相位差元件以及顯示單元的製作方法

2023-05-20 07:51:26 2

專利名稱：相位差元件以及顯示單元的製作方法
技術領域：
本發明涉及設置有防眩膜的相位差元件以及包括這樣的相位差元件的顯示單元。
背景技術：
從液晶顯示器開始的各種顯示器中，為了降低由諸如太陽光以及室內照明的外部光的反射而引起的可視性的劣化，其普遍在顯示器正面使用了能漫射和反射在屏幕正面的外部光的防眩(AG)膜。在AG膜中，例如，在其基材膜上形成填料塗層。AG膜通過以毛玻璃的狀態形成表面而具有防眩特性。

發明內容
然而，AG膜具有圖像質量容易劣化的缺點。例如，當圖像光透過AG膜時，光被AG 膜中的防眩層(例如，填料塗層)折射和漫射，從而失真。特別地，從今年年初，各個生產商已在市場上陸續提供能夠三維顯示的3D顯示器，這種3D顯示器中具有如果AG膜配置在顯示器的正面上其3D特性(串擾)就顯著劣化的缺點。由於上述缺點，在本發明中，首先希望提供一種相位差元件，其能夠降低3D特性的劣化。在本發明中，其次希望提供一種包括這樣的相位差元件的顯示單元。根據本發明的實施方式，提供了一種相位差元件，其包括了相位差膜和防眩膜。相位差膜具有相位差層，該相位差層由兩種以上相位差區域組成，這些相位差區域分別具有不同方向的慢軸(相位延遲軸，slow axis)並且有規律地配置在平面內。同時，防眩膜的延遲為20nm以下，並且防眩膜的總霧度是30%以下。根據本發明的實施方式，其提供了一種顯示單元，其包括顯示面板，其中多個像素以矩陣狀態配置；以及相位差元件，粘附於顯示面板。為顯示單元設置的相位差元件包括配置在顯示面板側的相位差膜，以及相對於相位差膜配置在顯示面板的相反側的防眩膜。 相位差膜具有相位差層，該相位差層由兩種以上相位差區域組成，這些相位差區域分別具有不同方向的慢軸並且有規律地配置在平面內。同時，防眩膜的延遲為20nm以下，並且防眩膜的總霧度是30%以下。在本發明實施方式的相位差元件以及顯示單元中，防眩膜的延遲為20nm以下，並且防眩膜的總霧度為30%以下。從而，在相位差膜中包括了兩種類型的相位差區域的情況下，一種相位差區域產生右眼圖像光，另一種相位差區域產生左眼圖像光，當左眼圖像光的串擾和右眼圖像光的串擾由以下的式1和2定義時，左眼圖像光的串擾和右眼圖像光的串擾均被保持為3. 5%以下。式 1左眼圖像光的串擾=(在通過偏光眼鏡的右眼光學裝置觀看左眼圖像光的情況下的亮度)/(在通過偏光眼鏡的左眼光學裝置觀看左眼圖像光的情況下的亮度)式2右眼圖像光的串擾=(在通過偏光眼鏡的左眼光學裝置觀看右眼圖像光的情況下的亮度)/(在通過偏光眼鏡的右眼光學裝置觀看右眼圖像光的情況下的亮度)在本發明實施方式的相位差元件以及顯示單元中，防眩膜的延遲為IOnm以下，並且防眩膜的總霧度為30%以下。在這種情況下，左眼圖像光的串擾和右眼圖像光的串擾均被保持為2. 5%以下。根據本發明實施方式的相位差元件以及顯示單元，防眩膜的延遲為20nm以下，並且防眩膜的總霧度為30%以下。因此，3D特性的劣化能夠被降低。此外，在防眩膜的延遲為IOnm以下，並且防眩膜的總霧度為30%以下的情況下，3D特性的劣化能夠被顯著降低。應當理解，上述一般性的描述以及下面詳細的描述都只是示例性的，並且旨在為所要求的技術提供進一步的解釋。


附圖用來提供本發明的進一步理解，並被合入且構成本說明書的一部分。附圖示出了實施方式，並且連同說明書一起用於解釋本技術的原理。圖1是示出了根據本發明實施方式的顯示單元的構造實例以及偏光眼鏡的透視圖。圖2是示出了圖1的顯示單元的構造實例的截面圖。圖3是示出了圖2的相位差元件的結構實例的透視圖。圖4A和圖4B是示出了圖3的取向膜的結構實例的透視圖。圖5A和圖5B是示出了圖3的右眼相位差區域和左眼相位差區域的慢軸的實例、 以及其他光學構件的慢軸或透射軸的概念圖。圖6是示出了圖3的防眩膜的結構實例的透視圖。圖7是示出了圖6的防眩膜的延遲和波長之間關係的實際測量值的實例的示圖。圖8是示出了圖6的防眩膜的串擾和霧度之間關係的實際測量值的實例的示圖。圖9是通過利用圖8的實際測量值的數值計算所得出的值，示出了防眩膜的串擾和霧度/延遲之間關係的圖表。圖10是示出了圖1的偏光眼鏡的右眼光學裝置和左眼光學裝置的結構實例的透視圖。圖IlA和圖IlB是用於說明通過右眼觀看圖1的顯示單元的圖片時的慢軸和透射軸的實例的概念圖。圖12A和圖12B是用於說明通過右眼觀看圖1的顯示單元的圖片時的慢軸和透射軸的另一實例的概念圖。圖13A和圖13B是用於說明通過左眼觀看圖1的顯示單元的圖片時的慢軸和透射軸的實例的概念圖。圖14A和圖14B是用於說明通過左眼觀看圖1的顯示單元的圖片時的慢軸和透射軸的另一實例的概念圖。
