示設(shè)備和相差元件)3例子(顯示設(shè)備)圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示設(shè)備的局部配置。以作為例子的一種情況描 述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的相差元件，其中該元件被結(jié)合在實(shí)施例的顯示設(shè)備內(nèi)。[顯示設(shè)備1的配置]本實(shí)施例的顯示設(shè)備1屬于偏振鏡類型，其向在眼球前佩戴后面描述的偏振鏡2 的觀看者(未示出)顯示三維圖像。通過順序地堆疊背光單元10、液晶顯示器面板20 (顯示面板)和相差元件30來配置顯示設(shè)備1。在顯示設(shè)備1中，相差元件30的表面是圖像顯 示表面，并且指向觀看者側(cè)。另外，在該實(shí)施例中，顯示設(shè)備1被這樣布置，從而圖像顯示表 面平行于垂面(垂直面，圖1中的y-ζ平面)。另外，圖像顯示表面具有例如矩形形狀，并且 圖像顯示表面的長度方向平行于水平方向(該圖中的y軸方向)。另外，觀看者在將偏振鏡 2佩戴在觀看者眼球前面時(shí)觀看該圖像顯示表面。[背光單元10]背光單元10具有例如反射板、光源和光學(xué)薄片(所有都未示出)。反射板將從光 源發(fā)出的光返回到光學(xué)薄片側(cè)，并且具有反射、散射、漫射等功能。反射板包括例如PET (聚 對苯二甲酸乙二酯)泡沫材料。因此，從光源發(fā)出的光可被高效地使用。光源從背面照射 液晶顯示器面板20，并且包括例如以恒定間隔平行布置的多個(gè)線性光源，或布置在二維陣 列中的多個(gè)點(diǎn)狀光源。另外，例如，列出熱陰極熒光燈(HCFL)、冷陰極熒光燈(CCFL)等作為 線性光源。例如，列出發(fā)光二極管(LED)等作為點(diǎn)狀光源。光學(xué)薄片使得來自光源的光的面 內(nèi)亮度分布均衡，或?qū)碜怨庠吹墓獾陌l(fā)散角和偏振狀態(tài)調(diào)整到所希望的范圍，并且包括， 例如，擴(kuò)散(漫射)板、擴(kuò)散(漫射)片、棱形片、反射偏振元件和相差板。另外，該光源可 以是邊緣光類型。在這種情況下，如果必要，使用導(dǎo)光板或?qū)Ч饽?。[液晶顯示器面板20]液晶顯示器面板20是透射顯示面板，其中多個(gè)像素被二維布置在行和列方向上， 并且根據(jù)圖像顯示用圖像信號驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素。如圖1所示，以從背光單元10起的順序，液 晶顯示器面板20具有，例如，偏振板21A、透明基板22、像素電極23、配向膜24、液晶層25、 配向膜26、公共電極27、顏色濾光器28、透明基板29 (對象基板)和偏振板21B。此處，偏振板21A布置在液晶顯示器面板20的光入射側(cè)，并且偏振板21B布置在 液晶顯示器面板20的光出射側(cè)。偏振板21A和21B是光間類型的，并且僅透射某個(gè)振動(dòng)方 向上的光(偏振光)。例如，偏振板21A和21B被這樣布置，從而其偏振軸彼此相差某個(gè)角 度(例如，90度)，從而從背光單元10發(fā)出的光透過液晶層或被液晶層阻擋。偏振板21A的透射軸(未示出)的方向被設(shè)置在從背光單元10發(fā)出的光可以透過 的范圍內(nèi)。例如，當(dāng)從背光單元10發(fā)出的光的偏振軸在垂直方向上時(shí)，偏振板21A的透射 軸也在垂直方向上，并且當(dāng)從背光單元10發(fā)出的光的透射軸在水平方向上時(shí)，偏振板21A 的透射軸也在水平方向上。另外，從背光單元10發(fā)出的光不限于線性偏振光，并且可以是 圓形或橢圓偏振光或非偏振光。偏振板21B的偏振軸AX4(圖2)的方向被設(shè)置在透過液晶顯示器面板20的光的 可透過范圍內(nèi)。例如，當(dāng)偏振板21A的偏振軸(未示出，該偏振軸與透射軸是同義的)在水 平方向時(shí)，偏振軸AX4處于與水平方向正交的方向(垂直方向)(圖2A)。當(dāng)偏振板21A的 偏振軸在垂直方向時(shí)，偏振軸AX4處于與垂直方向正交的方向(水平方向)(圖2B)。透明基板22和29通常對于可見光是透明的。另外，背光單元10側(cè)上的透明基板 具有，例如，形成在其上的有源驅(qū)動(dòng)電路，該電路包括作為電連接到透明像素電極的驅(qū)動(dòng)元 件的TFT (薄膜晶體管)以及導(dǎo)線。像素電極23包括例如氧化銦錫(ΙΤ0)，并且作為用于每 個(gè)像素的電極。配向膜24包括例如聚合物材料，諸如，用于液晶配向處理的聚酰亞胺。液 晶層25包括，例如，VA(垂直配向)模式液晶、TN(扭曲向列)模式液晶或STN(超扭曲向 列)模式液晶。液晶層25具有響應(yīng)來自未示出的驅(qū)動(dòng)電路的施加電壓，為每個(gè)像素透過或
