專利名稱：相位差板及使用該相位差板的立體圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計一種相位差板及使用該相位差板的立體圖像顯示裝置
背景技術(shù)：
以往的立體圖像顯示裝置中使用的相位差板主要是在玻璃基板的主面位上賦予相差功能的相位差基板。但是，使用玻璃基板的相位差板雖然在尺寸穩(wěn)定性上有優(yōu)勢，但問題是重量大，用手操作不方便。為解決這些問題，開發(fā)出一種以三乙酰纖維素或聚碳酸酯構(gòu)成的薄膜為材料做成的薄膜基板所構(gòu)成的相位差板。但是，所述相位差板比較采用玻璃基板構(gòu)成的相位差板而言會產(chǎn)生的尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、密著性等問題。專利文獻(xiàn)1 (公報號為2005-91834的日本專利)中公開了一種包括輸出圖像光的圖像輸出部、偏光板、相位差板的立體圖像顯示裝置。本文對其作全文引用。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種相位差板及具備所述相位差板的立體圖像顯示裝置，所述相位差板包括由降冰片烯和乙烯的共聚體構(gòu)成的環(huán)狀烯烴共聚物形成所述透明基板；包含具有各向異性的高分子的取向?qū)?，該取向?qū)釉谒龌宓囊粋€面上形成，取向方向的圖案在沿所述基板的主面方向周期排列；以及液晶層，其包含仿照所述取向?qū)拥娜∠蚍较蛑芷诘厝∠虻囊壕АＴ儆?，上述的發(fā)明內(nèi)容并未列舉本發(fā)明所必需的全部特征。并且，這些特征群的子組合也可成為發(fā)明。

圖1是立體圖像顯示裝置的分解立體圖。圖2是立體圖像顯示裝置的剖面圖。
具體實施方式
下面通過發(fā)明的實施方式來說明本發(fā)明，但下面的實施方式并非限制本申請權(quán)利要求涉及的發(fā)明的范圍。并且，實施方式中說明的特征的組合并非全都是本發(fā)明的解決手段所必需的。圖1是立體圖像顯示裝置的分解立體圖。正如圖1的箭頭所示出的，以用戶所在的方向，即圖像出射方向為立體圖像顯示裝置的前方。正如圖1示出的，立體圖像顯示裝置 10包括光源12、圖像輸出部14、作為第2粘著層的一個例子的粘著層44、相位差板16、以及反射防止膜18。光源12，在面內(nèi)以大致均勻的強度照射白色的非偏光。從用戶處看來，光源12 配置于立體圖像顯示裝置10的最后方。光源12可以使用擴散板和冷陰極管(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp)的組合光源、或菲涅耳透鏡和發(fā)光二級管(LED =LightEmitting Diode)的組合光源等。圖像輸出部14配置在光源12的前方。圖像輸出部14根據(jù)光源12發(fā)出的光輸出圖像。圖像輸出部14包括偏光板22、粘著層M、保持基板沈、光學(xué)元件觀、保持基板30、粘著層32、偏光板34。偏光板22配置在光源12和保持基板沈之間。偏光板22由包含PVA (聚乙烯醇) 的樹脂構(gòu)成。再有，構(gòu)成偏光板22的材料可進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏?。偏光?2通過粘著層M粘在光學(xué)元件觀的后面。偏光板22具有傾斜于水平方向45°的透過軸和與透過軸正交的吸收軸。由此，光源12出射的并入射到偏光板22的非偏光中，在振動方向與偏光板22的透過軸平行的成分透過的同時，與吸收軸平行的成分被吸收并阻斷。