具體實施例方式在下文中，將參考附圖詳細描述本發明的實施方式。描述將按以下順序進行。1.實施方式
1. 1顯示單元的構造(圖1至圖9)1. 2偏光眼鏡的結構(圖10)1. 3基本操作(圖11至圖14)1. 4 效果2.修改例(1.實施方式)(1. 1顯示單元1的構造)圖1透視地示出了根據本發明的實施方式的顯示單元1，以及後述的偏光眼鏡2。 圖2示出了圖1中的顯示單元的截面構造的實例。顯示單元1是偏光眼鏡型顯示單元，其為在眼球前面佩戴偏光眼鏡2的觀看者(未示出)顯示立體圖像。在顯示單元1中，背光單元10、液晶顯示面板20 (顯示面板)和相位差元件30以該順序層疊。在顯示單元1中， 相位差元件30的正面是圖像顯示面1A，其朝向觀看者側。在該實施方式中，顯示單元1被配置為使得圖像顯示面IA與垂直面平行。圖像顯示面IA例如是矩形形狀，並且圖像顯示面IA的縱向例如與水平方向(圖中的y軸方向) 平行。觀看者通過在眼球前面佩戴偏光眼鏡2來觀看圖像顯示面1A。偏光眼鏡2是圓偏光眼鏡。顯示單元1是針對圓偏光眼鏡的顯示單元。(背光單元10)背光單元10例如具有反射板、光源和光學片(未示出)。反射板將從光源輸出的光返回到光學片側，並且具有例如反射、散射和漫射的功能。反射板例如是由泡沫狀的 PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)等所製成。因此，從光源輸出的光可以被有效地使用。光源從背面照射液晶顯示面板20。例如，在光源中，多個線光源以均勻的間隔平行配置，或者多個點光源二維配置。線光源的實例包括熱陰極螢光燈(HCFL)和冷陰極螢光燈(CCFL)。點光源的實例包括發光二極體(LED)。光學片用於使來自光源的光的面內亮度分布均勻，或將來自光源的光的發散角和偏光狀態調節到期望的範圍內。光學片例如包括漫射板、漫射片、 稜鏡片、反射偏光裝置、相位差板(retarder)等。此外，光源可以是邊緣照明型。在該情況下，根據需要使用導光板和導光膜。(液晶顯示面板20)液晶顯示面板20是透射型顯示面板，其中多個像素以行方向和列方向二維排列， 並且通過根據視頻信號驅動每個像素而顯示圖像。例如，如圖2所示，液晶顯示面板20從背光單元10側起依次具有偏光器21A、透明基板22、像素電極23、取向膜M，液晶層25、取向膜26、公共電極27、濾色器觀、透明電極四和偏光器21B。偏光器21A是配置在液晶顯示面板20的光入射側的偏光板。偏光器21B是配置在液晶顯示面板20的光出射側的偏光板。偏光器21A和21B是一種光間，只透射特定振動方向的光(偏振光)。偏光器21A和21B分別被配置為使得例如各自的偏光軸彼此相差給定角度(例如，90度)。因此，從背光單元10輸出的光透過液晶層或被阻擋。偏光板的形狀不局限於板狀。偏光器21A的透射軸的方向設置在從背光單元10輸出的光可以被透射的範圍內。 例如，從背光單元10輸出的光的偏光軸是沿著垂直方向，這種情況下，偏光器21A的透射軸也是沿著垂直方向。在從背光單元10輸出的光的偏光軸沿著水平方向的情況下，偏光器21A的透射軸也是沿著水平方向。從背光單元10輸出的光不局限於線性偏振光，也可以是圓偏振光、橢圓偏振光或非偏振光。偏光器21B的偏光軸的方向設置在透過液晶顯示面板20的光可以被透射的範圍內。例如，在偏光器21A的偏光軸沿著水平方向的情況下，偏光器21B的偏光軸沿著與偏光器21A的偏光軸正交的方向(垂直方向)。此外，例如，在偏光器21A的偏光軸沿著垂直方向的情況下，偏光器21B的偏光軸沿著與偏光器21A的偏光軸正交的方向(水平方向)。前述的偏光軸與前述的透射軸同義。透明基板22和四通常是對於可見光透明的基板。