8阻擋從背光單元10發(fā)出的光的作用。公共電極27包括例如ΙΤ0，并且作為公共對象電極。 通過布置用于將從背光單元10發(fā)出的光分為例如紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)三種原色的相應(yīng) 光的濾光器部分28A形成顏色濾光器28。顏色濾光器28具有黑矩陣部分28B，黑矩陣部分 28B在相應(yīng)于像素之間的邊界的濾光器部分28A之間的區(qū)域中具有光阻擋功能。[相差元件3O]接著，將描述相差元件30。圖3(A)立體地示出了該實(shí)施例的相差元件30的配置 的例子。圖3(B)示出了圖3(A)的相差元件30的慢軸。類似地，圖4(A)立體地示出了該 實(shí)施例的相差元件30的配置的另一個(gè)例子。圖4(B)示出了圖4(A)的相差元件30的慢軸。 圖3㈧和⑶所示的相差元件30與圖4㈧和⑶所示的相差元件30在基膜31 (后面描 述)的慢軸AX3的方向方面不同。相差元件30改變透過液晶顯示器面板20的偏振板21B的光的偏振狀態(tài)。如圖1 所示，相差元件30具有例如基膜31和相差層32?；?1包括例如具有光學(xué)各向異性的薄樹脂膜。該樹脂膜優(yōu)選地具有小的光 學(xué)各向異性或低雙折射率。具有這種屬性的樹脂膜包括，例如，TAC(三醋酸纖維素)、 COP(環(huán)烯聚合物)和PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等。COP包括，例如，ZEONOR 或 ΖΕΟΝΕΧ (ΖΕ0Ν公司)和ARTON (JSR公司)等?；?1的厚度例如優(yōu)選地為 30 μ m到500 μ m，包括30 μ m和500 μ m在內(nèi)?；?1的延遲優(yōu)選地為20nm或更小，并且 更優(yōu)選地為IOnm或更小。基膜31可以具有單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。在基膜31具有多層結(jié)構(gòu)的情況下，該膜 具有例如雙層結(jié)構(gòu)，其中具有配向相差層32的材料的功能的樹脂層(未示出)被形成在基 膜31的表面上。與過去的光配向膜或聚酰亞胺配向膜不同，該樹脂層優(yōu)選地大體沒有光吸 收或沒有光染色。例如，丙烯酸固化樹脂可被用于該樹脂層。另外，在本描述中，除非另外 指明，基膜還包括其上形成有所述樹脂層的基膜。另外，例如，相應(yīng)于基膜31表面上(在提供樹脂層的情況下，在樹脂層的表面上) 的相差層32的右眼區(qū)域32A和左眼區(qū)域32B，形成多種(此處，兩種)凹槽區(qū)域(未示出) 圖案。凹槽區(qū)域被交替地布置在例如條帶圖案內(nèi)。每個(gè)條帶的寬度例如等于顯示設(shè)備1的 像素間距。在相應(yīng)的凹槽區(qū)域內(nèi)，多個(gè)小凹槽在相同方向上延伸。相應(yīng)于右眼區(qū)域32A的小 凹槽的延伸方向例如與相應(yīng)于左眼區(qū)域32B的小凹槽的延伸方向正交。這些凹槽的延伸方 向分別與作為基準(zhǔn)的凹槽區(qū)域的條帶方向形成-45°和+45°角。另外，例如，每個(gè)小凹槽的開口寬度(小凹槽的間距)優(yōu)選地為2μπι或更小(更 優(yōu)選地，1 μ m或更小)。小凹槽的間距被控制為2 μ m或更小，從而在制造處理中配置相差 層32的材料(例如，后面描述的液晶材料)被容易地在這些小凹槽上配向。如圖3和4所示，基膜31的慢軸AX3指向例如垂直方向(圖3(B))或水平方向 (圖4(B))。更特別地，慢軸AX3指向與右眼區(qū)域32A和左眼區(qū)域32B的短邊方向或長邊方 向相同的方向，從而慢軸AX3指向與邊界Ll的方向正交的方向或相同的方向。慢軸AX3優(yōu) 選地指向與慢軸AXl和AX2交叉的方向，并且指向與慢軸AXl和AX2所形成的角的等分線 (垂直或水平方向上的等分線)平行的方向。另外，在本描述中，“平行”、“正交”、“垂直”和“相同方向”分別包括一個(gè)范圍內(nèi)的大體平行、大體正交、大體垂直和大體相同的方向，而不會(huì)失去本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。例如，它們中 的每一個(gè)包括由于各種因素引起的某種誤差，諸如制造誤差和偏差。相差層32是具有光學(xué)各向異性的薄層。相差層32被提供在基膜31的表面上，并 且被通過粘合劑(未示出)等粘合在液晶顯示器面板20的發(fā)光側(cè)上的表面(偏振板21B) 上(圖1)。相差層32具有兩種相差區(qū)域(右眼區(qū)域32A和左眼區(qū)域32B)，這兩種相差區(qū) 域具有彼此方向不同的慢軸。該實(shí)施例的右眼區(qū)域32A相應(yīng)于本發(fā)明的“一種相差區(qū)域”的 特定例子，并且該實(shí)施例的左眼區(qū)域32B相應(yīng)于本發(fā)明的“另一種相差區(qū)域”的特定例子。相差層32包括例如可聚合聚合物液晶材料。例如，在相差層32中，液晶分子固 定地排列在形成在基膜31表面上(在提供樹脂層的情況下，在樹脂層的表面上)的多個(gè) 凹槽區(qū)域圖案上。關(guān)于聚合物液晶材料，根據(jù)相變溫度(從各向同性相到液晶相以及從 液晶相到各向同性相)、液晶材料的折射率波長分散特性、粘度屬性和處理溫度，選擇性 地使用適合的材料。然而，為了透明性起見，優(yōu)選地該材料具有丙烯酰基團(tuán)或甲基丙烯酰 (metaacryloyl)基團(tuán)作為聚合基團(tuán)。另外，優(yōu)選地使用在可聚合功能基團(tuán)和液晶骨格之間 沒有亞甲基間隔基(spacer)的材料。因此，可以在所述處理過程中降低配向處理溫度。相 差層32的厚度例如優(yōu)選地為0. 1 μ m到10 μ m,包括0. 