因此從偏光板22出射的光成為以偏光板22的透過軸為偏光軸的直線偏光。粘著層M大致均勻地設(shè)置在保持基板沈的后面的整個面上。粘著層M可以使用丙烯酸系粘著劑。粘著層M將偏光板22粘在保持基板沈的后面。保持基板沈配置在偏光板22和光學(xué)元件觀之間。保持基板沈可以使用透明玻璃板。再有，保持基板26除玻璃板以外，也能夠使用透明復(fù)合薄板，所述透明復(fù)合薄板使用包含透明樹脂和玻璃布的透明的復(fù)合材料。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)立體圖像顯示裝置10的輕量化和撓性。保持基板沈的后面借助粘著層M保持偏光板22。光學(xué)元件觀配置并保持在保持基板沈和保持基板30之間。光學(xué)元件觀如圖1 中“R”及“L”示出的那樣，具有生成右眼用圖像的右眼用圖像生成部38和生成左眼用圖像的左眼用圖像生成部40。右眼用圖像生成部38及左眼用圖像生成部40形成沿水平方向延伸的矩形。右眼用圖像生成部38及左眼用圖像生成部40沿垂直方向交替配置。光學(xué)元件觀具有生成圖像的多個像素(pixel)。多個像素在垂直方向及水平方向上以一定的節(jié)距二維排列。像素是指處理圖時的單位，其輸出色調(diào)及色階的色彩信息。每個像素具有三個子像素(subpixel)。各個子像素具有液晶部、以及在液晶部的前后面上形成的透明電極。透明電極向液晶部施加電壓。施加了電壓的子像素的液晶部將直線偏光的偏光軸旋轉(zhuǎn)90°。包含在各個像素中的三個子像素分別具有紅色的濾色鏡、綠色的濾色鏡、 以及藍(lán)色的濾色鏡。通過控制子像素的透明電極的施加電壓，增強或減弱從子像素出射的紅色、綠色、藍(lán)色的光，而最終形成圖像。保持基板30配置在光學(xué)元件28和偏光板34之間。保持基板沈和保持基板30 夾持光學(xué)元件觀。保持基板30可以使用透明的玻璃板。再有，保持基板30除玻璃板以外， 也能夠使用透明復(fù)合薄板，所述透明復(fù)合薄板使用包含透明樹脂和玻璃布的透明的復(fù)合材料。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)立體圖像顯示裝置10的輕量化和撓性。保持基板30的前面借助粘著層32保持偏光板34。粘著層32大致均勻地設(shè)置在保持基板30的前面整面上。粘著層32可以使用丙烯酸系粘著劑。粘著層32將偏光板34粘接在保持基板30的前面。偏光板34配置在保持基板30和相位差板16之間。偏光板34通過粘著層32粘在保持基板30上保持光學(xué)元件觀一側(cè)的對側(cè)。偏光板34由含有PVA(聚乙烯醇)的樹脂構(gòu)成。偏光板；34的厚度優(yōu)選較薄，例如為100 μ m 200 μ m。偏光板34具有透過軸以及與透過軸正交的吸收軸。偏光板34的透過軸與偏光板22的透過軸正交。由此，偏光軸由被光學(xué)元件觀旋轉(zhuǎn)了 90°的直線偏光形成透過偏光板34的變?yōu)閳D像光的圖像。另一方面，偏光軸未被光學(xué)元件觀旋轉(zhuǎn)的直線偏光被偏光板34遮擋。因此，圖像輸出部18輸出具有一偏光的圖像光。相位差板16通過粘著層44粘在圖像輸出部14的偏光板34的前方。相位差板16 使由具有相同方向的偏光軸的直線偏光構(gòu)成的右眼用圖像及左眼用圖像的偏光狀態(tài)調(diào)制為不同的偏光狀態(tài)。為了抑制相位差板16的尺寸變化，相位差板16的厚度優(yōu)選較薄的。更優(yōu)選讓偏光板34變薄，以抑制偏光板34的尺寸變化。