在背光單元10側的透明基板中，例如，形成了包括作為電連接至像素電極23的驅動裝置的TFT(薄膜電晶體)、配線等的有源驅動電路。像素電極23例如由氧化銦錫(ITO)構成，並且用作每個像素的電極。取向膜M和沈例如由諸如聚醯亞胺的高分子材料製成，並為液晶執行取向處理。液晶層25 例如由垂直取向(VA)模式、面內轉換(IPS)模式、扭曲向列(TN)模式、或超扭曲向列(STN) 模式的液晶構成。液晶層25具有根據驅動電路(未示出)的施加電壓為每個像素透射或阻擋從背光單元10輸出的光的功能。公共電極27例如由ITO構成，並且用作各像素電極 23所共用的對向電極。在濾色器觀中，配置有將從背光單元10輸出的光顏色分離為紅色 (R)、綠色(G)和藍色(B)的濾光部^A。在濾色器28中，具有遮光功能的黑底部28B被設置在與像素之間的界面相應的部分中。(相位差元件3O)下面將給出相位差元件30的描述。圖3是除了稍後描述的防眩膜34之外的相位差元件30的結構實例的透視圖。相位差元件30改變透過液晶顯示面板20的偏光器21B 的光的偏光狀態。相位差元件30利用粘合劑(未示出)等而粘附於液晶顯示面板20的光出射側的表面(偏光器21B)。例如，如圖3所示，相位差元件30從液晶顯示面板20側起依次具有基材31、取向膜32、相位差層33和防眩膜(AG膜)34。儘管未示出，基材31、取向膜 32和相位差層33也可以從液晶顯示面板20的相反側(觀看者側)依次配置。基材31支撐取向膜32、相位差層33和防眩膜34，並且例如由透明樹脂膜製成。作為透明樹脂膜，優選使用具有小的光學各向異性(即，小的雙折射)的膜。這種具有上述特徵的透明樹脂膜的實例包括，TAC(三乙醯纖維素)、COP (環烯聚合物)、COC(環烯共聚物) 和PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)。COP的實例包括honor(Zeon Corporation的註冊商標)和Arton (JSR Corporation的註冊商標)。基材膜31的厚度例如優選是30 μ m到 500 μ m、包括30 μ m和500 μ m。基材膜31的延遲優選為20nm以下，更優選為IOnm以下。 基材膜31可以由玻璃基板製成。取向膜32具有將諸如液晶的取向材料以特定方向取向的功能。取向膜32是由諸如UV固化樹脂和電子束固化樹脂的透明樹脂或熱塑性透明樹脂製成。取向膜32設置在基材31的光出射側的表面上。例如，圖4A所示，取向膜32具有兩種類型的取向區域，它們各自具有不同的取向方向(右眼取向區域32A和左眼取向區域32B)。右眼取向區域32A和左眼取向區域32B例如具有沿著一個共同方向(水平方向)延伸的帶狀。右眼取向區域32A 和左眼取向區域32B在右眼取向區域32A和左眼取向區域32B的短邊方向(垂直方向)上交替配置。右眼取向區域32A和左眼取向區域32B與液晶顯示面板20的像素相應地排列。 例如，右眼取向區域32A和左眼取向區域32B按照與在液晶顯示面板20的短邊方向(垂直方向)上的像素間隔相應的間隔來配置。例如，如圖4A和圖4B所示，右眼取向區域32A具有多個沿著與偏光器2IB的偏光軸AX3以45度交叉的方向延伸的槽VI。同時，如圖4A和圖4B所示，左眼取向區域32B有多個沿著與偏光器21B的偏光軸AX3以45度交叉的方向延伸的槽V2，其與槽Vl的延伸方向正交。例如，如圖4A和圖4B所示，在偏光器2IB的偏光軸AX3沿著垂直方向或水平方向的情況下，槽Vl和V2沿對角45度方向延伸。此外，儘管未示出，在偏光器21B的偏光軸 AX3沿著45度對角線方向的情況下，槽Vl例如沿著水平方向延伸，而槽V2例如沿著垂直方向延伸。各個槽Vl可沿著一個方向直線延伸，或可在沿著一個方向延伸的時候擺動(蜿蜒)。各個槽Vl的截面形狀例如是V形。同樣地，各個槽V2的截面形狀例如是V形。換言之，右眼取向區域32A和左眼取向區域32B的截面形狀整體上為鋸狀。在槽結構中，間隔優選較小，為幾μ m以下，更優選為幾百nm以下。這種形狀例如是通過利用模型的轉印以塊形成的。此外，取向膜32並非必須具有上述的槽結構，但可以是由偏光UV照射形成的光取向膜。