1 μ m和10 μ m。相差層32不必僅由 聚合的聚合物液晶材料配置而成，并且可以部分地包括未聚合的液晶單體。相差層32中包 括的未聚合的液晶單體在所述單體周圍的液晶分子的配向方向相同的方向上配向，以便具 有與聚合物液晶材料的配向特性相同的配向特性。另外，基膜31和相差層32可以直接彼此接觸，或可以在它們之間提供一個(gè)不同 層。該不同層包括用于提高基膜31和相差層32之間的粘附的穩(wěn)固層。另外，可以單獨(dú)提 供非配向薄膜，以便提高基膜31 (或提供在基膜上的樹脂層)和相差層32之間的配置相差 層32的預(yù)定材料的配向(例如，上面的液晶材料)。因此，當(dāng)在制造處理過程中在基膜31 上形成相差層32時(shí)，相差層32可以很少被基膜31表面的分子配向所影響。右眼區(qū)域32A和左眼區(qū)域32B具有，例如，分別如圖1.3(A)和4(A)所示，在公共 方向(水平方向)上延伸的條帶形狀。右眼區(qū)域32A和左眼區(qū)域32B相鄰地并且規(guī)則地布 置在基膜31的面內(nèi)方向上，并且特別地，在右眼區(qū)域32A和左眼區(qū)域32B的短邊方向(垂 直方向)上交替地布置。因此，間隔在相應(yīng)右眼區(qū)域32A和左眼區(qū)域32B之間的邊界Ll指 向與右眼區(qū)域32A和左眼區(qū)域32B的長邊方向(水平方向)相同的方向。如圖3和4所示，每個(gè)右眼區(qū)域32A在以不是直角的角度θ 1(0° < θ 1 < 90° ) 和與相鄰左眼區(qū)域32Β之間的邊界Ll交叉的方向上具有慢軸AXl。相對照地，如圖3和4 所示，每個(gè)左眼區(qū)域32Β在以不是直角的角度θ 2(0° < Θ2<90° )和與相鄰右眼區(qū)域 32Α之間的邊界Ll交叉的方向上具有慢軸ΑΧ2。此處，“與慢軸AXl的方向不同的方向”不僅意味著不同于慢軸AXl的方向的方向， 而且還意味著在與慢軸AXl的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向上的旋轉(zhuǎn)。特別地，慢軸AXl和ΑΧ2相 對于邊界Ll在彼此不同的方向上旋轉(zhuǎn)。慢軸AXl的角度θ 1在絕對值上優(yōu)選地等于慢軸 ΑΧ2的角度θ 2 (在不考慮旋轉(zhuǎn)方向的情況下)。然而，這些角度可以由于制造誤差等彼此略 微不同。在某些情況下，這些角度可以彼此相差比由于制造誤差引起的角度大的角度。另 外，這種由于制造誤差的角度為例如直至大約5°，但是其可以根據(jù)用于制造右眼區(qū)域32Α 和左眼區(qū)域32Β的技術(shù)而不同。
下面，以圓形偏振類型的偏振鏡2，并且顯示設(shè)備1是用于圓形偏振鏡的設(shè)備的情 況進(jìn)行描述。在該情況下，例如，角度θ 1優(yōu)選地為+45°，并且角度θ 2優(yōu)選地為-45°。如圖2到4所示，慢軸AXl和ΑΧ2中的每一個(gè)指向與水平和垂直方向中的每一個(gè) 交叉的方向，并且此外，指向與基膜31的慢軸ΑΧ3交叉的方向。另外，慢軸AXl和ΑΧ2優(yōu)選 地指向這樣的方向，從而慢軸AXl和ΑΧ2所形成的角度的水平等分線指向與邊界Ll平行的 方向。另外，如圖2(A)和(B)所示，慢軸AXl和ΑΧ2中的每一個(gè)指向與液晶顯示器面板 20的發(fā)光側(cè)上的偏振板21Β的偏振軸ΑΧ4交叉的方向。另外，慢軸AXl指向等于或相應(yīng)于 后面描述的偏振鏡2的右眼相差膜41Β的慢軸ΑΧ5的方向的方向，并且指向與左眼相差膜 42Β的慢軸ΑΧ6的方向不同的方向。慢軸ΑΧ2指向等于或相應(yīng)于慢軸ΑΧ6的方向的方向，并 且指向與慢軸ΑΧ5的方向不同的方向。[偏振鏡2]接著，描述偏振鏡2。圖5立體地示出了連同顯示設(shè)備1的偏振鏡2的配置的例 子。當(dāng)觀看者(未示出)觀看成像在圖像顯示表面上的圖像時(shí)，觀看者使用佩戴在觀看者 眼球前面的偏振鏡2。如圖5所示，偏振鏡2具有例如右眼鏡41和左眼鏡42。右眼鏡41和左眼鏡42被布置為面向顯示設(shè)備1的圖像顯示表面。另外，雖然如 圖5所示右眼鏡41和左眼鏡42優(yōu)選地被最大程度地布置在一個(gè)水平面內(nèi)，這些鏡子可被 布置在稍微傾斜的平面內(nèi)。右眼鏡41具有例如偏振板41Α和右眼相差膜41Β。左眼鏡42具有例如偏振板42Α 和左眼相差膜42Β。右眼相差膜41Β被提供在偏振板41Α的從顯示設(shè)備1輸出的光L的入 射側(cè)表面上。左眼相差膜42Β被提供在偏振板42Α的光L的入射側(cè)表面上。偏振板41Α和42Α中的每一個(gè)被布置在偏振鏡2的光出射側(cè)上，并且僅透射某個(gè) 振動(dòng)方向上的光(偏振光)。例如，偏振板41Α和42Α的偏振軸ΑΧ7和ΑΧ8中的每一個(gè)指 向與(顯示面板的發(fā)光側(cè)上的)偏振板21Β的偏振軸ΑΧ4正交的方向。例如，如圖2(A)和 (B)所示，在偏振軸ΑΧ4指向垂直方向的情況下，每個(gè)偏振軸ΑΧ7和ΑΧ8指向水平方向，并且 在偏振軸ΑΧ4指向水平方向的情況下，指向垂直方向。右眼相差膜41Β和左眼相差膜42Β中的每一個(gè)是具有光學(xué)各向異性的薄膜。每個(gè) 右眼相差膜的厚度例如優(yōu)選地為30 μ m到200 μ m,包括30 μ m和200 μ m。