由此，更好地抑制相位差板16的尺寸變化。但是，如使偏光板變薄，而用硬粘著層貼附厚的相位差板時，相位差板的尺寸變化對偏光板的影響會變大。結(jié)果是伴隨相位差板的尺寸變化，偏光板的尺寸變化變大。由于這些原因，使偏光板34變薄是有限度的。考慮這些情況，相位差板16的厚度優(yōu)選50 μ m 200 μ m。在相位差板16的厚度和偏光板34的厚度之間的關(guān)系上，更優(yōu)選的是相位差板16 比偏光板34還要薄。例如，如果相位差板16的厚度是50 μ m的話，那么偏光板34的厚度優(yōu)選為100 μ m左右。相位差板16具有多対的相位差部46及相位差部48、以及透明基板 50。粘著層44大致均勻地設(shè)置在偏光板34的前面的整個面上。粘著層44的硬度在粘著層32的硬度以上。構(gòu)成粘著層44的材料的一個例子是包含紫外線固化樹脂的材料。 粘著層44將相位差部46及相位差部48粘在偏光板34前方。相位差部46及相位差部48配置在透明基板50的后面上。相位差部46及相位差部48配置在同一垂直面上。相位差部46及相位差部48沿垂直方向交差配置。相位差部46是沿水平方向伸長的矩形。相位差部46與光學(xué)元件28的右眼用圖像生成部38形狀大致相同。相位差部46配置在右眼用圖像生成部38的前方。相位差部46 調(diào)制入射的偏光的偏光狀態(tài)。相位差部46是將直線偏光變換為圓偏光的1/4波長板。相位差部46的光軸如圖1的相位差部46左端標(biāo)注的箭頭示出的那樣，與垂直方向平行。由此，相位差部46如光軸的箭頭右側(cè)示出的箭頭那樣，將從偏光板34入射的直線偏光調(diào)制為右旋的圓偏光。再有，光軸是快軸或慢軸。相位差部48是沿水平方向延伸的矩形。相位差部48與光學(xué)元件28的左眼用圖像生成部40形狀大致相同。相位差部48配置在左眼用圖像生成部40的前方。相位差部46 調(diào)制入射偏光的調(diào)制狀態(tài)。相位差部48是將直線偏光變換為圓偏光的1/4的波長板。相位差部48的光軸如圖1的相位差部48左端標(biāo)注的箭頭示出的那樣，與水平方向平行。由此，相位差部48如光軸的箭頭右側(cè)示出的那樣，將從偏光板34入射的直線偏光調(diào)制為左旋的圓偏光。從而，相位差部46及相位差部48將作為構(gòu)成右眼用圖像及左眼用圖像的圖像光的直線偏光變換為偏光軸彼此不同的圓偏光并輸出。此處，用戶在看立體圖像時佩戴偏光眼鏡。該偏光眼鏡的右眼用鏡片透過構(gòu)成從相位差部46出射的右眼用圖像的右旋的圓偏光。另一方面。左眼用鏡片透過構(gòu)成從相位差部48出射的左眼用圖像的左旋的圓偏光。由此，用戶的右眼只看到從右眼用圖像生成部 38出射的經(jīng)相位差部46調(diào)制的圓偏光。并且，用戶的左眼只看到從左眼用圖像生成部40 出射的經(jīng)相位差部48調(diào)制的圓偏光。其結(jié)果是用戶觀看到立體圖像。本實施方式涉及的相位差板16使用的透明基板50能夠使用由降冰片烯和乙烯的共聚比為80 20 90 10、MVR(熔體容積流量速率)為0.8 2.0cm7l0分鐘，且玻璃轉(zhuǎn)移溫度為170 200°C的環(huán)狀烯烴的加成(共聚)聚合體構(gòu)成薄膜。通過使用這樣的薄