該光取向膜可以通過預先塗覆當被照射偏光UV時會被取向為UV偏振方向的材料、 並且為右眼取向區域32A和左眼取向區域32B分別照射以不同方向偏振的UV光而形成。相位差層33是具有光學各向異性的薄層。相位差層33例如被設置在右眼取向區域32A和左眼取向區域32B的表面上。例如，如圖3所示，相位差層33具有兩種類型的相位差區域(右眼相位差區域33A和左眼相位差區域33B)，它們各自具有不同方向的各自的慢軸。例如，如圖3所示，右眼相位差區域33A和左眼相位差區域3 具有沿著一個共同方向(水平方向)延伸的帶狀。右眼相位差區域33A和左眼相位差區域32B在右眼相位差區域33A和左眼相位差區域33B的短邊方向(垂直方向)上交替地配置。例如，如圖3所示，右眼相位差區域33A具有與偏光器21B的偏光軸AX3以45度交叉的方向的慢軸AX1。同時，例如，如圖3所示，左眼相位差區域3 具有與偏光器21B的偏光軸AX3以45度交叉的方向的慢軸AX2，其與慢軸AXl正交。例如，如圖3所示，在偏光器21B的偏光軸AX3沿著垂直方向或水平方向的情況下，慢軸AXl和AX2分別沿著對角45 度方向。此外，儘管未示出，在偏光器2IB的偏光軸AX3沿著對角45度方向的情況下，慢軸 AXl例如沿著水平方向延伸，並且慢軸AX2例如沿著垂直方向延伸。慢軸AXl沿著槽Vl的延伸方向，並且慢軸AX2沿著槽V2的延伸方向。此外，例如，如圖5A和圖5B所示，慢軸AXl沿著與偏光眼鏡2的右眼相位差板41A 的慢軸AX4相同的方向，並且沿著與偏光眼鏡2的左眼相位差板42A的慢軸AX5不同的方向。同時，慢軸AX2沿著與慢軸AX5相同的方向，並且沿著與慢軸AX4不同的方向。相位差層33例如包括聚合的高分子液晶材料。即，在相位差層33中，液晶分子的取向狀態是固定的。作為高分子液晶材料，使用根據相變溫度(液晶相-各向同性相)、液晶材料的折射率波長分散特性、粘度特性、處理溫度等而選擇的材料。但是，從透明度方面來講，高分子液晶材料優選具有丙烯醯基團或甲基丙烯醯基團作為聚合基團。此外，作為高分子液晶材料，優選使用在可聚合官能團和液晶架構之間沒有亞甲基間隔基的材料，因為由此處理時的取向處理溫度可以降低。相位差層33的厚度例如是1 μ m到2 μ m、包括1 μ m 和2 μ m。在相位差層33包括聚合的高分子液晶材料的情況下，相位差層33並非必須僅由高分子液晶材料製成，而非聚合的液晶性單體也可作為其一部分而包含於其中。包含在相位差層33中的非聚合的液晶性單體通過稍後描述的取向處理(熱處理)，被取向為與存在於非聚合的液晶性單體周圍的液晶分子的取向方向相同的方向，並且具有與高分子液晶材料的取向特徵相同的取向特徵。在相位差層33中，在槽Vl和右眼相位差區域33A之間的界面附近，液晶分子的長軸沿著槽Vl的延伸方向排列，而在槽V2和左眼相位差區域3 之間的界面附近，液晶分子的長軸沿著槽V2的延伸方向排列。即，根據槽Vl和槽V2的形狀和延伸方向，液晶分子的取向得以控制，並且右眼相位差區域33A和左眼相位差區域33B的光學軸得以設定。此外，在相位差層33中，通過調節右眼相位差區域33A和左眼相位差區域33B的構成材料和厚度，設定右眼相位差區域33A和左眼相位差區域33B的延遲值。在基材31具有相位差的情況下，優選還考慮基材31的相位差來設定延遲值。在本實施方式中，右眼相位差區域33A和左眼相位差區域33B的材料和厚度彼此相同。從而，它們的延遲的絕對值彼此相同。下面，將給出防眩膜34的描述。防眩膜34在屏幕正面漫射和反射外部光，以減少由於諸如太陽光和室內照明的外部光的反射而引起的可視性的劣化。例如，如圖6所示，在防眩膜34中，基材34A和防眩層34B從液晶顯示面板20側起依次層疊。儘管未示出，基材34A和防眩層34B也可以從液晶顯示面板20的相反側起依次層疊。此外，防眩膜34的結構不限於圖6所示的兩層結構。防眩膜34的結構也可以是這樣的結構，其中，例如，前述防眩層34B被省去，並且在基材34A的頂面上設置凹凸(例如，浮雕)。此外，防眩膜34A可根據需要包括硬塗層。作為基材34A，例如，優選使用具有小的光學各向異性(即，小的雙折射)的材料。 