另外，這種相差膜 優(yōu)選地有小的光學(xué)各向異性，即，小的雙折射性。具有這種屬性的樹脂膜包括，例如，COP(環(huán) 烯聚合物)和PC(聚碳酸酯)。COP包括，例如，ZEONOR 或ZEONEX (ZEON公 司)和ARTON (JSR公司)。如圖2所示，右眼相差膜41B的慢軸AX5和左眼相差膜 42B的慢軸AX6中的每一個(gè)指向與水平方向和垂直方向中的每一個(gè)交叉的方向，并且此外， 指向與偏振板41A和42A的相應(yīng)偏振軸AX7和AX8交叉的方向。另外，慢軸AX5和AX6優(yōu) 選地指向這樣的方向，從而由慢軸AX5和AX6形成的角的垂直等分線指向垂直于邊界Ll的 方向。慢軸AX5指向等于或相應(yīng)于慢軸AXl的方向的方向，并且指向與慢軸AX2的方向不 同的方向。在另一方面，慢軸AX6指向等于或相應(yīng)于慢軸AX2的方向的方向，并且指向與慢 軸AXl的方向不同的方向。[延遲]將參考圖6到9描述相差元件30和偏振鏡2中的每一個(gè)的延遲。圖6和7是示出了當(dāng)僅有進(jìn)入相差層32的右眼區(qū)域32A的右眼圖像光L2被聚焦時(shí)，光L2如何被兩眼通 過偏振鏡2識別到的概念圖。圖8和9是示出了當(dāng)僅有進(jìn)入相差層32的左眼區(qū)域32B的 左眼圖像光L3被聚焦時(shí)，光L3如何被兩眼通過偏振鏡2識別到的概念圖。另外，當(dāng)右眼圖像光L2和左眼圖像光L3實(shí)際上被混合輸出時(shí)，為了描述方便，右 眼圖像光L2和左眼圖像光L3被在圖6到9中分別示出。附帶地，如圖6(A)、(B)和7㈧、(B)所示，當(dāng)使用偏振鏡2觀看圖像時(shí)，例如，必須 是右眼像素的圖像可被右眼識別，并且不可被左眼識別。另外，在相同時(shí)刻，如圖8 (A)、(B) 和9(A)、(B)所示，例如，必須是左眼像素的圖像可被左眼識別，并且不可被右眼識別。為了 實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，優(yōu)選地以下列方式設(shè)置右眼區(qū)域32A和右眼相差膜41B中的每一個(gè)的延遲， 以及左眼區(qū)域32B和左眼相差膜42B中的每一個(gè)的延遲。特別地，優(yōu)選地右眼區(qū)域32A和左眼區(qū)域32B中的一個(gè)具有+ λ /4的延遲，并且另 一個(gè)具有-λ /4的延遲。此處，相應(yīng)延遲的相反符號指示相應(yīng)區(qū)域的慢軸的方向彼此相差 90°。在這種情況下，右眼相差膜41Β的延遲優(yōu)選地等于右眼區(qū)域32Α的延遲，并且左眼相 差膜42Β的延遲優(yōu)選地等于左眼區(qū)域32Β的延遲。[基本操作]接著，將參考圖5到9描述該實(shí)施例的顯示設(shè)備1的圖像顯示的基本操作的例子。首先，在從背光單元10照射的光進(jìn)入液晶顯示器面板20時(shí)，包括右眼圖像和左眼 圖像的視差信號被作為影像信號輸入液晶顯示器面板20。然后，例如，右眼圖像光L2被從 奇數(shù)行像素輸出(圖6(A)、(B)或圖7(A)、(B))，并且左眼圖像光L3被從偶數(shù)行像素輸出 (圖 8(A)、(B)或圖 9(A)、(B))。然后，右眼圖像光L2和左眼圖像光L3分別被相差元件30的右眼區(qū)域32Α和左眼 區(qū)域32Β轉(zhuǎn)換為橢圓偏振，并且然后透過相差元件30的基膜31，并且然后從顯示設(shè)備1的 圖像顯示表面輸出到外部。此時(shí)，穿過右眼區(qū)域32Α的光和穿過左眼區(qū)域32Β的光兩者受 到基膜31的輕微光學(xué)各向異性影響。然后，從顯示設(shè)備1輸出到外部的光進(jìn)入偏振鏡2，并且光的偏振被右眼相差膜 41Β和左眼相差膜42Β從橢圓偏振返回線性偏振，并且然后進(jìn)入偏振鏡2的偏振板41Α和 42Α。此時(shí)，如圖6和7所示，在到偏振板41Α和42Α的入射光中，相應(yīng)于右眼圖像光L2 的光具有平行于偏振板41Α的偏振軸ΑΧ7并且與偏振板42Α的偏振軸ΑΧ8正交的偏振軸。 因此，在到偏振板41Α和42Α的入射光中，相應(yīng)于右眼圖像光L2的光通過偏振板41Α僅到 達(dá)觀看者的右眼。相反，如圖8和9所示，在到偏振板41Α和42Α的入射光中，相應(yīng)于左眼圖像光L3 的光具有與偏振板41Α的偏振軸ΑΧ7正交并且與偏振板42Α的偏振軸ΑΧ8平行的偏振軸。 因此，在到偏振板41Α和42Α的入射光中，相應(yīng)于左眼圖像光L3的光通過偏振板42Α僅到 達(dá)觀看者的左眼。以這種方式，相應(yīng)于右眼圖像光L2的光到達(dá)觀看者的右眼，并且相應(yīng)于左眼圖像 光L3的光到達(dá)觀看者的左眼。結(jié)果，觀看者可以識別到類似三維圖像的顯示在顯示設(shè)備1 的影像顯示表面上的圖像。[優(yōu)點(diǎn)]