5膜作為相位差板16的透明基板50，能夠得到具有出色的尺寸穩(wěn)定性、對機械及熱負(fù)載的耐久性、以及密著性的相位膜。此處，MVR(熔體容積流量速率)是指在溫度和載重一定的狀態(tài)下將熔融的樹脂從模具壓出，通過計量以10分鐘換算的樹脂的吞吐量，來表示樹脂流動性的指標(biāo)。反射防止膜18配置在相位差板16的前面。反射防止膜18抑制從透明基板50出射的光的反射。由此，反射防止膜18不易受到從外部入射的光的影響，結(jié)果是能夠提供高精細(xì)的立體圖像。圖2是立體圖像顯示裝置10的剖面圖。如圖2所示，相位差部46具有取向?qū)覯 和液晶層56。取向?qū)覯形成在透明基板50的后面的整個面上。取向?qū)覯的厚度可以是例如20nm 30nm。對于取向?qū)覯而言，一般公知的取向劑可以是光取向性化合物。光取向性化合物可以是光解型、光二次量子化型、光異構(gòu)化型等的化合物。液晶層56的液晶分子的取向與取向?qū)佑懙娜∠蛳鄬?yīng)。這些取向?qū)佑懠耙壕?6的取向與上述的相位差部46及相位差部48的光軸相對應(yīng)。液晶層56的厚度的一個例子是約為1 μ m 2 μ m。從而，取向?qū)覯及液晶層56的厚度比粘著層對、32、44、及偏光板22、34等的厚度薄。接下來，說明上述的立體圖像顯示裝置10的動作方式。首先，在立體圖像顯示裝置1 0上，光從光源12向前方照射。照射的光是非偏光，在垂直面內(nèi)光量大致均勻。光入射至圖像輸出部14的偏光板22。此處，偏光板22具有與水平方向呈45°傾斜的透過軸和與透過軸正交的吸收軸。從而，光作為具有與偏光板22的透過軸平行的偏光軸的直線偏光從偏光板22出射。從偏光板22出射的直線偏光透過粘著層M及保持基板沈，入射至光學(xué)元件觀的右眼用圖像生成部38或左眼用圖像生成部40。在光學(xué)元件觀上，與生成的圖像相對應(yīng)地將電壓施加給任意一個子像素。透過了施加有電壓的子像素的直線偏光，偏光軸旋轉(zhuǎn)90° 后從光學(xué)元件觀出射。另一方面，透過了未施加有電壓的子像素的直線偏光，偏光軸不旋轉(zhuǎn)，從光學(xué)元件觀出射。從光學(xué)元件觀出射的直線偏光，在透過保持基板30及粘著層32后入射至偏光板 34。此處，偏光板34的透過軸與偏光板22的透過軸正交。從而，偏光軸被光學(xué)元件觀旋轉(zhuǎn)了 90°的直線偏光透過偏光板34。另一方面偏光軸未被光學(xué)元件觀旋轉(zhuǎn)的直線偏光被偏光板；34吸收。透過偏光板34的直線偏光中，從光學(xué)元件觀的右眼用圖像生成部38出射的直線偏光入射至相位差板16的相位差部46。相位差部46具有垂直方向的光軸。由此，從右眼用圖像生成部38出射的直線偏光被相位差部46調(diào)制為右旋的圓偏光出射。另一方面，透過偏光板34的直線偏光中，從光學(xué)元件觀的左眼用圖像生成部40出射的直線偏光入射至相位差部48。相位差部48具有水平方向的光軸。由此，從左眼用圖像生成部40出射的直線偏光被相位差部48調(diào)制為左旋的圓偏光出射。從相位差部46及相位差部48出射的圓偏光透過透明基板50及反射防止膜18，從立體圖像顯示裝置10出射。圓偏光入射用戶佩戴的偏光眼鏡。用戶佩戴的偏光眼鏡的右眼用鏡片透過右旋的圓偏光的同時，左眼用鏡片透過左旋的圓偏光。由此用戶的右旋的圓偏光入射，左旋的圓偏光入射用戶的左眼。其結(jié)果是用戶觀看到立體圖像。接下來，說明上述的立體圖像顯示裝置的制造方法。首先，制造保持在透明的保持基板沈和保持基板30之間的光學(xué)元件28。接下來，將粘著層M涂布在保持基板沈上后， 經(jīng)由粘著層對，將偏光板22粘在保持基板沈上。接下來，將粘著層32涂布在保持基板30 上后，經(jīng)由粘著層32，將偏光板34粘在保持基板30上。