這種具有前述特徵的透明樹脂膜的實例包括TAC(三乙醯纖維素)、COP(環烯聚合物)、 COC (環烯共聚物)和PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)。圖7示出了基材由TAC構成的防眩膜34 的延遲與波長之間的關係的實際測量值。在圖7中，短波側的反轉的符號標誌表示慢軸和 ffi^iiliiii (phase advance axis)在大約500nm到560nm (包括500nm和560nm)的綠色區域範圍內，基材!MA的延遲優選為20nm以下，更優選為IOnm以下。稍後將詳細說明為什麼為延遲而提及上述波長的理由。基材31可以由玻璃基板製成。在基材31由玻璃基板製成的情況下，基材31的延遲大約為Onm。防眩層34B通過以下方式獲得在基材34A的表面上塗覆將填料分散在能量固化樹脂粘結劑中的混合溶液，並向所得物施加諸如熱和紫外線的能量以固化該所得物。防眩層34B的頂面上，凹凸通過例如填料等而形成。防眩層34B的頂面並非必須是凹凸的形狀。圖8示出了基材34A由TAC構成的防眩膜34的串擾與霧度之間的關係的實際測量值。圖8中的霧度是根據JIS K6782的方法測量的總霧度。此外，圖8中的串擾是通過以下式1和2定義的左眼圖像光的串擾或右眼圖像光的串擾中的較大值。式 1左眼圖像光的串擾=(在通過偏光眼鏡2的右眼光學裝置41觀看左眼圖像光的情況下的亮度)/ (在通過偏光眼鏡2的左眼光學裝置42觀看左眼圖像光的情況下的亮度)式2
右眼圖像光的串擾=(在通過偏光眼鏡2的左眼光學裝置42觀看右眼圖像光的情況下的亮度)/ (在通過偏光眼鏡2的右眼光學裝置41觀看右眼圖像光的情況下的亮度)圖9示出了通過利用圖8的實際測量值的數值計算所得出的防眩膜34的串擾與霧度/延遲之間的關係。圖9中的各條實線示出了這樣的狀態與從各條實線與虛線交叉的點的右側區域(霧度超過30%的區域)相比，在各條實線與虛線交叉的點的左側區域(霧度為30%以下的區域)中，串擾的改變更為適度。霧度值可以通過改變基材34A或防眩層34B的膜厚，或者通過在防眩層34B包括填料的情況下改變填料的顆粒直徑或反射率而進行調節。圖8和圖9示出了通過製備多個具有不同的防眩層34B(包括填料)的膜厚的試樣、並測量各個試樣的霧度和串擾而得到的值。根據圖9，可以發現，在防眩膜34的霧度在0%到30% (包括0%和30%)的範圍內的情況下，不管防眩膜34的延遲值如何，串擾大致恆定。因此，即使在設計防眩膜34時， 將給定的串擾確定為顯示單元1的規格，也會存在這樣的範圍，在該範圍中防眩膜34的延遲和霧度能夠自由組合，而不會超過所規定的串擾。例如，在作為顯示單元1的串擾的所期望值的上限為3. 5%的情況下，防眩膜34 的延遲在Onm到20nm(包括Onm和20歷)的範圍之內是可調節的，並且防眩膜34的霧度在 0%到30% (包括0%和30%)的範圍內是可調節的。進一步地，例如，在作為顯示單元1 的串擾的所期望值的上限為2. 5%的情況下，防眩膜34的延遲在Onm到10nm(包括Onm和 20nm)的範圍之內是可調節的，並且防眩膜34的霧度在0%到30% (包括0%和30%)的範圍內是可調節的。因此，在防眩膜34的延遲為20nm以下並且防眩膜34的總霧度為30%以下的情況下，顯示單元1的串擾能夠被保持在3. 5%以下。進一步地，在防眩膜34的延遲為IOnm以下並且防眩膜34的總霧度為30%以下的情況下，顯示單元1的串擾能夠被保持在2. 5%以下。(1. 2偏光眼鏡2)下面將參考圖1與圖10給出偏光眼鏡2的描述。偏光眼鏡2被設置於觀看者(未示出)的眼球前面。觀看者在觀看顯示單元1的圖像顯示面IA上所顯示的圖像時使用偏光眼鏡2。偏光眼鏡2例如是圓偏光眼鏡。例如，如圖1所示，偏光眼鏡2具有右眼光學裝置41、左眼光學裝置42以及鏡框43。鏡框43支撐著右眼光學裝置41和左眼光學裝置42。鏡框43的形狀沒有具體的限制。例如，如圖1所示，鏡框43可用來放置在觀看者(未示出)鼻子和耳朵上。可選地， 儘管未示出，鏡框43可用來僅僅放置在觀看者的鼻子上。可選地，儘管未示出，鏡框43可被觀看者手持。以右眼光學裝置41以及左眼光學裝置42與顯示單元1的圖像顯示面IA相對的狀態來使用右眼光學裝置41以及左眼光學裝置42。