附帶地，在本實(shí)施例中，相差元件30的基膜31包括例如具有光學(xué)各向異性的薄樹 脂膜。因此，穿過右眼區(qū)域32A的光和穿過左眼區(qū)域32B的光兩者如上所述受到基膜31的 輕微光學(xué)各向異性的影響。結(jié)果，當(dāng)用于右眼的圖像光或用于左眼的圖像光到達(dá)觀看者的 每個(gè)眼睛時(shí)，可能在圖像光中包括重影。另外，當(dāng)用于右眼的圖像光或用于左眼的圖像光到 達(dá)觀看者的每個(gè)眼睛時(shí)，該圖像光的顏色可能相對于原始顏色發(fā)生改變。然而，在本實(shí)施例中，基膜31的慢軸AX3指向水平或垂直方向，并且此外，指向與 慢軸AXl和AX2交叉的方向。因此，由于基膜31的光學(xué)各向異性的影響被施加到透過基膜 31的每種光，從而該影響不會(huì)僅被極大地施加到透過基膜31的相應(yīng)光，即，相應(yīng)于右眼的 光和相應(yīng)于左眼的光中的僅一個(gè)上。結(jié)果，可以減小諸如重影僅被右眼或左眼清楚地看到、 右眼和左眼之間的影像顏色差異的不平衡性。因此，可以實(shí)現(xiàn)幾乎不會(huì)發(fā)生這種不平衡的 相差元件30和顯示設(shè)備1。特別地，在該實(shí)施例中，在基膜31的慢軸AX3指向與由慢軸AXl和AX2形成的角 的水平或垂直等分線平行的方向時(shí)，由于基膜31的光學(xué)各向異性的影響被均勻地施加到 透過基膜31的每種光。結(jié)果，可以消除諸如重影僅被右眼或左眼清楚地看到，以及右眼和 左眼之間的影像顏色差異的不平衡。因此，可以實(shí)現(xiàn)幾乎不會(huì)發(fā)生這種不平衡的相差元件 30和顯示設(shè)備1。另外，在該實(shí)施例中，在薄基膜(例如，樹脂膜)被用作支撐相差元件30的相差層 32的基底時(shí)，與使用玻璃片作為支撐相差層32的基底的情況相比，可以高產(chǎn)量地廉價(jià)地制 造相差元件30。另外，通過使用薄基膜(例如，樹脂膜)作為支撐相差層32的基底，可以減 小顯示設(shè)備1的厚度。[制造相差元件30的方法]此處，將描述根據(jù)本發(fā)明的制造相差元件30的方法的例子。此處，假設(shè)相差元件 30具有多個(gè)凹槽區(qū)域，以在形成凹槽區(qū)域時(shí)使用輥狀母盤和片狀母盤的兩種情況分別進(jìn)行 描述。(使用輥狀母盤的情況)圖21示出了用于借助于輥狀母盤形成多個(gè)小凹槽的制造裝置的配置的例子。圖 21的制造裝置包括展開輥200、引導(dǎo)輥220、230、250和260、夾持輥240、圖案輥210、纏繞輥 270、排出器280和紫外線輻射器290。此處，展開輥200包括基膜31的同心纏繞卷，并且 提供基膜31?；?1被從展開輥200展開，并且然后順序地沿著引導(dǎo)輥220、引導(dǎo)輥230、 夾持輥240、圖案輥210、引導(dǎo)輥250和引導(dǎo)輥260流動(dòng)，并且最終基膜31被纏繞輥270纏 繞。引導(dǎo)輥220和230將從展開輥200提供的基膜31引導(dǎo)到夾持輥240。夾持輥240將從 引導(dǎo)輥230提供的基膜31壓向圖案輥210。圖案輥210被以某個(gè)間隙與夾持輥240相鄰 地布置。圖案輥210的圓周面具有分別相應(yīng)于相差元件30的右眼和左眼區(qū)域形成的多個(gè) 小凹槽的顛倒圖案。引導(dǎo)輥250將繞在圖案輥210上的基膜31從圖案輥上分開。引導(dǎo)輥 260將被以引導(dǎo)輥250分開的基膜31引導(dǎo)到纏繞輥270。排出器280被提供為以某個(gè)間隙 接近由展開輥200提供的基膜31的接觸引導(dǎo)輥230的一部分。排出器280將包括例如UV 固化丙烯酸樹脂液體的UV固化樹脂液體43D滴在基膜31上。紫外線輻射器290向從展開 輥200提供的基膜44的通過了夾持輥240并且接觸圖案輥210的部分照射紫外線。使用具有這種配置的制造裝置形成基膜31。特別地，首先基膜31被從展開輥200展開，然后基膜31被通過引導(dǎo)輥220引導(dǎo)到引導(dǎo)輥230，并且然后例如通過排出器280將 UV固化樹脂液體43D滴在基膜31上，從而形成UV固化樹脂層43。然后，基膜31上的UV 固化樹脂層43被以夾持輥240通過基膜31壓到圖案輥210的圓周面上。因此，UV固化樹 脂層43接觸圖案輥210的圓周面，從而形成在圖案輥210的圓周面上的不規(guī)則圖案被轉(zhuǎn)印 到UV固化樹脂層43上。然后，紫外線輻射器290向UV固化樹脂層43照射紫外線，以便固化UV固化樹脂 層43。然后，基膜31被以引導(dǎo)輥250從圖案輥210上分離，并且然后通過引導(dǎo)輥260被以 纏繞輥270纏繞。以這種方式，形成在其上形成了樹脂層的基膜31’。另外，當(dāng)進(jìn)一步形成未示出的非配向薄膜時(shí)，在多個(gè)小凹槽被提供在基膜31上之 后，形成該薄膜。例如，在多個(gè)小凹槽的表面上布置一個(gè)UV固化樹脂層。該UV固化樹脂層 可以包括與配置上面的樹脂層的UV固化樹脂層相同的材料，或可以包括不同材料。接著， 該UV固化樹脂層被以UV光照射并且從而固化。因此，根據(jù)多個(gè)小凹槽的表面形成非配向 薄膜。可以使用與圖21的制造裝置串聯(lián)構(gòu)造的裝置形成非配向薄膜(未示出)。接著，將描述形成相差層32的方法。首先，如圖22所示，基膜31’被從展開輥350 展開，然后將包括液晶單體的液晶46D滴在所述多個(gè)小凹槽的表面上(或非配向薄膜的表 面上)，從而形成液晶層46。接著，出于與上述制造方法相同的目的，通過使用加熱器370 對涂覆在基膜31’的表面上的液晶層46的液晶單體執(zhí)行配向處理(熱處理)，然后液晶層 46被慢慢冷卻到略微低于所述單體的相變溫度的溫度。