由此，通過粘著層32將樹脂制的偏光板34粘在保持基板30上保持光學(xué)元件觀一側(cè)的對側(cè)。這樣就完成了輸出具有一偏光的圖像光的圖像輸出部14。接下來，將取向劑涂布在透明基板50上，干燥后作為取向?qū)覯。透明基板50可以使用環(huán)狀烯烴聚合物的共聚體的環(huán)狀烯烴共聚物( = coc)。尤其是優(yōu)選由降冰片烯和乙烯的共聚體構(gòu)成的薄膜。這種共聚體可以例如是TOPAS Advanced Polymers公司的 T0PAS6017。接下來在向與相位差部46相對應(yīng)的區(qū)域的取向?qū)覯上照射紫外線等的直線偏光后，將偏光軸角度相對所述直線偏光的偏光軸角度偏移90°的直線偏光，照射給與相位差部48相對應(yīng)的區(qū)域的取向?qū)覯。由此，得到取向于規(guī)定的方向的取向?qū)覯。接下來在取向?qū)覯上涂布光聚合性液晶組成物，經(jīng)干燥或紫外線照射令其固化。由此，所述液晶組成物沿取向?qū)覯的取向排列，在透明基板50上形成由多対相位差部46及相位差部48 構(gòu)成的液晶層56。其結(jié)果是完成具有將入射的圖像光輸出為相互交叉的圓偏光的多個的相位差部46及多個的相位差部48的相位差板16。接下來，在偏光板34的前面或相位差板16的后面涂布粘著層44。此后，經(jīng)由粘著層44將相位差板16粘在偏光板34上。在這一狀態(tài)下，通過向粘著層44上照射紫外線，使粘著層44硬化。由此，相位差板16的相位差部46及相位差部48被粘著層44粘在圖像輸出部14的偏光板34上。其后，在相位差板16上設(shè)置反射防止膜18的同時，通過安裝光源 12完成立體圖像顯示裝置10。上述實施方式中，示出了以相位差部46及相位差部48輸出相互正交的圓偏光的例子，但也可構(gòu)成為輸出相互交叉的直線偏光。實施例1作為透明基板，準(zhǔn)備了使用T0PAS6017的薄膜。用自旋式涂布機將取相劑涂布在該透明基板上，干燥后形成取向?qū)?。繼而使用圖形化為條紋狀的掩膜并以紫外線偏光曝光機對該取向?qū)舆M(jìn)行接近式曝光；首先以能夠讓將要涂布的液晶分子的排列方向與透明基板的長邊方向平行的方式照射直線偏光。然后，取下掩膜，在與最初的曝光方向垂直的方向上照射直線偏光；如此形成液晶分子能夠在與透明基板的長邊方向平行和垂直的方向上排列的取向?qū)?。繼而，用自旋式涂布機在該取向?qū)由贤坎脊饩酆闲砸壕ЫM成物，制成讓液晶分子依照取向?qū)拥母鱾€方向來排列的1/4波長板試料。最后將該試料切成20cm見方用作實驗用相位差板。結(jié)合顯示像素經(jīng)由粘著板將該實驗用相位差板貼合在規(guī)定的IXD顯示器上，在溫度40°C、濕度90%的環(huán)境下放置M小時后，進(jìn)行3D顯示，以目視來確認(rèn)重影。其結(jié)果是樣品整面與放之前比較，圖像上看不出很大差別，觀察不到重影。也未看到相位差板從LCD顯示器上脫離?？芍墒褂肨0PAS6017的薄膜構(gòu)成的相位差板也有出色的尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、及密著性上。比較例1[0044]作為透明基板，準(zhǔn)備了使用三乙酰纖維素的薄膜。用與使用該基板的實施例1同樣的方法制作20cm見方的實驗用相位差板。結(jié)合顯示像素經(jīng)由粘著板將該實驗用相位差板貼合在IXD顯示器上。在溫度40°C、濕度90%的環(huán)境下放置M小時后，進(jìn)行3D顯示，同樣地以目視來確認(rèn)重影。