如圖1所示，右眼光學裝置41以及左眼光學裝置42優選以如下狀態來使用右眼光學裝置41以及左眼光學裝置42儘可能被配置在同一水平面內；或者以如下狀態來使用右眼光學裝置41以及左眼光學裝置42被配置在稍微傾斜的平坦面內。右眼光學裝置41例如具有右眼相位差板41A、偏光板41B以及支撐體41C。從顯示單元1的圖像顯示面IA輸出的光L的入射側(顯示單元1側)起依次配置右眼相位差板41A、偏光板41B以及支撐體41C。同時，左眼光學裝置42例如具有左眼相位差板42A、偏光板42B以及支撐體42C。從顯示單元1的圖像顯示面IA輸出的光L的入射側(顯示單元 1側)起依次配置左眼相位差板42A、偏光板42B以及支撐體42C。支撐體41C和42C能夠根據需求而被省略。此外，右眼光學裝置41以及左眼光學裝置42可以具有除上述示例性的構件以外的其他構件。例如，可以在支撐體41C和42C的光出射側(觀看者側)設置防止當支撐體41C和42C破損時破損的碎片飛向觀看者的眼球的保護膜(未示出)、或者用於保護的塗層(未示出)。支撐體41C支撐右眼相位差板41A以及偏光板41B。支撐體41C是由對於從顯示單元1的圖像顯示面IA輸出的光L透明的樹脂製成的，例如PC (聚碳酸酯)。此外，支撐體 42C支撐左眼相位差板42A以及偏光板42B。支撐體42C是由對於顯示單元1的圖像顯示面IA輸出的光L透明的樹脂製成的，例如PC (聚碳酸酯)。偏光板41B和42B僅透射特定振動方向的光(偏振光)。例如，如圖5A和圖5B所示，偏光板41B和42B的偏光軸AX6和AX7分別沿著與顯示單元1的偏光板21B的偏光軸 AX3正交的方向。例如，如圖5A所示，在偏光板21B的偏光軸AX3沿垂直方向的情況下，偏光軸AX6和AX7分別沿著水平方向。同時，例如，如圖5B所示，在偏光板21B的偏光軸AX3 沿水平方向的情況下，偏光軸AX6和AX7分別沿著垂直方向。此外，儘管未示出，在偏光板 21B的偏光軸AX3沿對角45度方向的情況下，偏光軸AX6和AX7分別沿著與其正交的方向 (-45 度)。右眼相位差板41A和左眼相位差板42A是具有光學各向異性的薄層或膜。相位差膜的厚度優選例如為30 μ m至200 μ m(包括30 μ m和200 μ m)。此外，作為相位差膜，優選使用具有小的光學各向異性、即小的雙折射的膜。具有這樣的特性的樹脂膜的實例包括 COP (環烯聚合物)和PC (聚碳酸酯)。COP的實例包括honor和konex (Zeon Corporation 的註冊商標)和Arton(JSR Corporation的註冊商標)。右眼相位差板41A和左眼相位差板42A優選由光測彈性係數小於PC (聚碳酸酯) 的光測彈性係數(80*10_12/pa)的材料製成。具有這樣的特性的樹脂材料的例子包括改性 PC (聚碳酸酯)。改性PC表示通過部分地改變普通PC分子結構(架構)以及提高分子結構對稱性而得到的物質。除了改性PC之外，作為具有小的光測彈性係數的物質，還可以使用PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)、PS (聚苯乙烯)、TAC (三乙醯纖維素)、COP (環烯聚合物)、 COC(環烯共聚物)或者它們的混合物質。對於混合PC和PS，可以使用日本未審查專利申請公開第2001-5M55號中所公開的方法。但是，因為改性PC具有高的抗衝擊性、且耐熱性強(玻璃化轉變溫度TG高)，所以改性PC更為優選。如圖5A和圖5B所示，右眼相位差板41A的慢軸AX4沿著與偏光軸AX6以45度交叉的方向。此外，如附圖5A和圖5B所示，左眼相位差板42A的慢軸AX5沿著與偏光軸AX7 以45度相交的方向，並且沿著與慢軸AX4正交的方向。例如，如圖5A和圖5B所示，在慢軸 AX6和AX7沿著水平方向或者垂直方向的情況下，慢軸AX4和AX5分別沿著同時與水平方向和垂直方向相交的方向。進一步地，儘管未示出，在慢軸AX6和AX7沿著對角45度方向的情況下，慢軸AX4例如沿著水平方向，並且慢軸AX5例如沿著垂直方向。進一步地，慢軸AX4沿著與右眼相位差區域33A的慢軸AXl相同的方向，並且沿著與左眼相位差區域33B的慢軸AX2不同的方向。