因此，液晶單體被根據(jù)形成在基膜 31’表面上的小凹槽(或非配向薄膜)的圖案配向。接著，紫外線照射器3800向經(jīng)過配向處理的液晶層46照射UV光，從而聚合液晶 層46中的液晶單體。此時(shí)，雖然處理溫度通常接近室溫，該溫度可被提高到相變溫度或更 低，以便調(diào)整延遲值。因此，沿著所述多個(gè)小凹槽的圖案固定液晶分子的配向狀態(tài)，從而形 成相差層32(右眼區(qū)域32A和左眼區(qū)域32B)。因此，完成相差元件30。然后，相差元件30 被以纏繞輥390纏繞。取代提供UV固化樹脂層43以便完成具有形成在其上的多個(gè)小凹槽的基膜，可以 將母盤的顛倒圖案直接轉(zhuǎn)印到基膜31上。在這種情況下，除了忽略形成UV固化樹脂層43 的步驟之外，可以用與上述制造方法相同的方式生產(chǎn)相差元件30。在該實(shí)施例中，由于與過去使用配向膜配向液晶分子的情況不同，不必進(jìn)行高溫 熱處理，可以使用與玻璃材料相比容易處理和廉價(jià)的基膜(例如，樹脂膜)。(使用片狀母盤的情況)接著，參考圖23描述在使用片狀母盤的情況下生產(chǎn)相差元件30的方法。首先，準(zhǔn) 備基膜31。然后，在片狀母盤110上布置UV固化樹脂層43 (例如，包括丙烯酸樹脂)，在UV 固化樹脂層43上分別相應(yīng)于相差元件30的右眼區(qū)域和左眼區(qū)域形成多個(gè)小凹槽的顛倒圖 案110A，并且然后以基膜31封閉UV固化樹脂層43。接著，UV固化樹脂層43被以紫外線照 射并且從而固化，并且然后分離母盤110。因此，形成在其上形成了樹脂層的基膜31’(圖 23A)。另外，當(dāng)進(jìn)一步形成未示出的非配向薄膜時(shí)，在多個(gè)小凹槽被提供在基膜31上之 后，形成該薄膜。例如，在多個(gè)小凹槽的表面上布置一個(gè)UV固化樹脂層或類似物。該UV固 化樹脂層可以包括與上面的UV固化樹脂層43相同的材料，或可以包括不同材料。接著，該
14UV固化樹脂層被以UV光照射并且從而固化。因此，根據(jù)多個(gè)小凹槽的表面形成非配向薄膜。接著，將描述形成相差層32的方法(圖23(B))。首先，通過使用滾動(dòng)涂覆器等進(jìn) 行涂覆，在多個(gè)小凹槽的表面(或非配向薄膜的表面)上形成包括液晶單體的液晶層46。 此時(shí)，對于液晶層46，需要時(shí)可以使用用于溶解液晶單體的溶劑、聚合引發(fā)劑、聚合抑制劑、 表面活性劑、均涂劑等。雖然不特別限制該溶劑，優(yōu)選地使用具有液晶單體的高溶解度、室 溫下的低蒸汽壓以及室溫下的低揮發(fā)性的溶劑。例如，列出丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)、甲 苯、甲基乙基酮(MEK)和甲基異丁基酮(MIBK)作為在室溫下具有低揮發(fā)性的溶劑。如果使 用在室溫下具有高揮發(fā)性的溶劑，涂覆液晶層46之后該溶劑的蒸發(fā)速度太快，從而很可能 擾亂通過溶劑的蒸發(fā)形成的液晶單體的配向。接著，執(zhí)行液晶層46的液晶單體的配向處理(熱處理)。以等于或高于液晶單體 的相變溫度的溫度執(zhí)行該熱處理。特別地，在使用溶劑的情況下，以等于或高于溶劑的干燥 溫度的溫度執(zhí)行該熱處理。此處，由于前面步驟的液晶單體涂覆，在液晶單體和小凹槽之間 的邊界上施加剪切應(yīng)力，導(dǎo)致由于所述單體的流動(dòng)引起的配向(流動(dòng)配向)，或由于外力引 起的配向(外部配向)，并且相應(yīng)地液晶分子可被配向在無意方向上。執(zhí)行上述熱處理，以 便臨時(shí)取消已被配向在這種無意方向上的液晶單體的配向狀態(tài)。因此，從液晶層46中干燥 去除該溶劑，從而僅有液晶單體保留在層內(nèi)，并且液晶層從而成為各向同性相。接著，將液晶層46慢慢冷卻到略微低于相變溫度的溫度。因此，液晶單體被根據(jù) 多個(gè)小凹槽的圖案(或非配向薄膜)配向。接著，例如，對經(jīng)過配向處理的液晶層46照射UV光，從而聚合液晶單體。另外，此 時(shí)，雖然處理溫度通常接近室溫，該溫度可被提高到相變溫度或更低，以便調(diào)整延遲值。因 此，沿著多個(gè)小凹槽的圖案固定液晶分子的配向狀態(tài)，從而形成右眼區(qū)域32A和左眼區(qū)域 32B。因此，完成相差元件30 (圖23(B))。另外，取代提供UV固化樹脂層43以便完成具有形成在其上的多個(gè)小凹槽的基膜， 可以將母盤的顛倒圖案IlOA直接轉(zhuǎn)印到基膜31上。在這種情況下，除了忽略形成UV固化 樹脂層43的步驟之外，可以用與上述制造方法相同的方式生產(chǎn)相差元件30。在該實(shí)施例中，由于與過去使用配向膜配向液晶分子的情況不同，不必進(jìn)行高溫 熱處理，可以使用與玻璃材料相比容易處理和廉價(jià)的基膜(例如，樹脂膜)。修改雖然相差元件30具有兩種具有彼此不同方向的慢軸的相差區(qū)域(右眼區(qū)域32A 和左眼區(qū)域32B)，相差元件30可以具有至少三種具有彼此不同方向的慢軸的相差區(qū)域。例 如，如圖10所示，除了右眼區(qū)域32A和左眼區(qū)域32B之外，相差元件30可以具有第三區(qū)域 32C，區(qū)域32C具有與右眼區(qū)域32A和左眼區(qū)域32B的慢軸AXl和AX2的每個(gè)方向不同方向 的慢軸。另外，雖然在本實(shí)施例中例舉了相差元件30的相差區(qū)域(右眼區(qū)域32A和左眼區(qū) 域32B)中的每一個(gè)在水平方向上延伸的情況，該區(qū)域可以在另一個(gè)方向上延伸。例如，如 圖11所示，相差元件30的相差區(qū)域(右眼區(qū)域32A和左眼區(qū)域32B)中的每一個(gè)可以在垂 直方向上延伸。另外，雖然在本實(shí)施例和修改中例舉了相差元件30的相差區(qū)域(右眼區(qū)域32A和