其結(jié)果是在畫面的上部及下部觀察到重影，不能進(jìn)行正確的3D顯示。并且，在IXD顯示器周邊部上，IXD顯示器和相位差板之間確認(rèn)有脫離。以上，用實施方式來說明了本發(fā)明，但本法民的技術(shù)范圍并不受上述實施方式所述的范圍限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然知道在上述實施方式中，能夠加入多種多樣的變更或改良。從專利權(quán)利要求的內(nèi)容顯然知道，加入了這樣的變更或改良的方式也能夠包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍之內(nèi)。應(yīng)該注意的是，如無特別指出“在……之前”，“早于……”等，并且只要不是后面的處理使用前面的處理的輸出，在專利權(quán)利要求、說明書及附圖中示出的裝置、系統(tǒng)、程序以及方法中的動作、順序、步驟及階段等的各個處理的執(zhí)行順序能夠以任意的順序來實現(xiàn)。關(guān)于專利權(quán)利要求、說明書及附圖中示出的動作流程，雖然為了便于說明是用了“首先”“接下來”等，但并不意味著必須按照這一順序來執(zhí)行。附圖標(biāo)記10立體圖像顯示裝置12 光源14圖像輸出部16相位差板18反射防止膜22偏光板24粘著層26保持基板28光學(xué)元件30保持基板32粘著層34偏光板38右眼用圖像生成部40左眼用圖像生成部44粘著層46相位差部48相位差部50透明基板M取向?qū)?6液晶層。
權(quán)利要求1.一種相位差板，其特征在于，包括 透明基板；取向?qū)樱湓谒龌宓囊粋€面上形成，取向方向的圖案在沿所述基板的主面方向上周期排列，并包含具有各向異性的高分子；以及，液晶層，其包含依照所述取向?qū)拥娜∠蚍较蛑芷诘厝∠虻囊壕В?其中，所述透明基板由降冰片烯和乙烯的共聚體構(gòu)成的環(huán)狀烯烴共聚物形成。
2.一種立體圖像顯示裝置，其特征在于，包括圖像生成部，其包含生成右眼用圖像的右眼圖像生成區(qū)域及生成左眼用圖像的左眼圖像生成區(qū)域；圖像顯示部，其將包含所述右眼用圖像的右眼用圖像光及包含所述左眼用圖像的左眼用圖像光出射為偏光軸相互平行的直線偏光；以及，相位差板，其具有第一偏光區(qū)域及第二偏光區(qū)域，在所述右眼用圖像光及所述左眼用圖像光分別入射至所述第一偏光區(qū)域及所述第二偏光區(qū)域后，兩者將入射的所述右眼用圖像光及所述左眼用圖像光出射為旋轉(zhuǎn)方向相反的圓偏光，或偏光軸相互正交的直線偏光； 其中，所述相位差板是權(quán)利要求1所述的相位差板。
專利摘要本實用新型旨在解決前述相位差板相比由玻璃基板構(gòu)成的相位差板而言所產(chǎn)生的尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、密著性等問題。本實用新型提供的一種相位差板，包括透明基板；取向?qū)?，其在所述基板的一個面上形成，取向方向的圖案在沿所述基板的主面方向周期排列，并具有各向異性的高分子的；以及液晶層，其包含仿照所述取向?qū)拥娜∠蚍较蛑芷诘厝∠虻囊壕?；其中，由降冰片烯和乙烯的共聚體構(gòu)成的環(huán)狀烯烴共聚物形成所述透明基板。
文檔編號G02F1/1337GK202275178SQ201120289199
公開日2012年6月13日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月6日
發(fā)明者西田善行 申請人:株式會社有澤制作所