同時，慢軸AX5沿著與慢軸AX2相同的方向，並且沿著與慢軸AXl不同的方向。(延遲)下面將參考圖IlA和圖IlB到圖14A和圖14B給出偏光眼鏡2的延遲的描述。延遲可通過諸如旋轉檢偏器法以及塞納蒙法(Senarmont method)的幾種橢圓偏光分析來測定。在本發明書中，描述了通過利用旋轉檢偏器法獲得的值作為延遲值。圖IlA和圖IlB以及圖12A和圖12B是例示了當只將注意力集中在進入相位差層 33的右眼相位差區域33A的右眼圖像光Ll的時候，如何由左右眼通過偏光眼鏡2來識別光 Ll的概念圖。進一步地，圖13A和圖13B以及圖14A和圖14B例示了當只將注意力集中在進入相位差層33的左眼相位差區域33A的左眼圖像光L2的時候，如何由左右眼通過偏光眼鏡2來識別光L2的概念圖。實際上，右眼圖像光Ll和左眼圖像光L2以混合狀態輸出。 但是，在圖IlA和圖IlB至圖14A和圖14B中，為方便起見，分別地描述右眼圖像光Ll和左眼圖像光L2。在顯示單元1的圖像顯示面通過使用偏光眼鏡2來觀看的情況下，例如，如圖IlA 和圖IlB以及圖12A和圖12B所示，所需要的是右眼能夠識別右眼像素的圖像，並且左眼不能識別右眼像素的圖像。同時，例如，如圖13A和圖13B以及圖14A和圖14B所示，所需要的是左眼能夠識別左眼像素的圖像，並且右眼不能識別左眼像素的圖像。為此，優選將右眼相位差區域33A和右眼相位差板41A的延遲以及左眼相位差區域3 和左眼相位差板 42A的延遲設置為如下所述。具體地，優選地，右眼相位差板41A的延遲與左眼相位差板42A的延遲中的一個為 + λ /4 ( λ是波長)，而另一個為-λ /4。各延遲的符號是相反的事實表示各個慢軸各自的方向相差90度。這個時候，優選地，右眼相位差區域33Α的延遲與右眼相位差板41Α相同，以及優選地，左眼相位差區域33Β的延遲與左眼相位差板42Α相同。實際上，選擇這樣一種材料是不容易右眼相位差板41Α與左眼相位差板42Α在所有波長上(整個可見區域)的延遲都能夠為λ/4。然而，相比於右眼相位差板41Α與左眼相位差板42Α在所有波長上的延遲都為λ/4的狀態，更重要的是，在所有波長上右眼相位差區域33Α的延遲等於(近似於)右眼相位差板41Α的延遲，並且在所有波長上左眼相位差區域33Β的延遲等於(近似於)左眼相位差板42Α的延遲。同時，儘管沒有必要所有波長上的延遲都等於λ/4，但是優選地，為了觀看具有高亮度和合適色彩的3D圖像，在大約 500nm到560nm(包括500nm和560nm)的綠色區域範圍中，延遲為λ/4，理由如下。S卩，人類視網膜對於綠色波段的光具有高敏感度，並且在綠色區域內的調節比較適合於藍色區域和紅色區域。(1.3基本操作)下面，將參考圖IlA和圖IlB到圖14Α和圖14Β給出本實施方式的顯示單元1中顯示圖像的基本操作的實例的描述。首先，在從背光10照射的光進入液晶顯示面板20的狀態下，作為視頻信號的、包括右眼圖像和左眼圖像的視差信號被輸入到液晶顯示面板20。位於奇數行的像素輸出右眼圖像光Ll (圖IlA和圖IlB或者圖12Α和圖12Β)，位於偶數行的像素輸出左眼圖像光L2(圖 13A和圖13B或者圖14A和圖14B)。
此後，右眼圖像光Ll和左眼圖像光L2被相位差元件30的右眼相位差區域33A和左眼相位差區域3 轉換為橢圓偏振光，隨後從顯示單元1的圖像顯示面IA輸出至外部。 此後，輸出到顯示單元1外部的光進入偏光眼鏡2。橢圓偏振光通過右眼相位差板41A和左眼相位差板42A恢復為線性偏振光。此後，光進入偏光板41B和42B。這個時候，與進入偏光板41B和42B的光中的右眼圖像光Ll相對應的光的偏光軸與偏光板41B的偏光軸AX6平行，並且與偏光板42B的偏光軸AX7正交。因此，與進入偏光板41B和42B的光中的右眼圖像光Ll相對應的光僅透射通過偏光板41B，併到達觀看者的右眼(圖IlA和圖IlB或者圖12A和圖12B)。同時，與進入偏光板41B和42B的光中的左眼圖像光L2相對應的光的偏光軸與偏光板41B的偏光軸A)(6正交，並且與偏光板42B的偏光軸AX7平行。