15左眼區(qū)域32B)中的每一個(gè)在整個(gè)相差元件30上在水平或垂直方向上延伸，如圖12所示， 該區(qū)域可被布置為例如水平和垂直方向兩者上的二維陣列。另外，即使該區(qū)域被二維布置， 相差區(qū)域之間的邊界被定義為垂直方向上的邊界。另外，在本實(shí)施例和修改中例舉了將相差元件30用于顯示設(shè)備1的情況，該元件 顯然可被用于其它設(shè)備。另外，雖然在本實(shí)施例和修改中未特別提供控制從液晶面板20輸出的光的分散 角的組件等，例如，如圖13所示，可以在液晶面板20和相差元件30之間提供黑條帶部分 40。黑條帶部分40具有在與液晶面板20的像素電極23相對的區(qū)域內(nèi)提供的透射部分40A， 以及在透射部分40A的外圍內(nèi)提供的光阻擋部分40B。這可以解決諸如觀看者從斜上方或 斜下方觀看圖像顯示表面時(shí)被稱為串?dāng)_的問題，即，穿過左眼像素的光進(jìn)入右眼區(qū)域32A 或穿過右眼像素的光進(jìn)入左眼區(qū)域32B。另外，不必在液晶面板20和相差元件30之間提供黑條帶部分40，并且例如，如圖 14所示，黑條帶部分40可被提供在液晶面板20內(nèi)的偏振板21B和透明基板29之間。雖然前面已經(jīng)對偏振鏡2為圓形偏振類型，并且顯示設(shè)備1是用于圓形偏振鏡的 設(shè)備的情況進(jìn)行了描述，該相差元件可用于顯示設(shè)備1是用于線性偏振鏡的設(shè)備的情況。[例子]下面，通過與對比例1和2的對比，描述實(shí)施例的顯示設(shè)備1的例子1和2。假定如圖3所示的基膜31的慢軸AX3相對于邊界Ll指向垂直方向的相差元件是 例子1，并且假定如圖4所示的基膜31的慢軸AX3相對于邊界Ll指向水平方向的相差元件 是例子2。即，在例子1和2中，使得慢軸AX3與慢軸AXl和AX2中的每一個(gè)交叉，并且此 外，近似指向與慢軸AXl和AX2所形成的角的垂直或水平等分線的方向相同的方向。相對 照，假定基膜31的慢軸AX3指向與左眼區(qū)域32B的慢軸AX2的方向相同的方向的相差元件 是對比例1，并且假定基膜31的慢軸AX3指向與右眼區(qū)域32A的慢軸AXl的方向相同的方 向的相差元件是對比例2。首先，為例子1和2以及對比例1和2中的每一個(gè)測量并且估算消光比。通過下 列計(jì)算公式(1)或(2)獲得的消光比可以量化地給出重影發(fā)生的級別。[公式1]右眼區(qū)域32A的消光比=右眼鏡41觀看到右眼區(qū)域32A的情況的亮度/左眼鏡 42觀看到右眼區(qū)域32A的情況的亮度…(1)[公式2]左眼區(qū)域32B的消光比=左眼鏡42觀看到左眼區(qū)域32B的情況的亮度/右眼鏡 41觀看到左眼區(qū)域32B的情況的亮度…(2)如圖2所示，偏振鏡2的偏振板41A和42A的透射軸AX7和AX8優(yōu)選地分別相對 于顯示設(shè)備1的發(fā)光側(cè)上的偏振板21B的透射軸AX4正交偏振。因此，發(fā)光側(cè)上的偏振板 21B的透射軸AX4被調(diào)整到垂直方向，并且每個(gè)透射軸AX7和AX8被調(diào)整到水平方向。另 外，相差層32的右眼區(qū)域32A和左眼區(qū)域32B中的每一個(gè)的延遲被調(diào)整為近似是λ/4。另 外，左眼區(qū)域32Β的慢軸ΑΧ2和左眼相差膜42Β的慢軸ΑΧ6被調(diào)整到相同方向，并且右眼區(qū) 域32Α的慢軸AXl和右眼相差膜41Β的慢軸ΑΧ5被調(diào)整到相同方向。以這種布置，根據(jù)擴(kuò) 展Jones矩陣法執(zhí)行對右眼區(qū)域32Α和左眼區(qū)域32Β中的每一個(gè)的消光比的計(jì)算。
另外，偏振鏡2的右和左相差膜41B和42B中的每一個(gè)的延遲，或相差元件30的 右眼區(qū)域32A和左眼區(qū)域32B中的每一個(gè)的延遲優(yōu)選地對于任意波長為λ/4或近似λ/4。 此處，假設(shè)偏振鏡2的相差膜41Β和42Β中的每一個(gè)的材料是聚碳酸酯，并且假設(shè)右眼區(qū)域 32Α和左眼區(qū)域32Β中的每一個(gè)的材料是液晶聚合物。假設(shè)偏振鏡2的右眼相差膜和左眼相差膜具有相同的延遲，偏振鏡2的相差膜41Β 和42Β中的每一個(gè)被調(diào)整為具有如圖15所示的延遲值。另外，假設(shè)右眼區(qū)域32Α和左眼區(qū) 域32Β具有相同的延遲，這些區(qū)域中的每一個(gè)被調(diào)整為具有如圖16所示的延遲值。相反， 相差元件30的基膜31具有微小的延遲。此處，假設(shè)厚度為100 μ m的ZEONOR (ΖΕ0Ν 公司)膜作為具有如圖17所示的延遲值的基膜31。S卩，假設(shè)基膜31的延遲在可見范圍內(nèi) 大約為6nm。圖18示出了消光比的計(jì)算結(jié)果。