因此，與進入偏光板 41B和42B的光中的左眼圖像光L2相對應的光僅透射通過偏光板42B，併到達觀看者的左眼(圖13A和圖13B或者圖14A和圖14B)。如上所述，與右眼圖像光Ll相對應的光到達觀看者的右眼，並且與左眼圖像光L2 相對應的光到達觀看者的左眼。結果，觀看者能夠識別顯示圖像，就好像立體圖像顯示在顯示單元1的圖像顯示面IA上。(1.4 效果)下面將給出這個實施方式中顯示單元1的效果的描述。在該實施方式中，在防眩膜34的延遲為20nm以下並且防眩膜的總霧度為30%以下的情況下，左眼圖像光的串擾和右眼圖像光的串擾均能夠被保持為3. 5%以下。因此，這種情況下，在這種情況下，3D特性的劣化能夠被降低。進一步地，在該實施方式中，在防眩膜34的延遲為IOnm以下並且防眩膜的總霧度為30%以下的情況下，左眼圖像光的串擾和右眼圖像光的串擾均能夠被保持為2. 5%以下。因此，在這種情況下，3D特性的劣化能夠被顯著降低。(2·修改例)在上述實施方式中，已經例示了相位差元件30的相位差區域(右眼相位差區域 33A和左眼相位差區域33B)在水平方向上延伸的情況。然而，相位差元件30的相位差區域 (右眼相位差區域33A和左眼相位差區域33B)也可以在其他方向上延伸。例如，儘管未示出，相位差元件30的相位差區域(右眼相位差區域33A和左眼相位差區域33B)也可以在垂直方向上延伸。此外，在上述實施方式和上述修改例中，已經例示了相位差元件30的相位差區域 (右眼相位差區域33A和左眼相位差區域33B)整體地在相位差元件30的水平方向或垂直方向上延伸的情況。然而，儘管未示出，但是相位差元件30的相位差區域(右眼相位差區域33A和左眼相位差區域33B)可以在水平方向和垂直方向上二維地配置。以上已經給出這樣的情況的描述偏光眼鏡2是圓偏光眼鏡，並且顯示單元1是用於圓偏光眼鏡的顯示單元。然而，本發明同樣適用於這樣的情況偏光眼鏡2是線性偏光眼鏡，並且顯示單元1是用於線性偏光眼鏡的顯示單元。在本說明書中，只要不損害本發明的效果，「均勻」、「平行」、「正交」、「垂直」以及「相同的方向」可以分別包括「大致均勻」、「大致平行」、「大致正交」、「大致垂直」以及「大致相同的方向」。例如，也可以包括諸如製造誤差以及偏差的各種原因所導致的誤差。
本發明包含於2010年6月30日向日本專利局提交的日本在先專利申請JP 2010-149930所公開的主題，其所有內容結合於此作為參考。本領域的技術人員應當理解，根據設計要求和其他因素，可以進行各種修改、組合、子組合和變形，均應包含在所附權利要求或其等同物的範圍之內。
權利要求
1.一種相位差元件，包括 相位差膜；以及防眩膜，其中，所述相位差膜具有由兩種以上相位差區域組成的相位差層，所述相位差區域分別具有不同方向的慢軸並且有規律地配置在平面內，以及所述防眩膜的延遲為20nm以下，並且所述防眩膜的總霧度為30%以下。
2.根據權利要求1所述的相位差元件，其中，所述防眩膜的延遲為IOnm以下，並且所述防眩膜的總霧度為30%以下。
3.一種顯示單元，包括顯示面板，其中多個像素以矩陣狀態配置；以及相位差元件，粘附於所述顯示面板，其中，所述相位差元件包括配置在所述顯示面板側的相位差膜以及相對於所述相位差膜配置在所述顯示面板的相反側的防眩膜，所述相位差膜具有由兩種以上相位差區域組成的相位差層，所述相位差區域分別具有不同方向的慢軸並且有規律地配置在平面內，以及所述防眩膜的延遲為20nm以下，並且所述防眩膜的總霧度為30%以下。
4.根據權利要求3所述的顯示單元，其中，所述防眩膜的延遲為IOnm以下，並且所述防眩膜的總霧度為30%以下。
全文摘要
本發明提供了能夠降低3D特性的劣化的相位差元件以及包括該相位差元件的顯示單元。該相位差元件包括相位差膜以及防眩膜。相位差膜具有由兩種以上相位差區域組成的相位差層，這些相位差區域分別具有不同方向的慢軸並且有規律地配置在平面內。防眩膜的延遲為20nm以下，並且防眩膜的總霧度為30％以下。
文檔編號G02B5/30GK102313922SQ201110171508
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月23日 優先權日2010年6月30日
發明者井上純一, 星光成 申請人:索尼公司