在對比例1中，左眼區(qū)域32B的消光比低。這意 味著左眼像素的影像不僅進(jìn)入左眼而且進(jìn)入右眼，從而在右眼影像上出現(xiàn)重影。在對比例 2中，右眼區(qū)域32A的消光比低。這意味著右眼像素的影像不僅進(jìn)入右眼而且進(jìn)入左眼，從 而在左眼上出現(xiàn)重影。因此，在比較例1和2中的每一個(gè)中，在僅一個(gè)眼睛中清楚地出現(xiàn)重 影，從而難以觀看三維圖像。在另一方面，在例子1和2中的每一個(gè)內(nèi)，消光比在兩眼之間 相同，并且因此，重影不會(huì)僅僅清楚地出現(xiàn)在一只眼睛上。因此，可以很容易地觀看三維圖 像。接著，為例子1和2以及對比例1和2中的每一個(gè)測量并且估算色度。圖19示出 了不使用偏振鏡2的情況的波長分布。在該情況下，色度在CIE(國際照明委員會(huì))的L * U* V顏色系統(tǒng)中為u' = 0.1947和ν' = 0.39060。圖20示出了例子1和2以及對比例 1和2中的每一個(gè)的色度。該圖揭示雖然在對比例1和2中右眼和左眼之間色度不同，從而 在兩眼間不同地觀看到顏色，在例子1和2中右眼和左眼之間色度相同，從而兩眼間的顏色 不會(huì)不同。
權(quán)利要求
一種相差元件，包括基膜，具有光學(xué)各向異性；以及相差層，形成在所述基膜上，具有光學(xué)各向異性；其中所述相差層包含至少兩種具有方向彼此不同的慢軸的相差區(qū)域，所述至少兩種相差區(qū)域被相鄰并且規(guī)則地布置在所述基膜的面內(nèi)方向上，每個(gè)相差區(qū)域在以不是直角的角度和與相鄰相差區(qū)域之間的邊界交叉的方向上具有慢軸，并且所述基膜在與所述邊界平行或正交的方向上具有慢軸。
2.如權(quán)利要求1所述的相差元件， 其中所述基膜包括樹脂膜。
3.如權(quán)利要求1所述的相差元件，其中所述相差區(qū)域中的一個(gè)具有+ λ /4的延遲，并且 所述相差區(qū)域中的另一個(gè)具有_ λ /4的延遲。
4.如權(quán)利要求1到3中的任意一個(gè)所述的相差元件， 其中所述相差層具有兩種相差區(qū)域，和每個(gè)所述相差區(qū)域具有處于這樣方向的慢軸，使得由所述相差區(qū)域中的一個(gè)的慢軸和 所述相差區(qū)域中的另一個(gè)的慢軸所形成的角的等分線平行于所述基膜的慢軸。
5.一種相差元件，包括 基膜，具有光學(xué)各向異性；以及相差層，形成在所述基膜上，具有光學(xué)各向異性； 其中所述相差層包含至少兩種具有方向彼此不同的慢軸的相差區(qū)域， 所述至少兩種相差區(qū)域被相鄰并且規(guī)則地布置在所述基膜的面內(nèi)方向上，以及 所述基膜的慢軸與每個(gè)所述相差區(qū)域的慢軸交叉。
6.如權(quán)利要求5所述的相差元件， 其中所述相差層具有兩種相差區(qū)域，和所述基膜在與所述相差區(qū)域中的一個(gè)的慢軸和所述相差區(qū)域中的另一個(gè)的慢軸所形 成的角的等分線平行的方向上具有慢軸。
7.一種顯示設(shè)備，包括顯示面板，根據(jù)圖像信號被驅(qū)動(dòng)； 背光單元，照射所述顯示面板；和相差元件，相對于所述顯示面板被設(shè)置在與所述背光單元相反的一側(cè)，其中所述相差元件包括基膜，具有光學(xué)各向異性；以及相差層，形成在所述基膜上，具有光學(xué)各向異性；其中所述相差層包含至少兩種具有方向彼此不同的慢軸的相差區(qū)域，所述至少兩種相差區(qū)域被相鄰并且規(guī)則地布置在所述基膜的面內(nèi)方向上， 每個(gè)相差區(qū)域在以不是直角的角度和與相鄰相差區(qū)域之間的邊界交叉的方向上具有 慢軸，并且所述基膜在與所述邊界平行或正交的方向上具有慢軸。
8. 一種顯示設(shè)備，包括 顯示面板，根據(jù)圖像信號被驅(qū)動(dòng)； 背光單元，照射所述顯示面板；和相差元件，相對于所述顯示面板被設(shè)置在與所述背光單元相反的一側(cè)，其中所述相差元件包括基膜，具有光學(xué)各向異性；以及相差層，形成在所述基膜上，具有光學(xué)各向異性；其中所述相差層包含至少兩種具有方向彼此不同的慢軸的相差區(qū)域，所述至少兩種相差區(qū)域被相鄰并且規(guī)則地布置在所述基膜的面內(nèi)方向上，所述基膜的慢軸與每個(gè)所述相差區(qū)域的慢軸交叉。
全文摘要
提供了一種在顯示三維圖像過程中幾乎不會(huì)在右影像和左影像之間發(fā)生不平衡的相差元件，以及具有該相差元件的顯示設(shè)備。相差元件30的基膜31包括例如具有光學(xué)各向異性的薄樹脂膜。基膜31的慢軸AX3指向垂直或水平方向，并且指向與相差元件30的右眼區(qū)域32A的慢軸AX1和相差元件30的左眼區(qū)域32B的慢軸AX2交叉的方向。因此，由于基膜31的光學(xué)各向異性引起的影響被施加到透過基膜31的每種光，從而該影響不會(huì)被極大地僅僅施加到相應(yīng)于右眼的光和相應(yīng)于左眼的光中的一個(gè)，即，透過基膜31的相應(yīng)光。
文檔編號G02F1/13GK101896842SQ20098010135
公開日2010年11月24日 申請日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者星光成 申請人:索尼公司